JPH04184820A - テープ状酸化物超電導導体の製造方法 - 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、テープ状酸化物超電導導体の製造方法に関す
る。

［従来の技術］ Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、Ｂ１−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系
、ＴＩ　−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系等の酸化物超電導体
は、Ｔｃ（臨界温度）が液体窒素温度を超えるため種々
の用途への応用が期待されいる。特に、このような酸化
物超電導体を種々の形状に成型することが検討されてい
る。

例えば、酸化物超電導体をバルク状に成型するためには
、まず酸化物超電導体用原料を所望形状および所望寸法
に圧縮成型し、その後得られた成゛型体に熱処理を施す
。

また、酸化物超電導体を線状体に成型する方法として、
従来金属シース法が用いられている。この方法は、酸化
物超電導体の原料をシース材である金属パイプ内に充填
して複合ビレットを作製し、次いでこの複合ビレットを
塑性加工により所望形状、所望寸法に仕上げ、その後こ
れに酸化物超電導体用原料を酸化物超電導体に反応させ
るための熱処理を施して酸化物超電導線状体を得るもの
である。

ここで、酸化物超電導体用原料は、例えば以下のように
して調製する。まず、酸化物超電導体の構成元素の酸化
物、炭酸塩等のような一次原料粉末を所望の酸化物超電
導体組成となるように配合し、これを充分に混合する。

次いで、この混合粉末を仮焼成して仮焼成体を得るか、
もしくはこの混合粉末を加熱溶融し、その後急冷して塊
状体を得る。次いで、得られた仮焼成体もしくは塊状体
を粉砕して酸化物超電導体用原料とする。

塑性加工としては、線状体、テープ状体の形状に応じて
それぞれ押出、圧延、引き抜き、スウエージング等が用
いられる。この塑性加工により、断面形状が円形、楕円
形、矩形、またはテープ形状のものを容易に製造するこ
とができる。

また、この方法を利用して、線状体を複数本束ね、その
外側に金属シースを施した多芯線、径が異なる複数個の
金属パイプを同心円状に配置しそのパイプ間隙部に酸化
物超電導体を充填してなる同心円筒状体、または断面に
おいて金属層と酸化物超電導体層とが渦巻状に配置され
ている多層線状体等も試作検討されている。

この方法において、酸化物超電導体となすための熱処理
温度は、用いる酸化物超電導体用原料の種類により決定
される。例えば、Ｙ系の酸化物超電導体用原料の場合は
９００〜９５０℃であり、Ｂｉ系の酸化物超電導体用原
料の場合は８５０〜９００℃である。

シース材に用いられる金属材料としては、熱伝導性、電
気伝導性に優れたＡｇ、Ａｇ合金、Ｃｕ。

Ｃｕ合金等が用いられる。なかでも酸素透過性に′優れ
るＡｇＳＡｇ合金が特に好ましい。

このような金属シース法を用いてテープ状酸化物超電導
導体を製造する場合は、酸化物超電導体力原料を金属パ
イプ内に充填して複合ビレットを作製し、この複合ビレ
ットに圧延を中心とした塑性加工を施した後に熱処理を
施す。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の如くして得られた複合線状体に酸
化物超電導体となすべき所定の条件下で熱処理を施すと
、その熱処理過程で酸化物超電導体用原料からガスが発
生し、第３図に示すようにシース材３０と酸化物超電導
体３２の間に空隙３４ができ、このためシース材３０が
変形してしまう。この結果、テープ状酸化物超電導導体
として可撓性が低下し、取扱いが非常に困難になる。

また、テープ状酸化物超電導導体として見掛は上のＪｃ
（臨界電流密度）値が低下するという問題点がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、優れた
超電導体特性を発揮することができるテープ状酸化物超
電導導体を空隙の発生を防止しつつ効率よく製造するこ
とができるテープ状酸化物超電導導体の製造方法を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、金属製のシート状体上に酸化物超電導体用原
料を被覆し、これに所定の熱処理を施して酸化物超電導
体層を形成し、次いで該酸化物超電導体層を構成する酸
化物超電導体の溶融開始温度より低い温度の融点を有す
る金属の融液を用いて前記超電導体層上に被覆金属層を
形成することを特徴とするテープ状酸化物超電導導体の
製造方法を提供する。

ここで、金属製のシート状体上に酸化物超電導体用原料
を被覆する方法としては、例えば第１図に示すように、
金属製のシート状体１０を一定の速度で一方向に走行さ
せ、シート状体１０が走行する位置よりも高い位置に設
置されたデイスペンサー１２からシート状体１０の一方
の表面上に一定量で酸化物超電導体用原料１４を吐出し
、デイスペンサー１２の後段に設置されたローラー１６
゛で圧延することにより、所定の厚さの酸化物超電導体
用原料被覆層を得る方法が挙げられる。また、この方法
において酸化物超電導体用原料１４をデ、イスペンサー
１２から吐出して供給する代わりに酸化物超電導体用原
料の融液をデイスペンサー１２から吐出して供給しても
よい。また、酸化物超電導体用原料とバインダーとを充
分に混練して得られたペーストをシート状体上に塗布す
ることにより酸化物超電導体用原料被覆層を形成しても
よい。

シート状体に用いられる金属としては、酸化物超電導体
との反応性に乏しいものが用いられる。

このような金属としてＡｇ　ＳＡ　ｕ　ｓ　Ｐ　ｔ　、
あるいはこれらの合金が好ましい。

シート状体の片側に被覆された酸化物超電導体用原料を
酸化物超電導体となすと同時に酸化物超電導体用原料が
酸化物超電導体となる際に発生するガスを除去ための熱
処理の温度は、例えば、Ｙ系の酸化物超電導体用原料の
場合は９００〜９５０℃であり、Ｂｉ系の酸化物超電導
体用原料の場合は８５０〜９００℃である。なお、酸化
物超電導体用原料とバインダーとを充分に混練して得ら
れたペーストを用いる場合には、熱処理工程で脱バイン
ダー処理を行うことが好ましい。

走行させて酸化物超電導体層を設けたシート状体は、酸
化物超電導体層に悪影響を与えない程度の曲げの許容範
囲内で巻き取っておくことが好ましい。

酸化物超電導体層上に金属層を形成する方法としては、
例えば第２図に示すように、酸化物超電導体層２０を設
けたシート状体２２を一定の速度で一方向に走行させ、
シート状体２２が走行する位置よりも高い位置に設置さ
れたノズル２４からあらかじめヒータ等の加熱手段２６
により加熱溶融された金属融液２８を酸化物超電導体層
上に一定゛量で供給することにより、所定の厚さ？金馬
−層を得る方法が挙げられる。

この場合、金属融液２８が酸化物超電導体層２０上に供
給されたときに金属融液２８の温度により酸化物超電導
体が溶融しないように、酸化物′超電導体が溶融を開始
する温度よりも高い温度の融点を有する金属を選択する
必要がある。酸化物超電導体が溶融を開始する温度は、
酸化物超電導体の種類により異なるが、例えばＢｉ系酸
化物超電導体の場合は８４０℃、Ｙ系酸化物超電導体の
場合は９５０℃である。また、金属融液２８として用い
る金属は、酸化物超電導体との反応性に乏しいものを選
択する必要がある。しかしながら、金属融液２８を酸化
物超電導体層２０上に供給した後急冷することにより、
金属融液２８の金属と酸化物超電導体との反応を防止す
ることができる。

このような金属として、Ａｇ、Ａｕ５Ｐｔをベース金属
としその融点を下げるために他の金属を添加した合金等
が用いられる。その添加する金属としては、Ｐｂ、Ｓｎ
Ｓ　Ｉｎ５ＳｂＳＢｔｑおよびこれらの合金等を用いる
ことができる。また、金属融液２８を酸化物超電導体層
２０上に供給した後急冷する方法を採用する場合には、
Ａ１−Ａｇ、ＡＩ　−８ｉＳＡＭ−Ｃｕ合金等のＡ１合
金等を金属融液の金属として使用することができる。

［作　用］ 本発明のテープ状酸化物超電導導体の製造方法によれば
、ま−ず金属製のシート状体上に酸化物超電導体層を形
成し、次いで、超電導体層上に被覆金属層を形成してい
る。

得られる酸化物超電導体層は外界に接しているので、酸
化物超電導体用原料を酸化物超電導体となすための熱処
理の際に酸化物超電導体用原料から発生するガスを充分
に外界に放出することができる。

したがって、ガスの発生による空隙の形成を防止するこ
とができ、結果として変形のない酸化物超電導導体を作
製することができる。

Ｃ実施例コ 以下、本発明の実施例について具体的に説明する。

□実施例１ 第１図に示す装置にシート状体１０として幅０．５ｍｍ
、厚さ０．１ｍｍのＡｇ製のシートをセットした。デイ
スペンサー１２内には、所゛定量の原料粉末を混合し、
これを仮婢成し、−られた仮焼成体を粉砕して調製され
たＢｉ２５ｒｚ　ＣａＣｕ２０ｘの仮焼成粉末をあら−
かしめ装填した。Ａｇ製シートを走行させ、このＡｇ製
シート上に一定量でデイスペンサー１２から仮焼成粉末
を吐出し、デイスペンサー１２の後段に配置されている
ローラー１６により圧延して厚さ０．１５■ｌの複合シ
ートを作製した。次いで、この複合シートに８５０℃、
５０時間の熱処理を施して仮焼成粉末をＢｉ系酸化物超
電導体とした。

このとき、仮焼成粉末が酸化物超電導体になる際に発生
するガスを充分に除去した。さらに、この複合シートを
外径１ｍのボビンに巻き付けた。

次いで、第２図に示す装置に得られた複合シートをセッ
トした。ノズル２４内には、Ａｇ−Ｐｂ合金を装填し、
ヒータにより加熱して溶融状態にした。複合シートを走
行させ、この複合シート上にノズル２４からＡｇ−Ｐｂ
融液を供給して厚さ０．２５ｍの金属層を形成した。こ
のようにして、実施例１のテープ状Ｂｉ系酸化物超電導
導体を作製した。

得られた実施例１のテープ状Ｂｉ系酸化物超電導導体に
ついて、Ｊｃ（臨界電流密度）およびシース材の変形の
有無を調べた。その結果を下記第１表に示す。なお、Ｊ
ｃは、液体窒素温度、０磁場において測定した。また、
超電導導体の変形の有無は、目視により判断した。

実施例２〜８、比較例１ 被覆金属としてＡｇ−Ｐｂの代わりに第１表に示す各々
の被覆金属を用いること以外は実施例１と同様にして実
施例２〜８および比較例１のテープ状のＢｉ系酸化物超
電導導体を作製した。

得られた実施例２〜８および比較例１のテープ状酸化物
超電導導体のＪｃおよびシース材の変形の有無を実施例
１と同様にして調べた。その結果を下記第１表に併記す
る。

比較例２ 外径が１０鰭φ、内径が８ｍ■φであるＡｇ製のバイブ
内に実施例１で使用した Ｂｉ２５ｒ２　ＣａＣｕ２０ｘの仮焼成粉末を充填゛し
て複合ビレットを作製した。得られた複合ビレットに溝
ロール圧延加工および平ロール圧延加工を施して、幅が
１．０器、厚さが０．４鰭の複合、テープ線材を作製し
た。得られた複合テープ線材に大気中で８５０℃、５０
時間の熱処理を施して比較例２のテープ状Ｂｉ系酸化物
超電導導体を得た。

得られた比較例２のテープ状Ｂｉ系酸化物超電導導体の
Ｊｃおよびシース材の変形の有無を実施例１と同様にし
て調べた。その結果を下記第１表に併記する。

第　　　１　　　表 第１表から明らかなように、本発明の方法により得られ
たテープ状Ｂｉ系酸化物超電導導体（実施例１〜８）は
、いずれも優れた超電導体特性を発揮し、しかもシース
材に変形がないものであった。これに対してＢｉ系酸化
物超電導体用原料の溶融開始温度（８４０℃）高い融点
を有する被覆金属を用いて得られたテープ状Ｂｉ系酸化
物超電導導体（比較例１）は、Ｊｃ値が低いものであり
光。また、従来の方法により得られたテープ状Ｂｉ系酸
化物超電導導体（比較例２）は、Ｊｃ値が低くしかもシ
ース材に変形があった。

［発明の効果］ 以上説明した如く本発明のテープ状酸化物超電導導体の
製造方法は、優れた超電導体特性を発揮することができ
るテープ状酸化物超電導導体を空隙の発生を防止しつつ
効率よく製造することができる。このようにして得られ
たテープ状酸化物超電導導体は、ケーブル、マグネット
、電流リード等の導体として適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明にかかる方法の一実施例を
示す概略説明図、第３図は従来のテープ状酸化物超電導
導体を示す説明図である。 １０．２２・・・シート状体、１２・・・デイスペンサ
ー、１４・・・酸化物超電導体用原料、１６・・・ロー
ラー、２０・・・酸化物超電導体層、２４・・・ノズル
、２６・・・加熱手段、２８・・・金属融液、３０・・
・シース材、３２・・・酸化物超電導体、３４・・・空
隙。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属製のシート状体上に酸化物超電導体用原料を被覆し
   、これに所定の熱処理を施して酸化物超電導体層を形成
   し、次いで該酸化物超電導体層を構成する酸化物超電導
   体の溶融開始温度より低い温度の融点を有する金属の融
   液を用いて前記超電導体層上に被覆金属層を形成するこ
   とを特徴とするテープ状酸化物超電導導体の製造方法。