JPH0534291B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0534291B2 JPH0534291B2 JP62331101A JP33110187A JPH0534291B2 JP H0534291 B2 JPH0534291 B2 JP H0534291B2 JP 62331101 A JP62331101 A JP 62331101A JP 33110187 A JP33110187 A JP 33110187A JP H0534291 B2 JPH0534291 B2 JP H0534291B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- superconducting material
- film
- superconducting film
- particles
- 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
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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
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）V3
Ga（Te：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）V3
Ga（Te：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、Tc 23K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Ｍu¨ller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 40Kで
あつたものが、1987年の初には、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
のであるが、Jc（臨界電流密度）の値が高い超電
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、Tc 23K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Ｍu¨ller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 40Kで
あつたものが、1987年の初には、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
のであるが、Jc（臨界電流密度）の値が高い超電
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、Jcの値が高い超電
導材を容易に製造することができる方法を提供す
ることにある。
導材を容易に製造することができる方法を提供す
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からなる粒子を溶射して、
前記表面上に超電導皮膜を形成し、このようにし
て得た超電導素材を加熱しながらこれに圧下力を
付与し、かくして、前記超電導皮膜の粒子の結晶
面のうち通電性に優れた結晶面を、前記超電導皮
膜の面と平行に揃え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からなる粒子を溶射して、
前記表面上に超電導皮膜を形成し、このようにし
て得た超電導素材を加熱しながらこれに圧下力を
付与し、かくして、前記超電導皮膜の粒子の結晶
面のうち通電性に優れた結晶面を、前記超電導皮
膜の面と平行に揃えることに特徴を有するもので
ある。
次に、この発明の一実施態様の、超電導材の製
造方法を図面を参照しながら説明する。
造方法を図面を参照しながら説明する。
第１図は、基材の表面上に超電導皮膜を形成す
るためのプラズマ溶射装置の断面図、第２図は、
この発明の方法の一実施態様を示す正面図であ
る。
るためのプラズマ溶射装置の断面図、第２図は、
この発明の方法の一実施態様を示す正面図であ
る。
この発明は、先ず、第１図に示すプラズマ溶射
装置によつてCu等からなる基材１の表面上に、
CuxOy基を含む複合酸化物超電導物質からなる粉
末を溶射する。プラズマ溶射装置は、真空容器２
と、真空容器２内に設けられた溶射ノズル３と、
溶射ノズル３内に設けられた電極４と、溶射ノズ
ル３と電極４との間に接続された電源５とからな
つている。
装置によつてCu等からなる基材１の表面上に、
CuxOy基を含む複合酸化物超電導物質からなる粉
末を溶射する。プラズマ溶射装置は、真空容器２
と、真空容器２内に設けられた溶射ノズル３と、
溶射ノズル３内に設けられた電極４と、溶射ノズ
ル３と電極４との間に接続された電源５とからな
つている。
真空容器２内に基材１を、溶射ノズル３と対向
して取り付け、真空容器２内を減圧し、溶射ノズ
ル３の後端部内にアルゴン、ヘリウム等の作動ガ
スを供給し、溶射ノズル３の先端部内に、CuxOy
基を含む複合酸化物超電導物質からなる粉末を供
給し、そして、電源５を作動させて、溶射ノズル
３と電極４との間にプラズマアークを発生させ
る。これによつて、基材１の表面上に、CuxOy基
を含む複合酸化物超電導物質からなる超電導皮膜
６が形成される。
して取り付け、真空容器２内を減圧し、溶射ノズ
ル３の後端部内にアルゴン、ヘリウム等の作動ガ
スを供給し、溶射ノズル３の先端部内に、CuxOy
基を含む複合酸化物超電導物質からなる粉末を供
給し、そして、電源５を作動させて、溶射ノズル
３と電極４との間にプラズマアークを発生させ
る。これによつて、基材１の表面上に、CuxOy基
を含む複合酸化物超電導物質からなる超電導皮膜
６が形成される。
次に、このようにして、基材１と超電導皮膜６
とからなる超電導素材７を得たら、第２図に示す
ように、超電導素材７を加熱しながら、これに圧
下ロール８によつて圧下力を付与する。これによ
つて、圧下力を付与する前、即ち、溶射ままの状
態では、ランダムに入り組んでいた超電導皮膜６
の粒子の特定の結晶面が、超電導皮膜６と平行に
揃う。即ち、第３図に示すように、通電性が他の
面に比べて大幅に優れたab結晶面が、超電導皮
膜６の面と平行に揃う。これを粒子に配向性が付
与されたと云う。この結果、超電導皮膜７のJcの
値が増大する。
とからなる超電導素材７を得たら、第２図に示す
ように、超電導素材７を加熱しながら、これに圧
下ロール８によつて圧下力を付与する。これによ
つて、圧下力を付与する前、即ち、溶射ままの状
態では、ランダムに入り組んでいた超電導皮膜６
の粒子の特定の結晶面が、超電導皮膜６と平行に
揃う。即ち、第３図に示すように、通電性が他の
面に比べて大幅に優れたab結晶面が、超電導皮
膜６の面と平行に揃う。これを粒子に配向性が付
与されたと云う。この結果、超電導皮膜７のJcの
値が増大する。
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によつて、Ni
基合金からなる基材１（厚み1.0mm、縦20mm、横
30mm）の表面上に、Y0.3Ba0.7Cu1O3-yからなる厚
み150μmの超電導皮膜６を形成した。即ち、第１
図に示すプラズマ溶射装置の真空容器２内に、
Cu製の板状基板１を設置し、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３の
後端部内に連続的に供給し、プラズマ電源５から
溶射ノズル３と電極４との間に25KWの電力を供
給し、溶射ノズル３の前端部内に、粒径10から
100μmのY0.3Ba0.7Cu1O3-yからなる超電導物質の
粒子を供給し、そして、真空容器２内の気圧を80
ミリバールに減圧して、基材１の表面上に厚み
150μmの超電導皮膜６を形成した。
基合金からなる基材１（厚み1.0mm、縦20mm、横
30mm）の表面上に、Y0.3Ba0.7Cu1O3-yからなる厚
み150μmの超電導皮膜６を形成した。即ち、第１
図に示すプラズマ溶射装置の真空容器２内に、
Cu製の板状基板１を設置し、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３の
後端部内に連続的に供給し、プラズマ電源５から
溶射ノズル３と電極４との間に25KWの電力を供
給し、溶射ノズル３の前端部内に、粒径10から
100μmのY0.3Ba0.7Cu1O3-yからなる超電導物質の
粒子を供給し、そして、真空容器２内の気圧を80
ミリバールに減圧して、基材１の表面上に厚み
150μmの超電導皮膜６を形成した。
このようにして得た超電導素材７を800℃に加
熱しながら、第２図に示すように、圧下ロール８
によつて、超電導皮膜７の膜厚が75μmになるま
で超電導素材７に圧下を加えた。次いで、超電導
素材７を930℃の温度に30分間加熱した。
熱しながら、第２図に示すように、圧下ロール８
によつて、超電導皮膜７の膜厚が75μmになるま
で超電導素材７に圧下を加えた。次いで、超電導
素材７を930℃の温度に30分間加熱した。
このようにして製造した超電導材をＸ線回折に
供して、超電導皮膜の粒子の配向性について調べ
た。この結果、溶射ままでは、超電導皮膜の粒子
の結晶面００３のピークが、他の結晶面００１，
００２，００４，００５のピークに比べて非常に
高いのに対して、この発明の方法により製造した
超電導材においては、これら結晶面のピークはほ
ぼ同等であつた。このことは、超電導皮膜に粒子
配向性が生じたこと、即ち、超電導皮膜の粒子
の、通電性に優れたab形晶面が超電導材の面と
平行に揃つたことを意味する。
供して、超電導皮膜の粒子の配向性について調べ
た。この結果、溶射ままでは、超電導皮膜の粒子
の結晶面００３のピークが、他の結晶面００１，
００２，００４，００５のピークに比べて非常に
高いのに対して、この発明の方法により製造した
超電導材においては、これら結晶面のピークはほ
ぼ同等であつた。このことは、超電導皮膜に粒子
配向性が生じたこと、即ち、超電導皮膜の粒子
の、通電性に優れたab形晶面が超電導材の面と
平行に揃つたことを意味する。
次に、この発明の方法により製造した超電導材
のTcおよびJcについて調べた。この結果、本発
明超電導材のJcの値は、8000A／cm2であつたのに
対して、超電導素材に圧下を付与しない比較超電
導材のJcの値は、150A／cm2であり、Tcの値は、
何れも90.5Kであつた。
のTcおよびJcについて調べた。この結果、本発
明超電導材のJcの値は、8000A／cm2であつたのに
対して、超電導素材に圧下を付与しない比較超電
導材のJcの値は、150A／cm2であり、Tcの値は、
何れも90.5Kであつた。
以上説明したように、この発明によれば、超電
導皮膜に圧下を加えることによつて、超電導皮膜
の粒子の、通電性に優れたab結晶面の方向が、
超電導皮膜の面と平行に揃うので、Jcの値が著し
く増大する。
導皮膜に圧下を加えることによつて、超電導皮膜
の粒子の、通電性に優れたab結晶面の方向が、
超電導皮膜の面と平行に揃うので、Jcの値が著し
く増大する。
第１図は、プラズマ溶射装置の断面図、第２図
は、この発明の方法の一実施態様を示す正面図、
第３図は、超電導皮膜の粒子の結晶面を示す説明
図である。図面において、 １……基材、２……真空容器、３……溶射ノズ
ル、４……電極、５……電源、６……超電導皮
膜、７……超電導素材、８……圧下ロール。
は、この発明の方法の一実施態様を示す正面図、
第３図は、超電導皮膜の粒子の結晶面を示す説明
図である。図面において、 １……基材、２……真空容器、３……溶射ノズ
ル、４……電極、５……電源、６……超電導皮
膜、７……超電導素材、８……圧下ロール。
Claims (1)
- １ 基材の表面上に、CuxOy基を含む複合酸化物
超電導物質からなる粉末を溶射して、前記表面上
に超電導皮膜を形成し、このようにして得た超電
導素材を加熱しながらこれに圧下力を付与し、か
くして、前記超電導皮膜の粒子の結晶面のうち通
電性に優れた結晶面を、前記超電導皮膜の面と平
行に揃え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 |
|---|---|---|---|
| JP62331101A JPH01172219A (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 |
|---|---|---|---|
| JP62331101A JPH01172219A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 超電導材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01172219A JPH01172219A (ja) | 1989-07-07 |
| JPH0534291B2 true JPH0534291B2 (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=18239870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62331101A Granted JPH01172219A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 超電導材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01172219A (ja) |
-
1987
- 1987-12-26 JP JP62331101A patent/JPH01172219A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01172219A (ja) | 1989-07-07 |
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