JPH04228473A - 高温超電導体材料から管状成形体を製造する方法およびそれを実施する為の装置 - Google Patents
高温超電導体材料から管状成形体を製造する方法およびそれを実施する為の装置Info
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- JPH04228473A JPH04228473A JP3170441A JP17044191A JPH04228473A JP H04228473 A JPH04228473 A JP H04228473A JP 3170441 A JP3170441 A JP 3170441A JP 17044191 A JP17044191 A JP 17044191A JP H04228473 A JPH04228473 A JP H04228473A
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Classifications
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- C04B35/4521—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides containing bismuth oxide
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
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- C04B35/653—Processes involving a melting step
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
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- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】本発明は、ビスマス、カルシウム、スロン
チウムおよび銅の酸化物を基礎とする高温超電導体材料
から管状成形体を製造する方法並びにそれを実施する為
の装置に関する。
チウムおよび銅の酸化物を基礎とする高温超電導体材料
から管状成形体を製造する方法並びにそれを実施する為
の装置に関する。
【０００２】超電導材料より成る物品を超電導材料の溶
融物から、特に化合物Ｂｉ２ Ｓｒ２ ＣａＣｕ２ Ｏ
ｘ の溶融物から鋳造によって製造することがは公知で
ある（ドイツ特許出願公開第３，８３０，０９２号明細
書参照）。
融物から、特に化合物Ｂｉ２ Ｓｒ２ ＣａＣｕ２ Ｏ
ｘ の溶融物から鋳造によって製造することがは公知で
ある（ドイツ特許出願公開第３，８３０，０９２号明細
書参照）。
【０００３】しかしながら本発明は、溶融しそして鋳造
した後に適当な熱処理によって再び超電導状態に変わる
ことができるあらゆるビスマス含有組成物、例えば三層
化合物として公知の鉛含有化合物（Ｂｉ，Ｐｂ）２ Ｓ
ｒ２Ｃａ２ Ｃｕ３ Ｏ１０に関する。
した後に適当な熱処理によって再び超電導状態に変わる
ことができるあらゆるビスマス含有組成物、例えば三層
化合物として公知の鉛含有化合物（Ｂｉ，Ｐｂ）２ Ｓ
ｒ２Ｃａ２ Ｃｕ３ Ｏ１０に関する。
【０００４】実際の用途の為には、酸化物としてセラミ
ック特性を有するこれら化合物を、意図する用途目的に
対応する形にしなければならない。二三の特定の電気工
業的用途には種々の寸法の円筒状中空形態、特に、高周
波工業で使用することのできる比較的に小さい直径でそ
して比較的長い長さの肉厚の管が用意される。かゝる物
品は、後から孔を明けなければならない棒状物に鋳造す
ることによって製造することができる。しかしながら大
きな寸法の場合、この技術は重大な困難に遭遇する。何
故ならば、大きな鋳造物は冷却する際にひび割れをもた
らす内部応力が生じ易く、それによってこの材料が使用
できなく成るからである。更に、穿孔して大きい寸法で
且つ薄い肉厚の管状物を得る際の材料損失が経済性を低
下させる。
ック特性を有するこれら化合物を、意図する用途目的に
対応する形にしなければならない。二三の特定の電気工
業的用途には種々の寸法の円筒状中空形態、特に、高周
波工業で使用することのできる比較的に小さい直径でそ
して比較的長い長さの肉厚の管が用意される。かゝる物
品は、後から孔を明けなければならない棒状物に鋳造す
ることによって製造することができる。しかしながら大
きな寸法の場合、この技術は重大な困難に遭遇する。何
故ならば、大きな鋳造物は冷却する際にひび割れをもた
らす内部応力が生じ易く、それによってこの材料が使用
できなく成るからである。更に、穿孔して大きい寸法で
且つ薄い肉厚の管状物を得る際の材料損失が経済性を低
下させる。
【０００５】本発明の課題は、２０ｍｍ〜５００ｍｍの
直径および比較的に広い範囲（数ｍｍ〜ｃｍ）で変更し
得る壁厚そして色々な長さを持つ超電導材料製の管状物
質を提供することである。
直径および比較的に広い範囲（数ｍｍ〜ｃｍ）で変更し
得る壁厚そして色々な長さを持つ超電導材料製の管状物
質を提供することである。
【０００６】鋳造技術から鋳鉄より成る管状物を製造す
るいわゆる遠心鋳造法は公知である。この場合、セラミ
ック管状鋳型は回転可能な状態に置かれそして生産すべ
き管状物の長さに相応する鋳造用注入路の一つを通して
運転させる。次いで鋳型を回転状態に移しそして鋳鉄溶
融物の注ぎ出しを所望の管状物肉厚次第で多かれ少なか
れ迅速に止める。固化した鋳鉄を“巻く（Ａｕｆｗｉｃ
ｋｅｌｎ）”ことによって管状物が生じる。それを冷却
した後に管状物を鋳型から取り出す。
るいわゆる遠心鋳造法は公知である。この場合、セラミ
ック管状鋳型は回転可能な状態に置かれそして生産すべ
き管状物の長さに相応する鋳造用注入路の一つを通して
運転させる。次いで鋳型を回転状態に移しそして鋳鉄溶
融物の注ぎ出しを所望の管状物肉厚次第で多かれ少なか
れ迅速に止める。固化した鋳鉄を“巻く（Ａｕｆｗｉｃ
ｋｅｌｎ）”ことによって管状物が生じる。それを冷却
した後に管状物を鋳型から取り出す。
【０００７】超電導体は、粉末のプレス成形の如きセラ
ミック法および上記の寸法の同じ成形体の焼結によって
必要とされるプレス成形圧により製造されるセラミック
材料である。しかしながら既に、鋳造工業を可能とする
溶融合成法がいわゆる二層化合物Ｂｉ２ Ｓｒ２ Ｃａ
Ｃｕ２ Ｏｘ の本質的に改善された超電導特性、いわ
ゆる簡略化された製法、改善された相純度および良好な
臨界値をもたらすことを知ることができた（Ｔｃ，ｊｃ
；ｖｅｒｇｌ．Ｊ．Ｂｏｃｋ ｕｎｄ Ｅ．Ｐｒｅ
ｉｓｌｅｒ，Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｃｏｍｍｕ
ｎｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｖｏｌ．７２、Ｎｏ．５、４５３
〜４５８頁（１９８９）およびＭ．Ｐｅｕｃｋｅｒｔ等
、Ｐｈｙｓｉｃａ Ｃ １６２〜１６４、（１９８
９）８９３〜８９４頁）。円筒状中空体が問題とされる
場合には、遠心鋳造技術である鋳造技術を用いるのが特
に有利であることが判っている。
ミック法および上記の寸法の同じ成形体の焼結によって
必要とされるプレス成形圧により製造されるセラミック
材料である。しかしながら既に、鋳造工業を可能とする
溶融合成法がいわゆる二層化合物Ｂｉ２ Ｓｒ２ Ｃａ
Ｃｕ２ Ｏｘ の本質的に改善された超電導特性、いわ
ゆる簡略化された製法、改善された相純度および良好な
臨界値をもたらすことを知ることができた（Ｔｃ，ｊｃ
；ｖｅｒｇｌ．Ｊ．Ｂｏｃｋ ｕｎｄ Ｅ．Ｐｒｅ
ｉｓｌｅｒ，Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｃｏｍｍｕ
ｎｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｖｏｌ．７２、Ｎｏ．５、４５３
〜４５８頁（１９８９）およびＭ．Ｐｅｕｃｋｅｒｔ等
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９）８９３〜８９４頁）。円筒状中空体が問題とされる
場合には、遠心鋳造技術である鋳造技術を用いるのが特
に有利であることが判っている。
【０００８】詳細に言えば、本発明は、ビスマス、カル
シウム、スロンチウムおよび銅の酸化物を基礎とする高
温超電導体材料から管状成形体を製造するに当たって、
酸化物混合物の均一な溶融物を所定の化学量論量で製造
し、９００〜１１００℃の温度の溶融物を、該溶融物の
水平軸の回りを回転する鋳造領域に導入し、固化した成
形体を鋳造領域から取り出しそしてその成形体を４〜１
５０時間の間７００〜９００℃のもので酸素含有雰囲気
において熱処理することを特徴とする、上記管状成形体
の製造方法に関する。
シウム、スロンチウムおよび銅の酸化物を基礎とする高
温超電導体材料から管状成形体を製造するに当たって、
酸化物混合物の均一な溶融物を所定の化学量論量で製造
し、９００〜１１００℃の温度の溶融物を、該溶融物の
水平軸の回りを回転する鋳造領域に導入し、固化した成
形体を鋳造領域から取り出しそしてその成形体を４〜１
５０時間の間７００〜９００℃のもので酸素含有雰囲気
において熱処理することを特徴とする、上記管状成形体
の製造方法に関する。
【０００９】この本発明の方法は更に、選択的に以下を
構成要件として組み入れることができるａ） 式
Ｂｉ２ Ｓｒ２ ＣａＣｕ２ Ｏｘ（式中、ｘは８
〜８．５の値である）に従う化学量論量を設定する；ｂ
） 式 （Ｂｉ，Ｐｂ）２ Ｓｒ２ Ｃａ２
Ｃｕ３ Ｏｘ （式中、ｘは１０〜１３の値である）に
従う化学量論量を設定する； ｃ） 鋳造域を３００〜１２００回転／分、好ましく
は４００〜６００回転／分で回転させる。
構成要件として組み入れることができるａ） 式
Ｂｉ２ Ｓｒ２ ＣａＣｕ２ Ｏｘ（式中、ｘは８
〜８．５の値である）に従う化学量論量を設定する；ｂ
） 式 （Ｂｉ，Ｐｂ）２ Ｓｒ２ Ｃａ２
Ｃｕ３ Ｏｘ （式中、ｘは１０〜１３の値である）に
従う化学量論量を設定する； ｃ） 鋳造域を３００〜１２００回転／分、好ましく
は４００〜６００回転／分で回転させる。
【００１０】更に本発明は、この方法を実施する為の装
置において、開放された少なくとも一つの前面の所に自
由断面積を減少させるシュラウドリング（６）を備えて
いる回転可能に設置された鋳型（４，９）、該鋳型（４
，９）の内部へ突き出ている鋳造用注入路（７）および
それの上方に配置された、溶融物を送り込むことのでき
る坩堝（８）を特徴とする上記装置にも関する。
置において、開放された少なくとも一つの前面の所に自
由断面積を減少させるシュラウドリング（６）を備えて
いる回転可能に設置された鋳型（４，９）、該鋳型（４
，９）の内部へ突き出ている鋳造用注入路（７）および
それの上方に配置された、溶融物を送り込むことのでき
る坩堝（８）を特徴とする上記装置にも関する。
【００１１】上記の装置は更に以下の追加的構成要件を
有していてもよい： ｄ） 鋳造用鋳型を制御可能に作動させることができ
る； ｅ） 鋳造用鋳型が向上床面に対して平行に配置され
且つ場合によっは肩軸受けに案内される回転軸に連結さ
れており，その際該回転軸が制御可能なモーターに連結
されている； ｆ） 鋳造用鋳型が制御可能な駆動手段の上に回転可
能に据え付けられておりそして押圧ロールにてその位置
に保持されている； ｇ） 鋳造用鋳型が一つの正面の所を閉じられており
そして開放したもう一つの正面の所にそれの自由断面積
を減少させるシュラウドリングを備えている；ｈ）
鋳造用鋳型がそれの長手軸方向に伸びている沢山のセグ
メントで構成されており、そのセグメントがそれのまま
りを包囲する伸縮リングで一緒にまとめられている； ｉ） 鋳造用鋳型がそれの末端の内壁の所に一つの段
を持ち、一方シュラウドリングがそれに対峙する末端に
、内側の方に向かって大きく成る抜取り手段（Ａｕｓｎ
ｅｈｍｕｎｇ）を有する； ｊ） 段を一つのリングを嵌め込むことによって生じ
る； ｋ） 鋳造用鋳型が少なくともそれの内壁の域を金属
材料で構成されている； ｌ） 材料がＤＩＮ１７，４４０に従うステンレス鋼
、特に材料Ｎｏ，１．４５７１である； ｍ） 材料が非鉄金属、特にニッケルおよび／または
銅である。
有していてもよい： ｄ） 鋳造用鋳型を制御可能に作動させることができ
る； ｅ） 鋳造用鋳型が向上床面に対して平行に配置され
且つ場合によっは肩軸受けに案内される回転軸に連結さ
れており，その際該回転軸が制御可能なモーターに連結
されている； ｆ） 鋳造用鋳型が制御可能な駆動手段の上に回転可
能に据え付けられておりそして押圧ロールにてその位置
に保持されている； ｇ） 鋳造用鋳型が一つの正面の所を閉じられており
そして開放したもう一つの正面の所にそれの自由断面積
を減少させるシュラウドリングを備えている；ｈ）
鋳造用鋳型がそれの長手軸方向に伸びている沢山のセグ
メントで構成されており、そのセグメントがそれのまま
りを包囲する伸縮リングで一緒にまとめられている； ｉ） 鋳造用鋳型がそれの末端の内壁の所に一つの段
を持ち、一方シュラウドリングがそれに対峙する末端に
、内側の方に向かって大きく成る抜取り手段（Ａｕｓｎ
ｅｈｍｕｎｇ）を有する； ｊ） 段を一つのリングを嵌め込むことによって生じ
る； ｋ） 鋳造用鋳型が少なくともそれの内壁の域を金属
材料で構成されている； ｌ） 材料がＤＩＮ１７，４４０に従うステンレス鋼
、特に材料Ｎｏ，１．４５７１である； ｍ） 材料が非鉄金属、特にニッケルおよび／または
銅である。
【００１２】成形すべき材料はセラミックであるので、
本発明の方法では溶融物と鋳型のセラミック製壁との反
応を排除する為にセラミック製型の代わりに金属製型を
選択することが必要である。即ち、かゝる反応は鋳造物
の取り出しを全く不可能とする程に非常に困難にする。 しかしながら驚くべきことに、鋳型の壁が型の回転軸に
対して傾斜していなくとも、固化した鋳造物を鋳型から
取り出すことが可能である。熱い溶融物が固化の際に収
縮することによっておよび更に冷却することによって、
鋳造物の直径が僅かな値だけ低下し、それが鋳型の壁か
らの完全な剥離をもたらす。しかしながら、用途目的の
要求が僅かな円錐形を許容する場合には、取り出しを更
に容易にする為に、鋳型を僅かに円錐形にすることも可
能である。
本発明の方法では溶融物と鋳型のセラミック製壁との反
応を排除する為にセラミック製型の代わりに金属製型を
選択することが必要である。即ち、かゝる反応は鋳造物
の取り出しを全く不可能とする程に非常に困難にする。 しかしながら驚くべきことに、鋳型の壁が型の回転軸に
対して傾斜していなくとも、固化した鋳造物を鋳型から
取り出すことが可能である。熱い溶融物が固化の際に収
縮することによっておよび更に冷却することによって、
鋳造物の直径が僅かな値だけ低下し、それが鋳型の壁か
らの完全な剥離をもたらす。しかしながら、用途目的の
要求が僅かな円錐形を許容する場合には、取り出しを更
に容易にする為に、鋳型を僅かに円錐形にすることも可
能である。
【００１３】本発明の方法の場合、金属製鋳型の特別な
長所はその良好な熱伝導性にある。一般に鋳型を予備加
熱する必要がないことが判っている。溶融物を流し込む
際に、溶融物が鋳型を通しての放冷のために非常に薄い
層の状態で非常に迅速に固化し、その際にこの薄い層は
ガラスのような性質を有し、一方固化した物質の大きな
塊は不均質な組織を有する。この迅速な放冷によって溶
融物と鋳型材料との反応が実質的に完全に避けられる。
長所はその良好な熱伝導性にある。一般に鋳型を予備加
熱する必要がないことが判っている。溶融物を流し込む
際に、溶融物が鋳型を通しての放冷のために非常に薄い
層の状態で非常に迅速に固化し、その際にこの薄い層は
ガラスのような性質を有し、一方固化した物質の大きな
塊は不均質な組織を有する。この迅速な放冷によって溶
融物と鋳型材料との反応が実質的に完全に避けられる。
【００１４】鋳型からの鋳造物の取り出しは、本発明の
方法の場合には、鋳型がそれの直径に比較して背が低け
れば低い程および鋳造物が安定していればしている程、
ますます容易に可能である。鋳造物の安定性はそれの寸
法並びに場合によっは、冷却する際に生じ得る内部応力
に左右される。この内部応力は多少は結晶形成の型式と
関係がある。この結晶形成およびこれに関連して内部応
力の発生も、明らかに溶融物の温度および溶融期間に関
係している。温度並びに溶融期間が溶融物の酸素含有量
に影響するので、酸素含有量も組織に影響を及ぼすこと
が推定できる。図１から、固化した溶融物の外観が溶融
温度にどのように変化するかが判る。このことから、化
合物Ｂｉ２ Ｓｒ２ ＣａＣｕ２ Ｏｘ を鋳造する以
前に溶融温度が１０５０℃を越えるべきでないことが判
る。
方法の場合には、鋳型がそれの直径に比較して背が低け
れば低い程および鋳造物が安定していればしている程、
ますます容易に可能である。鋳造物の安定性はそれの寸
法並びに場合によっは、冷却する際に生じ得る内部応力
に左右される。この内部応力は多少は結晶形成の型式と
関係がある。この結晶形成およびこれに関連して内部応
力の発生も、明らかに溶融物の温度および溶融期間に関
係している。温度並びに溶融期間が溶融物の酸素含有量
に影響するので、酸素含有量も組織に影響を及ぼすこと
が推定できる。図１から、固化した溶融物の外観が溶融
温度にどのように変化するかが判る。このことから、化
合物Ｂｉ２ Ｓｒ２ ＣａＣｕ２ Ｏｘ を鋳造する以
前に溶融温度が１０５０℃を越えるべきでないことが判
る。
【００１５】本発明の方法を実施する為の装置の場合、
比較的に長く延びた成形体および相応した長い鋳型の場
合には、鋳型の一方の側の面位（Ｌａｇｅｒｕｎｇ）が
困難をもたらし得る。この場合には、保持手段に対峙す
る鋳型末端をころがり軸受けによって支持するかまたは
図３に示した配置を自由に回転する鋳型に使用するのが
適切である。
比較的に長く延びた成形体および相応した長い鋳型の場
合には、鋳型の一方の側の面位（Ｌａｇｅｒｕｎｇ）が
困難をもたらし得る。この場合には、保持手段に対峙す
る鋳型末端をころがり軸受けによって支持するかまたは
図３に示した配置を自由に回転する鋳型に使用するのが
適切である。
【００１６】添付の図面において、本発明に従って製造
される成形体の微小写真並びに抵抗／温度−曲線の他に
本発明の方法を実施する為の装置を概略的に且つ断面図
で示してある。各図は以下の意味を有する：図１ 固
化する前に１０００あるいは１１００あるいは１３００
℃に加熱されているＢｉ２ Ｓｒ２ ＣａＣｕ２ Ｏｘ
なる組成物の成形体の切断面の顕微鏡写真；図２
鋳型が回転軸に据え付けられている遠心鋳造装置； 図３ 鋳型がローラーの上に載っている遠心鋳造装置
；図４ セグメントで構成されている鋳型（長手方向
−および横手方向断面図）； 図５ 図２に従う鋳型の詳細な説明図；図６ 図５
に従う鋳型を用いる場合に得られる順々に積み重ねるこ
とのできる成形体； 図７ 実施例１に従って得られた円筒状鋳造物を構成
する材料の抵抗／温度−曲線 図２によれば、軸受け１の中に存在する軸２はそれの末
端で鋳型４の中心に配備された保持手段３に挿入されて
おり、一方、軸２の反対側の末端は制御可能のモーター
５に駆動連結されている。鋳型４の開放末端に鋳造用注
入路７が突き出ており、この流入路７は坩堝８から溶融
物を送り込むことができる。
される成形体の微小写真並びに抵抗／温度−曲線の他に
本発明の方法を実施する為の装置を概略的に且つ断面図
で示してある。各図は以下の意味を有する：図１ 固
化する前に１０００あるいは１１００あるいは１３００
℃に加熱されているＢｉ２ Ｓｒ２ ＣａＣｕ２ Ｏｘ
なる組成物の成形体の切断面の顕微鏡写真；図２
鋳型が回転軸に据え付けられている遠心鋳造装置； 図３ 鋳型がローラーの上に載っている遠心鋳造装置
；図４ セグメントで構成されている鋳型（長手方向
−および横手方向断面図）； 図５ 図２に従う鋳型の詳細な説明図；図６ 図５
に従う鋳型を用いる場合に得られる順々に積み重ねるこ
とのできる成形体； 図７ 実施例１に従って得られた円筒状鋳造物を構成
する材料の抵抗／温度−曲線 図２によれば、軸受け１の中に存在する軸２はそれの末
端で鋳型４の中心に配備された保持手段３に挿入されて
おり、一方、軸２の反対側の末端は制御可能のモーター
５に駆動連結されている。鋳型４の開放末端に鋳造用注
入路７が突き出ており、この流入路７は坩堝８から溶融
物を送り込むことができる。
【００１７】図３によれば、長く延びた両側が開放され
た鋳型９がローラー１０を備えた軸１１の上に置かれて
おり、軸１１の一つが図示してない駆動手段に連結され
ている。鋳型９の上側には押圧ローラー１２が載せられ
ている。鋳型９の両方の開放した末端にはそれぞれシュ
ラウドリング６が取付けられている。鋳型９の中に鋳造
用注入路７が突き出ており、この流入路７は坩堝８から
溶融物を送り込むことができる。
た鋳型９がローラー１０を備えた軸１１の上に置かれて
おり、軸１１の一つが図示してない駆動手段に連結され
ている。鋳型９の上側には押圧ローラー１２が載せられ
ている。鋳型９の両方の開放した末端にはそれぞれシュ
ラウドリング６が取付けられている。鋳型９の中に鋳造
用注入路７が突き出ており、この流入路７は坩堝８から
溶融物を送り込むことができる。
【００１８】図４によれば、図２に従う装置で使用でき
る鋳型４が円筒状成形体を容易に取り出す為に三つのセ
グメント１３で構成されており、その際セグメント１３
は鋳型ベース１４にてネジ止めされており且つ伸縮リン
グ１５で一緒にまとめられている。
る鋳型４が円筒状成形体を容易に取り出す為に三つのセ
グメント１３で構成されており、その際セグメント１３
は鋳型ベース１４にてネジ止めされており且つ伸縮リン
グ１５で一緒にまとめられている。
【００１９】図５によれば、図２に従う装置において使
用できる鋳型４にそれの開放部と反対側にリング１６が
嵌め込まれている。更に鋳型４のシュラウドリング６の
中に幅が鋳型４の壁厚より大きいリング状ナット１７が
入れられいる。
用できる鋳型４にそれの開放部と反対側にリング１６が
嵌め込まれている。更に鋳型４のシュラウドリング６の
中に幅が鋳型４の壁厚より大きいリング状ナット１７が
入れられいる。
【００２０】この用に構成された鋳型４によって製造で
きる円筒状成形体はその上端または下端のところで、原
則としてナットおよびばねによって互いに積み重ること
ができるように構成されている（図６参照）。
きる円筒状成形体はその上端または下端のところで、原
則としてナットおよびばねによって互いに積み重ること
ができるように構成されている（図６参照）。
【００２１】
【実施例】以下の実施例にて本発明を更に詳細に説明す
る。
る。
【００２２】実施例 １
安定な軸受の軸の一方の側に制御可能なモーターをそし
てもう一方の側にＤＩＮ１７４４０に従う材料番号Ｎｏ
．１．４５７１のステンレス製鋳型を取り付ける（図２
参照）。鋳型は、１ｍｍの肉厚の中央の容器（Ｔｏｐｆ
）より成り、この容器は隔離する為に一つのリングを具
えており、そのリングは導入された溶融物が容器から流
れ出るのを防ぐのに役立つ。この配置は、容器の回転軸
が水平であるように構成されている。容器は１０ｃｍの
直径および１１ｃｍの高さを有している。隔離（シュラ
ウド）リングは１０ｍｍの幅を有している（容器の外壁
から内側に向かって計算した）。銅製薄板より成る鋳造
用注入路は容器の内部に突き出ている（図２参照）。
てもう一方の側にＤＩＮ１７４４０に従う材料番号Ｎｏ
．１．４５７１のステンレス製鋳型を取り付ける（図２
参照）。鋳型は、１ｍｍの肉厚の中央の容器（Ｔｏｐｆ
）より成り、この容器は隔離する為に一つのリングを具
えており、そのリングは導入された溶融物が容器から流
れ出るのを防ぐのに役立つ。この配置は、容器の回転軸
が水平であるように構成されている。容器は１０ｃｍの
直径および１１ｃｍの高さを有している。隔離（シュラ
ウド）リングは１０ｍｍの幅を有している（容器の外壁
から内側に向かって計算した）。銅製薄板より成る鋳造
用注入路は容器の内部に突き出ている（図２参照）。
【００２３】酸化アルミニウム製坩堝中で８００ ｇの
二層化合物Ｂｉ２ Ｓｒ２ ＣａＣｕ２ Ｏｘ を溶融
させそして１０３０℃の温度に２０分間保持する。次い
で容器を５００回転／分の回転速度にしそして溶融物を
鋳造用注入路に流し出す。この溶融物は、遠心力の為に
容器壁に均一に分布しそして短時間で固化する。
二層化合物Ｂｉ２ Ｓｒ２ ＣａＣｕ２ Ｏｘ を溶融
させそして１０３０℃の温度に２０分間保持する。次い
で容器を５００回転／分の回転速度にしそして溶融物を
鋳造用注入路に流し出す。この溶融物は、遠心力の為に
容器壁に均一に分布しそして短時間で固化する。
【００２４】冷却しそしてリングを外した後に円筒状鋳
造物を容器から問題なく取り出すことができた。このも
のはこの状態では超電導ではなかった。熱処理（４０℃
／時の加熱速度で７５０℃で２４時間および８５０℃で
１２０時間）した後に、図７に従う抵抗曲線から判る通
りこの鋳造物は超電導であった。図７によると９０Ｋで
は完全な抵抗損失が生じる。
造物を容器から問題なく取り出すことができた。このも
のはこの状態では超電導ではなかった。熱処理（４０℃
／時の加熱速度で７５０℃で２４時間および８５０℃で
１２０時間）した後に、図７に従う抵抗曲線から判る通
りこの鋳造物は超電導であった。図７によると９０Ｋで
は完全な抵抗損失が生じる。
【００２５】鋳造物の寸法：
外径： １００ ｍｍ
内径： ９２ ｍｍ
高さ： １１０ ｍｍ
実施例２
溶融温度を１１００℃に高めることを除いて、実施例１
を繰り返した。結果は実施例１のそれに類似していたが
、三回の鋳造実験の際に一つの鋳造物に一つのひびが生
じ、それ故に使用できなかった。
を繰り返した。結果は実施例１のそれに類似していたが
、三回の鋳造実験の際に一つの鋳造物に一つのひびが生
じ、それ故に使用できなかった。
【００２６】実施例３
鋳型容器の回転軸を水平方向から約１５°だけ傾斜させ
たことを除いて、実施例１を繰り返した。実施例１に匹
敵するその他の条件のもとで５００回転／分のもとで、
外径１００ｍｍであるが肉厚が重力の関連で底側が５．
５ｍｍでそしてリング側が２．５ｍｍだけである円筒状
鋳造物が得られた。
たことを除いて、実施例１を繰り返した。実施例１に匹
敵するその他の条件のもとで５００回転／分のもとで、
外径１００ｍｍであるが肉厚が重力の関連で底側が５．
５ｍｍでそしてリング側が２．５ｍｍだけである円筒状
鋳造物が得られた。
【００２７】実施例４
回転速度が８００回転／分であることを除いて実施例３
を繰り返した。これによって円筒状鋳造物の両末端の間
の肉厚の差は略一致すが、それは依然として１ｍｍあっ
た。
を繰り返した。これによって円筒状鋳造物の両末端の間
の肉厚の差は略一致すが、それは依然として１ｍｍあっ
た。
【００２８】実施例５
実施例３で用いた装置を、底部の直径が１９ｍｍでそし
て上辺の直径が２１ｍｍである僅かに円錐状の壁を持つ
鋳型容器を用いる点で相違させる。この場合には、壁の
肉厚が上方でも下方でもほぼ均一である僅かに円錐状鋳
造物が得られる。
て上辺の直径が２１ｍｍである僅かに円錐状の壁を持つ
鋳型容器を用いる点で相違させる。この場合には、壁の
肉厚が上方でも下方でもほぼ均一である僅かに円錐状鋳
造物が得られる。
【００２９】実施例６
５００ ｇの溶融物しか注入しないことを除き、実施例
１を繰り返した。問題なく鋳型から取り出せる２．５ｍ
ｍの肉厚の円筒状鋳造物が得られた。
１を繰り返した。問題なく鋳型から取り出せる２．５ｍ
ｍの肉厚の円筒状鋳造物が得られた。
【００３０】実施例７
ＤＩＮ１７４４０に従う材料番号Ｎｏ．１．４５７１の
回転可能なステンレス製鋳型が２００ｍｍの内径および
７５ｍｍの高さを有している図２の装置を用いた。この
場合鋳型はモーターによって３００〜１２００回転／分
の範囲内で回転させることができる。１５００ ｇの溶
融物量の場合には、２００ｍｍの直径、７５ｍｍの高さ
および３．２ｍｍの肉厚の寸法のひび割れのない円筒状
鋳造物が生じた。
回転可能なステンレス製鋳型が２００ｍｍの内径および
７５ｍｍの高さを有している図２の装置を用いた。この
場合鋳型はモーターによって３００〜１２００回転／分
の範囲内で回転させることができる。１５００ ｇの溶
融物量の場合には、２００ｍｍの直径、７５ｍｍの高さ
および３．２ｍｍの肉厚の寸法のひび割れのない円筒状
鋳造物が生じた。
【００３１】実施例８
図２の装置の場合に、４０ｍｍの外径および１００ｍｍ
の長さを持つ銅製鋳型並びに２０ｍｍの開口を持つシュ
ラウドリングを使用しそして８００回転／分の回転吸う
でで回転させた。５００ ｇの溶融物から１０ｍｍの肉
厚の中空円筒状物が生じる。しかしながらこの鋳造物は
鋳型から取り出すことができなかった。 実施例９ 二つの外部の伸縮リングによって一緒にまとめられてい
る三つのセグメントで構成される（図４参照）実施例８
と同じ寸法の銅製鋳型を用いることを除いて実施例８を
繰り返す。セグメントの間にシーリング要素が存在しな
いにもかかわらず、溶融物は鋳型から流れでない。何故
ならば、冷えた鋳型壁のところでの溶融物の迅速な固化
が鋳型への直ちの充填を実現するからである。セグメン
トは伸縮リングを除いた後に鋳造物から容易に取り出す
ことができる。
の長さを持つ銅製鋳型並びに２０ｍｍの開口を持つシュ
ラウドリングを使用しそして８００回転／分の回転吸う
でで回転させた。５００ ｇの溶融物から１０ｍｍの肉
厚の中空円筒状物が生じる。しかしながらこの鋳造物は
鋳型から取り出すことができなかった。 実施例９ 二つの外部の伸縮リングによって一緒にまとめられてい
る三つのセグメントで構成される（図４参照）実施例８
と同じ寸法の銅製鋳型を用いることを除いて実施例８を
繰り返す。セグメントの間にシーリング要素が存在しな
いにもかかわらず、溶融物は鋳型から流れでない。何故
ならば、冷えた鋳型壁のところでの溶融物の迅速な固化
が鋳型への直ちの充填を実現するからである。セグメン
トは伸縮リングを除いた後に鋳造物から容易に取り出す
ことができる。
【００３２】実施例１０
図４のシュラウドリングを持つ鋳型を用いることを除い
て実施例７を繰り返す。９００ ｇの溶融物を注入した
後に、上辺および下辺にプロフィールを持つ円筒状鋳造
物を得た。互いに間隙を残すことなしに沢山の円筒状物
の相互の積み重ねが可能である。かゝる円筒状物の群は
磁気篩分け装置を構成するのに特に良好に適している。
て実施例７を繰り返す。９００ ｇの溶融物を注入した
後に、上辺および下辺にプロフィールを持つ円筒状鋳造
物を得た。互いに間隙を残すことなしに沢山の円筒状物
の相互の積み重ねが可能である。かゝる円筒状物の群は
磁気篩分け装置を構成するのに特に良好に適している。
添付の図面はそれぞれ以下の意味を有している：
【図１
】固化する前に１０００あるいは１１００あるいは１３
００℃に加熱されているＢｉ２ Ｓｒ２ ＣａＣｕ２
Ｏｘ なる組成物の成形体の切断面の顕微鏡写真；
】固化する前に１０００あるいは１１００あるいは１３
００℃に加熱されているＢｉ２ Ｓｒ２ ＣａＣｕ２
Ｏｘ なる組成物の成形体の切断面の顕微鏡写真；
【図
２】鋳型が回転軸に据え付けられている遠心鋳造装置；
２】鋳型が回転軸に据え付けられている遠心鋳造装置；
【図３】鋳型がローラーの上に載っている遠心鋳造装置
；
；
【図４】セグメントで構成されている鋳型（長手方向−
および横手方向断面図）；
および横手方向断面図）；
【図５】図２Ａに従う鋳型の詳細な説明図；
【図６】図
５に従う鋳型を用いる場合に得られる順々に積み重ねる
ことのできる成形体；
５に従う鋳型を用いる場合に得られる順々に積み重ねる
ことのできる成形体；
【図７】実施例１に従って得られた円筒状鋳造物を構成
する材料の抵抗／温度−曲線図中の記号は以下の意味を
有する： ４・・・鋳型 ６・・・シュラウドリング ７・・・鋳造用注入路 ８・・・坩堝 １９・・・鋳型
する材料の抵抗／温度−曲線図中の記号は以下の意味を
有する： ４・・・鋳型 ６・・・シュラウドリング ７・・・鋳造用注入路 ８・・・坩堝 １９・・・鋳型
Claims (2)
- 【請求項１】 ビスマス、カルシウム、スロンチウム
および銅の酸化物を基礎とする高温超電導体材料から管
状成形体を製造するに当たって、酸化物混合物の均一な
溶融物を所定の化学量論量で製造し、９００〜１１００
℃の温度のこの溶融物を、該溶融物の水平軸の回りを回
転する鋳造領域に導入し、固化した成形体を鋳造領域か
ら取り出しそしてその成形体を４〜１５０時間の間７０
０〜９００℃のもので酸素含有雰囲気において熱処理す
ることを特徴とする、上記管状成形体の製造方法。 - 【請求項２】 請求項 １に記載の方法を実施する為
の装置において、開放された少なくとも一つの前面の所
に自由断面積を減少させるシュラウドリング（６）を備
えている回転可能に設置された鋳型（４，９）、該鋳型
（４，９）の内部へ突出ている鋳造用注入路（７）およ
びそれの上方に配置された、溶融物を送り込むことので
きる坩堝（８）を特徴とする上記装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4019368A DE4019368A1 (de) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | Verfahren zur herstellung rohrfoermiger formteile aus hochtemperatur-supraleiter-material sowie eine anlage zu seiner durchfuehrung |
| DE4019368.3 | 1990-06-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04228473A true JPH04228473A (ja) | 1992-08-18 |
| JP3195379B2 JP3195379B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=6408592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17044191A Expired - Fee Related JP3195379B2 (ja) | 1990-06-18 | 1991-06-17 | 高温超電導体材料から管状成形体を製造する方法およびそれを実施する為の装置 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5371068A (ja) |
| EP (1) | EP0462409B1 (ja) |
| JP (1) | JP3195379B2 (ja) |
| KR (1) | KR0140381B1 (ja) |
| CN (1) | CN1036163C (ja) |
| AT (1) | ATE108424T1 (ja) |
| CA (1) | CA2043483C (ja) |
| DE (2) | DE4019368A1 (ja) |
| ES (1) | ES2057661T3 (ja) |
| NO (1) | NO304934B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006237578A (ja) * | 2005-01-12 | 2006-09-07 | Nexans | 超伝導電流制限部品 |
| CN110548849A (zh) * | 2019-08-24 | 2019-12-10 | 浙江深澳机械工程有限公司 | 一种水冷离心铸管机 |
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| JP2900951B2 (ja) * | 1990-11-30 | 1999-06-02 | 富士通株式会社 | セラミック製中空管の製造方法 |
| CH682358A5 (en) * | 1991-02-22 | 1993-08-31 | Asea Brown Boveri | Ceramic high temp. superconductor prodn. - by pouring starting material into mould, heating, cooling, thermally treating in oxygen@ and cooling, for shield magnetic fields in switching elements |
| DE4215289A1 (de) * | 1992-05-09 | 1993-11-11 | Hoechst Ag | Verfahren zur Herstellung rohrförmiger Formteile aus Hochtemperatur-Supraleiter-Material |
| DE4218950A1 (de) * | 1992-06-10 | 1993-12-16 | Hoechst Ag | Verfahren zur Herstellung eines Hochtemperatursupraleiters und daraus gebildeter Formkörper |
| DE4234311A1 (de) * | 1992-10-12 | 1994-04-14 | Abb Research Ltd | Verfahren zur Herstellung eines Hochtemperatursupraleiters mit hoher Stromdichte |
| DE4234312A1 (de) * | 1992-10-12 | 1994-04-14 | Abb Research Ltd | Verfahren zur Herstellung eines resistiven Strombegrenzers oder Schaltelementes auf der Basis eines Supraleiters |
| DE4302267A1 (de) * | 1993-01-28 | 1994-08-04 | Abb Research Ltd | Verfahren zur Herstellung einer blasenfreien Galvanikschicht aus Silber auf einem Metallsubstrat aus Nickel oder aus einer nickelhaltigen Legierung und Schmelzvorrichtung |
| US5379020A (en) * | 1993-06-04 | 1995-01-03 | Abb Research Ltd. | High-temperature superconductor and its use |
| DE4320753A1 (de) * | 1993-06-23 | 1995-01-05 | Hoechst Ag | Verfahren zur Herstellung rohrförmiger Formteile aus Hoch-T¶c¶-Supraleiter-Material |
| JPH07282659A (ja) † | 1994-04-07 | 1995-10-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高温超電導線材の製造方法 |
| US6008163A (en) * | 1994-11-14 | 1999-12-28 | Purdue Research Foundation | Process for slip casting textured tubular structures |
| WO1999022386A2 (de) * | 1997-10-13 | 1999-05-06 | Aventis Research & Technologies Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur herstellung einer spule aus einem hochtemperatursupraleitermaterial und hochtemperatursupraleitende spule mit geringem wechselstromverlust |
| JP2003026473A (ja) * | 2001-05-08 | 2003-01-29 | Murata Mfg Co Ltd | セラミックの製造方法 |
| KR100485908B1 (ko) * | 2002-07-29 | 2005-04-29 | 장건익 | 고온 초전도 튜브 제조방법 및 이를 수행하기 위한 장치 |
| CA2505501A1 (en) | 2004-05-04 | 2005-11-04 | Nexans | Method for mechanical stabilisation of tube-shaped superconducting ceramics and mechanically stabilised tube-shaped superconducting composite |
| ATE381521T1 (de) * | 2004-10-19 | 2008-01-15 | Nexans | Verbessertes hochtemperatur-supraleiter material des bscco systems |
| ES2335303T3 (es) | 2006-03-16 | 2010-03-24 | Nexans | Cojinete magnetico de superconductor de alta temperatura. |
| EP2262346A1 (en) | 2009-06-10 | 2010-12-15 | Nexans | Use of oxide ceramic materials or metal ceramic compounds for electrical applications likes heaters |
| CN104550809A (zh) * | 2013-10-18 | 2015-04-29 | 泰州市慧通机械工程有限公司 | 一种船舵用离心浇铸机 |
| CN108580859A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-09-28 | 闻喜县远华冶金材料有限公司 | 镁合金管材的生产方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE68913592T2 (de) * | 1988-06-02 | 1994-06-16 | Sumitomo Electric Industries | Verfahren zum Schmelzen von supraleitendem keramischem Material. |
| DE3830092A1 (de) * | 1988-09-03 | 1990-03-15 | Hoechst Ag | Verfahren zur herstellung eines hochtemperatursupraleiters sowie daraus bestehende formkoerper |
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-
1990
- 1990-06-18 DE DE4019368A patent/DE4019368A1/de not_active Withdrawn
-
1991
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