JPH04121912A - ビスマス系酸化物高温超電導体の製造方法 - Google Patents
ビスマス系酸化物高温超電導体の製造方法Info
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
この発明は、酸化物高温超電導体の製造方法に関するも
ので、特に、臨界電流密度の向上を図りなから長尺線材
の製造に適した、酸化物高温超電導体の製造方法に関す
るものである。
ので、特に、臨界電流密度の向上を図りなから長尺線材
の製造に適した、酸化物高温超電導体の製造方法に関す
るものである。
［従来の技術］
近年、より高い臨界温度を示す超電導材料として、セラ
ミックス系のもの、すなわち酸化物超電導材料が注目さ
れている。中でも、イツトリウム系が９０に１ビスマス
系がｌｌ０Ｋ、タリウム系が１２０に程度の高い臨界温
度を示し、各々、その実用化が期待されている。
ミックス系のもの、すなわち酸化物超電導材料が注目さ
れている。中でも、イツトリウム系が９０に１ビスマス
系がｌｌ０Ｋ、タリウム系が１２０に程度の高い臨界温
度を示し、各々、その実用化が期待されている。
特に、ビスマス系酸化物超電導体では、臨界温度が１１
０にである相と８０におよびＩＯＫである相とがあるこ
とが知られている。また、ここで、１１０に相は、Ｂ
ｉ−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ、またはＢｉの一部をｐｂで置換
した（Ｂ ｉ、 Ｐｂ） −３ｒ−Ｃａ−Ｃｕの組成
における２２２３組成を有しており、他方、８０に相は
、同構成元素における２２１２組成を有していることが
知られている。
０にである相と８０におよびＩＯＫである相とがあるこ
とが知られている。また、ここで、１１０に相は、Ｂ
ｉ−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ、またはＢｉの一部をｐｂで置換
した（Ｂ ｉ、 Ｐｂ） −３ｒ−Ｃａ−Ｃｕの組成
における２２２３組成を有しており、他方、８０に相は
、同構成元素における２２１２組成を有していることが
知られている。
また、一般に、酸化物超電導体を製造する方法において
、酸化物超電導体の原料を金属シースに充填した状態で
、塑性加工および熱処理を施すことにより、金属シース
内の原料を超電導体化する方法がある。この方法は、た
とえば、長尺の超電導線材を製造するとき、有利に適用
される。
、酸化物超電導体の原料を金属シースに充填した状態で
、塑性加工および熱処理を施すことにより、金属シース
内の原料を超電導体化する方法がある。この方法は、た
とえば、長尺の超電導線材を製造するとき、有利に適用
される。
［発明が解決しようとする課題：
超電導体をケーブルやマグネットに応用しようとするに
は、そのような超電導体をもって構成された線材が、高
い臨界温度に加えて、高い臨界電流密度を有しているこ
ととともに、長尺にわたって臨界電流密度か均一である
ことか必要である。
は、そのような超電導体をもって構成された線材が、高
い臨界温度に加えて、高い臨界電流密度を有しているこ
ととともに、長尺にわたって臨界電流密度か均一である
ことか必要である。
しかしながら、前述したように、長尺の線材を得るため
、超電導体を金属シース中で生成させる方法を採用する
と、超電導体は、金属シースで囲まれた構造であり、外
部雰囲気とは基本的に遮断された構造となっている。し
たかって、熱処理した際に、シース中の原料粉末から発
生するガスにより、線材が膨張し、そのため、熱処理中
や熱処理後のハンドリング等により、シース中の超電導
体部にクラックか入ることかあり、このことか、線材の
臨界電流密度を低くする要因となっていた。
、超電導体を金属シース中で生成させる方法を採用する
と、超電導体は、金属シースで囲まれた構造であり、外
部雰囲気とは基本的に遮断された構造となっている。し
たかって、熱処理した際に、シース中の原料粉末から発
生するガスにより、線材が膨張し、そのため、熱処理中
や熱処理後のハンドリング等により、シース中の超電導
体部にクラックか入ることかあり、このことか、線材の
臨界電流密度を低くする要因となっていた。
それゆえに、この発明の目的は、酸化物高温超電導体を
金属シース中で生成させるために熱処理するステップを
備える、酸化物高温超電導体の製造方法において、長尺
にわたって均一な臨界電流密度を与えるとともに、臨界
電流密度を向上させることかできる技術的手段を提供し
ようとすることである。
金属シース中で生成させるために熱処理するステップを
備える、酸化物高温超電導体の製造方法において、長尺
にわたって均一な臨界電流密度を与えるとともに、臨界
電流密度を向上させることかできる技術的手段を提供し
ようとすることである。
［課題を解決するための手段］
この発明は、酸化物高温超電導体を金属シース中で生成
させるために熱処理するとき、金属シースが膨張するこ
とを防止しようとするものであり、酸化物高温超電導体
の原料を金属シース中に充填した後に熱処理するステッ
プにおいて、昇温途中で温度をホールドする過程を備え
ることを特徴としている。このように、温度をホールド
した後、目標温度まで昇温される。
させるために熱処理するとき、金属シースが膨張するこ
とを防止しようとするものであり、酸化物高温超電導体
の原料を金属シース中に充填した後に熱処理するステッ
プにおいて、昇温途中で温度をホールドする過程を備え
ることを特徴としている。このように、温度をホールド
した後、目標温度まで昇温される。
好ましくは、上述のホールド温度は、５００℃以上７５
０℃以下に選ばれる。
０℃以下に選ばれる。
また、金属シースは、銀または銀合金より構成されるこ
とが好ましい。
とが好ましい。
この発明は、特に、Ｂ ｉ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕまたは（
Ｂｉ、Ｐｂ）−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ等のいわゆるビスマス
系超電導体に向けられると有利である。この場合、金属
シース中には、２２２３相、２２１２相および／または
非超電導相を含む粉末が充填される。
Ｂｉ、Ｐｂ）−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ等のいわゆるビスマス
系超電導体に向けられると有利である。この場合、金属
シース中には、２２２３相、２２１２相および／または
非超電導相を含む粉末が充填される。
［発明の作用および効果］
線材が膨張するのは、熱処理中において、金属シース中
の粉末より発生したガスが速やかに金属シースの外へ抜
は出すことができず、そのために発生するガス圧による
ものであるか、この発明によれば、このガスを速やかに
金属シース外に圧すことができる。すなわち、熱処理ス
テップにおける昇温過程で温度をホールドすることによ
り、このホールド温度下においても、金属シース中の粉
末よりガスが発生しているが、金属シースは、当該ホー
ルド温度下では、膨張を防止するだけの強度を有してい
る。したがって、熱処理ステップにおける昇温の途中で
、昇温を停止し、温度を一時的にホールドすることによ
り、線材を膨張させることなく、脱ガスを速やかに行な
うことができる。
の粉末より発生したガスが速やかに金属シースの外へ抜
は出すことができず、そのために発生するガス圧による
ものであるか、この発明によれば、このガスを速やかに
金属シース外に圧すことができる。すなわち、熱処理ス
テップにおける昇温過程で温度をホールドすることによ
り、このホールド温度下においても、金属シース中の粉
末よりガスが発生しているが、金属シースは、当該ホー
ルド温度下では、膨張を防止するだけの強度を有してい
る。したがって、熱処理ステップにおける昇温の途中で
、昇温を停止し、温度を一時的にホールドすることによ
り、線材を膨張させることなく、脱ガスを速やかに行な
うことができる。
それゆえに、この発明によれば、臨界電流密度が高く、
臨界電流密度のような超電導特性の均一性に優れた酸化
物高温超電導体が得られる。
臨界電流密度のような超電導特性の均一性に優れた酸化
物高温超電導体が得られる。
［実施例］
Ｂｉ２Ｏ３、ＰｂＯ，ＳｒＣＯ３、およびＣｕＯを用い
て、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１８：０．４：２
：２．２：３の組成比の粉末を準備した。
て、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１８：０．４：２
：２．２：３の組成比の粉末を準備した。
この粉末を、８００°Ｃで８時間熱処理し、次いて、熱
処理して得られたものを、粉末状にするため、自動乳鉢
を用いて、２時間粉砕した。その後、粉砕して得られた
ものを、８６０℃で８時間熱処理し、次いで、この熱処
理されたものを、再び上記と同様に、粉末状に粉砕した
。さらに、この粉砕して得られた粉末を、７６０°Ｃで
３時間、５Ｔｏｒｒの減圧下で加熱した後、外径５ｍｍ
、’内径４ｍｍの銀パイプに充填し、次いで、伸線およ
び圧延を実施した。
処理して得られたものを、粉末状にするため、自動乳鉢
を用いて、２時間粉砕した。その後、粉砕して得られた
ものを、８６０℃で８時間熱処理し、次いで、この熱処
理されたものを、再び上記と同様に、粉末状に粉砕した
。さらに、この粉砕して得られた粉末を、７６０°Ｃで
３時間、５Ｔｏｒｒの減圧下で加熱した後、外径５ｍｍ
、’内径４ｍｍの銀パイプに充填し、次いで、伸線およ
び圧延を実施した。
このようにして得られた線材を、５°Ｃ／分で昇温しな
から熱処理するとともに、この昇温途中で、以下の第１
表に示すように、 ■ ４００℃ ■ ５００°Ｃ ■ ６５０℃ ■ ７５０°Ｃ ■ ８００°Ｃ の各温度で、−旦、昇温を停止し、各々の温度で２時間
ホールドした後、再び、５℃／分の昇温速度て８４５°
Ｃまで昇温した。その後、５０時間、大気中において、
その温度を維持して熱処理した後、徐冷した。
から熱処理するとともに、この昇温途中で、以下の第１
表に示すように、 ■ ４００℃ ■ ５００°Ｃ ■ ６５０℃ ■ ７５０°Ｃ ■ ８００°Ｃ の各温度で、−旦、昇温を停止し、各々の温度で２時間
ホールドした後、再び、５℃／分の昇温速度て８４５°
Ｃまで昇温した。その後、５０時間、大気中において、
その温度を維持して熱処理した後、徐冷した。
その結果、第１表に示すように、０４００℃および０８
００℃の各温度でホールドして得られた線材では、膨張
が見られたが、その間の温度範囲に該当する０５００℃
、■６５０°Ｃおよび０７５０℃の各温度でホールドし
て得られた線材では、膨張は観測されなかった。
００℃の各温度でホールドして得られた線材では、膨張
が見られたが、その間の温度範囲に該当する０５００℃
、■６５０°Ｃおよび０７５０℃の各温度でホールドし
て得られた線材では、膨張は観測されなかった。
その後、各線材を、屹 １４ｍｍの厚みになるまで圧延
した後、８４０°Ｃで５０時間熱処理した。
した後、８４０°Ｃで５０時間熱処理した。
その結果、第１表かられかるように、■、■および■の
各線材では、臨界電流密度（Ｊ ｃ）かより高く、かつ
、そのような臨界電流密度か良好な均一性を示した。
各線材では、臨界電流密度（Ｊ ｃ）かより高く、かつ
、そのような臨界電流密度か良好な均一性を示した。
（以下余白）
Claims (4)
- （１）酸化物高温超電導体を金属シース中で生成させる
ために熱処理するステップを備える、酸化物高温超電導
体の製造方法において、 前記熱処理ステップにおける昇温過程に、温度をホール
ドする過程を含むことを特徴とする、酸化物高温超電導
体の製造方法。 - （２）前記ホールド温度が、５００℃以上７５０℃以下
である、請求項１に記載の酸化物高温超電導体の製造方
法。 - （３）前記金属シースが、銀または銀合金よりなる、請
求項１または２に記載の酸化物高温超電導体の製造方法
。 - （４）酸化物高温超電導体が、ビスマス系超電導体であ
る、請求項１ないし３のいずれかに記載の酸化物高温超
電導体の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2240384A JPH04121912A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | ビスマス系酸化物高温超電導体の製造方法 |
| DE69115395T DE69115395T2 (de) | 1990-09-10 | 1991-09-09 | Verfahren zum Herstellen eines oxydischen Hochtemperatursupraleiters |
| FI914250A FI914250A (fi) | 1990-09-10 | 1991-09-09 | Foerfarande foer framstaellning av oxid- supraledare i hoeg temperatur. |
| EP91115196A EP0475315B1 (en) | 1990-09-10 | 1991-09-09 | Method of preparing oxide high-temperature superconductor |
| US07/757,103 US5378684A (en) | 1990-09-10 | 1991-09-10 | Method of preparing oxide high-temperature |
| US08/316,262 US5663120A (en) | 1990-09-10 | 1994-09-29 | Method of preparing oxide high-temperature superconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2240384A JPH04121912A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | ビスマス系酸化物高温超電導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04121912A true JPH04121912A (ja) | 1992-04-22 |
Family
ID=17058687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2240384A Pending JPH04121912A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | ビスマス系酸化物高温超電導体の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5378684A (ja) |
| EP (1) | EP0475315B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04121912A (ja) |
| DE (1) | DE69115395T2 (ja) |
| FI (1) | FI914250A (ja) |
Families Citing this family (7)
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|---|---|---|---|---|
| JPH04121912A (ja) * | 1990-09-10 | 1992-04-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ビスマス系酸化物高温超電導体の製造方法 |
| JPH07282659A (ja) * | 1994-04-07 | 1995-10-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高温超電導線材の製造方法 |
| US5942466A (en) * | 1994-10-28 | 1999-08-24 | American Superconductor Corporation | Processing of (Bi,Pb) SCCO superconductor in wires and tapes |
| US6311386B1 (en) | 1994-10-28 | 2001-11-06 | American Superconductor Corporation | Processing of (Bi,Pb)SCCO superconductor in wires and tapes |
| US6295716B1 (en) | 1994-10-28 | 2001-10-02 | American Superconductor Corporation | Production and processing of (Bi,Pb) SCCO superconductors |
| US6247224B1 (en) | 1995-06-06 | 2001-06-19 | American Superconductor Corporation | Simplified deformation-sintering process for oxide superconducting articles |
| US6069116A (en) | 1997-09-10 | 2000-05-30 | American Superconductor Corp. | Method of forming BSCCO superconducting composite articles |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0396581B1 (de) * | 1987-12-15 | 1992-01-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur herstellung von drähten oder bändern aus hochtemperatur-supraleitern und dabei verwendeter hüllkörper |
| US4975416A (en) * | 1988-11-18 | 1990-12-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of producing superconducting ceramic wire |
| US4968663A (en) * | 1989-02-27 | 1990-11-06 | Polytechnic University | Ductile, single phase-continuous super-conducting oxide conductors |
| US5264414A (en) * | 1989-08-09 | 1993-11-23 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Superconducting metal oxide (Tl,Bi)1 Sr2 Ca2 Cu3 O.sub.y |
| AU653321B2 (en) * | 1989-12-07 | 1994-09-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing oxide superconducting wire |
| JPH04121912A (ja) * | 1990-09-10 | 1992-04-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ビスマス系酸化物高温超電導体の製造方法 |
| US5149684A (en) * | 1991-04-09 | 1992-09-22 | General Atomics | Production of a superconductor powder having a narrow melting transition width using a controlled oxygen atmosphere |
-
1990
- 1990-09-10 JP JP2240384A patent/JPH04121912A/ja active Pending
-
1991
- 1991-09-09 EP EP91115196A patent/EP0475315B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-09-09 FI FI914250A patent/FI914250A/fi unknown
- 1991-09-09 DE DE69115395T patent/DE69115395T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-09-10 US US07/757,103 patent/US5378684A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-09-29 US US08/316,262 patent/US5663120A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| EP0475315A3 (en) | 1992-07-08 |
| FI914250A (fi) | 1992-03-11 |
| US5378684A (en) | 1995-01-03 |
| FI914250A0 (fi) | 1991-09-09 |
| EP0475315A2 (en) | 1992-03-18 |
| DE69115395T2 (de) | 1996-05-15 |
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