JPH04285056A - 導電性セラミックスの製造方法 - Google Patents
導電性セラミックスの製造方法Info
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- JPH04285056A JPH04285056A JP3046658A JP4665891A JPH04285056A JP H04285056 A JPH04285056 A JP H04285056A JP 3046658 A JP3046658 A JP 3046658A JP 4665891 A JP4665891 A JP 4665891A JP H04285056 A JPH04285056 A JP H04285056A
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- conductive ceramics
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、送電線、アンテナ、マ
グネット、電極などに用いるバルク的な導電性セラミッ
クスの製造方法に関するものである。
グネット、電極などに用いるバルク的な導電性セラミッ
クスの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近もっとも注目されている導電性セラ
ミックスは酸化物超伝導材料である。酸化物超伝導材料
は臨界温度より高い温度でも金属的な導電性を示すため
超伝導応用以外にもセラミックス材料の固有な特性を有
した導電性材料として用いることが出来る。その代表例
としてＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ系（以下Ｙ系）、Ｂｉ２Ｃａ
２Ｓｒ２Ｃｕ３Ｏｘ系（以下Ｂｉ系）、Ｔｌ２Ｃａ２Ｂ
ａ２Ｃｕ３Ｏｘ系（以下Ｔｌ系）等が挙げられる。これ
ら導電性セラミックスのバルク・線材の製造方法は大別
して焼結法と溶融法に分けられる。焼結法は公開特許公
報 平１ー１４０５２０に述べられているように原料粉
末を成形した後焼結する方法で溶融法は公開特許公報平
２ー１５３８０３に述べられているように原料粉末を溶
融した後成形、結晶成長を行なう方法である。共に一長
一短の特性を持つが溶融法の方が緻密であり比較的高い
臨界電流密度と機械的強度が得られるため主に研究開発
が進められている。 酸化物超伝導材料は周知の如く
結晶構造に起因して異方性が強いため結晶方向を制御す
る必要がある。溶融法の場合結晶方向の制御は主に溶融
または半溶融状態からの冷却過程で試料に温度勾配を付
けることにより行なっていた。
ミックスは酸化物超伝導材料である。酸化物超伝導材料
は臨界温度より高い温度でも金属的な導電性を示すため
超伝導応用以外にもセラミックス材料の固有な特性を有
した導電性材料として用いることが出来る。その代表例
としてＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ系（以下Ｙ系）、Ｂｉ２Ｃａ
２Ｓｒ２Ｃｕ３Ｏｘ系（以下Ｂｉ系）、Ｔｌ２Ｃａ２Ｂ
ａ２Ｃｕ３Ｏｘ系（以下Ｔｌ系）等が挙げられる。これ
ら導電性セラミックスのバルク・線材の製造方法は大別
して焼結法と溶融法に分けられる。焼結法は公開特許公
報 平１ー１４０５２０に述べられているように原料粉
末を成形した後焼結する方法で溶融法は公開特許公報平
２ー１５３８０３に述べられているように原料粉末を溶
融した後成形、結晶成長を行なう方法である。共に一長
一短の特性を持つが溶融法の方が緻密であり比較的高い
臨界電流密度と機械的強度が得られるため主に研究開発
が進められている。 酸化物超伝導材料は周知の如く
結晶構造に起因して異方性が強いため結晶方向を制御す
る必要がある。溶融法の場合結晶方向の制御は主に溶融
または半溶融状態からの冷却過程で試料に温度勾配を付
けることにより行なっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の溶
融方法によると凝固過程で凝固成長の核となる粒子、例
えば冷却用の金型の側面に形成されるエンブリオ（芽）
や導電性セラミックスの導電相成長核となる粒子または
相、例えばＹ系ではＹ２Ｏ３粒子、Ｙ２ＢａＣｕＯ５（
通称２１１相）が対流等により剥離または移動するため
結晶の方向制御は大変不安定なものであった。そのため
結晶配向性が悪く臨界電流密度が低いものになっていた
。
融方法によると凝固過程で凝固成長の核となる粒子、例
えば冷却用の金型の側面に形成されるエンブリオ（芽）
や導電性セラミックスの導電相成長核となる粒子または
相、例えばＹ系ではＹ２Ｏ３粒子、Ｙ２ＢａＣｕＯ５（
通称２１１相）が対流等により剥離または移動するため
結晶の方向制御は大変不安定なものであった。そのため
結晶配向性が悪く臨界電流密度が低いものになっていた
。
【０００４】本発明はかかる問題を除去するものであり
結晶方向の制御を容易に且つ効率良く行い高い臨界電流
密度を得んとするものである。
結晶方向の制御を容易に且つ効率良く行い高い臨界電流
密度を得んとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】原料組成物（仮焼粉含）
を加熱溶融する工程を含む導電性セラミックスの製造方
法に於て溶融状態から固相状態へ冷却凝固する過程に一
定方向の磁界を印加すること、磁界の印加方向が冷却に
よる温度勾配発生方向に平行または垂直であることを特
徴とする。
を加熱溶融する工程を含む導電性セラミックスの製造方
法に於て溶融状態から固相状態へ冷却凝固する過程に一
定方向の磁界を印加すること、磁界の印加方向が冷却に
よる温度勾配発生方向に平行または垂直であることを特
徴とする。
【０００６】
【実施例】以下、実施例に従って、本発明を詳細に説明
する。
する。
【０００７】（実施例１）
【０００８】
【表１】
【０００９】先ず原料組成物Ｙ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、お
よびＣｕＯを均一に混合分散した後９００℃酸素雰囲気
中で１２時間仮焼する。この時の組成は最終的に１：２
：３になるように後の溶融に於ける蒸発分等を補正した
ものである。次に、粉砕した仮焼粉を１４００℃まで急
加熱して８分間溶融した後所定の方向に温度勾配を付け
る様に冷却した一方向凝固金形に鋳込み凝固（１次冷却
）させる。この一方向凝固金型には鋳込むと同時に表１
に示す方向に磁界を印加する。尚表１の磁界印加方向を
示す角度は温度勾配の付く方向に対するものである。こ
こで凝固された試料は冷却速度が早く超伝導結晶構造を
持たないため１１００℃すなわち半溶融状態（Ｙ２Ｂａ
ＣｕＯ５と液相の存在する状態）まで加熱した後１次冷
却凝固と同一方向に温度勾配を付け徐冷（２次冷却）し
超伝導材料を得た。
よびＣｕＯを均一に混合分散した後９００℃酸素雰囲気
中で１２時間仮焼する。この時の組成は最終的に１：２
：３になるように後の溶融に於ける蒸発分等を補正した
ものである。次に、粉砕した仮焼粉を１４００℃まで急
加熱して８分間溶融した後所定の方向に温度勾配を付け
る様に冷却した一方向凝固金形に鋳込み凝固（１次冷却
）させる。この一方向凝固金型には鋳込むと同時に表１
に示す方向に磁界を印加する。尚表１の磁界印加方向を
示す角度は温度勾配の付く方向に対するものである。こ
こで凝固された試料は冷却速度が早く超伝導結晶構造を
持たないため１１００℃すなわち半溶融状態（Ｙ２Ｂａ
ＣｕＯ５と液相の存在する状態）まで加熱した後１次冷
却凝固と同一方向に温度勾配を付け徐冷（２次冷却）し
超伝導材料を得た。
【００１０】（実施例２）実施例１と同様に原料組成物
Ｙ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、およびＣｕＯを均一に混合分散
した後９００℃酸素雰囲気中で１２時間仮焼する。この
時の組成は最終的に１：２：３になるように後の溶融に
於ける蒸発分等を補正したものである。次に、粉砕した
仮焼粉を１４００℃まで急加熱して８分間溶融した後所
定の方向に温度勾配を付ける様に冷却した一方向凝固金
形に鋳込み凝固（１次冷却）させる。この時の一方向凝
固金型には鋳込むと同時に温度勾配が付く方向に対して
平行に磁界を印加する。次に１１００℃まで加熱した後
１次冷却凝固と同じ方向に温度勾配を付けると共に同じ
く同一方向に磁界を印加しながら徐冷（２次冷却）し超
伝導材料を得た。実施例２は徐冷過程（２次冷却）の磁
界印加以外は実施例１のＡ試料と同じ作製条件である。
Ｙ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、およびＣｕＯを均一に混合分散
した後９００℃酸素雰囲気中で１２時間仮焼する。この
時の組成は最終的に１：２：３になるように後の溶融に
於ける蒸発分等を補正したものである。次に、粉砕した
仮焼粉を１４００℃まで急加熱して８分間溶融した後所
定の方向に温度勾配を付ける様に冷却した一方向凝固金
形に鋳込み凝固（１次冷却）させる。この時の一方向凝
固金型には鋳込むと同時に温度勾配が付く方向に対して
平行に磁界を印加する。次に１１００℃まで加熱した後
１次冷却凝固と同じ方向に温度勾配を付けると共に同じ
く同一方向に磁界を印加しながら徐冷（２次冷却）し超
伝導材料を得た。実施例２は徐冷過程（２次冷却）の磁
界印加以外は実施例１のＡ試料と同じ作製条件である。
【００１１】この様にして得られた試料の臨界電流密度
を測定した。測定は７７Ｋ、ヘリウムガス雰囲気中であ
る。結果を磁界を印加しない比較例（磁界印加以外実施
例と同条件）と共に表２（実施例１）と表３（実施例２
）に示した。
を測定した。測定は７７Ｋ、ヘリウムガス雰囲気中であ
る。結果を磁界を印加しない比較例（磁界印加以外実施
例と同条件）と共に表２（実施例１）と表３（実施例２
）に示した。
【００１２】表２と表３から本発明によると顕著に臨界
電流密度が向上しているのが判る。また表２からは磁界
印加方向によっても僅か差があり温度勾配方向に対して
平行または垂直方向に磁界印加するとより好ましく、更
に表２の試料Ａと表３の比較からは溶融状態からの凝固
過程（１次冷却）だけでなく半溶融状態からの冷却過程
（２次冷却）にも磁界を印加するとより好ましいことが
判る。これらの試料をＸ線回折により分析したところ臨
界電流密度の値が高いほど結晶配向度は高いものであり
本発明により結晶制御がなされていることを示していた
。
電流密度が向上しているのが判る。また表２からは磁界
印加方向によっても僅か差があり温度勾配方向に対して
平行または垂直方向に磁界印加するとより好ましく、更
に表２の試料Ａと表３の比較からは溶融状態からの凝固
過程（１次冷却）だけでなく半溶融状態からの冷却過程
（２次冷却）にも磁界を印加するとより好ましいことが
判る。これらの試料をＸ線回折により分析したところ臨
界電流密度の値が高いほど結晶配向度は高いものであり
本発明により結晶制御がなされていることを示していた
。
【００１３】
【表２】
【００１４】
【００１５】
【表３】
【００１６】この改善効果は次の機構によるものと考え
ている。対流等による１次冷却時の凝固エンブリオや２
次冷却時の超伝導相の成長核である２１１相等の剥離・
移動を他のイオン状態にある物質を磁界により固定する
ことにより間接的に固定、抑制する。そのため結晶成長
を一定方向に連続的に行なうことができる。
ている。対流等による１次冷却時の凝固エンブリオや２
次冷却時の超伝導相の成長核である２１１相等の剥離・
移動を他のイオン状態にある物質を磁界により固定する
ことにより間接的に固定、抑制する。そのため結晶成長
を一定方向に連続的に行なうことができる。
【００１７】尚本実施例ではＹ系のセラミックス超伝導
体の製造方法について述べたが、本発明はこれに限られ
るものではなくＢｉ系やＴｌ系など他の材料組成を用い
た導伝性セラミックスの製造にも応用することができる
。
体の製造方法について述べたが、本発明はこれに限られ
るものではなくＢｉ系やＴｌ系など他の材料組成を用い
た導伝性セラミックスの製造にも応用することができる
。
【００１８】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれば
所定の方向に導電性セラミックスの結晶方向を制御出来
るため高い臨界電流密度を得ることが出来る。本発明は
溶融状態からの凝固過程と半溶融状態からの徐冷凝固過
程に外部から所定方向に磁界を印加するだけで結晶制御
を行い臨界電流密度の改善を図るものであり製造工程は
複雑でなく極めて容易に行え、且つ顕著な改善効果がみ
られるため工業上極めて有用なものである。
所定の方向に導電性セラミックスの結晶方向を制御出来
るため高い臨界電流密度を得ることが出来る。本発明は
溶融状態からの凝固過程と半溶融状態からの徐冷凝固過
程に外部から所定方向に磁界を印加するだけで結晶制御
を行い臨界電流密度の改善を図るものであり製造工程は
複雑でなく極めて容易に行え、且つ顕著な改善効果がみ
られるため工業上極めて有用なものである。
Claims (2)
- 【請求項１】 原料組成物（仮焼粉含）を加熱溶融す
る工程を含む導電性セラミックスの製造方法に於て溶融
状態から固相状態へ冷却凝固する過程に一定方向の磁界
を印加することを特徴とする導電性セラミックスの製造
方法。 - 【請求項２】 磁界の印加方向が温度勾配発生方向に
平行または垂直であることを特徴とする請求項１記載の
導電性セラミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3046658A JPH04285056A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 導電性セラミックスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3046658A JPH04285056A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 導電性セラミックスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04285056A true JPH04285056A (ja) | 1992-10-09 |
Family
ID=12753430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3046658A Pending JPH04285056A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 導電性セラミックスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04285056A (ja) |
-
1991
- 1991-03-12 JP JP3046658A patent/JPH04285056A/ja active Pending
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