JPH02278616A - 多芯型酸化物超電導導体の製造方法 - Google Patents

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〕 本発明は高い臨界電流密度（Ｊ、）値を有する多芯型酸
化物超電導導体の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

アルカリ土金属、希土類元素、銅、ビスマス、タリウム
等の元素及び酸素からなるＹ−Ｂａ−Ｃｕ　−０系、Ｂ
　ｉ　−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系或いはＴ　Ｉ！　−Ｂ
　ａ　−Ｃａ　−Ｃｕ　−０系等の酸化物超電導体は臨
界温度（Ｔｃ）が高く、その応用が期待されている。

而してこれら酸化物超電導体は一般に線条体等に成形加
工する事が困難であり、多芯型超電導導体を製造する為
には、通常前記金属類の酸化物、炭酸塩等を原料とし、
これらの−次原料粉体を混合した混合物を仮焼成して複
合酸化物とし、これを粉砕して得られる二次原料粉体を
Ａｇ、Ａｇ合金、Ｃｕ合金等の金属管内に充填し、減面
加工を施して細径の複合線を作製し、これを所望ピッチ
で複数本束ねて撚線とし、しかる後熱処理を施して多芯
型酸化物超電導導体としていた。他の方法としては、前
記二次原料粉体（仮焼成粉）を圧縮成形して棒状とし、
これを複数本金属製多孔ビレット内に挿入して、第１図
に示す様な複合酸化物１及び金属２よりなる多芯複合ビ
レットを作製し、この多芯複合ビレットを減面加工して
所望形状の多芯複合線条体とし、続いて捻しり加工（ツ
イスト）を加え、しかる後熱処理を施して多芯型酸化物
超電導導体とする方法も試みられていた。

〔発明が解決しようとする課題］ 然しなから、これらの方法においては、酸化物超電導体
の素材として粉末状の複合酸化物材料を用い、これに焼
結処理（固相反応）を施す事により酸化物超電導体層を
形成している為、中々高密度物にならなく、従って得ら
れた多芯型酸化物超電導導体は臨界電流密度（、ＪＣ）
値が低いという欠点があった。

又酸化物超電導体は層状の結晶構造を有していて、超電
導電流の異方性が大きく、ＪＣ値を大きくする為には、
導体の長手方向が電流の流れやずい面（ａｂ面）となる
様に結晶方位を配向させる事が不可欠であるが、前記従
来の方法によって得られた多芯型酸化物超電導導体は通
常結晶方位がランダムであり、この事もＪｃ値値下下一
因となっていた。

〔課題を解決する為の手段〕 本発明は上記の点に鑑み鋭意検討の結果なされたもので
あり、その目的とするところは高い臨界電流密度（Ｊ、
）値を有する多芯型酸化物超電導導体の製造方法を提供
する事である。

即ち本発明は、複数の酸化物超電導体となる原料酸化物
と金属とからなる多芯複合体を、前記原料酸化物の溶融
開始温度（Ｔｓ）以上、Ｔｓ＋２５０℃以下の温度範囲
内で所望形状に減面加工し、ついでツイスト加工した後
、この様にして得られた多芯複合線条体を同じくＴｓ以
上、Ｔｓ＋２５０℃以下の温度範囲内に加熱して所定時
間保持した後、一方向に徐冷する事を特徴とする多芯型
酸化物超電導導体の製造方法である。

本発明方法は、複数の酸化物超電導体となる原料酸化物
と金属とからなる多芯複合体を、前記原料酸化物が半溶
融状態となる温度で減面加工する事により、各々の複合
酸化物層を高密度なものとし、これをツイストした後、
各々の複合酸化物層が半溶融状態となる温度に加熱して
から一方向に徐冷しながら凝固させる事により、結晶配
向性を生しさせて得られる各々の酸化物超電導導体の臨
界電流密度（Ｊ、）値を高めようとするものである。

本発明方法において、複数の酸化物超電導体となる原料
酸化物と金属とからなる多芯複合体を減面加工する温度
が原料酸化物の溶融開始温度（Ｔｓ）未満であると、原
料酸化物が半溶融状態とならなくて、充分に高密度な複
合酸化物層が得られなく、又減面加工率を大きくとる事
が出来ない。

又減面加工温度がＴｓ＋　２５０℃を超えると、超電導
特性を害する異相が生成するので、Ｔ　ｓ−Ｔ　ｓ＋２
５０℃の温度範囲内（即ちＹ　−Ｂ　ａ　−ＣｕＯ系の
場合は、９５０〜１２００℃，Ｂ１−３ｒＣａ−Ｃｕ　
−０系の場合は、８５０〜１１００℃）で減面加工する
事が望ましい。

この様にして減面加工された多芯複合線条体にツイスト
加工を施す温度が１３未満であると、減面加工時に一旦
溶融して高密度化した複合酸化物層が粉砕されて、密度
が再び低下してしまい、又材料が硬い為ツイスト加工自
体も困難で大きな動力を必要とする。又ツイスト加工温
度がＴｓ＋２５０℃を超えると、やはり超電導特性を害
する異相が生成するので、Ｔｓ〜Ｔｓ＋　２５０℃の温
度範囲内でツイスト加工する事が望ましい。

この様にしてライス１−加工された多芯複合線条体をＴ
ｓ以上の温度に加熱して、各々の複合酸化物層を半溶融
状態にしてから、一方向に徐冷しながら凝固させて結晶
配向性を生じさせるが、その際の加熱温度がＴｓ＋　２
５０℃を超えると、やはり超電導特性を害する異相が生
成するので、Ｔ。

〜Ｔｓ＋２５０℃の温度範囲内に加熱する事が望ましい
。又充分な結晶配向性を得る為には、加熱後の冷却速度
は１０℃／ｍｉｎ以下にする事が望ましい。

次に本発明の実施態様を図面を用いて具体的に説明する
。まず第１図に示す様に、複合酸化物１と金属２とから
なる多芯複合ビレットを作製する。

前記構造の多芯複合ビレットは例えば複数の孔を設けた
円柱状の金属２の孔部に、酸化物超電導体となる原料酸
化物の粉末を充填し、圧縮して成形するか、或いは棒状
に圧縮成形したものを焼結処理してから挿入する。又は
溶融した原料酸化物をこの孔部内に鋳込む等の方法で多
芯複合ビレットとなしても良い。更に他の方法としては
、酸化物超電導体となる原料酸化物を金属パイプ内に充
填し、これを減面加工して細径の複合線とした後、第２
菌に示す様にこれらの複合線を複数本束ねて、金属バイ
ブ４内に挿入して、多芯複合ビレソ１−となしても良い
。

この様にして得られた多芯複合ビレットを原料酸化物の
半溶融温度（即ちＴｓ〜ＴＳ＋２５０″Ｃの温度範囲内
）で、押出、圧延、スウェージング、引抜き等の手段に
より所望形状に減面加工するが、この減面加工により複
合酸化物層は極めて高密度になる。尚この際前記多芯複
合ビレットは真空封着しておく事が望ましい。

次にこの様にして得られた多芯複合線条体にやはり原料
酸化物の半溶融温度で、ツイスト加工を施す。ツイスト
のピッチは通常線径の数倍〜数十倍の範囲内にするのが
良い。第３図はツイスト加工の一例を示す説明図であっ
て、ヒーター６によって加熱される電気炉５内で、減面
加工された多芯複合線条体７に連続的にツイスト加工が
施される。ツイスト加工する際の加熱源は上記電気炉に
限定されるものではなく、高周波誘導加熱、赤外線加熱
等を用いても差し支えない。面前記減面加工とツイスト
加工とを連続して行なっても差し支えない。

続いてこの様にしてツイスト加工された複合線条体８を
第４図に示す様な内部に温度勾配９を有する電気炉５内
を連続的に移動させて、加熱し、最高温度Ｔ（’Ｃ）に
所定時間保持して原料酸化物層を半溶融状態にした後、
１０℃／　ｍ　ｉ　ｎ以下の冷却速度で徐冷して、酸化
物超電導導体とする。

向原料酸化物がＹ　−Ｂ　ａ　−Ｃｕ　−０系の場合は
、酸素雰囲気中で徐冷する事が望ましい。

尚個々の酸化物超電導導体の断面形状は上述の様な円形
断面に限定されるものではなく、楕円形断面や四角形の
様な多角形断面であっても差し支えない。

〔作用〕

本発明方法においては、複数の酸化物超電導体となる原
料酸化物と金属とからなる多芯複合体を、前記原料酸化
物が半溶融状態となる温度で減面加工し、ついでツイス
ト加工した後、この様にして得られた多芯複合線条体を
酸化物層が半溶融状態となる温度に加熱してから、長さ
方向に温度勾配を与えながら一方向に徐冷し、凝固させ
ているので、酸化物層が高密度で且つ充分な結晶配向性
を有している多芯酸化物超電導導体が得られる。又減面
加工及びツイスト加工を原料酸化物が半溶融状態となる
温度で行なっているので、これらの加工を比較的少ない
動力で容易に行なう事が出来る。

しかもこの様にして得られた個々の酸化物超電導導体は
安定化金属のマトリックス中にツイスト加工された多芯
線が分布した構造を有しており、高い臨界電流密度（Ｊ
Ｃ）値を安定して保持する事が出来る。

〔実施例１］ 次に本発明を実施例により更に具体的に説明すＹ２Ｏ３
、ＢａＣＯ３及びＣｕＯ等の一次原料粉体を混合し、仮
焼成して得られたＹ　Ｂ　ａ　２　Ｃｕ　ｚ　０７−Ｘ
なる組成の粉末並びにＢｉ２Ｏ：＋、Ｓ　ｒ　ＣＯ３、
ＣａＣ０：＋及びＣｕＯ等の一次原料粉体を混合し、仮
焼成して得られたＢ　ｉ２Ｓ　ｒ２Ｃａ　ＣｕｚＯｅ−
ｘなる組成の粉末をそれぞれ圧縮成形して、外径５ｍｍ
φの棒状体とした。一方向径５．１ｍｍφの孔を７個有
し、最外径２０ｍｍφのＡｇ又はＡｇ−Ｐｄ合金製円柱
体を用意し、前記棒状体（１）７本を前記円柱体（２）
１本と組合わせて、第１図に示す様な多芯複合ビレット
を作製した。

これらの多芯複合ビレットを種々の温度で押出加工して
外径２ｍｍφとし、更にピッチ２０ｍｍでツイスト加工
した。次いでこの様にして得られた多芯複合線を、第４
図に示す方法により最高加熱温度Ｔ（”Ｃ）に３０ｍ１
ｎ保持した後、約４０’Ｃ／　ｃ　ｍの温度勾配９を有
する部分をゆっくり（冷却速度が約５℃／ｍｉｎとなる
様に）通過させて一方向に凝固させ、冷却した。尚その
際の雰囲気は酸素雰囲気中とした。

以上の様にして得られた多芯型酸化物超電導導体につい
て、臨界温度（Ｔｃ）、液体窒素温度（７７Ｋ）、ＯＧ
における臨界電流密度（Ｊｃ）、結晶異方性（配向性の
有無）、密度等を調査し、これらの結果をまとめて第１
表に示した。尚密度は真密度との比（％）で示した。

第１表から明らかな様に、本発明の方法により得られた
多芯型超電導導体（本発明別品１〜８）はいずれも、高
密度で、導体の長さ方向にＹＢ　ａ２Ｃｕ３０７−Ｘ組
成いはＢ　ｉ　２Ｓ　ｒ　ｚＣａ　Ｃｕｚｏｓ−ｘ相の
ａｂ面が配向しており、比較別品９〜１４に比べて臨界
電流密度（Ｊ、）も高い値が得られている。−力源面加
工温度が低すぎた比較別品９．１２は密度が低く、又一
方向凝固させる際の最高加熱温度Ｔ（”Ｃ）が低すぎた
比較別品１０．１３は結晶配向性が見られなく、いずれ
も低いＪｃの値しか得られなかった。又一方向凝固させ
る際の最高加熱温度Ｔ（”Ｃ）が高すぎた比較別品１１
．１４は超電導特性を害する異相が生成する為やはり低
いＪｃの値しか得られなかった。

向上記実施例は７芯の多芯型酸化物超電導導体の場合に
ついて説明したが、本発明方法の適用範囲はこれに限定
されるものではなく、芯線数が更に多い場合でも同様な
方法を適用出来る事は言うまでもない。

〔発明の効果〕 本発明方法により製造される多芯型酸化物超電導導体は
、高密度で結晶配向性を有していて、従来よりも臨界電
流密度（ＪＣ）値が高く、しかもツイスト加工された多
芯線が安定化金属マトリックス中に分布しているので、
高いＪＣ値を安定して保持する事が出来、工業上顕著な
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明方法に使用する複合ビレット
の一例を示す断面図、第３図及び第４図はそれぞれ本発
明方法におけるツイスト加工及び一方向凝固の方法の一
例を示す説明図である。 １−複合酸化物、２−金属円柱体、３．４−金属バイブ
、５−電気炉、６−化−ター、７−　減面加工された多
芯複合線条体、８山ツイスト加工された多芯複合線条体
、９−温度勾配。 特許出願人　古河電気工業株式会社 １１仁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の酸化物超電導体となる原料酸化物と金属とからな
   る多芯複合体を、前記原料酸化物の溶融開始温度（Ｔ＿
   ｓ）以上、Ｔ＿ｓ＋２５０℃以下の温度範囲内で所望形
   状に減面加工し、ついでツイスト加工した後、この様に
   して得られた多芯複合線条体を同じくＴ＿ｓ以上、Ｔ＿
   ｓ＋２５０℃以下の温度範囲内に加熱して所定時間保持
   した後、一方向に徐冷する事を特徴とする多芯型酸化物
   超電導導体の製造方法。