JPH04334819A - Ｂｉ系酸化物超電導線の製造方法 - Google Patents
Ｂｉ系酸化物超電導線の製造方法Info
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- JPH04334819A JPH04334819A JP3104511A JP10451191A JPH04334819A JP H04334819 A JPH04334819 A JP H04334819A JP 3104511 A JP3104511 A JP 3104511A JP 10451191 A JP10451191 A JP 10451191A JP H04334819 A JPH04334819 A JP H04334819A
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- superconducting wire
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- powder
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- 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
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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】本発明は超電導体の製造方法に係
り、特に長尺化が容易で、かつ特性の優れたＢｉ系酸化
物超電導線の製造方法の改良に関する。
り、特に長尺化が容易で、かつ特性の優れたＢｉ系酸化
物超電導線の製造方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｂｉ（Ｐｂ）−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系
（Ｂｉ系）の超電導体は、その臨界温度（Ｔｃ）が高く
、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系（Ｙ系）の超電導体に比較して
安定性および加工性に優れ、また非希土類系の組成から
なるため、その素材の供給や取扱いに有利である上、Ｔ
ｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系（Ｔｌ系）の超電導体のよ
うに毒性もないことから酸化物超電導体の実用材料とし
て期待されている。このＢｉ系の超電導体には、その組
成により３種のＴｃを有する相が存在するが、特に８０
Ｋ級の（２２１２）相（Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕのモル
比＝２：２：１：２、以下同じ。）と１１０Ｋ級の（２
２２３）相は、そのＴｃが液体窒素温度より高く、かつ
機械加工性に優れる上、機械加工により結晶粒の方向が
制御し得る等の点から伸線加工を必要とする長尺の線材
の製造に適した材料として知られている。従来、このよ
うな超電導体により線材を製造する方法としては、仮焼
した原料粉末をＡｇパイプ中に充填して伸線および圧延
等の加工後、熱処理を施す方法、即ちＡｇシース法が代
表的をものとしてあげられる。
（Ｂｉ系）の超電導体は、その臨界温度（Ｔｃ）が高く
、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系（Ｙ系）の超電導体に比較して
安定性および加工性に優れ、また非希土類系の組成から
なるため、その素材の供給や取扱いに有利である上、Ｔ
ｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系（Ｔｌ系）の超電導体のよ
うに毒性もないことから酸化物超電導体の実用材料とし
て期待されている。このＢｉ系の超電導体には、その組
成により３種のＴｃを有する相が存在するが、特に８０
Ｋ級の（２２１２）相（Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕのモル
比＝２：２：１：２、以下同じ。）と１１０Ｋ級の（２
２２３）相は、そのＴｃが液体窒素温度より高く、かつ
機械加工性に優れる上、機械加工により結晶粒の方向が
制御し得る等の点から伸線加工を必要とする長尺の線材
の製造に適した材料として知られている。従来、このよ
うな超電導体により線材を製造する方法としては、仮焼
した原料粉末をＡｇパイプ中に充填して伸線および圧延
等の加工後、熱処理を施す方法、即ちＡｇシース法が代
表的をものとしてあげられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
Ａｇシース法は、加工後の熱処理によりＡｇパイプ内で
結晶成長が進行するため、余剰元素および不純物元素の
系外への揮散がなく、不純物結晶を生成し易いという欠
点があり、このため臨界電流密度（Ｊｃ）等の特性の向
上が困難であるという問題がある。本発明は上記の問題
を解決するためになされたもので、不純物結晶等の常電
相の生成を抑え、超電導結晶の成長速度を高めることに
より、超電導特性に優れたＢｉ系酸化物超電導線を容易
に製造する方法を提供することをその目的とする。
Ａｇシース法は、加工後の熱処理によりＡｇパイプ内で
結晶成長が進行するため、余剰元素および不純物元素の
系外への揮散がなく、不純物結晶を生成し易いという欠
点があり、このため臨界電流密度（Ｊｃ）等の特性の向
上が困難であるという問題がある。本発明は上記の問題
を解決するためになされたもので、不純物結晶等の常電
相の生成を抑え、超電導結晶の成長速度を高めることに
より、超電導特性に優れたＢｉ系酸化物超電導線を容易
に製造する方法を提供することをその目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、ＣａおよびＣｕの各
金属元素を所定の比率で含む原料粉末を金属管内に充填
し、これに減面加工を施した後、熱処理を施すことによ
りＢｉ系の酸化物超電導線を製造する方法において、前
記原料粉末として、各金属元素がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃ
ａ：Ｃｕ＝（１．８〜２．１）：（０〜０．４）：２：
（１〜２．１）：（２〜３．２）のモル比で配合される
とともに、炭素量が０．１ｗｔ％以下で、かつ粒径φ０
．１〜３０μｍの仮焼粉末を用いるものである。
に、本発明は、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、ＣａおよびＣｕの各
金属元素を所定の比率で含む原料粉末を金属管内に充填
し、これに減面加工を施した後、熱処理を施すことによ
りＢｉ系の酸化物超電導線を製造する方法において、前
記原料粉末として、各金属元素がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃ
ａ：Ｃｕ＝（１．８〜２．１）：（０〜０．４）：２：
（１〜２．１）：（２〜３．２）のモル比で配合される
とともに、炭素量が０．１ｗｔ％以下で、かつ粒径φ０
．１〜３０μｍの仮焼粉末を用いるものである。
【０００５】本発明における原料粉末に用いられる粉末
としては、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、ＣａまたはＣｕをそれぞ
れ含む酸化物、炭酸塩、硝酸塩等を混合した固相粉や、
これ等の元素を含む化合物を溶解した溶液から沈降させ
た共沈粉あるいは金属アルコキシドから作成したゾル−
ゲル粉末等の粉末を用いることができる。上記の粉末を
所定の温度で焼成し、含有する炭素量を０．１ｗｔ％以
下にするとともに、さらに粉砕して粒径φ０．１〜３０
μｍの仮焼粉末を作成し、この仮焼粉末を金属管内に充
填する。この金属管としては、結晶成長に必要な熱処理
温度以上の融点を有し、かつ加工性が良好な材質からな
るものが用いられが、特にこの熱処理温度で耐酸化性を
有するとともに、超電導物質中に拡散してもその特性を
低下させない材質からなるもの、例えばＡｇが適する。 金属管内に仮焼粉末を充填した後の減面加工は、伸線加
工、圧延加工等の通常の加工方法が用いられ、所定の形
状に成形した後、熱処理が施され焼結される。本発明に
おいて、仮焼粉末中の金属元素のモル比を上記のように
規定したのは、この範囲から外れると非超電導相の生成
量が増大し、Ｊｃ等の特性が低下するためであり、一方
炭素量および粒径を上記のように規定したのは以下の理
由による。 即ち、炭素量は金属シース内で結晶が成
長する際の成長速度に著しい影響を及ぼし、炭素量が０
．１ｗｔ％を越えると仮焼粉末中に含有するアルカリ土
類金属と容易に反応して炭酸塩を生成し、超電導相の結
晶成長を阻害するためであり、仮焼粉末の粒径がφ０．
１μｍ未満であると、粉砕時に結晶が損傷してＪｃ等の
特性が低下し、またφ３０μｍを越えると金属管内への
充填密度が低下して反応速度が小さくなり、同様に特性
が低下するためである。特に好ましい粒径の範囲はφ０
．５〜１０μｍである。
としては、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、ＣａまたはＣｕをそれぞ
れ含む酸化物、炭酸塩、硝酸塩等を混合した固相粉や、
これ等の元素を含む化合物を溶解した溶液から沈降させ
た共沈粉あるいは金属アルコキシドから作成したゾル−
ゲル粉末等の粉末を用いることができる。上記の粉末を
所定の温度で焼成し、含有する炭素量を０．１ｗｔ％以
下にするとともに、さらに粉砕して粒径φ０．１〜３０
μｍの仮焼粉末を作成し、この仮焼粉末を金属管内に充
填する。この金属管としては、結晶成長に必要な熱処理
温度以上の融点を有し、かつ加工性が良好な材質からな
るものが用いられが、特にこの熱処理温度で耐酸化性を
有するとともに、超電導物質中に拡散してもその特性を
低下させない材質からなるもの、例えばＡｇが適する。 金属管内に仮焼粉末を充填した後の減面加工は、伸線加
工、圧延加工等の通常の加工方法が用いられ、所定の形
状に成形した後、熱処理が施され焼結される。本発明に
おいて、仮焼粉末中の金属元素のモル比を上記のように
規定したのは、この範囲から外れると非超電導相の生成
量が増大し、Ｊｃ等の特性が低下するためであり、一方
炭素量および粒径を上記のように規定したのは以下の理
由による。 即ち、炭素量は金属シース内で結晶が成
長する際の成長速度に著しい影響を及ぼし、炭素量が０
．１ｗｔ％を越えると仮焼粉末中に含有するアルカリ土
類金属と容易に反応して炭酸塩を生成し、超電導相の結
晶成長を阻害するためであり、仮焼粉末の粒径がφ０．
１μｍ未満であると、粉砕時に結晶が損傷してＪｃ等の
特性が低下し、またφ３０μｍを越えると金属管内への
充填密度が低下して反応速度が小さくなり、同様に特性
が低下するためである。特に好ましい粒径の範囲はφ０
．５〜１０μｍである。
【０００６】
【作用】本発明においては、金属管内に充填される仮焼
粉末中の各金属元素のモル比を所定の範囲に規定したこ
とにより、超電導相生成の熱処理時に非超電導相の生成
を抑制することができ、さらに仮焼粉末中の炭素量およ
び粒径を制限することにより、超電導相の成長速度を大
きくすることができ、Ｊｃ等の電気的特性の優れた超電
線を製造することが可能になる。
粉末中の各金属元素のモル比を所定の範囲に規定したこ
とにより、超電導相生成の熱処理時に非超電導相の生成
を抑制することができ、さらに仮焼粉末中の炭素量およ
び粒径を制限することにより、超電導相の成長速度を大
きくすることができ、Ｊｃ等の電気的特性の優れた超電
線を製造することが可能になる。
【０００７】
【実施例】以下本発明の実施例および比較例について説
明する。 実施例１〜４ Ｂｉ２Ｏ３、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３およびＣ
ｕＯの各粉末をその金属分のモル比が所定の組成となる
ように配合し、有機溶媒（エタノール）を用いて湿式混
合した後、仮焼して炭素量を所定の値に調整した。これ
を所定の粒径を有する粉末に粉砕してＡｇ管内に充填し
た後、伸線加工および圧延加工による強加工を施し幅３
ｍｍ×厚さ０．１５ｍｍのテープを製造した。このテー
プ内に充填された粉末に対するＡｇの断面積比は２．０
であった。次いで、このテープに８４０℃で１００時間
の熱処理を施して超電導線を製造した。このようにして
得られた超電導線の臨界電流密度（Ｊｃ：ａｔ７７Ｋ）
および超電導相の分率、即ち（２２２３）相の分率を、
各粉末の金属分のモル比、炭素量および粒径とともに表
１に示す。
明する。 実施例１〜４ Ｂｉ２Ｏ３、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３およびＣ
ｕＯの各粉末をその金属分のモル比が所定の組成となる
ように配合し、有機溶媒（エタノール）を用いて湿式混
合した後、仮焼して炭素量を所定の値に調整した。これ
を所定の粒径を有する粉末に粉砕してＡｇ管内に充填し
た後、伸線加工および圧延加工による強加工を施し幅３
ｍｍ×厚さ０．１５ｍｍのテープを製造した。このテー
プ内に充填された粉末に対するＡｇの断面積比は２．０
であった。次いで、このテープに８４０℃で１００時間
の熱処理を施して超電導線を製造した。このようにして
得られた超電導線の臨界電流密度（Ｊｃ：ａｔ７７Ｋ）
および超電導相の分率、即ち（２２２３）相の分率を、
各粉末の金属分のモル比、炭素量および粒径とともに表
１に示す。
【０００８】
【表１】
【０００９】比較例１〜４
実施例と同様の粉末を用い、各粉末の金属分のモル比、
炭素量および粒径を変えて、以下実施例と同様の方法に
より超電導線を製造した。このようにして得られた超電
導線の臨界電流密度（Ｊｃ：ａｔ７７Ｋ）および超電導
相の分率を、各粉末の金属分のモル比、炭素量および粒
径とともに表１に示した。
炭素量および粒径を変えて、以下実施例と同様の方法に
より超電導線を製造した。このようにして得られた超電
導線の臨界電流密度（Ｊｃ：ａｔ７７Ｋ）および超電導
相の分率を、各粉末の金属分のモル比、炭素量および粒
径とともに表１に示した。
【００１０】
【発明の効果】以上述べたように本発明のＢｉ系酸化物
超電導線の製造方法によれば、仮焼粉末中の各金属元素
のモル比、炭素量および仮焼粉末の粒径を制限すること
により、超電導相の分率の高い、従って臨界電流密度の
大きい特性の優れた超電導線を製造することができる。
超電導線の製造方法によれば、仮焼粉末中の各金属元素
のモル比、炭素量および仮焼粉末の粒径を制限すること
により、超電導相の分率の高い、従って臨界電流密度の
大きい特性の優れた超電導線を製造することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、ＣａおよびＣｕの各金
属元素を所定の比率で含む原料粉末を金属管内に充填し
、これに減面加工を施した後、熱処理を施すことにより
超電導線を製造する方法において、前記原料粉末として
、各金属元素がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝（１．
８〜２．１）：（０〜０．４）：２：（１〜２．１）：
（２〜３．２）のモル比で配合されるとともに、炭素量
が０．１ｗｔ％以下で、かつ粒径φ０．１〜３０μｍの
仮焼粉末を用いることを特徴とするＢｉ系酸化物超電導
線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3104511A JPH04334819A (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | Ｂｉ系酸化物超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3104511A JPH04334819A (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | Ｂｉ系酸化物超電導線の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04334819A true JPH04334819A (ja) | 1992-11-20 |
Family
ID=14382522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3104511A Pending JPH04334819A (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | Ｂｉ系酸化物超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04334819A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6311384B1 (en) * | 1989-12-28 | 2001-11-06 | Hidehito Mukai | Method of manufacturing oxide superconducting wire |
-
1991
- 1991-05-09 JP JP3104511A patent/JPH04334819A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6311384B1 (en) * | 1989-12-28 | 2001-11-06 | Hidehito Mukai | Method of manufacturing oxide superconducting wire |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010130 |