JPH01176610A - Manufacture of superconductive ceramic wire material - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超伝導セラミックス線材の製造方法に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for manufacturing a superconducting ceramic wire.
従来、超伝導セラミックスは一般に焼結体として製造さ
れ、その製造方法を説明すれば、以下の通りである。Conventionally, superconducting ceramics are generally manufactured as sintered bodies, and the manufacturing method thereof will be explained as follows.
まず、原料としての酸化バリウム（Ｂａ Ｏ）、三酸化
二イツトリウム（Ｙ２Ｏ２）、酸化鋼（Ｃｕ Ｏ） 、
三酸化二ランタン（Ｌａ２０３）、二酸化ストロンチウ
ム（Ｓ ｒ ０２ ）等が秤量・混合されたのち乾燥さ
れ、その後、プレス成形されて予備焼結される。ついで
、予備焼結体は再び粉砕されて所定の形状にプレス成形
され、その後、最終焼結されて・超伝導セラミックスの
焼結体が製造される。First, barium oxide (BaO), diyttrium trioxide (Y2O2), oxidized steel (CuO),
Dilanthanum trioxide (La203), strontium dioxide (S r 02 ), etc. are weighed and mixed, dried, and then press-molded and pre-sintered. Next, the preliminary sintered body is crushed again and press-formed into a predetermined shape, and then finally sintered to produce a sintered body of superconducting ceramics.
ところで、超伝導セラミックスを各種の産業分野におい
て実用に供しようとする場合には、焼結体として供給で
きるだけでなく、その形状を所望に加工できる加工技術
も不可欠とされている。そこで、例えば超伝導セラミッ
クスの線材の製造方法の確立が必要とされる。By the way, when superconducting ceramics are to be put to practical use in various industrial fields, it is essential to have processing techniques that can not only supply them as sintered bodies but also process them into desired shapes. Therefore, it is necessary to establish a method for manufacturing superconducting ceramic wires, for example.
これらの加工技術の例として、上記焼結体をるつぼで再
溶融し、ノズルから線引きして線材形状の超、伝導セラ
ミックスを得る方法、あるいは、超伝導セラミックスの
焼結体を金属シースにより覆うことで超伝導セラミック
スを安定化し、線材を製造する方法等が知られていた。Examples of these processing techniques include remelting the sintered body in a crucible and drawing it through a nozzle to obtain wire-shaped superconducting ceramics, or covering the sintered body of superconducting ceramics with a metal sheath. A method of stabilizing superconducting ceramics and manufacturing wire rods was known.
ところが、上記のるつぼを用いた加工技術によれば、い
ったん焼結された超伝導セラミックスは再び溶融される
ので、Ｃｕ、Ｏ等の蒸気圧の高い成分が揮散してしまい
、安定的に均一な組成の線材を得ることができなかった
。また、１０００℃程度で熱処理すると、せっかくの超
伝導相が変質されてしまうという問題点を有していた。However, according to the above-mentioned processing technology using a crucible, once sintered superconducting ceramics are melted again, components with high vapor pressure such as Cu and O are volatilized, resulting in stable and uniform production. It was not possible to obtain a wire rod with the same composition. Further, there was a problem in that heat treatment at about 1000° C. deteriorates the superconducting phase.
これに対して、超伝導セラミックスの焼結体を粉砕した
後に、これを金属パイプに封入し、加圧ないし加熱延伸
する方法では、加圧工程でセラミックス結晶の非晶質化
あるいはセラミックス材のとぎれが生じる。また、加熱
工程では金属パイプによる還元などが生じる。このため
、安定した超伝導特性を示す線材などを得ることが困難
であった。On the other hand, in the method of crushing a sintered body of superconducting ceramics, enclosing it in a metal pipe, and applying pressure or heat stretching, the pressing process may cause the ceramic crystal to become amorphous or the ceramic material to break. occurs. Further, in the heating process, reduction etc. occur due to the metal pipe. For this reason, it has been difficult to obtain wires and the like that exhibit stable superconducting properties.
本発明は、上記の従来技術が有していた問題点を解決す
るためになされたもので、超伝導セラミックスを安定に
加工し、特性の優れた超伝導セラミックス線材を得るこ
とのできる製造方法を提供することを目的とする。The present invention was made in order to solve the problems of the above-mentioned conventional technology, and to provide a manufacturing method that can stably process superconducting ceramics and obtain superconducting ceramic wires with excellent characteristics. The purpose is to provide.
本発明の超伝導セラミックス線材の製造方法は、上記目
的を達成するため、超伝導酸化物を含んで構成される超
伝導セラミックスのロッドをセラミックスもしくはガラ
スを含んで構成されるパイプに挿入して母材を得る第１
の工程と、母材の軸方向一端を加熱軟化して線引きし、
超伝導セラミックス線材を得る第２の工程とを有するこ
とを特徴とする。In order to achieve the above object, the method for manufacturing a superconducting ceramic wire of the present invention involves inserting a superconducting ceramic rod containing a superconducting oxide into a pipe containing ceramics or glass. 1st to get the material
process, heating and softening one axial end of the base material and drawing it,
A second step of obtaining a superconducting ceramic wire.
本発明は、上記のように構成されたので、酸化物超伝導
セラミックスのロッドは、セラミックスまたはガラスの
パイプに挿入されて母材とされ、その一端から線引きさ
れる。従って、安定なセラミックスあるいはガラス製の
パイプによるカバーがされた状態での融解が可能なので
、Ｃｕなどの揮散が抑えられ、また、るつぼや雰囲気か
らの汚染が防止される。Since the present invention is configured as described above, a rod of oxide superconducting ceramic is inserted into a ceramic or glass pipe to serve as a base material, and a wire is drawn from one end of the base material. Therefore, since melting can be performed while covered with a stable ceramic or glass pipe, volatilization of Cu and the like is suppressed, and contamination from the crucible or the atmosphere is prevented.
以下、添付図面の第１図ないし第３図を参照して、本発
明に係る製造方法の実施例について説明する。Embodiments of the manufacturing method according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3 of the accompanying drawings.
まず、犀料としてのＢａＯ１Ｙ２０８．ＣｕＯ１Ｌ ａ
Ｏ、Ｓ ｒ ０２などは、所定の比率に秤量・混合
され、乾燥されたのちプレス成形されて予備焼結される
。予備焼結体は再び粉砕されて所定の形状にプレス成形
され、その後、最終焼結されて第１図（Ａ）ような超伝
導セラミックスのロッド１が製造される。このロッド１
の成形は、静圧プレス、射出成型あるいはパンチプレス
など、種々の方法により行なうことができる。First, BaO1Y208 as a rhinoceros material. CuO1L a
O, S r 02, etc. are weighed and mixed in a predetermined ratio, dried, and then press-molded and pre-sintered. The preliminary sintered body is crushed again and press-formed into a predetermined shape, and then finally sintered to produce a superconducting ceramic rod 1 as shown in FIG. 1(A). This rod 1
The molding can be carried out by various methods such as static pressure press, injection molding or punch press.
このような超伝導セラミックスのロッド１は、第１図（
Ａ）のようなガラスないしセラミックス製のパイプ２に
挿入される。このパイプ２は酸化物セラミックスを焼成
して得てもよく、シリカなどのガラスから得てもよい。Such a superconducting ceramic rod 1 is shown in Fig. 1 (
It is inserted into a pipe 2 made of glass or ceramics as shown in A). This pipe 2 may be obtained by firing oxide ceramics or may be obtained from glass such as silica.
但し、後の線引きを行なうためには、このパイプ２は線
引き可能な軟化点を持つことが必要であり、またその軟
化温度は超伝導セラミックスのロッド１の軟化点とあま
り異ならないことが望まれる。さらに、パイプ２を構成
する材料は、高温下でもロッド１の超伝導酸化物と反応
しないような、安定した性質を有するものであることが
必要である。However, in order to carry out wire drawing later, it is necessary that this pipe 2 has a softening point that allows wire drawing, and it is desirable that the softening temperature is not much different from the softening point of the superconducting ceramic rod 1. . Furthermore, the material constituting the pipe 2 needs to have stable properties such that it does not react with the superconducting oxide of the rod 1 even at high temperatures.
ロッド１をパイプ２に挿入した後には、その軸方向の一
端が封じられる。すなわち、第１図（Ｂ）に示すように
、一端がバーナー３からの酸水素炎４にさらされ、溶融
されて一体化される。これにより、線材を形成するため
の母材（プリフォーム）５が得られる。この母材５の形
成は酸水素炎を用いるものに限られず、適宜の加熱方法
によればよい。また、一端を封じることは必須ではなく
、後の線引き工程でロッド１とパイプ２を相対的に固定
し、一体向に保持することが可能であるならば、いかな
る方法であってもよい。After the rod 1 is inserted into the pipe 2, one axial end thereof is sealed. That is, as shown in FIG. 1(B), one end is exposed to the oxyhydrogen flame 4 from the burner 3, and is melted and integrated. Thereby, a base material (preform) 5 for forming a wire rod is obtained. The formation of this base material 5 is not limited to using an oxyhydrogen flame, but may be performed by any suitable heating method. Further, it is not essential to seal one end, and any method may be used as long as it is possible to relatively fix the rod 1 and the pipe 2 and hold them together in a later wire drawing process.
母材５の形成後には、第２図のようにして線引きがなさ
れる。すなわち、母材５の上端はチャック６に把持され
、アーム７を介してボールねじ８に上下動自在に取り付
けられる。そして、母材５の下端部はヒータ９で加熱さ
れ軟化される。すると、光ファイバの線引きなどと同様
にして、第３図に示すように中心部に超伝導セラミック
スからなるコア１０と、その周囲にガラスもしくはセラ
ミックスからなる被覆層１１とを有する線材１２が線引
きされる。After the base material 5 is formed, it is drawn as shown in FIG. That is, the upper end of the base material 5 is gripped by a chuck 6 and attached to a ball screw 8 via an arm 7 so as to be vertically movable. Then, the lower end portion of the base material 5 is heated by the heater 9 and softened. Then, as shown in FIG. 3, a wire 12 having a core 10 made of superconducting ceramics in the center and a coating layer 11 made of glass or ceramics around the core 10 is drawn in the same manner as in drawing an optical fiber. Ru.
このようにして得られる線材］２では、コア１０をなす
超伝導セラミックスが被覆層１１をなす安定なガラスま
たはセラミックスで気密に封止されているので、大気中
のＯＨや水蒸気が超伝導セラミックスに触れることがな
い。このため、得られた超伝導セラミックスの線材１２
は長時間大気中に置かれても、経時的に劣化するような
ことはなく、従って幅広い用途に適している。また、超
伝導セラミックスは線引きされる直前に加熱され、軟化
の後には安定した被覆層１１により封じられるので、熱
処理中にＣｕやＯなどが揮散することは極めて少なく、
成分が一定している。また、線引き方法が簡単なので、
高速かつ大量に安価な線材を得ることができる。In the wire obtained in this way] 2, the superconducting ceramic forming the core 10 is hermetically sealed with the stable glass or ceramic forming the coating layer 11, so that OH and water vapor in the atmosphere can penetrate into the superconducting ceramic. I can't touch it. For this reason, the obtained superconducting ceramic wire 12
It does not deteriorate over time even if it is left in the atmosphere for a long time, making it suitable for a wide range of applications. In addition, since superconducting ceramics are heated just before being drawn and are sealed with a stable coating layer 11 after softening, it is extremely unlikely that Cu, O, etc. will volatilize during heat treatment.
The ingredients are constant. Also, since the line drawing method is easy,
It is possible to obtain inexpensive wire rods in large quantities at high speed.
次に、本発明の具体的な実施例について、以下説明する
。Next, specific examples of the present invention will be described below.
まず、ＣｕＯ，Ｙ Ｏ、ＢａＯより構成された超伝導
セラミックス微粉末を用意し、直径が８ｍ１ｍで長さが
３００ ｍｍの円柱状のロッドとした。そして、１００
０℃で８時間焼成し、超伝導セラミックスのロッドを得
た。このような超伝導−セラミックスのロッドは１３０
０℃以上の温度で融解し、線引きが可能となる。一方、
内径が１０ｍｍ、厚さが８ ｍｍで長さが３００順のバ
イコールガラスからなるパイプを用意（７１、このパイ
プ中に上記の超伝導セラミックスロッドを挿入した。そ
して、その軸方向一端を酸水素炎で封じ、線材形成のた
めの母材とした。First, superconducting ceramic fine powder composed of CuO, Y 2 O, and BaO was prepared and formed into a cylindrical rod with a diameter of 8 ml and a length of 300 mm. And 100
It was fired at 0°C for 8 hours to obtain a superconducting ceramic rod. Such a superconducting ceramic rod is 130
It melts at temperatures above 0°C and can be drawn into wire. on the other hand,
A pipe made of Vycor glass with an inner diameter of 10 mm, a thickness of 8 mm, and a length of 300 mm was prepared (71). and used as a base material for forming wire rods.
しかる後、この母材を第２図のようにセットし、ヒータ
で下端部を１５００℃程度に加熱し、直径４００μｍの
線材を線引きした。その結果、この線材は超伝導特性を
呈し、また、経時的にも安定していた。Thereafter, this base material was set as shown in FIG. 2, the lower end was heated to about 1500° C. with a heater, and a wire with a diameter of 400 μm was drawn. As a result, this wire exhibited superconducting properties and was also stable over time.
本発明は上記実施例および具体例に限定されることなく
、種々の変形が可能である。The present invention is not limited to the above embodiments and specific examples, and can be modified in various ways.
例えば、超伝導セラミックスとしては前述のもに限らず
、スカンジウム（Ｓｃ ） 、ランタン（Ｌａ）、ベリ
リウム（Ｂｅ ） 、マグネシウム（Ｍｇ ） 、スト
ロチウム（Ｓｒ）等が添加された超伝導セラミックスに
ついても有効である。また、超伝導セラミックスの結晶
構造も、代表的なＫＮＩＦ４構造だけでなく、酸素欠損
三重ペロブスカイト構造の超伝導セラミックスについて
も適用できる。パイプは酸化物セラミックスやシリカガ
ラスからなるものが適しているが、これに限られず、例
えばアルミナ硅酸ガラス、リン酸塩系ガラス、ホウ酸塩
系ガラスなどであってもよい。For example, superconducting ceramics are not limited to those mentioned above, but also superconducting ceramics to which scandium (Sc), lanthanum (La), beryllium (Be), magnesium (Mg), strotium (Sr), etc. are added are also effective. be. Furthermore, the crystal structure of superconducting ceramics is not limited to the typical KNIF4 structure, but can also be applied to superconducting ceramics having an oxygen-deficient triple perovskite structure. The pipe is suitably made of oxide ceramics or silica glass, but is not limited thereto, and may be made of, for example, alumina-silicate glass, phosphate-based glass, borate-based glass, or the like.
但し、このパイプの材料は超伝導セラミックスと反応し
ないようなものであることが必要であり、従ってフッ化
物ガラスなどはあまり好適ではない。However, the material of this pipe needs to be one that does not react with the superconducting ceramics, so fluoride glass or the like is not very suitable.
以上の通り、本発明の超伝導セラミックス線材の製造方
法は、酸化物超伝導セラミックスのロッドは、セラミッ
クスまたはガラスのパイプに挿入されて母材とされ、そ
の一端から線引きされるので、安定なセラミックスある
いはガラス製のパイプによるカバーがされた状態での融
解が可能になる。従って、Ｃｕなどの揮散が抑えられ、
また、るつぼや雰囲気からの汚染が防止される。その結
果、超伝導セラミックスを安定に加工し、特性の優れた
超伝導セラミックス線材を得ることができるという効果
を奏する。As described above, in the method for manufacturing a superconducting ceramic wire of the present invention, a rod of oxide superconducting ceramic is inserted into a ceramic or glass pipe to serve as a base material, and the wire is drawn from one end of the rod, so that a stable ceramic wire can be produced. Alternatively, melting can be performed while covered with a glass pipe. Therefore, volatilization of Cu etc. is suppressed,
Also, contamination from the crucible and atmosphere is prevented. As a result, it is possible to stably process superconducting ceramics and obtain superconducting ceramic wires with excellent characteristics.
第１図は本発明の実施例に係る母材の製造工程を示す図
、第２図は線引きを説明する図、第３図は線材の断面図
である。
１・・・超伝導セラミックスのロッド、２・・・パイプ
、４・・・酸水素炎、１２・・・線材。
特許出願人 住友電気工業株式会社
代理人弁理士 長谷用 芳 樹線引き工程
第２図
第３図
母材の製造
第１図FIG. 1 is a diagram showing the manufacturing process of a base material according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating wire drawing, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the wire. 1... Superconducting ceramic rod, 2... Pipe, 4... Oxyhydrogen flame, 12... Wire. Patent applicant: Sumitomo Electric Industries, Ltd. Patent attorney Yoshi Hase Tree drawing process Figure 2 Figure 3 Manufacturing of base material Figure 1
Claims (1)
スのロッドを、前記超伝導酸化物に対して安定な性質を
有するセラミックスもしくはガラスを含んで構成される
パイプに挿入して母材を得る第１の工程と、 前記母材の軸方向一端を加熱軟化して線引きし、超伝導
セラミックス線材を得る第２の工程とを有することを特
徴とする超伝導セラミックス線材の製造方法。 ２、前記超伝導セラミックスのロッドが前記パイプ中で
焼成処理されることを特徴とする請求項１記載の超伝導
セラミックス線材の製造方法。[Claims] 1. A rod of superconducting ceramics containing a superconducting oxide is inserted into a pipe containing ceramics or glass that is stable to the superconducting oxide. and a second step of heating and softening one end of the base material in the axial direction and drawing it to obtain a superconducting ceramic wire. Production method. 2. The method for manufacturing a superconducting ceramic wire according to claim 1, wherein the superconducting ceramic rod is fired in the pipe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51288A JPH01176610A (en) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | Manufacture of superconductive ceramic wire material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51288A JPH01176610A (en) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | Manufacture of superconductive ceramic wire material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01176610A true JPH01176610A (en) | 1989-07-13 |
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ID=11475832
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP51288A Pending JPH01176610A (en) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | Manufacture of superconductive ceramic wire material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01176610A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5814122A (en) * | 1995-12-12 | 1998-09-29 | Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. | Method of making hollow high temperature ceramic superconducting fibers |
-
1988
- 1988-01-05 JP JP51288A patent/JPH01176610A/en active Pending
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| US5814122A (en) * | 1995-12-12 | 1998-09-29 | Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. | Method of making hollow high temperature ceramic superconducting fibers |
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