JPH11322341A - 酸化物超電導材の製造方法および酸化物超電導材 - Google Patents
酸化物超電導材の製造方法および酸化物超電導材Info
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- JPH11322341A JPH11322341A JP10136442A JP13644298A JPH11322341A JP H11322341 A JPH11322341 A JP H11322341A JP 10136442 A JP10136442 A JP 10136442A JP 13644298 A JP13644298 A JP 13644298A JP H11322341 A JPH11322341 A JP H11322341A
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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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】酸化物超電導材において、酸化物超電導体の配
向度を向上させ、臨界電流特性が従来の３倍以上に向上
する酸化物超電導材の製造方法および酸化物超電導材を
提供すること。 【解決手段】少なくも一つの酸化物超電導体の層と基材
からなる酸化物超電導材の製造方法において、基材の少
なくとも一つの面に酸化物超電導前駆体からなる層を有
する複合材を形成する工程と、複合材を減面率が１０％
〜９５％になるよう少なくも一度の減面加工を加える工
程と、超電導前駆体の少なくも一部分を溶融させてから
冷却速度を１０℃／hr以下で凝固させる工程を含む熱処
理工程を含み、かつ、最終的に得られる酸化物超電導体
の厚さが基材表面から１０μｍ以内の距離に入るよう構
成されたことを特徴とする酸化物超電導材の製造方法を
提供する。この場合、酸化物超電導体がＢｉ系酸化物超
電導体からなり、かつ基材が銀（Ａｇ）または銀合金か
らなることが好ましい。酸化物超電導体は、より好まし
くは、Ｂｉ−２２１２（Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ
2 Ｏy ）である。
向度を向上させ、臨界電流特性が従来の３倍以上に向上
する酸化物超電導材の製造方法および酸化物超電導材を
提供すること。 【解決手段】少なくも一つの酸化物超電導体の層と基材
からなる酸化物超電導材の製造方法において、基材の少
なくとも一つの面に酸化物超電導前駆体からなる層を有
する複合材を形成する工程と、複合材を減面率が１０％
〜９５％になるよう少なくも一度の減面加工を加える工
程と、超電導前駆体の少なくも一部分を溶融させてから
冷却速度を１０℃／hr以下で凝固させる工程を含む熱処
理工程を含み、かつ、最終的に得られる酸化物超電導体
の厚さが基材表面から１０μｍ以内の距離に入るよう構
成されたことを特徴とする酸化物超電導材の製造方法を
提供する。この場合、酸化物超電導体がＢｉ系酸化物超
電導体からなり、かつ基材が銀（Ａｇ）または銀合金か
らなることが好ましい。酸化物超電導体は、より好まし
くは、Ｂｉ−２２１２（Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ
2 Ｏy ）である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化物超電導体の
全部分で結晶が高配向することにより、優れた臨界電流
特性が得られる酸化物超電導材の製造方法および酸化物
超電導材に関するものである。
全部分で結晶が高配向することにより、優れた臨界電流
特性が得られる酸化物超電導材の製造方法および酸化物
超電導材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】少なくも一つの酸化物超電導体の層を基
材の少なくとも一つの面に形成した酸化物超電導材がし
られている。従来、この種の酸化物超電導材は、例えば
次のようにして製造される。図４は、基材表面コーティ
ング型のＢｉ系酸化物超電導材の製造方法を示す。この
方法は、第一に、酸化物超電導前駆体と反応しなく安定
な銀（Ａｇ）または銀（Ａｇ）合金からなる基材１表面
にＢｉ系酸化物超電導前駆体２の層を例えば塗布または
ディップコート法により表面コーティングすることで複
合材４とする。次に、Ｂｉ系酸化物超電導結晶を合成及
び配向させるために超電導化熱処理を行い、表面コーテ
ィング型のＢｉ−２２１２酸化物超電導材５を得ている
（例えば、１９９７年度春季低温工学・超電導学会概要
集、第２３頁の講演番号Ｂ１−３参照）。また、金属シ
ース型Ｂｉ系酸化物超電導材の製造方法によれば、第一
に銀（Ａｇ）などの基材からなるパイプ内にＢｉ系酸化
物超電導前駆体を充填する。次に、前記Ｂｉ系酸化物超
電導前駆体／Ａｇパイプの複合体を減面加工した後、超
電導化熱処理を行い、金属シース型のＢｉ系酸化物超電
導材を得ている（例えば、１９９７年度春季低温工学・
超電導学会概要集、第１１２頁の講演番号Ｅ１−３参
照）。
材の少なくとも一つの面に形成した酸化物超電導材がし
られている。従来、この種の酸化物超電導材は、例えば
次のようにして製造される。図４は、基材表面コーティ
ング型のＢｉ系酸化物超電導材の製造方法を示す。この
方法は、第一に、酸化物超電導前駆体と反応しなく安定
な銀（Ａｇ）または銀（Ａｇ）合金からなる基材１表面
にＢｉ系酸化物超電導前駆体２の層を例えば塗布または
ディップコート法により表面コーティングすることで複
合材４とする。次に、Ｂｉ系酸化物超電導結晶を合成及
び配向させるために超電導化熱処理を行い、表面コーテ
ィング型のＢｉ−２２１２酸化物超電導材５を得ている
（例えば、１９９７年度春季低温工学・超電導学会概要
集、第２３頁の講演番号Ｂ１−３参照）。また、金属シ
ース型Ｂｉ系酸化物超電導材の製造方法によれば、第一
に銀（Ａｇ）などの基材からなるパイプ内にＢｉ系酸化
物超電導前駆体を充填する。次に、前記Ｂｉ系酸化物超
電導前駆体／Ａｇパイプの複合体を減面加工した後、超
電導化熱処理を行い、金属シース型のＢｉ系酸化物超電
導材を得ている（例えば、１９９７年度春季低温工学・
超電導学会概要集、第１１２頁の講演番号Ｅ１−３参
照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これら従来の方法にお
いて、臨界電流特性を更に向上させるためには、酸化物
超電導体として結晶配向性の高い組織を得なければなら
ない。そのためには、超電導化熱処理前の粉末間距離を
更に小さくして緻密にし、熱処理中における反応性を高
くしなければならない。
いて、臨界電流特性を更に向上させるためには、酸化物
超電導体として結晶配向性の高い組織を得なければなら
ない。そのためには、超電導化熱処理前の粉末間距離を
更に小さくして緻密にし、熱処理中における反応性を高
くしなければならない。
【０００４】また、従来の方法では、Ｂｉ−２２１２酸
化物超電導結晶の粒の大きさは約３０μｍが限界であ
る。臨界電流特性を更に向上させるためには、結晶粒を
更に大きくする必要がある。
化物超電導結晶の粒の大きさは約３０μｍが限界であ
る。臨界電流特性を更に向上させるためには、結晶粒を
更に大きくする必要がある。
【０００５】さらに、従来の方法では、Ｂｉ系酸化物超
電導体の厚さ方向でＡｇなどの基材から１０μｍ以上離
れた部分で結晶配向が悪くなる。その部分は電流が流れ
難く、無駄な厚さとして存在している。そのため、臨界
電流特性が低くなる。
電導体の厚さ方向でＡｇなどの基材から１０μｍ以上離
れた部分で結晶配向が悪くなる。その部分は電流が流れ
難く、無駄な厚さとして存在している。そのため、臨界
電流特性が低くなる。
【０００６】そこで、本発明の目的は、酸化物超電導材
において、超電導化熱処理前の所定減面率の減面加
工、所定の条件の超電導化熱処理、最終的に得られ
る酸化物超電導体の厚さを基材から所定の距離以内にし
たことによって、酸化物超電導体の配向度を向上させ、
その結果、臨界電流特性が従来の３倍以上（例えば、Ｂ
ｉ−２２１２酸化物超電導線材の臨界電流密度Ｊｃが、
温度４．２Ｋ、外部磁場１０Ｔ中で３００，０００Ａ／
cm2 以上）に向上する酸化物超電導材の製造方法および
酸化物超電導材を提供することにある。
において、超電導化熱処理前の所定減面率の減面加
工、所定の条件の超電導化熱処理、最終的に得られ
る酸化物超電導体の厚さを基材から所定の距離以内にし
たことによって、酸化物超電導体の配向度を向上させ、
その結果、臨界電流特性が従来の３倍以上（例えば、Ｂ
ｉ−２２１２酸化物超電導線材の臨界電流密度Ｊｃが、
温度４．２Ｋ、外部磁場１０Ｔ中で３００，０００Ａ／
cm2 以上）に向上する酸化物超電導材の製造方法および
酸化物超電導材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明によれば、少なくも一つの酸化物超電導体の
層と基材からなる酸化物超電導材の製造方法において、
基材の少なくとも一つの面に酸化物超電導前駆体からな
る層を有する複合材を形成する工程と、複合材を減面率
が１０％〜９５％になるよう少なくも一度の減面加工を
加える工程と、超電導前駆体の少なくも一部分を溶融さ
せてから冷却速度を１０℃／hr以下で凝固させる工程を
含む熱処理工程を含み、かつ、最終的に得られる酸化物
超電導体の厚さが基材表面から１０μｍ以内の距離に入
るよう構成されたことを特徴とする酸化物超電導材の製
造方法を提供する。
め、本発明によれば、少なくも一つの酸化物超電導体の
層と基材からなる酸化物超電導材の製造方法において、
基材の少なくとも一つの面に酸化物超電導前駆体からな
る層を有する複合材を形成する工程と、複合材を減面率
が１０％〜９５％になるよう少なくも一度の減面加工を
加える工程と、超電導前駆体の少なくも一部分を溶融さ
せてから冷却速度を１０℃／hr以下で凝固させる工程を
含む熱処理工程を含み、かつ、最終的に得られる酸化物
超電導体の厚さが基材表面から１０μｍ以内の距離に入
るよう構成されたことを特徴とする酸化物超電導材の製
造方法を提供する。
【０００８】この場合、酸化物超電導体がＢｉ系酸化物
超電導体からなり、かつ基材が銀（Ａｇ）または銀合金
からなることが好ましい。酸化物超電導体は、より好ま
しくは、Ｂｉ−２２１２（Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏ
y ）である。
超電導体からなり、かつ基材が銀（Ａｇ）または銀合金
からなることが好ましい。酸化物超電導体は、より好ま
しくは、Ｂｉ−２２１２（Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏ
y ）である。
【０００９】減面加工を加えられる複合材は、基材の表
面にコーティング法またはその類似の方法により酸化物
超電導前駆体の層を形成させたものであることが好まし
いが、これに限定されるものではない。
面にコーティング法またはその類似の方法により酸化物
超電導前駆体の層を形成させたものであることが好まし
いが、これに限定されるものではない。
【００１０】また、酸化物超電導前駆体の層が形成され
る基材表面の表面粗さ（Ｒａ）は０．５μｍ以下である
ことが好ましい。
る基材表面の表面粗さ（Ｒａ）は０．５μｍ以下である
ことが好ましい。
【００１１】更に、本発明によれば、少なくも一つの酸
化物超電導体の層と基材からなる酸化物超電導材であっ
て、基材の少なくとも一つの面に酸化物超電導前駆体か
らなる層を有する複合材を形成する工程と、複合材を減
面率が１０％〜９５％になるよう少なくも一度の減面加
工を加える工程と、超電導前駆体の少なくも一部分を溶
融させてから冷却速度を１０℃／hr以下で凝固させる工
程を含む熱処理工程により製造され、かつ、最終的に得
られる酸化物超電導体の厚さが前記基材表面から１０μ
ｍ以内の距離に入る厚さであることを特徴とする酸化物
超電導材を提供する。
化物超電導体の層と基材からなる酸化物超電導材であっ
て、基材の少なくとも一つの面に酸化物超電導前駆体か
らなる層を有する複合材を形成する工程と、複合材を減
面率が１０％〜９５％になるよう少なくも一度の減面加
工を加える工程と、超電導前駆体の少なくも一部分を溶
融させてから冷却速度を１０℃／hr以下で凝固させる工
程を含む熱処理工程により製造され、かつ、最終的に得
られる酸化物超電導体の厚さが前記基材表面から１０μ
ｍ以内の距離に入る厚さであることを特徴とする酸化物
超電導材を提供する。
【００１２】本発明によれば、酸化物超電導体とそれを
取り囲む金属シースからなる酸化物超電導材の製造方法
において、金属シース内に酸化物超電導前駆体を充填し
てなる複合材を形成する工程と、複合材を減面率が１０
％〜９５％になるよう少なくも一度の減面加工を加える
工程と、超電導前駆体の少なくも一部分を溶融させてか
ら冷却速度を１０℃／hr以下で凝固させる工程を含む熱
処理工程を含み、かつ、最終的に得られる酸化物超電導
体が金属シースの内表面から１０μｍ以内の距離に入る
よう構成されていることを特徴とする酸化物超電導材の
製造方法を提供する。
取り囲む金属シースからなる酸化物超電導材の製造方法
において、金属シース内に酸化物超電導前駆体を充填し
てなる複合材を形成する工程と、複合材を減面率が１０
％〜９５％になるよう少なくも一度の減面加工を加える
工程と、超電導前駆体の少なくも一部分を溶融させてか
ら冷却速度を１０℃／hr以下で凝固させる工程を含む熱
処理工程を含み、かつ、最終的に得られる酸化物超電導
体が金属シースの内表面から１０μｍ以内の距離に入る
よう構成されていることを特徴とする酸化物超電導材の
製造方法を提供する。
【００１３】また、本発明は、酸化物超電導体とそれを
取り囲む金属シースからなる酸化物超電導材であって、
金属シース内に酸化物超電導前駆体を充填してなる複合
材を形成する工程と、複合材を減面率が１０％〜９５％
になるよう少なくも一度の減面加工を加える工程と、超
電導前駆体の少なくも一部分を溶融させてから冷却速度
を１０℃／hr以下で凝固させる工程を含む熱処理工程に
より製造され、かつ、最終的に得られる酸化物超電導体
が前記金属シースの内表面から１０μｍ以内の距離に入
るよう構成されていることを特徴とする酸化物超電導材
を提供する。
取り囲む金属シースからなる酸化物超電導材であって、
金属シース内に酸化物超電導前駆体を充填してなる複合
材を形成する工程と、複合材を減面率が１０％〜９５％
になるよう少なくも一度の減面加工を加える工程と、超
電導前駆体の少なくも一部分を溶融させてから冷却速度
を１０℃／hr以下で凝固させる工程を含む熱処理工程に
より製造され、かつ、最終的に得られる酸化物超電導体
が前記金属シースの内表面から１０μｍ以内の距離に入
るよう構成されていることを特徴とする酸化物超電導材
を提供する。
【００１４】本発明において、複合材を減面加工すると
きの減面率は１０％〜９５％とするが、２５％〜９０％
が最適である。この減面加工を加えて酸化物超電導前駆
体の超電導粉末間距離を短くすることによって、その後
の超電導化熱処理時の反応性を活性化させ、配向性の良
い結晶組織が得られる。減面率が１０％〜２５％まで
は、減面率を大きくするほど臨界電流特性が上昇する
が、２５％〜９０％までの間では臨界電流特性が最大値
としてほぼ飽和する。減面率が９０％〜９５％の範囲で
は、減面加工の均一性が多少悪くなるため、長尺の酸化
物超電導材を作製するときに問題が生じる可能性があ
る。
きの減面率は１０％〜９５％とするが、２５％〜９０％
が最適である。この減面加工を加えて酸化物超電導前駆
体の超電導粉末間距離を短くすることによって、その後
の超電導化熱処理時の反応性を活性化させ、配向性の良
い結晶組織が得られる。減面率が１０％〜２５％まで
は、減面率を大きくするほど臨界電流特性が上昇する
が、２５％〜９０％までの間では臨界電流特性が最大値
としてほぼ飽和する。減面率が９０％〜９５％の範囲で
は、減面加工の均一性が多少悪くなるため、長尺の酸化
物超電導材を作製するときに問題が生じる可能性があ
る。
【００１５】超電導化熱処理工程に含まれる溶融凝固熱
処理での冷却速度は１０℃／hr以下の速度が適するが、
３℃／hr以下の遅い速度がより適している。冷却速度を
遅くすることにより、結晶粒径の大きいＢｉ−２２１２
酸化物超電導結晶が生成する。冷却速度を３℃／hrより
遅くして製造したときのＢｉ−２２１２酸化物超電導結
晶の粒径は１００μｍ以上となる。なお、冷却速度を１
０℃／hrより速くすると、Ｂｉ−２２１２酸化物超電導
体の結晶配向が不十分で、かつ結晶粒の大きさは３０μ
ｍ以下となり、臨界電流特性を向上させることができな
い。
処理での冷却速度は１０℃／hr以下の速度が適するが、
３℃／hr以下の遅い速度がより適している。冷却速度を
遅くすることにより、結晶粒径の大きいＢｉ−２２１２
酸化物超電導結晶が生成する。冷却速度を３℃／hrより
遅くして製造したときのＢｉ−２２１２酸化物超電導結
晶の粒径は１００μｍ以上となる。なお、冷却速度を１
０℃／hrより速くすると、Ｂｉ−２２１２酸化物超電導
体の結晶配向が不十分で、かつ結晶粒の大きさは３０μ
ｍ以下となり、臨界電流特性を向上させることができな
い。
【００１６】最終的に得られる酸化物超電導体は、銀
（Ａｇ）などの基材表面から１０μｍ以内の距離に酸化
物超電導体の全部が入る厚さとなるよう構成する。実験
によれば、Ａｇ基板からのＢｉ−２２１２酸化物超電導
体の結晶の配向距離は最大で１０μｍであり、Ｘ線回折
によるロッキングカーブの半値幅は３°以下である。し
かし、Ａｇから１０μｍ以上離れた部分では、Ｂｉ−２
２１２酸化物超電導体の結晶は配向性が悪く、ロッキン
グカーブの半値幅が６°以上になる。
（Ａｇ）などの基材表面から１０μｍ以内の距離に酸化
物超電導体の全部が入る厚さとなるよう構成する。実験
によれば、Ａｇ基板からのＢｉ−２２１２酸化物超電導
体の結晶の配向距離は最大で１０μｍであり、Ｘ線回折
によるロッキングカーブの半値幅は３°以下である。し
かし、Ａｇから１０μｍ以上離れた部分では、Ｂｉ−２
２１２酸化物超電導体の結晶は配向性が悪く、ロッキン
グカーブの半値幅が６°以上になる。
【００１７】本発明では、超電導化熱処理前の所定減
面率の減面加工、所定の条件の超電導化熱処理、最
終的に得られる酸化物超電導体の厚さを基材から所定の
距離以内にしたことの条件が満足されることが必要であ
り、後述するように、〜の条件が一つでも満たされ
ないと、臨界電流特性が従来の３倍以上（例えば、Ｂｉ
−２２１２酸化物超電導線材の臨界電流密度Ｊｃが、温
度４．２Ｋ、外部磁場１０Ｔ中で３００，０００Ａ／cm
2 以上）にならない。
面率の減面加工、所定の条件の超電導化熱処理、最
終的に得られる酸化物超電導体の厚さを基材から所定の
距離以内にしたことの条件が満足されることが必要であ
り、後述するように、〜の条件が一つでも満たされ
ないと、臨界電流特性が従来の３倍以上（例えば、Ｂｉ
−２２１２酸化物超電導線材の臨界電流密度Ｊｃが、温
度４．２Ｋ、外部磁場１０Ｔ中で３００，０００Ａ／cm
2 以上）にならない。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図を用い、本発明の酸化物
超電導材の製造方法および酸化物超電導材の実施の形態
を説明する。
超電導材の製造方法および酸化物超電導材の実施の形態
を説明する。
【００１９】図１は本発明の製造方法の一工程例を示す
図である。図１において、１−１、１−２は基材、２は
酸化物超電導前駆体、４は酸化物超電導前駆体と基材か
らなる複合材、３は酸化物超電導体、５は最終的な酸化
物超電導材であり、酸化物超電導前駆体２と基材１から
なる複合材４に所定の減面加工と所定の超電導化熱処理
を施すことにより得られる。まず、例えば銀（Ａｇ）ま
たは銀（Ａｇ）合金からなる基材１を用意する（図１
（Ａ））。次いで、この基材１の表面に酸化物超電導前
駆体２、例えばＢｉ−２２１２（Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃ
ｕ2 Ｏy ）の前駆体の層を形成する（図１（Ｂ））。そ
の後、銀（Ａｇ）または銀（Ａｇ）からなる別の基材１
−２を酸化物超電導前駆体２の上に、丁度酸化物超電導
前駆体２を基材１−１、１−２で挟むように設け、複合
材４とする（図１（Ｃ））。次いで、この複合材４に所
定の減面加工を加える。より具体的には、減面加工の減
面率は２５〜９０％とする（図１（Ｄ））。このときの
加工方法は、各種の方法、例えば、圧延、スエージン
グ、ダイス引き等が採用できる。そして、得られた減面
加工後の複合材に所定の超電導化熱処理を加える。この
熱処理は、超電導前駆体の少なくも一部分を溶融させて
から冷却速度を１０℃／hr以下で凝固させる工程を含む
が、好ましくは、３℃／hr以下の遅い冷却速度がより適
している。冷却速度を遅くすることにより、結晶粒径の
大きい酸化物超電導結晶が生成する。そして、最終的に
得られた酸化物超電導材における酸化物超電導体３は、
基材１−１、１−２の表面のうち酸化物超電導体３と接
する表面から１０μｍ以内の距離に酸化物超電導体の全
部が入る厚さとなるよう構成する（図１（Ｅ））。
図である。図１において、１−１、１−２は基材、２は
酸化物超電導前駆体、４は酸化物超電導前駆体と基材か
らなる複合材、３は酸化物超電導体、５は最終的な酸化
物超電導材であり、酸化物超電導前駆体２と基材１から
なる複合材４に所定の減面加工と所定の超電導化熱処理
を施すことにより得られる。まず、例えば銀（Ａｇ）ま
たは銀（Ａｇ）合金からなる基材１を用意する（図１
（Ａ））。次いで、この基材１の表面に酸化物超電導前
駆体２、例えばＢｉ−２２１２（Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃ
ｕ2 Ｏy ）の前駆体の層を形成する（図１（Ｂ））。そ
の後、銀（Ａｇ）または銀（Ａｇ）からなる別の基材１
−２を酸化物超電導前駆体２の上に、丁度酸化物超電導
前駆体２を基材１−１、１−２で挟むように設け、複合
材４とする（図１（Ｃ））。次いで、この複合材４に所
定の減面加工を加える。より具体的には、減面加工の減
面率は２５〜９０％とする（図１（Ｄ））。このときの
加工方法は、各種の方法、例えば、圧延、スエージン
グ、ダイス引き等が採用できる。そして、得られた減面
加工後の複合材に所定の超電導化熱処理を加える。この
熱処理は、超電導前駆体の少なくも一部分を溶融させて
から冷却速度を１０℃／hr以下で凝固させる工程を含む
が、好ましくは、３℃／hr以下の遅い冷却速度がより適
している。冷却速度を遅くすることにより、結晶粒径の
大きい酸化物超電導結晶が生成する。そして、最終的に
得られた酸化物超電導材における酸化物超電導体３は、
基材１−１、１−２の表面のうち酸化物超電導体３と接
する表面から１０μｍ以内の距離に酸化物超電導体の全
部が入る厚さとなるよう構成する（図１（Ｅ））。
【００２０】図２は、前記した超電導化熱処理工程の温
度−時間関係の一例を示す。本発明では、加熱過程２
１、溶融過程２２、凝固過程２３、冷却過程２４からな
る熱処理工程のうち、凝固過程２３の冷却速度を１０℃
／hr以下としている。なお、溶融過程の加熱温度は、酸
化物超電導前駆体２の少なくとも一部を溶融させるのに
必要な温度および時間以上でかつ基材１を溶融させない
温度とするのが好ましい。
度−時間関係の一例を示す。本発明では、加熱過程２
１、溶融過程２２、凝固過程２３、冷却過程２４からな
る熱処理工程のうち、凝固過程２３の冷却速度を１０℃
／hr以下としている。なお、溶融過程の加熱温度は、酸
化物超電導前駆体２の少なくとも一部を溶融させるのに
必要な温度および時間以上でかつ基材１を溶融させない
温度とするのが好ましい。
【００２１】図３は、本発明の酸化物超電導材の製造方
法の他の工程例を示す図であり、図１と同様の部分に
は、同一符号を使用してある。この例では、例えば銀
（Ａｇ）または銀（Ａｇ）合金からなる基材１−１、１
−２の表面に酸化物超電導前駆体、例えばＢｉ−２２１
２（Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏy ）の前駆体の層２−
１、２−２をそれぞれ形成したもの一対と、別の銀（Ａ
ｇ）または銀（Ａｇ）合金からなる基材１−３を用意
し、酸化物超電導前駆体２−１、２−２の露出表面側が
基材１−３の両面にそれぞれ接するように複合させ、酸
化物超電導前駆体の層を２層有する複合材４とする（図
３（Ａ）、図３（Ｂ））。次いで、この複合材４に図１
の例と同様の減面加工を加える（図３（Ｃ））。その
後、得られた減面加工後の複合材４に図１の例と同様の
超電導化熱処理を加える。そして、最終的に得られた酸
化物超電導材５における酸化物超電導体３−１、３−２
は、基材１−１、１−２、１−３の表面のうち酸化物超
電導体３−１、３−２と接する表面から１０μｍ以内の
距離に酸化物超電導体の全部が入る厚さとなるよう構成
する（図１（Ｄ））。言い換えれば、酸化物超電導体の
層３−１、３−２の厚さは、２０μｍ以下となる。この
例のように、酸化物超電導体を多層にするか、あるいは
多芯にした超電導材構造においても、本発明の製造方法
に従い臨界電流密度Ｊｃ向上の効果が同様に得られる。
法の他の工程例を示す図であり、図１と同様の部分に
は、同一符号を使用してある。この例では、例えば銀
（Ａｇ）または銀（Ａｇ）合金からなる基材１−１、１
−２の表面に酸化物超電導前駆体、例えばＢｉ−２２１
２（Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏy ）の前駆体の層２−
１、２−２をそれぞれ形成したもの一対と、別の銀（Ａ
ｇ）または銀（Ａｇ）合金からなる基材１−３を用意
し、酸化物超電導前駆体２−１、２−２の露出表面側が
基材１−３の両面にそれぞれ接するように複合させ、酸
化物超電導前駆体の層を２層有する複合材４とする（図
３（Ａ）、図３（Ｂ））。次いで、この複合材４に図１
の例と同様の減面加工を加える（図３（Ｃ））。その
後、得られた減面加工後の複合材４に図１の例と同様の
超電導化熱処理を加える。そして、最終的に得られた酸
化物超電導材５における酸化物超電導体３−１、３−２
は、基材１−１、１−２、１−３の表面のうち酸化物超
電導体３−１、３−２と接する表面から１０μｍ以内の
距離に酸化物超電導体の全部が入る厚さとなるよう構成
する（図１（Ｄ））。言い換えれば、酸化物超電導体の
層３−１、３−２の厚さは、２０μｍ以下となる。この
例のように、酸化物超電導体を多層にするか、あるいは
多芯にした超電導材構造においても、本発明の製造方法
に従い臨界電流密度Ｊｃ向上の効果が同様に得られる。
【００２２】
【実施例】実施例１ 図１により説明した工程に従い、次のようにして酸化物
超電導材を作製した。
超電導材を作製した。
【００２３】まず、基材１−１として、材料が銀（Ａ
ｇ）で寸法が幅４mm、長さ３０mm、厚さ５０μｍの小片
を準備した。酸化物超電導前駆体２としてＢｉ−２２１
２酸化物超電導前駆体を選び、次のように作製した。第
一に、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3 、ＣｕＯ粉
末をＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：１：２の組成比
になるように混合し、８２０℃で仮焼・粉砕を２回繰り
返す。得られた粉末を有機バインダ（ポリビニルブチラ
ール）と混合し、溶剤（トリクロロエチレン、２−ブタ
ノール）を加え、攪拌して懸濁液を作る。前記懸濁液に
前記基材１を浸し、前記基材１−１の片面にＢｉ−２２
１２酸化物超電導前駆体２をディップコーティングし
て、Ｂｉ−２２１２酸化物超電導前駆体／Ａｇ基材構造
を作製した。そして、Ｂｉ−２２１２酸化物超電導前駆
体表面に更に基材１−１と同一材料、同一寸法の基材１
−２を置いて複合材４とした。次に、この複合材４に圧
延ロールにより減面加工を４回行い、最終的な減面率を
３０％にした。次に、図２に示したような溶融凝固過程
を伴うプロセスで凝固過程の冷却速度を２℃／hrにし
て、超電導化熱処理を行った。最終的に形成した酸化物
超電導材５におけるＢｉ−２２１２酸化物超電導体３の
層の厚さは１６μｍであった。従って、Ｂｉ−２２１２
酸化物超電導体３全体が両側の基材１−１、１−２のＢ
ｉ−２２１２酸化物超電導体３と接した表面から各々１
０μｍ以下の距離以内に入ったＢｉ−２２１２酸化物超
電導材になっている。
ｇ）で寸法が幅４mm、長さ３０mm、厚さ５０μｍの小片
を準備した。酸化物超電導前駆体２としてＢｉ−２２１
２酸化物超電導前駆体を選び、次のように作製した。第
一に、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3 、ＣｕＯ粉
末をＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：１：２の組成比
になるように混合し、８２０℃で仮焼・粉砕を２回繰り
返す。得られた粉末を有機バインダ（ポリビニルブチラ
ール）と混合し、溶剤（トリクロロエチレン、２−ブタ
ノール）を加え、攪拌して懸濁液を作る。前記懸濁液に
前記基材１を浸し、前記基材１−１の片面にＢｉ−２２
１２酸化物超電導前駆体２をディップコーティングし
て、Ｂｉ−２２１２酸化物超電導前駆体／Ａｇ基材構造
を作製した。そして、Ｂｉ−２２１２酸化物超電導前駆
体表面に更に基材１−１と同一材料、同一寸法の基材１
−２を置いて複合材４とした。次に、この複合材４に圧
延ロールにより減面加工を４回行い、最終的な減面率を
３０％にした。次に、図２に示したような溶融凝固過程
を伴うプロセスで凝固過程の冷却速度を２℃／hrにし
て、超電導化熱処理を行った。最終的に形成した酸化物
超電導材５におけるＢｉ−２２１２酸化物超電導体３の
層の厚さは１６μｍであった。従って、Ｂｉ−２２１２
酸化物超電導体３全体が両側の基材１−１、１−２のＢ
ｉ−２２１２酸化物超電導体３と接した表面から各々１
０μｍ以下の距離以内に入ったＢｉ−２２１２酸化物超
電導材になっている。
【００２４】比較のため、次の方法により、Ｂｉ−２２
１２酸化物超電導材を作製した。
１２酸化物超電導材を作製した。
【００２５】比較例１ まず、実施例１と同一の懸濁液に同一材料、寸法の基材
を浸し、基材の片面にＢｉ−２２１２酸化物超電導前駆
体をディップコーティングして、Ｂｉ−２２１２酸化物
超電導前駆体と銀（Ａｇ）基材の複合体を作製した。こ
のとき、酸化物超電導前駆体の片面は露出した状態であ
る。次に、図２に示したような溶融凝固過程を伴う超電
導化熱処理で、凝固過程の冷却速度を５℃／hrに設定し
て熱処理を行った。最終的に形成したＢｉ−２２１２酸
化物超電導体の厚さは１６μｍであった。すなわち、こ
の比較例１では、本発明の超電導化熱処理条件のみを満
たしている。
を浸し、基材の片面にＢｉ−２２１２酸化物超電導前駆
体をディップコーティングして、Ｂｉ−２２１２酸化物
超電導前駆体と銀（Ａｇ）基材の複合体を作製した。こ
のとき、酸化物超電導前駆体の片面は露出した状態であ
る。次に、図２に示したような溶融凝固過程を伴う超電
導化熱処理で、凝固過程の冷却速度を５℃／hrに設定し
て熱処理を行った。最終的に形成したＢｉ−２２１２酸
化物超電導体の厚さは１６μｍであった。すなわち、こ
の比較例１では、本発明の超電導化熱処理条件のみを満
たしている。
【００２６】比較例２ まず、実施例１と同一の懸濁液に同一材料、寸法の基材
を浸し、基材の片面にＢｉ−２２１２酸化物超電導前駆
体をディップコーティングして、Ｂｉ−２２１２酸化物
超電導前駆体と銀（Ａｇ）基材の複合体を作製した。次
に、実施例と同様に減面加工を４回行い、最終的な減面
率を３０％にした。次に、図２に示したような溶融凝固
過程を伴う超電導化熱処理で凝固過程の冷却速度を２℃
／hrにして、超電導化熱処理を行った。最終的に形成し
たＢｉ−２２１２酸化物超電導体の厚さは１６μｍであ
った。すなわち、この比較例２では、本発明の減面加工
条件と超電導化熱処理の条件のみを満たしている。
を浸し、基材の片面にＢｉ−２２１２酸化物超電導前駆
体をディップコーティングして、Ｂｉ−２２１２酸化物
超電導前駆体と銀（Ａｇ）基材の複合体を作製した。次
に、実施例と同様に減面加工を４回行い、最終的な減面
率を３０％にした。次に、図２に示したような溶融凝固
過程を伴う超電導化熱処理で凝固過程の冷却速度を２℃
／hrにして、超電導化熱処理を行った。最終的に形成し
たＢｉ−２２１２酸化物超電導体の厚さは１６μｍであ
った。すなわち、この比較例２では、本発明の減面加工
条件と超電導化熱処理の条件のみを満たしている。
【００２７】比較例３ まず、実施例１と同一の懸濁液に同一材料、寸法の基材
を浸し、基材の片面にＢｉ−２２１２酸化物超電導前駆
体をディップコーティングして、Ｂｉ−２２２酸化物超
電導前駆体／Ａｇ基材構造を作製した。そして、Ｂｉ−
２２１２酸化物超電導前駆体表面に更に基材１−１と同
一材料、同一寸法の基材１−２を置いて複合材４とし
た。次に、この複合材４に圧延ロールにより減面加工を
４回行い、最終的な減面率を３０％にした。次に、図２
に示したような溶融凝固過程を伴うプロセスと類似のプ
ロセスであるが、凝固過程の冷却速度を３５℃／hrにし
て、超電導化熱処理を行った。最終的に形成した酸化物
超電導材５におけるＢｉ−２２１２酸化物超電導体３の
層の厚さは１６μｍであった。従って、Ｂｉ−２２１２
酸化物超電導体全体がその両側に位置する基材のＢｉ−
２２１２酸化物超電導体３と接した表面から各々１０μ
ｍ以下の距離以内に入ったＢｉ−２２１２酸化物超電導
材になっている。この比較例３では、本発明の減面加工
条件と最終的に得られる酸化物超電導体の厚さの条件の
みを満たしている。
を浸し、基材の片面にＢｉ−２２１２酸化物超電導前駆
体をディップコーティングして、Ｂｉ−２２２酸化物超
電導前駆体／Ａｇ基材構造を作製した。そして、Ｂｉ−
２２１２酸化物超電導前駆体表面に更に基材１−１と同
一材料、同一寸法の基材１−２を置いて複合材４とし
た。次に、この複合材４に圧延ロールにより減面加工を
４回行い、最終的な減面率を３０％にした。次に、図２
に示したような溶融凝固過程を伴うプロセスと類似のプ
ロセスであるが、凝固過程の冷却速度を３５℃／hrにし
て、超電導化熱処理を行った。最終的に形成した酸化物
超電導材５におけるＢｉ−２２１２酸化物超電導体３の
層の厚さは１６μｍであった。従って、Ｂｉ−２２１２
酸化物超電導体全体がその両側に位置する基材のＢｉ−
２２１２酸化物超電導体３と接した表面から各々１０μ
ｍ以下の距離以内に入ったＢｉ−２２１２酸化物超電導
材になっている。この比較例３では、本発明の減面加工
条件と最終的に得られる酸化物超電導体の厚さの条件の
みを満たしている。
【００２８】比較例４ 実施例１と同一の懸濁液に同一材料、寸法の基材を浸
し、基材の片面にＢｉ−２２１２酸化物超電導前駆体を
ディップコーティングして、Ｂｉ−２２１２酸化物超電
導前駆体と銀（Ａｇ）基材の複合材を作製した。そし
て、Ｂｉ−２２１２酸化物超電導前駆体表面に更に前記
基材と同一材料、同一寸法の基材を置いて複合材とし
た。このＢｉ−２２１２酸化物超電導前駆体／Ａｇ基材
の複合体に、減面率３％の減面加工を行った。次に、図
２のような溶融凝固過程を伴う超電導化熱処理で凝固過
程の冷却速度を２℃／hrにして、熱処理を行った。最終
的に形成したＢｉ−２２１２酸化物超電導体の厚さは１
６μｍであった。従って、Ｂｉ−２２１２酸化物超電導
体全体がその両側に位置する基材のＢｉ−２２１２酸化
物超電導体３と接した表面から各々１０μｍ以下の距離
以内に入ったＢｉ−２２１２酸化物超電導材になってい
る。この比較例４では、本発明の超電導化熱処理条件と
最終的に得られる酸化物超電導体の厚さの条件のみを満
たしている。
し、基材の片面にＢｉ−２２１２酸化物超電導前駆体を
ディップコーティングして、Ｂｉ−２２１２酸化物超電
導前駆体と銀（Ａｇ）基材の複合材を作製した。そし
て、Ｂｉ−２２１２酸化物超電導前駆体表面に更に前記
基材と同一材料、同一寸法の基材を置いて複合材とし
た。このＢｉ−２２１２酸化物超電導前駆体／Ａｇ基材
の複合体に、減面率３％の減面加工を行った。次に、図
２のような溶融凝固過程を伴う超電導化熱処理で凝固過
程の冷却速度を２℃／hrにして、熱処理を行った。最終
的に形成したＢｉ−２２１２酸化物超電導体の厚さは１
６μｍであった。従って、Ｂｉ−２２１２酸化物超電導
体全体がその両側に位置する基材のＢｉ−２２１２酸化
物超電導体３と接した表面から各々１０μｍ以下の距離
以内に入ったＢｉ−２２１２酸化物超電導材になってい
る。この比較例４では、本発明の超電導化熱処理条件と
最終的に得られる酸化物超電導体の厚さの条件のみを満
たしている。
【００２９】比較例５ 実施例１と同一の懸濁液に同一材料、寸法の基材を浸
し、基材の片面にＢｉ−２２１２酸化物超電導前駆体を
ディップコーティングして、Ｂｉ−２２１２酸化物超電
導前駆体と銀（Ａｇ）基材の複合材を作製した。そし
て、Ｂｉ−２２１２酸化物超電導前駆体表面に更に前記
基材と同一材料、同一寸法の基材を置いて複合材とし
た。このＢｉ−２２１２酸化物超電導前駆体／Ａｇ基材
の複合体に、減面率９８％の減面加工を行った。次に、
図２のような溶融凝固過程を伴う超電導化熱処理で凝固
過程の冷却速度を２℃／hrにして、熱処理を行った。最
終的に形成したＢｉ−２２１２酸化物超電導体の厚さは
１６μｍであった。従って、Ｂｉ−２２１２酸化物超電
導体全体がその両側に位置する基材のＢｉ−２２１２酸
化物超電導体３と接した表面から各々１０μｍ以下の距
離以内に入ったＢｉ−２２１２酸化物超電導材になって
いる。この比較例５では、比較例４と同様に本発明の超
電導化熱処理条件と最終的に得られる酸化物超電導体の
厚さの条件のみを満たしている。
し、基材の片面にＢｉ−２２１２酸化物超電導前駆体を
ディップコーティングして、Ｂｉ−２２１２酸化物超電
導前駆体と銀（Ａｇ）基材の複合材を作製した。そし
て、Ｂｉ−２２１２酸化物超電導前駆体表面に更に前記
基材と同一材料、同一寸法の基材を置いて複合材とし
た。このＢｉ−２２１２酸化物超電導前駆体／Ａｇ基材
の複合体に、減面率９８％の減面加工を行った。次に、
図２のような溶融凝固過程を伴う超電導化熱処理で凝固
過程の冷却速度を２℃／hrにして、熱処理を行った。最
終的に形成したＢｉ−２２１２酸化物超電導体の厚さは
１６μｍであった。従って、Ｂｉ−２２１２酸化物超電
導体全体がその両側に位置する基材のＢｉ−２２１２酸
化物超電導体３と接した表面から各々１０μｍ以下の距
離以内に入ったＢｉ−２２１２酸化物超電導材になって
いる。この比較例５では、比較例４と同様に本発明の超
電導化熱処理条件と最終的に得られる酸化物超電導体の
厚さの条件のみを満たしている。
【００３０】以上の実施例１、および比較例１〜比較例
５のそれぞれについて、試料をそれぞれ３つ作製し、そ
れら試料の臨界電流密度Ｊｃ（Ａ／cm2 ）を温度４．２
Ｋ、外部磁場１０Ｔ中で測定した。表１に得られたＢｉ
−２２１２酸化物超電導材の臨界電流密度Ｊｃの値を示
す。なお、実施例１とすべての比較例のすべての試料に
おけるのＢｉ−２２１２酸化物超電導体の寸法は、長さ
３０mm、幅が４mm、厚さが１６μｍで体積はすべて同一
である。
５のそれぞれについて、試料をそれぞれ３つ作製し、そ
れら試料の臨界電流密度Ｊｃ（Ａ／cm2 ）を温度４．２
Ｋ、外部磁場１０Ｔ中で測定した。表１に得られたＢｉ
−２２１２酸化物超電導材の臨界電流密度Ｊｃの値を示
す。なお、実施例１とすべての比較例のすべての試料に
おけるのＢｉ−２２１２酸化物超電導体の寸法は、長さ
３０mm、幅が４mm、厚さが１６μｍで体積はすべて同一
である。
【００３１】
【表１】
【００３２】Ｂｉ−２２１２酸化物超電導体の結晶配向
性を調べるため、実施例１と比較例１の試料につき、Ｘ
線回折測定による（００１０）のピークのロッキングカ
ーブを測定してその半値幅の大小で比較した。実施例１
のＢｉ−２２１２酸化物超電導材において、厚さ１６μ
ｍ分のＢｉ−２２１２酸化物超電導体を２μｍの厚さ間
隔で削り、各々の面でロッキングカーブを測定した。そ
の結果、１６μｍの厚さ全てにおいて半値幅は２．５°
〜３．０°の範囲内であった。一方、比較例１のＢｉ−
２２１２酸化物超電導材において、厚さ１６μｍ分のＢ
ｉ−２２１２酸化物超電導体についても２μｍ間隔でロ
ッキングカーブを測定した。その結果、半値幅はＡｇ基
材との接触面から１０μｍまでは２．６°〜２．９°で
あったが、１０μｍの厚さから１６μｍの厚さまでの間
では６．２°〜８．４°であった。
性を調べるため、実施例１と比較例１の試料につき、Ｘ
線回折測定による（００１０）のピークのロッキングカ
ーブを測定してその半値幅の大小で比較した。実施例１
のＢｉ−２２１２酸化物超電導材において、厚さ１６μ
ｍ分のＢｉ−２２１２酸化物超電導体を２μｍの厚さ間
隔で削り、各々の面でロッキングカーブを測定した。そ
の結果、１６μｍの厚さ全てにおいて半値幅は２．５°
〜３．０°の範囲内であった。一方、比較例１のＢｉ−
２２１２酸化物超電導材において、厚さ１６μｍ分のＢ
ｉ−２２１２酸化物超電導体についても２μｍ間隔でロ
ッキングカーブを測定した。その結果、半値幅はＡｇ基
材との接触面から１０μｍまでは２．６°〜２．９°で
あったが、１０μｍの厚さから１６μｍの厚さまでの間
では６．２°〜８．４°であった。
【００３３】また、ロッキングカーブの半値幅が３°以
下の部分について、Ｂｉ−２２１２酸化物超電導体の結
晶粒の大きさをＳＥＭを用いて測定した。実施例のＢｉ
−２２１２酸化物超電導材ではＢｉ−２２１２酸化物超
電導体の結晶粒の大きさは１００μｍ〜１５０μｍであ
り、一方比較例１では２５μｍ〜４０μｍであった。
下の部分について、Ｂｉ−２２１２酸化物超電導体の結
晶粒の大きさをＳＥＭを用いて測定した。実施例のＢｉ
−２２１２酸化物超電導材ではＢｉ−２２１２酸化物超
電導体の結晶粒の大きさは１００μｍ〜１５０μｍであ
り、一方比較例１では２５μｍ〜４０μｍであった。
【００３４】実施例２ 実施例１の基材１−１、１−２を銀（Ａｇ）に代えて銀
合金（Ａｇ−０．０１４wt％Ｍｇ−０．００５wt％Ｚ
ｒ、残部が不可避の不純物）を使用し、実施例１と同一
条件でＢｉ−２２１２酸化物超電導材５を作製した。得
られたＢｉ−２２１２酸化物超電導材の試料について、
実施例１と同様にして臨界電流密度Ｊｃ（Ａ／cm2 ）を
温度４．２Ｋ、外部磁場１０Ｔ中で測定した。その結
果、３００，０００Ａ／cm2 以上の臨界電流密度が得ら
れた。
合金（Ａｇ−０．０１４wt％Ｍｇ−０．００５wt％Ｚ
ｒ、残部が不可避の不純物）を使用し、実施例１と同一
条件でＢｉ−２２１２酸化物超電導材５を作製した。得
られたＢｉ−２２１２酸化物超電導材の試料について、
実施例１と同様にして臨界電流密度Ｊｃ（Ａ／cm2 ）を
温度４．２Ｋ、外部磁場１０Ｔ中で測定した。その結
果、３００，０００Ａ／cm2 以上の臨界電流密度が得ら
れた。
【００３５】実施例３ 実施例１の基材１−１、１−２のうち、１枚は銀（Ａ
ｇ）を用いて、もう１枚に銀合金（Ａｇ−０．０１４wt
％Ｍｇ−０．００５wt％Ｚｒ、残部が不可避の不純物）
を使用し、実施例１と同一条件でＢｉ−２２１２酸化物
超電導材５を作製した。得られたＢｉ−２２１２酸化物
超電導材の試料について、実施例１と同様にして臨界電
流密度Ｊｃ（Ａ／cm2 ）を温度４．２Ｋ、外部磁場１０
Ｔ中で測定したところ、３００，０００Ａ／cm2 以上の
臨界電流密度が得られた。
ｇ）を用いて、もう１枚に銀合金（Ａｇ−０．０１４wt
％Ｍｇ−０．００５wt％Ｚｒ、残部が不可避の不純物）
を使用し、実施例１と同一条件でＢｉ−２２１２酸化物
超電導材５を作製した。得られたＢｉ−２２１２酸化物
超電導材の試料について、実施例１と同様にして臨界電
流密度Ｊｃ（Ａ／cm2 ）を温度４．２Ｋ、外部磁場１０
Ｔ中で測定したところ、３００，０００Ａ／cm2 以上の
臨界電流密度が得られた。
【００３６】実施例４ 実施例１と同様の条件であるが、図３に示したように、
２層のＢｉ−２２１２酸化物超電導体３−１、３−２を
有するＢｉ−２２１２酸化物超電導体５を作製した。得
られた多層のＢｉ−２２１２酸化物超電導体を有するＢ
ｉ−２２１２酸化物超電導材の試料について、実施例１
と同様にして臨界電流密度Ｊｃ（Ａ／cm2 ）を温度４．
２Ｋ、外部磁場１０Ｔ中で測定したところ、３００，０
００Ａ／cm2 以上の臨界電流密度が得られた。
２層のＢｉ−２２１２酸化物超電導体３−１、３−２を
有するＢｉ−２２１２酸化物超電導体５を作製した。得
られた多層のＢｉ−２２１２酸化物超電導体を有するＢ
ｉ−２２１２酸化物超電導材の試料について、実施例１
と同様にして臨界電流密度Ｊｃ（Ａ／cm2 ）を温度４．
２Ｋ、外部磁場１０Ｔ中で測定したところ、３００，０
００Ａ／cm2 以上の臨界電流密度が得られた。
【００３７】先に説明したように、本発明では、減面率
を１０％〜９５％とする減面加工を複合材に加えること
により、酸化物超電導前駆体の超電導粉末間距離を短く
し、これにより、その後の超電導化熱処理時の反応性を
活性化させ、配向性の良い結晶組織を得ている。また、
超電導化熱処理工程に含まれる溶融凝固熱処理での冷却
速度を１０℃／hr以下の速度とすることにより、結晶粒
径の大きいＢｉ−２２１２酸化物超電導結晶を生成させ
る。このとき、銀（Ａｇ）からなる基材の表面の状態
が、その表面に接して形成される酸化物超電導体の結晶
配向性、ひいては酸化物超電導材の臨界電流特性にどの
ような影響があるのかを評価するため、基材表面の表面
粗さ（Ｒａ）を調べた。その結果、酸化物超電導前駆体
の層が形成される前の基材表面の表面粗さ（Ｒａ）が
０．５μｍ以下が好ましいことがわかった。これは、本
発明の超電導化熱処理工程が酸化物超電導前駆体の少な
くも一部分を溶融させてから凝固させる工程を含むため
に、液相から固相に変化する過程で、結晶の核生成およ
び成長が基材表面との界面から始まり、沿面成長する。
したがって、基材表面が平滑であると、それに接して形
成される酸化物超電導体の結晶配向性が大きく改善され
るためである。
を１０％〜９５％とする減面加工を複合材に加えること
により、酸化物超電導前駆体の超電導粉末間距離を短く
し、これにより、その後の超電導化熱処理時の反応性を
活性化させ、配向性の良い結晶組織を得ている。また、
超電導化熱処理工程に含まれる溶融凝固熱処理での冷却
速度を１０℃／hr以下の速度とすることにより、結晶粒
径の大きいＢｉ−２２１２酸化物超電導結晶を生成させ
る。このとき、銀（Ａｇ）からなる基材の表面の状態
が、その表面に接して形成される酸化物超電導体の結晶
配向性、ひいては酸化物超電導材の臨界電流特性にどの
ような影響があるのかを評価するため、基材表面の表面
粗さ（Ｒａ）を調べた。その結果、酸化物超電導前駆体
の層が形成される前の基材表面の表面粗さ（Ｒａ）が
０．５μｍ以下が好ましいことがわかった。これは、本
発明の超電導化熱処理工程が酸化物超電導前駆体の少な
くも一部分を溶融させてから凝固させる工程を含むため
に、液相から固相に変化する過程で、結晶の核生成およ
び成長が基材表面との界面から始まり、沿面成長する。
したがって、基材表面が平滑であると、それに接して形
成される酸化物超電導体の結晶配向性が大きく改善され
るためである。
【００３８】以上の実施例では、酸化物超電導体と基材
を複合させる方法として、ディップコート法の例を説明
したが、これ以外の方法、例えば、ドクターブレード
法、塗布法、パウダーインチューブ法、ジェリーロール
法、溶射法、スクリーン印刷法、蒸着法、ＣＶＤ法、ス
パッタリング法、レーザーアブレーション法等のいずれ
でも差し支えない。例えば、銀（Ａｇ）または銀（Ａ
ｇ）合金製のパイプ（銀シース）内に酸化物超電導前駆
体粉末を充填してなるパウダーインチューブ法におい
て、パイプ複合材を形成する工程と、その複合材を減面
率が１０％〜９５％になるよう少なくも一度の減面加工
を加える工程と、超電導前駆体の少なくも一部分を溶融
させてから冷却速度を１０℃／hr以下で凝固させる工程
を含む熱処理工程を含み、かつ、最終的に得られる酸化
物超電導体が金属シースの内表面から１０μｍ以内の距
離に入るよう構成することも可能である。また、その複
合構造としては、一つの酸化物超電導体前駆体の層と一
つの基材との組み合わせにとどまらず、それぞれが複数
層となるものでもよく、金属シース内に複数本の酸化物
超電導体のフィラメントを有する多芯構造としてもよ
い。
を複合させる方法として、ディップコート法の例を説明
したが、これ以外の方法、例えば、ドクターブレード
法、塗布法、パウダーインチューブ法、ジェリーロール
法、溶射法、スクリーン印刷法、蒸着法、ＣＶＤ法、ス
パッタリング法、レーザーアブレーション法等のいずれ
でも差し支えない。例えば、銀（Ａｇ）または銀（Ａ
ｇ）合金製のパイプ（銀シース）内に酸化物超電導前駆
体粉末を充填してなるパウダーインチューブ法におい
て、パイプ複合材を形成する工程と、その複合材を減面
率が１０％〜９５％になるよう少なくも一度の減面加工
を加える工程と、超電導前駆体の少なくも一部分を溶融
させてから冷却速度を１０℃／hr以下で凝固させる工程
を含む熱処理工程を含み、かつ、最終的に得られる酸化
物超電導体が金属シースの内表面から１０μｍ以内の距
離に入るよう構成することも可能である。また、その複
合構造としては、一つの酸化物超電導体前駆体の層と一
つの基材との組み合わせにとどまらず、それぞれが複数
層となるものでもよく、金属シース内に複数本の酸化物
超電導体のフィラメントを有する多芯構造としてもよ
い。
【００３９】また、本発明は、Ｂｉ−２２１２酸化物超
電導材にとどまらず、一部または全部を溶融させて凝固
させるプロセスで配向結晶を生成させる他の酸化物超電
導材一般に適用可能であり、選ばれた酸化物超電導体
（酸化物超電導体前駆体）基材の材料、寸法に応じて、
本発明の条件の範囲内で、各々の最適条件を定めること
ができる。
電導材にとどまらず、一部または全部を溶融させて凝固
させるプロセスで配向結晶を生成させる他の酸化物超電
導材一般に適用可能であり、選ばれた酸化物超電導体
（酸化物超電導体前駆体）基材の材料、寸法に応じて、
本発明の条件の範囲内で、各々の最適条件を定めること
ができる。
【００４０】本発明は、基材各々の組み合わせが同様の
金属でなくても可能であり、更に基材は銀（Ａｇ）また
は銀（Ａｇ）合金以外の金属でも可能である。
金属でなくても可能であり、更に基材は銀（Ａｇ）また
は銀（Ａｇ）合金以外の金属でも可能である。
【００４１】本発明における酸化物超電導材の応用例と
して、マグネット、ケーブル、電流リード、磁気シール
ド、限流器、永久電流スイッチ等があげられる。
して、マグネット、ケーブル、電流リード、磁気シール
ド、限流器、永久電流スイッチ等があげられる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
少なくも一つの酸化物超電導体の層と基材からなる酸化
物超電導材の製造方法において、基材の少なくとも一つ
の面に酸化物超電導前駆体からなる層を有する複合材を
形成する工程と、複合材を減面率が１０％〜９５％にな
るよう少なくも一度の減面加工を加える工程と、超電導
前駆体の少なくも一部分を溶融させてから冷却速度を１
０℃／hr以下で凝固させる工程を含む熱処理工程を含
み、かつ、最終的に得られる酸化物超電導体の厚さが基
材表面から１０μｍ以内の距離に入るよう構成されてい
る。このため、超電導化熱処理前に１０％〜９５％の
減面加工を加え粉末間距離を短くすることによって、超
電導化熱処理時の反応性を活性化させ、配向性の良い結
晶組織を得られる。超電導化熱処理は凝固過程の冷却
速度が１０℃／hrより遅い溶融凝固プロセスで行い、酸
化物超電導体の結晶粒径を大きくできる。最終的に得
られる酸化物超電導体の厚さは基材から１０μｍ以内の
距離に入る構造にしたので、酸化物超電導体の全部分で
高配向性の結晶組織が得られる。その結果、臨界電流特
性が従来の３倍以上（例えば、Ｂｉ−２２１２酸化物超
電導材の臨界電流密度Ｊｃが、温度４．２Ｋ、外部磁場
１０Ｔ中で３００，０００Ａ／cm2 以上）に向上する酸
化物超電導材が得られる。
少なくも一つの酸化物超電導体の層と基材からなる酸化
物超電導材の製造方法において、基材の少なくとも一つ
の面に酸化物超電導前駆体からなる層を有する複合材を
形成する工程と、複合材を減面率が１０％〜９５％にな
るよう少なくも一度の減面加工を加える工程と、超電導
前駆体の少なくも一部分を溶融させてから冷却速度を１
０℃／hr以下で凝固させる工程を含む熱処理工程を含
み、かつ、最終的に得られる酸化物超電導体の厚さが基
材表面から１０μｍ以内の距離に入るよう構成されてい
る。このため、超電導化熱処理前に１０％〜９５％の
減面加工を加え粉末間距離を短くすることによって、超
電導化熱処理時の反応性を活性化させ、配向性の良い結
晶組織を得られる。超電導化熱処理は凝固過程の冷却
速度が１０℃／hrより遅い溶融凝固プロセスで行い、酸
化物超電導体の結晶粒径を大きくできる。最終的に得
られる酸化物超電導体の厚さは基材から１０μｍ以内の
距離に入る構造にしたので、酸化物超電導体の全部分で
高配向性の結晶組織が得られる。その結果、臨界電流特
性が従来の３倍以上（例えば、Ｂｉ−２２１２酸化物超
電導材の臨界電流密度Ｊｃが、温度４．２Ｋ、外部磁場
１０Ｔ中で３００，０００Ａ／cm2 以上）に向上する酸
化物超電導材が得られる。
【図１】本発明の酸化物超電導材の製造方法の一工程例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図２】本発明の製造方法における超電導化熱処理の温
度−時間パターンを示すグラフである。
度−時間パターンを示すグラフである。
【図３】本発明の酸化物超電導材の製造方法の他の工程
例を示す説明図である。
例を示す説明図である。
【図４】従来の表面コーティング型Ｂｉ−２２１２酸化
物超電導材の製造方法の工程例を示す説明図である。
物超電導材の製造方法の工程例を示す説明図である。
１、１−１、１−２、１−３ 基材 ２、２−１、２−２ 酸化物超電導前駆体 ３、３−１、３−２ 酸化物超電導体 ４ 複合材（酸化物超電導前駆体／基材） ５ 酸化物超電導材
フロントページの続き (72)発明者 北口 仁 茨城県つくば市千現一丁目２番１号 科学 技術庁金属材料技術研究所内 (72)発明者 室賀 岳海 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社アドバンスリサーチセンタ内
Claims (20)
- 【請求項１】少なくも一つの酸化物超電導体の層と基材
からなる酸化物超電導材の製造方法において、前記基材
の少なくとも一つの面に酸化物超電導前駆体からなる層
を有する複合材を形成する工程と、前記複合材を減面率
が１０％〜９５％になるよう少なくも一度の減面加工を
加える工程と、前記超電導前駆体の少なくも一部分を溶
融させてから冷却速度を１０℃／hr以下で凝固させる工
程を含む熱処理工程を含み、かつ、最終的に得られる酸
化物超電導体の厚さが前記基材表面から１０μｍ以内の
距離に入るよう構成されたことを特徴とする酸化物超電
導材の製造方法。 - 【請求項２】前記酸化物超電導体がＢｉ系酸化物超電導
体からなり、かつ前記基材が銀（Ａｇ）または銀合金か
らなることを特徴とする請求項１に記載の酸化物超電導
材の製造方法。 - 【請求項３】前記酸化物超電導体がＢｉ−２２１２（Ｂ
ｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏy ）であることを特徴とする
請求項２に記載の酸化物超電導材の製造方法。 - 【請求項４】前記複合材が、前記基材の表面にコーティ
ング法またはその類似の方法により酸化物超電導前駆体
の層を形成させたものであることを特徴とする請求項１
ないし３のいずれかに記載の酸化物超電導材の製造方
法。 - 【請求項５】前記酸化物超電導前駆体の層が形成される
基材表面の表面粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の酸
化物超電導材の製造方法。 - 【請求項６】少なくも一つの酸化物超電導体の層と基材
からなる酸化物超電導材であって、前記基材の少なくと
も一つの面に酸化物超電導前駆体からなる層を有する複
合材を形成する工程と、前記複合材を減面率が１０％〜
９５％になるよう少なくも一度の減面加工を加える工程
と、前記超電導前駆体の少なくも一部分を溶融させてか
ら冷却速度を１０℃／hr以下で凝固させる工程を含む熱
処理工程により製造され、かつ、最終的に得られる酸化
物超電導体の厚さが前記基材表面から１０μｍ以内の距
離に入る厚さであることを特徴とする酸化物超電導材。 - 【請求項７】前記酸化物超電導体がＢｉ系酸化物超電導
体からなり、かつ前記基材が銀（Ａｇ）または銀合金か
らなることを特徴とする請求項６に記載の酸化物超電導
材。 - 【請求項８】前記酸化物超電導体がＢｉ−２２１２（Ｂ
ｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏy ）であることを特徴とする
請求項７に記載の酸化物超電導材。 - 【請求項９】前記複合材が、前記基材の表面にコーティ
ング法またはその類似の方法により酸化物超電導前駆体
の層を形成させたものであることを特徴とする請求項６
ないし８のいずれかに記載の酸化物超電導材。 - 【請求項１０】前記酸化物超電導前駆体の層が形成され
る基材表面の表面粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
酸化物超電導材。 - 【請求項１１】酸化物超電導体とそれを取り囲む金属シ
ースからなる酸化物超電導材の製造方法において、前記
金属シース内に酸化物超電導前駆体を充填してなる複合
材を形成する工程と、前記複合材を減面率が１０％〜９
５％になるよう少なくも一度の減面加工を加える工程
と、前記超電導前駆体の少なくも一部分を溶融させてか
ら冷却速度を１０℃／hr以下で凝固させる工程を含む熱
処理工程を含み、かつ、最終的に得られる酸化物超電導
体が前記金属シースの内表面から１０μｍ以内の距離に
入るよう構成されていることを特徴とする酸化物超電導
材の製造方法。 - 【請求項１２】前記酸化物超電導体がＢｉ系酸化物超電
導体からなり、かつ前記金属シースが銀（Ａｇ）または
銀合金からなることを特徴とする請求項１１に記載の酸
化物超電導材の製造方法。 - 【請求項１３】前記酸化物超電導体がＢｉ−２２１２
（Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏy ）であることを特徴と
する請求項１２に記載の酸化物超電導材の製造方法。 - 【請求項１４】前記複合材が、前記金属シース内に超電
導前駆体の粉末を充填することにより形成させたもので
あることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれか
に記載の酸化物超電導材の製造方法。 - 【請求項１５】前記複合材を構成する前記金属シースの
内表面の表面粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以下であること
を特徴とする請求項１１ないし１４のいずれかに記載の
酸化物超電導材の製造方法。 - 【請求項１６】酸化物超電導体とそれを取り囲む金属シ
ースからなる酸化物超電導材であって、前記金属シース
内に酸化物超電導前駆体を充填してなる複合材を形成す
る工程と、前記複合材を減面率が１０％〜９５％になる
よう少なくも一度の減面加工を加える工程と、前記超電
導前駆体の少なくも一部分を溶融させてから冷却速度を
１０℃／hr以下で凝固させる工程を含む熱処理工程によ
り製造され、かつ、最終的に得られる酸化物超電導体が
前記金属シースの内表面から１０μｍ以内の距離に入る
よう構成されていることを特徴とする酸化物超電導材。 - 【請求項１７】前記酸化物超電導体がＢｉ系酸化物超電
導体からなり、かつ前記金属シースが銀（Ａｇ）または
銀合金からなることを特徴とする請求項１６に記載の酸
化物超電導材。 - 【請求項１８】前記酸化物超電導体がＢｉ−２２１２
（Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏy ）であることを特徴と
する請求項１７に記載の酸化物超電導材。 - 【請求項１９】前記複合材が、前記金属シース内に超電
導前駆体の粉末を充填することにより形成させたもので
あることを特徴とする請求項１６ないし１８のいずれか
に記載の酸化物超電導材。 - 【請求項２０】前記複合材を構成する前記金属シースの
内表面の表面粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以下であること
を特徴とする請求項１６ないし１９のいずれかに記載の
酸化物超電導材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10136442A JPH11322341A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 酸化物超電導材の製造方法および酸化物超電導材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10136442A JPH11322341A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 酸化物超電導材の製造方法および酸化物超電導材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11322341A true JPH11322341A (ja) | 1999-11-24 |
Family
ID=15175222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10136442A Pending JPH11322341A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 酸化物超電導材の製造方法および酸化物超電導材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11322341A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004158448A (ja) * | 2002-10-23 | 2004-06-03 | Nexans Superconductors Gmbh | Ｒｅｂｃｏ被覆コンダクタエレメントを備えた超伝導ケーブルコンダクタ |
| CN115132422A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-09-30 | 西北有色金属研究院 | 一种采用热阻隔层制备Bi系超导线带材的方法 |
-
1998
- 1998-05-19 JP JP10136442A patent/JPH11322341A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004158448A (ja) * | 2002-10-23 | 2004-06-03 | Nexans Superconductors Gmbh | Ｒｅｂｃｏ被覆コンダクタエレメントを備えた超伝導ケーブルコンダクタ |
| CN115132422A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-09-30 | 西北有色金属研究院 | 一种采用热阻隔层制备Bi系超导线带材的方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
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