JP2904998B2 - 金属製導体と接続された、セラミック製高温超電導材料より成る固体物体並びにその製造方法 - Google Patents
金属製導体と接続された、セラミック製高温超電導材料より成る固体物体並びにその製造方法Info
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- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
- H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属製導体に接続され
た、高温超電導物質より成る固体物体並びにその製造方
法に関する。
た、高温超電導物質より成る固体物体並びにその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来技術】米国特許第５，０４７，３９１号明細書か
ら、ビスマス、ストロンチウム、カルシウムおよび銅の
酸化物から２：２：１：２の金属モル比で８７０〜１１
００℃の温度範囲で均一な溶融物を製造し、冷硬鋳型に
注ぎ込みそしてその中で硬化させることによって、高温
超電導材料より成る成形体が製造されることは公知であ
る。冷硬鋳型から取り出される鋳造物を、最初に７８０
〜８５０℃の温度で熱処理しそして次いで酸素雰囲気で
６００〜８３０℃の温度で処理する。
ら、ビスマス、ストロンチウム、カルシウムおよび銅の
酸化物から２：２：１：２の金属モル比で８７０〜１１
００℃の温度範囲で均一な溶融物を製造し、冷硬鋳型に
注ぎ込みそしてその中で硬化させることによって、高温
超電導材料より成る成形体が製造されることは公知であ
る。冷硬鋳型から取り出される鋳造物を、最初に７８０
〜８５０℃の温度で熱処理しそして次いで酸素雰囲気で
６００〜８３０℃の温度で処理する。
【０００３】イットリウム、ビスマスおよびタリウムを
基礎とする高温超電導材料を米国特許第４，９６３，５
２３号明細書に従って接続する方法の場合には、最初の
段階で高温超電導材料の表面を空気の排除下にエッチン
グすることによって掃除しそして第二段階で貴金属また
はそれの合金より成る金属製接続部を高温超電導材料の
上に直接的に載せる。
基礎とする高温超電導材料を米国特許第４，９６３，５
２３号明細書に従って接続する方法の場合には、最初の
段階で高温超電導材料の表面を空気の排除下にエッチン
グすることによって掃除しそして第二段階で貴金属また
はそれの合金より成る金属製接続部を高温超電導材料の
上に直接的に載せる。
【０００４】高温超電導材料の上に貴金属の懸濁物を塗
料またはペーストの状態で塗布することも一般的であ
る。この場合、高温超電導材料の表面の溶剤を蒸発させ
た後に、溶接接続部を設けることができる薄い金属フィ
ルムが残る。
料またはペーストの状態で塗布することも一般的であ
る。この場合、高温超電導材料の表面の溶剤を蒸発させ
た後に、溶接接続部を設けることができる薄い金属フィ
ルムが残る。
【０００５】公知の方法で得られる接続部の場合には、
機械的安定性が悪いという欠点がある。更に、良好な電
気的接続部を得る為には、貴金属を適用した後に一般に
熱処理が必要であり、それによって材料の超電導性がマ
イナスの影響を受けてしまう。
機械的安定性が悪いという欠点がある。更に、良好な電
気的接続部を得る為には、貴金属を適用した後に一般に
熱処理が必要であり、それによって材料の超電導性がマ
イナスの影響を受けてしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】それ故に本発明の課題
は、金属導体と接続されそして生じる接続部が良好な機
械的安定性を示すだけでなく非常に低い電気抵抗、例え
ばマイクロオームの範囲の電気抵抗を示す、高温超電導
材料より成る固体物体を提供すること並びにそれの製造
方法を提示することである。
は、金属導体と接続されそして生じる接続部が良好な機
械的安定性を示すだけでなく非常に低い電気抵抗、例え
ばマイクロオームの範囲の電気抵抗を示す、高温超電導
材料より成る固体物体を提供すること並びにそれの製造
方法を提示することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】ビスマス、ストロンチウ
ム、カルシウムおよび銅の酸化物から得られる高温超電
導材料より成る本発明の固体物体は、固体の緻密な金属
製導体と接続されている。
ム、カルシウムおよび銅の酸化物から得られる高温超電
導材料より成る本発明の固体物体は、固体の緻密な金属
製導体と接続されている。
【０００８】本発明の固体物体は、選択的に以下の実施
形態を取り得る： ａ） ビスマス、ストロンチウム、カルシウムおよび銅
の酸化物を２：２：１：２の金属モル比で含有してい
る； ｂ） 固体の緻密な金属製導体として銀、金、白金また
はこれら金属を含有する合金と接続されている。
形態を取り得る： ａ） ビスマス、ストロンチウム、カルシウムおよび銅
の酸化物を２：２：１：２の金属モル比で含有してい
る； ｂ） 固体の緻密な金属製導体として銀、金、白金また
はこれら金属を含有する合金と接続されている。
【０００９】本発明の固体物体を製造する方法は、高温
超電導材料を完全に溶融し、固体の緻密な金属製導体を
該溶融物で部分的に被覆し、溶融物を固化させそして得
られた固体物体を導体と一緒に最初の段階で７１０〜８
１０℃の温度でそして第二段階で酸素含有雰囲気で７５
０〜８８０℃の温度でか焼することを特徴としている。
本発明の固体物体を製造する別の方法は、ビスマス、ス
トロンチウム、カルシウムおよび銅の酸化物より成る混
合物を完全に溶融し、固体の緻密な金属製導体を該溶融
物で部分的に被覆し、溶融物を固化させそして得られた
固体物体を導体と一緒に最初の段階で７１０〜８１０℃
の温度でそして第二段階で酸素含有雰囲気で７５０〜８
８０℃の温度でか焼することを特徴とする。
超電導材料を完全に溶融し、固体の緻密な金属製導体を
該溶融物で部分的に被覆し、溶融物を固化させそして得
られた固体物体を導体と一緒に最初の段階で７１０〜８
１０℃の温度でそして第二段階で酸素含有雰囲気で７５
０〜８８０℃の温度でか焼することを特徴としている。
本発明の固体物体を製造する別の方法は、ビスマス、ス
トロンチウム、カルシウムおよび銅の酸化物より成る混
合物を完全に溶融し、固体の緻密な金属製導体を該溶融
物で部分的に被覆し、溶融物を固化させそして得られた
固体物体を導体と一緒に最初の段階で７１０〜８１０℃
の温度でそして第二段階で酸素含有雰囲気で７５０〜８
８０℃の温度でか焼することを特徴とする。
【００１０】本発明の方法は、更に、選択的に以下の実
施形態を取り得る： ｃ）高温超電導材料を１１００℃までの温度に加熱する
ことによって完全に溶融する； ｄ）高温超電導材料を１０００℃まで、殊に９５０℃ま
での温度に加熱する； ｅ）ビスマス、ストロンチウム、カルシウムおよび銅の
酸化物を１１００℃まで加熱することによって完全に溶
融する； ｆ）酸化物を１０００℃まで、殊に９５０℃までの温度
に加熱する； ｇ）第一段階のか焼を不活性ガス雰囲気で実施する； ｈ）第一段階のか焼を空気中で実施する； ｉ）か焼の第一段階を０．５〜６０時間にわたって行
う； ｊ）第二段階のか焼を純粋酸素の雰囲気で実施する； ｋ）第二段階のか焼を空気中で実施する； ｌ）第二段階のか焼を酸素と不活性ガスとを含有する雰
囲気で実施する； ｍ）か焼の第二段階を６〜１００時間にわたって行う。
施形態を取り得る： ｃ）高温超電導材料を１１００℃までの温度に加熱する
ことによって完全に溶融する； ｄ）高温超電導材料を１０００℃まで、殊に９５０℃ま
での温度に加熱する； ｅ）ビスマス、ストロンチウム、カルシウムおよび銅の
酸化物を１１００℃まで加熱することによって完全に溶
融する； ｆ）酸化物を１０００℃まで、殊に９５０℃までの温度
に加熱する； ｇ）第一段階のか焼を不活性ガス雰囲気で実施する； ｈ）第一段階のか焼を空気中で実施する； ｉ）か焼の第一段階を０．５〜６０時間にわたって行
う； ｊ）第二段階のか焼を純粋酸素の雰囲気で実施する； ｋ）第二段階のか焼を空気中で実施する； ｌ）第二段階のか焼を酸素と不活性ガスとを含有する雰
囲気で実施する； ｍ）か焼の第二段階を６〜１００時間にわたって行う。
【００１１】固体の緻密な金属製導体と接続されてい
る、高温超電導材料より成る本発明の固体物体の場合、
接続場所の接触抵抗は、金属導体が空気中酸素によって
も溶融液状の高温超電導材料によっても酸化されていな
い場合に、特に低いオーム値を示す。これは例えば銀、
金および白金の場合に言える。
る、高温超電導材料より成る本発明の固体物体の場合、
接続場所の接触抵抗は、金属導体が空気中酸素によって
も溶融液状の高温超電導材料によっても酸化されていな
い場合に、特に低いオーム値を示す。これは例えば銀、
金および白金の場合に言える。
【００１２】更に、本発明の固体物体の場合には、低い
接触抵抗を得る為に、金属製導体を高温超電導材料中に
僅かな長さだけ埋め込むのが有利であり、更に該導体は
高温超電導材料中の接触面（金属製導体とセラミック製
超電導体との接触面）が大きくする為に大きな断面積
（セラミック超電導中に存在する金属製導体の断面積）
を有することも有利である。
接触抵抗を得る為に、金属製導体を高温超電導材料中に
僅かな長さだけ埋め込むのが有利であり、更に該導体は
高温超電導材料中の接触面（金属製導体とセラミック製
超電導体との接触面）が大きくする為に大きな断面積
（セラミック超電導中に存在する金属製導体の断面積）
を有することも有利である。
【００１３】本発明の方法の場合には、第一段階のか焼
を不活性ガスと空気との混合物中で実施してもよい。本
発明の方法の場合には、両方のか焼を、それぞれに使用
される貴金属の融点より明らかに下にある温度で実施す
る。
を不活性ガスと空気との混合物中で実施してもよい。本
発明の方法の場合には、両方のか焼を、それぞれに使用
される貴金属の融点より明らかに下にある温度で実施す
る。
【００１４】本発明の方法の場合にはか焼の間に固体物
体中に生じる部分溶融が、高温超電導材料と金属製導体
との間に密接な接続を実現する。本発明の方法の場合に
は、固化した溶融物の超電導状態に転化することおよび
熱処理サイクル（第一段階および第二段階のか焼）で行
うことのできる両方のか焼段階によって良好な電気的接
触物が形成される。
体中に生じる部分溶融が、高温超電導材料と金属製導体
との間に密接な接続を実現する。本発明の方法の場合に
は、固化した溶融物の超電導状態に転化することおよび
熱処理サイクル（第一段階および第二段階のか焼）で行
うことのできる両方のか焼段階によって良好な電気的接
触物が形成される。
【００１５】添付の図面に、本発明の方法に従って接続
した固体物体の半分を例示的に図示する。高温超電導材
料より成る固化した溶融物より成る固体物体１中に、中
央に平らに且つ互いに間隔を置いて五本の銀製線材２を
配置する。この銀製線材２は固体物体１の外側で捩じっ
た領域３を形成している。
した固体物体の半分を例示的に図示する。高温超電導材
料より成る固化した溶融物より成る固体物体１中に、中
央に平らに且つ互いに間隔を置いて五本の銀製線材２を
配置する。この銀製線材２は固体物体１の外側で捩じっ
た領域３を形成している。
【００１６】
【実施例】例１（比較例） 上に開放した矩形の銅製型（寸法：１５×１５×６０ｍ
ｍ３）中に、小さい穿孔を通してそれぞれ約５０ｍｍの
長さの銀製管（外形：１．６ｍｍ）を、約３０ｍｍの銀
製管が両側に突き出るように挿入する。次いで銅製型中
に、ビスマス、ストロンチウム、カルシウムおよび銅の
二元酸化物（ｂｉｎａｒｙ ｏｘｉｄｅｓ）の均一な溶
融物を注ぎ込み、その際に金属モル比は互いに２：２：
１：２である。
ｍ３）中に、小さい穿孔を通してそれぞれ約５０ｍｍの
長さの銀製管（外形：１．６ｍｍ）を、約３０ｍｍの銀
製管が両側に突き出るように挿入する。次いで銅製型中
に、ビスマス、ストロンチウム、カルシウムおよび銅の
二元酸化物（ｂｉｎａｒｙ ｏｘｉｄｅｓ）の均一な溶
融物を注ぎ込み、その際に金属モル比は互いに２：２：
１：２である。
【００１７】銀製管を固化した溶融物と機械的に確り結
合させる。更に、研磨された銀製管が内部に存在する固
化した溶融物の断面は、管に滑らかな縁取りがありそし
て固化した溶融物で管全体が完全に囲まれているので、
結果として溶融物と銀製管との間で明らかに相互に影響
し合っていない。
合させる。更に、研磨された銀製管が内部に存在する固
化した溶融物の断面は、管に滑らかな縁取りがありそし
て固化した溶融物で管全体が完全に囲まれているので、
結果として溶融物と銀製管との間で明らかに相互に影響
し合っていない。
【００１８】固化したこの溶融物は未だ超電導性でない
ので、銀製管が内部に存在する該溶融物を銅製型から取
り出しそして管状炉中で３００℃／時で８５０℃に加熱
しそして空気の雰囲気でこの温度のもとで３６時間放置
する。この熱処理の後に銀製管と固化した溶融物との間
の機械的接合を解除し、銀製管は固化した溶融物から取
り出すことができる。しかしながら固化したこの溶融物
は超電導性を示す（超電導温度：９０Ｋ）。
ので、銀製管が内部に存在する該溶融物を銅製型から取
り出しそして管状炉中で３００℃／時で８５０℃に加熱
しそして空気の雰囲気でこの温度のもとで３６時間放置
する。この熱処理の後に銀製管と固化した溶融物との間
の機械的接合を解除し、銀製管は固化した溶融物から取
り出すことができる。しかしながら固化したこの溶融物
は超電導性を示す（超電導温度：９０Ｋ）。
【００１９】例２（比較例） 銀製管が内部に存在する固化した溶融物を８２０℃に加
熱しそして空気の雰囲気で４０時間の間この温度で放置
する点を変更して、例１を繰り返す。
熱しそして空気の雰囲気で４０時間の間この温度で放置
する点を変更して、例１を繰り返す。
【００２０】銀製管が内部に存在する固化した溶融物の
断面は、固化した溶融物と銀製管との間の接触が僅かで
あることを示している。銀製管と、今度は超電導性を示
す固化溶融物との間の抵抗は７７Ｋで１．２Ωが測定さ
れる。
断面は、固化した溶融物と銀製管との間の接触が僅かで
あることを示している。銀製管と、今度は超電導性を示
す固化溶融物との間の抵抗は７７Ｋで１．２Ωが測定さ
れる。
【００２１】例３（実施例） 銀製管が内部に存在する固化した溶融物を空気雰囲気で
最初に７５０℃で２０時間、次いで８５０℃で６０時間
熱処理する点を変更して、例１を繰り返す。その後に銀
製管は、今は超電導性を示す固化溶融物と機械的に確り
接合されている。
最初に７５０℃で２０時間、次いで８５０℃で６０時間
熱処理する点を変更して、例１を繰り返す。その後に銀
製管は、今は超電導性を示す固化溶融物と機械的に確り
接合されている。
【００２２】断面は、銀製管の外側表面に著しく亀裂を
生じそして硬化した溶融物の結晶が銀製管の壁の中に成
長していることを示している。固化した溶融物の境界に
も電子線マイクロゾンデによって銀が検出される。
生じそして硬化した溶融物の結晶が銀製管の壁の中に成
長していることを示している。固化した溶融物の境界に
も電子線マイクロゾンデによって銀が検出される。
【００２３】試料全体に付いての抵抗──即ち、それぞ
れ、高温超電導材料より成る固体物体から銀製管の出口
の位置で測定された抵抗──は７７Ｋのもとで６０μΩ
である。固体物体中に存在するそれぞれの銀製管の部分
の表面積はそれぞて１ｃｍ2である。
れ、高温超電導材料より成る固体物体から銀製管の出口
の位置で測定された抵抗──は７７Ｋのもとで６０μΩ
である。固体物体中に存在するそれぞれの銀製管の部分
の表面積はそれぞて１ｃｍ2である。
【００２４】例４（実施例） 両方の銀製管を５本の銀製線材（直径：０．５ｍｍ、固
体物体中の長さ：１７ｍｍ）に交換して例３を繰り返す
（図面参照）。
体物体中の長さ：１７ｍｍ）に交換して例３を繰り返す
（図面参照）。
【００２５】試料全体に付いての抵抗──即ち、それぞ
れ、高温超電導材料より成る固体物体からの銀製線材の
出口の位置で測定された抵抗──は７７Ｋのもとで４５
μΩである。
れ、高温超電導材料より成る固体物体からの銀製線材の
出口の位置で測定された抵抗──は７７Ｋのもとで４５
μΩである。
【００２６】例５（実施例） 銀製線材の替わりに同じ寸法の金製線材を使用して例４
を繰り返す。７７Ｋのもとでの抵抗は１８μΩまでであ
る。
を繰り返す。７７Ｋのもとでの抵抗は１８μΩまでであ
る。
【００２７】例６（実施例） 銀製線材の替わりに同じ寸法の白金製線材を使用して例
４を繰り返す。７７Ｋのもとでの抵抗は２９μΩまでで
ある。
４を繰り返す。７７Ｋのもとでの抵抗は２９μΩまでで
ある。
【００２８】例７（実施例） 銀製管を銀製薄板（寸法：１７×７．３×１ｍｍｍ
ｍ3 ）に交換して例３を繰り返す。
ｍ3 ）に交換して例３を繰り返す。
【００２９】７７Ｋのもとでの抵抗は４５μΩまでであ
る。
る。
【図１】図１は、セラミック製高温超電導材料より成る
本発明の固体物体の１実施態様を示している。
本発明の固体物体の１実施態様を示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シユテフエン・エルシユネル ドイツ連邦共和国、ニーデルンハウゼ ン、ホルバインストラーセ、５デー (56)参考文献 特開 平１−244679（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−244676（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−291377（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−164772（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01R 4/68 ZAA H01R 43/00 ZAA - 43/02 ZAA H01L 39/24
Claims (3)
- 【請求項１】 固体の緻密な金属製導体と接続された、
Ｂｉ、Ｓｒ、ＣａおよびＣｕの酸化物から得られる高温
超電導材料より成る固体物体において、前記接続部が、
Ｂｉ、Ｓｒ、ＣａおよびＣｕの酸化物を含有する組成物
を完全に溶融し、固体で緻密な金属製導体をこの溶融物
によって部分的に被覆し、次いでその溶融物を固化させ
そして溶融物と金属製導体とより成るそうして得た固体
物体を、固体の緻密な金属製導体とセラミック高温超電
導体との間に密接な接続を達成するために、その後にか
焼することで造られている、上記固体物体。 - 【請求項２】 固体の緻密な金属製導体として銀、金、
白金またはこれら金属を含有する合金と接続されてい
る、請求項１に記載の固体物体。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の接続部を持つ
固体物体を製造する方法において、か焼を最初の段階で
７１０〜８１０℃の温度でそして第二段階で酸素含有雰
囲気で７５０〜８８０℃の温度で行うことを特徴とす
る、上記方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE4118988:4 | 1991-06-08 | ||
| DE4118988A DE4118988A1 (de) | 1991-06-08 | 1991-06-08 | Mit metallischen leitern kontaktierte massivkoerper aus keramischem hochtemperatur-supraleiter-material sowie verfahren zu ihrer herstellung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06111862A JPH06111862A (ja) | 1994-04-22 |
| JP2904998B2 true JP2904998B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=6433565
Family Applications (1)
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| JP4145808A Expired - Fee Related JP2904998B2 (ja) | 1991-06-08 | 1992-06-05 | 金属製導体と接続された、セラミック製高温超電導材料より成る固体物体並びにその製造方法 |
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| EP (1) | EP0518047B1 (ja) |
| JP (1) | JP2904998B2 (ja) |
| AT (1) | ATE129097T1 (ja) |
| CA (1) | CA2068635C (ja) |
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| GR (1) | GR3017742T3 (ja) |
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| DE4420322C2 (de) * | 1994-06-13 | 1997-02-27 | Dresden Ev Inst Festkoerper | YBa¶2¶Cu¶3¶O¶X¶-Hochtemperatur-Supraleiter und Verfahren zu dessen Herstellung |
| DE10106172A1 (de) * | 2001-02-10 | 2002-08-29 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus einem weichmagnetischen Verbundwerkstoff |
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- 1994-11-15 US US08/341,298 patent/US5506199A/en not_active Expired - Lifetime
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1995
- 1995-10-16 GR GR950402842T patent/GR3017742T3/el unknown
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