JPH01157452A - 繊維強化超電導体 - Google Patents
繊維強化超電導体Info
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- JPH01157452A JPH01157452A JP62314363A JP31436387A JPH01157452A JP H01157452 A JPH01157452 A JP H01157452A JP 62314363 A JP62314363 A JP 62314363A JP 31436387 A JP31436387 A JP 31436387A JP H01157452 A JPH01157452 A JP H01157452A
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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
- 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)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、酸化物超電導体に係り、特に機械的強度に優
れた酸化物超電導体に関する。
れた酸化物超電導体に関する。
(従来の技術)
近年、Ba−La−Cu−0系の層状ペロブスカイト型
の酸化物が高い臨界温度を有する可能性のあることが発
表されて以来、各所で酸化物超電導体の研究が行われて
いる(Z、Phys、B Condensed Mat
ter64、189−193(1986))。その中で
もl/−Ba−Cu−0系で代表される酸素欠陥を有す
る欠陥ペロブスカイト型(LnBa2Cu3O−t−δ
型)(δハ酸素欠陥ヲ表ワL1通常1以下、Lnは、Y
、 La、 Sc、 Nd、 Sm、 Eu1Gd。
の酸化物が高い臨界温度を有する可能性のあることが発
表されて以来、各所で酸化物超電導体の研究が行われて
いる(Z、Phys、B Condensed Mat
ter64、189−193(1986))。その中で
もl/−Ba−Cu−0系で代表される酸素欠陥を有す
る欠陥ペロブスカイト型(LnBa2Cu3O−t−δ
型)(δハ酸素欠陥ヲ表ワL1通常1以下、Lnは、Y
、 La、 Sc、 Nd、 Sm、 Eu1Gd。
Dy1No、[r、 rm、 yb、iよび[Uから選
ばれた少なくとも1種の元素、Baの一部はSr¥?で
置換可能)の酸化物超電導体は、臨界温疫が90に以上
と液体窒素以上の高い温度を示すため非常に有望な材料
として注目されティる( Phys、 Rev、 Le
tt、Vol、58No、 9.908−910)。
ばれた少なくとも1種の元素、Baの一部はSr¥?で
置換可能)の酸化物超電導体は、臨界温疫が90に以上
と液体窒素以上の高い温度を示すため非常に有望な材料
として注目されティる( Phys、 Rev、 Le
tt、Vol、58No、 9.908−910)。
しかしながら、この酸化物超電導体は結晶性の酸化物で
あって機械的応力に対して弱く、一定値以上歪むと超電
導特性が低下または消滅する。このため、従来の酸化物
超電導体を用いた5!)電部材では、用途によっては実
用的な機械的強度、たとえば引張り強度や曲げ強度を得
ることが困難であり、使用時において所望の電流密度を
得ることが困難であるという問題があった。
あって機械的応力に対して弱く、一定値以上歪むと超電
導特性が低下または消滅する。このため、従来の酸化物
超電導体を用いた5!)電部材では、用途によっては実
用的な機械的強度、たとえば引張り強度や曲げ強度を得
ることが困難であり、使用時において所望の電流密度を
得ることが困難であるという問題があった。
(発明が解決しようとする問題点)
このように、従来の酸化物超電導体を用いた導電部材は
、用途によっては別械的強度が不充分であるという問題
があった。
、用途によっては別械的強度が不充分であるという問題
があった。
本発明は、かかる従来の難点を解消すべくなされたもの
で、酸化物超電導体を用い、実用上充分な機械的強度を
有するmM強化超電導体を提供することを目的としてい
る。
で、酸化物超電導体を用い、実用上充分な機械的強度を
有するmM強化超電導体を提供することを目的としてい
る。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
ザなわら、本発明の繊維強化超電導体は、酸化物超電′
導体中に、無機微繊維が分散されてなることを特徴とし
ている。
導体中に、無機微繊維が分散されてなることを特徴とし
ている。
本発明には各種の酸化物超電導体を用いることができる
が、臨界温度の高い、希土類元素含有のペロブスカイト
型の酸化物超電導体を用いた場合に特に実用的効果が大
きい。
が、臨界温度の高い、希土類元素含有のペロブスカイト
型の酸化物超電導体を用いた場合に特に実用的効果が大
きい。
上記の希土類元素を含有しペロブスカイト型構造を有す
る酸化物超電導体は、超電導状態を実現できるものであ
ればよく、LnBa2Cu3O□−δ系(δは酸素欠陥
を表し通常1以下の数、[nは、Y、La、 Sc、
Nd、 Sm、 Eu、 Gd、 Dy、 Ho、 E
r、 Tm、 YbおよびLt+から選ばれた少なくと
も1種の元素、Baの一部はSr等で置換可能)等の酸
素欠陥を有する欠陥ペロブスカイト型、5r−La−C
u−0系等の層状ペロブスカイト型等の広義にペロブス
カイト型を有する酸化物が例示される。また希土類元素
も広義の定義とし、Sc、 YおよびLa系を含むも
のとする。
る酸化物超電導体は、超電導状態を実現できるものであ
ればよく、LnBa2Cu3O□−δ系(δは酸素欠陥
を表し通常1以下の数、[nは、Y、La、 Sc、
Nd、 Sm、 Eu、 Gd、 Dy、 Ho、 E
r、 Tm、 YbおよびLt+から選ばれた少なくと
も1種の元素、Baの一部はSr等で置換可能)等の酸
素欠陥を有する欠陥ペロブスカイト型、5r−La−C
u−0系等の層状ペロブスカイト型等の広義にペロブス
カイト型を有する酸化物が例示される。また希土類元素
も広義の定義とし、Sc、 YおよびLa系を含むも
のとする。
代表的な系としてY−Ba−Cu−0系のほかに、Yを
Eu。
Eu。
口■、Ho、 Er、 Tm、 Yb、 Lu等の希土
類で置換した系、5c−Ba−Cu−0系、5r−La
−Cu−0系、ざらにSrをBa、 Caで置換した系
等が挙げられる。
類で置換した系、5c−Ba−Cu−0系、5r−La
−Cu−0系、ざらにSrをBa、 Caで置換した系
等が挙げられる。
本発明に用いる酸化物超電導体は、たとえば以下に示す
製造方法により得ることができる。
製造方法により得ることができる。
まず、Y、 Ba5Cu等のべOブス力イト型酸化物超
電導体の構成元素を充分混合する。混合の際には、Y2
O3、CuO等の酸化物を原料として用いることができ
る。また、これらの酸化物のほかに、焼成後酸化物に転
化する炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等の化合物を用いても
よい。さらには、共沈法等で得たシュウ酸塩等を用いて
もよい。ペロブスカイト型酸化物超電導体を構成する元
素は、基本的に化学m論比の組成となるように混合する
が、多少製造条件等との関係でずれていても差支えない
。たとえば、Y−Ba−Cu−0系ではY 1 mol
に対しBa 2 mol、Cu 3 nofが標準組成
であるが、実用上はY 1 mofに対して、Ba 2
±0.6 mol、Cu a±0.2 mol程度のず
れは問題ない。
電導体の構成元素を充分混合する。混合の際には、Y2
O3、CuO等の酸化物を原料として用いることができ
る。また、これらの酸化物のほかに、焼成後酸化物に転
化する炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等の化合物を用いても
よい。さらには、共沈法等で得たシュウ酸塩等を用いて
もよい。ペロブスカイト型酸化物超電導体を構成する元
素は、基本的に化学m論比の組成となるように混合する
が、多少製造条件等との関係でずれていても差支えない
。たとえば、Y−Ba−Cu−0系ではY 1 mol
に対しBa 2 mol、Cu 3 nofが標準組成
であるが、実用上はY 1 mofに対して、Ba 2
±0.6 mol、Cu a±0.2 mol程度のず
れは問題ない。
前述の原料を混合した後、仮焼、粉砕し所望の形状にし
た後、850〜980℃程度で焼成する。仮焼は必ずし
も必要ではない。仮焼および焼成は充分な酸素が供給で
きるような酸素含有雰囲気中で行うことが好ましい。所
望の形状に焼成した後、酸素含有雰囲気中で熱処理して
超電導特性を付与する。上記熱処理は、通常600℃以
下で徐冷しながら行うようにする。
た後、850〜980℃程度で焼成する。仮焼は必ずし
も必要ではない。仮焼および焼成は充分な酸素が供給で
きるような酸素含有雰囲気中で行うことが好ましい。所
望の形状に焼成した後、酸素含有雰囲気中で熱処理して
超電導特性を付与する。上記熱処理は、通常600℃以
下で徐冷しながら行うようにする。
このようにして得られた酸化物超電導体は、酸素欠陥δ
を有する酸素欠陥型ペロブスカイト構造(LnBa
Cu O(δは通常1以下))となる。
を有する酸素欠陥型ペロブスカイト構造(LnBa
Cu O(δは通常1以下))となる。
231−δ
なお、BaをSr、 Caの少なくとも1種で置換する
こともでき、ざらにCUの一部をTi1V、 Cr1H
n、 Fe。
こともでき、ざらにCUの一部をTi1V、 Cr1H
n、 Fe。
C01Ni、 Zn等で置換することもできる。
この置換ωは、超電導特性を低下させない程度の範囲で
適宜設定可能であるが、あまりに多量の置換は超電導特
性を低下させてしまうので80molX以下、さらに実
用上は2011101%以下程度までとする。
適宜設定可能であるが、あまりに多量の置換は超電導特
性を低下させてしまうので80molX以下、さらに実
用上は2011101%以下程度までとする。
本発明に用いる態別微繊維は、酸化物超電導体との熱膨
張差が小さく、かつ機械的強度に優れたセラミックス微
繊維であることが好ましい。このようなセラミックス微
繊維としては、アルミナ微IIi維、炭化ケイ素微11
11t、チタン酸カリウム微繊維、窒化ケイ素微繊維等
が挙げられる。これらのセラミックス微繊維は、CVD
法、VLS法および昇華再結晶法等の気相成長法や、溶
融原料からの紡糸法等により得ることができる。
張差が小さく、かつ機械的強度に優れたセラミックス微
繊維であることが好ましい。このようなセラミックス微
繊維としては、アルミナ微IIi維、炭化ケイ素微11
11t、チタン酸カリウム微繊維、窒化ケイ素微繊維等
が挙げられる。これらのセラミックス微繊維は、CVD
法、VLS法および昇華再結晶法等の気相成長法や、溶
融原料からの紡糸法等により得ることができる。
本発明の繊維強化超電導体は、たとえば次のようにして
製造することができる。
製造することができる。
まず、前述の酸化物超電導体をボールミル等の公知の手
段により粉砕して得た酸化物超電導体粉末99〜80体
積%と、無機微繊維1〜20体V1%とを混合し、所望
の形状に予備成形した後、火薬や圧縮ガス等を利用して
!75!加圧成形を施す。次いで、酸素含有雰囲気中8
50〜950℃で焼成した後、酸素含有雰囲気中3O0
〜600℃で酸素導入のための熱処理を行う。
段により粉砕して得た酸化物超電導体粉末99〜80体
積%と、無機微繊維1〜20体V1%とを混合し、所望
の形状に予備成形した後、火薬や圧縮ガス等を利用して
!75!加圧成形を施す。次いで、酸素含有雰囲気中8
50〜950℃で焼成した後、酸素含有雰囲気中3O0
〜600℃で酸素導入のための熱処理を行う。
酸化物超電導体粉末と無機微amとを混合するにあたっ
て、無機微繊維の割合いが1体積x未満であると、実用
的な機械的強度を得ることができないので好ましくない
。一方、無機微繊維の割合いが20体積%を超えると、
酸化物超電導体と反応する無機微illの量が増加して
超電導特性を低下させ過ぎるので好ましくない。
て、無機微繊維の割合いが1体積x未満であると、実用
的な機械的強度を得ることができないので好ましくない
。一方、無機微繊維の割合いが20体積%を超えると、
酸化物超電導体と反応する無機微illの量が増加して
超電導特性を低下させ過ぎるので好ましくない。
また、焼成時および酸素導入時の熱処理は、無機微繊維
が酸化物超電導体と反応して消滅してしまわないように
条件設定する。この条件設定は用いる酸化物超電導体お
よび無機微繊維の組成にもよるが、焼成時で概ね900
℃2分〜3O分、酸素導入時で概ね500℃1時間〜2
4時間である。
が酸化物超電導体と反応して消滅してしまわないように
条件設定する。この条件設定は用いる酸化物超電導体お
よび無機微繊維の組成にもよるが、焼成時で概ね900
℃2分〜3O分、酸素導入時で概ね500℃1時間〜2
4時間である。
(作 用)
本発明の繊維強化超電導体は、酸化物超電導体との熱膨
張差が小さくかつ機械的強度に優れた無機微lINが酸
化物超電導体中に分散されているため、超ff11体全
体の機械的強度が向上する。
張差が小さくかつ機械的強度に優れた無機微lINが酸
化物超電導体中に分散されているため、超ff11体全
体の機械的強度が向上する。
(実施例)
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例1
酸化物超電導体の原料として、Y2O3粉末0.5m0
1%、BaCO3粉末2mo1%、 CuO粉末3mO
1%を用い、これらを充分混合して大気中900℃で8
時間焼成した後ボールミルを用いて粉砕して、平均粒径
2μmの酸化物超電導体粉末とした。
1%、BaCO3粉末2mo1%、 CuO粉末3mO
1%を用い、これらを充分混合して大気中900℃で8
時間焼成した後ボールミルを用いて粉砕して、平均粒径
2μmの酸化物超電導体粉末とした。
この酸化物超Ti導体粉末90体積%とSiC微繊維1
0体g1%とを充分混合し、10×10×20ilIl
lに予備成形した後、火薬を用いたVfJs加圧成形に
より104k(Jf/ ciの圧力を加えて、7x 7
x 15mn+の成形物を得た。
0体g1%とを充分混合し、10×10×20ilIl
lに予備成形した後、火薬を用いたVfJs加圧成形に
より104k(Jf/ ciの圧力を加えて、7x 7
x 15mn+の成形物を得た。
得られた成形物を、酸素含有雰囲気中900℃で10分
焼成した後、酸素含有雰囲気中500℃で12時間熱処
理して酸化物超電導体の結晶構造中の酸素空席に酸素を
導入して繊維強化超電導体を17だ。
焼成した後、酸素含有雰囲気中500℃で12時間熱処
理して酸化物超電導体の結晶構造中の酸素空席に酸素を
導入して繊維強化超電導体を17だ。
このようにして得たm雑強化超電導体の臨界温度は87
に1曲げ強度は11k(Jf/ciであった。
に1曲げ強度は11k(Jf/ciであった。
なお、無機微繊維として^1□03を用いた場合でも、
同様の結果が得られた。
同様の結果が得られた。
比較例
実施例と同様にして冑た酸化物超電導体粉末を用いて、
実施例と同様に予備成形、衝撃加圧成形、焼成および酸
素導入のための熱処理を施して、酸化物超電導体を得た
。
実施例と同様に予備成形、衝撃加圧成形、焼成および酸
素導入のための熱処理を施して、酸化物超電導体を得た
。
この酸化物超電導体の臨界温度は90K、曲げ強度は5
kQf/a!であった。
kQf/a!であった。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明の、tIN強化超電導体は
、従来の酸化物超電導体に比べて機械的強度に優れてい
る。
、従来の酸化物超電導体に比べて機械的強度に優れてい
る。
したがって、本発明によれば酸化物超電導体を用いた超
電導部材の用途を広げることが可能となる。
電導部材の用途を広げることが可能となる。
さらに、本発明の繊維強化超電導体は衝撃加圧成形によ
り得られるため、酸化物超電導体結晶の緻密化も図られ
、これにより臨界電流密度も向上する。
り得られるため、酸化物超電導体結晶の緻密化も図られ
、これにより臨界電流密度も向上する。
出願人 株式会社 東芝
代理人弁理士 須 山 佐 −
Claims (5)
- (1)酸化物超電導体中に、無機微繊維が分散されてな
ることを特徴とする繊維強化超電導体。 - (2)無機微繊維は、アルミナ微繊維、炭化ケイ素微繊
維、チタン酸カリウム微繊維および窒化ケイ素微繊維の
少なくとも1種であることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の繊維強化超電導体。 - (3)酸化物超電導体は、希土類元素を含有するペロブ
スカイト型の酸化物超電導体であることを特徴とする特
許請求の範囲第1項または第2項記載の繊維強化超電導
体。 - (4)酸化物超電導体は、Ln元素(Lnは、希土類元
素から選ばれた少なくとも1種の元素)、BaおよびC
uを原子比で実質的に1:2:3の割合で含有すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項のいず
れか1項記載の繊維強化超電導体。 - (5)酸化物超電導体は、LnBa_2Cu_3O_7
_−_δ(δは酸素欠陥を表わす)で表わされる酸素欠
陥型ペロブスカイト構造を有することを特徴とする特許
請求の範囲第1項ないし第4項のいずれか1項記載の繊
維強化超電導体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62314363A JPH01157452A (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 繊維強化超電導体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62314363A JPH01157452A (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 繊維強化超電導体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01157452A true JPH01157452A (ja) | 1989-06-20 |
Family
ID=18052432
Family Applications (1)
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JP62314363A Pending JPH01157452A (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 繊維強化超電導体 |
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JP (1) | JPH01157452A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003106373A1 (en) * | 2002-06-18 | 2003-12-24 | University Of Wollongong | Superconducting material and method of synthesis |
-
1987
- 1987-12-11 JP JP62314363A patent/JPH01157452A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2003106373A1 (en) * | 2002-06-18 | 2003-12-24 | University Of Wollongong | Superconducting material and method of synthesis |
US7838465B2 (en) | 2002-06-18 | 2010-11-23 | University Of Wollongong | Method of synthesis of a superconducting material |
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