JPH09295873A - 酸化物超電導導体の製造方法及び酸化物超電導導体 - Google Patents
酸化物超電導導体の製造方法及び酸化物超電導導体Info
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- JPH09295873A JPH09295873A JP8108304A JP10830496A JPH09295873A JP H09295873 A JPH09295873 A JP H09295873A JP 8108304 A JP8108304 A JP 8108304A JP 10830496 A JP10830496 A JP 10830496A JP H09295873 A JPH09295873 A JP H09295873A
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化物超電導体の結晶の連続成長を正常に行
うことができ、しかも優れた結晶配向性を維持しながら
酸化物超電導体の結晶を成長させることができる酸化物
超電導導体の製造方法と、機械的強度が優れかつ磁場下
での臨界電流密度が優れた酸化物超電導導体の提供。 【解決手段】 酸化物超電導材料粉末を主成分とする原
料粉末を成形後、焼結して原料焼結ロッド２１を形成
し、該ロッド２１を溶融凝固法により溶融凝固して酸化
物超電導導体を製造する方法において、前記原料粉末中
に銀粉末３〜１０重量％と白金粉末０．５〜１重量％を
それぞれ添加する工程を少なくとも備える酸化物超電導
導体の製造方法と、酸化物超電導材料粉末を主成分とす
る原料粉末を成形、焼結してなるロッド２１が溶融凝固
されてなる酸化物超電導導体であって、前記酸化物超電
導導体には銀３〜１０重量％と白金０．５〜１重量％と
がそれぞれ含有されている酸化物超電導導体。
うことができ、しかも優れた結晶配向性を維持しながら
酸化物超電導体の結晶を成長させることができる酸化物
超電導導体の製造方法と、機械的強度が優れかつ磁場下
での臨界電流密度が優れた酸化物超電導導体の提供。 【解決手段】 酸化物超電導材料粉末を主成分とする原
料粉末を成形後、焼結して原料焼結ロッド２１を形成
し、該ロッド２１を溶融凝固法により溶融凝固して酸化
物超電導導体を製造する方法において、前記原料粉末中
に銀粉末３〜１０重量％と白金粉末０．５〜１重量％を
それぞれ添加する工程を少なくとも備える酸化物超電導
導体の製造方法と、酸化物超電導材料粉末を主成分とす
る原料粉末を成形、焼結してなるロッド２１が溶融凝固
されてなる酸化物超電導導体であって、前記酸化物超電
導導体には銀３〜１０重量％と白金０．５〜１重量％と
がそれぞれ含有されている酸化物超電導導体。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、極低温の冷媒中に
浸漬された超電導機器に給電するための超電導電流リー
ド線などに用いられる酸化物超電導導体の製造方法及び
酸化物超電導導体に関するものである。
浸漬された超電導機器に給電するための超電導電流リー
ド線などに用いられる酸化物超電導導体の製造方法及び
酸化物超電導導体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、交流超電導コイル、超電導変圧
器などの超電導機器は、液体ヘリウムなどの極低温冷媒
中に浸漬して用いられ、それらの機器から導出された超
電導導線は、冷媒中で、外部電源から導かれた電流リー
ド線に接続されている。ここでの電流リード線として
は、常電導性のものよりも、超電導性のものの使用が望
ましいとされている。そこで、超電導電流リード線とし
て、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体の使用が考えられ
ている。
器などの超電導機器は、液体ヘリウムなどの極低温冷媒
中に浸漬して用いられ、それらの機器から導出された超
電導導線は、冷媒中で、外部電源から導かれた電流リー
ド線に接続されている。ここでの電流リード線として
は、常電導性のものよりも、超電導性のものの使用が望
ましいとされている。そこで、超電導電流リード線とし
て、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体の使用が考えられ
ている。
【０００３】この種のＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体
の従来の製造方法としては、まず、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
系超電導材料粉末を成形後、焼結して原料焼結ロッドを
作製し、ついで、この原料焼結ロッドを溶融凝固法によ
り溶融凝固することにより得られる。ここでの溶融凝固
法としては、円環状の電気炉を用い、原料焼結ロッドの
上端部側から電気炉内に導入し、該原料焼結ロッドを徐
々に引き上げることにより、原料焼結ロッドに部分的に
形成された溶融部を上端部側から下端部側に徐々に移動
させるとともに電気炉から導出された部分を冷やして凝
固させて、凝固部にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の結
晶を形成していた。
の従来の製造方法としては、まず、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
系超電導材料粉末を成形後、焼結して原料焼結ロッドを
作製し、ついで、この原料焼結ロッドを溶融凝固法によ
り溶融凝固することにより得られる。ここでの溶融凝固
法としては、円環状の電気炉を用い、原料焼結ロッドの
上端部側から電気炉内に導入し、該原料焼結ロッドを徐
々に引き上げることにより、原料焼結ロッドに部分的に
形成された溶融部を上端部側から下端部側に徐々に移動
させるとともに電気炉から導出された部分を冷やして凝
固させて、凝固部にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の結
晶を形成していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の酸化
物超電導導体の製造方法により得られたＹ−Ｂａ−Ｃｕ
−Ｏ系超電導導体にあっては、臨界電流密度（Ｊc）や
機械的強度において不満があり、これらの問題を解決す
るために、酸化物超電導材料粉末を主成分とする原料粉
末にＡg粉末あるいはＰt粉末を添加する方法が考えられ
ている。しかしながらＡg粉末を添加した場合において
は、添加量の大小にかかわらず、図４に示すように原料
焼結ロッド７の溶融部９の下に異常凝固物１２が生じ、
さらに該異常凝固物１２は溶融凝固法を進めるにつれて
（時間が経過するにつれて）大きくなり、正常なＹ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の結晶の連続成長が阻害され、
得られる酸化物超電導体の結晶配向性が低下し、臨界電
流密度が低いという欠点あった。なお、図４中符号１１
は、溶融部９と凝固部１０との境界に位置する成長界面
である。
物超電導導体の製造方法により得られたＹ−Ｂａ−Ｃｕ
−Ｏ系超電導導体にあっては、臨界電流密度（Ｊc）や
機械的強度において不満があり、これらの問題を解決す
るために、酸化物超電導材料粉末を主成分とする原料粉
末にＡg粉末あるいはＰt粉末を添加する方法が考えられ
ている。しかしながらＡg粉末を添加した場合において
は、添加量の大小にかかわらず、図４に示すように原料
焼結ロッド７の溶融部９の下に異常凝固物１２が生じ、
さらに該異常凝固物１２は溶融凝固法を進めるにつれて
（時間が経過するにつれて）大きくなり、正常なＹ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の結晶の連続成長が阻害され、
得られる酸化物超電導体の結晶配向性が低下し、臨界電
流密度が低いという欠点あった。なお、図４中符号１１
は、溶融部９と凝固部１０との境界に位置する成長界面
である。
【０００５】また、Ｐt粉末を加える場合は、Ｐt粉末の
添加量の大小にかかわらず、図４と同様の異常凝固物が
生じてしまい、該異常凝固物に起因して臨界電流密度が
低くなるという欠点があった。従って、前述の酸化物超
電導導体の製造方法により得られるＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
系酸化物超電導導体にあっては、磁場下での臨界電流密
度が低いという問題があった。
添加量の大小にかかわらず、図４と同様の異常凝固物が
生じてしまい、該異常凝固物に起因して臨界電流密度が
低くなるという欠点があった。従って、前述の酸化物超
電導導体の製造方法により得られるＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
系酸化物超電導導体にあっては、磁場下での臨界電流密
度が低いという問題があった。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、酸化物超電導体の結晶の連続成長を正常に行うこと
ができ、しかも優れた結晶配向性を維持しながら酸化物
超電導体の結晶を成長させることができる酸化物超電導
導体の製造方法と、これによって得られる機械的強度が
優れ、かつ磁場下での臨界電流密度が優れた酸化物超電
導導体を提供することにある。
で、酸化物超電導体の結晶の連続成長を正常に行うこと
ができ、しかも優れた結晶配向性を維持しながら酸化物
超電導体の結晶を成長させることができる酸化物超電導
導体の製造方法と、これによって得られる機械的強度が
優れ、かつ磁場下での臨界電流密度が優れた酸化物超電
導導体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
酸化物超電導材料粉末を主成分とする原料粉末を成形
後、焼結して原料焼結ロッドを形成し、該原料焼結ロッ
ドを溶融凝固法により溶融凝固して酸化物超電導導体を
製造する方法において、前記原料粉末中に銀粉末３〜１
０重量％と白金粉末０．５〜１重量％をそれぞれ添加す
る工程を少なくとも備えることを特徴とする酸化物超電
導導体の製造方法を前記課題の解決手段とした。また、
請求項２記載の発明は、酸化物超電導材料粉末を主成分
とする原料粉末を成形、焼結してなる原料焼結ロッドが
溶融凝固されてなる酸化物超電導導体であって、前記原
料焼結ロッド中には銀３〜１０重量％と白金０．５〜１
重量％とがそれぞれ含有されていることを特徴とする酸
化物超電導導体を前記課題の解決手段とした。
酸化物超電導材料粉末を主成分とする原料粉末を成形
後、焼結して原料焼結ロッドを形成し、該原料焼結ロッ
ドを溶融凝固法により溶融凝固して酸化物超電導導体を
製造する方法において、前記原料粉末中に銀粉末３〜１
０重量％と白金粉末０．５〜１重量％をそれぞれ添加す
る工程を少なくとも備えることを特徴とする酸化物超電
導導体の製造方法を前記課題の解決手段とした。また、
請求項２記載の発明は、酸化物超電導材料粉末を主成分
とする原料粉末を成形、焼結してなる原料焼結ロッドが
溶融凝固されてなる酸化物超電導導体であって、前記原
料焼結ロッド中には銀３〜１０重量％と白金０．５〜１
重量％とがそれぞれ含有されていることを特徴とする酸
化物超電導導体を前記課題の解決手段とした。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の酸化物超電導導体
の製造方法をＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体の製造方
法に適用した例について説明する。まず、酸化物超電導
材料粉末としてのＹＢa2Ｃu3Ｏ7-x（以下、Ｙ１２３と
略す）粉末に、Ｙ2ＢaＣuＯ5（以下、Ｙ２１１と略す）
粉末と、銀粉末と、白金粉末を添加、混合して原料粉末
を用意する。ここでのＹ１２３粉末とＹ２１１粉末との
混合比率は、１０モル：１〜５モル程度、好ましくは１
０モル：３〜５モル程度、より好ましくは１０モル：４
モル程度である。Ｙ２１１粉末の添加量が５モルを越え
ると、Ｙ１２３結晶の連続成長が阻害されるため好まし
くなく、Ｙ２１１粉末の添加量が１モル未満であると、
高臨界電流密度（Ｊc）をもたらす磁束ピンニング量が
少ないため好ましくない。
の製造方法をＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体の製造方
法に適用した例について説明する。まず、酸化物超電導
材料粉末としてのＹＢa2Ｃu3Ｏ7-x（以下、Ｙ１２３と
略す）粉末に、Ｙ2ＢaＣuＯ5（以下、Ｙ２１１と略す）
粉末と、銀粉末と、白金粉末を添加、混合して原料粉末
を用意する。ここでのＹ１２３粉末とＹ２１１粉末との
混合比率は、１０モル：１〜５モル程度、好ましくは１
０モル：３〜５モル程度、より好ましくは１０モル：４
モル程度である。Ｙ２１１粉末の添加量が５モルを越え
ると、Ｙ１２３結晶の連続成長が阻害されるため好まし
くなく、Ｙ２１１粉末の添加量が１モル未満であると、
高臨界電流密度（Ｊc）をもたらす磁束ピンニング量が
少ないため好ましくない。
【０００９】前記原料粉末中に銀粉末と白金粉末のうち
一方のみしか添加されていないと、得られる溶融凝固ロ
ッドの表面が粗くなったり、あるいは原料焼結ロッドの
溶融部の下に異常凝固物が発生し、Ｙ１２３の結晶の連
続成長が阻害され、Ｙ１２３の結晶配向性が低下してし
まう。前記原料粉末中の銀粉末の添加量は、３〜１０重
量％、好ましくは５〜１０重量％である。銀粉末の添加
量が３重量％未満であると異常凝固物が発生しやすく、
一方、銀粉末の添加量が１０重量％を越えると、凝固部
中の銀粉末の分布が不均一となり、特に、銀粉末が凝固
部の中央に集まり易く、これによって得られるＹ−Ｂａ
−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体の電流経路が狭くなり、超電導
特性が低下するため好ましくない。
一方のみしか添加されていないと、得られる溶融凝固ロ
ッドの表面が粗くなったり、あるいは原料焼結ロッドの
溶融部の下に異常凝固物が発生し、Ｙ１２３の結晶の連
続成長が阻害され、Ｙ１２３の結晶配向性が低下してし
まう。前記原料粉末中の銀粉末の添加量は、３〜１０重
量％、好ましくは５〜１０重量％である。銀粉末の添加
量が３重量％未満であると異常凝固物が発生しやすく、
一方、銀粉末の添加量が１０重量％を越えると、凝固部
中の銀粉末の分布が不均一となり、特に、銀粉末が凝固
部の中央に集まり易く、これによって得られるＹ−Ｂａ
−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体の電流経路が狭くなり、超電導
特性が低下するため好ましくない。
【００１０】前記原料粉末中の白金粉末の含有量は、
０．５〜１重量％である。白金粉末の添加量が０．５重
量％未満であると、異常凝固物が発生し易いため好まし
くない。一方、白金粉末の添加量が１重量％を越える
と、原料焼結ロッドを溶融凝固する際に液相である溶融
部に塊状のＹ１２３の結晶が晶出し易く、凝固部に形成
されるＹ１２３の結晶の結晶配向性を低下させるため好
ましくない。
０．５〜１重量％である。白金粉末の添加量が０．５重
量％未満であると、異常凝固物が発生し易いため好まし
くない。一方、白金粉末の添加量が１重量％を越える
と、原料焼結ロッドを溶融凝固する際に液相である溶融
部に塊状のＹ１２３の結晶が晶出し易く、凝固部に形成
されるＹ１２３の結晶の結晶配向性を低下させるため好
ましくない。
【００１１】ついで、混合した原料粉末を常温静水圧圧
縮成形法（ＣＩＰ）などにより圧縮成形してロッド状出
発材を作製した後、該ロッド状出発材を酸素雰囲気中に
おいて９００〜９３０℃の温度で、８〜２４時間程度加
熱して焼結して、原料焼結ロッドを作製する。ついで、
原料焼結ロッドを溶融凝固法により溶融凝固させて溶融
凝固ロッドを作製する。
縮成形法（ＣＩＰ）などにより圧縮成形してロッド状出
発材を作製した後、該ロッド状出発材を酸素雰囲気中に
おいて９００〜９３０℃の温度で、８〜２４時間程度加
熱して焼結して、原料焼結ロッドを作製する。ついで、
原料焼結ロッドを溶融凝固法により溶融凝固させて溶融
凝固ロッドを作製する。
【００１２】図１は、ここでの溶融凝固法に用いられる
電気炉を説明するための概略構成図である。この電気炉
２０は、円環状のものであり、その中央には作製した原
料焼結ロッド２１を通すための孔２３が設けられ、さら
に、この孔２３の周囲に加熱手段２５が設けられてお
り、前記孔２３内に通した原料焼結ロッド２１を部分的
に加熱して溶融できるようになっているものである。加
熱手段２５のピーク温度は、原料焼結ロッド２１の融点
より高い温度に設定される。また、電気炉２０内の温度
分布は、Ｙ１２３の結晶を成長させるのに必要な温度勾
配であることが好ましく、例えば、原料焼結ロッド２１
の融点が９５０℃であるとき１６０℃／ｃｍ程度とされ
る。
電気炉を説明するための概略構成図である。この電気炉
２０は、円環状のものであり、その中央には作製した原
料焼結ロッド２１を通すための孔２３が設けられ、さら
に、この孔２３の周囲に加熱手段２５が設けられてお
り、前記孔２３内に通した原料焼結ロッド２１を部分的
に加熱して溶融できるようになっているものである。加
熱手段２５のピーク温度は、原料焼結ロッド２１の融点
より高い温度に設定される。また、電気炉２０内の温度
分布は、Ｙ１２３の結晶を成長させるのに必要な温度勾
配であることが好ましく、例えば、原料焼結ロッド２１
の融点が９５０℃であるとき１６０℃／ｃｍ程度とされ
る。
【００１３】このような円環状の電気炉２０を用いて原
料焼結ロッド２１を溶融凝固させるには、原料焼結ロッ
ド２１を上端部２７側から電気炉２０の孔２３内に導入
し、該原料焼結ロッド２１をその長手方向に沿った軸２
６を中心にして回転させながら徐々に引き上げることに
より、この原料焼結ロッド２１に部分的に形成された溶
融部９を上端部側から下端部側に徐々に移動させるとと
もに孔２３から導出された部分を冷やして凝固させる
と、凝固部１０にＹ１２３の結晶が形成される。ここで
凝固部のＹ１２３の結晶の成長速度は、原料焼結ロッド
２１の引き上げ速度により制限され、１〜３ｍｍ／程度
とされる。
料焼結ロッド２１を溶融凝固させるには、原料焼結ロッ
ド２１を上端部２７側から電気炉２０の孔２３内に導入
し、該原料焼結ロッド２１をその長手方向に沿った軸２
６を中心にして回転させながら徐々に引き上げることに
より、この原料焼結ロッド２１に部分的に形成された溶
融部９を上端部側から下端部側に徐々に移動させるとと
もに孔２３から導出された部分を冷やして凝固させる
と、凝固部１０にＹ１２３の結晶が形成される。ここで
凝固部のＹ１２３の結晶の成長速度は、原料焼結ロッド
２１の引き上げ速度により制限され、１〜３ｍｍ／程度
とされる。
【００１４】ついで、溶融凝固ロッドを酸素雰囲気中に
おいて４５０〜５００℃の温度で、４８〜１５０時間程
度アニールする。この後、溶融凝固ロッドを常温まで冷
却すると、目的とするＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体
が得られる。このＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体は、
銀３〜１０重量％と白金０．５〜１重量％とがそれぞれ
含まれている。前述のようにして製造されたＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−Ｏ系超電導導体は、極低温の冷媒中に浸漬された
超電導機器に給電するための超電導電流リード線などに
好適に用いることができる。
おいて４５０〜５００℃の温度で、４８〜１５０時間程
度アニールする。この後、溶融凝固ロッドを常温まで冷
却すると、目的とするＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体
が得られる。このＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体は、
銀３〜１０重量％と白金０．５〜１重量％とがそれぞれ
含まれている。前述のようにして製造されたＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−Ｏ系超電導導体は、極低温の冷媒中に浸漬された
超電導機器に給電するための超電導電流リード線などに
好適に用いることができる。
【００１５】この例のＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体
の製造方法にあっては、Ｙ１２３粉末を主成分とする原
料粉末中に銀粉末３〜１０重量％と白金粉末０．５〜１
重量％をそれぞれ添加することにより、この原料粉末を
成形後、焼結して形成した原料焼結ロッド２１を溶融凝
固法により溶融凝固する際に、溶融部９の下に異常凝固
物が生じることや凝固部中の銀粉末の分布が不均一とな
ることを防止でき、Ｙ１２３の結晶の連続成長を正常に
行うことができ、しかも優れた結晶配向性を維持しなが
ら酸化物超電導体の結晶を成長させることができる。ま
た、このようにして製造されたＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超
電導導体にあっては、銀３〜１０重量％と白金０．５〜
１重量％が含有されているので、銀と白金のうち一方の
みが含まれたＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体に比べ
て、機械的強度が優れており、しかもＹ１２３の結晶配
向性が優れ、磁場下での臨界電流密度に優れる。
の製造方法にあっては、Ｙ１２３粉末を主成分とする原
料粉末中に銀粉末３〜１０重量％と白金粉末０．５〜１
重量％をそれぞれ添加することにより、この原料粉末を
成形後、焼結して形成した原料焼結ロッド２１を溶融凝
固法により溶融凝固する際に、溶融部９の下に異常凝固
物が生じることや凝固部中の銀粉末の分布が不均一とな
ることを防止でき、Ｙ１２３の結晶の連続成長を正常に
行うことができ、しかも優れた結晶配向性を維持しなが
ら酸化物超電導体の結晶を成長させることができる。ま
た、このようにして製造されたＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超
電導導体にあっては、銀３〜１０重量％と白金０．５〜
１重量％が含有されているので、銀と白金のうち一方の
みが含まれたＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体に比べ
て、機械的強度が優れており、しかもＹ１２３の結晶配
向性が優れ、磁場下での臨界電流密度に優れる。
【００１６】なお、前述酸化物超電導導体の製造方法の
例においては、原料焼結ロッドを溶融凝固する際に、原
料焼結ロッドに部分的に形成された溶融部を上端部側か
ら下端部側に徐々に移動させる一方向溶融凝固法を採用
する場合について説明したが、必ずしもこの限りではな
く、溶融部を下端部側から上端部側に徐々に移動させて
もよく、あるいは、溶融部を上端部側から下端部側に徐
々に移動させた後、溶融部を下端部側から上端部側に徐
々に移動させる二方向溶融凝固法を採用してもよい。ま
た、前述の酸化物超電導導体の製造方法の例において
は、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体を製造する場合に
ついて説明したが、Ａ−Ｂ−Ｃｕ−Ｏ系（ただし、Ａは
Ｌa，Ｃe，Ｙ，Ｓc，Ｙbなどの周期律表IIIa族元素の１
種以上を示し、ＢはＳr，Ｂaなどの周期律表IIa族元素
の１種以上を示す）系超電導導体を製造する場合にも同
様になし得る。
例においては、原料焼結ロッドを溶融凝固する際に、原
料焼結ロッドに部分的に形成された溶融部を上端部側か
ら下端部側に徐々に移動させる一方向溶融凝固法を採用
する場合について説明したが、必ずしもこの限りではな
く、溶融部を下端部側から上端部側に徐々に移動させて
もよく、あるいは、溶融部を上端部側から下端部側に徐
々に移動させた後、溶融部を下端部側から上端部側に徐
々に移動させる二方向溶融凝固法を採用してもよい。ま
た、前述の酸化物超電導導体の製造方法の例において
は、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体を製造する場合に
ついて説明したが、Ａ−Ｂ−Ｃｕ−Ｏ系（ただし、Ａは
Ｌa，Ｃe，Ｙ，Ｓc，Ｙbなどの周期律表IIIa族元素の１
種以上を示し、ＢはＳr，Ｂaなどの周期律表IIa族元素
の１種以上を示す）系超電導導体を製造する場合にも同
様になし得る。
【００１７】
【実施例】 （実験例１）ＹＢa2Ｃu3Ｏ7-x（Ｙ１２３）粉末とＹ2Ｂ
aＣuＯ5（Ｙ２１１）粉末と比率が１０モル：３モルの
粉末に、Ａg粉末０〜１０重量％と、Ｐt粉末０〜０．５
重量％とを混合した原料粉末（サンプルＮｏ．１〜４）
を用意した。ここでの原料粉末の配合を下記表１に示
す。
aＣuＯ5（Ｙ２１１）粉末と比率が１０モル：３モルの
粉末に、Ａg粉末０〜１０重量％と、Ｐt粉末０〜０．５
重量％とを混合した原料粉末（サンプルＮｏ．１〜４）
を用意した。ここでの原料粉末の配合を下記表１に示
す。
【００１８】
【表１】
【００１９】ついで、混合した原料粉末を常温静水圧圧
縮成形法により成形圧力２０００ｋｇ／ｃｍ2で圧縮成
形し、ロッド状出発材を作製した。これらのロッド状出
発材を、酸素雰囲気中で９００℃、８時間で焼結し原料
焼結ロッドを作製した。ついで、これらの原料焼結ロッ
ドを一方向溶融凝固法により溶融凝固し、溶融凝固ロッ
ドを作製した。ここでの一方向溶融凝固法では円環状の
電気炉を用い、電気炉のピーク温度は１０００℃にセッ
トし、温度勾配は９５０℃において１６０℃／ｃｍであ
った。また、原料焼結ロッドを溶融凝固させる際、原料
焼結をその長手方向に沿った軸を中心にして回転させな
がら電気炉内を通すとともに、ＹＢa2Ｃu3Ｏ7-x（Ｙ１
２３）の結晶を成長速度１ｍｍ／ｈで成長させた。つい
で、溶融凝固ロッドを酸素雰囲気中において５００℃の
温度で、４８時間程度アニールした後、冷却した。ここ
で得られた溶融凝固ロッドの大きさは、径２〜３ｍｍ、
長さ２０〜１００ｍｍであった。
縮成形法により成形圧力２０００ｋｇ／ｃｍ2で圧縮成
形し、ロッド状出発材を作製した。これらのロッド状出
発材を、酸素雰囲気中で９００℃、８時間で焼結し原料
焼結ロッドを作製した。ついで、これらの原料焼結ロッ
ドを一方向溶融凝固法により溶融凝固し、溶融凝固ロッ
ドを作製した。ここでの一方向溶融凝固法では円環状の
電気炉を用い、電気炉のピーク温度は１０００℃にセッ
トし、温度勾配は９５０℃において１６０℃／ｃｍであ
った。また、原料焼結ロッドを溶融凝固させる際、原料
焼結をその長手方向に沿った軸を中心にして回転させな
がら電気炉内を通すとともに、ＹＢa2Ｃu3Ｏ7-x（Ｙ１
２３）の結晶を成長速度１ｍｍ／ｈで成長させた。つい
で、溶融凝固ロッドを酸素雰囲気中において５００℃の
温度で、４８時間程度アニールした後、冷却した。ここ
で得られた溶融凝固ロッドの大きさは、径２〜３ｍｍ、
長さ２０〜１００ｍｍであった。
【００２０】次に、得られた溶融凝固ロッドの外観につ
いて調べた。その結果を図２に示す。図２は、サンプル
Ｎｏ．１〜４の原料粉末を用いて得られた溶融凝固ロッ
ドの外観を示す図であり、図２（ａ）はＰt、Ａg粉末も
Ｐt粉末も添加されていないサンプルサンプルＮｏ．１
の原料粉末を用いて作製した溶融凝固ロッド、（ｂ）は
Ｐt粉末のみ０．５重量％添加されたサンプルＮｏ．２
の原料粉末を用いて作製した溶融凝固ロッド、（ｃ）は
Ａg粉末のみ１０重量％添加されたサンプルＮｏ．３の
原料粉末を用いて作製した溶融凝固ロッド、（ｄ）はＡ
g粉末１０重量％とＰt粉末０．５重量％の両方が添加さ
れたサンプルＮｏ．４の原料粉末を用いて作製した溶融
凝固ロッドである。
いて調べた。その結果を図２に示す。図２は、サンプル
Ｎｏ．１〜４の原料粉末を用いて得られた溶融凝固ロッ
ドの外観を示す図であり、図２（ａ）はＰt、Ａg粉末も
Ｐt粉末も添加されていないサンプルサンプルＮｏ．１
の原料粉末を用いて作製した溶融凝固ロッド、（ｂ）は
Ｐt粉末のみ０．５重量％添加されたサンプルＮｏ．２
の原料粉末を用いて作製した溶融凝固ロッド、（ｃ）は
Ａg粉末のみ１０重量％添加されたサンプルＮｏ．３の
原料粉末を用いて作製した溶融凝固ロッド、（ｄ）はＡ
g粉末１０重量％とＰt粉末０．５重量％の両方が添加さ
れたサンプルＮｏ．４の原料粉末を用いて作製した溶融
凝固ロッドである。
【００２１】図２に示した結果から明らかなように、Ａ
g粉末もＰt粉末も添加されていない、溶融凝固ロッド
や、Ａg粉末とＰt粉末のうち一方のみが添加された溶融
凝固ロッドは、表面が粗く、溶融部の下に好ましくない
異常凝固物があり、Ｙ１２３の結晶の連続成長が妨げら
れた。これに対してＰt粉末とＡg粉末の両方が添加され
た溶融凝固ロッドは、表面が緻密で、異常凝固物も認め
られず、Ｙ１２３の結晶の連続成長を可能にすることが
分る。
g粉末もＰt粉末も添加されていない、溶融凝固ロッド
や、Ａg粉末とＰt粉末のうち一方のみが添加された溶融
凝固ロッドは、表面が粗く、溶融部の下に好ましくない
異常凝固物があり、Ｙ１２３の結晶の連続成長が妨げら
れた。これに対してＰt粉末とＡg粉末の両方が添加され
た溶融凝固ロッドは、表面が緻密で、異常凝固物も認め
られず、Ｙ１２３の結晶の連続成長を可能にすることが
分る。
【００２２】（実験例２）ＹＢa2Ｃu3Ｏ7-x（Ｙ１２
３）粉末とＹ2ＢaＣuＯ5（Ｙ２１１）粉末と比率が１０
モル：３モルの粉末に、Ａg粉末３重量％と、Ｐt粉末
０．５〜３重量％とを混合した原料粉末（サンプルＮ
ｏ．５〜７）を用意した。ここでの原料粉末の配合を下
記表２に示す。ついで、混合した原料粉末を用いて前述
の実験例１と同様にして溶融凝固ロッドを作製した。
３）粉末とＹ2ＢaＣuＯ5（Ｙ２１１）粉末と比率が１０
モル：３モルの粉末に、Ａg粉末３重量％と、Ｐt粉末
０．５〜３重量％とを混合した原料粉末（サンプルＮ
ｏ．５〜７）を用意した。ここでの原料粉末の配合を下
記表２に示す。ついで、混合した原料粉末を用いて前述
の実験例１と同様にして溶融凝固ロッドを作製した。
【００２３】
【表２】
【００２４】次に、得られた溶融凝固ロッドの結晶の構
造について光学顕微鏡を用いて調べた。その結果を図３
に示す。図３は、サンプルＮｏ．５〜７の原料粉末を用
いて得られた溶融凝固ロッドの成長界面と凝固部の結晶
の構造を示す写真である。であり、図３（ａ）はサンプ
ルＮｏ．５の原料粉末を用いて作製した溶融凝固ロッ
ド、（ｂ）サンプルＮｏ．６の原料粉末を用いて作製し
た溶融凝固ロッド、（ｃ）サンプルＮｏ．７の原料粉末
を用いて作製した溶融凝固ロッドである。
造について光学顕微鏡を用いて調べた。その結果を図３
に示す。図３は、サンプルＮｏ．５〜７の原料粉末を用
いて得られた溶融凝固ロッドの成長界面と凝固部の結晶
の構造を示す写真である。であり、図３（ａ）はサンプ
ルＮｏ．５の原料粉末を用いて作製した溶融凝固ロッ
ド、（ｂ）サンプルＮｏ．６の原料粉末を用いて作製し
た溶融凝固ロッド、（ｃ）サンプルＮｏ．７の原料粉末
を用いて作製した溶融凝固ロッドである。
【００２５】図３に示した結果から明らかなようにサン
プルＮｏ．７の原料粉末を用いて作製した溶融凝固ロッ
ドは、液相である溶融部に塊状のＹ１２３の結晶が晶出
しており、凝固部に形成されるＹ１２３の結晶の結晶配
向性を低下させていることが分る。この結果から、原料
粉末にＡg粉末が添加されているときＰt粉末の添加量を
０．５〜１重量％とすることが、溶融部に塊状のＹ１２
３の結晶が晶出されることの防止に有効であることが分
る。
プルＮｏ．７の原料粉末を用いて作製した溶融凝固ロッ
ドは、液相である溶融部に塊状のＹ１２３の結晶が晶出
しており、凝固部に形成されるＹ１２３の結晶の結晶配
向性を低下させていることが分る。この結果から、原料
粉末にＡg粉末が添加されているときＰt粉末の添加量を
０．５〜１重量％とすることが、溶融部に塊状のＹ１２
３の結晶が晶出されることの防止に有効であることが分
る。
【００２６】（実験例３）ＹＢa2Ｃu3Ｏ7-x（Ｙ１２
３）粉末とＹ2ＢaＣuＯ5（Ｙ２１１）粉末と比率が１０
モル：３モルあるいは１０モル：５モルのＹＢaＣuＯの
粉末に、Ａgを３〜１０重量％、Ｐtを０．５〜１重量％
を混合した原料粉末（サンプルＮｏ．８〜１７）を用意
した。ここでの原料粉末の配合を下記表３に示す。つい
で、混合した原料粉末を用い、ＹＢa2Ｃu3Ｏ7-x（Ｙ１
２３）の結晶の成長速度を１ｍｍ／ｈまたは３ｍｍ／ｈ
で成長させた以外は前述の実験例１と同様にして溶融凝
固ロッドを作製した。成長後、溶融凝固ロッドは臨界電
流温度を測定するためにゆっくり冷やした。次に、直流
四端子法により７７Ｋ、０テスラにおける臨界電流（Ｉ
c）と臨界電流密度（Ｊc）を測定した。その結果を表３
に合わせて示す。
３）粉末とＹ2ＢaＣuＯ5（Ｙ２１１）粉末と比率が１０
モル：３モルあるいは１０モル：５モルのＹＢaＣuＯの
粉末に、Ａgを３〜１０重量％、Ｐtを０．５〜１重量％
を混合した原料粉末（サンプルＮｏ．８〜１７）を用意
した。ここでの原料粉末の配合を下記表３に示す。つい
で、混合した原料粉末を用い、ＹＢa2Ｃu3Ｏ7-x（Ｙ１
２３）の結晶の成長速度を１ｍｍ／ｈまたは３ｍｍ／ｈ
で成長させた以外は前述の実験例１と同様にして溶融凝
固ロッドを作製した。成長後、溶融凝固ロッドは臨界電
流温度を測定するためにゆっくり冷やした。次に、直流
四端子法により７７Ｋ、０テスラにおける臨界電流（Ｉ
c）と臨界電流密度（Ｊc）を測定した。その結果を表３
に合わせて示す。
【００２７】
【表３】
【００２８】表３に示した結果から明らかなように、Ｐ
t粉末とＡg粉末を特定量添加することにより、高臨界電
流密度（Ｊc）のものが得られることが分る。
t粉末とＡg粉末を特定量添加することにより、高臨界電
流密度（Ｊc）のものが得られることが分る。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明の酸化物超電
導導体の製造方法にあっては、酸化物超電導材料粉末を
主成分とする原料粉末中に銀粉末３〜１０重量％と白金
粉末０．５〜１重量％をそれぞれ添加することにより、
この原料粉末を成形後、焼結して形成した原料焼結ロッ
ドを溶融凝固法により溶融凝固する際に、溶融部の下に
異常凝固物が生じることや凝固部中の銀粉末の分布が不
均一となることを防止でき、酸化物超電導体の結晶の連
続成長を正常に行うことができ、しかも優れた結晶配向
性を維持しながら酸化物超電導体の結晶を成長させるこ
とができる。また、本発明の酸化物超電導導体にあって
は、銀３〜１０重量％と白金０．５〜１重量％とがそれ
ぞれ含有されていることにより、銀と白金のうち一方の
みが含まれた酸化物超電導導体に比べて、機械的強度が
優れ、しかも酸化物超電導体の結晶配向性が優れ、磁場
下での臨界電流密度に優れ、極低温の冷媒中に浸漬され
た超電導機器に給電するための超電導電流リード線など
として好適に用いることができる。
導導体の製造方法にあっては、酸化物超電導材料粉末を
主成分とする原料粉末中に銀粉末３〜１０重量％と白金
粉末０．５〜１重量％をそれぞれ添加することにより、
この原料粉末を成形後、焼結して形成した原料焼結ロッ
ドを溶融凝固法により溶融凝固する際に、溶融部の下に
異常凝固物が生じることや凝固部中の銀粉末の分布が不
均一となることを防止でき、酸化物超電導体の結晶の連
続成長を正常に行うことができ、しかも優れた結晶配向
性を維持しながら酸化物超電導体の結晶を成長させるこ
とができる。また、本発明の酸化物超電導導体にあって
は、銀３〜１０重量％と白金０．５〜１重量％とがそれ
ぞれ含有されていることにより、銀と白金のうち一方の
みが含まれた酸化物超電導導体に比べて、機械的強度が
優れ、しかも酸化物超電導体の結晶配向性が優れ、磁場
下での臨界電流密度に優れ、極低温の冷媒中に浸漬され
た超電導機器に給電するための超電導電流リード線など
として好適に用いることができる。
【図１】 本発明の酸化物超電導導体の製造方法におい
て、原料焼結ロッドを溶融凝固する際に用いる電気炉の
例を説明するための概略構成図である。
て、原料焼結ロッドを溶融凝固する際に用いる電気炉の
例を説明するための概略構成図である。
【図２】 実験例１のサンプルＮｏ．１〜４の原料粉末
を用いて得られた溶融凝固ロッドの外観を示す図であ
る。
を用いて得られた溶融凝固ロッドの外観を示す図であ
る。
【図３】 実験例２のサンプルＮｏ．５〜７の原料粉末
を用いて得られた溶融凝固ロッドの成長界面と凝固部の
結晶の構造を示す写真である。
を用いて得られた溶融凝固ロッドの成長界面と凝固部の
結晶の構造を示す写真である。
【図４】 従来の酸化物超電導導体の製造方法により製
造されたＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体の外観を示す
図である。
造されたＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体の外観を示す
図である。
９・・・溶融部、１０・・・凝固部、１１・・・成長界面、２０・
・・電気炉、２１・・・原料焼結ロッド、２３・・・孔、２５・・
・加熱手段、２６・・・軸、２７・・・上端部。
・・電気炉、２１・・・原料焼結ロッド、２３・・・孔、２５・・
・加熱手段、２６・・・軸、２７・・・上端部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 隆 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 中川 三紀夫 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 河野 宰 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 長屋 重夫 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の１ 中部電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者 下之園 隆明 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の１ 中部電力株式会社電力技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化物超電導材料粉末を主成分とする原
料粉末を成形後、焼結して原料焼結ロッドを形成し、該
原料焼結ロッドを溶融凝固法により溶融凝固して酸化物
超電導導体を製造する方法において、前記原料粉末中に
銀粉末３〜１０重量％と白金粉末０．５〜１重量％をそ
れぞれ添加する工程を少なくとも備えることを特徴とす
る酸化物超電導導体の製造方法。 - 【請求項２】 酸化物超電導材料粉末を主成分とする原
料粉末を成形、焼結してなる原料焼結ロッドが溶融凝固
されてなる酸化物超電導導体であって、前記酸化物超電
導導体には銀３〜１０重量％と白金０．５〜１重量％と
がそれぞれ含有されていることを特徴とする酸化物超電
導導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8108304A JPH09295873A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 酸化物超電導導体の製造方法及び酸化物超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8108304A JPH09295873A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 酸化物超電導導体の製造方法及び酸化物超電導導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09295873A true JPH09295873A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=14481313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8108304A Pending JPH09295873A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 酸化物超電導導体の製造方法及び酸化物超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09295873A (ja) |
-
1996
- 1996-04-26 JP JP8108304A patent/JPH09295873A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040106 |