JPH04342911A - テープ状セラミックス超電導々体の製造方法 - Google Patents

テープ状セラミックス超電導々体の製造方法

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JPH04342911A
JPH04342911A JP3145624A JP14562491A JPH04342911A JP H04342911 A JPH04342911 A JP H04342911A JP 3145624 A JP3145624 A JP 3145624A JP 14562491 A JP14562491 A JP 14562491A JP H04342911 A JPH04342911 A JP H04342911A
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JP
Japan
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tape
composite wire
shaped
ceramic
shaped composite
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Application number
JP3145624A
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English (en)
Inventor
Sukeyuki Kikuchi
菊地 祐行
Masanao Mimura
三村 正直
Kiyoshi Nemoto
清 根本
Yasuzo Tanaka
田中 靖三
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.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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    • 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

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  • Wire Processing (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】本発明は、マグネットやケーブル
用導体として好適な、超電導特性に優れたセラミックス
超電導々体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術とその課題】近年、周知のようにY−Ba
−Cu−O系,Bi−Sr−Ca−Cu−O系,Tl−
Ba−Ca−Cu−O系等のセラミックス超電導体が見
出された。このセラミックス超電導体は、液体窒素等の
安価な冷却媒体で超電導となる臨界温度(Tc)の高い
物質である為、各分野で実用化研究が活発に進められて
いる。ところで、これらのセラミックス超電導体は脆い
為に、金属のような加工を施すことができず、これを所
定形状のセラミックス超電導々体となすには、例えばセ
ラミックス超電導体となし得る原料物質をAg製パイプ
等に充填して複合ビレットとなし、次いでこれを減面加
工して複合線材となし、次いでこの複合線材に所定の加
熱処理を施して前記原料物質をセラミックス超電導体に
反応せしめる方法が適用されている。しかしながら、こ
のようにして製造されるセラミックス超電導々体は、そ
の形状が厚さ数百μm の薄いテープ状のものでも、高
い超電導特性が得られないという問題があった。
【0003】
【課題を解決する為の手段】本発明はかかる状況に鑑み
鋭意研究を行い、その原因がテープ状複合線材を減面加
工する際に、加工治具のプレス板や圧延ロール等が幅方
向に湾曲し、端部同士が接触して、前記複合線材の原料
物質が複合された中央部分が十分に圧下されなくなり、
その結果加熱処理により反応生成するセラミックス超電
導体層の密度やC軸配向性が低下することによることを
知見し、更に研究を重ねて本発明を完成するに到ったも
のである。即ち、本発明は、セラミックス超電導体とな
し得る原料物質を金属材料で被覆したテープ状複合線材
に減面加工と加熱処理の工程を所望回数施すテープ状セ
ラミックス超電導々体の製造方法において、テープ状複
合線材の減面加工を、少なくとも一方の減面加工治具の
テープ状複合線材と接触する加工面を幅方向に所定の曲
率をもって凸面状に形成して、前記テープ状複合線材の
原料物質が複合された中央部分に圧下力が加わるように
した一軸圧下法により行うことを特徴とするテープ状セ
ラミックス超電導々体の製造方法である。本発明方法は
、原料物質層を金属材料で被覆したテープ状複合線材を
プレス法や圧延ロール法等の一軸圧下法により減面加工
するに際し、前記プレス法の押圧板や圧延法の圧延ロー
ルのテープ状複合線材と接触する加工面の形状を所定の
曲率をもって凸面状に形成しておいて、テープ状複合線
材の原料物質が複合された中央部分が十分に圧下される
ようにすることを特徴とするものである。上記において
、加工治具の加工面を凸面状に形成する時の曲率Rは、
テープ状複合線材の幅が2〜3mmの場合20〜200
mm程度で、幅が広くなる程曲率Rは大きくとるように
するとよい。
【0004】次にテープ状複合線材を減面加工する方法
を図を参照して具体的に説明する。図1はプレス法によ
る減面加工の態様例を示す斜視説明図である。上下2枚
の押圧板1,2の上方の押圧板1の加工面が幅方向に所
定の曲率をもって凸面状に形成されている。このプレス
機によれば、上下の押圧板1,2が端部で接触し合うこ
とがなく、テープ状複合線材3の中央部分が前記凸面状
の押圧板1の頂部に当たるようにしてプレスすることに
より原料物質層4の圧下が十分になされる。尚、このプ
レス法ではテープ状複合線材3を押圧板1,2間に順次
ラップさせながら連続的に送り込むことにより厚さ一様
の長尺材を減面加工することができる。図2イ,ロは、
圧延法による減面加工の態様例を示すそれぞれ縦,横断
面説明図である。上下2本の圧延ロール5,6のうちの
下方の圧延ロール6の加工面を幅方向に所定の曲率をも
って凸面状に形成したもので、2本の圧延ロール5,6
は端部で接触し合うようなことがなく、前記凸状の圧延
ロール6の頂部がテープ状複合線材3の中央部に当たる
ように圧延することにより、原料物質層4が十分に圧下
される。以上、上下対の押圧板又は圧延ロールの一方の
加工面を凸面状に形成した場合について説明したが、上
下両方を凸面状に形成したものを用いても差支えない。 本発明方法において、減面加工と加熱処理の工程は2回
以上施すのが、又前記加熱処理は原料物質が焼結する程
度の温度で施すのが、得られるセラミックス超電導々体
の特性が向上して好ましい。又最終工程の加熱処理は酸
素含有雰囲気中でなされ、原料物質を焼結するとともに
、原料物質をセラミックス超電導体に反応させるもので
、その加熱温度はBi系超電導体の場合で800℃〜8
70℃の高温度でなされる。
【0005】本発明方法において、テープ状複合線材は
例えば金属製パイプ内にセラミックス超電導体となし得
る原料物質を充填し、これを伸延加工することにより作
製することができる。前記セラミックス超電導体となし
得る原料物質には前述のBi系、Y系等のセラミックス
超電導体そのものに加えてセラミックス超電導体の構成
元素をそれぞれ含有する酸化物や炭酸塩等の化合物の混
合体からセラミックス超電導体に合成されるまでの中間
体、例えばセラミックス超電導体構成元素の化合物又は
上記構成元素の合金等が使用可能で、これらの前駆物質
は酸素含有雰囲気中で加熱処理することによりセラミッ
クス超電導体に反応するものである。又前記原料物質を
充填する為の金属製パイプの材質には熱及び電気伝導性
に富む任意の金属材料が用いられるが、とりわけAg及
びAg合金は酸素透過性に優れていて好ましい。又、前
記原料物質を金属製パイプ内に充填する方法は、粉末状
の原料物質をそのままタップ充填するか、又は原料粉末
をCIP等の静水圧法により所定形状に成形したもの、
或いはこの成形体を焼結して充填する等の方法が用いら
れる。又複合線材化に用いる金属製成形体、例えば金属
製パイプの形状は断面円形、角形等任意の形状のものが
用いられ、穿孔数は複数であっても差支えない。又、前
記原料物質を金属製成形体の穿孔内に充填して得られる
複合ビレットをテープ状複合線材に伸延加工するには、
熱間押出し,スエージング,圧延,引抜き,HIP,C
IP等任意の加工法が適用される。
【0006】
【作用】本発明方法では、セラミックス超電導体となし
得る原料物質を金属材料で被覆したテープ状複合線材に
減面加工と加熱処理の工程を所望回数施すテープ状セラ
ミックス超電導々体の製造方法において、テープ状複合
線材の減面加工を、少なくとも一方の減面加工治具のテ
ープ状複合線材と接触する加工面を幅方向に所定の曲率
をもって凸面状に形成して、前記テープ状複合線材の原
料物質が複合された中央部分に圧下力が加わるような一
軸圧下法により行うようにしたので、得られるテープ状
複合線材を酸素含有雰囲気中で加熱処理して製造される
セラミックス超電導々体は、セラミックス超電導体層が
高密度で且つC軸配向していて、超電導特性が高い値の
ものとなる。
【0007】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明する
。 実施例1 Bi2 O3 ,PbO,SrCO3 ,CaCO3 
,CuOの粉体をBi:Pb:Sr:Ca:Cuが原子
比で1.8:0.4:2:2:3になるように配合し混
合したのち、得られた混合粉体を大気中で800℃×5
0時間仮焼成し、この仮焼成体を粉砕して平均粒径5μ
m の仮焼成粉となし、次いでこの仮焼成粉を外径25
mmφ、内径15mmφのAg製パイプ内に充填して、
複合ビレットを作製した。次にこの複合ビレットをスエ
ージング加工して3mmφの複合素材となし、次いでこ
れを圧延加工して幅5mm,厚さ0.5mmのテープ状
複合線材となした。次いでこの複合線材を100mmの
長さに切り出し、これを上下2枚の押圧板によりプレス
して厚さ0.2mm,長さ約250mmの減面加工材と
なしたのち、大気中で830℃×100時間加熱処理し
てテープ状セラミックス超電導々体を製造した。尚、上
記の上下2枚の押圧板のうち、上方の押圧板は、その加
工面を種々の曲率で凸状に形成したものを用いた。又下
方の押圧板は加工面がフラットなものを用いた。
【0008】実施例2 実施例1で用いたのと同じ3mmφの複合素材を圧延加
工して幅5mm,厚さ0.8mmのテープ状複合線材と
なし、これに大気中で830℃×50時間加熱処理を施
したのち、得られた複合線材を100mmの長さに切り
出し、実施例1と同じ方法により減面加工と加熱処理を
施してテープ状セラミックス超電導々体を製造した。 実施例3 実施例2と同様にして作製した幅5mm,厚さ0.8m
mのテープ状複合線材に大気中で830℃×50時間加
熱処理を施したのち、更に厚さが0.5mmになるよう
に圧延加工を施し、次いで、再び大気中で830℃×5
0時間加熱処理を施したのち、得られたテープ状複合線
材を100mm長さに切り出し、実施例2と同じ方法に
より減面加工と加熱処理を施してテープ状セラミックス
超電導々体を製造した。 実施例4 実施例3と同様にして作製した、大気中で830℃×5
0時間加熱処理後の、厚さ0.5mm,長さ1mのテー
プ状複合線材を、実施例3で用いた上下2枚の押圧板間
に順次ラップさせながら連続的に送り込みプレスする方
法により、厚さ0.2mm,長さ2.5mの長尺のテー
プ状セラミックス超電導々体を製造した。
【0009】実施例5 実施例1と同様にして作製した、厚さ0.5mm,幅約
5mmのテープ状複合線材をロール圧延法により減面加
工して厚さ0.2mmの減面加工材となした他は、実施
例1と同じ方法によりセラミックス超電導々体を製造し
た。 尚、圧延ロールには、外径200mmの圧延ロールを用
い、圧延速度を5m/min とし、下方の圧延ロール
には加工面に幅方向に種々の曲率を持たせたものを用い
た。 尚、上方の圧延ロールの加工面はフラットなままとした
。 実施例6 実施例2で作製した0.8mm厚さのテープ状複合線材
を大気中で830℃×50時間加熱処理したのち、この
テープ状複合線材に実施例5と同じ方法により減面加工
と加熱処理を施してテープ状セラミックス超電導々体を
製造した。 実施例7 実施例3で作製した0.5mm厚さのテープ状複合線材
を大気中で830℃×50時間加熱処理したのち、この
テープ状複合線材に実施例5と同じ方法により減面加工
と加熱処理を施して0.2mm厚さのセラミックス超電
導々体を製造した。 実施例8 実施例3で作製した0.5mm厚さのテープ状複合線材
を大気中で830℃×50時間加熱処理したのち、この
テープ状複合線材に上下両方の圧延ロールの加工面を凸
面状に形成した圧延ロールを用いて減面加工した他は、
実施例5と同じにしてテープ状セラミックス超電導々体
を製造した。
【0010】比較例1 実施例1〜4において、テープ状複合線材を加工面がフ
ラットな2枚の押圧板を用いて減面加工した他は、それ
ぞれ実施例1〜4と同じ方法によりテープ状セラミック
ス超電導々体を製造した。 比較例2 実施例5〜8において、テープ状複合線材を上下の圧延
ロールとも加工面がフラットな圧延ロールを用いて減面
加工した他は、それぞれ実施例5〜8と同じ方法により
テープ状セラミックス超電導々体を製造した。このよう
にして得られた各々のテープ状セラミックス超電導々体
について液体窒素中(77K)、0磁場下でJcを測定
した。結果は実施例1〜4と比較例1を表1に、実施例
5〜8と比較例2を表2に主な製造条件を併記して示し
た。
【0011】
【表1】
【0012】
【表2】
【0013】表1及び表2より明らかなように、本発明
方法品(NO1〜17,NO25 〜41)はJcが高
い値のものとなった。中でも減面加工途中に加熱処理を
入れる程Jcは向上した。これは加熱処理により生成し
た超電導体相が次の減面加工により粉砕し微細に分布し
た為と考えられる。又加工治具の加工面の曲率は200
mmまでは大きい程Jcが高く、これは曲率が大きい程
原料物質層の圧下が均一になされた為である。曲率が2
00mmを超えると低下し始めたのは、加工面がフラッ
トな状態に近くなって凸面状となした効果が薄れた為で
ある。又プレス法にあってはプレス圧力が高い程、ロー
ル圧延法にあっては上下両方の圧延ロールに曲率を設け
たものがJcがより高い値となった。これに対し、比較
例品(NO18〜24,NO42 〜44)はいずれも
Jcが低く、これは押圧板又は圧延ロールが湾曲して複
合線材の中央部分に十分な圧下力が掛からず、得られる
セラミックス超電導体層の密度及びC軸配向性が低下し
た為である。
【0014】
【効果】以上述べたように本発明方法によれば、セラミ
ックス超電導体層が高密度で且つC軸配向性に優れ、依
ってJc等の超電導特性の高いセラミックス超電導々体
が得られ、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法における減面加工法のプレス法によ
る態様例を示す斜視説明図である。
【図2】本発明方法における減面加工法の圧延法による
態様例を示す縦・横断面説明図である。
【符号の説明】
1,2  押圧板 3  テープ状複合線材 4  原料物質層 5,6  圧延ロール

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  セラミックス超電導体となし得る原料
    物質を金属材料で被覆したテープ状複合線材に減面加工
    と加熱処理の工程を所望回数施すテープ状セラミックス
    超電導々体の製造方法において、テープ状複合線材の減
    面加工を、少なくとも一方の減面加工治具のテープ状複
    合線材と接触する加工面を幅方向に所定の曲率をもって
    凸面状に形成して、前記テープ状複合線材の原料物質が
    複合された中央部分に圧下力が加わるようにした一軸圧
    下法により行うことを特徴とするテープ状セラミックス
    超電導々体の製造方法。
JP3145624A 1991-05-21 1991-05-21 テープ状セラミックス超電導々体の製造方法 Pending JPH04342911A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0710993A1 (en) * 1994-11-07 1996-05-08 Hitachi, Ltd. Oxide system superconducting tape-shaped wire and method of manufacturing the same
US5830828A (en) * 1994-09-09 1998-11-03 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Process for fabricating continuous lengths of superconductor

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