JP3187089B2 - 酸化物超電導構造体 - Google Patents
酸化物超電導構造体Info
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-
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物超電導焼結体を
具備した構造体に関し、詳細には、高密度で高配向の酸
化物超電導焼結体を具備するとともに高い強度を有する
構造体に関するものである。
具備した構造体に関し、詳細には、高密度で高配向の酸
化物超電導焼結体を具備するとともに高い強度を有する
構造体に関するものである。
【０００２】
【従来技術】近年、超電導体として従来から用いられて
きた金属系超電導体よりも高い臨界温度Ｔｃ（抵抗がゼ
ロになる温度）を有する材料として酸化物超電導体が発
見され、その実用化が期待されている。現在、酸化物超
電導体としては、主としてＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｂｉ
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系およびＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系の３種が主として知られている。これらの酸化
物超電導体は、その実用化に際しては高い臨界温度を有
するとともに臨界電流密度（抵抗ゼロにおける電流値）
が大きいことが必要とされている。また、構造体として
の強度を高める必要もあるが、このような特性を得るた
めにはその相対密度を高め、高緻密化することが最も重
要であると言われている。
きた金属系超電導体よりも高い臨界温度Ｔｃ（抵抗がゼ
ロになる温度）を有する材料として酸化物超電導体が発
見され、その実用化が期待されている。現在、酸化物超
電導体としては、主としてＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｂｉ
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系およびＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系の３種が主として知られている。これらの酸化
物超電導体は、その実用化に際しては高い臨界温度を有
するとともに臨界電流密度（抵抗ゼロにおける電流値）
が大きいことが必要とされている。また、構造体として
の強度を高める必要もあるが、このような特性を得るた
めにはその相対密度を高め、高緻密化することが最も重
要であると言われている。
【０００３】そこで、従来より高密度の酸化物超電導焼
結体を作成する方法として、従来より高い機械的な圧力
を加えつつ加熱するホットプレス法が採用されている。
結体を作成する方法として、従来より高い機械的な圧力
を加えつつ加熱するホットプレス法が採用されている。
【０００４】また超電導体を用いた構造体として、Ａｇ
等の金属パイプ中に超電導粉末を封印したものが電線等
として開発されている。
等の金属パイプ中に超電導粉末を封印したものが電線等
として開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、酸化
物超電導焼結体自体の強度が低く、ホットプレス法によ
り高緻密化が達成されてもその強度は低く取扱いに注意
を払う必要があり、実用化に対して不十分であった。し
かも、結晶粒子の配向性も不十分であるために得られる
焼結体の臨界電流密度もせいぜい１０００Ａ／ｃｍ2以
下であり、実用的レベルには到底達していないのが現状
であった。
物超電導焼結体自体の強度が低く、ホットプレス法によ
り高緻密化が達成されてもその強度は低く取扱いに注意
を払う必要があり、実用化に対して不十分であった。し
かも、結晶粒子の配向性も不十分であるために得られる
焼結体の臨界電流密度もせいぜい１０００Ａ／ｃｍ2以
下であり、実用的レベルには到底達していないのが現状
であった。
【０００６】そこで、本発明者等は先に低Ｔｃ相の仮焼
粉末を常圧で焼成して充分に高Ｔｃ相を生成した後、該
焼結体に圧力を加えつつ加熱処理を行う、いわゆるホッ
トフォージング処理を行うことによって、高配向、高密
度でＪｃ値が１５００〜４５００Ａ／ｃｍ2程度の優れ
た酸化物超電導焼結体が得られることを提案したが、か
かる方法においても強度が不十分であり、その取扱いに
注意を必要とするという問題があった。
粉末を常圧で焼成して充分に高Ｔｃ相を生成した後、該
焼結体に圧力を加えつつ加熱処理を行う、いわゆるホッ
トフォージング処理を行うことによって、高配向、高密
度でＪｃ値が１５００〜４５００Ａ／ｃｍ2程度の優れ
た酸化物超電導焼結体が得られることを提案したが、か
かる方法においても強度が不十分であり、その取扱いに
注意を必要とするという問題があった。
【０００７】また、電線用としてＡｇと複合化されたも
のは、伸線用として有用であるが、Ａｇ自体が高価であ
り、磁気シールド体等の大型の構造体への適用は難し
く、また他の金属を用いると金属元素によっては超電導
体中に拡散して超電導特性を劣化させるという問題があ
った。
のは、伸線用として有用であるが、Ａｇ自体が高価であ
り、磁気シールド体等の大型の構造体への適用は難し
く、また他の金属を用いると金属元素によっては超電導
体中に拡散して超電導特性を劣化させるという問題があ
った。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】本発明者等は、上記問
題点に対して、特に強度を向上させるための構造につい
て検討を重ねた結果、先に提案した方法に基づき、酸化
物超電導焼結体、特に少なくとも構成元素としてＣｕを
含有する酸化物超電導焼結体を酸化物系セラミックス焼
結体により挟持させた構造とするか、あるいは延性を有
する金属層を介して前記酸化物系セラミックス焼結体に
より挟持した構造とすることにより強固に接合した一体
物が得られ、構造体として高い超電導特性を維持しつ
つ、高い強度を有する構造体が得られることを知見し
た。
題点に対して、特に強度を向上させるための構造につい
て検討を重ねた結果、先に提案した方法に基づき、酸化
物超電導焼結体、特に少なくとも構成元素としてＣｕを
含有する酸化物超電導焼結体を酸化物系セラミックス焼
結体により挟持させた構造とするか、あるいは延性を有
する金属層を介して前記酸化物系セラミックス焼結体に
より挟持した構造とすることにより強固に接合した一体
物が得られ、構造体として高い超電導特性を維持しつ
つ、高い強度を有する構造体が得られることを知見し
た。
【０００９】以下、本発明の構造体について詳述する
と、この構造体は、図１に示すように、酸化物超電導焼
結体１と、その両面に酸化物セラミックス層２、３を接
着してなる３層構造よりなり、酸化物超電導焼結体は、
厚み０．０５ｍｍ以上、酸化物系セラミックス焼結体は
厚み０．０５ｍｍ以上の厚みより構成される。なお、酸
化物超電導焼結体１と酸化物セラミックス２、３との界
面には、酸化物超電導焼結体の一部が溶融し酸化物セラ
ミックス側に拡散しガラス質よりなる厚みが０．５ｍｍ
以下中間層の拡散層４、５を存在させることにより両者
の接着性は大きく向上する。
と、この構造体は、図１に示すように、酸化物超電導焼
結体１と、その両面に酸化物セラミックス層２、３を接
着してなる３層構造よりなり、酸化物超電導焼結体は、
厚み０．０５ｍｍ以上、酸化物系セラミックス焼結体は
厚み０．０５ｍｍ以上の厚みより構成される。なお、酸
化物超電導焼結体１と酸化物セラミックス２、３との界
面には、酸化物超電導焼結体の一部が溶融し酸化物セラ
ミックス側に拡散しガラス質よりなる厚みが０．５ｍｍ
以下中間層の拡散層４、５を存在させることにより両者
の接着性は大きく向上する。
【００１０】また、本発明における他の実施態様として
は図２に示すように、酸化物超電導焼結体１と酸化物系
セラミックス焼結体２、３との間に厚み０．０２ｍｍ以
上の延性を有する金属層６、７を介在させることができ
る。この金属層６、７は、金属自身の延性効果により後
述するホットフォージング処理した際に酸化物超電導焼
結体中の鱗片状結晶粒子が配向されるとともに圧縮さ
れ、酸化物超電導焼結体の密度を高くすることが出来
る。
は図２に示すように、酸化物超電導焼結体１と酸化物系
セラミックス焼結体２、３との間に厚み０．０２ｍｍ以
上の延性を有する金属層６、７を介在させることができ
る。この金属層６、７は、金属自身の延性効果により後
述するホットフォージング処理した際に酸化物超電導焼
結体中の鱗片状結晶粒子が配向されるとともに圧縮さ
れ、酸化物超電導焼結体の密度を高くすることが出来
る。
【００１１】なお、本発明において用いられる酸化物系
セラッミクス焼結体としてはＡｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｓｉ
Ｏ2、ＭｇＯ等からなるものが好適で、これらの酸化物
系セラミックス焼結体は、酸化物超電導焼結体とは別途
周知の方法で作製されたもので、特に対理論密度比が８
０％以上の焼結体が好適である。また、酸化物超電導体
としては、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−Ｏ系およびＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系などの
Ｃｕを含む超電導体のいずれでもよい。
セラッミクス焼結体としてはＡｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｓｉ
Ｏ2、ＭｇＯ等からなるものが好適で、これらの酸化物
系セラミックス焼結体は、酸化物超電導焼結体とは別途
周知の方法で作製されたもので、特に対理論密度比が８
０％以上の焼結体が好適である。また、酸化物超電導体
としては、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−Ｏ系およびＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系などの
Ｃｕを含む超電導体のいずれでもよい。
【００１２】次に、上記の構造体の作成方法について説
明すると、まず酸化物超電導体を構成する金属の酸化物
粉末あるいは焼成により酸化物を形成しうる炭酸塩や硝
酸塩粉末を用いてこれらを酸化物超電導体を形成しうる
割合に秤量混合する。具体的には前述したＢｉ系酸化物
超電導体のうち高Ｔｃ相を作成する場合には、Ｂｉ
2Ｏ3、ＳｒＯ、ＣａＣＯ3、ＣｕＯの各粉末を用いてこ
れらを原子比においてＳｒを２としたとき、Ｂｉが１．
８〜２．２、Ｃａが２．０〜３．５、Ｃｕが３．０〜
４．５の範囲になるように秤量する。また、高Ｔｃ相の
生成量を増加させることを目的として上記の混合体にさ
らにＰｂＯ粉末、およびＫ2ＣＯ3、Ｎａ2ＣＯ3、Ｌｉ2
ＣＯ2等をＳｒを２としてＰｂを０．１〜０．５、Ｋ、
Ｌｉ、Ｎａを０．０５〜０．６の割合で混合することが
できる。得られた混合物は所望により７００〜８５０℃
の酸化性雰囲気中で１〜２０時間程度仮焼した後、成形
する。成形は公知の成形手段によって行うことができ、
例えばプレス成形、押出し成形、ドクターブレード成形
法等により実施される。
明すると、まず酸化物超電導体を構成する金属の酸化物
粉末あるいは焼成により酸化物を形成しうる炭酸塩や硝
酸塩粉末を用いてこれらを酸化物超電導体を形成しうる
割合に秤量混合する。具体的には前述したＢｉ系酸化物
超電導体のうち高Ｔｃ相を作成する場合には、Ｂｉ
2Ｏ3、ＳｒＯ、ＣａＣＯ3、ＣｕＯの各粉末を用いてこ
れらを原子比においてＳｒを２としたとき、Ｂｉが１．
８〜２．２、Ｃａが２．０〜３．５、Ｃｕが３．０〜
４．５の範囲になるように秤量する。また、高Ｔｃ相の
生成量を増加させることを目的として上記の混合体にさ
らにＰｂＯ粉末、およびＫ2ＣＯ3、Ｎａ2ＣＯ3、Ｌｉ2
ＣＯ2等をＳｒを２としてＰｂを０．１〜０．５、Ｋ、
Ｌｉ、Ｎａを０．０５〜０．６の割合で混合することが
できる。得られた混合物は所望により７００〜８５０℃
の酸化性雰囲気中で１〜２０時間程度仮焼した後、成形
する。成形は公知の成形手段によって行うことができ、
例えばプレス成形、押出し成形、ドクターブレード成形
法等により実施される。
【００１３】次に、上記のようにして得られた成形体を
８４０〜８５５℃の酸化性雰囲気中で焼成する。この焼
成によって一旦低Ｔｃ相の燐片状の結晶が生成されると
ともに焼成が進行するに従い、低Ｔｃ相から高Ｔｃ相に
変換される。
８４０〜８５５℃の酸化性雰囲気中で焼成する。この焼
成によって一旦低Ｔｃ相の燐片状の結晶が生成されると
ともに焼成が進行するに従い、低Ｔｃ相から高Ｔｃ相に
変換される。
【００１４】この焼成を非加圧で行うと燐片状の結晶の
成長により低密度の焼結体となるために、ホットプレス
焼成を行ってもよい。上記焼成工程終了時点では、焼結
体の燐片状結晶はほとんど無配向状態である。
成長により低密度の焼結体となるために、ホットプレス
焼成を行ってもよい。上記焼成工程終了時点では、焼結
体の燐片状結晶はほとんど無配向状態である。
【００１５】次に、上記の酸化物超電導焼結体を酸化物
系セラミックス焼結体に挟んだ状態でホットフォージン
グ処理する。この処理方法を図３を用いて説明する。図
中、８は酸化物超電導焼結体、９、１０はプレスパン
チ、１１、１２は酸化物系セラミックス焼結体である。
本発明によれば、酸化物超電導焼結体８とプレスパンチ
９、１０との間に酸化物系セラミックス焼結体１１、１
２を介して配置し、プレスパンチ９、１０によってＡ方
向に圧力を付与すると同時に適当な加熱手段（図示せ
ず）によって加熱を行う。この時の圧力は５０ｋｇ／ｃ
ｍ2以上、加熱温度は８００〜８５０℃が適当である。
このホットフォージング処理により、酸化物超電導焼結
体８と酸化物系セラミックス焼結体１１、１２は接合一
体化され、酸化物超電導焼結体を含む構造体として高い
強度を有したものとなる。
系セラミックス焼結体に挟んだ状態でホットフォージン
グ処理する。この処理方法を図３を用いて説明する。図
中、８は酸化物超電導焼結体、９、１０はプレスパン
チ、１１、１２は酸化物系セラミックス焼結体である。
本発明によれば、酸化物超電導焼結体８とプレスパンチ
９、１０との間に酸化物系セラミックス焼結体１１、１
２を介して配置し、プレスパンチ９、１０によってＡ方
向に圧力を付与すると同時に適当な加熱手段（図示せ
ず）によって加熱を行う。この時の圧力は５０ｋｇ／ｃ
ｍ2以上、加熱温度は８００〜８５０℃が適当である。
このホットフォージング処理により、酸化物超電導焼結
体８と酸化物系セラミックス焼結体１１、１２は接合一
体化され、酸化物超電導焼結体を含む構造体として高い
強度を有したものとなる。
【００１６】また、上記方法において、図４に示すよう
に酸化物超電導焼結体焼結体８と酸化物系セラミックス
焼結体１１、１２との間に延性金属板１３、１４を介在
させると、図４におけるＡ方向からの圧力によって延性
金属板自身がＡ方向と直角な方向に圧延され、それと同
時に酸化物超電導焼結体８も同様な方向に圧延されるた
めに焼結体中の燐片状結晶粒子が配向されるとともに圧
縮され焼結体の密度を高くすることができる。それによ
り、燐片状結晶同士の密着性が飛躍的に向上するために
酸化物超電導焼結体の臨界電流密度をさらに高くするこ
とができる。
に酸化物超電導焼結体焼結体８と酸化物系セラミックス
焼結体１１、１２との間に延性金属板１３、１４を介在
させると、図４におけるＡ方向からの圧力によって延性
金属板自身がＡ方向と直角な方向に圧延され、それと同
時に酸化物超電導焼結体８も同様な方向に圧延されるた
めに焼結体中の燐片状結晶粒子が配向されるとともに圧
縮され焼結体の密度を高くすることができる。それによ
り、燐片状結晶同士の密着性が飛躍的に向上するために
酸化物超電導焼結体の臨界電流密度をさらに高くするこ
とができる。
【００１７】
【作用】本発明の構成によれば、酸化物超電導焼結体層
を酸化物系セラミックス焼結体で挟持することが最も重
要である。これに対して、酸化物超電導焼結体との複合
化により強度を高められる物質として、貴金属材料は延
性があり、強度が低く、しかも高価であるという問題が
あり、その他の金属では処理中に酸化物超電導焼結体中
へ金属元素が拡散し超電導特性を劣化させるという問題
がある。また、窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウム
等の非酸化物系セラミックス焼結体では、酸化物超電導
焼結体との焼成条件が異なるために、焼成時に不具合が
生じたり、またホットフォージング処理した時に窒素や
炭素が超電導特性に悪影響を及ぼすことがあり、さらに
超電導体との接合強度が低いという問題がある。
を酸化物系セラミックス焼結体で挟持することが最も重
要である。これに対して、酸化物超電導焼結体との複合
化により強度を高められる物質として、貴金属材料は延
性があり、強度が低く、しかも高価であるという問題が
あり、その他の金属では処理中に酸化物超電導焼結体中
へ金属元素が拡散し超電導特性を劣化させるという問題
がある。また、窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウム
等の非酸化物系セラミックス焼結体では、酸化物超電導
焼結体との焼成条件が異なるために、焼成時に不具合が
生じたり、またホットフォージング処理した時に窒素や
炭素が超電導特性に悪影響を及ぼすことがあり、さらに
超電導体との接合強度が低いという問題がある。
【００１８】これに対して、酸化物系セラミックス焼結
体では、焼成雰囲気が酸化性雰囲気であり、焼成時や熱
処理時の雰囲気による悪影響がなく、また両者の成分の
拡散が生じても超電導特性を劣化させることがない。
体では、焼成雰囲気が酸化性雰囲気であり、焼成時や熱
処理時の雰囲気による悪影響がなく、また両者の成分の
拡散が生じても超電導特性を劣化させることがない。
【００１９】本発明によれば、酸化物超電導焼結体と酸
化物系セラミックス焼結体との間に金属層を介在させる
と、この金属自身の延性のために酸化物超電導焼結体中
の鱗片状結晶粒子が配向されるとともに圧縮され、酸化
物超電導焼結体の密度を高くすることができる。
化物系セラミックス焼結体との間に金属層を介在させる
と、この金属自身の延性のために酸化物超電導焼結体中
の鱗片状結晶粒子が配向されるとともに圧縮され、酸化
物超電導焼結体の密度を高くすることができる。
【００２０】それにより、鱗片状結晶同士の密着性が飛
躍的に向上するために酸化物超電導焼結体の臨界電流密
度Ｊｃを更に高くすることが出来る。
躍的に向上するために酸化物超電導焼結体の臨界電流密
度Ｊｃを更に高くすることが出来る。
【００２１】しかも、酸化物超電導焼結体層と金属層が
接触しているため、雰囲気温度がオフセット温度（Ｔｃ
ｅ）以上になったとき、臨界電流（Ｉｃ）より大きい電
流が流れたとき、雰囲気磁界が臨界磁界（Ｈｃ）より大
きくなったとき超電導体層がクエンチを起こすが、接触
する金属層がこれにとって代わり電流伝播の機能を奏す
る。金属層の電流伝播は酸化物超電導焼結体層のそれよ
りは劣るが、一時的なクエンチの間はこれで充分補うこ
とが出来る。さらに、金属層の放熱作用により電流の増
大に伴う酸化物超電導焼結体層自体の発熱が押さえられ
て超電導特性の破壊が未然に防止される。
接触しているため、雰囲気温度がオフセット温度（Ｔｃ
ｅ）以上になったとき、臨界電流（Ｉｃ）より大きい電
流が流れたとき、雰囲気磁界が臨界磁界（Ｈｃ）より大
きくなったとき超電導体層がクエンチを起こすが、接触
する金属層がこれにとって代わり電流伝播の機能を奏す
る。金属層の電流伝播は酸化物超電導焼結体層のそれよ
りは劣るが、一時的なクエンチの間はこれで充分補うこ
とが出来る。さらに、金属層の放熱作用により電流の増
大に伴う酸化物超電導焼結体層自体の発熱が押さえられ
て超電導特性の破壊が未然に防止される。
【００２２】また、このような構造では、酸化物系セラ
ミックス焼結体に接する酸化物超電導焼結体の一部が溶
融し酸化物系セラミックス焼結体の界面に拡散またはガ
ラス層を形成するため、酸化物超電導焼結体と酸化物系
セラミックス焼結体間の接着強度が増し、酸化物超電導
焼結体と酸化物系セラミックス焼結体の一体構造物が作
製される。これにより、一体構造体の機械的強度が飛躍
的に向上する。
ミックス焼結体に接する酸化物超電導焼結体の一部が溶
融し酸化物系セラミックス焼結体の界面に拡散またはガ
ラス層を形成するため、酸化物超電導焼結体と酸化物系
セラミックス焼結体間の接着強度が増し、酸化物超電導
焼結体と酸化物系セラミックス焼結体の一体構造物が作
製される。これにより、一体構造体の機械的強度が飛躍
的に向上する。
【００２３】また、本発明の構造体によれば、酸化物超
電導焼結体が外気にさらされないことにより、空気中の
水分等により酸化物超電導焼結体が分解劣化するのを防
ぐ。
電導焼結体が外気にさらされないことにより、空気中の
水分等により酸化物超電導焼結体が分解劣化するのを防
ぐ。
【００２４】
【実施例】実施例１ 原料粉末としてＢｉ2Ｏ3、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3、ＣａＣ
Ｏ3、ＣｕＯの各粉末を各金属のモル比がＢｉ：Ｐｂ：
Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．９３：０．３６：２：３．１
７：４．２５となるように秤量後、７５０〜８１０℃で
２０時間仮焼し、粉砕して平均粒径５μｍの低Ｔｃ相を
多量に含む仮焼粉末を得た。この仮焼粉末をφ１２ｍｍ
の金型を用いて成形圧１ｔｏｎ／ｃｍ2で成形して厚み
約１ｍｍの円板状成形体を得た。
Ｏ3、ＣｕＯの各粉末を各金属のモル比がＢｉ：Ｐｂ：
Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．９３：０．３６：２：３．１
７：４．２５となるように秤量後、７５０〜８１０℃で
２０時間仮焼し、粉砕して平均粒径５μｍの低Ｔｃ相を
多量に含む仮焼粉末を得た。この仮焼粉末をφ１２ｍｍ
の金型を用いて成形圧１ｔｏｎ／ｃｍ2で成形して厚み
約１ｍｍの円板状成形体を得た。
【００２５】次に、上記成形体を大気中で８４０℃の温
度で１５０時間焼成したところ、比重２．０（アルキメ
デス法に基づく）の焼結体が得られた。また、組織観察
したところ、高Ｔｃ相の燐片状の結晶がランダムに配列
していた。
度で１５０時間焼成したところ、比重２．０（アルキメ
デス法に基づく）の焼結体が得られた。また、組織観察
したところ、高Ｔｃ相の燐片状の結晶がランダムに配列
していた。
【００２６】一方、あらかじめ精選した純度９９％以
上、粒径３μｍ以下のＡｌ2Ｏ3と、その他の含有物とし
てＳｉＯ2、ＣａＯ、ＭｇＯそれぞれを磁器の組成比が
８２：１２：２：４となるように調合した。この調合原
料に酢酸ビニルを加え、アルミナボールを用いて１６時
間湿式粉砕した。これを造粒後、成形し、得られた成形
体を１４５０〜１７００℃で２時間保持し、対理論密度
比９９％のＡｌ2Ｏ3質焼結体を得た。
上、粒径３μｍ以下のＡｌ2Ｏ3と、その他の含有物とし
てＳｉＯ2、ＣａＯ、ＭｇＯそれぞれを磁器の組成比が
８２：１２：２：４となるように調合した。この調合原
料に酢酸ビニルを加え、アルミナボールを用いて１６時
間湿式粉砕した。これを造粒後、成形し、得られた成形
体を１４５０〜１７００℃で２時間保持し、対理論密度
比９９％のＡｌ2Ｏ3質焼結体を得た。
【００２７】次に、酸化物超電導焼結体を図３に従い、
焼結体の上下面に前記で得たアルミナ質焼結体製の厚み
０．５ｍｍのプレートを配置し、このプレートを介して
焼結体に対して５ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で８４５℃の温
度でホットフォージング処理した。
焼結体の上下面に前記で得たアルミナ質焼結体製の厚み
０．５ｍｍのプレートを配置し、このプレートを介して
焼結体に対して５ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で８４５℃の温
度でホットフォージング処理した。
【００２８】最終的に得られた焼結体に対してアルキメ
デス法により比重を調べるとともにＸ線回折測定を行
い、Ｘ線回折のチャートデータに基づき、下記数１から
（００１）面の配向度ｆを求めた。
デス法により比重を調べるとともにＸ線回折測定を行
い、Ｘ線回折のチャートデータに基づき、下記数１から
（００１）面の配向度ｆを求めた。
【００２９】
【数１】
【００３０】さらに、上記焼結体について、抵抗法に基
づき、試料を液体窒素中で電流を徐々に高め、高圧端子
に１μＶ／ｃｍの電圧が生じた時の電流値を臨界電流密
度Ｊｃとして求め、同時に臨界温度Ｔｃも測定した。結
果は表１に示した。
づき、試料を液体窒素中で電流を徐々に高め、高圧端子
に１μＶ／ｃｍの電圧が生じた時の電流値を臨界電流密
度Ｊｃとして求め、同時に臨界温度Ｔｃも測定した。結
果は表１に示した。
【００３１】耐水性の試験として、６５℃の湿中（９５
％ＲＨ）に１時間放置した後の臨界温度Ｔｃ（ａｑ）を
測定した。
％ＲＨ）に１時間放置した後の臨界温度Ｔｃ（ａｑ）を
測定した。
【００３２】比較例１ 実施例１において、ホットフォージング処理時に酸化物
系セラミツクス焼結体を何ら用いない以外は、実施例１
と全く同様にして焼結体を作成し、同様に特性の評価を
行った。結果は表１に示した。
系セラミツクス焼結体を何ら用いない以外は、実施例１
と全く同様にして焼結体を作成し、同様に特性の評価を
行った。結果は表１に示した。
【００３３】比較例２ 実施例１において、ホットフォージング処理時に酸化物
系セラミツクス焼結体を片面のみ用いる以外は、実施例
１と全く同様にして焼結体を作成し、同様に特性の評価
を行った。結果は表１に示した。
系セラミツクス焼結体を片面のみ用いる以外は、実施例
１と全く同様にして焼結体を作成し、同様に特性の評価
を行った。結果は表１に示した。
【００３４】実施例２ 実施例１において、ホットフォージング処理を、酸化物
超電導焼結体と酸化物系セラミックス焼結体との間に銀
製の厚み０．１ｍｍのプレートを配置し、このプレート
を介して焼結体に対して１ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で８２
０℃の温度で行った。
超電導焼結体と酸化物系セラミックス焼結体との間に銀
製の厚み０．１ｍｍのプレートを配置し、このプレート
を介して焼結体に対して１ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で８２
０℃の温度で行った。
【００３５】得られた焼結体に対して、実施例１と同様
に特性の評価を行った。結果は表１に示した。
に特性の評価を行った。結果は表１に示した。
【００３６】
【表１】 表１から明らかなように、酸化物超電導焼結体を酸化物
系セラミックス焼結体により挟持させた実施例１は、酸
化物超電導焼結体のみの比較例１や、片面のみに酸化物
系セラミックス焼結体をつけた比較例２に比べ、強度が
向上するばかりでなく、比重、配向度、Ｊｃ値、Ｔｃ値
のいずれにおいても優れている。さらに、ホットフォー
ジング処理に際して延性金属を焼結体と酸化物系セラミ
ックス焼結体の間に介在させた実施例２は配向度、Ｊｃ
値、Ｔｃ値のいずれにおいても、実施例１よりもさらに
優れた酸化物超電導焼結体を得ることができた。しかも
本発明品ではいずれも高湿度雰囲気中でも超電導特性の
劣化が見られず、優れた耐久性があることがわかった。
系セラミックス焼結体により挟持させた実施例１は、酸
化物超電導焼結体のみの比較例１や、片面のみに酸化物
系セラミックス焼結体をつけた比較例２に比べ、強度が
向上するばかりでなく、比重、配向度、Ｊｃ値、Ｔｃ値
のいずれにおいても優れている。さらに、ホットフォー
ジング処理に際して延性金属を焼結体と酸化物系セラミ
ックス焼結体の間に介在させた実施例２は配向度、Ｊｃ
値、Ｔｃ値のいずれにおいても、実施例１よりもさらに
優れた酸化物超電導焼結体を得ることができた。しかも
本発明品ではいずれも高湿度雰囲気中でも超電導特性の
劣化が見られず、優れた耐久性があることがわかった。
【００３７】また、上記と同様にＹ2Ｏ3を３モル％含有
するＺｒＯ2質焼結体、およびＭｇＯ焼結体を用いて上
記実施例１と同様にして構造体を作成したところ、実施
例１と同様な傾向が見られた。
するＺｒＯ2質焼結体、およびＭｇＯ焼結体を用いて上
記実施例１と同様にして構造体を作成したところ、実施
例１と同様な傾向が見られた。
【００３８】
【発明の効果】以上、詳述した通り、本発明によれば、
酸化物超電導焼結体を酸化物系セラミツクス焼結体によ
り挟持することにより、超電導焼結体に対して特性的に
影響を及ぼすことなく、構造体としての高強度化を達成
することができ、また酸化物超電導焼結体の結晶粒子の
配向度を高めるとともに高密度化が達成できるために高
臨界温度を有し且つ臨界電流密度が極めて高い酸化物超
電導焼結体を含んだ構造体を得ることができる。また耐
水性にも優れることから、あらゆる環境下での使用が可
能であり、例えば磁気シールド部材等の構造体として適
用することができる。
酸化物超電導焼結体を酸化物系セラミツクス焼結体によ
り挟持することにより、超電導焼結体に対して特性的に
影響を及ぼすことなく、構造体としての高強度化を達成
することができ、また酸化物超電導焼結体の結晶粒子の
配向度を高めるとともに高密度化が達成できるために高
臨界温度を有し且つ臨界電流密度が極めて高い酸化物超
電導焼結体を含んだ構造体を得ることができる。また耐
水性にも優れることから、あらゆる環境下での使用が可
能であり、例えば磁気シールド部材等の構造体として適
用することができる。
【図１】本発明の酸化物超電導構造体を示す断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の酸化物超電導構造体の他の例を示す断
面図である。
面図である。
【図３】本発明の図１に示した酸化物超電導構造体を作
成する方法を説明するための図である。
成する方法を説明するための図である。
【図４】本発明の図２に示した酸化物超電導構造体を作
成する方法を説明するための図である。
成する方法を説明するための図である。
１ 酸化物超電導焼結体 ２、３ 酸化物系セラミックス焼結体 ６、７ 金属層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01G 1/00 H01B 12/00 - 12/16 H01B 13/00 ＣＡ（ＳＴＮ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】少なくともＣｕを含有する複合酸化物から
なり、Ｃ軸方向に配向してなる酸化物超電導焼結体を酸
化物系セラミックス焼結体により挟持したことを特徴と
する酸化物超電導構造体。 - 【請求項２】少なくともＣｕを含有する複合酸化物から
なるとともにＣ軸方向に配向してなる酸化物超電導焼結
体を延性を有する金属層を介して酸化物系セラミックス
焼結体により挟持してなる酸化物超電導構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25079691A JP3187089B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 酸化物超電導構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25079691A JP3187089B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 酸化物超電導構造体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0585724A JPH0585724A (ja) | 1993-04-06 |
| JP3187089B2 true JP3187089B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=17213178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25079691A Expired - Fee Related JP3187089B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 酸化物超電導構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3187089B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2961240B2 (ja) * | 1995-08-25 | 1999-10-12 | 工業技術院長 | 酸化物超電導体／高強度セラミックス積層化電流リード |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP25079691A patent/JP3187089B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0585724A (ja) | 1993-04-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |