JPH0350118A - 超電導線材およびその製造方法 - Google Patents
超電導線材およびその製造方法Info
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- JPH0350118A JPH0350118A JP1183208A JP18320889A JPH0350118A JP H0350118 A JPH0350118 A JP H0350118A JP 1183208 A JP1183208 A JP 1183208A JP 18320889 A JP18320889 A JP 18320889A JP H0350118 A JPH0350118 A JP H0350118A
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- 229910014454 Ca-Cu Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
この発明は、超電導マグネットや超電導ケーブルなどに
用いることのできる超電導線材およびその製造方法に関
するものである。
用いることのできる超電導線材およびその製造方法に関
するものである。
[従来の技術]
酸化物超電導材を用いた超電導線材においては、臨界電
流密度(J c)の向上が従来から求められている。酸
化物超電導材として比較的高い臨界温度(Tc)を示す
Bi系酸化物超電導材においては、B i 1.jl
S r4.(3Ca、、2 Cu2.2 oYを出発原
料とした原料粉末を用い、La5er−Heated
Pedestal Growth法(以下rLHP
G法」という)により大きなJcを有する超電導ファイ
バを作製したことが報告されている(Journal
of CrystaI Growth、91 (
1988)38−330、 ”La5er
Heated Pedestal Growt
h of High Tc Supercon
ducting Fiber’Gazit Fei
gelson)、また、Bi2Sr2 Ca2 Cu、
をベースとして、pbを添加した原料粉末を用いて、L
HPG法により大きなJcを有する超電導ファイバを作
製したことが報告されている(G、F、de、ua、F
uente et al、、MR35PRING
MEETING、Apri 1 1989)。
流密度(J c)の向上が従来から求められている。酸
化物超電導材として比較的高い臨界温度(Tc)を示す
Bi系酸化物超電導材においては、B i 1.jl
S r4.(3Ca、、2 Cu2.2 oYを出発原
料とした原料粉末を用い、La5er−Heated
Pedestal Growth法(以下rLHP
G法」という)により大きなJcを有する超電導ファイ
バを作製したことが報告されている(Journal
of CrystaI Growth、91 (
1988)38−330、 ”La5er
Heated Pedestal Growt
h of High Tc Supercon
ducting Fiber’Gazit Fei
gelson)、また、Bi2Sr2 Ca2 Cu、
をベースとして、pbを添加した原料粉末を用いて、L
HPG法により大きなJcを有する超電導ファイバを作
製したことが報告されている(G、F、de、ua、F
uente et al、、MR35PRING
MEETING、Apri 1 1989)。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、これらの従来の製造方法によって製造さ
れたBi系酸化物超電導線材であっても、十分に大きな
Jcの値は得られておらず、より大きなJcを示す超電
導線材の製造方法が要望されている。
れたBi系酸化物超電導線材であっても、十分に大きな
Jcの値は得られておらず、より大きなJcを示す超電
導線材の製造方法が要望されている。
Bi系酸化物超電導材においては、高いTcを示す高温
相とより低いTcを示す低温相の存在することが知られ
ている。出発原料の組成比をB12−xPbxS r2
Cal Cu2 (0≦X≦0.8)とすると、低
温相のみが析出し、この低温相を熱処理しても高温相の
析出が認められない。また、一方出発原料の組成比をB
12−xPbxSr2 Cazcui(0≦X≦0.8
)とすると、まず低温相が析出し、この低温相を熱処理
することによって高温相の析出することが見出されてい
る。しかしながら、低温相は比較的配向性が高いのに対
して、このようにして得られた高温相は高い配向性が得
られておらず、Jcの向上が図れない原因となっている
。これは、高温相の生成源と考えられるSr−Ca−C
uを相が高温相中に多量に分散して、高温相がランダム
に析出しているためと考えられる。
相とより低いTcを示す低温相の存在することが知られ
ている。出発原料の組成比をB12−xPbxS r2
Cal Cu2 (0≦X≦0.8)とすると、低
温相のみが析出し、この低温相を熱処理しても高温相の
析出が認められない。また、一方出発原料の組成比をB
12−xPbxSr2 Cazcui(0≦X≦0.8
)とすると、まず低温相が析出し、この低温相を熱処理
することによって高温相の析出することが見出されてい
る。しかしながら、低温相は比較的配向性が高いのに対
して、このようにして得られた高温相は高い配向性が得
られておらず、Jcの向上が図れない原因となっている
。これは、高温相の生成源と考えられるSr−Ca−C
uを相が高温相中に多量に分散して、高温相がランダム
に析出しているためと考えられる。
したがって、このような原因から従来の製造方法では高
配向性の高温相が得られておらず、十分に大きなJcを
示す超電導線材が得られていない。
配向性の高温相が得られておらず、十分に大きなJcを
示す超電導線材が得られていない。
この発明は、かかる従来の問題点を解消し、十分に大き
なJcを示す超電導線材およびその製造方法を提供する
ことにある。
なJcを示す超電導線材およびその製造方法を提供する
ことにある。
[課題を解決するための手段]
この発明の超電導線材は、Bi系酸化物超電導線材の低
温相からなる低温相芯部と、低温相芯部のまわりに設け
られるSr−Ca−Cu酸化物を熱処理することにより
、低温相芯部との界面領域に形成されるBi系酸化物超
電導材の高温相からなる高温相被覆部とを備えている。
温相からなる低温相芯部と、低温相芯部のまわりに設け
られるSr−Ca−Cu酸化物を熱処理することにより
、低温相芯部との界面領域に形成されるBi系酸化物超
電導材の高温相からなる高温相被覆部とを備えている。
この発明において低温相は高配向性であることが好まし
く、したがって一方向凝固により長手方向に結晶を配向
させたものが好ましい。
く、したがって一方向凝固により長手方向に結晶を配向
させたものが好ましい。
この発明の超電導線材の製造方法では、Bi系酸化物超
電導材の低温相からなる低温相芯部を形成し、低温相芯
部をSr−Ca−Cu酸化物の溶融液中に浸漬してSr
−Ca−Cu酸化物からなる被覆層を形成し、被覆層を
熱処理して、低温相芯部との界面領域にBi系酸化物超
電導材の高温相を析出させ、高温相被覆部を形成させる
各ステップを備えている。
電導材の低温相からなる低温相芯部を形成し、低温相芯
部をSr−Ca−Cu酸化物の溶融液中に浸漬してSr
−Ca−Cu酸化物からなる被覆層を形成し、被覆層を
熱処理して、低温相芯部との界面領域にBi系酸化物超
電導材の高温相を析出させ、高温相被覆部を形成させる
各ステップを備えている。
この発明の製造方法においては、低温相芯部の原料粉末
として、Bi2.−、XPbxSr2 Ca、Cu2
(0≦X≦0.8)の組成比を有する酸化物粉末を用い
ることが好ましい。
として、Bi2.−、XPbxSr2 Ca、Cu2
(0≦X≦0.8)の組成比を有する酸化物粉末を用い
ることが好ましい。
また、低温和芯部は、810℃以上850℃以下の温度
のSr−Ca−Cu酸化物の溶融液中に、低温相芯部を
1分以上1時間以内浸漬して保持することが好ましい。
のSr−Ca−Cu酸化物の溶融液中に、低温相芯部を
1分以上1時間以内浸漬して保持することが好ましい。
さらに、被覆層を熱処理する条件としては、860℃を
上限とし780℃を下限とした範囲内で温度勾配を持た
せた炉中を、1mm/hr以上100mm/hr以下の
速度で、24時間以上300時間以内の時間をかけて移
動させ熱処理することが好ましい。
上限とし780℃を下限とした範囲内で温度勾配を持た
せた炉中を、1mm/hr以上100mm/hr以下の
速度で、24時間以上300時間以内の時間をかけて移
動させ熱処理することが好ましい。
[発明の作用効果]
この発明の超電導線材では、低温相芯部のまわりに設け
たSr−Ca−Cu酸化物を熱処理して、低温相芯部と
の界面領域に形成したBi系酸化物の超電導材の高温相
からなる高温和被覆部を備えている。低温相芯部は長手
方向に沿う高配向性を示すため、このような低温相芯部
との界面領域に形成される高温相は、長手方向に沿って
配向しながら形成される。したがって、このようにして
形成される高温相被覆部を、高いTcを有しかつ大きな
Jcを示す高温相とすることができる。
たSr−Ca−Cu酸化物を熱処理して、低温相芯部と
の界面領域に形成したBi系酸化物の超電導材の高温相
からなる高温和被覆部を備えている。低温相芯部は長手
方向に沿う高配向性を示すため、このような低温相芯部
との界面領域に形成される高温相は、長手方向に沿って
配向しながら形成される。したがって、このようにして
形成される高温相被覆部を、高いTcを有しかつ大きな
Jcを示す高温相とすることができる。
特に、低温相芯部の原料粉末としてB i 2−x P
bxSr2Ca、Cu2 (0≦X≦0.8)の組成
比を有する酸化物粉末を用いると、Sr−Ca−Cu−
0相の析出を極力少なくす゛ることかでき、特に高い配
向性を有する低温相とすることができる。
bxSr2Ca、Cu2 (0≦X≦0.8)の組成
比を有する酸化物粉末を用いると、Sr−Ca−Cu−
0相の析出を極力少なくす゛ることかでき、特に高い配
向性を有する低温相とすることができる。
また、低温相芯部を一方向凝固などの方法によって長手
方向に結晶配向を持たせ、結晶の成長方向を結晶のC軸
と垂直にすれば、通電方向を長手方向としたときにより
大きなJcを得ることができる。
方向に結晶配向を持たせ、結晶の成長方向を結晶のC軸
と垂直にすれば、通電方向を長手方向としたときにより
大きなJcを得ることができる。
この発明では、低温相芯部のまわりのSr−Ca−Cu
酸化物からなる被覆層を熱処理することにより、低温和
芯部との界面領域に高温相を析出させている。このよう
に低温和芯部との界面領域に高温相を析出させることに
より、析出した高温相には従来のようなS r−Ca−
Cu−0相の分散がなくなり、低温相芯部の配向性に沿
った配向性を有する高温相とすることができる。このた
め、従来よりも大きなJcを有する高温相とすることが
できる。
酸化物からなる被覆層を熱処理することにより、低温和
芯部との界面領域に高温相を析出させている。このよう
に低温和芯部との界面領域に高温相を析出させることに
より、析出した高温相には従来のようなS r−Ca−
Cu−0相の分散がなくなり、低温相芯部の配向性に沿
った配向性を有する高温相とすることができる。このた
め、従来よりも大きなJcを有する高温相とすることが
できる。
このような高温相は長手方向に沿って徐々に析出させて
いくことが好ましく、このような析出のためには、86
0℃を上限とし780℃を下限とした範囲内で温度勾配
を持たせた炉中を、1mm/hr以上100mm/hr
以下の速度で、24時間以上300時間以内の時間をか
けて移動させることが好ましい。
いくことが好ましく、このような析出のためには、86
0℃を上限とし780℃を下限とした範囲内で温度勾配
を持たせた炉中を、1mm/hr以上100mm/hr
以下の速度で、24時間以上300時間以内の時間をか
けて移動させることが好ましい。
[実施例]
B i20. 、PbO5S rco、 、CaC0,
、およびCuO(いずれも純度99.9%)を、原子モ
ル比でBi :Pb:Sr:Ca:Cu−1゜4:0.
6:2.o:i、O:2.Oの割合となるように秤量し
て、乳鉢で混合した。混合した粉末を、750℃X12
時間仮焼した後粉砕し、再び800℃X12時間仮焼し
た後粉砕し、さらに850℃×96時間仮焼した。この
粉末を静水圧でラバープレスして、直径4mm、長さ1
00mmの棒状に成形した。この成形物を、さらに80
0℃×2時間および850℃X20時間焼結した後、L
HPG法により、成長速度10mm/hrで引上げて成
長させた。得られた低温相芯部である超電導ファイバの
サイズは、直径1.0mm。
、およびCuO(いずれも純度99.9%)を、原子モ
ル比でBi :Pb:Sr:Ca:Cu−1゜4:0.
6:2.o:i、O:2.Oの割合となるように秤量し
て、乳鉢で混合した。混合した粉末を、750℃X12
時間仮焼した後粉砕し、再び800℃X12時間仮焼し
た後粉砕し、さらに850℃×96時間仮焼した。この
粉末を静水圧でラバープレスして、直径4mm、長さ1
00mmの棒状に成形した。この成形物を、さらに80
0℃×2時間および850℃X20時間焼結した後、L
HPG法により、成長速度10mm/hrで引上げて成
長させた。得られた低温相芯部である超電導ファイバの
サイズは、直径1.0mm。
長さ100mmであった。
SrCOa、CaC0a、およびCuO(それぞれ純度
99.9%)を、原子モル比でSr二Ca:cu−1:
1:4の割合となるように秤量して、乳鉢で混合した。
99.9%)を、原子モル比でSr二Ca:cu−1:
1:4の割合となるように秤量して、乳鉢で混合した。
混合した粉末を、750℃×12時間仮焼した後粉砕し
、さらに780℃×96時間仮焼して、これをるつぼに
詰めて850℃で溶融させて、Sr−Ca−Cu酸化物
の溶融液を調製した。この融液に、長さ20mmに切断
した超電導ファイバの1つを浸漬して、所定時間保持し
た後引上げて、超電導ファイバのまわりにSr−Ca−
Cu酸化物からなる被覆層を形成した。
、さらに780℃×96時間仮焼して、これをるつぼに
詰めて850℃で溶融させて、Sr−Ca−Cu酸化物
の溶融液を調製した。この融液に、長さ20mmに切断
した超電導ファイバの1つを浸漬して、所定時間保持し
た後引上げて、超電導ファイバのまわりにSr−Ca−
Cu酸化物からなる被覆層を形成した。
この被覆層を形成した超電導ファイバを、所定の温度勾
配を有した炉中に入れて移動させ熱処理を行なった。炉
は全長が1250mmのものを用い、入口から250m
mまでは所定の温度まで加熱する部分であり、次の10
00mmの部分は所定の温度勾配を有する部分である。
配を有した炉中に入れて移動させ熱処理を行なった。炉
は全長が1250mmのものを用い、入口から250m
mまでは所定の温度まで加熱する部分であり、次の10
00mmの部分は所定の温度勾配を有する部分である。
第1図は、上限は850℃とし、下限を790℃とした
場合の熱処理炉内の温度勾配を示す図である。
場合の熱処理炉内の温度勾配を示す図である。
表1に示すように、Sr−Ca−Cu酸化物の溶融液中
に超電導ファイバを保持する時間、熱処理炉内での温度
範囲、熱処理時間、熱処理炉中の移動速度を変化させて
熱処理を行ない、得られた超電導線材についてTcおよ
びJcを?VPI定した。
に超電導ファイバを保持する時間、熱処理炉内での温度
範囲、熱処理時間、熱処理炉中の移動速度を変化させて
熱処理を行ない、得られた超電導線材についてTcおよ
びJcを?VPI定した。
得られた結果を表1に併せて示す。なお、Jcは77に
、OTの条件下で測定した値である。
、OTの条件下で測定した値である。
なお、比較として、Sr−Ca−Cu酸化物溶融液中に
ディッピングせずに単に850℃で100時間熱処理し
たときの超電導線材を作製し、比較例として表1に結果
を併せて示した。
ディッピングせずに単に850℃で100時間熱処理し
たときの超電導線材を作製し、比較例として表1に結果
を併せて示した。
(以下余白)
表1の結果から明らかなように、この発明に従う実施例
1〜11の超電導線材は、比較例の超電導線材に比べ、
Jcが大きくなっている。特に、Sr−Ca−Cu酸化
物融液中での保持時間が1分以上1時間以内であり、炉
中の温度勾配が860〜780℃の範囲内の温度勾配で
あり、熱処理時間が24時間以上300時間以内であり
、炉内の移動速度が1〜100mm/hrの範囲内の速
度であるものが、より大きなJcを示している。
1〜11の超電導線材は、比較例の超電導線材に比べ、
Jcが大きくなっている。特に、Sr−Ca−Cu酸化
物融液中での保持時間が1分以上1時間以内であり、炉
中の温度勾配が860〜780℃の範囲内の温度勾配で
あり、熱処理時間が24時間以上300時間以内であり
、炉内の移動速度が1〜100mm/hrの範囲内の速
度であるものが、より大きなJcを示している。
第1図は、この発明の一実施例における炉中の温度勾配
の一例を示す図ある。
の一例を示す図ある。
Claims (6)
- (1)Bi系酸化物超電導線材の低温相からなる低温相
芯部と、 前記低温相芯部のまわりに設けられるSr−Ca−Cu
酸化物を熱処理することにより、前記低温相芯部との界
面領域に形成されるBi系酸化物超電導材の高温相から
なる高温相被覆部とを備える、超電導線材。 - (2)前記低温相芯部が一方向凝固により長手方向に結
晶を配向させたものである、請求項1記載の超電導線材
。 - (3)Bi系酸化物超電導材の低温相からなる低温相芯
部を形成し、 前記低温相芯部をSr−Ca−Cu酸化物の溶融液中に
浸漬してSr−Ca−Cu酸化物からなる被覆層を形成
し、 前記被覆層を熱処理して、前記低温相芯部との界面領域
にBi系酸化物超電導材の高温相を析出させ、高温相被
覆部を形成させる各ステップを備える、超電導線材の製
造方法。 - (4)前記低温相芯部の原料粉末として、 Bi_2_−_xPb_xSr_2Ca_1Cu_2(
0≦x≦0.8)の組成比を有する酸化物粉末を用いる
、請求項3記載の超電導線材の製造方法。 - (5)前記被覆層形成ステップが、810℃以上850
℃以下の温度のSr−Ca−Cu酸化物の溶融液中に、
低温相芯部を1分以上1時間以内浸漬して保持するステ
ップを備える、請求項3記載の超電導線材の製造方法。 - (6)前記熱処理ステップが、860℃を上限とし78
0℃を下限とした範囲内で温度勾配を持たせた炉中を、
1mm/hr以上100mm/hr以下の速度で、24
時間以上300時間以内の時間をかけて移動させるステ
ップを備える、請求項3記載の超電導線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1183208A JPH0350118A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 超電導線材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1183208A JPH0350118A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 超電導線材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0350118A true JPH0350118A (ja) | 1991-03-04 |
Family
ID=16131670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1183208A Pending JPH0350118A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 超電導線材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0350118A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5320506A (en) * | 1990-10-01 | 1994-06-14 | Copeland Corporation | Oldham coupling for scroll compressor |
| JP2007500667A (ja) * | 2003-07-28 | 2007-01-18 | クリー インコーポレイテッド | 水素含有雰囲気下で昇華成長させることによる炭化珪素結晶中の窒素含有量の低下 |
| JP2012134513A (ja) * | 2003-10-16 | 2012-07-12 | Cree Inc | ブール成長された炭化ケイ素ドリフト層を使用してパワー半導体デバイスを形成する方法、およびそれによって形成されるパワー半導体デバイス |
-
1989
- 1989-07-14 JP JP1183208A patent/JPH0350118A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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