JPH1064350A - 酸化物超電導導体の製造方法及び溶融凝固装置 - Google Patents
酸化物超電導導体の製造方法及び溶融凝固装置Info
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- JPH1064350A JPH1064350A JP8213814A JP21381496A JPH1064350A JP H1064350 A JPH1064350 A JP H1064350A JP 8213814 A JP8213814 A JP 8213814A JP 21381496 A JP21381496 A JP 21381496A JP H1064350 A JPH1064350 A JP H1064350A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高電流密度特性を備えた酸化物超電導導体を
製造効率良く得ること。 【解決手段】 原料焼結ロッド５１に形成する超電導部
５１ｂの長さ以上の高さを有する加熱部を備えた加熱手
段を用いてロッド５１をその側面側から加熱して溶融し
た後、ロッド５１をこれの長さ方向に沿った軸方向Ｘお
よびこの軸方向Ｘに直交する直交方向Ｙに移動させなが
ら凝固する酸化物超電導導体の製造方法と、超電導部５
１ｂの長さ以上の高さＨを有する炉本体４３と、ロッド
５１を保持するとともにこれを方向Ｘおよび方向Ｙに移
動させる移動機構とが少なくとも備えられ、炉本体４３
の側面にはロッド５１を通す凹状溝４３ｂが高さ方向に
沿って形成され、かつ溝４３ｂの壁面にロッド５１をそ
の側面側から加熱して溶融する多数のヒータ４７からな
る加熱部が高さ方向に沿って設けられ、該加熱部は超電
導部５１ｂの長さ以上の高さを有するものである溶融凝
固装置。
製造効率良く得ること。 【解決手段】 原料焼結ロッド５１に形成する超電導部
５１ｂの長さ以上の高さを有する加熱部を備えた加熱手
段を用いてロッド５１をその側面側から加熱して溶融し
た後、ロッド５１をこれの長さ方向に沿った軸方向Ｘお
よびこの軸方向Ｘに直交する直交方向Ｙに移動させなが
ら凝固する酸化物超電導導体の製造方法と、超電導部５
１ｂの長さ以上の高さＨを有する炉本体４３と、ロッド
５１を保持するとともにこれを方向Ｘおよび方向Ｙに移
動させる移動機構とが少なくとも備えられ、炉本体４３
の側面にはロッド５１を通す凹状溝４３ｂが高さ方向に
沿って形成され、かつ溝４３ｂの壁面にロッド５１をそ
の側面側から加熱して溶融する多数のヒータ４７からな
る加熱部が高さ方向に沿って設けられ、該加熱部は超電
導部５１ｂの長さ以上の高さを有するものである溶融凝
固装置。
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を溶融凝固法に
より製造する酸化物超電導導体の製造方法及びこの製造
方法の実施に好適に用いられる溶融凝固装置に関するも
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を溶融凝固法に
より製造する酸化物超電導導体の製造方法及びこの製造
方法の実施に好適に用いられる溶融凝固装置に関するも
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。原料焼結ロッドを
溶融凝固する従来の溶融凝固装置としては、図４に示す
ような円環状の電気炉が用いられていた。この電気炉２
０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の周囲にヒータ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。このよ
うな円環状の電気炉２０を用いて原料焼結ロッドを溶融
凝固するには、原料焼結ロッド２１の上端部側から電気
炉２０内に導入し、該原料焼結ロッド２１を長さ方向に
沿った軸２６を中心にして回転させながら徐々に上方
（軸２６方向に沿った方向）に引き上げることにより、
原料焼結ロッド２１に部分的に形成された溶融帯２９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２０から導出された部分を冷やして凝固させて、溶融
を経て凝固した凝固部にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体
の結晶を成長させていた。
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。原料焼結ロッドを
溶融凝固する従来の溶融凝固装置としては、図４に示す
ような円環状の電気炉が用いられていた。この電気炉２
０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の周囲にヒータ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。このよ
うな円環状の電気炉２０を用いて原料焼結ロッドを溶融
凝固するには、原料焼結ロッド２１の上端部側から電気
炉２０内に導入し、該原料焼結ロッド２１を長さ方向に
沿った軸２６を中心にして回転させながら徐々に上方
（軸２６方向に沿った方向）に引き上げることにより、
原料焼結ロッド２１に部分的に形成された溶融帯２９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２０から導出された部分を冷やして凝固させて、溶融
を経て凝固した凝固部にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体
の結晶を成長させていた。
【０００４】また、従来の溶融凝固装置の他の例として
は、図５に示すような反射炉３０が用いられていた。こ
の反射炉３０は、二枚の反射鏡３１，３１をその凹部３
１ａ，３１ａが対向するように配設してなる縦断面形状
が略楕円状のものであり、中央には作製した原料焼結ロ
ッド２１を通すための孔３３が設けられ、さらに各反射
鏡３１の楕円焦点に赤外線ランプ３５がそれぞれ設けら
れており、前記孔３３内に通された原料焼結ロッド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。このような反射炉３０を用いて原料焼結ロッドを
溶融凝固する方法、前述の円環状の電気炉２０を用いる
場合と同様にして行うことができる。なお、図６にＹ−
Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の結晶の格子面を説明するた
めの図を示す。このようなＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導
体の結晶においては、（１１０）面であるａｂ面に電流
が流れ易く、（１１３）面などの他の面には電流が流れ
にくくなっている。
は、図５に示すような反射炉３０が用いられていた。こ
の反射炉３０は、二枚の反射鏡３１，３１をその凹部３
１ａ，３１ａが対向するように配設してなる縦断面形状
が略楕円状のものであり、中央には作製した原料焼結ロ
ッド２１を通すための孔３３が設けられ、さらに各反射
鏡３１の楕円焦点に赤外線ランプ３５がそれぞれ設けら
れており、前記孔３３内に通された原料焼結ロッド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。このような反射炉３０を用いて原料焼結ロッドを
溶融凝固する方法、前述の円環状の電気炉２０を用いる
場合と同様にして行うことができる。なお、図６にＹ−
Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の結晶の格子面を説明するた
めの図を示す。このようなＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導
体の結晶においては、（１１０）面であるａｂ面に電流
が流れ易く、（１１３）面などの他の面には電流が流れ
にくくなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで酸化物超電導
導体を溶融凝固法により製造する従来の酸化物超電導導
体の製造方法においては、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導
体の結晶を１〜３ｍｍ／ｈ以下の遅い成長速度で凝固部
に成長させる必要があり、例えば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
系超電導体の結晶を１ｍｍ／ｈの成長速度で成長させる
場合、長さ２０ｃｍのＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体
を得るには２００時間もの長時間が必要となり、製造効
率が悪いという欠点があった。また、従来の酸化物超電
導導体の製造方法においては、得られるＹ−Ｂａ−Ｃｕ
−Ｏ系超電導導体の横断面にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電
導体の結晶の（１１３）面が配向し、図７の模式図に示
すように（１１０）面であるａｂ面が超電導導体３８の
軸２６方向と平行となっておらず、得られるＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−Ｏ系超電導導体３８の電流密度が低いという欠点
があった。得られる超電導導体３８の電流密度を高くす
るには、ａｂ面を超電導導体３８の軸２６方向と平行と
なるように配向させればよいが、溶融凝固法により超電
導導体を製造する場合において、ａｂ面を超電導導体の
軸方向と平行となるように配向させることができる製造
方法は未だ実現されていなかった。
導体を溶融凝固法により製造する従来の酸化物超電導導
体の製造方法においては、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導
体の結晶を１〜３ｍｍ／ｈ以下の遅い成長速度で凝固部
に成長させる必要があり、例えば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
系超電導体の結晶を１ｍｍ／ｈの成長速度で成長させる
場合、長さ２０ｃｍのＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体
を得るには２００時間もの長時間が必要となり、製造効
率が悪いという欠点があった。また、従来の酸化物超電
導導体の製造方法においては、得られるＹ−Ｂａ−Ｃｕ
−Ｏ系超電導導体の横断面にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電
導体の結晶の（１１３）面が配向し、図７の模式図に示
すように（１１０）面であるａｂ面が超電導導体３８の
軸２６方向と平行となっておらず、得られるＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−Ｏ系超電導導体３８の電流密度が低いという欠点
があった。得られる超電導導体３８の電流密度を高くす
るには、ａｂ面を超電導導体３８の軸２６方向と平行と
なるように配向させればよいが、溶融凝固法により超電
導導体を製造する場合において、ａｂ面を超電導導体の
軸方向と平行となるように配向させることができる製造
方法は未だ実現されていなかった。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、製造効率を向上させることができ、しかも高電流密
度の酸化物超電導導体を得ることができる酸化物超電導
導体の製造方法と、この製造方法の実施に好適に用いる
ことができる溶融凝固装置を提供することにある。
で、製造効率を向上させることができ、しかも高電流密
度の酸化物超電導導体を得ることができる酸化物超電導
導体の製造方法と、この製造方法の実施に好適に用いる
ことができる溶融凝固装置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超電導部を形成する
酸化物超電導導体の製造方法において、前記原料焼結ロ
ッドに形成する超電導部の長さ以上の高さを有する加熱
部を備えた加熱手段を用いて前記原料焼結ロッドをその
側面側から加熱して溶融した後、該原料焼結ロッドをこ
れの長さ方向に沿った軸方向およびこの軸方向に直交す
る直交方向に移動させながら凝固す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。
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超電導部を形成する
酸化物超電導導体の製造方法において、前記原料焼結ロ
ッドに形成する超電導部の長さ以上の高さを有する加熱
部を備えた加熱手段を用いて前記原料焼結ロッドをその
側面側から加熱して溶融した後、該原料焼結ロッドをこ
れの長さ方向に沿った軸方向およびこの軸方向に直交す
る直交方向に移動させながら凝固す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。
【０００８】また、請求項２記載の発明は、原料焼結ロ
ッドを移動させながら凝固させる際、原料焼結ロッドの
移動方向が軸方向に対して３５゜となるように原料焼結
ロッドを移動させることを特徴とする請求項１記載の酸
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３記載の発明は、原料焼結ロッドを移
動させながら凝固させる際、原料焼結ロッドを移動させ
る軸方向と直交方向の移動速度比を変化させることを特
徴とする請求項１記載の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。
ッドを移動させながら凝固させる際、原料焼結ロッドの
移動方向が軸方向に対して３５゜となるように原料焼結
ロッドを移動させることを特徴とする請求項１記載の酸
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３記載の発明は、原料焼結ロッドを移
動させながら凝固させる際、原料焼結ロッドを移動させ
る軸方向と直交方向の移動速度比を変化させることを特
徴とする請求項１記載の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。
【０００９】請求項４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
焼結ロッドを溶融凝固して超電導部を形成する溶融凝固
装置であって、前記原料焼結ロッドに形成する超電導部
の長さ以上の高さを有する炉本体と、前記原料焼結ロッ
ドを保持するとともに該原料焼結ロッドをこの長さ方向
に沿った軸方向およびこの軸方向に直交する直交方向に
移動させるための移動機構とが少なくとも備えられ、前
記炉本体の側面には原料焼結ロッドを通すための凹状溝
が高さ方向に沿って形成され、かつ該凹状溝の壁面に原
料焼結ロッドをその側面側から加熱して溶融するための
加熱部が高さ方向に沿って設けられ、該加熱部は前記原
料焼結ロッドに形成する超電導部の長さ以上の高さを有
するものであることを特徴とする溶融凝固装置を前記課
題の解決手段とした。
粉末を主成分とする原料粉末を成形、焼結してなる原料
焼結ロッドを溶融凝固して超電導部を形成する溶融凝固
装置であって、前記原料焼結ロッドに形成する超電導部
の長さ以上の高さを有する炉本体と、前記原料焼結ロッ
ドを保持するとともに該原料焼結ロッドをこの長さ方向
に沿った軸方向およびこの軸方向に直交する直交方向に
移動させるための移動機構とが少なくとも備えられ、前
記炉本体の側面には原料焼結ロッドを通すための凹状溝
が高さ方向に沿って形成され、かつ該凹状溝の壁面に原
料焼結ロッドをその側面側から加熱して溶融するための
加熱部が高さ方向に沿って設けられ、該加熱部は前記原
料焼結ロッドに形成する超電導部の長さ以上の高さを有
するものであることを特徴とする溶融凝固装置を前記課
題の解決手段とした。
【００１０】また、請求項５記載の発明は、炉本体の側
面に形成された凹状溝の開口部の近傍に溶融した原料焼
結ロッドを冷却するための冷却機構が炉本体の高さ方向
に沿って設けられてなることを特徴とする請求項４記載
の溶融凝固装置を前記課題の解決手段とした。
面に形成された凹状溝の開口部の近傍に溶融した原料焼
結ロッドを冷却するための冷却機構が炉本体の高さ方向
に沿って設けられてなることを特徴とする請求項４記載
の溶融凝固装置を前記課題の解決手段とした。
【００１１】
【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
法に適用した一実施形態について説明する。まず、酸化
物超電導材料粉末としてのＹＢa2Ｃu3Ｏ7-x（以下、Ｙ
１２３と略す）粉末に、Ｙ2ＢaＣuＯ5（以下、Ｙ２１１
と略す）粉末と、銀粉末または白金粉末、好ましくは銀
粉末と白金粉末の両方を添加、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１０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
法に適用した一実施形態について説明する。まず、酸化
物超電導材料粉末としてのＹＢa2Ｃu3Ｏ7-x（以下、Ｙ
１２３と略す）粉末に、Ｙ2ＢaＣuＯ5（以下、Ｙ２１１
と略す）粉末と、銀粉末または白金粉末、好ましくは銀
粉末と白金粉末の両方を添加、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１０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。
【００１２】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
溶融帯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
溶融帯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。
【００１３】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
帯に塊状の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
帯に塊状の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。
【００１４】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が、ここでの溶融凝固際、まず、
原料焼結ロッドに超電導部を形成する超電導形成部を溶
融し、ついでこの原料焼結ロッドをこれの長さ方向に沿
った軸方向およびこの軸方向に直交する直交方向に移動
させながら前記溶融部を凝固する。
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が、ここでの溶融凝固際、まず、
原料焼結ロッドに超電導部を形成する超電導形成部を溶
融し、ついでこの原料焼結ロッドをこれの長さ方向に沿
った軸方向およびこの軸方向に直交する直交方向に移動
させながら前記溶融部を凝固する。
【００１５】図１〜図２は、ここでの溶融凝固法に好適
に用いられる溶融凝固装置の一例を説明するための図で
ある。この溶融凝固装置４０は、炉本体（加熱手段）４
３と、移動機構（図示略）と、冷却機構４５から概略構
成されている。炉本体４３は、略角柱状のものであり、
その横断面の形状は図２（Ｂ）に示すようにコ字状のも
のである。この炉本体４３の高さＨは、前述のようにし
て作製した原料焼結ロッド５１に形成する超電導部５１
ｂの長さ以上の高さを有している。この炉本体４３の一
側面４３ａには、原料焼結ロッド５１を通すための凹状
溝４３ｂが高さ方向に沿って形成されており、従って、
凹状溝４３ｂの開口部４４は前記側面４３ａを高さ方向
に沿って縦断するように形成されている。開口部４４の
幅Ｗは、原料焼結ロッド５１を直交方向Ｙに移動させて
後述する冷却機構４５，４５間に配置するためと、溶融
凝固装置４０の外部に導出するために原料焼結ロッド５
１の直径より大きくなっている。
に用いられる溶融凝固装置の一例を説明するための図で
ある。この溶融凝固装置４０は、炉本体（加熱手段）４
３と、移動機構（図示略）と、冷却機構４５から概略構
成されている。炉本体４３は、略角柱状のものであり、
その横断面の形状は図２（Ｂ）に示すようにコ字状のも
のである。この炉本体４３の高さＨは、前述のようにし
て作製した原料焼結ロッド５１に形成する超電導部５１
ｂの長さ以上の高さを有している。この炉本体４３の一
側面４３ａには、原料焼結ロッド５１を通すための凹状
溝４３ｂが高さ方向に沿って形成されており、従って、
凹状溝４３ｂの開口部４４は前記側面４３ａを高さ方向
に沿って縦断するように形成されている。開口部４４の
幅Ｗは、原料焼結ロッド５１を直交方向Ｙに移動させて
後述する冷却機構４５，４５間に配置するためと、溶融
凝固装置４０の外部に導出するために原料焼結ロッド５
１の直径より大きくなっている。
【００１６】この凹状溝４３ｂの壁面には、原料焼結ロ
ッド５１をその側面側から加熱して溶融するための多数
のヒータ４７からなる加熱部が高さ方向に沿って設けら
れており、この凹状溝４３ｂに原料焼結ロッド５１を入
れたとき、この原料焼結ロッド５１の側面周囲の四方向
のうち三方向がヒータ４７によって取り囲まれるように
なっている。この多数のヒータ４７からなる加熱部は、
前述のようにして作製した原料焼結ロッド５１に形成す
る超電導部５１ｂの長さ以上の高さを有している。凹状
溝４３ｂ内の温度は、原料焼結ロッド５１の融点より高
い温度、例えば原料焼結ロッド５１の融点が９５０℃の
とき１０００〜１０５０℃となるようにヒータ４７に供
給される電圧量を変更することによって制御されてい
る。
ッド５１をその側面側から加熱して溶融するための多数
のヒータ４７からなる加熱部が高さ方向に沿って設けら
れており、この凹状溝４３ｂに原料焼結ロッド５１を入
れたとき、この原料焼結ロッド５１の側面周囲の四方向
のうち三方向がヒータ４７によって取り囲まれるように
なっている。この多数のヒータ４７からなる加熱部は、
前述のようにして作製した原料焼結ロッド５１に形成す
る超電導部５１ｂの長さ以上の高さを有している。凹状
溝４３ｂ内の温度は、原料焼結ロッド５１の融点より高
い温度、例えば原料焼結ロッド５１の融点が９５０℃の
とき１０００〜１０５０℃となるようにヒータ４７に供
給される電圧量を変更することによって制御されてい
る。
【００１７】このような炉本体４３の上方には、移動機
構が設けられている。この移動機構は、原料焼結ロッド
５１を保持するとともに該原料焼結ロッド５１をこの長
さ方向に沿った中心軸Ｇの方向（軸方向）Ｘおよびこの
軸方向Ｘに直交する直交方向Ｙに移動させるためのもの
である。また、前記炉本体４３の側面４３ａで、凹状溝
４３ｂの開口部４４の両側に、前記ヒータ４７により溶
融した原料焼結ロッド５１を冷却するための冷却機構４
５，４５が炉本体４３の高さ方向に沿って設けられてい
る。冷却機構４５の具体例としては、冷水が流された冷
水パイプを開口部４４の両側の側面４３ａに高さ方向に
って配設したものなどが挙げられる。
構が設けられている。この移動機構は、原料焼結ロッド
５１を保持するとともに該原料焼結ロッド５１をこの長
さ方向に沿った中心軸Ｇの方向（軸方向）Ｘおよびこの
軸方向Ｘに直交する直交方向Ｙに移動させるためのもの
である。また、前記炉本体４３の側面４３ａで、凹状溝
４３ｂの開口部４４の両側に、前記ヒータ４７により溶
融した原料焼結ロッド５１を冷却するための冷却機構４
５，４５が炉本体４３の高さ方向に沿って設けられてい
る。冷却機構４５の具体例としては、冷水が流された冷
水パイプを開口部４４の両側の側面４３ａに高さ方向に
って配設したものなどが挙げられる。
【００１８】このような構成の溶融凝固凝固装置４０を
用いて原料焼結ロッド５１を溶融凝固させるには、ヒー
タ４７の電源をいれて凹状溝４３ｂ内の温度が原料焼結
ロッド５１の融点より高い温度となるように設定し、つ
いで原料焼結ロッド５１の上部の保持部５１ａを前記移
動機構により保持し、この原料焼結ロッド５１の保持部
５１ａ以外の超電導形成部５１ｂを炉本体４３の凹状溝
４３ｂ内に導入する。ついで、原料焼結ロッド５１を中
心軸Ｇを中心にして回転させながら超電導形成部５１ｂ
をその側面側から加熱して溶融する。このとき原料焼結
ロッド５１の溶融した超電導形成部は半溶融状態であれ
ば、原料焼結ロッド５１の自重で切れてしまわない程度
の軸方向Ｘの張力を有している。
用いて原料焼結ロッド５１を溶融凝固させるには、ヒー
タ４７の電源をいれて凹状溝４３ｂ内の温度が原料焼結
ロッド５１の融点より高い温度となるように設定し、つ
いで原料焼結ロッド５１の上部の保持部５１ａを前記移
動機構により保持し、この原料焼結ロッド５１の保持部
５１ａ以外の超電導形成部５１ｂを炉本体４３の凹状溝
４３ｂ内に導入する。ついで、原料焼結ロッド５１を中
心軸Ｇを中心にして回転させながら超電導形成部５１ｂ
をその側面側から加熱して溶融する。このとき原料焼結
ロッド５１の溶融した超電導形成部は半溶融状態であれ
ば、原料焼結ロッド５１の自重で切れてしまわない程度
の軸方向Ｘの張力を有している。
【００１９】ついで、原料焼結ロッド５１を軸方向Ｘお
よび直交方向Ｙに移動させて開口部から冷却機構４５，
４５間に配置し、これら冷却機構４５，４５によって溶
融部を冷却して凝固させると、凝固部にＹ１２３の結晶
が形成される。ここでの原料焼結ロッド５１の移動距離
は、このロッド５１の直径程度の短い距離である。ま
た、ここでの凝固部のＹ１２３の結晶の成長速度は、原
料焼結ロッド５１の移動速度により制限され、１〜３ｍ
ｍ／程度とされる。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。
よび直交方向Ｙに移動させて開口部から冷却機構４５，
４５間に配置し、これら冷却機構４５，４５によって溶
融部を冷却して凝固させると、凝固部にＹ１２３の結晶
が形成される。ここでの原料焼結ロッド５１の移動距離
は、このロッド５１の直径程度の短い距離である。ま
た、ここでの凝固部のＹ１２３の結晶の成長速度は、原
料焼結ロッド５１の移動速度により制限され、１〜３ｍ
ｍ／程度とされる。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。
【００２０】また、前記原料焼結ロッド５１を移動させ
ながら凝固する際、移動速度が１ｍｍ／ｈの場合、原料
焼結ロッド５１の移動方向Ｚが軸方向Ｘに対して３５゜
となるようにすなわち移動方向Ｚと軸方向Ｘとの間に作
られる角θが３５゜になるようにすることが好ましい。
このように原料焼結ロッド５１の移動方向Ｚが軸方向Ｘ
に対して３５゜になるようにすると、原料焼結ロッド５
１の移動方向ＺとＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の結晶
の（１１３）面の法線が一致し、その結果として図３の
模式図に示すように得られるＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電
導導体５８の軸方向Ｘと平行にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超
電導体の結晶５９の（１１０）面が配向し、すなわちａ
ｂ面が超電導導体５８の軸方向Ｘと平行となるので、高
電流密度特性を備えたＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体
を得ることができる。
ながら凝固する際、移動速度が１ｍｍ／ｈの場合、原料
焼結ロッド５１の移動方向Ｚが軸方向Ｘに対して３５゜
となるようにすなわち移動方向Ｚと軸方向Ｘとの間に作
られる角θが３５゜になるようにすることが好ましい。
このように原料焼結ロッド５１の移動方向Ｚが軸方向Ｘ
に対して３５゜になるようにすると、原料焼結ロッド５
１の移動方向ＺとＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の結晶
の（１１３）面の法線が一致し、その結果として図３の
模式図に示すように得られるＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電
導導体５８の軸方向Ｘと平行にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超
電導体の結晶５９の（１１０）面が配向し、すなわちａ
ｂ面が超電導導体５８の軸方向Ｘと平行となるので、高
電流密度特性を備えたＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体
を得ることができる。
【００２１】また、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体は
超電導体の異方性結晶を有し、結晶軸の方向が重要なパ
ラメータになるが、原料焼結ロッド５１を移動させなが
ら凝固する際、原料焼結ロッド５１を移動させる軸方向
と直交方向の移動速度比を変化させることにより、超電
導体の異方性結晶の結晶軸の方向を制御することがで
き、これによって超電導導体の電流密度特性を変更する
ことができ、所望の電流密度特性を備えたＹ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系超電導導体を得ることができる。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。
超電導体の異方性結晶を有し、結晶軸の方向が重要なパ
ラメータになるが、原料焼結ロッド５１を移動させなが
ら凝固する際、原料焼結ロッド５１を移動させる軸方向
と直交方向の移動速度比を変化させることにより、超電
導体の異方性結晶の結晶軸の方向を制御することがで
き、これによって超電導導体の電流密度特性を変更する
ことができ、所望の電流密度特性を備えたＹ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系超電導導体を得ることができる。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。
【００２２】この実施形態のＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電
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を成形後、焼結して原料焼結ロッ
ド５１を形成し、該原料焼結ロッド５１を溶融凝固法に
より溶融凝固して超電導部５１ｂを形成する酸化物超電
導導体の製造方法において、前記原料焼結ロッド５１に
形成する超電導部５１ｂの長さ以上の高さを有する加熱
部を備えた炉本体（加熱手段）４３を用いて前記原料焼
結ロッド５１の略全体（少なくとも超電導形成部５１
ｂ）をその側面側から加熱して溶融した後、該原料焼結
ロッド５１を軸方向Ｘおよび直交方向Ｙに移動させなが
ら凝固することにより、溶融した原料焼結ロッド５１を
これの直径程度の僅かな距離を移動させるだけで原料焼
結ロッド５１の略全長（少なくとも超電導形成部５１
ｂ）に亘って凝固させることができるので、原料焼結ロ
ッド５１を短時間で溶融凝固させることができ、従って
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体の製造効率が向上す
る。また、溶融凝固装置４０にあっては、前述の構成と
したことにより、前述の実施形態のＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
系超電導導体の製造方法において原料焼結ロッド５１を
溶融凝固させて超電導部５１ｂを形成するときに好適に
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を成形後、焼結して原料焼結ロッ
ド５１を形成し、該原料焼結ロッド５１を溶融凝固法に
より溶融凝固して超電導部５１ｂを形成する酸化物超電
導導体の製造方法において、前記原料焼結ロッド５１に
形成する超電導部５１ｂの長さ以上の高さを有する加熱
部を備えた炉本体（加熱手段）４３を用いて前記原料焼
結ロッド５１の略全体（少なくとも超電導形成部５１
ｂ）をその側面側から加熱して溶融した後、該原料焼結
ロッド５１を軸方向Ｘおよび直交方向Ｙに移動させなが
ら凝固することにより、溶融した原料焼結ロッド５１を
これの直径程度の僅かな距離を移動させるだけで原料焼
結ロッド５１の略全長（少なくとも超電導形成部５１
ｂ）に亘って凝固させることができるので、原料焼結ロ
ッド５１を短時間で溶融凝固させることができ、従って
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体の製造効率が向上す
る。また、溶融凝固装置４０にあっては、前述の構成と
したことにより、前述の実施形態のＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
系超電導導体の製造方法において原料焼結ロッド５１を
溶融凝固させて超電導部５１ｂを形成するときに好適に
用いることができる。
【００２３】なお、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。
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。
【００２４】
（実施例）ＹＢa2Ｃu3Ｏ7-x（Ｙ１２３）粉末とＹ2Ｂa
ＣuＯ5（Ｙ２１１）粉末と比率が１０モル：３モルの粉
末に、Ａg粉末３〜１０重量％と、Ｐt粉末０．５〜１重
量％とを混合した原料粉末を用意した。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２０
００ｋｇ／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９０
０℃、８時間で焼結し原料焼結ロッドを作製した。つい
で、図１と同様の溶融凝固装置を用意し、ヒータの電源
をいれて凹状溝内の温度が１０３５℃となるように設定
し、ついで作製した原料焼結ロッドの上部の保持部を溶
融凝固装置の移動機構により保持した。この後、この原
料焼結ロッドの超電導形成部を炉本体の凹状溝内に導入
し、原料焼結ロッドを中心軸を中心にして回転させなが
ら超電導形成部をその側面側から加熱して溶融した。
ＣuＯ5（Ｙ２１１）粉末と比率が１０モル：３モルの粉
末に、Ａg粉末３〜１０重量％と、Ｐt粉末０．５〜１重
量％とを混合した原料粉末を用意した。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２０
００ｋｇ／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９０
０℃、８時間で焼結し原料焼結ロッドを作製した。つい
で、図１と同様の溶融凝固装置を用意し、ヒータの電源
をいれて凹状溝内の温度が１０３５℃となるように設定
し、ついで作製した原料焼結ロッドの上部の保持部を溶
融凝固装置の移動機構により保持した。この後、この原
料焼結ロッドの超電導形成部を炉本体の凹状溝内に導入
し、原料焼結ロッドを中心軸を中心にして回転させなが
ら超電導形成部をその側面側から加熱して溶融した。
【００２５】ついで、原料焼結ロッドを軸方向および直
交方向に移動させて炉本体の開口部から冷却機構の間に
配置し、これら冷却機構によって超電導形成部を冷却し
て凝固させ、凝固部にＹ１２３の結晶を形成することに
より、 径２．５ｍｍ、長さ２００ｍｍの溶融凝固ロッ
ドを作製した。ここで原料焼結ロッドを移動させながら
凝固する際、原料焼結ロッドの直交方向への移動速度を
軸方向への移動速度と同じ速度１ｍｍ／ｈにし、原料焼
結ロッドの移動方向と軸方向との間に作られる角が３５
゜になるようにした。このときの原料焼結ロッドの移動
距離は、１０ｍｍであった。また、ここでの原料焼結ロ
ッドの溶融凝固に要した時間は、１０時間であった。つ
いで、作製した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。この後、溶融凝固ロッドを常温まで冷却し、径
２．５ｍｍ、長さ２０ｃｍＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導
導体を得た。
交方向に移動させて炉本体の開口部から冷却機構の間に
配置し、これら冷却機構によって超電導形成部を冷却し
て凝固させ、凝固部にＹ１２３の結晶を形成することに
より、 径２．５ｍｍ、長さ２００ｍｍの溶融凝固ロッ
ドを作製した。ここで原料焼結ロッドを移動させながら
凝固する際、原料焼結ロッドの直交方向への移動速度を
軸方向への移動速度と同じ速度１ｍｍ／ｈにし、原料焼
結ロッドの移動方向と軸方向との間に作られる角が３５
゜になるようにした。このときの原料焼結ロッドの移動
距離は、１０ｍｍであった。また、ここでの原料焼結ロ
ッドの溶融凝固に要した時間は、１０時間であった。つ
いで、作製した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。この後、溶融凝固ロッドを常温まで冷却し、径
２．５ｍｍ、長さ２０ｃｍＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導
導体を得た。
【００２６】次に、この実施例で得られたＹ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系超電導導体の電流密度（臨界電流密度）特性に
ついて調べた。ここでの電流密度特性は、直流四端子法
により７７Ｋ、０テスラにおける臨界電流（Ｉc）と臨
界電流密度（Ｊc）を測定することにより調べた。その
結果、実施例で得られたＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導
体は、Ｉcが１５００（Ａ）、Ｊcが３．０（１０4Ａ／
ｃｍ2）であり、後述する比較例で得られたＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−Ｏ系超電導導体に比べてＩcおよびＪcが大きく、
電流密度特性が高いことが分った。
ｕ−Ｏ系超電導導体の電流密度（臨界電流密度）特性に
ついて調べた。ここでの電流密度特性は、直流四端子法
により７７Ｋ、０テスラにおける臨界電流（Ｉc）と臨
界電流密度（Ｊc）を測定することにより調べた。その
結果、実施例で得られたＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導
体は、Ｉcが１５００（Ａ）、Ｊcが３．０（１０4Ａ／
ｃｍ2）であり、後述する比較例で得られたＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−Ｏ系超電導導体に比べてＩcおよびＪcが大きく、
電流密度特性が高いことが分った。
【００２７】（比較例）図４と同様の円環状の電気炉を
用意し、この電気炉内の温度が１０３５℃になるように
セットし、前記実施例と同様にして作製した原料焼結ロ
ッドの上端部側から前記電気炉内に導入し、該原料焼結
ロッドの長さ方向に沿った軸を中心にして回転させなが
ら徐々に上方（長さ方向の軸の方向に沿った方向）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
れた溶融帯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、溶融を経て凝固した凝固部にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系
超電導体の結晶を成長させ、径２．５ｍｍ、長さ２００
ｍｍの溶融凝固ロッドを作製した。ここでのＹＢa2Ｃu3
Ｏ7-x（Ｙ１２３）の結晶の成長速度は１ｍｍ／ｈであ
った。また、ここでの原料焼結ロッドの溶融凝固に要し
た時間は、２００時間であった。ついで、作製した溶融
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。この後、溶融
凝固ロッドを常温まで冷却し、径２．５ｍｍ、長さ２０
ｃｍＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体を得た。
用意し、この電気炉内の温度が１０３５℃になるように
セットし、前記実施例と同様にして作製した原料焼結ロ
ッドの上端部側から前記電気炉内に導入し、該原料焼結
ロッドの長さ方向に沿った軸を中心にして回転させなが
ら徐々に上方（長さ方向の軸の方向に沿った方向）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
れた溶融帯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、溶融を経て凝固した凝固部にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系
超電導体の結晶を成長させ、径２．５ｍｍ、長さ２００
ｍｍの溶融凝固ロッドを作製した。ここでのＹＢa2Ｃu3
Ｏ7-x（Ｙ１２３）の結晶の成長速度は１ｍｍ／ｈであ
った。また、ここでの原料焼結ロッドの溶融凝固に要し
た時間は、２００時間であった。ついで、作製した溶融
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。この後、溶融
凝固ロッドを常温まで冷却し、径２．５ｍｍ、長さ２０
ｃｍＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体を得た。
【００２８】次に、この比較例で得られたＹ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系超電導導体の電流密度（臨界電流密度）特性に
ついて調べた。ここでの電流密度特性は、直流四端子法
により７７Ｋ、０テスラにおける臨界電流（Ｉc）と臨
界電流密度（Ｊc）を測定することにより調べた。その
結果、Ｉcが１０００（Ａ）、Ｊcが２．０（１０4Ａ／
ｃｍ2）であった。
ｕ−Ｏ系超電導導体の電流密度（臨界電流密度）特性に
ついて調べた。ここでの電流密度特性は、直流四端子法
により７７Ｋ、０テスラにおける臨界電流（Ｉc）と臨
界電流密度（Ｊc）を測定することにより調べた。その
結果、Ｉcが１０００（Ａ）、Ｊcが２．０（１０4Ａ／
ｃｍ2）であった。
【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、特に、原料焼結ロッドに
形成する超電導部の長さ以上の高さを有する加熱部を備
えた加熱手段を用いて原料焼結ロッドをその側面側から
加熱して溶融した後、該原料焼結ロッドをこれの長さ方
向に沿った軸方向およびこの軸方向に直交する直交方向
に移動させながら凝固することにより、溶融した原料焼
結ロッドをこれの直径程度の僅かな距離を移動させるだ
けで原料焼結ロッドの略全長（少なくとも超電導形成
部）に亘って凝固させることができるので、原料焼結ロ
ッドを短時間で溶融凝固させることができ、従って酸化
物超電導導体の製造効率を向上させることができるとい
う利点がある。また、原料焼結ロッドを移動させながら
凝固する際、原料焼結ロッドを移動させる軸方向と直交
方向の移動速度比を変化させることにより、原料焼結ロ
ッドの移動方向と酸化物超電導体の結晶の（１１３）面
の法線が一致し、その結果として得られるＹ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系超電導導体の軸方向と平行に酸化物超電導体の
結晶の（１１０）面が配向し、すなわちａｂ面が酸化物
超電導導体の軸方向と平行となるので、高電流密度特性
を備えた酸化物超電導導体を得ることができるという利
点がある。
導導体の製造方法にあっては、特に、原料焼結ロッドに
形成する超電導部の長さ以上の高さを有する加熱部を備
えた加熱手段を用いて原料焼結ロッドをその側面側から
加熱して溶融した後、該原料焼結ロッドをこれの長さ方
向に沿った軸方向およびこの軸方向に直交する直交方向
に移動させながら凝固することにより、溶融した原料焼
結ロッドをこれの直径程度の僅かな距離を移動させるだ
けで原料焼結ロッドの略全長（少なくとも超電導形成
部）に亘って凝固させることができるので、原料焼結ロ
ッドを短時間で溶融凝固させることができ、従って酸化
物超電導導体の製造効率を向上させることができるとい
う利点がある。また、原料焼結ロッドを移動させながら
凝固する際、原料焼結ロッドを移動させる軸方向と直交
方向の移動速度比を変化させることにより、原料焼結ロ
ッドの移動方向と酸化物超電導体の結晶の（１１３）面
の法線が一致し、その結果として得られるＹ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系超電導導体の軸方向と平行に酸化物超電導体の
結晶の（１１０）面が配向し、すなわちａｂ面が酸化物
超電導導体の軸方向と平行となるので、高電流密度特性
を備えた酸化物超電導導体を得ることができるという利
点がある。
【００３０】また、原料焼結ロッドを移動させながら凝
固する際、原料焼結ロッドの移動方向が軸方向に対して
３５゜となるように原料焼結ロッドを移動させることに
より、酸化物超電導体の異方性結晶の結晶軸の方向を制
御することができ、これによって酸化物超電導導体の電
流密度特性を変更することができ、所望の電流密度特性
を備えた酸化物超電導導体を得ることができるという利
点がある。
固する際、原料焼結ロッドの移動方向が軸方向に対して
３５゜となるように原料焼結ロッドを移動させることに
より、酸化物超電導体の異方性結晶の結晶軸の方向を制
御することができ、これによって酸化物超電導導体の電
流密度特性を変更することができ、所望の電流密度特性
を備えた酸化物超電導導体を得ることができるという利
点がある。
【００３１】本発明の溶融凝固装置にあっては、原料焼
結ロッドに形成する超電導部の長さ以上の高さを有する
炉本体と、原料焼結ロッドを保持するとともに該原料焼
結ロッドをこの長さ方向に沿った軸方向およびこの軸方
向に直交する直交方向に移動させるための移動機構とが
少なくとも備えられ、前記炉本体の側面には原料焼結ロ
ッドを通すための凹状溝が高さ方向に沿って形成され、
かつ該凹状溝の壁面に原料焼結ロッドをその側面側から
加熱して溶融するための加熱部が高さ方向に沿って設け
られ、該加熱部は前記原料焼結ロッドに形成する超電導
部の長さ以上の高さを有するものであるので、前述の本
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
ッドを溶融凝固して超電導部を形成するときに好適に用
いることができる。
結ロッドに形成する超電導部の長さ以上の高さを有する
炉本体と、原料焼結ロッドを保持するとともに該原料焼
結ロッドをこの長さ方向に沿った軸方向およびこの軸方
向に直交する直交方向に移動させるための移動機構とが
少なくとも備えられ、前記炉本体の側面には原料焼結ロ
ッドを通すための凹状溝が高さ方向に沿って形成され、
かつ該凹状溝の壁面に原料焼結ロッドをその側面側から
加熱して溶融するための加熱部が高さ方向に沿って設け
られ、該加熱部は前記原料焼結ロッドに形成する超電導
部の長さ以上の高さを有するものであるので、前述の本
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
ッドを溶融凝固して超電導部を形成するときに好適に用
いることができる。
【００３２】また、前記溶融凝固装置において、炉本体
の側面に形成された凹状溝の開口部の近傍に溶融した原
料焼結ロッドを冷却するための冷却機構が炉本体の高さ
方向に沿って設けられたものにあっては、原料焼結ロッ
ドを直交方向に移動させることによって、凹状溝の開口
部から炉本体の外側に原料焼結ロッドを導出すると同時
に冷却機構の間に配置して、超電導形成部を冷却して凝
固させることができる。
の側面に形成された凹状溝の開口部の近傍に溶融した原
料焼結ロッドを冷却するための冷却機構が炉本体の高さ
方向に沿って設けられたものにあっては、原料焼結ロッ
ドを直交方向に移動させることによって、凹状溝の開口
部から炉本体の外側に原料焼結ロッドを導出すると同時
に冷却機構の間に配置して、超電導形成部を冷却して凝
固させることができる。
【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溶融凝固
装置の一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溶融凝固
装置の一例を説明するための概略構成図である。
【図２】 （Ａ）図１の溶融凝固装置のＩ−Ｉ線に沿っ
た縦断面図、（Ｂ）図１の溶融凝固装置のII−II線に沿
った横断面図である。
た縦断面図、（Ｂ）図１の溶融凝固装置のII−II線に沿
った横断面図である。
【図３】 本発明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系超電導導体と、これを
構成するＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の結晶の配向状
態を説明するための模式図である。
製造されたＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体と、これを
構成するＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の結晶の配向状
態を説明するための模式図である。
【図４】 従来の溶融凝固装置の例を説明するための概
略構成図である。
略構成図である。
【図５】 従来の溶融凝固装置のその他の例を説明する
ための概略構成図である。
ための概略構成図である。
【図６】 Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の結晶の格子
面を説明するための図である。
面を説明するための図である。
【図７】 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系超電導導体と、これを構
成するＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の結晶の配向状態
を説明するための模式図である。
造されたＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導導体と、これを構
成するＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の結晶の配向状態
を説明するための模式図である。
４０・・・溶融凝固装置、４３・・・炉本体（加熱手段）、４
３ａ・・・側面、４３ｂ・・・凹状溝、 ４４・・・開口部、４
５・・・冷却機構、４７・・・ヒータ、５１・・・原料焼結ロッ
ド、５１ａ・・・保持部、５１ｂ・・・超電導部（超電導形成
部）、５８・・・超電導導体、５９・・・超電導体の結晶、Ｈ
・・・高さ、Ｇ・・・中心軸、Ｘ・・・軸方向、Ｙ・・・直交方向、
Ｚ・・・移動方向、θ・・・角度。
３ａ・・・側面、４３ｂ・・・凹状溝、 ４４・・・開口部、４
５・・・冷却機構、４７・・・ヒータ、５１・・・原料焼結ロッ
ド、５１ａ・・・保持部、５１ｂ・・・超電導部（超電導形成
部）、５８・・・超電導導体、５９・・・超電導体の結晶、Ｈ
・・・高さ、Ｇ・・・中心軸、Ｘ・・・軸方向、Ｙ・・・直交方向、
Ｚ・・・移動方向、θ・・・角度。
Claims (5)
- 【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超電導
部を形成する酸化物超電導導体の製造方法において、 前記原料焼結ロッドに形成する超電導部の長さ以上の高
さを有する加熱部を備えた加熱手段を用いて前記原料焼
結ロッドをその側面側から加熱して溶融した後、該原料
焼結ロッドをこれの長さ方向に沿った軸方向およびこの
軸方向に直交する直交方向に移動させながら凝固するこ
とを特徴とする酸化物超電導導体の製造方法。 - 【請求項２】 原料焼結ロッドを移動させながら凝固さ
せる際、原料焼結ロッドの移動方向が軸方向に対して３
５゜となるように原料焼結ロッドを移動させることを特
徴とする請求項１記載の酸化物超電導導体の製造方法。 - 【請求項３】 原料焼結ロッドを移動させながら凝固さ
せる際、原料焼結ロッドを移動させる軸方向と直交方向
の移動速度比を変化させることを特徴とする請求項１記
載の酸化物超電導導体の製造方法。 - 【請求項４】 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を溶融凝
固して超電導部を形成する溶融凝固装置であって、 前記原料焼結ロッドに形成する超電導部の長さ以上の高
さを有する炉本体と、前記原料焼結ロッドを保持すると
ともに該原料焼結ロッドをこの長さ方向に沿った軸方向
およびこの軸方向に直交する直交方向に移動させるため
の移動機構とが少なくとも備えられ、前記炉本体の側面
には原料焼結ロッドを通すための凹状溝が高さ方向に沿
って形成され、かつ該凹状溝の壁面に原料焼結ロッドを
その側面側から加熱して溶融するための加熱部が高さ方
向に沿って設けられ、該加熱部は前記原料焼結ロッドに
形成する超電導部の長さ以上の高さを有するものである
ことを特徴とする溶融凝固装置。 - 【請求項５】 炉本体の側面に形成された凹状溝の開口
部の近傍に溶融した原料焼結ロッドを冷却するための冷
却機構が炉本体の高さ方向に沿って設けられてなること
を特徴とする請求項４記載の溶融凝固装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21381496A JP3597319B2 (ja) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | 酸化物超電導導体の製造方法及び溶融凝固装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21381496A JP3597319B2 (ja) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | 酸化物超電導導体の製造方法及び溶融凝固装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1064350A true JPH1064350A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3597319B2 JP3597319B2 (ja) | 2004-12-08 |
Family
ID=16645480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21381496A Expired - Fee Related JP3597319B2 (ja) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | 酸化物超電導導体の製造方法及び溶融凝固装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3597319B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006169567A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Jfe Steel Kk | 絶縁被膜付き電磁鋼板 |
-
1996
- 1996-08-13 JP JP21381496A patent/JP3597319B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006169567A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Jfe Steel Kk | 絶縁被膜付き電磁鋼板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3597319B2 (ja) | 2004-12-08 |
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