JPH06199565A - 酸化物−セラミック高温超電導体からの成形品の製造方法 - Google Patents
酸化物−セラミック高温超電導体からの成形品の製造方法Info
- Publication number
- JPH06199565A JPH06199565A JP5241369A JP24136993A JPH06199565A JP H06199565 A JPH06199565 A JP H06199565A JP 5241369 A JP5241369 A JP 5241369A JP 24136993 A JP24136993 A JP 24136993A JP H06199565 A JPH06199565 A JP H06199565A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molded article
- superconducting
- temperature
- amperage
- oxide
- 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.)
- Pending
Links
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000465 moulding Methods 0.000 title claims description 29
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 title claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 38
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 19
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 11
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 5
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical class [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229910004247 CaCu Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/45—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/653—Processes involving a melting step
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸化物−セラミック超電導粉末または超電導
化合物を形成する金属の酸化物、炭酸塩および／または
硝酸塩の理論比の混合物を成形品に成形する、酸化物−
セラミック高温超電導体からの成形品の製造方法を提供
する。 【構成】 酸化物−セラミック超電導粉末またはこれら
の超電導化合物を形成する金属の酸化物、炭酸塩および
／または硝酸塩の理論比の混合物を成形品に成形する、
酸化物−セラミック高温超電導体からの成形品の製造方
法であって、成形品の焼結および／または超電導化合物
を形成するための成形品の調質を、成形品を通り抜ける
電流を用いて行う、上記の方法を特徴とする。
化合物を形成する金属の酸化物、炭酸塩および／または
硝酸塩の理論比の混合物を成形品に成形する、酸化物−
セラミック高温超電導体からの成形品の製造方法を提供
する。 【構成】 酸化物−セラミック超電導粉末またはこれら
の超電導化合物を形成する金属の酸化物、炭酸塩および
／または硝酸塩の理論比の混合物を成形品に成形する、
酸化物−セラミック高温超電導体からの成形品の製造方
法であって、成形品の焼結および／または超電導化合物
を形成するための成形品の調質を、成形品を通り抜ける
電流を用いて行う、上記の方法を特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物−セラミック高
温超電導体から成形品を製造する方法に関し、酸化物−
セラミック超電導粉末またはこれらの超電導化合物を形
成する金属の酸化物、炭酸塩および／または硝酸塩の理
論比の混合物を成形品に成形する上記の方法に関するも
のである。
温超電導体から成形品を製造する方法に関し、酸化物−
セラミック超電導粉末またはこれらの超電導化合物を形
成する金属の酸化物、炭酸塩および／または硝酸塩の理
論比の混合物を成形品に成形する上記の方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】セラミック超電導体のいくつかは高い臨
界温度を有し、その結果、高価な液体ヘリウムでの冷却
が不必要である。そのため、セラミック超電導体は電気
およびエレクトロニクスの分野における構成部材および
加工物用に見込みのある材料と見られている。大きな経
済的効果に対する必須条件は臨界電流密度Ｊcが大きい
ことである。
界温度を有し、その結果、高価な液体ヘリウムでの冷却
が不必要である。そのため、セラミック超電導体は電気
およびエレクトロニクスの分野における構成部材および
加工物用に見込みのある材料と見られている。大きな経
済的効果に対する必須条件は臨界電流密度Ｊcが大きい
ことである。
【０００３】高臨界電流密度を有する超伝導酸化物−セ
ラミック材料からの成形品の製造法はすでに存在する。
すなわち、たとえば、金属を蒸発させ、そして酸化物を
その場で形成することによって、超電導層を単結晶チタ
ン酸ストロンチウム上に蒸着することができる。この方
法を用いると、１０6Ａ／ｃｍ2の臨界電流密度が得られ
る。しかしながら、これは製造コストが高く、電導体の
長さが限られ、絶対電流が低くそして応用性が一般的で
はないという欠点を有する。別の可能性は、”管内粉末
法（ｐｏｗｄｅｒ−ｉｎ−ｔｈｅ−ｔｕｂｅ）”による
超電導ワイヤの製造であり、ここでは１０4Ａ／ｃｍ2を
越える高い電流密度が同様に得られる。この方法は、超
電導粉末を薄い銀の管に導入し、その後、管を延伸する
ことを含むものである。この方法はワイヤの製造にのみ
用いられるものであり、たとえばストリップまたはコン
パクト構成部材のような必要とされるどのような種類の
成形品の製造にも用いうるものではない。
ラミック材料からの成形品の製造法はすでに存在する。
すなわち、たとえば、金属を蒸発させ、そして酸化物を
その場で形成することによって、超電導層を単結晶チタ
ン酸ストロンチウム上に蒸着することができる。この方
法を用いると、１０6Ａ／ｃｍ2の臨界電流密度が得られ
る。しかしながら、これは製造コストが高く、電導体の
長さが限られ、絶対電流が低くそして応用性が一般的で
はないという欠点を有する。別の可能性は、”管内粉末
法（ｐｏｗｄｅｒ−ｉｎ−ｔｈｅ−ｔｕｂｅ）”による
超電導ワイヤの製造であり、ここでは１０4Ａ／ｃｍ2を
越える高い電流密度が同様に得られる。この方法は、超
電導粉末を薄い銀の管に導入し、その後、管を延伸する
ことを含むものである。この方法はワイヤの製造にのみ
用いられるものであり、たとえばストリップまたはコン
パクト構成部材のような必要とされるどのような種類の
成形品の製造にも用いうるものではない。
【０００４】ドイツ国特許出願第４，００３，５４２号
には、高臨界電流密度を有する超電導酸化物−セラミッ
ク材料からの成形品の製造法が記載さてれおり、ここで
は、形が様々で平均の大きさが限定された粒子を有する
混合物よりなる粉末が用いられている。これらの粉末は
その後一般的な方法で成形可能な組成物に処理し、そし
て成形可能な組成物に剪断力を加える方法によって未焼
結体に形成し、焼結し、そして必要ならば調質を行う。
には、高臨界電流密度を有する超電導酸化物−セラミッ
ク材料からの成形品の製造法が記載さてれおり、ここで
は、形が様々で平均の大きさが限定された粒子を有する
混合物よりなる粉末が用いられている。これらの粉末は
その後一般的な方法で成形可能な組成物に処理し、そし
て成形可能な組成物に剪断力を加える方法によって未焼
結体に形成し、焼結し、そして必要ならば調質を行う。
【０００５】工業セラミックに一般的な成形法によっ
て、特別の形および大きさを持たない粒子よりなる粉末
から成形品を製造するとき、これまでに得られた臨界電
流密度は低く、１０００Ａ／ｃｍ2を越えなかった。通
常、測定値はさらに低く、５００Ａ／ｃｍ2の値にも達
しない。臨界電流密度が低い要因は、焼結密度が低くそ
してセラミック超電導体内における”弱い結合”にあ
る。
て、特別の形および大きさを持たない粒子よりなる粉末
から成形品を製造するとき、これまでに得られた臨界電
流密度は低く、１０００Ａ／ｃｍ2を越えなかった。通
常、測定値はさらに低く、５００Ａ／ｃｍ2の値にも達
しない。臨界電流密度が低い要因は、焼結密度が低くそ
してセラミック超電導体内における”弱い結合”にあ
る。
【０００６】ヨーロッパ特許出願第０，３６２，４９２
号には、組成Ｂｉ2（Ｓｒ，Ｃａ）3Ｃｕ2Ｏ8+xの高温超
電導体の製法が記載されており、この方法は、理論比の
ビスマス、ストロンチウム、カルシウムおよび銅の酸化
物および／または炭酸塩を激しく混合し、均質なメルト
が得られるまで混合物を加熱し、メルトを耐久性の型に
キャストし、メルトが固化した後、キャスティング品を
耐久性の型から取り出し、空気中でそしてその後酸素雰
囲気中で特定の温度にて調質することを含む。多結晶質
でランダムな微細構造の高温超電導体が形成される。
号には、組成Ｂｉ2（Ｓｒ，Ｃａ）3Ｃｕ2Ｏ8+xの高温超
電導体の製法が記載されており、この方法は、理論比の
ビスマス、ストロンチウム、カルシウムおよび銅の酸化
物および／または炭酸塩を激しく混合し、均質なメルト
が得られるまで混合物を加熱し、メルトを耐久性の型に
キャストし、メルトが固化した後、キャスティング品を
耐久性の型から取り出し、空気中でそしてその後酸素雰
囲気中で特定の温度にて調質することを含む。多結晶質
でランダムな微細構造の高温超電導体が形成される。
【０００７】Ｄ．Ｄｉｍｏｓ等、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌ
ｅｔｔ．６１、２１９（１９８８）およびＪ．Ｍａｎｎ
ｈａｒｔ、Ｊ．Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄ．３、２８１（１９
９０）の研究によると、臨界輸送電流密度はＹＢａ2Ｃ
ｕ3Ｏ7-δの場合、個々の結晶の結晶軸間の角度に敏感
である。同様な状態はまた他のあらゆる酸化物−セラミ
ック高温超電導体にも予想される。角度が小さいほど、
臨界輸送電流密度は大きい。最も好ましい状態は、結晶
ａｂ面が電流の超電導方向に沿って配列している状態で
ある。
ｅｔｔ．６１、２１９（１９８８）およびＪ．Ｍａｎｎ
ｈａｒｔ、Ｊ．Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄ．３、２８１（１９
９０）の研究によると、臨界輸送電流密度はＹＢａ2Ｃ
ｕ3Ｏ7-δの場合、個々の結晶の結晶軸間の角度に敏感
である。同様な状態はまた他のあらゆる酸化物−セラミ
ック高温超電導体にも予想される。角度が小さいほど、
臨界輸送電流密度は大きい。最も好ましい状態は、結晶
ａｂ面が電流の超電導方向に沿って配列している状態で
ある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特定
の形または大きさの粒子よりなる粉末から出発する必要
はなく、より少ない使用エネルギーおよびより低い製造
コストで、必要とされるどのような形の酸化物−セラミ
ック高温超電導体の製造も可能にし、そして高い臨界電
流密度を得ることができる、明細書の導入部で述べたタ
イプの方法を提供することである。特に、組織、すなわ
ち、電流の超電導方向の結晶配列を有しそしてその臨界
電流密度が１０００Ａ／ｃｍ2を越える超電導酸化物−
セラミック成形品を製造することを可能にする方法を提
供する。
の形または大きさの粒子よりなる粉末から出発する必要
はなく、より少ない使用エネルギーおよびより低い製造
コストで、必要とされるどのような形の酸化物−セラミ
ック高温超電導体の製造も可能にし、そして高い臨界電
流密度を得ることができる、明細書の導入部で述べたタ
イプの方法を提供することである。特に、組織、すなわ
ち、電流の超電導方向の結晶配列を有しそしてその臨界
電流密度が１０００Ａ／ｃｍ2を越える超電導酸化物−
セラミック成形品を製造することを可能にする方法を提
供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】明細書の導入部で述べた
方法から出発すると、成形品の焼結および／または超電
導化合物を形成するための成形品の調質を、成形品を通
り抜ける電流を用いて行うによって目的を達成すること
ができる。
方法から出発すると、成形品の焼結および／または超電
導化合物を形成するための成形品の調質を、成形品を通
り抜ける電流を用いて行うによって目的を達成すること
ができる。
【００１０】電流は、引き続き好ましいように電流の超
電導方向に成形品を通り抜けるのがよい。
電導方向に成形品を通り抜けるのがよい。
【００１１】成形プロセスを、すでに超電導性でありそ
してその超電導性を成形の間維持する粉末を用いて出発
するならば、成形品は成形品を通過する電流を用いて焼
結する。成形プロセスを、超電導化合物を形成する金属
の酸化物、炭酸塩および／または硝酸塩の混合物を用い
て出発するならば、そしてメルトキャスティングのよう
な成形プロセスの間に成形品に必要な密度にすでに達し
ているならば、超電導化合物は成形品を通過する電流を
用いて製造される。しかしながら、これらとは別に、成
形の間に十分に密な成形品が形成されずそして超電導性
が悪くなったりまたは失われたりするならば、電流を用
いて焼結および超電導化合物の形成の両方を行うことが
できる。
してその超電導性を成形の間維持する粉末を用いて出発
するならば、成形品は成形品を通過する電流を用いて焼
結する。成形プロセスを、超電導化合物を形成する金属
の酸化物、炭酸塩および／または硝酸塩の混合物を用い
て出発するならば、そしてメルトキャスティングのよう
な成形プロセスの間に成形品に必要な密度にすでに達し
ているならば、超電導化合物は成形品を通過する電流を
用いて製造される。しかしながら、これらとは別に、成
形の間に十分に密な成形品が形成されずそして超電導性
が悪くなったりまたは失われたりするならば、電流を用
いて焼結および超電導化合物の形成の両方を行うことが
できる。
【００１２】いずれの場合においても、成形品を通過す
る電流による成形品の本発明による加熱を用いて、結晶
配列を達成することができる。電流をより容易に導く結
晶ａｂ面は、電流の流れる方向に沿って成長する。好ま
しい具体例では、成形品を流れる電流のアンペア数をさ
らに増加することによって、成形品の温度を焼結および
／または超電導化合物の形成に必要な温度より高い温度
に上げ、そして成形品を十分に長い時間この温度に保
つ。その結果、きわだった組織を有しそしてその臨界電
流密度が１０００Ａ／ｃｍ3をはるかに越える成形品が
得られる。
る電流による成形品の本発明による加熱を用いて、結晶
配列を達成することができる。電流をより容易に導く結
晶ａｂ面は、電流の流れる方向に沿って成長する。好ま
しい具体例では、成形品を流れる電流のアンペア数をさ
らに増加することによって、成形品の温度を焼結および
／または超電導化合物の形成に必要な温度より高い温度
に上げ、そして成形品を十分に長い時間この温度に保
つ。その結果、きわだった組織を有しそしてその臨界電
流密度が１０００Ａ／ｃｍ3をはるかに越える成形品が
得られる。
【００１３】本方法は、部分メルトが調質または焼結の
間に生じうる全ての高温超電導体に適用することができ
る。適した材料のいくつかの例はＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-δ、
Ｂｉ2（Ｓｒ，Ｃａ）2ＣｕＯ6+x、Ｂｉ2（Ｓｒ，Ｃａ）
3Ｃｕ2Ｏ8+x、Ｂｉ2（Ｓｒ，Ｃａ）4Ｃｕ3Ｏ10+x、Ｔｌ
2Ｃａ2Ｂａ2Ｃｕ3Ｏ10、Ｔｌ2ＣａＢａ2Ｃｕ2Ｏ8および
Ｔｌ2Ｂａ2ＣｕＯ6である。
間に生じうる全ての高温超電導体に適用することができ
る。適した材料のいくつかの例はＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-δ、
Ｂｉ2（Ｓｒ，Ｃａ）2ＣｕＯ6+x、Ｂｉ2（Ｓｒ，Ｃａ）
3Ｃｕ2Ｏ8+x、Ｂｉ2（Ｓｒ，Ｃａ）4Ｃｕ3Ｏ10+x、Ｔｌ
2Ｃａ2Ｂａ2Ｃｕ3Ｏ10、Ｔｌ2ＣａＢａ2Ｃｕ2Ｏ8および
Ｔｌ2Ｂａ2ＣｕＯ6である。
【００１４】成形材料を、成形品の導電率をあまりにも
ひどく低下させる過剰量の有機物質と混合しない限り、
あらゆる従来法を成形に用いることができる。たとえ
ば、メルトキャスト成形から出発することが可能であ
る。これには、超電導化合物を形成する金属の酸化物、
炭酸塩および／または硝酸塩の理論比の混合物を激しく
混合する。混合物は均質なメルトが得られるまで、８０
０−１１００℃の温度に加熱する。メルトを耐久性の型
にキャストし、その中で固化し、そしてキャスティング
品を耐久性の型から取り出す。必要ならば、機械的な方
法を用いてキャスティング品を好ましい寸法にしてもよ
い。キャスティングの材料は、おそらく酸素の含有率は
別にして酸化物−セラミック超電導体の組成に相当する
全体組成を有する。
ひどく低下させる過剰量の有機物質と混合しない限り、
あらゆる従来法を成形に用いることができる。たとえ
ば、メルトキャスト成形から出発することが可能であ
る。これには、超電導化合物を形成する金属の酸化物、
炭酸塩および／または硝酸塩の理論比の混合物を激しく
混合する。混合物は均質なメルトが得られるまで、８０
０−１１００℃の温度に加熱する。メルトを耐久性の型
にキャストし、その中で固化し、そしてキャスティング
品を耐久性の型から取り出す。必要ならば、機械的な方
法を用いてキャスティング品を好ましい寸法にしてもよ
い。キャスティングの材料は、おそらく酸素の含有率は
別にして酸化物−セラミック超電導体の組成に相当する
全体組成を有する。
【００１５】別の成形法では、すでに超電導性でありそ
してたとえば乾燥プレスによって未焼結体に成形される
酸化物−セラミック粉末から出発しうる。
してたとえば乾燥プレスによって未焼結体に成形される
酸化物−セラミック粉末から出発しうる。
【００１６】電力供給に必要な接点は、成形後の成形品
に付けても、または成形プロセス中に酸化物−セラミッ
ク材料に結合してもよい。メルトキャスティングによる
成形の場合、接点はたとえば、メルトを耐久性の型にキ
ャストするとき、メルトで部分的に包んでもよい。接点
は、電流を容易に導きそして本発明によるプロセスの間
に上昇する温度に耐える材料よりなるものでなければな
らない。銀および金が好ましい材料である。
に付けても、または成形プロセス中に酸化物−セラミッ
ク材料に結合してもよい。メルトキャスティングによる
成形の場合、接点はたとえば、メルトを耐久性の型にキ
ャストするとき、メルトで部分的に包んでもよい。接点
は、電流を容易に導きそして本発明によるプロセスの間
に上昇する温度に耐える材料よりなるものでなければな
らない。銀および金が好ましい材料である。
【００１７】電流供給に必要な接点は、これを電源につ
なぐと、電流が引き続き好ましい超電導電流方向に流れ
るように成形品に取り付けるのがよい。ロッド形の成形
品の場合、接点はその端面に取り付け、コイルの場合は
供給部および吐き出し部にそしてプレートの場合は面に
取り付ける。
なぐと、電流が引き続き好ましい超電導電流方向に流れ
るように成形品に取り付けるのがよい。ロッド形の成形
品の場合、接点はその端面に取り付け、コイルの場合は
供給部および吐き出し部にそしてプレートの場合は面に
取り付ける。
【００１８】本発明の方法は直流または交流を用いう
る。成形品を通る電流のアンペア数は、成形品が少なく
とも焼結および／または超電導化合物の形成に必要な温
度に加熱されるまで増加させる。次に、成形品をこの温
度で何時間か保ち、次にアンペア数をゼロに下げる。そ
の結果、成形品は冷却される。
る。成形品を通る電流のアンペア数は、成形品が少なく
とも焼結および／または超電導化合物の形成に必要な温
度に加熱されるまで増加させる。次に、成形品をこの温
度で何時間か保ち、次にアンペア数をゼロに下げる。そ
の結果、成形品は冷却される。
【００１９】初めのアンペア数、アンペア数の増加およ
びアンペア数の最高値、すなわち、成形品の加熱プロセ
スの各瞬間のアンペア数は、成形品の大きさおよび抵抗
率、成形品のめざす温度分布並びに成形品を構成する特
定の酸化物−セラミック材料によって変わる。成形品が
大きいほど、必要なアンペア数は高い。成形品の抵抗率
が大きいほど、選択する各アンペア数は少ない。ゆっく
りした温度上昇が好ましいならば、アンペア数を徐々に
上げる。アンペア数の最高値は、各セラミック材料に必
要な焼結温度または超電導化合物に変えるのに必要な温
度によって変わる。アンペア数は、結晶の良好な配列、
すなわち非常に高い電流密度を得るために、これらの温
度を越える温度にまでも上げるが好ましい。
びアンペア数の最高値、すなわち、成形品の加熱プロセ
スの各瞬間のアンペア数は、成形品の大きさおよび抵抗
率、成形品のめざす温度分布並びに成形品を構成する特
定の酸化物−セラミック材料によって変わる。成形品が
大きいほど、必要なアンペア数は高い。成形品の抵抗率
が大きいほど、選択する各アンペア数は少ない。ゆっく
りした温度上昇が好ましいならば、アンペア数を徐々に
上げる。アンペア数の最高値は、各セラミック材料に必
要な焼結温度または超電導化合物に変えるのに必要な温
度によって変わる。アンペア数は、結晶の良好な配列、
すなわち非常に高い電流密度を得るために、これらの温
度を越える温度にまでも上げるが好ましい。
【００２０】本発明の方法の具体例の１つでは、アンペ
ア数を成形品の抵抗率が減少する程度にまで徐々に上げ
る。その結果、成形品のゆっくりした温度上昇が得られ
る。成形品の大きさによって、アンペア数は１００ＭＡ
から１０００Ａまで上げてもよい。
ア数を成形品の抵抗率が減少する程度にまで徐々に上げ
る。その結果、成形品のゆっくりした温度上昇が得られ
る。成形品の大きさによって、アンペア数は１００ＭＡ
から１０００Ａまで上げてもよい。
【００２１】アンペア数が増加するにつれて、成形品は
赤熱するほどにまで加熱される。可能な温度範囲は材料
によって室温から１０００℃までである。Ｂｉ2（Ｓ
ｒ，Ｃａ）3Ｃｕ2Ｏ8-xの場合、加熱工程の終わりに近
い温度は約８４０−８６０℃である。ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ
7-δの場合、温度はこれより高く、約９００−９５０℃
でなければならない。
赤熱するほどにまで加熱される。可能な温度範囲は材料
によって室温から１０００℃までである。Ｂｉ2（Ｓ
ｒ，Ｃａ）3Ｃｕ2Ｏ8-xの場合、加熱工程の終わりに近
い温度は約８４０−８６０℃である。ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ
7-δの場合、温度はこれより高く、約９００−９５０℃
でなければならない。
【００２２】各場合に必要な温度に達した後、焼結また
は超電導化合物への変換および結晶配列の完了のために
用いる電流は、成形品をこの温度に保つのに必要な程度
のみに変える。成形品の材料および大きさ並びに電流の
方向に沿った結晶配列の必要度によって変わるこの時間
は、２−１００時間、好ましくは４０−７０時間であ
る。その後、アンペア数を徐々に下げ、成形品をこのプ
ロセスで冷却する。この操作には２−５０時間、好まし
くは４−１２時間必要である。
は超電導化合物への変換および結晶配列の完了のために
用いる電流は、成形品をこの温度に保つのに必要な程度
のみに変える。成形品の材料および大きさ並びに電流の
方向に沿った結晶配列の必要度によって変わるこの時間
は、２−１００時間、好ましくは４０−７０時間であ
る。その後、アンペア数を徐々に下げ、成形品をこのプ
ロセスで冷却する。この操作には２−５０時間、好まし
くは４−１２時間必要である。
【００２３】本発明の方法は、別に、電流を成形品に流
す前および流しながら、成形品を調質炉で加熱すること
を含んでいてもよい。すなわち、成形品を調質炉内で、
焼結または超電導化合物の形成に必要な温度のほんの少
し下の温度に加熱してもよい。さらに成形品を必要な温
度に加熱しそしてこの温度に保つことは、成形品に通し
た電流によって行う。加熱操作の終わりの温度および使
用時間は前に述べた通りである。
す前および流しながら、成形品を調質炉で加熱すること
を含んでいてもよい。すなわち、成形品を調質炉内で、
焼結または超電導化合物の形成に必要な温度のほんの少
し下の温度に加熱してもよい。さらに成形品を必要な温
度に加熱しそしてこの温度に保つことは、成形品に通し
た電流によって行う。加熱操作の終わりの温度および使
用時間は前に述べた通りである。
【００２４】別の具体例では、直流を成形品に通し、ア
ンペア数を急速に上げて加熱したため、陽極付近の成形
品に部分的なメルトよりなる狭く限られた赤熱した領域
が形成される。アンペア数をほぼ一定に維持している
間、この領域は成形品に沿って陰極にまで移行し、その
結果、赤熱領域は成形品の全ての部分を通り抜ける。冷
却期間の後、成形品は帯溶融によって形成された異なっ
た組織を示す。
ンペア数を急速に上げて加熱したため、陽極付近の成形
品に部分的なメルトよりなる狭く限られた赤熱した領域
が形成される。アンペア数をほぼ一定に維持している
間、この領域は成形品に沿って陰極にまで移行し、その
結果、赤熱領域は成形品の全ての部分を通り抜ける。冷
却期間の後、成形品は帯溶融によって形成された異なっ
た組織を示す。
【００２５】成形プロセスを、超電導化合物を形成する
金属の酸化物、炭酸塩および／または硝酸塩の理論比の
混合物から出発したならば、部分メルトよりなる領域が
成形品を通り抜けた後のアンペア数は、成形品が超電導
化合物の形成に必要な温度に達するまでさらに高める。
上記のように、成形品をその後この温度に保ち、そして
冷却する。
金属の酸化物、炭酸塩および／または硝酸塩の理論比の
混合物から出発したならば、部分メルトよりなる領域が
成形品を通り抜けた後のアンペア数は、成形品が超電導
化合物の形成に必要な温度に達するまでさらに高める。
上記のように、成形品をその後この温度に保ち、そして
冷却する。
【００２６】以下の実施例および写真を参考にして、本
発明をさらに詳しく説明する。
発明をさらに詳しく説明する。
【００２７】
【実施例】実施例１ おおよその組成がＢｉ2Ｓｒ2ＣａＣｕ2Ｏx、長さ１０ｃ
ｍおよび直径０．８ｃｍのロッドを、メルトキャスティ
ングによって製造した。２つの例外は別にして、ヨーロ
ッパ特許出願０，３６４，４９２号に記載の方法を用い
た。環状の銀のシートが耐久性の型の端面に配置されて
おり、その結果、メルトは固化後、銀の接点にしっかり
と結合した。メルトキャストロッドを耐久性の型から取
り出した後、ヨーロッパ特許出願第０，３６２，４９２
号に記載の調質工程は行わなかった。
ｍおよび直径０．８ｃｍのロッドを、メルトキャスティ
ングによって製造した。２つの例外は別にして、ヨーロ
ッパ特許出願０，３６４，４９２号に記載の方法を用い
た。環状の銀のシートが耐久性の型の端面に配置されて
おり、その結果、メルトは固化後、銀の接点にしっかり
と結合した。メルトキャストロッドを耐久性の型から取
り出した後、ヨーロッパ特許出願第０，３６２，４９２
号に記載の調質工程は行わなかった。
【００２８】ロッドを、温度計を備えた石英管に導入
し、そしてその端に位置する銀の接点によってＤＣ源に
接続した。実験の初めにおける抵抗率は６２５ｍΩ・ｃ
ｍであった。１０日にわたって、ロッドを通る電流を徐
々に１Ａから３０Ａに上げ、ロッドを８６０℃にまで加
熱したところ、抵抗率は９．２ｍΩ・ｃｍに低下した。
ロッドをこの温度にさらに６０時間保ち、電流を徐々に
３２Ａに上げた。次に、電流を３Ａ／時間の一定の低下
速度で下げ、ロッドをこのプロセスで冷却した。超電導
化合物Ｂｉ2Ｓｒ2ＣａＣｕ2Ｏ8.15よりなるロッドの臨
界温度は９０Ｋであり、臨界電流密度は７７Ｋで１１，
３００Ａ／ｃｍ2であった。
し、そしてその端に位置する銀の接点によってＤＣ源に
接続した。実験の初めにおける抵抗率は６２５ｍΩ・ｃ
ｍであった。１０日にわたって、ロッドを通る電流を徐
々に１Ａから３０Ａに上げ、ロッドを８６０℃にまで加
熱したところ、抵抗率は９．２ｍΩ・ｃｍに低下した。
ロッドをこの温度にさらに６０時間保ち、電流を徐々に
３２Ａに上げた。次に、電流を３Ａ／時間の一定の低下
速度で下げ、ロッドをこのプロセスで冷却した。超電導
化合物Ｂｉ2Ｓｒ2ＣａＣｕ2Ｏ8.15よりなるロッドの臨
界温度は９０Ｋであり、臨界電流密度は７７Ｋで１１，
３００Ａ／ｃｍ2であった。
【００２９】実施例２ 実施例１に記載のように、同じおおよその組成および寸
法を有するロッドを、メルトキャスティングによって製
造し、石英管に導入し、そしてその銀の接点によって直
流源に接続した。このとき、直流は５時間以内に１５Ａ
に上げた。このプロセスにおいて、ロッドは約７００℃
にまで加熱された。陽極において、幅が約２ｍｍおよび
温度が８００℃より上の領域が形成された。５時間の間
に、領域は陰極に移行し、そこで冷却した。次に、電流
を徐々に３０Ａに上げた、ロッド全体の温度は約８６０
℃になった。この後の手順は実施例１と同様であった。
法を有するロッドを、メルトキャスティングによって製
造し、石英管に導入し、そしてその銀の接点によって直
流源に接続した。このとき、直流は５時間以内に１５Ａ
に上げた。このプロセスにおいて、ロッドは約７００℃
にまで加熱された。陽極において、幅が約２ｍｍおよび
温度が８００℃より上の領域が形成された。５時間の間
に、領域は陰極に移行し、そこで冷却した。次に、電流
を徐々に３０Ａに上げた、ロッド全体の温度は約８６０
℃になった。この後の手順は実施例１と同様であった。
【００３０】写真は、本発明による処理の前および後の
セラミック部分を示す写真である。写真１からは、処理
前は主な微結晶がランダムに配列していることが分か
る。写真２からは、処理後、電流の方向に沿って配列し
ている超電導体結晶が存在することが分かる。
セラミック部分を示す写真である。写真１からは、処理
前は主な微結晶がランダムに配列していることが分か
る。写真２からは、処理後、電流の方向に沿って配列し
ている超電導体結晶が存在することが分かる。
【図１】本発明の処理を行う前は、主な微結晶がランダ
ムに配列していることを示す写真である。
ムに配列していることを示す写真である。
【図２】本発明の処理を行った後、電流の方向に沿って
超電導体結晶が配列していることを示す写真である。
超電導体結晶が配列していることを示す写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュテフェン・エルシュナー ドイツ連邦共和国デー−65527 ニーデル ンハウゼン，ホルバインシュトラーセ ５ デー
Claims (11)
- 【請求項１】 酸化物−セラミック超電導粉末またはこ
れらの超電導化合物を形成する金属の酸化物、炭酸塩お
よび／または硝酸塩の理論比の混合物を成形品に成形す
る、酸化物−セラミック高温超電導体からの成形品の製
造方法であって、成形品の焼結および／または超電導化
合物を形成するための成形品の調質を、成形品を通り抜
ける電流を用いて行う、上記の方法。 - 【請求項２】 電流が成形品を、引き続き好ましいよう
に電流の超電導方向に通り抜ける、請求項１の方法。 - 【請求項３】 成形品が少なくとも焼結および／または
超電導化合物の形成に必要な温度に加熱されるまで、成
形品を通り抜ける電流のアンペア数を上げ、電流が成形
品を通過した結果として、成形品をこの温度で２−１０
０時間保ち、そして成形品を冷却するためにアンペア数
をゼロに下げる、請求項１または２の方法。 - 【請求項４】 成形のために、超電導化合物を形成する
金属の酸化物、炭酸塩および／または硝酸塩の理論比の
混合物を加熱して均質なメルトにし、メルトを耐久性の
型にキャストし、そしてメルトが固化した後、成形品を
耐久性の型から取り出す、請求項１−３のいずれかの方
法。 - 【請求項５】 成形のために、酸化物−セラミック超電
導粉末を成形可能な組成物に処理し、そしてこれを成形
して未焼結体を得る、請求項１−３のいずれかの方法。 - 【請求項６】 成形を乾燥プレスによって行う、請求項
５の方法。 - 【請求項７】 成形品を８００−１０００℃の温度に加
熱する、請求項１−６のいずれかの方法。 - 【請求項８】 成形品を４０−７０時間上記の温度に保
つ、請求項１−７のいずれかの方法。 - 【請求項９】 電流を成形品に通す前およびその間、焼
結または超電導化合物の形成に必要な最低温度より下の
温度に成形品を炉内で加熱する、請求項１−８のいずれ
かの方法。 - 【請求項１０】 アンペア数を徐々に上げ、そして徐々
にゼロに下げる、請求項１−９のいずれかの方法。 - 【請求項１１】 陽極の成形品中に部分的なメルトより
なる領域が形成されるほど急速にアンペア数を上げた直
流を成形品に通し、この領域が成形品を通り抜けて陰極
まで移行するまで該アンペア数を維持する、請求項１−
９のいずれかの方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4232900 | 1992-09-30 | ||
| DE4232900:0 | 1992-09-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06199565A true JPH06199565A (ja) | 1994-07-19 |
Family
ID=6469305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5241369A Pending JPH06199565A (ja) | 1992-09-30 | 1993-09-28 | 酸化物−セラミック高温超電導体からの成形品の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0590456A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06199565A (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5073209A (en) * | 1987-09-16 | 1991-12-17 | Giancola Dominic J | Process embodiments for improving the electrical properties of conductors |
| DE3830092A1 (de) * | 1988-09-03 | 1990-03-15 | Hoechst Ag | Verfahren zur herstellung eines hochtemperatursupraleiters sowie daraus bestehende formkoerper |
| JPH02133363A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-22 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 酸化物超電導体の製造方法 |
| WO1990013132A1 (en) * | 1989-04-27 | 1990-11-01 | Hwa Stephen C P | Process for increasing the critical current density of superconducting materials |
-
1993
- 1993-09-20 EP EP93115083A patent/EP0590456A1/de not_active Withdrawn
- 1993-09-28 JP JP5241369A patent/JPH06199565A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0590456A1 (de) | 1994-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5846912A (en) | Method for preparation of textured YBa2 Cu3 Ox superconductor | |
| US5306700A (en) | Dense melt-based ceramic superconductors | |
| EP0308892B1 (en) | Flaky oxide superconductor and method of manufacturing the same | |
| KR0163568B1 (ko) | 비스무트계 산화물 초전도체의 제조방법 | |
| Shan et al. | Rapid consolidation of Bi Pb Sr Ca Cu O powders by a plasma activated sintering process | |
| KR100186833B1 (ko) | 고온초전도체 및 이의 제조방법 | |
| JPH06199565A (ja) | 酸化物−セラミック高温超電導体からの成形品の製造方法 | |
| JPH04275920A (ja) | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ 型の高温超電導体及びその製造法 | |
| JP2677882B2 (ja) | ビスマス系酸化物超電導体の製造方法 | |
| JP3021639B2 (ja) | 好適な配向状態の稠密超伝導体 | |
| JPH0345301A (ja) | 酸化物超伝導テープ線材の製造方法 | |
| JP3174847B2 (ja) | 超電導ウィスカーおよびその製造方法 | |
| US5378682A (en) | Dense superconducting bodies with preferred orientation | |
| JP2597844B2 (ja) | 超電導体の製造方法 | |
| JPH01160860A (ja) | 酸化物超電導焼結体の製造方法 | |
| JP2931446B2 (ja) | 希土類系酸化物超電導体の製造方法 | |
| JP2611778B2 (ja) | 超電導線の製造方法 | |
| JP2597578B2 (ja) | 超電導体の製造方法 | |
| JP2556545B2 (ja) | 酸化物超電導線材の製造方法 | |
| Moon et al. | Recrystallization of 110 K high-Tc Bi2Sr2Ca2Cu3Ox superconducting phase from the molten state and characterizations | |
| JP2583288B2 (ja) | フレーク状酸化物超電導体の製造方法 | |
| JPH01157451A (ja) | 酸化物超電導焼結体の製造方法 | |
| JPH0451414A (ja) | セラミックス超電導々体の製造方法 | |
| SALAMA et al. | San Diego, CA 92121 | |
| JPH0431355A (ja) | 超伝導セラミックスの製造方法 |