JPH06203669A - Ｂｉ系酸化物超電導体の製造方法 - Google Patents
Ｂｉ系酸化物超電導体の製造方法Info
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- JPH06203669A JPH06203669A JP5171355A JP17135593A JPH06203669A JP H06203669 A JPH06203669 A JP H06203669A JP 5171355 A JP5171355 A JP 5171355A JP 17135593 A JP17135593 A JP 17135593A JP H06203669 A JPH06203669 A JP H06203669A
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Classifications
-
- 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
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電導
体となし得る原料物質を金属製容器内に充填して複合ビ
ュレットとなし、次いでこの複合ビュレットに伸線加工
と部分溶融の工程を施すＢｉ系酸化物超電導体の製造方
法において、８８０℃〜８９０℃の部分溶融温度で２０
分以上保持後、８５０℃〜８６０℃まで０．１℃／ｈ〜
１００℃／ｈの速度で冷却することを特徴とするＢｉ系
酸化物超電導体の製造方法。 【効果】 本発明のＢｉ系酸化物超電導体の製造方法に
よれば、非超電導体相の（Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ）相等
の粗大化を防ぐことができる。また、Ｂｉ系超電導結晶
粒の成長が促進され、結晶粒の数が少なくなる。さら
に、熱容量の大きい長尺線やコイル等の製造に適してい
る。従って、超電導結晶の結晶粒界に起因する弱結合の
問題を解決できる。また、超電導特性に優れた長尺線材
あるいはコイルが容易に製造できる。
体となし得る原料物質を金属製容器内に充填して複合ビ
ュレットとなし、次いでこの複合ビュレットに伸線加工
と部分溶融の工程を施すＢｉ系酸化物超電導体の製造方
法において、８８０℃〜８９０℃の部分溶融温度で２０
分以上保持後、８５０℃〜８６０℃まで０．１℃／ｈ〜
１００℃／ｈの速度で冷却することを特徴とするＢｉ系
酸化物超電導体の製造方法。 【効果】 本発明のＢｉ系酸化物超電導体の製造方法に
よれば、非超電導体相の（Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ）相等
の粗大化を防ぐことができる。また、Ｂｉ系超電導結晶
粒の成長が促進され、結晶粒の数が少なくなる。さら
に、熱容量の大きい長尺線やコイル等の製造に適してい
る。従って、超電導結晶の結晶粒界に起因する弱結合の
問題を解決できる。また、超電導特性に優れた長尺線材
あるいはコイルが容易に製造できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマグネット、コイル、電
流リード等の電力応用導体に適用可能なＢｉ系酸化物超
電導体の製造方法に関するものである。
流リード等の電力応用導体に適用可能なＢｉ系酸化物超
電導体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｙ系、Ｂｉ系、Ｔｌ系に代表される臨界
温度が液体窒素温度を越えるいわゆる酸化物高温超電導
体を電力応用導体として使用するために線材化・導体化
していこうという試みがなされている。
温度が液体窒素温度を越えるいわゆる酸化物高温超電導
体を電力応用導体として使用するために線材化・導体化
していこうという試みがなされている。
【０００３】このような試みの最も一般的なものとし
て、これらの酸化物超電導体の粉末を銀などの金属シー
ス材中に充填し、これを縮径加工するいわゆるパウダー
・イン・チューブ法による線材作製技術がある。この技
術は、線材化における加工性と線材の電磁気的安定性の
両面から他の方法と比較して大きな利点を有している。
て、これらの酸化物超電導体の粉末を銀などの金属シー
ス材中に充填し、これを縮径加工するいわゆるパウダー
・イン・チューブ法による線材作製技術がある。この技
術は、線材化における加工性と線材の電磁気的安定性の
両面から他の方法と比較して大きな利点を有している。
【０００４】つぎに、従来のＢｉ系酸化物超電導体の製
造方法の一例を簡単に説明する。Ｂｉ系酸化物超電導体
を製造するには、まず、Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕが所定
の比率、例えば原子比で２：２：１：２になるようにこ
れらの金属元素を含む酸化物あるいは炭酸塩を配合し、
混合して混合粉体となし、この混合粉体を所定温度で仮
焼する。この仮焼された粉体を粉砕混合して仮焼粉体と
なし、この仮焼粉体をＡｇパイプ中に充填する。ついで
伸線加工した後、部分溶融熱処理を行い、超電導線材と
する。
造方法の一例を簡単に説明する。Ｂｉ系酸化物超電導体
を製造するには、まず、Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕが所定
の比率、例えば原子比で２：２：１：２になるようにこ
れらの金属元素を含む酸化物あるいは炭酸塩を配合し、
混合して混合粉体となし、この混合粉体を所定温度で仮
焼する。この仮焼された粉体を粉砕混合して仮焼粉体と
なし、この仮焼粉体をＡｇパイプ中に充填する。ついで
伸線加工した後、部分溶融熱処理を行い、超電導線材と
する。
【０００５】このような従来のＢｉ系酸化物超電導体の
製造方法では、大気中で８９５℃〜９１０℃の部分溶融
温度で５分〜１０分保持後、１００℃／ｈを超える速度
で冷却し、８４０℃〜８６０℃で１０時間〜１００時間
保持するよう設定していた。
製造方法では、大気中で８９５℃〜９１０℃の部分溶融
温度で５分〜１０分保持後、１００℃／ｈを超える速度
で冷却し、８４０℃〜８６０℃で１０時間〜１００時間
保持するよう設定していた。
【０００６】以下に従来のＢｉ系酸化物超電導体の製造
方法におけるＢｉ系酸化物超電導体の反応機構について
説明する。Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電導
体となし得る原料物質の部分溶融時では、Ｂｉ−Ｓｒ−
Ｃｕ−Ｏ系のアモルファス的な状態の中に（Ｓｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−Ｏ）系の異相が析出している。
方法におけるＢｉ系酸化物超電導体の反応機構について
説明する。Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電導
体となし得る原料物質の部分溶融時では、Ｂｉ−Ｓｒ−
Ｃｕ−Ｏ系のアモルファス的な状態の中に（Ｓｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−Ｏ）系の異相が析出している。
【０００７】次に冷却過程では、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ
系のアモルファス的な相と前記（Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
Ｏ）系の異相とが反応して、Ｂｉ（２２１２）超電導相
が析出しはじめ、８４０〜８６０℃で保持することによ
りＢｉ（２２１２）超電導体の結晶が成長する。
系のアモルファス的な相と前記（Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
Ｏ）系の異相とが反応して、Ｂｉ（２２１２）超電導相
が析出しはじめ、８４０〜８６０℃で保持することによ
りＢｉ（２２１２）超電導体の結晶が成長する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかるに従来のＢｉ系
酸化物超電導体の製造方法では、部分溶融温度が８９５
℃〜９１０℃と高いため、（Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ）系
の異相が多く析出し、その異相の成長が促進される。ま
た、冷却速度が１００℃／ｈを超える速度であり速いた
め、Ｂｉ（２２１２）超電導相の成長が妨げられる。従
って、従来の部分溶融熱処理では、超電導結晶粒が多く
なり、その結晶の粒界に起因する弱結合の問題が発生す
る。また、Ｂｉ系酸化物超電導体となし得る原料物質の
部分溶融時の保持時間が５分〜１０分と短く、かつ冷却
速度が１００℃／ｈを超えるため短尺線材の熱処理は可
能であるが、熱容量の大きい長尺線材やコイルでは均一
な超電導特性は得られない。さらに大気中で前記熱処理
を行っているので、炭素、水等によりＪｃ特性が低下す
ることがある。
酸化物超電導体の製造方法では、部分溶融温度が８９５
℃〜９１０℃と高いため、（Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ）系
の異相が多く析出し、その異相の成長が促進される。ま
た、冷却速度が１００℃／ｈを超える速度であり速いた
め、Ｂｉ（２２１２）超電導相の成長が妨げられる。従
って、従来の部分溶融熱処理では、超電導結晶粒が多く
なり、その結晶の粒界に起因する弱結合の問題が発生す
る。また、Ｂｉ系酸化物超電導体となし得る原料物質の
部分溶融時の保持時間が５分〜１０分と短く、かつ冷却
速度が１００℃／ｈを超えるため短尺線材の熱処理は可
能であるが、熱容量の大きい長尺線材やコイルでは均一
な超電導特性は得られない。さらに大気中で前記熱処理
を行っているので、炭素、水等によりＪｃ特性が低下す
ることがある。
【０００９】本発明は上記従来技術の問題点に鑑み鋭意
検討の結果なされたもので、その目的とするところは、
超電導結晶の結晶粒界に起因する弱結合の問題が低減で
き、さらに、超電導特性に優れた長尺線材あるいはコイ
ル等の製造を容易にする、Ｂｉ系酸化物超電導体の製造
方法を提供することにある。
検討の結果なされたもので、その目的とするところは、
超電導結晶の結晶粒界に起因する弱結合の問題が低減で
き、さらに、超電導特性に優れた長尺線材あるいはコイ
ル等の製造を容易にする、Ｂｉ系酸化物超電導体の製造
方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のＢｉ系酸化物超
電導体の製造方法では、伸線加工と部分溶融の工程を施
すＢｉ系酸化物超電導体の製造方法において、８８０℃
〜８９０℃の部分溶融温度で２０分以上保持後、８５０
℃〜８６０℃まで０．１℃／ｈ〜１００℃／ｈの速度で
冷却する。
電導体の製造方法では、伸線加工と部分溶融の工程を施
すＢｉ系酸化物超電導体の製造方法において、８８０℃
〜８９０℃の部分溶融温度で２０分以上保持後、８５０
℃〜８６０℃まで０．１℃／ｈ〜１００℃／ｈの速度で
冷却する。
【００１１】本発明で熱処理条件を前記のように設定し
た理由は、高いＪｃ値を有する線材の作製を可能にする
ためである。
た理由は、高いＪｃ値を有する線材の作製を可能にする
ためである。
【００１２】すなわち本発明で部分溶融温度を８８０℃
〜８９０℃と限定した理由は、（Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
Ｏ）系の異相の析出と成長を抑制するためである。
〜８９０℃と限定した理由は、（Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
Ｏ）系の異相の析出と成長を抑制するためである。
【００１３】また、本発明で保持時間を、２０分以上と
限定した理由は、保持時間を長くすることによって、熱
容量の大きいコイルや長尺材の製造を容易にするためで
ある。
限定した理由は、保持時間を長くすることによって、熱
容量の大きいコイルや長尺材の製造を容易にするためで
ある。
【００１４】さらに、本発明で冷却速度を０．１℃／ｈ
以上と限定した理由は、これ未満の速度ではＪｃの変化
がほとんど見られないうえ、実際この方法を実施する際
には冷却過程に５００時間以上かかることになり現実的
ではないからである。また、冷却速度を１００℃／ｈ以
下と遅くした理由は、Ｂｉ（２２１２）超電導結晶の成
長を促進して結晶粒の数を少なくし、結晶粒界に起因す
る弱結合の問題を低減するためである。さらに、熱容量
の大きい長尺線やコイル等の熱処理を容易にし、均一な
超電導特性を得るためである。さらに、熱処理中の雰囲
気を、酸素分圧が１．５〜３０％であるＮ2 、Ａｒ等の
混合ガス気流中とした理由は、炭素、水等のよるＪｃ特
性の低下を回避するためである。
以上と限定した理由は、これ未満の速度ではＪｃの変化
がほとんど見られないうえ、実際この方法を実施する際
には冷却過程に５００時間以上かかることになり現実的
ではないからである。また、冷却速度を１００℃／ｈ以
下と遅くした理由は、Ｂｉ（２２１２）超電導結晶の成
長を促進して結晶粒の数を少なくし、結晶粒界に起因す
る弱結合の問題を低減するためである。さらに、熱容量
の大きい長尺線やコイル等の熱処理を容易にし、均一な
超電導特性を得るためである。さらに、熱処理中の雰囲
気を、酸素分圧が１．５〜３０％であるＮ2 、Ａｒ等の
混合ガス気流中とした理由は、炭素、水等のよるＪｃ特
性の低下を回避するためである。
【００１５】なお、上記冷却速度の範囲のなかでも、１
０℃／ｈ以下の範囲は結晶粒界に起因する弱結合の問題
を低減するのにより好適であり、また、熱容量の大きい
長尺線やコイル等の均一な超電導特性を得るのにより好
適である。
０℃／ｈ以下の範囲は結晶粒界に起因する弱結合の問題
を低減するのにより好適であり、また、熱容量の大きい
長尺線やコイル等の均一な超電導特性を得るのにより好
適である。
【００１６】
【作用】本発明のＢｉ系酸化物超電導体の製造方法で
は、部分溶融温度が８８０℃〜８９０℃と低いため、非
超電導体相の（Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ）相等の異相の数
が少なくなり、前記異相の成長も抑えられる。さらに、
部分溶融温度から８５０℃〜８６０℃までの冷却速度が
０．１℃／ｈ〜１００℃／ｈと遅いので、Ｂｉ（２２１
２）超電導体の結晶粒の成長が促進され、結晶粒の数が
少なくなる。しかも、部分溶融時の保持時間が長くかつ
部分溶融温度から８５０℃〜８６０℃への冷却速度が
０．１℃／ｈ〜１００℃／ｈと遅いので、熱容量の大き
い長尺材やコイルの製造が容易になる。また、熱処理中
の雰囲気を、酸素分圧が１．５〜３０％であるＮ2 、Ａ
ｒ等の混合ガス気流中としたので、雰囲気中に水、炭素
等がなく、また線材等に存在する水、炭素が混合ガスの
気流に流され、その上常に酸素分圧が一定となるため、
酸化物超電導体のＪｃの低下を回避できる。
は、部分溶融温度が８８０℃〜８９０℃と低いため、非
超電導体相の（Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ）相等の異相の数
が少なくなり、前記異相の成長も抑えられる。さらに、
部分溶融温度から８５０℃〜８６０℃までの冷却速度が
０．１℃／ｈ〜１００℃／ｈと遅いので、Ｂｉ（２２１
２）超電導体の結晶粒の成長が促進され、結晶粒の数が
少なくなる。しかも、部分溶融時の保持時間が長くかつ
部分溶融温度から８５０℃〜８６０℃への冷却速度が
０．１℃／ｈ〜１００℃／ｈと遅いので、熱容量の大き
い長尺材やコイルの製造が容易になる。また、熱処理中
の雰囲気を、酸素分圧が１．５〜３０％であるＮ2 、Ａ
ｒ等の混合ガス気流中としたので、雰囲気中に水、炭素
等がなく、また線材等に存在する水、炭素が混合ガスの
気流に流され、その上常に酸素分圧が一定となるため、
酸化物超電導体のＪｃの低下を回避できる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
明する。
【００１８】（実施例１）Ｂｉ2 Ｏ3 、ＳｒＣＯ3 、Ｃ
ａＣＯ3 及びＣｕＯの粉末をＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕが
原子比で、２：２：１：２となるように配合、混合した
のち、混合粉を大気中で８００℃、５０時間仮焼し、そ
の後粉砕して仮焼粉末とし、この後これを再び８００℃
で５０時間仮焼し、ついで再度これを粉砕して平均粒径
５μｍの仮焼成粉とした。この仮焼成粉をＣＩＰ成形に
より外径１８ｍｍの棒状体に成形し、得られた棒状体を
外径２５ｍｍ、内径１８ｍｍのＡｇパイプ内に充填し、
両端を封止して複合ビュレットとした。つぎに、この複
合ビュレットをスエージング加工して外径５ｍｍの複合
棒材とし、さらに溝ロール圧延により外径を１．５ｍｍ
にした。ついで、前記複合棒材を平ロール圧延して厚さ
０．２ｍｍのテープ状線材を複数作製した。
ａＣＯ3 及びＣｕＯの粉末をＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕが
原子比で、２：２：１：２となるように配合、混合した
のち、混合粉を大気中で８００℃、５０時間仮焼し、そ
の後粉砕して仮焼粉末とし、この後これを再び８００℃
で５０時間仮焼し、ついで再度これを粉砕して平均粒径
５μｍの仮焼成粉とした。この仮焼成粉をＣＩＰ成形に
より外径１８ｍｍの棒状体に成形し、得られた棒状体を
外径２５ｍｍ、内径１８ｍｍのＡｇパイプ内に充填し、
両端を封止して複合ビュレットとした。つぎに、この複
合ビュレットをスエージング加工して外径５ｍｍの複合
棒材とし、さらに溝ロール圧延により外径を１．５ｍｍ
にした。ついで、前記複合棒材を平ロール圧延して厚さ
０．２ｍｍのテープ状線材を複数作製した。
【００１９】このようにして得られた前記テープ状線材
を長さ３ｃｍのテープ短尺材とし、このテープ短尺材を
酸素分圧が１５％であるＮ2 とＡｒの混合ガス気流中で
部分溶融温度８８０℃、８８５℃または８９０℃で２０
分間保持し、冷却速度０．３℃／ｈ、１℃／ｈ、３℃／
ｈ、１０℃／ｈ、３０℃／ｈまたは１００℃／ｈで８５
０℃まで冷却し、この温度で５０時間保持した。
を長さ３ｃｍのテープ短尺材とし、このテープ短尺材を
酸素分圧が１５％であるＮ2 とＡｒの混合ガス気流中で
部分溶融温度８８０℃、８８５℃または８９０℃で２０
分間保持し、冷却速度０．３℃／ｈ、１℃／ｈ、３℃／
ｈ、１０℃／ｈ、３０℃／ｈまたは１００℃／ｈで８５
０℃まで冷却し、この温度で５０時間保持した。
【００２０】このようにして製造した各々のテープ短尺
材のＪｃ測定を、７７Ｋで０．１Ｔまでの磁場を印加し
て行った。なお、印加磁場の方向はテープ面に平行とし
た。
材のＪｃ測定を、７７Ｋで０．１Ｔまでの磁場を印加し
て行った。なお、印加磁場の方向はテープ面に平行とし
た。
【００２１】表１に、以上のようにして製造した長さ３
ｃｍのテープ短尺材のＪｃ（Ａ／ｃｍ2 ）値の測定結果
を熱処理条件とともに示す。
ｃｍのテープ短尺材のＪｃ（Ａ／ｃｍ2 ）値の測定結果
を熱処理条件とともに示す。
【００２２】（比較例１）実施例１で用いたものと同様
のテープ短尺材を、本発明の製造方法における熱処理条
件外で熱処理を行った。すなわち、大気中で部分溶融温
度を８８０℃、８８５℃または８９０℃として２０分間
保持したものについては、３００℃／ｈまたは１０００
℃／ｈという速い冷却速度で冷却し、８９５℃、９００
℃、９０５℃または９１０℃という高い部分溶融温度で
１０分間保持したものについては、冷却速度を０．３℃
／ｈ、１．０℃／ｈ、３．０℃／ｈ、１０℃／ｈ、３０
℃／ｈ、１００℃／ｈ、３００℃／ｈまたは１０００℃
／ｈとして冷却した。
のテープ短尺材を、本発明の製造方法における熱処理条
件外で熱処理を行った。すなわち、大気中で部分溶融温
度を８８０℃、８８５℃または８９０℃として２０分間
保持したものについては、３００℃／ｈまたは１０００
℃／ｈという速い冷却速度で冷却し、８９５℃、９００
℃、９０５℃または９１０℃という高い部分溶融温度で
１０分間保持したものについては、冷却速度を０．３℃
／ｈ、１．０℃／ｈ、３．０℃／ｈ、１０℃／ｈ、３０
℃／ｈ、１００℃／ｈ、３００℃／ｈまたは１０００℃
／ｈとして冷却した。
【００２３】表１に本比較例における長さ３ｃｍの短尺
線材について行ったＪｃ測定の結果を実施例１の結果と
ともに示す。
線材について行ったＪｃ測定の結果を実施例１の結果と
ともに示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１の結果より、例えば酸素分圧が１５％
であるＮ2 とＡｒの混合ガス気流中で部分溶融温度８８
５℃、冷却速度０．３℃／ｈの熱処理によって得られた
本実施例のテープ短尺材のＪｃ値は、７７Ｋ、０ＴでＪ
ｃ＝３．５×１０4 Ａ／ｃｍ 2 、０．１ＴでもＪｃ＝
２．２×１０4 Ａ／ｃｍ2 等のように高いＪｃ値を示し
ている。これに対して、例えば部分溶融温度９００℃、
冷却速度１０００℃／ｈの熱処理によって得られた比較
例のテープ短尺材のＪｃ値は、７７Ｋ、０ＴでＪｃ＝
３．１×１０4 Ａ／ｃｍ2 であるが、７７Ｋ、０．１Ｔ
ではＪｃ＝１．５×１０4 Ａ／ｃｍ2 であり本発明によ
るものよりも劣っている。このような磁場下でＪｃ値が
向上した理由は、テープ短尺材に付着した炭素、水分等
を除去してそれらの影響を回避し、また弱結合が改善さ
れたからである。
であるＮ2 とＡｒの混合ガス気流中で部分溶融温度８８
５℃、冷却速度０．３℃／ｈの熱処理によって得られた
本実施例のテープ短尺材のＪｃ値は、７７Ｋ、０ＴでＪ
ｃ＝３．５×１０4 Ａ／ｃｍ 2 、０．１ＴでもＪｃ＝
２．２×１０4 Ａ／ｃｍ2 等のように高いＪｃ値を示し
ている。これに対して、例えば部分溶融温度９００℃、
冷却速度１０００℃／ｈの熱処理によって得られた比較
例のテープ短尺材のＪｃ値は、７７Ｋ、０ＴでＪｃ＝
３．１×１０4 Ａ／ｃｍ2 であるが、７７Ｋ、０．１Ｔ
ではＪｃ＝１．５×１０4 Ａ／ｃｍ2 であり本発明によ
るものよりも劣っている。このような磁場下でＪｃ値が
向上した理由は、テープ短尺材に付着した炭素、水分等
を除去してそれらの影響を回避し、また弱結合が改善さ
れたからである。
【００２６】（実施例２）実施例１と同様の方法で長さ
１ｍのテープ線材（以下テープ長尺材という。）を作製
し、このテープ長尺材を石英管に巻き付けて実施例１と
同様の条件で熱処理した。
１ｍのテープ線材（以下テープ長尺材という。）を作製
し、このテープ長尺材を石英管に巻き付けて実施例１と
同様の条件で熱処理した。
【００２７】このようにして製造した各々のテープ長尺
材のＪｃ測定を、７７Ｋで０．１Ｔまでの磁場を印加し
て行った。なお、印加磁場の方向はテープ面に平行とし
た。
材のＪｃ測定を、７７Ｋで０．１Ｔまでの磁場を印加し
て行った。なお、印加磁場の方向はテープ面に平行とし
た。
【００２８】表２に、以上のようにして製造した長さ１
ｍのテープ長尺材のＪｃ（Ａ／ｃｍ 2 ）値の測定結果を
熱処理条件とともに示す。
ｍのテープ長尺材のＪｃ（Ａ／ｃｍ 2 ）値の測定結果を
熱処理条件とともに示す。
【００２９】（比較例２）実施例２と同様の長さ１ｍの
テープ長尺材を石英管に巻き付けて、比較例１と同様の
条件で熱処理した。
テープ長尺材を石英管に巻き付けて、比較例１と同様の
条件で熱処理した。
【００３０】表２に本比較例の製造方法で製造した長さ
１ｍの長尺材について行ったＪｃ値の測定結果を実施例
２の結果とともに示す。
１ｍの長尺材について行ったＪｃ値の測定結果を実施例
２の結果とともに示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】表２の結果より、表１の結果の例と同条件
の部分溶融温度８８５℃、冷却速度０．３℃／ｈの熱処
理によって得られたテープ長尺材のＪｃ値は、７７Ｋ、
０ＴでＪｃ＝３．１×１０4 Ａ／ｃｍ2 であり、７７
Ｋ、０．１ＴでもＪｃ＝１．９×１０4 Ａ／ｃｍ2 を示
しており、これらの値と前記３ｃｍのテープ短尺材につ
いての表１の結果を比べると、長尺化によるＪｃ値の劣
化は殆どなく、高いＪｃ値を示している。これに対し
て、部分溶融温度９００℃、冷却速度１０００℃／ｈの
熱処理によって得られた比較例の長尺材のＪｃ値は、前
記比較例１の短尺材の結果に比べ、７７Ｋ、０ＴでＪｃ
＝２．５×１０2 Ａ／ｃｍ2 、７７Ｋ、０．１ＴではＪ
ｃ＝０Ａ／ｃｍ2 等のように長尺化による劣化が激し
い。従って、これらの結果から熱処理の雰囲気を調整
し、部分溶融温度を所定範囲内に定め冷却速度を遅くす
ることにより、長尺化によるＪｃ値の劣化を防ぐことが
できることが判る。
の部分溶融温度８８５℃、冷却速度０．３℃／ｈの熱処
理によって得られたテープ長尺材のＪｃ値は、７７Ｋ、
０ＴでＪｃ＝３．１×１０4 Ａ／ｃｍ2 であり、７７
Ｋ、０．１ＴでもＪｃ＝１．９×１０4 Ａ／ｃｍ2 を示
しており、これらの値と前記３ｃｍのテープ短尺材につ
いての表１の結果を比べると、長尺化によるＪｃ値の劣
化は殆どなく、高いＪｃ値を示している。これに対し
て、部分溶融温度９００℃、冷却速度１０００℃／ｈの
熱処理によって得られた比較例の長尺材のＪｃ値は、前
記比較例１の短尺材の結果に比べ、７７Ｋ、０ＴでＪｃ
＝２．５×１０2 Ａ／ｃｍ2 、７７Ｋ、０．１ＴではＪ
ｃ＝０Ａ／ｃｍ2 等のように長尺化による劣化が激し
い。従って、これらの結果から熱処理の雰囲気を調整
し、部分溶融温度を所定範囲内に定め冷却速度を遅くす
ることにより、長尺化によるＪｃ値の劣化を防ぐことが
できることが判る。
【００３３】（実施例３）外形が長さ１００ｍｍ、幅３
０ｍｍ、全体の厚さ１０ｍｍで、周壁の厚さが５ｍｍの
銀製の箱型ビュレットに、実施例１で用いたものと同様
の仮焼成粉を充填し複合材とした。この複合材を圧延し
厚さ０．３５ｍｍ、幅４０ｍｍの複合シートとした。こ
の複合シートを外径１２ｍｍの銀心材に１１層巻き付け
た後、外径２５ｍｍ、内径２０ｍｍの銀パイプに挿入
し、両端を銀の蓋で封止して複合ビュレットとした。こ
の複合ビュレットをスエジャー、引き抜き等の伸線加工
により、外径３ｍｍの複合多層線材を複数作製した。こ
の複合多層線材に実施例１と同様の熱処理を施し、実施
例１と同様の条件でＪｃ測定を行った。その結果を表３
に示す。
０ｍｍ、全体の厚さ１０ｍｍで、周壁の厚さが５ｍｍの
銀製の箱型ビュレットに、実施例１で用いたものと同様
の仮焼成粉を充填し複合材とした。この複合材を圧延し
厚さ０．３５ｍｍ、幅４０ｍｍの複合シートとした。こ
の複合シートを外径１２ｍｍの銀心材に１１層巻き付け
た後、外径２５ｍｍ、内径２０ｍｍの銀パイプに挿入
し、両端を銀の蓋で封止して複合ビュレットとした。こ
の複合ビュレットをスエジャー、引き抜き等の伸線加工
により、外径３ｍｍの複合多層線材を複数作製した。こ
の複合多層線材に実施例１と同様の熱処理を施し、実施
例１と同様の条件でＪｃ測定を行った。その結果を表３
に示す。
【００３４】（比較例３）実施例３と同様の複合多層線
材を比較例１と同様の熱処理条件で熱処理した。この複
合多層線材について行ったＪｃ値の測定結果を表３に示
す。
材を比較例１と同様の熱処理条件で熱処理した。この複
合多層線材について行ったＪｃ値の測定結果を表３に示
す。
【００３５】
【表３】
【００３６】表３の結果より、本実施例の製造方法によ
って得られた、例えば部分溶融温度８８５℃、冷却速度
０．３℃／ｈの熱処理によって得られた複合多層線材の
Ｊｃ値は、７７Ｋ、０ＴでＪｃ＝１．７５×１０4 Ａ／
cm2 、７７Ｋ、０．１ＴでもＪｃ＝１．１×１０4 Ａ／
cm2 と高いＪｃ値を示している。これに対して、比較例
の製造方法によって得られた、例えば部分溶融温度９０
０℃、冷却速度１０００℃／ｈの熱処理によって得られ
た複合多層線材のＪｃ値は、７７Ｋ、０ＴでＪｃ＝１．
５５×１０4 Ａ／ｃｍ2 であるが、７７Ｋ、０．１Ｔで
はＪｃ＝０．７５×１０4 Ａ／cm2 と本発明によるもの
よりも劣っている。これらの結果から本発明の製造方法
は、複合多層線材においても適用可能であることが判
る。
って得られた、例えば部分溶融温度８８５℃、冷却速度
０．３℃／ｈの熱処理によって得られた複合多層線材の
Ｊｃ値は、７７Ｋ、０ＴでＪｃ＝１．７５×１０4 Ａ／
cm2 、７７Ｋ、０．１ＴでもＪｃ＝１．１×１０4 Ａ／
cm2 と高いＪｃ値を示している。これに対して、比較例
の製造方法によって得られた、例えば部分溶融温度９０
０℃、冷却速度１０００℃／ｈの熱処理によって得られ
た複合多層線材のＪｃ値は、７７Ｋ、０ＴでＪｃ＝１．
５５×１０4 Ａ／ｃｍ2 であるが、７７Ｋ、０．１Ｔで
はＪｃ＝０．７５×１０4 Ａ／cm2 と本発明によるもの
よりも劣っている。これらの結果から本発明の製造方法
は、複合多層線材においても適用可能であることが判
る。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＢｉ系酸
化物超電導体の製造方法によれば、部分溶融温度が８８
０℃〜８９０℃と低いので、非超電導体相の（Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ）相等の粗大化を防ぐことができる。ま
た、部分溶融温度から８５０℃〜８６０℃への冷却速度
が０．１℃／ｈ〜１００℃／ｈと遅いので、Ｂｉ系超電
導結晶粒の成長が促進され、結晶粒の数が少なくなる。
さらに、部分溶融温度から８５０℃〜８６０℃への冷却
速度が遅くかつ保持時間が２０分以上と長いので熱容量
の大きいコイルや長尺線の製造に適している。また、熱
処理中の雰囲気を、酸素分圧が１．５〜３０％であるＮ
2 、Ａｒ等の混合ガス気流中としたので、雰囲気中に
水、炭素等がなく、また線材等に存在する水、炭素が混
合ガスの気流に流され、その上常に酸素分圧が一定とな
るため、酸化物超電導体のＪｃの低下を回避できる。従
って、本発明のＢｉ系酸化物超電導体の製造方法では、
超電導結晶粒の粒界に起因する弱結合の問題を解決する
ことができる。また、優れた超電導特性を有する長尺線
材あるいはコイルを容易に製造できる。
化物超電導体の製造方法によれば、部分溶融温度が８８
０℃〜８９０℃と低いので、非超電導体相の（Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ）相等の粗大化を防ぐことができる。ま
た、部分溶融温度から８５０℃〜８６０℃への冷却速度
が０．１℃／ｈ〜１００℃／ｈと遅いので、Ｂｉ系超電
導結晶粒の成長が促進され、結晶粒の数が少なくなる。
さらに、部分溶融温度から８５０℃〜８６０℃への冷却
速度が遅くかつ保持時間が２０分以上と長いので熱容量
の大きいコイルや長尺線の製造に適している。また、熱
処理中の雰囲気を、酸素分圧が１．５〜３０％であるＮ
2 、Ａｒ等の混合ガス気流中としたので、雰囲気中に
水、炭素等がなく、また線材等に存在する水、炭素が混
合ガスの気流に流され、その上常に酸素分圧が一定とな
るため、酸化物超電導体のＪｃの低下を回避できる。従
って、本発明のＢｉ系酸化物超電導体の製造方法では、
超電導結晶粒の粒界に起因する弱結合の問題を解決する
ことができる。また、優れた超電導特性を有する長尺線
材あるいはコイルを容易に製造できる。
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超
電導体となし得る原料物質を金属製容器内に充填して複
合ビュレットとなし、次いでこの複合ビュレットに伸線
加工と部分溶融の工程を施すＢｉ系酸化物超電導体の製
造方法において、８８０℃〜８９０℃の部分溶融温度で
２０分以上保持後、８５０℃〜８６０℃まで０．１℃／
ｈ〜１００℃／ｈの速度で冷却することを特徴とするＢ
ｉ系酸化物超電導体の製造方法。 - 【請求項２】 冷却速度が０．１℃／ｈ〜１０℃／ｈで
あることを特徴とする請求項１記載のＢｉ系酸化物超電
導体の製造方法。 - 【請求項３】 ８８０℃〜８９０℃の部分溶融温度で２
０分以上保持後、８５０℃〜８６０℃まで０．１℃／ｈ
〜１００℃／ｈの速度で冷却する時の雰囲気が、酸素分
圧で１．５〜３０％であるＮ2 、Ａｒ等の混合ガスの気
流中であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載
のＢｉ系酸化物超電導体の製造方法。 - 【請求項４】 Ｂｉ系酸化物超電導体が、酸化物超電導
体と銀とが交互に積層された多層構造を有する複合多層
線材であることを特徴とする請求項１、請求項２又は請
求項３記載のＢｉ系酸化物超電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5171355A JPH06203669A (ja) | 1992-11-11 | 1993-07-12 | Ｂｉ系酸化物超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-301362 | 1992-11-11 | ||
| JP30136292 | 1992-11-11 | ||
| JP5171355A JPH06203669A (ja) | 1992-11-11 | 1993-07-12 | Ｂｉ系酸化物超電導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06203669A true JPH06203669A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=26494109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5171355A Pending JPH06203669A (ja) | 1992-11-11 | 1993-07-12 | Ｂｉ系酸化物超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06203669A (ja) |
-
1993
- 1993-07-12 JP JP5171355A patent/JPH06203669A/ja active Pending
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