JPH04242019A - 酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents

酸化物超電導線材の製造方法

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JPH04242019A
JPH04242019A JP3002574A JP257491A JPH04242019A JP H04242019 A JPH04242019 A JP H04242019A JP 3002574 A JP3002574 A JP 3002574A JP 257491 A JP257491 A JP 257491A JP H04242019 A JPH04242019 A JP H04242019A
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JP
Japan
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heat treatment
wire rod
temperature
superconducting
temperature heat
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3002574A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiro Kotani
敏弘 小谷
Mutsumi Ito
睦 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH04242019A publication Critical patent/JPH04242019A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、酸化物超電導線材の
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、より高い臨界温度を示す超電導材
料として、セラミック系のもの、すなわち酸化物超電導
材料が注目されている。
【0003】その中で、Bi(ビスマス)系は110K
、Tl(タリウム)系は120K程度の高い臨界温度を
示しており、その実用化が期待されている。
【0004】Tl系超電導材料は、Tl−Ca−Ba/
Sr−Cu−Oの成分、またはこの成分の一部をPb、
Biまたは希土類元素で置換した成分、またBi系超電
導材料は、Bi−Ca−Sr−Cu−Oの成分、または
この成分の一部をPb、Tlまたは希土類元素で置換し
た成分を有している。このような超電導材料には異なる
結晶構造および臨界温度を有する複数の超電導相の存在
することが知られている。また、原料粉末を熱処理して
このような超電導材料を製造しようとするとき、いくつ
かの超電導相が混在しやすいことや、非超電導相が一部
において現れることも知られている。
【0005】また、このような超電導材料を用いて、長
尺の超電導線材を得る方法として、原料粉末を金属シー
スで被覆したり、あるいは長尺の基材上にコーティング
したり、またあるいは原料粉末をファイバ化し、これを
熱処理することにより、原料粉末を超電導体化して、超
電導線材にする製造方法が知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、超電導
線材をケーブルまたはマグネットに応用しようとするに
は、高い臨界温度に加えて、高い臨界電流密度を有して
いることが必要である。従来の製造方法により得られる
酸化物超電導線材は、臨界電流密度の点で未だ不十分で
あった。
【0007】この発明の目的は、臨界電流密度を向上す
ることのできる酸化物超電導線材の製造方法を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、臨界電流
密度の向上を目的として、超電導相の結晶粒の接合を向
上させる熱処理条件を見い出すべく鋭意研究を重ねた結
果、超電導相の生成が進行する780℃以上の温度範囲
の熱処理の後に、低温の熱処理を加えることにより、臨
界電流密度が向上することを見い出した。この発明は、
このような知見に基づきなされたものである。
【0009】すなわち、この発明は、酸化物超電導材料
の原料を線材に成形加工するステップと、線材に780
℃以上の温度の高温熱処理を施すステップと、高温熱処
理後の線材に500〜700℃の範囲内の温度で1〜2
00時間の低温熱処理を施すステップとを備えている。
【0010】この発明において、線材に成形加工された
後、780℃以上の温度の高温熱処理が施されると、目
的とする超電導相の単相化が進行するとともに、その反
応過程において結晶粒の成長が起こる。しかしながら、
高温での熱処理であるので、超電導相の各結晶粒間には
種々の欠陥が発生しやすく、粒子間の接合が不十分とな
るため、高臨界電流密度化が阻害される。
【0011】この発明では、このような高温熱処理後の
線材に、さらに500〜700℃の範囲内の温度で1〜
200時間の低温熱処理を施している。このような低温
熱処理により、新たな相変態を伴わずに、結晶粒間の欠
陥のみを回復させることができる。この結果、各結晶粒
間の接合が改善され、高い臨界電流密度が得られる。
【0012】この発明において低温熱処理を500〜7
00℃としているのは、500℃よりも低い温度である
と、結晶粒間の欠陥を回復させるのに十分な熱エネルギ
が得られず、結晶粒間の接合が改善されないからである
。また700℃を超えると、新たな相変態を生じ、結晶
粒間に欠陥が発生する。
【0013】この発明の低温熱処理では熱処理時間を1
〜200時間にしている。熱処理時間が1時間より短い
と、結晶粒間の接合を改善する効果が十分でなくなるか
らである。また低温熱処理を200時間より長く行なっ
ても特に支障はないが、長時間熱処理を加えても特性の
大きな向上は認められない。
【0014】
【発明の効果】この発明に従えば、高温熱処理により超
電導相を生成させた後に、低温熱処理を行なうことによ
って、生成した超電導相の各結晶粒間に良好な接合状態
が形成される。このため、臨界電流密度が向上する。
【0015】したがって、この発明に従い製造された酸
化物超電導線材は、ケーブルやマグネットなどへの実用
化の可能性が高められる。
【0016】
【実施例】実施例1 Bi2 O3 、PbO、SrCO3 、CaCO3 
、およびCuOの各粉末を、Bi:Pb:Sr:Ca:
Cu=1.8:0.5:2:2:3の比率で配合し、こ
れにさらに1〜20重量%のPbOを添加して混合しペ
レットを成形した。これを850℃で300時間焼成し
、Bi系超電導材料のための原料を得た。
【0017】この原料を粉砕して、原料粉末とし、銀シ
ース内に充填した後、テープ状に加工した。その後、所
望の超電導相が十分に形成される250時間高温熱処理
を施した。次に、表1に示す低温熱処理条件で低温の熱
処理を施した。
【0018】以上のようにして得られたBi系超電導線
材の超電導相の割合をX線回折測定で求めるとともに、
液体窒素温度(77.3K)における臨界電流密度を測
定した。表1にこの結果を示す。
【0019】
【表1】
【0020】表1から明らかなように、この発明に従う
低温熱処理を施した線材は、超電導相の割合が多く、か
つ高い臨界電流密度を示した。
【0021】実施例2 Tl2 O3 、BaO2 、CaO、およびCuOの
各粉末を、Tl:Ba:Ca:Cu=1.8:2:2:
3の比率で配合し、これをペレットに成形した。ペレッ
ト成形後、870℃で12時間焼成し、超電導材料のた
めの原料を得た。この原料を粉砕して、原料粉末とし、
銀シース内に充填した後、テープ状に加工した。このテ
ープ状線材を850℃で1時間、さらに840℃で6時
間熱処理を施した。
【0022】この後、さらに表2に示すような低温の熱
処理条件で低温熱処理を施した。このようにして得られ
たTl系超電導材料の超電導相の割合をX線回折測定で
求めるとともに、液体窒素温度(77.3K)における
臨界電流密度を測定した。この結果を表2に示す。
【0023】
【表2】
【0024】表2から明らかなように、この発明に従う
低温熱処理を施した線材は、超電導相の割合が多く、か
つ高い臨界電流密度を示した。
【0025】実施例3 Tl2 O3 、PbO、BaCO3 、CaCO3 
、およびCuOの各粉末を原料とし、Tl:Pb:Ba
:Ca:Cu=1.4:0.6:2:3:4の比率で配
合して混合し成形した。これを890℃で10時間焼成
し、酸化物超電導材料のための原料を得た。次に、実施
例1と同様にして、この原料を粉砕して原料粉末とし、
銀シース内に充填した後、テープ状に加工した。このテ
ープ状線材を酸化タリウムとともに銀製の容器内に密閉
し、高温熱処理を施した。熱処理温度は810℃で10
時間とした。
【0026】次に、表3に示す低温熱処理条件で低温熱
処理を施した。このようにして得られたTl系超電導材
料の超電導相の割合をX線回折測定で求めるとともに、
液体窒素温度(77.3K)における臨界電流密度を測
定した。この結果を表3に示す。
【0027】
【表3】
【0028】表3から明らかなように、この発明に従う
低温熱処理を施した線材は、超電導相の割合が多く、か
つ高い臨界電流密度を示している。
【0029】実施例4 Tl2 O3 、PbO、SrCO3 、CaCO3 
、およびCuOの各粉末を原料とし、Tl:Pb:Sr
:Ca:Cu=1.5:0.6:2:2〜3:3〜4の
比率で配合して混合し成形した。これを880℃で6時
間焼成し、酸化物超電導材料のための原料を得た。この
後、この原料を粉砕して、原料粉末とし、これを銀シー
ス内に充填した後、テープ状に加工した。このテープ状
線材のみを銀製の容器内に密閉して、高温熱処理を施し
た。熱処理の温度は800℃で12時間とした。
【0030】次に、表4に示す熱処理温度条件で低温熱
処理を施した。このようにして得られた酸化物超電導線
材の超電導相の割合をX線回折測定で求めるとともに、
液体窒素温度(77.3K)における臨界電流密度を測
定した。結果を表4に示す。
【0031】
【表4】
【0032】表4から明らかなように、この発明に従う
低温熱処理を施した線材は、超電導相の割合が多く、か
つ高い臨界電流密度を示した。
【0033】実施例5 PbOの代わりにBi2 O3 を用い、Tl:Bi:
Sr:Ca:Cu=1.4:0.5:2:2:3の比率
で配合する以外は、実施例4と同様にして線材を作成し
、表5に示す低温熱処理条件で低温熱処理を施した。得
られた線材の超電導相の割合および臨界電流密度を表5
に示す。
【0034】
【表5】
【0035】表5から明らかなように、この発明に従う
低温熱処理を施した線材は、超電導相の割合が多く、か
つ高い臨界電流密度を示した。
【0036】実施例6 PbOの代わりにBi2 O3 およびPbOを用い、
Tl:Bi:Pb:Sr:Ca:Cu=1.4:0.3
:0.3:2:2:3の比率で配合する以外は、実施例
4と同様にして線材を作成し、表6に示す条件で低温熱
処理を施した。
【0037】得られた線材の超電導相の割合および臨界
電流密度を表6に示す。
【0038】
【表6】
【0039】表6から明らかなように、この発明に従う
低温熱処理を施した線材は、超電導相の割合が多く、か
つ高い臨界電流密度を示した。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  酸化物超電導材料の原料を線材に成形
    加工するステップと、前記線材に780℃以上の温度の
    高温熱処理を施すステップと、前記高温熱処理後の線材
    に500〜700℃の範囲内の温度で1〜200時間の
    低温熱処理を施すステップとを備える、酸化物超電導線
    材の製造方法。
JP3002574A 1991-01-14 1991-01-14 酸化物超電導線材の製造方法 Withdrawn JPH04242019A (ja)

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