JPH0431021B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0431021B2 JPH0431021B2 JP62331100A JP33110087A JPH0431021B2 JP H0431021 B2 JPH0431021 B2 JP H0431021B2 JP 62331100 A JP62331100 A JP 62331100A JP 33110087 A JP33110087 A JP 33110087A JP H0431021 B2 JPH0431021 B2 JP H0431021B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- base material
- film
- powder
- superconducting material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、超電導材の製造方法に関するもの
である。
である。
超電導物質は、既に高エネルギー粒子加速器、
医療診断用MRI−CT 物性研究装置等におい
て、超電導マグネツトの形で実用化されている。
また、発電機、エネルギーの貯蔵や変換、リニア
モーターカー、資源回収用磁気分離装置、核融合
炉、送電ケーブル、磁気シールド材等への応用、
さらには、ジヨセフソン効果を用いた超電導素子
は、超高速コンピユーター、赤外線検出器、低雑
音の増幅器等への応用が期待されており、これら
が本格的に実用化された場合の産業的、社会的イ
ンパクトの大きさは、未だ測りがたい。
医療診断用MRI−CT 物性研究装置等におい
て、超電導マグネツトの形で実用化されている。
また、発電機、エネルギーの貯蔵や変換、リニア
モーターカー、資源回収用磁気分離装置、核融合
炉、送電ケーブル、磁気シールド材等への応用、
さらには、ジヨセフソン効果を用いた超電導素子
は、超高速コンピユーター、赤外線検出器、低雑
音の増幅器等への応用が期待されており、これら
が本格的に実用化された場合の産業的、社会的イ
ンパクトの大きさは、未だ測りがたい。
これまでに開発された超電導物質の代表的なも
のとして、Nb−Ti合金があり、これは、現在9T
までの磁界発生用線材として広く使用されてい
る。Nb−Ti合金のTc（超電導状態が存在する臨
界温度）は、9Kである。また、Nb−Ti合金より
も格段に高いTcを有する材料として化合物系超
電導物質が開発され、現在Nb3Sn（Tc：18K）と
V3Ga（Tc：15K）が線材化され実用に供せられ
ている。さらに、Nb3Geでは23KのTcが得られ
ている。
のとして、Nb−Ti合金があり、これは、現在9T
までの磁界発生用線材として広く使用されてい
る。Nb−Ti合金のTc（超電導状態が存在する臨
界温度）は、9Kである。また、Nb−Ti合金より
も格段に高いTcを有する材料として化合物系超
電導物質が開発され、現在Nb3Sn（Tc：18K）と
V3Ga（Tc：15K）が線材化され実用に供せられ
ている。さらに、Nb3Geでは23KのTcが得られ
ている。
このように長年に亘つて高Tc超電導物質を得
るための努力がなされてきたが、従来の合金系お
よび化合物系超電導物質においては、Tc23Kが
大きな壁になつている。Tcが23K以下の超電導
物質の冷却には、高価な液体ヘリウムが必要であ
り、このことが超電導物質の広範な応用を阻害し
ている。このTcの壁を打破する材料として、
1986年にIBMチユーリツヒのMuller氏等が、Ba
−La−Cu−Ｏ系の酸化物で超電導の徴候が認め
られたと発表して以来、酸化物系超電導物質の開
発競争に拍車がかかつた。1986年にはTcが40K
であつたものが、1987年の初めには、早くも77K
の液体窒素温度を超えるＹ−Ba−Cu−Ｏ系超電
導物質が開発され、Tcは約93Kに達した。さら
に、その後も精力的な開発が続けられており、今
のところ安全性等に問題はあるものの室温で超電
導現象を示す超電導物質の開発も報告されてい
る。液体窒素温度で使用可能な高温超電導物質の
発見は、前述した応用分野への期待度を増々高め
るものである。しかし、Tcの値が高くしかも熱
処理時に割れが発生しにくい超電導皮膜が形成さ
れた超電導材を、容易に製造することができる方
法は、まだ提案されていない。
るための努力がなされてきたが、従来の合金系お
よび化合物系超電導物質においては、Tc23Kが
大きな壁になつている。Tcが23K以下の超電導
物質の冷却には、高価な液体ヘリウムが必要であ
り、このことが超電導物質の広範な応用を阻害し
ている。このTcの壁を打破する材料として、
1986年にIBMチユーリツヒのMuller氏等が、Ba
−La−Cu−Ｏ系の酸化物で超電導の徴候が認め
られたと発表して以来、酸化物系超電導物質の開
発競争に拍車がかかつた。1986年にはTcが40K
であつたものが、1987年の初めには、早くも77K
の液体窒素温度を超えるＹ−Ba−Cu−Ｏ系超電
導物質が開発され、Tcは約93Kに達した。さら
に、その後も精力的な開発が続けられており、今
のところ安全性等に問題はあるものの室温で超電
導現象を示す超電導物質の開発も報告されてい
る。液体窒素温度で使用可能な高温超電導物質の
発見は、前述した応用分野への期待度を増々高め
るものである。しかし、Tcの値が高くしかも熱
処理時に割れが発生しにくい超電導皮膜が形成さ
れた超電導材を、容易に製造することができる方
法は、まだ提案されていない。
従つて、この発明の目的は、Tcの値が高くし
かも熱処理時に割れが発生しにくい超電導皮膜が
形成された超電導材を容易に製造方法を提供する
ことにある。
かも熱処理時に割れが発生しにくい超電導皮膜が
形成された超電導材を容易に製造方法を提供する
ことにある。
この発明は、基材の表面上に、CuxOy基を含む
複合酸化物超電導物質の粉末を溶射して、基材と
超電導皮膜とからなる超電導素材を調製し、次い
で、前記超電導素材に熱処理を施して、超電導材
を製造するに際して、溶射開始後は、前記粉末を
半溶融状態で前記基材の表面上に溶射し、その
後、前記粉末を完全溶融状態で前記基材の表面上
に溶射し、かくして、前記基材と前記超電導皮膜
との間に、前記超電導皮膜の空孔率より大きい空
孔率を有する中間層を形成し、もつて、前記超電
導素材の熱処理時に、前記超電導皮膜に割れが発
生するのを防止することに特徴を有するものであ
る。
複合酸化物超電導物質の粉末を溶射して、基材と
超電導皮膜とからなる超電導素材を調製し、次い
で、前記超電導素材に熱処理を施して、超電導材
を製造するに際して、溶射開始後は、前記粉末を
半溶融状態で前記基材の表面上に溶射し、その
後、前記粉末を完全溶融状態で前記基材の表面上
に溶射し、かくして、前記基材と前記超電導皮膜
との間に、前記超電導皮膜の空孔率より大きい空
孔率を有する中間層を形成し、もつて、前記超電
導素材の熱処理時に、前記超電導皮膜に割れが発
生するのを防止することに特徴を有するものであ
る。
次に、この発明の、超電導材の製造方法の一実
施態様を図面を参照しながら説明する。
施態様を図面を参照しながら説明する。
第１図は、この発明の、超電導材の製造方法に
使用するプラズマ溶射装置を示す断面図である。
使用するプラズマ溶射装置を示す断面図である。
第１図に示すように、プラズマ溶射装置１は、
真空容器４と、真空容器４内に設けられた溶射ノ
ズル５と、溶射ノズル５内に設けられたタングス
テン製電極６と、溶射ノズル５と電極６との間に
接続されたプラズマ電源７とからなつている。
真空容器４と、真空容器４内に設けられた溶射ノ
ズル５と、溶射ノズル５内に設けられたタングス
テン製電極６と、溶射ノズル５と電極６との間に
接続されたプラズマ電源７とからなつている。
真空容器４内に、溶射ノズル５と対向して基材
２を設置し、真空容器４内を減圧し、溶射ノズル
５内にアルゴン、ヘリウム等の差動ガスおよび
CuxOy基を含む複合酸化物超電導物質の粉末（10
から100μｍ）をそれぞれ連続的に供給し、そし
て、プラズマ電源７を作動させて、溶射ノズル５
と電極６との間にプラズマアークを発生させる。
２を設置し、真空容器４内を減圧し、溶射ノズル
５内にアルゴン、ヘリウム等の差動ガスおよび
CuxOy基を含む複合酸化物超電導物質の粉末（10
から100μｍ）をそれぞれ連続的に供給し、そし
て、プラズマ電源７を作動させて、溶射ノズル５
と電極６との間にプラズマアークを発生させる。
上記プラズマ溶射装置１によつて、超電導素材
８を製造するには、以下のようにする。即ち、真
空容器４内を減圧し、溶射ノズル５の後端部内に
作動ガスを供給し、溶射ノズル５の前端部内に、
CuxOy基を含む複合酸化物超電導物質の粉末を供
給し、プラズマ電源７から電極６に電力を供給す
る。この場合、溶射開始から所定時間は、前記粉
末が半溶融状態となるように、プラズマ電源７か
らの電力を調整し、その後、前記粉末が完全溶融
状態となるように、プラズマ電源７からの電力を
調整する。これによつて、基材２と、その表面上
に形成された、空孔率の大きい、即ち、組織が粗
な超電導物質からなる中間層３Ａと、中間層３Ａ
の表面上に形成された、空孔率が小さい、即ち、
組織が緻密な超電導皮膜３Ｂとからなる超電導素
材８が製造される。
８を製造するには、以下のようにする。即ち、真
空容器４内を減圧し、溶射ノズル５の後端部内に
作動ガスを供給し、溶射ノズル５の前端部内に、
CuxOy基を含む複合酸化物超電導物質の粉末を供
給し、プラズマ電源７から電極６に電力を供給す
る。この場合、溶射開始から所定時間は、前記粉
末が半溶融状態となるように、プラズマ電源７か
らの電力を調整し、その後、前記粉末が完全溶融
状態となるように、プラズマ電源７からの電力を
調整する。これによつて、基材２と、その表面上
に形成された、空孔率の大きい、即ち、組織が粗
な超電導物質からなる中間層３Ａと、中間層３Ａ
の表面上に形成された、空孔率が小さい、即ち、
組織が緻密な超電導皮膜３Ｂとからなる超電導素
材８が製造される。
このように、基材２と超電導皮膜３Ｂとの間
に、頂度、クツシヨンの機能を有する中間層３Ａ
が形成されるので、その後の熱処理時に、基材２
と超電導皮膜３Ｂとの熱膨張率の差によつて超電
導皮膜３Ｂに割れが発生することが防止される。
に、頂度、クツシヨンの機能を有する中間層３Ａ
が形成されるので、その後の熱処理時に、基材２
と超電導皮膜３Ｂとの熱膨張率の差によつて超電
導皮膜３Ｂに割れが発生することが防止される。
超電導素材８の熱処理条件は、次の通りであ
る。即ち、超電導素材８を500から980℃の温度に
加熱し、次いで、酸素含有雰囲気中において、20
℃／min以下の速度で超電導素材８を冷却する。
る。即ち、超電導素材８を500から980℃の温度に
加熱し、次いで、酸素含有雰囲気中において、20
℃／min以下の速度で超電導素材８を冷却する。
ここで、加熱温度を500から980℃の範囲とした
のは、500℃未満では、超電導皮膜３Ｂの結晶を、
超電導現象が生じる斜方晶にすることができず且
つ超電導皮膜３Ｂの酸素欠損量が大きくなるから
であり、一方、980℃を超えると、基材２と超電
導皮膜３Ｂとが化学反応を起して、皮膜３Ｂに超
電導現象が現われないからである。
のは、500℃未満では、超電導皮膜３Ｂの結晶を、
超電導現象が生じる斜方晶にすることができず且
つ超電導皮膜３Ｂの酸素欠損量が大きくなるから
であり、一方、980℃を超えると、基材２と超電
導皮膜３Ｂとが化学反応を起して、皮膜３Ｂに超
電導現象が現われないからである。
次に、この発明の実施例について説明する。
第１図に示すプラズマ溶射装置１の真空容器４
内に、銅製の板状基材２をセツトし、作動ガスと
して、アルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガス
（Ar：20／min，He：40／min）を溶射ノズ
ル５内に連続的に供給し、プラズマ電源７から電
極６に8KWの電力を供給し、Y0.3−Ba0.7−Cu1−
O3-yからなる超電導物質の粉末（粒径10から
100μｍ）を溶射ノズル５内に供給し、そして、
真空容器４内の気圧を80mbarに減圧して、基材
２の表面上に50μｍの膜厚を有する中間層３Ａを
形成した。中間層３Ａの空孔率は20％であつた。
次に、プラズマ電源７からの電力を25KWに増大
して、中間層３Ａの表面上に100μｍの膜厚を有
する超電導皮膜３Ｂを形成した。超電導皮膜３Ｂ
の空孔率は２％であつた。次に、このようにして
得た超電導素材８を加熱炉に入れて930℃の温度
に30分間加熱し、その後20℃／minの速度で冷却
した。そして、超電導皮膜３Ｂの剥離状態を調べ
たところ剥離は全く見られなかつた。次に、Tc
とJc（臨界電流密度を調べた。この結果、Tcは
90K，Jcは150A／cm2であつた。
内に、銅製の板状基材２をセツトし、作動ガスと
して、アルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガス
（Ar：20／min，He：40／min）を溶射ノズ
ル５内に連続的に供給し、プラズマ電源７から電
極６に8KWの電力を供給し、Y0.3−Ba0.7−Cu1−
O3-yからなる超電導物質の粉末（粒径10から
100μｍ）を溶射ノズル５内に供給し、そして、
真空容器４内の気圧を80mbarに減圧して、基材
２の表面上に50μｍの膜厚を有する中間層３Ａを
形成した。中間層３Ａの空孔率は20％であつた。
次に、プラズマ電源７からの電力を25KWに増大
して、中間層３Ａの表面上に100μｍの膜厚を有
する超電導皮膜３Ｂを形成した。超電導皮膜３Ｂ
の空孔率は２％であつた。次に、このようにして
得た超電導素材８を加熱炉に入れて930℃の温度
に30分間加熱し、その後20℃／minの速度で冷却
した。そして、超電導皮膜３Ｂの剥離状態を調べ
たところ剥離は全く見られなかつた。次に、Tc
とJc（臨界電流密度を調べた。この結果、Tcは
90K，Jcは150A／cm2であつた。
以上説明したように、この発明によれば、Tc
およびJcの値が大きく、しかも熱処理時に割れが
発生しにくい超電導皮膜が形成された超電導材を
容易に製造することができるという効果がもたら
される。
およびJcの値が大きく、しかも熱処理時に割れが
発生しにくい超電導皮膜が形成された超電導材を
容易に製造することができるという効果がもたら
される。
第１図は、この発明の、超電導材の製造方法に
使用するプラズマ溶射装置を示す断面図である。 図面において、１……プラズマ溶射装置、２…
…基材、３Ａ……中間層、３Ｂ……超電導皮膜、
４……真空容器、５……溶射ノズル、６……電
極、７……電源、８……超電導素材。
使用するプラズマ溶射装置を示す断面図である。 図面において、１……プラズマ溶射装置、２…
…基材、３Ａ……中間層、３Ｂ……超電導皮膜、
４……真空容器、５……溶射ノズル、６……電
極、７……電源、８……超電導素材。
Claims (1)
- １ 基材の表面上に、CuxOy基を含む複合酸化物
超電導物質の粉末を溶射して、基材と超電導皮膜
とからなる超電導素材を調製し、次いで、前記超
電導素材に熱処理を施して、超電導材を製造する
に際して、溶射開始後は、前記粉末を半溶融状態
で前記基材の表面上に溶射し、その後、前記粉末
を完全溶融状態で前記基材の表面上に溶射し、か
くして、前記基材と前記超電導皮膜との間に、前
記超電導皮膜の空孔率より大きい空孔率を有する
中間層を形成し、もつて、前記超電導素材の熱処
理時に、前記超電導皮膜に割れが発生するのを防
止することを特徴とする、超電導材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331100A JPH01172555A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 超電導材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331100A JPH01172555A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 超電導材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01172555A JPH01172555A (ja) | 1989-07-07 |
| JPH0431021B2 true JPH0431021B2 (ja) | 1992-05-25 |
Family
ID=18239859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62331100A Granted JPH01172555A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 超電導材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01172555A (ja) |
-
1987
- 1987-12-26 JP JP62331100A patent/JPH01172555A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01172555A (ja) | 1989-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0534292B2 (ja) | ||
| JPH0431021B2 (ja) | ||
| JPH0534287B2 (ja) | ||
| JPH0534290B2 (ja) | ||
| JPH0531493B2 (ja) | ||
| JPH0531492B2 (ja) | ||
| JPH0534291B2 (ja) | ||
| JPH0453819B2 (ja) | ||
| JPH0453818B2 (ja) | ||
| JPH0559861B2 (ja) | ||
| JPH0531490B2 (ja) | ||
| JPH0531491B2 (ja) | ||
| JPH0534288B2 (ja) | ||
| JPH0453820B2 (ja) | ||
| JPH01257128A (ja) | 超電導材の製造方法 | |
| JPH01153521A (ja) | 超電導材の製造方法 | |
| JPS63307150A (ja) | 酸化物セラミックス系超電導導体およびその製造方法 | |
| JPH02196054A (ja) | 超電導材の製造方法 | |
| JPH03109204A (ja) | 超電導薄膜の製造方法 | |
| JPH01173609A (ja) | 超電導コイルの製造方法 | |
| JPH01173607A (ja) | 超電導コイルの製造方法 | |
| JPH03272840A (ja) | 超電導物品の製造方法 | |
| JP2840475B2 (ja) | 酸化物超伝導薄膜の製造方法 | |
| JPH01173606A (ja) | 超電導コイルの製造方法 | |
| KR920001675B1 (ko) | 초전도물품(超電導物品) |