JPH0559861B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0559861B2 JPH0559861B2 JP62200933A JP20093387A JPH0559861B2 JP H0559861 B2 JPH0559861 B2 JP H0559861B2 JP 62200933 A JP62200933 A JP 62200933A JP 20093387 A JP20093387 A JP 20093387A JP H0559861 B2 JPH0559861 B2 JP H0559861B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- raw material
- film
- cuo
- powdery
- 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
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
〔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。 〔従来の技術およびその問題点〕 超電導材料は、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。 これまでに開発された超電導材料の代表的なも
のとして、Nb−Ti合金があり、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材料
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超電導材料を得
るための努力がなされてきたが、従来の合金系お
よび化合物系超電動材料においては、Tc23Kが
大きな壁になつている。Tcが23K以下の超電導
材料の冷却には、高価な液体Heが必要であり、
このことが超電導材料の広範な応用を阻害してい
る。このTcの壁の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、酸化物系超電導材料の開発競争
に拍車がかかつた。1986年にはTc40Kであつた
ものが、1987年の初には、早くも77Kの液体窒素
温度を越えるＹ−Ba−Cu−Ｏ系超電導材料が開
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
す超電導材料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材料の発見は、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、実際の応用化に当つては、線材化、皮膜化な
どの加工技術の開発が伴わなければならない。 従来、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系からなる超電導材を
製造するには、Y2O3、CuOおよびBaCO3粉末を
所望割合で混合したものを１次焼成し、これを所
定粒度に粉砕して粉状超電導原料を調製し、この
原料を所望形状に成形後、２次焼成していた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、上述した従来法では、得られた超電導
材が緻密でないので、即ち、空孔率が大きく且つ
粒子間の結合力が弱いので、臨界電流密度（Jc）
が小さく、しかも強度も低かつた。 この発明の目的は、緻密且つ高い強度を有する
超電導材の製造方法を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、CuxOy基を含む複合酸化物超電
導物質の粉状原料の表面をCuによつて被覆し、
次いで、前記粉状原料を加熱して粉状原料の表面
にCuOからなる皮膜を形成し、次いで、このよう
にして得られた、粉状混合原料を所望形状に成形
し、焼成するか、あるいは、基材の表面上に前記
粉状混合原料を溶射して皮膜を形成させることに
よつて、焼結体粒子同士および皮膜粒子同士を互
いに強固に結合させることに特徴を有するもので
ある。 次に、この発明の、液相焼結法による超電導材
の製造方法を更に詳細に説明する。 この発明は、先づ、Y2O3、BaCO3およびCuO
粉末を所定割合で混合したものを１次焼成し、こ
れを所定粒度に粉砕してＹ−Ba−Cu−Ｏからな
る粉状超電導原料を調製する。次に、前記原料の
表面に無電解メツキによつてCuの皮膜を形成す
る。この後、前記原料を加熱して、Cuを酸化さ
せる。これによつて、前記原料の表面上にCuOか
らなる皮膜を形成する。このようにして得られた
粉状超電導原料を、所望形状に成形するか、基材
の表面上に溶射し、そして、焼成する。 これによつて、CuOがＹ−Ba−Cu−Ｏと共晶
を作り溶融して液相を介して焼結する。従つて、
超電導粒子同士が強固に結合する。 なお、粉状超電導原料の表面にCuO皮膜を形成
するのは、CuO粉末を前記原料中に機械的に混ぜ
た場合にはこれらが均一に混ざらず、CuOを添加
する効果が十分に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。 実施例 １ Y2O3、BaCO3、CuO粉末をそれぞれ0.5：２：
３（モル比）の割合で混合し、これを950℃で10時
間加熱して焼成し、このようにして得られた
YBa2Cu3O7からなる超電導原料を粉砕して、１
から5μｍの粒径を有する粉状超電導原料を調製
した。次いで、このようにして得られた粉状超電
導原料の表面に、約0.1μｍの厚みを有するCu皮
膜を無電解メツキによつて形成した。この後、
Cu皮膜が形成された粉状超電導材料を600℃の温
度に30分間加熱して、Cuを酸化させた。そして、
このようにしてCuO皮膜が形成された粉状超電導
原料を150Kg／cm2で板状に加圧、成形し、大気中
で980℃の温度に10時間加熱して焼結した。 このようにして製造した板状超電導材の臨界電
流密度（Jc）および曲げ強度について調べた。こ
の結果を、粉状超電導原料の表面にCuO皮膜を形
成せず、CuO粉末を機械的に混合させた比較材と
合わせて第１表に示す。
である。 〔従来の技術およびその問題点〕 超電導材料は、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。 これまでに開発された超電導材料の代表的なも
のとして、Nb−Ti合金があり、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材料
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超電導材料を得
るための努力がなされてきたが、従来の合金系お
よび化合物系超電動材料においては、Tc23Kが
大きな壁になつている。Tcが23K以下の超電導
材料の冷却には、高価な液体Heが必要であり、
このことが超電導材料の広範な応用を阻害してい
る。このTcの壁の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、酸化物系超電導材料の開発競争
に拍車がかかつた。1986年にはTc40Kであつた
ものが、1987年の初には、早くも77Kの液体窒素
温度を越えるＹ−Ba−Cu−Ｏ系超電導材料が開
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
す超電導材料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材料の発見は、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、実際の応用化に当つては、線材化、皮膜化な
どの加工技術の開発が伴わなければならない。 従来、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系からなる超電導材を
製造するには、Y2O3、CuOおよびBaCO3粉末を
所望割合で混合したものを１次焼成し、これを所
定粒度に粉砕して粉状超電導原料を調製し、この
原料を所望形状に成形後、２次焼成していた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、上述した従来法では、得られた超電導
材が緻密でないので、即ち、空孔率が大きく且つ
粒子間の結合力が弱いので、臨界電流密度（Jc）
が小さく、しかも強度も低かつた。 この発明の目的は、緻密且つ高い強度を有する
超電導材の製造方法を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、CuxOy基を含む複合酸化物超電
導物質の粉状原料の表面をCuによつて被覆し、
次いで、前記粉状原料を加熱して粉状原料の表面
にCuOからなる皮膜を形成し、次いで、このよう
にして得られた、粉状混合原料を所望形状に成形
し、焼成するか、あるいは、基材の表面上に前記
粉状混合原料を溶射して皮膜を形成させることに
よつて、焼結体粒子同士および皮膜粒子同士を互
いに強固に結合させることに特徴を有するもので
ある。 次に、この発明の、液相焼結法による超電導材
の製造方法を更に詳細に説明する。 この発明は、先づ、Y2O3、BaCO3およびCuO
粉末を所定割合で混合したものを１次焼成し、こ
れを所定粒度に粉砕してＹ−Ba−Cu−Ｏからな
る粉状超電導原料を調製する。次に、前記原料の
表面に無電解メツキによつてCuの皮膜を形成す
る。この後、前記原料を加熱して、Cuを酸化さ
せる。これによつて、前記原料の表面上にCuOか
らなる皮膜を形成する。このようにして得られた
粉状超電導原料を、所望形状に成形するか、基材
の表面上に溶射し、そして、焼成する。 これによつて、CuOがＹ−Ba−Cu−Ｏと共晶
を作り溶融して液相を介して焼結する。従つて、
超電導粒子同士が強固に結合する。 なお、粉状超電導原料の表面にCuO皮膜を形成
するのは、CuO粉末を前記原料中に機械的に混ぜ
た場合にはこれらが均一に混ざらず、CuOを添加
する効果が十分に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。 実施例 １ Y2O3、BaCO3、CuO粉末をそれぞれ0.5：２：
３（モル比）の割合で混合し、これを950℃で10時
間加熱して焼成し、このようにして得られた
YBa2Cu3O7からなる超電導原料を粉砕して、１
から5μｍの粒径を有する粉状超電導原料を調製
した。次いで、このようにして得られた粉状超電
導原料の表面に、約0.1μｍの厚みを有するCu皮
膜を無電解メツキによつて形成した。この後、
Cu皮膜が形成された粉状超電導材料を600℃の温
度に30分間加熱して、Cuを酸化させた。そして、
このようにしてCuO皮膜が形成された粉状超電導
原料を150Kg／cm2で板状に加圧、成形し、大気中
で980℃の温度に10時間加熱して焼結した。 このようにして製造した板状超電導材の臨界電
流密度（Jc）および曲げ強度について調べた。こ
の結果を、粉状超電導原料の表面にCuO皮膜を形
成せず、CuO粉末を機械的に混合させた比較材と
合わせて第１表に示す。
【表】
第１表から明らかなように、本発明材は、比較
材に比べて、（Jc）および強度共に優れている。 実施例 ２ 実施例１において使用したものと同様のCuO皮
膜が形成された粉状超電導原料を、第１図に示す
プラズマ溶射装置１によつて銅製基板（板厚２
mm）２の表面上に溶射した。 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と対向して基板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、ヘリウム等のガスおよび粉状超電
導原料をそれぞれ連続的に供給し、そして、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。 上記溶射装置１によつて、基板２の表面上に膜
厚0.3mmの超電導皮膜３を形成して超電導素材８
を調製した。次に、超電導素材８を大気中で900
℃の温度に１時間加熱して皮膜３を焼結した。 このようにして製造した、基板２と超電導皮膜
３とからなる超電導材の（Jc）および強度につい
て調べた。強度は、第２図に示すように、超電導
材を三点曲げ試験に供し、皮膜３の割れ発生時の
基板２の曲げ角度によつて評価した。この結果
を、粉状超電導原料の表面にCuO皮膜を形成せ
ず、CuO粉末を機械的に混合させた比較材の結果
と合わせて第２表に示す。
材に比べて、（Jc）および強度共に優れている。 実施例 ２ 実施例１において使用したものと同様のCuO皮
膜が形成された粉状超電導原料を、第１図に示す
プラズマ溶射装置１によつて銅製基板（板厚２
mm）２の表面上に溶射した。 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と対向して基板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、ヘリウム等のガスおよび粉状超電
導原料をそれぞれ連続的に供給し、そして、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。 上記溶射装置１によつて、基板２の表面上に膜
厚0.3mmの超電導皮膜３を形成して超電導素材８
を調製した。次に、超電導素材８を大気中で900
℃の温度に１時間加熱して皮膜３を焼結した。 このようにして製造した、基板２と超電導皮膜
３とからなる超電導材の（Jc）および強度につい
て調べた。強度は、第２図に示すように、超電導
材を三点曲げ試験に供し、皮膜３の割れ発生時の
基板２の曲げ角度によつて評価した。この結果
を、粉状超電導原料の表面にCuO皮膜を形成せ
ず、CuO粉末を機械的に混合させた比較材の結果
と合わせて第２表に示す。
以上説明したように、この発明によれば、粉状
超電導原料の表面にCuO皮膜を予め形成すること
によつて、超電導粒子間の空孔が小さくなり且つ
超電導粒子同士が強固に接合するので、臨界電流
密度（Jc）が高くなり、しかも高い強度を示す等
有用な効果がもたらされる。これらの効果は、粉
状超電導原料の表面にCuO皮膜を形成せず、CuO
粉末を前記原料に混合させた場合と比較して、よ
り顕著に現われる。
超電導原料の表面にCuO皮膜を予め形成すること
によつて、超電導粒子間の空孔が小さくなり且つ
超電導粒子同士が強固に接合するので、臨界電流
密度（Jc）が高くなり、しかも高い強度を示す等
有用な効果がもたらされる。これらの効果は、粉
状超電導原料の表面にCuO皮膜を形成せず、CuO
粉末を前記原料に混合させた場合と比較して、よ
り顕著に現われる。
第１図は、基板の表面上に粉状超電導原料を溶
射している状態を示す断面図、第２図は、三点曲
げ試験法を示す正面図である。図面において、 １……プラズマ溶射装置、２……基材、３……
皮膜、４……真空容器、５……溶射ノズル、６…
…電極、７……プラズマ電源、８……超電導素
材。
射している状態を示す断面図、第２図は、三点曲
げ試験法を示す正面図である。図面において、 １……プラズマ溶射装置、２……基材、３……
皮膜、４……真空容器、５……溶射ノズル、６…
…電極、７……プラズマ電源、８……超電導素
材。
Claims (1)
- １ CuxOy基を含む複合酸化物超電導物質の粉
状原料の表面をCuによつて被覆し、次いで、前
記粉状原料を加熱して粉状原料の表面にCuOから
なる皮膜を形成し、次いで、このようにして得ら
れた、粉状混合原料を所望形状に成形し、焼成す
るか、あるいは、基材の表面上に前記粉状混合原
料を溶射して皮膜を形成させることによつて、焼
結体粒子同士および皮膜粒子同士を互いに強固に
結合させ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 |
|---|---|---|---|
| JP62200933A JPS6445020A (en) | 1987-08-13 | 1987-08-13 | Manufacture of superconductive material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62200933A JPS6445020A (en) | 1987-08-13 | 1987-08-13 | Manufacture of superconductive material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6445020A JPS6445020A (en) | 1989-02-17 |
| JPH0559861B2 true JPH0559861B2 (ja) | 1993-09-01 |
Family
ID=16432703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62200933A Granted JPS6445020A (en) | 1987-08-13 | 1987-08-13 | Manufacture of superconductive material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6445020A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0764620B2 (ja) * | 1987-12-25 | 1995-07-12 | 日本電気株式会社 | 酸化物超伝導体組成物とその製造方法 |
| BRPI0507411A (pt) * | 2004-02-04 | 2007-06-26 | Telezygology Inc | prendedor temporário para fabricação, manutenção ou reparo de aeronaves |
| US7602555B2 (en) | 2005-03-24 | 2009-10-13 | Olympus Corporation | Observation or measurement means and observation or measurement system provided with the same, feeble light image pickup optical system and microscope apparatus provided with the same, microscope system provided with the microscope apparatus, and observation apparatus and observation system provided with the same |
-
1987
- 1987-08-13 JP JP62200933A patent/JPS6445020A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6445020A (en) | 1989-02-17 |
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