JPH0340889B2 - - Google Patents
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- JPH0340889B2 JPH0340889B2 JP60068568A JP6856885A JPH0340889B2 JP H0340889 B2 JPH0340889 B2 JP H0340889B2 JP 60068568 A JP60068568 A JP 60068568A JP 6856885 A JP6856885 A JP 6856885A JP H0340889 B2 JPH0340889 B2 JP H0340889B2
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C11/00—Alloys based on lead
- C22C11/08—Alloys based on lead with antimony or bismuth as the next major constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Inorganic Fibers (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はガラス溶融紡糸法により高いTcを有
するPb−Bi−（Te、Sb、Ge）系合金の超伝導繊
維及びその製造方法に係り、超伝導極細線が製造
でき、これを利用して、超伝導送電ケーブル等を
安価に提供しようとするものである。
するPb−Bi−（Te、Sb、Ge）系合金の超伝導繊
維及びその製造方法に係り、超伝導極細線が製造
でき、これを利用して、超伝導送電ケーブル等を
安価に提供しようとするものである。
（従来の技術）
従来TAYLOR法（ガラス被覆メルトスピニン
グ）は第１図に示すようにガラス管１中に金属棒
２を挿入し、これをモーター駆動下降装置３に保
持して、高周波誘導コイル４において加熱し、冷
却装置５において急冷し、巻取ガイド６を介し
て、巻取装置７に巻取り、その後フツ化水素水溶
液にて被覆ガラスを除き金属繊維を得る方法であ
る。
グ）は第１図に示すようにガラス管１中に金属棒
２を挿入し、これをモーター駆動下降装置３に保
持して、高周波誘導コイル４において加熱し、冷
却装置５において急冷し、巻取ガイド６を介し
て、巻取装置７に巻取り、その後フツ化水素水溶
液にて被覆ガラスを除き金属繊維を得る方法であ
る。
このテイラー法は連続した極細のガラス被覆金
属繊維を製造できるのが特徴である。
属繊維を製造できるのが特徴である。
従来このような方法での超伝導材料の製造法は
見当たらないこと及び高いTcを示す鉛系材料は
見付かつていない。
見当たらないこと及び高いTcを示す鉛系材料は
見付かつていない。
ここでTcとは常伝導より超伝導への転位温度
をいう。
をいう。
（発明が解決しようとする問題点）
現在、超伝導マグネツト、超伝導送電ケーブル
等の巨大技術に適用するのに有用なためには、超
伝導材料を極細多芯線の形で用いられている。一
般に高いTcをもつ超伝導材料はもろくて、加工
が困難であるため、その加工法には非常な努力が
なされている。
等の巨大技術に適用するのに有用なためには、超
伝導材料を極細多芯線の形で用いられている。一
般に高いTcをもつ超伝導材料はもろくて、加工
が困難であるため、その加工法には非常な努力が
なされている。
（問題点を解決しようとするための手段）
本発明の超伝導合金繊維は、
Pb100-x-y・Bix・（Te、Sb）y
但し ｘ＝30〜45atm％
ｙ＝５〜50atm％
なる組成の極細繊維であつて、常伝導より超伝導
への高い転位温度Tcを有するのが特徴である。
への高い転位温度Tcを有するのが特徴である。
本発明の超伝導合金繊維の製造法は、上記の組
成を有する合金の棒状体をガラス管中に封入し、
所定速度で下降させ、その先端を高周波誘導コイ
ル中で加熱溶融させ、この溶融体を105k／ｓ以上
の冷却速度で急冷しながら紡糸し、高いTcを有
する超伝導合金繊維を得ることを特徴とするもの
である。
成を有する合金の棒状体をガラス管中に封入し、
所定速度で下降させ、その先端を高周波誘導コイ
ル中で加熱溶融させ、この溶融体を105k／ｓ以上
の冷却速度で急冷しながら紡糸し、高いTcを有
する超伝導合金繊維を得ることを特徴とするもの
である。
本発明の超伝導合金繊維の組成は式
Pb100-x-y・Bix・（Te、Sb）y
但し ｘ＝30〜45atm％
ｙ＝５〜50atm％
であつて、好ましくは
Pb 40〜60atm％
Bi 30〜45atm％
Te、Sbの何れか１種または２種以上
５〜50atm％（好ましくは５〜25atm％）
（但しTe、Sbの代りにGeを25atm％以下置換
することができる。） （作 用） 一般にPb−Bi系合金にはTe、Sb、Ge等がま
じり合わない成分元素であるが、本発明のガラス
被覆溶融紡糸法によると、溶融状態から105k／ｓ
の冷却速度で急冷し、繊維形成されるため、非平
衡相の出現や塊状では全く混じり合わない合金系
を均一に混ぜることができ、高いTcを示す新し
い超伝導繊維を発明するにいたつたものである。
することができる。） （作 用） 一般にPb−Bi系合金にはTe、Sb、Ge等がま
じり合わない成分元素であるが、本発明のガラス
被覆溶融紡糸法によると、溶融状態から105k／ｓ
の冷却速度で急冷し、繊維形成されるため、非平
衡相の出現や塊状では全く混じり合わない合金系
を均一に混ぜることができ、高いTcを示す新し
い超伝導繊維を発明するにいたつたものである。
ここで言う転位温度Tcとは少くとも8.6K、す
なわち−264.4℃以上の温度をいい、現状で生産
できる超伝導材料としては10〜20Kすなわち、−
263℃〜253℃位である。
なわち−264.4℃以上の温度をいい、現状で生産
できる超伝導材料としては10〜20Kすなわち、−
263℃〜253℃位である。
鉛の融点が327.4℃であるので、Pb−Bi系合金
又はこれにテルル、アンチモンあるいはその一部
がゲルマニウムに置換された合金は鉛の融点以上
となるので、常温で固体であり、本発明のガラス
溶融紡糸法で超伝導合金繊維が製造できる。
又はこれにテルル、アンチモンあるいはその一部
がゲルマニウムに置換された合金は鉛の融点以上
となるので、常温で固体であり、本発明のガラス
溶融紡糸法で超伝導合金繊維が製造できる。
（実施例）
以下実施例につき本発明の繊維の製造法を説明
する。
する。
実施例 １
第１図に示す装置を使用し、Pb100-x-yBixTey
（ｘ≦50、ｙ≦25atm％）で適当な割合のPb、
Bi、Teをパイレツクス・ガラス管に入れ、アル
ゴン中で高周波融導加熱して、先端部を溶融す
る。この溶融金属をガラスとともに引出し、紡糸
して、巻取りドラムに巻取つた。紡糸繊維をHF
水溶液中に浸漬して被覆ガラスを除いた。得られ
た繊維のTcを電気抵抗で測定し、微細構造Ｘ線
回析法と比差熱分析機（DTA）測定から調べた。
結果は Pb100-x-yBixTey（ｘ≦50、ｙ≦25atm％） の配合の合金を溶融温度1227℃、巻取速度
2.65m／ｓで連続紡糸することができた。得られ
た繊維は表面がなめらかでピンホール等は認めら
れず、その直径は20〜35μmで引張強さ20MPaの
び2.0％を示す延性材料であつた。各組成繊維の
Tcを測定しその結果を第２図の三点図表に示す。
Pb−Bi合金中にTeを混入することによりTcの増
加が認められる。特に35atm％≦Bi≦45atm％、
10atm％≦Te≦20atm％の間では10K以上の高い
転位温度Tcが観察された。この領域の繊維は
Te、Pb−Biε相（細密六方晶系）とBi（斜方晶
系）の混入した構造をとつていた。
（ｘ≦50、ｙ≦25atm％）で適当な割合のPb、
Bi、Teをパイレツクス・ガラス管に入れ、アル
ゴン中で高周波融導加熱して、先端部を溶融す
る。この溶融金属をガラスとともに引出し、紡糸
して、巻取りドラムに巻取つた。紡糸繊維をHF
水溶液中に浸漬して被覆ガラスを除いた。得られ
た繊維のTcを電気抵抗で測定し、微細構造Ｘ線
回析法と比差熱分析機（DTA）測定から調べた。
結果は Pb100-x-yBixTey（ｘ≦50、ｙ≦25atm％） の配合の合金を溶融温度1227℃、巻取速度
2.65m／ｓで連続紡糸することができた。得られ
た繊維は表面がなめらかでピンホール等は認めら
れず、その直径は20〜35μmで引張強さ20MPaの
び2.0％を示す延性材料であつた。各組成繊維の
Tcを測定しその結果を第２図の三点図表に示す。
Pb−Bi合金中にTeを混入することによりTcの増
加が認められる。特に35atm％≦Bi≦45atm％、
10atm％≦Te≦20atm％の間では10K以上の高い
転位温度Tcが観察された。この領域の繊維は
Te、Pb−Biε相（細密六方晶系）とBi（斜方晶
系）の混入した構造をとつていた。
高いTcを示したPb45Bi40Te15繊維の比差熱分
析機（DTA）曲線に733K（460℃）から852K
（579℃）までに広範な不可逆な発熱ピークが観察
され、紡糸により非平衡相の出現が確認された。
析機（DTA）曲線に733K（460℃）から852K
（579℃）までに広範な不可逆な発熱ピークが観察
され、紡糸により非平衡相の出現が確認された。
実施例 ２
同じく第１図の装置を使用し、Pb100-x-yBix
Sbyの系について実施例１と同様にガラス被覆溶
融紡糸法により紡糸して、ガラス被覆繊維を得
た。これを実施例１と全く同じ要領で処理して、
得られた繊維のTcを電気抵抗で測定し、微細構
造をＸ線回析法と比差熱分析機（DTA）測定か
ら調べた。得られた結果は第３図に示す通りであ
り、 Pb100-x-yBixSbyの系ではｘ＝20〜55atm％、ｙ
＝５〜50atm％の範囲で紡糸が可能であり、8.6K
以上の高い転位温度Tcの範囲が認められた。
Sbyの系について実施例１と同様にガラス被覆溶
融紡糸法により紡糸して、ガラス被覆繊維を得
た。これを実施例１と全く同じ要領で処理して、
得られた繊維のTcを電気抵抗で測定し、微細構
造をＸ線回析法と比差熱分析機（DTA）測定か
ら調べた。得られた結果は第３図に示す通りであ
り、 Pb100-x-yBixSbyの系ではｘ＝20〜55atm％、ｙ
＝５〜50atm％の範囲で紡糸が可能であり、8.6K
以上の高い転位温度Tcの範囲が認められた。
比較例
Pb100-x-yBix（Te、Sb）y系合金のガラス被覆溶
融紡糸繊維の製造に際し、Te、SbをGeにどの位
置換して紡糸ができるかにつき検討するために、
実施例１と同様に、Pb100-x-yBixGey系合金を紡
糸し、その特性の測定を行つた。
融紡糸繊維の製造に際し、Te、SbをGeにどの位
置換して紡糸ができるかにつき検討するために、
実施例１と同様に、Pb100-x-yBixGey系合金を紡
糸し、その特性の測定を行つた。
Geは固体相では、PbやBiと全く溶け合わない
系であるため母合金はできない。そこでパイレツ
クス・ガラス管中に各割合のGe、Pb、Bi塊を入
れ、アルゴン中で誘導加熱溶融し、溶融金属をガ
ラスとともに引出し、紡糸して、巻取りドラムに
巻取つた。紡糸繊維をHF水溶液に浸漬して被覆
ガラスを除いた。得られた繊維の極低温中での電
気抵抗変化からTcを測定した。その結果は第４
図に示すとおりである。
系であるため母合金はできない。そこでパイレツ
クス・ガラス管中に各割合のGe、Pb、Bi塊を入
れ、アルゴン中で誘導加熱溶融し、溶融金属をガ
ラスとともに引出し、紡糸して、巻取りドラムに
巻取つた。紡糸繊維をHF水溶液に浸漬して被覆
ガラスを除いた。得られた繊維の極低温中での電
気抵抗変化からTcを測定した。その結果は第４
図に示すとおりである。
各組成の金属を溶融温度1227℃で巻取速度
0.95m／ｓで紡糸し、直径50μmから20μmの連続
した繊維を作つた。これらの繊維は平均引張強さ
30MPaのび1.5％の延性材料であつた。繊維の抵
抗変化は7.2Kでわずかな抵抗が見られた後非常
に大きな抵抗が現われて常電導に達した。Tcを
常電導の抵抗値の半分を示す温度とした。Geの
添加でTcは増大し、15atm％≦Bi≦38atm％で
10K以上を示す。特に Pb49Bi33Ge18(A)、Pb53Bi26Ge21(B)、
Pb57Bi30Ge13(C)繊維ではそれぞれ14.3K、13.0K、
11.2Kと高い値を示した。Ａ繊維は約1000Åの微
細多結晶体から成り、Pb−Biのε相（細密六方
晶系ａ＝3.50Å、ｃ＝5.80Å）、Bi相（細密六方
晶系ａ＝4.74Å、ｃ＝11.86Å）とGe相（ダイヤ
モンド型ａ＝5.66Å）の混合体であつた。さらに
巻取速度1.50、2.63m／ｓで紡糸したＡ繊維のTc
の最高値はそれぞれ13.0K、10.8Kであり、高速
で巻取つた繊維ほどTcが低い傾向にある。
0.95m／ｓで紡糸し、直径50μmから20μmの連続
した繊維を作つた。これらの繊維は平均引張強さ
30MPaのび1.5％の延性材料であつた。繊維の抵
抗変化は7.2Kでわずかな抵抗が見られた後非常
に大きな抵抗が現われて常電導に達した。Tcを
常電導の抵抗値の半分を示す温度とした。Geの
添加でTcは増大し、15atm％≦Bi≦38atm％で
10K以上を示す。特に Pb49Bi33Ge18(A)、Pb53Bi26Ge21(B)、
Pb57Bi30Ge13(C)繊維ではそれぞれ14.3K、13.0K、
11.2Kと高い値を示した。Ａ繊維は約1000Åの微
細多結晶体から成り、Pb−Biのε相（細密六方
晶系ａ＝3.50Å、ｃ＝5.80Å）、Bi相（細密六方
晶系ａ＝4.74Å、ｃ＝11.86Å）とGe相（ダイヤ
モンド型ａ＝5.66Å）の混合体であつた。さらに
巻取速度1.50、2.63m／ｓで紡糸したＡ繊維のTc
の最高値はそれぞれ13.0K、10.8Kであり、高速
で巻取つた繊維ほどTcが低い傾向にある。
以上の結果を検討して、Pb100-x-yBix（Te、
Sb）y系の合金繊維の成分中Te、Sbを25atm％以
下Ge置換しても少くとも8.6K以上の高い転位温
度Tcをもつた超伝導合金繊維が製造できるもの
と推量した。
Sb）y系の合金繊維の成分中Te、Sbを25atm％以
下Ge置換しても少くとも8.6K以上の高い転位温
度Tcをもつた超伝導合金繊維が製造できるもの
と推量した。
（発明の効果）
本発明の方法によると、固体相では全く溶け合
わない系の材料で母合金のできないものを各組成
割合の元素Pb、Bi、Te、Sb、Geをガラス管中
に封入し、所定速度で下降させながら、その先端
を高周波誘導加熱により溶融し、融体を104〜106
℃／ｓの冷却速度で急冷しながら紡糸するので、
非平衡相が生ぜず、塊状では全く混じり合わない
合金系を均一に混ぜることができ、高いTcを有
する超伝導合金繊維の極細線を連続して生産でき
るので、超伝導送電ケーブルの製造を安価に可能
とする工業上大なる利益がある。
わない系の材料で母合金のできないものを各組成
割合の元素Pb、Bi、Te、Sb、Geをガラス管中
に封入し、所定速度で下降させながら、その先端
を高周波誘導加熱により溶融し、融体を104〜106
℃／ｓの冷却速度で急冷しながら紡糸するので、
非平衡相が生ぜず、塊状では全く混じり合わない
合金系を均一に混ぜることができ、高いTcを有
する超伝導合金繊維の極細線を連続して生産でき
るので、超伝導送電ケーブルの製造を安価に可能
とする工業上大なる利益がある。
第１図はガラス被覆溶融紡糸法による超伝導合
金繊維の製造装置の一例を示す説明図、第２図は
本発明のPb100-x-yBixTey系超伝導合金繊維の転
位温度Tcを測定した特性図、第３図は同じく
Pb100-x-yBixSby系超伝導合金繊維の転位温度Tc
を測定した特性図、第４図はPb−Bi−Ge系超伝
導合金繊維の最高の転位温度Tcを測定した特性
図である。 １…ガラス管、２…金属棒素材、３…モータ駆
動下降装置、４…高周波誘導コイル、５…冷却装
置、６…巻取用ガイド、７…巻取装置。
金繊維の製造装置の一例を示す説明図、第２図は
本発明のPb100-x-yBixTey系超伝導合金繊維の転
位温度Tcを測定した特性図、第３図は同じく
Pb100-x-yBixSby系超伝導合金繊維の転位温度Tc
を測定した特性図、第４図はPb−Bi−Ge系超伝
導合金繊維の最高の転位温度Tcを測定した特性
図である。 １…ガラス管、２…金属棒素材、３…モータ駆
動下降装置、４…高周波誘導コイル、５…冷却装
置、６…巻取用ガイド、７…巻取装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 式 Pb100-x-y・Bix・（Te、Sb）y 但し ｘ＝５〜45atm％ ｙ＝５〜50atm％ の組成の合金にガラス被覆した高い転位温度Tc
を有することを特徴とするガラス被覆溶融紡糸法
による超伝導合金繊維。 ２ Pb100-x-y・Bix・（Te、Sb）yなる組成式で表
わされる合金において、Te、Sbの何れか１種ま
たは２種を25atm％以下のGeで置換した特許請
求の範囲第１項記載のガラス被覆溶融紡糸法によ
る超伝導合金繊維。 ３ Pb100-x-y・Bix・（Te、Sb）y 但し ｘ＝５〜55atm％ ｙ＝５〜50atm％ の組成を有する合金の棒状体をガラス管中に封入
し、所定速度で下降させ、その先端を高周波誘導
コイル中で加熱溶融させ、この溶融体を104〜106
℃／ｓの冷却速度で急冷しながら紡糸し、高い
Tcを有する超伝導合金繊維を得ることを特徴と
する超伝導合金繊維の製造法。 ４ Pb100-x-y・Bix・（Te、Sb）yなる組成式で表
わされる合金はTe、Sbの何れか１種または２種
を25atm％以下のGeで置換した特許請求の範囲
第３項記載のガラス被覆溶融紡糸法による超伝導
合金繊維の製造法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60068568A JPS61227307A (ja) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | ガラス被覆溶融紡糸法による超伝導合金繊維及びその製造法 |
| US06/836,443 US4693865A (en) | 1985-04-02 | 1986-03-05 | Superconductive alloy filament |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60068568A JPS61227307A (ja) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | ガラス被覆溶融紡糸法による超伝導合金繊維及びその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61227307A JPS61227307A (ja) | 1986-10-09 |
| JPH0340889B2 true JPH0340889B2 (ja) | 1991-06-20 |
Family
ID=13377498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60068568A Granted JPS61227307A (ja) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | ガラス被覆溶融紡糸法による超伝導合金繊維及びその製造法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4693865A (ja) |
| JP (1) | JPS61227307A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6559103B1 (en) | 1988-02-12 | 2003-05-06 | The Boeing Company | Method for producing superconducting oxide compounds |
| US5398840A (en) * | 1984-11-02 | 1995-03-21 | The Boeing Company | Microparticle enhanced fibrous ceramic baffle for cryogenic liquid containers |
| US5045526A (en) * | 1987-04-06 | 1991-09-03 | Hewlett-Packard Company | Making insulated superconductor wire |
| FR2613867B1 (fr) * | 1987-04-11 | 1994-02-04 | Yamaha Corp | Procede pour fabriquer un fil supraconducteur en matiere ceramique |
| AU596289B2 (en) * | 1987-04-14 | 1990-04-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of the production of ceramic superconductor filaments |
| US5215565A (en) * | 1987-04-14 | 1993-06-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for making superconductor filaments |
| US4975413A (en) * | 1987-08-12 | 1990-12-04 | Amoco Corporation | Superconductor-coated carbon fiber composites |
| US5158588A (en) * | 1988-05-31 | 1992-10-27 | Superbio, Inc. | Method of drawing dissolved superconductor |
| WO1989012030A1 (en) * | 1988-05-31 | 1989-12-14 | Superbio, Inc. | Technique for increasing superconducting material critical temperature |
| DE68913592T2 (de) * | 1988-06-02 | 1994-06-16 | Sumitomo Electric Industries | Verfahren zum Schmelzen von supraleitendem keramischem Material. |
| US5407618A (en) * | 1990-08-13 | 1995-04-18 | The Boeing Company | Method for producing ceramic oxide compounds |
| CN108251691B (zh) * | 2018-01-09 | 2020-06-02 | 安泰天龙钨钼科技有限公司 | 一种高纯铋铅合金及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1021997A (en) * | 1912-02-24 | 1912-04-02 | William Morrison | Storage-battery conductor or support. |
| FR1397461A (fr) * | 1964-03-20 | 1965-04-30 | Metallurgie Francaise | Procédé de fabrication d'une couche antifriction à fine porosité, et couche antifriction obtenue par ce procédé |
-
1985
- 1985-04-02 JP JP60068568A patent/JPS61227307A/ja active Granted
-
1986
- 1986-03-05 US US06/836,443 patent/US4693865A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61227307A (ja) | 1986-10-09 |
| US4693865A (en) | 1987-09-15 |
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