JPH07235230A - 超電導厚膜成形体の製造方法 - Google Patents

超電導厚膜成形体の製造方法

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JPH07235230A
JPH07235230A JP6044770A JP4477094A JPH07235230A JP H07235230 A JPH07235230 A JP H07235230A JP 6044770 A JP6044770 A JP 6044770A JP 4477094 A JP4477094 A JP 4477094A JP H07235230 A JPH07235230 A JP H07235230A
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JP
Japan
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thick film
superconducting thick
silver paste
buffer layer
superconducting
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Pending
Application number
JP6044770A
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English (en)
Inventor
Yasumasa Nakanishi
保正 中西
Tomotoshi Mochizuki
智俊 望月
Ryoichi Katsuya
涼一 勝谷
Kenji Matsui
健治 松井
Junya Nishino
順也 西野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超電導厚膜の高密度化を図り、しかも任意の
大きさの超電導厚膜成形体を容易に得る。 【構成】 金属基板1上にバッフア層15を設ける。バ
ッフア層15の上に銀ペースト16を塗布する。銀ペー
スト16の上に、焼結圧延により製作したテープ状の超
電導厚膜13を重合する。しかる後、所要温度で焼成す
る。超電導厚膜13は焼結圧延してあることから銀ペー
スト16が浸透することなく、バッフア層15に銀ペー
スト16を介して接合することができる。これにより超
電導厚膜13を金属基板1に一体化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は金属基板上に超電導厚膜
を一体成形して超電導厚膜成形体を製造する方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、超電導材に関する研究は盛んに行
われ、イットリウム系、ビスマス系、タリウム系等のい
わゆるセラミックス系の高温超電導材の開発が進められ
ているが、この超電導材を種々の用途に使用できるよう
にするため、超電導材を任意の形状として実機に適用で
きるようにする技術が要求されており、更に、かかる要
求に応えるために、強度部材としての金属基板上に、超
電導厚膜を一体成形してなる超電導厚膜成形体を製造す
る技術が開発されている。
【0003】上記金属基板の表面に超電導厚膜を一体成
形して超電導厚膜成形体を製造する方法としては、図8
の(イ)に示す如く、SUS310等の金属基板1上
に、NiCrAlYの結合層2を溶射し、その上に、部
分安定化ジルコニア(PSZ)の絶縁層3を溶射してバ
ッフア層4を設け、次に、図8の(ロ)に示す如く、超
電導材の粉末5をバインダー(たとえば、液体プラスチ
ック+有機溶剤)6に溶かして上記バッフア層4の絶縁
層3の上に所要厚さに塗布し、乾燥後、これをCIP
(Cold Isostatic Pressing )装置内でプレス処理を
し、しかる後、表面の粉末5の層を焼成(焼結)し、バ
インダー6を抜き出して、図8の(ハ)に示す如く、超
電導厚膜7を形成する方法が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記超電導
厚膜成形体の製造方法の場合、焼成によりバインダー6
が抜けてしまうため、超電導厚膜7がポーラス状になっ
て密度が小さくなる問題があり、又、膜厚を厚くする
と、CIP装置内でプレス処理をしてはいるものの、焼
結時に絶縁層3との間に剥離が発生してしまい、したが
って、膜厚が限られてしまう問題がある。
【0005】そこで、本発明は、超電導厚膜の密度が高
く、剥離が生じることもなく、しかも任意の形状、大き
さの超電導厚膜成形体を製造することができるようにし
ようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、金属基板上に設けたバッフア層の上に、
銀ペーストを塗布し、次に、この銀ペーストの上に、焼
結圧延により形成したテープ状の超電導厚膜を重合し、
しかる後、焼成して超電導厚膜を銀ペーストを介しバッ
フア層に接合することにより超電導厚膜を金属基板に一
体化させてなることを特徴とする超電導厚膜成形体の製
造方法とする。
【0007】又、複数枚の超電導厚膜を銀ペーストの上
に突き合わせ配置し、更に、超電導厚膜の突き合わせ端
部間に、超電導厚膜と同材質の仮焼粉を充填し、焼成に
より超電導厚膜同士を同時に接合させるようにするとよ
い。
【0008】
【作用】金属基板上のバッフア層と焼結圧延された超電
導厚膜との間に銀ペーストを挟んだ状態で焼成すると、
銀ペーストが両者に馴染むことから、超電導厚膜をバッ
フア層に接合することができる。
【0009】又、超電導厚膜の突き合わせ端部間に、超
電導厚膜と同材質の仮焼粉を充填して焼成すると、超電
導厚膜同士を接合できることになる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【0011】図1乃至図4は本発明の一実施例を示すも
ので、超電導厚膜形成工程Iと、金属基板へのバッフア
層形成工程IIと、バッフア層への超電導厚膜重合工程II
I と、接合工程IVとからなる。
【0012】上記工程Iでは、超電導厚膜を焼結圧延に
より成形する。すなわち、図2に一例を示す如く、平行
に配置した左右一対の圧延ロール8間の上部にホッパ9
を設置し、且つ上記圧延ロール8間に通電回路10が設
けてある通電粉末圧延機11において、上記ホッパ9内
に投入されたY1 Ba2 Cu3 7-y 系超電導材料(Y
BCO)仮焼粉12を、圧延ロール8の回転でロールギ
ャップに引き込んで圧延しながら、通電回路10により
通電加熱して焼結させ、超電導厚膜13を圧延テープと
して連続形成させるようにする。
【0013】上記工程IIでは、図3に示す如く、SUS
310等の金属基板1上に、NiCrAlYの結合層2
を溶射し、且つ該結合層2の上にPSZの絶縁層14を
溶射してバッフア層15を形成する。
【0014】上記工程III では、図4に示す如く、バッ
フア層15の上に銀ペースト16を塗布し、更に、この
銀ペースト16上に、上記工程Iで焼結圧延により製作
した圧延テープである超電導厚膜13を重合させる。
【0015】上記工程IVでは、銀ペースト16を挟んで
超電導厚膜13をバッフア層15に、940〜960
℃、好ましくは950℃で焼結接合させるようにする。
なお、焼成温度を940℃以上としたのは、YBCO系
の場合にはこれより低いと超電導にならないからであ
り、一方、960℃以下としたのは、これより高いと、
超電導の性能が低下するからである。
【0016】上記工程I〜IVにて得られた超電導厚膜成
形体は、超電導厚膜13が通電粉末圧延機11により製
作された圧延テープであるため、高密度であり、従来に
おけるバインダーが抜かれたものに比して臨界電流密度
を大幅に向上させることができ、又、銀ペースト16に
てバッフア層15に接合したことから、膜厚が厚くても
剥離の問題がない。
【0017】因に、本発明者等の行った実験によると、
SUS310製の金属基板1上に、厚さ100μmのN
iCrAlYの結合層2と厚さ50μmのPSZの絶縁
層14とからなるバッフア層15を設けた状態におい
て、焼結処理を施していないYBCO圧延テープを、銀
ペースト16によりバッフア層15、あるいは、バッフ
ア層15上に更に重合させたYBCO厚膜に焼結接合さ
せた場合には、銀ペースト16がYBCO内に浸透して
しまうので接合することはできなかった。その点、上述
した如く、焼結処理を施したYBCO圧延テープを、銀
ペースト16によりバッフア層15に焼結接合させた本
発明の場合には、銀ペースト16がYBCO内に浸透す
ることなく、しかも銀ペースト16はやわらかくて圧延
テープとバッフア層15との両者に馴染むことから、完
全に接合できることが確認された。上記焼結接合させる
場合の熱履歴は図5に示す如くであり、始めは、バイン
ダーの燃焼をゆっくりさせて空孔の発生を防止するため
にゆっくりと昇温させ、次に、焼成温度まで一気に昇温
させ、しかる後、一旦急激に冷却してから、酸素吸蔵の
ために徐々に冷却させるようにした。図5において、線
Aは焼成温度で保持なしの場合を、又、線Bは2.4k
s保持した場合を、線Cは7.2ks保持した場合を示
し、保持なしの場合(線A)に良好な結果が得られた。
なお、上記銀ペースト16の示差熱分析結果(DTA)
は図6に示す如くである。図6において、線Dは示差熱
を示し、線Eは質量変化を示す。これにより、バインダ
ーの燃焼は500〜550Kの辺であることが分かるの
で、500K以下から550K以上までゆっくり昇温す
れば空孔の発生を少なくできることが分かる。
【0018】次に、図7は本発明の他の実施例を示すも
ので、上記実施例と同様な超電導厚膜成形体の製造方法
において、複数枚の超電導厚膜13を突き合わせ接合し
て、超電導厚膜成形体の長尺化、大面積化を図る場合に
ついて示す。
【0019】すなわち、金属基板1上に設けたバッフア
層15の上に銀ペースト16を塗布した後、銀ペースト
16上に、複数枚の超電導厚膜13を突き合わせ配置
し、更に、この超電導厚膜15の突き合わせ端部間に、
図2で示したYBCO仮焼粉12を充填し、しかる後、
焼結接合させるようにしたものである。なお、図7では
超電導厚膜13の突き合わせ端部間に仮焼粉充填用開先
13aが形成されるようにしてあるが、この開先13a
はなくてもよい。
【0020】図7の実施例の場合には、超電導厚膜13
の突き合わせ端部間に、超電導厚膜13と同材質のYB
CO仮焼粉12を充填して焼成させるようにしたので、
超電導厚膜13同士を、磁気を漏洩させることなく接合
することができ、したがって、任意の長さ、大きさの超
電導厚膜成形体を容易に得ることができる。
【0021】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、例えば、Bi系などのように材料が変
わってもそれに応じた条件を選定すれば同様の施工が可
能であること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内
において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0022】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の超電導厚膜成
形体の製造方法によれば、粉末圧延により成形した圧延
テープを超電導厚膜として用いたので、従来におけるバ
インダーが抜かれたものに比し、高密度であって臨界電
流密度を大幅に向上させることができ、且つ上記超電導
厚膜は焼成してあり、接合に用いた銀ペーストが浸透す
ることなくよく馴染むので、超電導厚膜を、バッフア層
に対し剥離を起すことなく完全に接合することができ
て、金属基板に容易に一体化させることができ、したが
って、超電導厚膜の膜厚を厚くすることができ、又、超
電導厚膜を突き合わせ配置し、突き合わせ端部間に同材
質の仮焼粉を充填して焼成することにより、超電導厚膜
同士を磁気漏洩を起すことなく接合することができるの
で、超電導厚膜成形体の長尺化及び大面積化を容易に図
ることができる、等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超電導厚膜成形体の製造方法の一実施
例を示す工程図である。
【図2】超電導厚膜形成工程で用いる通電粉末圧延機の
一例を示す概要図である。
【図3】バッフア層形成工程の概略図である。
【図4】超電導厚膜重合工程の概略図である。
【図5】接合条件を示すグラフである。
【図6】銀ペーストの示差熱分析結果を示すグラフであ
る。
【図7】本発明の他の実施例を示す概略図である。
【図8】金属基板上への超電導厚膜形成工程の一例を示
すもので、(イ)は金属基板上にバッフア層を設けた状
態を示す図、(ロ)はバッフア層の上に超電導材の粉末
をバインダーに溶かして厚膜状に塗布した状態を示す
図、(ハ)はCIP処理後焼成して超電導厚膜を形成し
た状態を示す図である。
【符号の説明】
1 金属基板 12 仮焼粉 13 超電導厚膜 15 バッフア層 16 銀ペースト I 超電導厚膜形成工程 II バッフア層形成工程 III 超電導厚膜重合工程 IV 接合工程
フロントページの続き (72)発明者 松井 健治 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 西野 順也 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社技術研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属基板上に設けたバッフア層の上に、
    銀ペーストを塗布し、次に、この銀ペーストの上に、焼
    結圧延により形成したテープ状の超電導厚膜を重合し、
    しかる後、焼成して超電導厚膜を銀ペーストを介しバッ
    フア層に接合することにより超電導厚膜を金属基板に一
    体化させてなることを特徴とする超電導厚膜成形体の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 複数枚の超電導厚膜を銀ペーストの上に
    突き合わせ配置し、更に、超電導厚膜の突き合わせ端部
    間に、超電導厚膜と同材質の仮焼粉を充填し、焼成によ
    り超電導厚膜同士を同時に接合させるようにする請求項
    1記載の超電導厚膜成形体の製造方法。
JP6044770A 1994-02-21 1994-02-21 超電導厚膜成形体の製造方法 Pending JPH07235230A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100964918B1 (ko) * 2008-06-26 2010-06-23 한국산업기술대학교산학협력단 박막형 고온초전도체를 위한 은 보호층 형성방법
JP2012153979A (ja) * 2012-04-02 2012-08-16 Dowa Holdings Co Ltd 銀粉およびその製造方法
CN108754495A (zh) * 2018-06-25 2018-11-06 广东省新材料研究所 一种复合热障涂层及其制备方法与应用

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