JPH04363816A - セラミックス超電導々体の製造方法 - Google Patents

セラミックス超電導々体の製造方法

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JPH04363816A
JPH04363816A JP3165011A JP16501191A JPH04363816A JP H04363816 A JPH04363816 A JP H04363816A JP 3165011 A JP3165011 A JP 3165011A JP 16501191 A JP16501191 A JP 16501191A JP H04363816 A JPH04363816 A JP H04363816A
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JP
Japan
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metal layer
raw material
low melting
composite
point metal
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Pending
Application number
JP3165011A
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English (en)
Inventor
Sukeyuki Kikuchi
菊地 祐行
Masanao Mimura
三村 正直
Kiyoshi Nemoto
清 根本
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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Publication date
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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

  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Wire Processing (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、形状が良好で且つ超電
導特性に優れた、電流リード等として好適なセラミック
ス超電導々体を効率よく製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、液体窒素温度(77K)で超電導
を示すY−Ba−Cu−O系やBi−Sr−Ca−Cu
−O系等のセラミックス超電導体が見出され、広く実用
化研究が進められている。実用化研究の対象の1つに、
液体Heで冷却した超電導マグネット等に電流を供給す
る為の電流リードがある。この電流リードには、従来銅
等の金属材料が用いられていたが、金属製電流リードで
はジュール発熱と外部からの熱流入により冷媒の液体H
eが大量に蒸発してしまうという問題があった。そこで
金属材料に代えて、セラミックス超電導体を用いること
が提案された。このような電流リードにセラミックス超
電導体を用いると、セラミックス超電導体は冷媒の液体
He蒸気により77K以下に冷やされて抵抗が0となっ
てジュール発熱がなくなり、又セラミックス超電導体は
熱伝導度が低い為外部からの熱流入が少なく、従って液
体Heの蒸発量を大幅に低減できるというものである。 ところで、上記の電流リードには大量の電流を流す為、
セラミックス超電導々体にはバルク状のものが用いられ
るが、セラミックス超電導体は脆い為金属材料のように
は加工することができず、従ってセラミックス超電導々
体は、例えばセラミックス超電導体となし得る原料物質
を圧粉成形し、この圧粉成形体に所定の加熱処理を施し
て、前記原料物質を焼結し、同時にセラミックス超電導
体に反応させる圧粉焼結法により製造がなされていた。 この他、銅等の金属製パイプ内に前記原料物質を充填し
て複合ビレットとなし、この複合ビレットを延伸加工し
て所望形状の複合素材となし、この複合素材に前記原料
物質をセラミックス超電導体となす為の所定の加熱処理
を施してセラミックス超電導々体となす複合加工法によ
っても製造されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
圧粉焼結法によっては、得られるセラミックス超電導々
体は、密度が低くしかもバラツキが大きい為、超電導特
性の高い値のものが得られず、又成形品は反りが生じて
形状不良を起こすというような問題があった。又、前述
の複合加工法では、得られる複合素材内部の原料物質層
の密度は高いものの、原料物質層上に設ける被覆層には
銅や銀等の金属材料が用いられる為、この被覆層を内部
の原料物質層に傷をつけずに切開し除去するのは困難で
あった。又この金属層を被覆したまま電流リードとして
用いると、外部熱がこの金属層を介して流入し、これに
より冷媒の液体Heが蒸発し、当初の目的を達成できな
いという問題があった。
【0004】
【課題を解決する為の手段】本発明はかかる状況に鑑み
鋭意研究を行った結果なされたもので、その目的とする
ところは、外観形状が良好で且つ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を提供することにある
。即ち、本発明はセラミックス超電導体となし得る原料
物質層上に低融点金属層を、又は低融点金属層と硬質金
属層とを被覆して複合ビレットを作製し、次いで得られ
た複合ビレットに延伸加工を施して所望形状の複合素材
となし、次いでこの複合素材を加熱し前記低融点金属を
溶融除去したのち、前記原料物質をセラミックス超電導
体となす為の所定の加熱処理を施すことを特徴とするも
のである。本発明方法は、図1に示したように、セラミ
ックス超電導体となし得る原料物質層(以下、原料物質
層と略記する。)1に低融点金属層2を被覆して複合ビ
レット3となし(図イ)、又は原料物質層1に低融点金
属層2と硬質金属層4とを低融点金属層2を内側にして
被覆して複合ビレット3となし(図ロ)、次いでこの複
合ビレットを所望形状の複合素材に延伸加工して内部の
原料物質層を均質な高密度体となしたのち、得られた複
合素材を加熱して、前記低融点金属層を溶融除去したの
ち、前記原料物質成形体にセラミックス超電導体となす
為の所定の加熱処理を施してセラミックス超電導々体と
なすものである。
【0005】而して、原料物質層上に低融点金属層を被
覆して複合ビレットを作製する理由は、低融点金属層は
変形抵抗が小さい為、延伸加工時外部からの加工圧力が
原料物質層に伝わり易く、従って内部の原料物質層が均
質で高密度になること、又複合ビレットを所望形状に延
伸加工した複合素材を、比較的低い温度に加熱すること
により前記低融点金属を溶融除去でき、内部の原料物質
層に損傷或いは変質を起こさせない為である。更に、低
融点金属層は軟質の為、切開によっても容易に除去でき
る為である。このような目的から用いられる低融点金属
層材にはPb,In,Sn,Bi等の融点が低く且つセ
ラミックス超電導体と反応し難い金属又はその合金が適
用される。尚、低融点金属層上に更に硬質金属層を被覆
して複合ビレットを作製すれば、は、原料物質層は強く
拘束され、より均質で高密度な状態に成形することがで
きる。尚、この2層の金属被覆層は、低融点金属層を加
熱溶融して除去すれば、最外層の硬質金属層は抜き取る
ことで簡単に除去することができる。又加熱前に硬質金
属層を切開除去するにしても、原料物質層との間に低融
点金属層が介在している為に原料物質層に損傷を与える
恐れがない。而してこのような目的から用いられる硬質
金属層材にはFe,Ni,Cu等の融点が高く硬質の金
属又はその合金が適用される。
【0006】本発明方法において、原料物質には、前記
のような各種のセラミックス超電導体が広く適用される
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共沈混合物又
は酸素欠損型複合酸化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、複合ビレットの作製は、原料物質を低融点
金属製容器内に充填する方法が一般的である。原料物質
は、粉状のままで充填しても、CIP成形或いは更に焼
結して充填してもよい。複合ビレットは原料物質の成形
体又は焼結体を溶融させた低融点金属で鋳包んで作製し
てもよい。又、複合ビレットを延伸加工する方法には、
圧延,押出,プレス,溝ロール圧延,スエージング,引
抜き等の任意の加工法が適用される。
【0007】
【作用】本発明方法では、原料物質層上に低融点金属層
を被覆し、更に所望に応じて硬質金属層を被覆して複合
ビレットとなし、この複合ビレットを延伸加工して所定
形状の複合素材となすので、複合素材内部の原料物質層
はその外側に複合された金属被覆層に拘束された状態で
延伸加工を受けるので、均質な高密度体となる。又前記
複合素材の低融点金属層は、比較的低い温度で加熱して
溶融除去できるので、内部の原料物質層を傷つけたり、
変質させたりせずに取り出すことができる。又低融点金
属層の上に更に硬質金属層を被覆した場合でも、内層の
低融点金属層を加熱溶融して除去することにより外層の
硬質金属層をそのままの状態で抜き取ることができる。
【0008】
【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等の出発原料粉をそれぞれBi:Pb:Sr:
Ca:Cuが原子比で1.6:0.4:2:2:3にな
るように秤量し混合して混合原料粉体となし、この混合
原料粉体を大気中で800℃×50時間仮焼成したのち
、これを粉砕混合して平均粒径5μmの仮焼成粉体を作
製した。 次いでこの仮焼成粉体を、外径35mm,内径20mm
のPb製パイプ内にタップ充填し、これを電子ビーム溶
接により、10−4Torrの真空下で真空封止して複
合ビレットとなした。次にこの複合ビレットを静水圧押
出しして外径15mmの複合素材となした。次いでこの
複合素材を15cmの長さに切り出し、これを400℃
に加熱してPb被覆層を溶融除去し、内部の原料物質層
を取り出し、この原料物質層に大気中で830℃×50
時間の加熱処理を施してBi系セラミックス超電導々体
を製造した。
【0009】実施例2 Y2 O3 ,BaCO3 ,CuO等の出発原料粉を
Y:Ba:Cuが原子比で1:2:3になるように秤量
し混合して混合原料粉体となし、この混合原料粉体を大
気中で850℃×50時間仮焼成し、これを粉砕混合し
て粒径5μmの仮焼成粉体を作製した。次にこの仮焼成
粉体を外径35mm,内径20mmのIn製パイプにタ
ップ充填し、次いでこのIn製パイプの外側に、内径3
5mm,肉厚0.3mmのFe製パイプを嵌合被覆した
のち、これを10−4Torrの真空下で電子ビーム溶
接により真空封止して複合ビレットとなした。次にこの
複合ビレットをスエージング加工して外径15mmφの
複合素材となした。しかるのち、この複合素材を長さ1
5cmに切り出し、200℃に加熱して低融点金属層の
Inを溶融除去し、次いで外側のFe製の硬質金属層を
抜き取って、内部の原料物質層を取り出した。次にこの
原料物質層に大気中で900℃×20時間の加熱処理を
施してY系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で作製したBi系の仮焼成粉体を外径10mm
φ,長さ15cmの棒状体に圧粉成形し、次いでこれを
大気中で830℃×50時間加熱処理してBi系セラミ
ックス超電導々体を製造した。 比較例2 実施例2で作製したY系の仮焼成粉体をCIP成形して
、外径10mmφ,長さ15cmの棒状体となし、次い
でこれを大気中で900℃×20時間加熱処理してY系
セラミックス超電導々体を製造した。このようにして得
られた各々のセラミックス超電導々体について、形状及
び液体窒素中(77K)での臨界電流値を調査した。形
状は直径のバラツキと成形体の反り具合を調査した。結
果は表1に示した。
【0011】
【表1】
【0012】表1より明らかなように、本発明方法品(
NO. 1,2)は、形状が良好で、又Icが高い値の
ものであった。他方、比較例品(NO. 3,4)は、
直径にバラツキが生じ、又、反りの大きいもので電流リ
ードとして電極に接続するのに支障をきたした。これは
原料物質層の密度が場所によって変動していたことに起
因するものである。更にNO. 3は圧粉成形しただけ
の為、密度が全体に低く、Icも低い値のものとなった
【0013】
【効果】以上述べたように、本発明方法によれば、均質
で高密度の原料物質層が効率良く得られ、この原料物質
層に所定の加熱処理を施して製造されるセラミックス超
電導々体は形状が良好で、しかも超電導特性に優れてお
り、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法にて用いる複合ビレットの態様例を
示す断面図である。
【符号の説明】
1  原料物質層 2  低融点金属層 3  複合ビレット 4  硬質金属層

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
    物質層上に低融点金属層を、又は低融点金属層と硬質金
    属層とを被覆して複合ビレットを作製し、次いで得られ
    た複合ビレットに延伸加工を施して所望形状の複合素材
    となし、次いでこの複合素材を加熱し前記低融点金属を
    溶融除去したのち、前記原料物質をセラミックス超電導
    体となす為の所定の加熱処理を施すことを特徴とするセ
    ラミックス超電導々体の製造方法。
JP3165011A 1991-06-10 1991-06-10 セラミックス超電導々体の製造方法 Pending JPH04363816A (ja)

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