JPH0195409A

JPH0195409A - 超電導線

Info

Publication number: JPH0195409A
Application number: JP62251037A
Authority: JP
Inventors: Akira Kaneko; 彰金子
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-10-05
Filing date: 1987-10-05
Publication date: 1989-04-13

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。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、超電導磁石、核融合、エネルギー蓄積、医療
用ＮＭＲ−ＣＴおよび磁石浮上列車等の分野で利用する
超電導線に関する。

従来の技術超電導性を示す物質は非常に多く、大半の元素。

合金、化合物、それに金属酸化物等を加えると数百種類
に及ぶ。このうち、高磁界を発生する超電導コイル用と
して線材化が試みられ、Ｎｂ−Ｔｉ。

Ｎｂ３Ｓｎ、Ｖ３Ｇａ、Ｎｂ５Ａ１１’等ｃｃ　ヨー）
−ｃ作製すｆｔｔ、−超電導線が実用に供されている。

しかし、これらの線材は臨界温度（Ｔｃ）がそれぞれ１
０Ｋ。

１８．３Ｋ　、　１６．５Ｋ　、　１８．８にと非常に
低く、実際に使用する場合、高価な液体ヘリウムで冷却
する必要があった。

このような状況において、最近、酸化物の高温超電導体
が発見され、その臨界温度が飛躍的に上昇し、液体窒素
温度７７Ｋを越える１００Ｋ近くを示すものが現われた
。この物質は化学式ＹＢａ２Ｃｕ　３Ｏ７−δで表わさ
れることが明らかになっており、ＹをＬｕ、Ｙｂ、Ｔｍ
、Ｅｒ、Ｈａ、Ｄｙ、Ｇｄなどの希土類元素に替えても
殆ど同等の臨界温度（Ｔｃ）を示すことが確認されてい
る。その結晶構造はＣｕ○６八面体を含むペロブスカイ
ト類似構造を持ち、酸素欠損が超電導に重要な役割を果
たすことが知られているが、酸素欠損の位置、欠損量Ｃ
）に関してはいまだ完全には解明されておらず、不明な
点も多い。また、このＹＢａ２　Ｃｕ３Ｏ７−δを用い
た線材化の試みもいくつか報告されているが、いまだ特
性の安定性に問題があり、実用に十分供するまでのもの
はいまだ報告されていない。

発明が解決しようとする問題点液体窒素温度７７Ｋを越える臨界温度を示し、化学式Ｍ
Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−δで示される酸化物超電導体の線材
化の試みは緒についたばかりであり、しかも酸化物超電
導体に関する線材化は従来殆ど行われていなかったため
、試作された超電導線はいまだ不安定で、十分にその特
性が引き出されていなかった。また、このＭＢａ２　Ｃ
ｕ３Ｏ７−δ型酸化物超電導体の超電導性の発現には異
方性があり、その超電導性が結晶構造のａ軸とｂ軸とで
成す平面方向にのみ出現し、この面に垂直なＣ軸方向に
は出現しないため、線材化において、超電導性の発現す
るａ−ｂ軸平面と超電導線の軸方向が一致するように作
製する必要があった。

本発明は、上記のような従来の問題点を解決するもので
、超電導性の発現するａ−ｂ軸平面を超電導線の軸方向
に一致させ、安定性を改善し、その特性を向上させるこ
とができるようにした超電導線を提供することを目的と
するものである。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するための本発明の第１番目の技術的
な手段は、化学式ＭＢａ２　Ｃｕ３Ｏ７−δ（０＜δ〈
１）で示される超電導体の外側をＡＢＯ３型のペロブス
カイト酸化物が囲み、このペロブスカイト酸化物の外側
を金属体が囲む断面形状に形成されたものである。また
、本発明の第２番目の技術的な手段は、化学式ＭＢａ２
　Ｃｕ３Ｏ７−δ（０＜δ〈１）で示される超電導体の
外側をＡＢＯ３型のペロブスカイト酸化物が囲み、この
ペロブスカイト酸化物の外側を金属が囲む断面形状を有
する超電導素体が形成され、この複数本に束ねた超電導
素体の外側を金属体が囲む断面形状に形成されたもので
ある。

作　　用本発明は、上記技術的手段により次のような作用を有す
る。

すなわち、Ａ　Ｂ　０３５のペロブスカイト酸化物を介
在させることにより、従来線材化が困難であった酸化物
超電導体、特に化学式ＭＢａ２Ｃｕ３ｏ７−δで示され
る酸化物超電導体を用い、その超電導性の発現するａ−
ｂ軸平面を軸方向に一致させて容易に線材化することが
できる。

実施例以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

まず、本発明の第１の実施例について説明する。

第１図および第２図は本発明の第１の実施例における超
電導線を示し、第１図は横断面図、第２図は作製途中の
一部斜視図である。

第１図に示すように本実施例の超電導線１は化学式ＭＢ
ａ２　Ｃｕ３Ｏ７−δ（０＜δく１）で示される組成の
物質からなる酸化物超電導体２の外周をＡＢＯ３型のペ
ロブスカイト酸化物ａが囲み、このペロブスカイト酸化
物３の外周を金属体４が囲む断面形状に形成され、線材
化されている。

次に本実施例の超電導線１の作製方法について説明する
。

まず、第２図に示すように、例えばＣｕ、若しくはＡｇ
からなる平板状の金属体４上にＡ　Ｂ　ｏ３型ペロブス
カイト酸化物３をスパッタ法によって形成り、た。この
Ａ　Ｂ　ｏ３型ペロブスカイト酸化物３はＡがＬａ　、
Ｐｒ　、Ｎｄ　、Ｓｍ　、Ｇｄ　、Ｄｙ　、Ｈｏ　、Ｅ
ｒの少なくとも１種か、もしくはこれらの一部がＣａ。

Ｓｒ、Ｂａの少なくとも１種で置換されたもの、ＢがＭ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉの少なくとも１種で構成された場
合、その結晶系は立方晶系か、正方晶系に属し、その格
子定数は３．８０λから３．９０λの間の値となる。例
えばＬ　ａ　Ｏ，５Ｓｒ　０．５Ｃｏ０３　は立方晶に
属し、ａ　＝　３．８３λであり、これらはＭＢａ２Ｃ
ｕ３Ｏ７−δ型の酸化物超電導体２のａ軸、あるいはｂ
軸の格子定数にほぼ一致したもので、例えば、Ｙ　Ｂａ
２　Ｃｕ３Ｏ７−δはａ　＝　３．８２λ、ｂ−３，８
９λ、Ｓｍ１１．６８λであり、上記ペロブスカイト酸
化物３の上に酸化物超電導体２を形成すると、Ｃ軸方向
に成長した酸化物超電導体２が得やすく、特に配向した
ペロブスカイト酸化物２の上では非常に容易にＣ軸配向
をさせることができる。

上記Ａ　Ｂ　０３型ベロプヌカイト酸化物３のスパッタ
条件として、例えばＬａ０．５Ｓｒ０．５Ｃｏ○３の場
合、基板温度３Ｏ０°Ｃ〜２　Ｘ　１０　’ｔｏｒ　ｒ
　、Ａｒ　：０２比３：１．入力電力４００Ｗで基板で
ある金属体４上にスパッタを行って（１００）配向した
ペロブスカイト酸化物３の膜を得た。この薄膜は、入力
電力を増すに伴い、アモルファス状から（１１０）配向
膜、（１１０）と′（１００）の混合膜、（１００）配
向膜と変化する。また配向膜条件としては、ガス圧、基
板温度の要因もあり、その（１００）配向膜形成範囲は
それぞれ１０−〜１０　　’　　ｔｏｒｒ、２００〜６
００°Ｃの間である。

上記のようにペロブスカイト酸化物３を形成した平板状
の金属体４をペロブスカイト酸化物３の面を内側にして
、長尺端側が軸方向に沿うようにして管状にし、長尺端
同志を溶接することにより、管状体を形成した。そして
、この管状体の中空部に、９００〜１０００°Ｃで仮焼
し、粉砕したＭＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−δの粉末を充填し、
管状体の両端を密封した後、これを減面加工してｌ　１
　ｍｍの線材とし、その後８００〜１０００°Ｃで熱処
理を行い、第１図に示す断面形状の超電導線１を作製し
た。この超電導線１を液体窒素によって冷却した結果、
９４にで抵抗の低下が始まり、８７にで抵抗０となった
。そして、液体窒素温度７７にでの電流密度、６００　
Ａ　／　Ｓｍ２を得た。

次に本発明の第２の実施例について説明する。

第３図は本発明の第２の実施例を示す横断面図である。

第３図に示すように本実施例の超電導線１は化学式Ｍ　
Ｂａ２　Ｃｕ３Ｏ７−δ（０＜δ〈１）で示される組成
の物質からなる超電導体２の外周をＡＢＯ３型のペロブ
スカイト酸化物３が囲み、このペロブスカイト酸化物３
の外周を金属体４が囲み、超電導体２がその内周に金属
体５を有する断面形状に形成され、線材化されている。

次に本実施例の超電導線１の作製方法について説明する
。

まず、金属体４の内壁にペロブスカイト酸化物３を上記
第１の実施例の場合と同様に形成するか、あるいはペロ
ブスカイト酸化物３の溶融物を管状の金属体４に流し込
むことにより、内壁部にペロブスカイト酸化物１２の薄
膜層を形成した。次に、上記管状体の中心に金属体５を
配置し、金属体５とペロブスカイト酸化物３との間に、
９００〜１０００’Ｃで仮焼し、粉砕したＭ　Ｂａ　２
　Ｃｕ３Ｏ７−δの粉末を充填し、管状体の両端を密封
した。

そして、減面加工を施し、線材化して８００〜１０００
°Ｃで熱処理を行い、超電２ｇｍ１を作製した。この超
電導線１を液体窒素によって冷却した結果、上記第１の
実施例と同様の特性が得られた。

次に本発明の第３の実施例について説明する。

第４図は本発明の第３の実施例を示す横断面図である。

第４図に示すように本実施例の超電導線１は化学式ＭＢ
ａ２Ｃｕ３Ｏ７−δで示される組成の物質からなる超電
導体２の外周をＡＢＯ３型のペロブスカイト酸化物３が
囲み、このペロブヌカイト酸化物３の外周を金属体４が
囲み、超電導体２がその内周に金属体５と、この金属体
５を囲むＡＢ　Ｏ３型ベロゲスカイト酸化物６とを有す
る断面形状に形成され、線材化されている。

次に本実施例の超電導線１の炸裂方法について説明する
。

まず、金属体４の内壁にペロブスカイト酸化物３を上記
第１．第２の実施例の場合と同様に形成した。次に金属
体５の周囲にスパッタ法によりベロゲスカイト酸化物６
を形成するか、あるいはベロゲスカイト酸化物溶融液中
に金属体５を浸すことにより、金属体５の外周にペロブ
スカイト酸化物６を形成した。そして、金属体４とその
内周のベロゲスカイト酸化物３とからなる管状体の中心
にベロゲスカイト酸化物６を外周に形成した金属体５を
配置し、ペロブスカイト酸化物ａと６の間に、９００〜
１０００°Ｃで仮焼し、粉砕したＭＢａ２　Ｃｕ３Ｏ７
−δの粉末を充填し、管状体の両端を密封して減面加工
を施した。そして、線材化したものを８００〜１０００
°Ｃで熱処理を行って超電導線１を作製した。この超電
導線１を液体窒素によって冷却した結果、９３にで抵抗
の低下が見られ、８８にで抵抗０となった。そして、液
体窒素温度、７７にでの電流密度、１０００　Ａ／ｃｍ
２と良好な結果を得た。

次に本発明の第４の実施例について説明する。

第５図は本発明の第４の実施例を示す横断面図である。

第５図に示すように本実施例の超電導線１は上記第１〜
第３の実施例に示すように作製し、減面加工を施す前の
状態の超電導素体１１（図示例は第１の実施例のもの）
を複数本（図示例では７本）束ね、これらの外側を金属
体１２により囲み、この全体に減面加工を施し、８００
〜１０００°Ｃで熱処理を行うことにより、複合化した
超電導線１を作製した。この複合超電導線１を液体窒素
によって冷却した結果、９４にで抵抗の低下が見られ、
８８にで抵抗０となった。そして、液体窒素温度、７７
にでの電流密度、９００Ａ／ｃｍ２を得た。

発明の効果以上述べたように本発明によれば、化学式ＭＢａ２　Ｃ
ｕ３Ｏ７−δ（０＜δ＜１）で示される酸化物超電導体
に隣接してＡ　Ｂ　０３型のベロゲスカイト酸化物を介
在させているので、従来、線材化が困難であったＭＢａ
２　Ｃｕ３Ｏ７−δ型酸化物超電導体を用い、その超電
導性の発現するａ−ｂ軸平面を軸方向に一致させて容易
に線材化することができ、したがって安定性を改善し、
その特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例における超
電導線を示し、第１図は横断面図、第２図は作成途中の
一部斜視図、第３図は本発明の第２の実施例を示す横断
面図、第４図は本発明の第３の実施例を示す横断面図、
第５図は本発明の第４の実施例を示す横断面図である。１・・・・・・超電導線、２・・・・・・超電導体、３
・・・・・・ペロブスカイト酸化物、４・・・・・・金
属体、５・・・・・・金属体、６・・・・・・ペロブス
カイト酸化物、１１・・・・・・超電導素体、１２・・
・・・・金属体。第１図第　２　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）化学式ＭＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７＿−＿δ（０＜
δ＜１）で示される超電導体の外側をＡＢＯ＿３型のペ
ロブスカイト酸化物が囲み、このペロブスカイト酸化物
の外側を金属体が囲む断面形状を有することを特徴とす
る超電導線。
（２）超電導体がその内部に金属体を有することを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の超電導線。
（３）超電導体がその内部に金属体と、この金属体の外
周を囲んだＡＢＯ＿３型のペロブスカイト酸化物とを有
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超電
導線。
（４）超電導体が化学式ＭＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７＿−
＿δで示され、ＭがＹ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ
、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｃ、
Ｓｒのうち、少なくとも１種類であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
超電導線。
（５）化学式ＭＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７＿−＿δ（０＜
δ＜１）で示される超電導体の外側をＡＢＯ＿３型のペ
ロブスカイト酸化物が囲み、このペロブスカイト酸化物
の外側を金属体が囲む断面形状を有する超電導素体が形
成され、この複数本に束ねた超電導素体の外側を金属体
が囲む断面形状を有することを特徴とする超電導線。
（６）超電導体が化学式ＭＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７＿−
＿δで示された、ＭがＹ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｃ
、Ｓｒのうち、少なくとも１種類であることを特徴とす
る特許請求の範囲第５項記載の超電導線。