JPH01188457A - 高温超電導セラミックスの線材化方法 - Google Patents
高温超電導セラミックスの線材化方法Info
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- JPH01188457A JPH01188457A JP63010580A JP1058088A JPH01188457A JP H01188457 A JPH01188457 A JP H01188457A JP 63010580 A JP63010580 A JP 63010580A JP 1058088 A JP1058088 A JP 1058088A JP H01188457 A JPH01188457 A JP H01188457A
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- JP
- Japan
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- alkaline earth
- superconducting
- temperature superconducting
- earth element
- copper
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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。
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、高温超電導セラミックスの線材化方法に関す
る。
る。
（従来技術及びその問題点）
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系に代表される稀土類元素−アルカ
リ土類元素−銅の酸化物からなる酸素欠損型層状ペロブ
スカイト構造を有する高温超電導物質は、交通機関、重
電機器、コンピューター、医療機器の多方面への応用が
期待されている。
リ土類元素−銅の酸化物からなる酸素欠損型層状ペロブ
スカイト構造を有する高温超電導物質は、交通機関、重
電機器、コンピューター、医療機器の多方面への応用が
期待されている。
これらの酸化物系高温超を導セラミックスは、液体窒素
のような安価な冷媒で冷却することによっても超電導状
態になるため、液体ヘリウム中でしか超電導状態を示さ
ないＮｂ−Ｔｉ系超電導合金などの代わりに、超電導マ
グネットなどに使えれば、経済的に大きなメリットがあ
る。
のような安価な冷媒で冷却することによっても超電導状
態になるため、液体ヘリウム中でしか超電導状態を示さ
ないＮｂ−Ｔｉ系超電導合金などの代わりに、超電導マ
グネットなどに使えれば、経済的に大きなメリットがあ
る。
酸化物系高温超電導セラミックスを超電導マグネットな
どに使うためには、このセラミックスの線材化が必要で
あるが、これまで作られてきた超電導セラミックスの線
材は臨界電流密度が数十Ａ／ａｆｌと低（、従来−船釣
に使われてきたＮｂ−Ｔｉ系超電導合金の １／２００
〜１／４００に過ぎないという欠点があワた。
どに使うためには、このセラミックスの線材化が必要で
あるが、これまで作られてきた超電導セラミックスの線
材は臨界電流密度が数十Ａ／ａｆｌと低（、従来−船釣
に使われてきたＮｂ−Ｔｉ系超電導合金の １／２００
〜１／４００に過ぎないという欠点があワた。
また、常電導〜超電導の転移の温度幅が広く急峻さに欠
けているという点も問題であった。
けているという点も問題であった。
これまで超電導セラミックスの線材化方法として、金属
被覆材を用いた粉末加工法がある。この方法では、金属
管に超電導セラミックス粉末を詰め込み、機械加工で線
にした後加熱処理する。使用する金属被覆材としては、
銅、銅−ニッケル合金、銀等であるが、前２者の場合に
金属が酸素元素と反応し易いため、加熱処理時に酸素を
除去するか、または非酸化性の雰囲気にする必要が生じ
る。ところが一方、加熱処理時に酸素元素が欠乏してい
ると、セラミックス粉末の臨界温度、臨界電流密度等の
超電導特性が悪くなる。
被覆材を用いた粉末加工法がある。この方法では、金属
管に超電導セラミックス粉末を詰め込み、機械加工で線
にした後加熱処理する。使用する金属被覆材としては、
銅、銅−ニッケル合金、銀等であるが、前２者の場合に
金属が酸素元素と反応し易いため、加熱処理時に酸素を
除去するか、または非酸化性の雰囲気にする必要が生じ
る。ところが一方、加熱処理時に酸素元素が欠乏してい
ると、セラミックス粉末の臨界温度、臨界電流密度等の
超電導特性が悪くなる。
このため超電導セラミックス粉末の被覆材として、比較
的酸化反応を起こさず、酸素の拡散が良好な銀が使われ
ている。しかし銀は高価格であると共に、加熱処理時の
酸素元素の欠乏が避けられず、セラミックス粉末の臨界
温度が低く、臨界電流密度が小さい等の問題点がある。
的酸化反応を起こさず、酸素の拡散が良好な銀が使われ
ている。しかし銀は高価格であると共に、加熱処理時の
酸素元素の欠乏が避けられず、セラミックス粉末の臨界
温度が低く、臨界電流密度が小さい等の問題点がある。
これまで稀土類元素−アルカリ土類元素−銅酸化物系高
温超電導セラミックス粉末、あるいは稀土類元素、アル
カリ土類元素及び銅酸化物の混合粉末を、前記いづれの
金属被覆材を用いて線引き、加熱処理しても優れた線材
はできなかった。
温超電導セラミックス粉末、あるいは稀土類元素、アル
カリ土類元素及び銅酸化物の混合粉末を、前記いづれの
金属被覆材を用いて線引き、加熱処理しても優れた線材
はできなかった。
（問題点解決のための技術的手段）
本発明者等は、主として稀土類元素−アルカリ土類元素
−銅の酸化物からなる酸素欠損型層状ペロブスカイト構
造を有する高温超電導セラミックスを線材化する際に、
少なくとも一部のアルカリ土類元素の原料化合物として
アルカリ土類元素の過酸化物を用いることにより、上記
問題点が解決出来ることを見出した。
−銅の酸化物からなる酸素欠損型層状ペロブスカイト構
造を有する高温超電導セラミックスを線材化する際に、
少なくとも一部のアルカリ土類元素の原料化合物として
アルカリ土類元素の過酸化物を用いることにより、上記
問題点が解決出来ることを見出した。
本発明の高温超電導セラミックスの線材化において用い
る原料粉末の調製法について以下に説明する。
る原料粉末の調製法について以下に説明する。
本発明における稀土類元素−アルカリ土類元素−銅の酸
化物系高温超電導セラミックスは、次の一般式、ＡＸＢ
ｙＣｕｚｏｔ−ｚで表され、式中ＡはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、
Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ。
化物系高温超電導セラミックスは、次の一般式、ＡＸＢ
ｙＣｕｚｏｔ−ｚで表され、式中ＡはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、
Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ。
Ｈｏ及びＥｒから選択される少なくとも一種類の稀土類
元素、ＢはＳｒ及びＢａから選択される少なくとも一種
類のアルカリ土類元素を示し、Ｘは０．８より太き（，
１，５より小さく、Ｙは１．６より大きく、２．６より
小さい数値である。
元素、ＢはＳｒ及びＢａから選択される少なくとも一種
類のアルカリ土類元素を示し、Ｘは０．８より太き（，
１，５より小さく、Ｙは１．６より大きく、２．６より
小さい数値である。
また本発明における高温超電導セラミックスは、上記一
般式中の銅の一部を最大５０％まで他の金属、例えば■
、Ｚｒ、ＮｂＳＭｏ５Ｈｆ、Ｔａ、ｗＳｐｂあるいはＢ
ｉで置換されたものも含んでいる。
般式中の銅の一部を最大５０％まで他の金属、例えば■
、Ｚｒ、ＮｂＳＭｏ５Ｈｆ、Ｔａ、ｗＳｐｂあるいはＢ
ｉで置換されたものも含んでいる。
本発明においては、前記の一般式で表される高温超電導
セラミックスの原料粉末を製造する際に、稀土類元素及
び銅の原料化合物として、稀土類元素及び銅の酸化物、
アルカリ土類元素の原料化合物として、アルカリ土類元
素の過酸化物、あるいは過酸化物と酸化物の混合物を用
いる。
セラミックスの原料粉末を製造する際に、稀土類元素及
び銅の原料化合物として、稀土類元素及び銅の酸化物、
アルカリ土類元素の原料化合物として、アルカリ土類元
素の過酸化物、あるいは過酸化物と酸化物の混合物を用
いる。
アルカリ土類元素の原料化合物中におけるアルカリ土類
元素の過酸化物の割合は、１０モル％以上であり、好ま
しくは４０モル％以上である。
元素の過酸化物の割合は、１０モル％以上であり、好ま
しくは４０モル％以上である。
例えばアルカリ土類元素がＢａの場合、原料化合物とし
てのＢａＯまたは、ＢａＣ０，の１０モル％以上を、Ｂ
ａｄ、に置換する。置換するアルカリ土類元素の過酸化
物の割合が、１０モル％より小さいときは、超電導特性
の向上効果が現れない。
てのＢａＯまたは、ＢａＣ０，の１０モル％以上を、Ｂ
ａｄ、に置換する。置換するアルカリ土類元素の過酸化
物の割合が、１０モル％より小さいときは、超電導特性
の向上効果が現れない。
高温超電導セラミックス成分元素の各々の原料化合物を
混合粉砕する方法としては、乾式、湿式法いずれでも良
いが、工業的規模で大量混合粉砕する場合は、湿式法が
操作上安全で好ましい。
混合粉砕する方法としては、乾式、湿式法いずれでも良
いが、工業的規模で大量混合粉砕する場合は、湿式法が
操作上安全で好ましい。
また予め共沈澱法などの化学的手段で稀土類元素、アル
カリ土類元素及び銅化合物の混合粉末を調製し、これに
置換するアルカリ土類元素の過酸化物を混合して高温超
電導セラミックスの原料粉末を製造することができる。
カリ土類元素及び銅化合物の混合粉末を調製し、これに
置換するアルカリ土類元素の過酸化物を混合して高温超
電導セラミックスの原料粉末を製造することができる。
前記の様にして得られたアルカリ土類元素の過酸化物を
含む混合粉末を、金属被覆管に詰め、引き抜き加工等の
通常知られた方法で引き延ばす。
含む混合粉末を、金属被覆管に詰め、引き抜き加工等の
通常知られた方法で引き延ばす。
金属被覆管のしては、銅、銅−ニッケル合金、銀などを
用いることができる。
用いることができる。
引き延ばされた金属被覆管を７５０〜１０５０°Ｃで加
熱処理し、高温超電導セラミックスの線材が得られる。
熱処理し、高温超電導セラミックスの線材が得られる。
金属被覆管が酸化され易い銅、銅−ニッケル合金の場合
は、加熱処理を真空下、あるいは窒素、アルゴン、ヘリ
ウム等の不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。酸
化されにくい銀を使う場合は、空気、酸素雰囲気中でも
行うことができる。
は、加熱処理を真空下、あるいは窒素、アルゴン、ヘリ
ウム等の不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。酸
化されにくい銀を使う場合は、空気、酸素雰囲気中でも
行うことができる。
要するに加熱処理中に原料粉末に含まれるアルカリ土類
元素の過酸化物が徐々に分解し、超電導セラミックス形
成のために必要とする酸素が管内で充分供給され、因っ
て優れた超電導特性を有する線材を製造することができ
る。
元素の過酸化物が徐々に分解し、超電導セラミックス形
成のために必要とする酸素が管内で充分供給され、因っ
て優れた超電導特性を有する線材を製造することができ
る。
（実施例）
以下に本発明の実施例を示す。
実施例１
酸化イツトリウム（ＹｚＯｉ） 、過酸化バリウム（Ｂ
ａｄ、）及び酸化銅（Ｃｕｂ）それぞれの粉末を、Ｙ：
Ｂａ：Ｃｕ−１：２：３の原子比てらいかい器を用いて
乾式混合した。この混合粉末を外径１０ｍｍΦの鋼管に
詰め、これを引き抜き加工により外径２胴Φの銅管に引
き延ばした。これをアルゴン雰囲気中、９５０°Ｃで１
０時間加熱して高温超電導セラミックス線材を得た。
ａｄ、）及び酸化銅（Ｃｕｂ）それぞれの粉末を、Ｙ：
Ｂａ：Ｃｕ−１：２：３の原子比てらいかい器を用いて
乾式混合した。この混合粉末を外径１０ｍｍΦの鋼管に
詰め、これを引き抜き加工により外径２胴Φの銅管に引
き延ばした。これをアルゴン雰囲気中、９５０°Ｃで１
０時間加熱して高温超電導セラミックス線材を得た。
得られた超電導セラミックス線材の臨界温度、臨界電流
密度は下記の通りであった。
密度は下記の通りであった。
臨界温度 ９６ Ｋ
臨界電流密度 ４４６ Ａ／ｄ
実施例２
アルカリ土類元素の原料化合物として、Ｂａ０□５０モ
ル％、Ｂａ０５０モル％を用いた以外は、実施例１と同
様に行った。
ル％、Ｂａ０５０モル％を用いた以外は、実施例１と同
様に行った。
得られた超電導セラミックス線材の臨界温度、臨界電流
回度は下記の通りであった。
回度は下記の通りであった。
臨界温度 ９４ Ｋ
臨界電流密度 ４２８ Ａ／ｃｉｆ
実施例３
酸化イツトリウムの代わりに酸化エルビウムを用いた以
外は、実施例１と同様に行った。
外は、実施例１と同様に行った。
得られた超電導セラミックス線材の臨界温度、臨界電流
密度は下記の通りであった。
密度は下記の通りであった。
臨界温度 ９６ Ｋ
臨界電流密度 ４４２ Ａ／ｃ艷
比較例１
アルカリ土類元素の原料化合物として、Ｂａｄ。
の代わりにＢａＯを用いた以外は、実施例１と同様に行
った。
った。
得られたセラミックス線材は、液体窒素温度では超電導
特性を示さなかった。
特性を示さなかった。
比較例２
超電導セラミックスの原料化合物として、Ｙ、Ｂａｚｃ
ｕｚｏｔ−ｘの粉末を用い、これを外径１０卿Φの銅管
に詰め、これを引き抜き加工により外径２ｍｍΦの銅管
に引き延ばした。これをアルゴン雰囲気中、９５０°Ｃ
で１０時間加熱して超電導セラミックス線材を得た。
ｕｚｏｔ−ｘの粉末を用い、これを外径１０卿Φの銅管
に詰め、これを引き抜き加工により外径２ｍｍΦの銅管
に引き延ばした。これをアルゴン雰囲気中、９５０°Ｃ
で１０時間加熱して超電導セラミックス線材を得た。
得られた超電導セラミックス線材の臨界温度、臨界電流
密度は下記の通りであった。
密度は下記の通りであった。
臨界温度 ９１ Ｋ
臨界電流密度 ２８５ Ａ／ｃｏ！
特許出願人 宇部興産株式会社
Claims (1)
- 主として稀土類元素−アルカリ土類元素−銅の酸化物か
らなる酸素欠損型層状ペロブスカイト構造を有する高温
超電導セラミックスを線材化する際に、少なくとも一部
のアルカリ土類元素の原料化合物としてアルカリ土類元
素の過酸化物を用いることを特徴とする高温超電導セラ
ミックスの線材化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63010580A JPH01188457A (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | 高温超電導セラミックスの線材化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63010580A JPH01188457A (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | 高温超電導セラミックスの線材化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01188457A true JPH01188457A (ja) | 1989-07-27 |
Family
ID=11754182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63010580A Pending JPH01188457A (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | 高温超電導セラミックスの線材化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01188457A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02149423A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-08 | Dowa Mining Co Ltd | 酸化物超電導粉の製造方法 |
-
1988
- 1988-01-22 JP JP63010580A patent/JPH01188457A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02149423A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-08 | Dowa Mining Co Ltd | 酸化物超電導粉の製造方法 |
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