JPH0360456A - 超電導体の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、焼結時に未反応成分の分解ガスの膨脹で金属
パイプが膨大化することを防止した超電導体の製造方法
に関する。

従来の技術及び課題 第１図に例示した如く、金属パイプ１に酸化物超電導体
の粉末２を充填し、この充填体を所望の形状に塑性加工
したのち焼結処理して超電導体を製造する方法が提案さ
れている。

従来、その金属パイプとしては銀パイプが用いられて来
た。しかしながら、第４図に示した如く焼結時に金属パ
イプ１が膨大し、得られる超電導体が凹凸化する問題点
があった。

課題を解決するための手段 本発明者は、前記問題点を克服すべく鋭意研究を重ねて
かかる金属パイプの膨大化は、焼結時に酸化物超電導体
の粉末中に残存する原料としての未反応成分が分解し、
その分解ガスが焼結時の温度で膨脹して金属パイプを膨
らませるためであることを究明し、この知見に基づいて
更に研究を重ねた結果、耐酸化性処理したステンレスパ
イプを用いることにより超電導特性を低下させることな
く上記課題を克服できることを見出し、本発明をなすに
至った。

すなわち本発明は、金属パイプに充填した酸化物超電導
体の粉末を焼結処理して超電導体を製造するにあたり、
金属パイプとして内外面を耐酸化性金属で被覆処理した
ステンレスパイプを用いることを特徴とする超電導体の
製造方法、及び酸化物超電導体の粉末を充填した金属バ
イブの複数本を、内外面を耐酸化性金属で被覆処理した
ステンレスパイプ内に装填して加熱処理し、金属パイプ
内の酸化物超電導体の粉末を焼結処理することを特徴と
する超電導体の製造方法を提供するものである。

作用 内外面を耐酸化性金属で被覆処理したステンレスパイプ
を用いることにより、焼結時に未反応成分の分解ガスが
生じた場合にも、金属バイブの凹凸化、ないし膨大化を
防止することができると共に、焼結時におけるステンレ
スパイプの酸化を防止できて超電導特性の低下を回避す
ることができる。

発明の構成要素の例示 本発明において用いる酸化物超電導体については特に限
定はない、ＹＢａ２Ｃｕ３０ａやＹｉ、−ｂＢａｂＣｕ
　Ｏｃの如きＹ系酸化物超電導体、Ｂａｔ−ｄＫｃｉＢ
　ｉ　Ｏ３の如きＢａ系酸化物超電導体、Ｎｄ２−ｅ　
Ｃｅ。

Ｃｕ０４−ｆの如きＮｄ系酸化物超電導体、Ｂｉ２−ｚ
Ｐｂｒ　Ｓｒ２　Ｃａ２Ｃｕ３０ゎやＢｉ２５ｒ２Ｃａ
ｔ−ｉＹＩＣＩＪ２０８−１の如きＢｉ系酸化物超電導
体、その化Ｔａ系酸化物超電導体、Ｌａ系酸化物超電導
体、ＴＩ系酸化物超電導体、ｐｂ系酸化物超電導体など
、また前記のＹ等の成分を他の希土類元素で置換したも
の、ないしＢａ等の成分を他のアルカリ土類金属で置換
したもの、あるいは０成分をＦなどで置換したものなど
、公知物のいずれも用いることができる。就中、Ｂｉ系
酸化物超電導体やＴａ系酸化物超電導体の如く、焼結処
理時おける酸素の出入が少ない酸化物超電導体が好まし
く用いられる。

なお酸化物超電導体は例えば、所定の組成となる配合割
合で原料を共沈法やゾルゲル法等の湿式混合法、ないし
その他の適宜な混合法で混合し、その混合物を仮焼処理
ないし焼結処理して超電導体とすることにより得ること
ができる。

用いる酸化物超電導体の粉末は例えば、前記の焼結処理
体等を粉砕することにより得ることができる。ステンレ
スバイブ、ないし金属バイブへの緻密充填性、就中７０
〜９０％の高密度充填性（空隙率３０〜ｌＯ％）などの
点より、その粒径は小さいほど好ましい。一般には１０
０μ圃以下、就中５０印以下の粒径が好ましい。

本発明において用いるステンレスパイプは、第２図や第
３図に例示した如く、外周面及び内周面を銀、金、白金
の如き耐酸化性金属で被覆処理したものである。これに
より、焼結処理時にステンレスバイブが酸化することを
防止でき、超電導特性の低下を防止することができる。

図中、１１がステンレス層、１２が耐酸化性金属層であ
る。

本発明において耐酸化性金属で被覆処理したステンレス
パイプは、酸化物超電導体の粉末の充填に用いる（第２
図）。また、酸化物超電導体の粉末を充填した金属バイ
ブ１の複数本を用いて多芯系超電導体を得る場合におけ
る当該金属パイプ１の装填パイプとして用いる（第３図
）。なお、多芯系超電導体を得る場合においては、酸化
物超電導体の粉末を充填するための金属バイブとして、
耐酸化性金属で被覆処理したステンレスバイブのほか、
銀、銅、チタン、アルミニウムなどの適宜な金属からな
るパイプを用いてよい。

当該ステンレスパイプ、ないし金属バイブに酸化物超電
導体の粉末を充填してなる充填体、あるいは当該ステン
レスパイプ内に複数本の該充填体を納めた装填体は、必
要に応じ伸線処理や偏平化処理等により所望の形状、例
えば丸形やテープ形等に塑性加工したのち、焼結処理に
供される。

焼結処理における焼結温度は、酸化物超電導体の種類等
に応じ適宜に決定される。一般には７００〜１２００℃
であり、その加熱手段は任意である。また、焼結雰囲気
は酸化物超電導体に応し決定される。焼結時間は通例、
２００時間以下、就中２〜１５０時間であるがこれに限
定されない。

前記により通例、酸化物超電導体の直径ないし層厚ｌＯ
μｌＩｌ〜５　ｍｍ　、金属層の厚さ１μＩ１１〜２１
Ｉｌ１１の超電導体、あるいはかかる超電導体の複数本
を有する多芯体が得られるが、その寸法等、超電導体の
形態は任意である。

発明の効果 本発明によれば耐酸化性金属で被覆処理したステンレス
パイプを用いたので、焼結処理時に未反応成分が分解し
てガスが生じても、パイプが凹凸化、ないし膨大化する
ことを防止でき、寸法精度、パイプとの密着性に優れる
単芯系ないし多芯系の超電導体を得ることができる。

実施例ｌ Ｂ１２−ｔ　Ｐｂｔ　Ｓｒ２　Ｃａ２Ｃｕ３０ｈ　（ｇ
　＝０．２）からなる平均粒径３０ｍの酸化物超電導体
の粉末を内外面を銀で被覆した外径６順、肉厚２鴫のス
テンレスパイプに充填（空隙率約１２％）シ、これを伸
線処理して直径１．０−の線材とした。次に、前記線材
を約り０℃／時間の昇温速度で８４０℃に加熱し、この
温度を約１００時間維持したのち１０時間かけて室温ま
で徐冷することにより焼結処理した。

得られた超電導体に膨大部は認められず、寸法精度ない
し形態の均一性に優れていた。また、その臨界温度は１
０５にで、臨界電流密度は２　Ｘ　１０’　Ａ／　ｃＪ
　（７７、３Ｋ　）であった。なお、臨界温度は０．１
Ａ　／　ｃｔの電流密度下、液体ヘリウムで冷却しなか
ら４端子法（こより電気抵抗の温度による変化を測定し
、電圧端子間の発生電圧がＯとなったときの温度である
。また、臨界電流密度はパワーリードと共に液体窒素で
冷却しながら徐々に電流値をあげて４′ＩＡ子法により
電圧端子間の電圧の印加電流による変化を測定し、Ｘ−
Ｙレコーダーにおいて１μＶ　／　ｃｍの電圧が出現し
たときの電流値を超電導体の断面積で除した値である。

比較例 ステンレスパイプに代えて銀パイプを用いたほかは実施
例１に準して超電導体を得た。この超電導体は厚さ方向
及び幅方向において、目視観察によってもわかる程度に
凹凸の大きいものであり、厚さが約ｌｌ１ＩＩ１１にも
及ぶ膨大部を有するものであった。

実施例２ 比較例に準じて酸化物超電導体の粉末を充填した銀バイ
ブを形成し、その４本を内外面を銀で被覆した外径１３
ｍ＋、肉厚３ｍのステンレスパイプに装填し、これを伸
線処理して直径約３Ｍの線材としたのち、実施例１に準
じて焼結処理した。

得られた多芯系超電導体に膨大部は認められず、寸法精
度ないし形態の均一性に優れていた。またその臨界温度
は１０５にで、臨界電流密度は２　Ｘ　１０３Ａ　／　
ｃ＋ｊ　（７７，３Ｋ　）であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は充填体の断面図、第２図、第３図はステンレス
パイプの適用例の説明断面図、第４図は従来の超電導体
の説明図である。 １：金属パイプ ２二酸化物超電導体の粉末 １１；ステンレス層 １２：耐酸化性金属層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．金属パイプに充填した酸化物超電導体の粉末を焼結
   処理して超電導体を製造するにあたり、金属パイプとし
   て内外面を耐酸化性金属で被覆処理したステンレスパイ
   プを用いることを特徴とする超電導体の製造方法。
2. ２．酸化物超電導体の粉末を充填した金属パイプの複数
   本を、内外面を耐酸化性金属で被覆処理したステンレス
   パイプ内に装填して加熱処理し、金属パイプ内の酸化物
   超電導体の粉末を焼結処理することを特徴とする超電導
   体の製造方法。