JPH04201303A - セラミック製中空管の製造方法 - Google Patents

セラミック製中空管の製造方法

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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】 〔概 要〕 セラミック製中空管の製造方法に係り、特に融液から得
ることができる超伝導セラミック中空管の製造方法に関
し、 従来の製造方法と全く異なる新しい容易でしかも安価な
工程で均質でしかも機械的強度が大きなセラミック製中
空管、特に超伝導セラミック製中空管を得ることを目的
とし、 所定の組成を有するセラミック組成物粉末を溶融してセ
ラミック融液(2)を形成する工程、前記セラミック融
液(2)を支持管(1)内に充填した後、該支持管(1
)内壁近傍の前記セラミッり融液(2)を中空状に固化
すると共に未固化セラミック融液を前記支持管(1)か
ら流出させてセラミック中空体を形成する工程、前記セ
ラミック中空体を熱処理する工程、 を含むことを構成とする。
〔産業上の利用分野〕
本発明はセラミック製中空管の製造方法に係り、特に融
液から得ることができる超伝導セラミック中空管の製造
方法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来のセラミック製中空管は、例えばセラミック組成物
の微粉体に水とバインダー(粘結剤)を混合して適当な
粘度の泥状とし、この泥状組成物を石膏などからなる所
定形状の型に鋳込んだ後、焼結することによって製造さ
れる。この方法は一般的セラミック組成物素材には適用
されるが超伝導セラミック素材には適用できなかった。
その理由は水やバインダー(多くは有機ペースト)と超
伝導セラミック組成物を混錬した場合、水やバインダー
が超伝導特性を阻害したり、あるいは超伝導特性を常伝
導特性に変化させる作用があるためである。水やバイン
ダーは焼結時除去されるものの焼結時に有機物などによ
る還元作用によって超伝導特性を示し難い。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は従来の製造方法と全く異なる新しい容易でしか
も安価な工程で均質でしかも機械的強度が大きなセラミ
ック製中空管、特に超伝導セラミック製中空管を得るこ
とを目的とする。
〔課題を解決するた杓の手段〕
上北課題は、本発明によれば所定の組成を有するセラミ
ック組成物粉末を溶融してセラミック融液(2)を形成
する工程、前記セラミック融液(2)を支持管(1)内
に充填した後、該支持管(1)内壁近傍の前記セラミッ
ク融液(2)を中空状に固化すると共に未固化セラミッ
ク融液を前記支持管(1)から流出させてセラミック中
空体を形成する工程、前記セラミック中空体を熱処理す
る工程、を含むことを特徴とするセラミック製中空管の
製造方法によっても解決される。
本発明では上記セラミック中空体として熱処理によって
超伝導特性を有する素材を使用するのが好ましく、ビス
マス含有のセラミック例えばB1−3r−[a−[:u
−[]あるいは]B1−Pb−3r−Ca−Cu−0が
用いられる。
また本発明では上記熱処理を、支持管内壁近傍に固化さ
れた中空体を該支持管から取り出した後に行うか、ある
いは該支持管と共に一体化したままで行うことができる
。前者の場合の支持管の材質として石英ガラス管等、セ
ラミック中空体より熱膨張係数が小さい材質が好ましく
、後者の一体化の場合は支持管として銅等の金属が好ま
しく用いられる。また本発明では支持管内壁にセラミッ
ク融液を均一に付着させるために支持管を回転するのが
好ましい。本発明では融液を支持管に充填して中空体を
作る迄数秒間程度である。
〔作 用〕
本発明によれば融液を支持管に充填して、その内壁部の
みを固化し中空体とすることが容易に行うことができし
かも単に熱処理することによって、例えば良好な曲げ強
度、表面平滑性、超伝導性等を有するセラミック製中空
管を得ることができる。
本発明では同心の支持管を使用することによってセラミ
ック多重管を製造することもでき、また支持管内に金属
の芯棒を設けることによって芯付きセラミック棒も製造
することができる。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面にもとすいて説明する。
第1図は、本発明に係るセラミック製中空管の斜視図で
ある(熱処理前)。
第1図に示されたセラミック中空管はBi2−3r2−
Ca 、−Cu2−D、の組成物からなり外径約5.5
肛内径約4.5tnrn、長さ約300順重量590g
であり、800℃、50時間、大気中で加熱処理を施し
急冷処理を施した結果第3図に示された超伝導特性、第
4図の如き極めて滑らかな表面粗さ及び曲げ強度800
〜1500kg/cfflを有していた。
以下、上記セラミック中空管の製造方法を第5図(a)
〜(d)及び第6図(a)〜(d)を用いて説明する。
まず超伝導組成物であるB1−3r−Ca−Cu−D系
を主とする所定の組成、たとえばBi、5r2Ca、I
l”u2の原子比からなる酸化物の粉末を坩堝内で約1
100℃の温度で約30分間溶解してセラミック融液を
作製する。
第5図(a)に示すように坩堝1内の前述のセラミック
融液2を外径7肛、内径5.5祁の両端開放の石英ガラ
ス管3内へ上端開口端からの減圧吸引により流し込み満
たす。融液の吸引を開始して約1秒間で石英ガラス管を
満たした。融液2の粘度は低いので容易に吸引される。
次に第5図(b)に示すように石英ガラス管3に融液を
保持したまま該ガラス管3を取り出す。
次に第5図(C>に示すように石英ガラス管3内に注入
されたセラミック融液2は冷却により通常は石英ガラス
管壁に近い部分から徐々に固化させ、冷却過程の途中で
吸引を中止するか、又は空気を吹き込むことによって石
英ガラス管内中心部の低粘度(未固化)融液を自重によ
り落下流出させ、石英ガラス管壁に軽く付着した上記組
成物のセラミック中空管2aが形成される。この時支持
管を回転させるのが好ましい。
次に第5図(d)に示すように上記中空管2aは石英ガ
ラス管との熱膨張係数の違いにより容易に取り出すこと
が出来る。このようにして外径約5.5m1D、内在的
4.5証で、長さ約300闘、重量590gの第1図に
示したセラミック中空管を製作することができた。上記
このように得られたセラミック中空管はこのままでは超
伝導特性を示さないので再熱処理を施す。再熱処理条件
は800〜850℃、10〜100時間例えば800℃
、50時間大気中で行う。熱処理後、炉外に取り出し急
冷すると図2に示すような超伝導セラミック中空管を得
ることができた。
上記方法は内径が0.2〜2.0 cmの細い石英ガラ
ス管を支持管として使用する場合に適している。
第6図(a)〜(d)は内径が約3.00m以上の太い
石英管を使用する場合の方法を示す工程図である。
第6図(a)及び(b)に示すように底部を封止するカ
ーボン板5などの支持台に石英ガラス管3を立てセラミ
ック融液2を中に流し込む。
次に第6図(C)に示すように石英ガラス管壁に近い部
分を固化させ管を逆さにするなどして中央部の固化して
いない融液を流し出し、中空状のセラミック管を得る(
第6図(d))。次に上記再熱処理条件により熱処理を
施し、熱伝導セラミック中空管(庭付)を得た。
上記実施例では石英ガラス管を中空管の支持体としたが
例えば銅等の金属管を支持体として用いその内壁に上記
と同様にセラミック中空管を形成し一体ままで熱処理を
施し、外管を銅、内管を超伝導セラミック中空管とする
こともできる。
〔発明の効果〕
以上説明した様に本発明によれば、容易でかつ安価な工
程で均質なかつ機械的強度の大きいセラミック製中空管
、特に超伝導セラミック中空管を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はそれぞれ本発明に係る熱処理前及び
熱処理後のセラミック中空管の斜視図であり、 第3図及び第4図はそれぞれ本発明に係るセラミック中
空管の熱伝導性及び表面粗さを示す図であり、 第5図及び第6図はそれぞれ本発明のセラミック中空管
を製造する方法を説明するための第1及び第2の実施例
工程図である。 1・・・坩堝、      2・・・セラミック融液、
2a・・・セラミック中空管、 3・・・石英ガラス管、 5・・・カーボン板。 ←      約30On+m       →距離− 第5図 3・・・石英ガラス管 第6図 手続補正書(方式) 平成3年4月11日 特許庁長官 植 松   敏 殿 ■、事件の表示 平成2年特許願第329904号 2、 発明の名称 セラミック製中空管の製造方法 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番10号静光
虎ノ門ビル  電話3504−07216、 補正の対
象 (1)図 面(第4図) (2)委任状 7、 補正の内容 (11図面(第4図)を別紙の通り補正します。 (2)委任状を追究します。 8、 添付書類の目録 (1)図面(第4図)        1通(2)委任
状      2通

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、所定の組成を有するセラミック組成物粉末を溶融し
    てセラミック融液(2)を形成する工程、前記セラミッ
    ク融液(2)を支持管(1)内に充填した後、該支持管
    (1)内壁近傍の前記セラミック融液(2)を中空状に
    固化すると共に未固化セラミック融液を前記支持管(1
    )から流出させてセラミック中空体を形成する工程、 前記セラミック中空体を熱処理する工程、 を含むことを特徴とするセラミック製中空管の製造方法
    。 2、前記熱処理を、前記固化されたセラミック中空体を
    前記支持管から取り出した後に行うことを特徴とする請
    求項1記載の方法。 3、前記熱処理を、前記固化されたセラミック中空体を
    前記支持管と共に一体化したままで行うことを特徴とす
    る請求項2記載の方法。 4、前記支持管内に前記セラミック融液を充填する方法
    として減圧吸入か、加圧あるいは常圧注入することを特
    徴とする請求項1又は2に記載の方法。 5、前記セラミック製中空体として前記熱処理によって
    超伝導特性を有する素材を使用することを特徴とする請
    求項1又は2に記載の方法。
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