ビスマス系超伝導材料の線材化試験

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02555160
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 阿部 良弘 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (90024223)
• 研究分担者: 久保 幸雄 中部電力(株), 総合技術研究所 ; 細野 秀雄 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (30157028)
• キーワード: ビスマス系超伝導体 / 超伝導線材 / 超伝導ウイスカ- / 金属管封入 / 融液中Cu^+ / Cu^<++>比

研究概要

(1)昨年度購入した温度勾配炉を用いて、Bi_2Sr_2Ca,Cu_2Ox超伝導ウィスカ-の生成条件を検討した。上記のいわゆる2212超伝導ウィスカ-を生成する条件として、母組成BiSrCaCu_2Ox融液急冷物に対するAl^<3+>の添加の効果が顕著であり、最適組成BiSrCaCu_2Ox-Al_<0.5>であることがわかった。また、融液急冷物は、結晶化状態よりガラス質の方がウィスカ-生成し易く、Alの添加は、ガラス形成に有利であることがわかった。熱処理温度は850〜860℃が最適であった。生成ウィスカ-の直流磁化率の測定、Tcが約77Kであり、熱処理条件によって85K程度まで向上する。ウィスカ-の組成、より長く成長させるための条件(通常1cm長程度まで。)の検討等行った。
(2)融液の温度と、融液中Cu^<++>/ΣCuの比、およびTcとの関係:
融液にする温度が高いほど、融液中の銅2価(Cu^<++>)と金銅との比Cu^<++>/ΣCu比が小さくなり、最終結晶化体のTcが結果としてはむしろ高くなるという興味ある事実を見出した。
(3)上記の(2)のように、融液一急冷法においては、その急冷物中のCu^+(1価)が多い(金銅の約1/2)。これを銀等のチュ-ブに吸引・流し込むことにより、線材化できるが、超化導体とするための熱処理時に、Cu^+を酸化させる必要がある。しかし、銀導のチュ-ブが空気中の酸素の試料への拡散の妨害となった。そこで、融液中に、酸化剤となる添加物をあらかじめ混入させることにより、金属管等封入のままでの熱処理によって超伝導線材を得る道を開いた。本研究は、金属(銀、白金等)やガラス管コ-トした超伝導線材への可能性をはじめて示した点で、意義は大きいと思われる。

研究成果

• [文献書誌] K.Hirata & Y.Abe: "Superconducting Glass-Ceramics in BiSrCACu_2Al_<0.5>Ox… Comparison Between Rod and Powder-Compacted Specimens" Journal of Materials Research. 6. 1156-1159 (1991)
• [文献書誌] K.Hirata;H.Hosono;Y.Abe: "Characteristic Superconducting Ceramics Prepared via Melfing of Bi-Sr-Ca-Cu-O Containing Al_2 O_3" Proceedings of Internatinal Conference on Science and Technolopy of New Glasses. 299-304 (1991)
• [文献書誌] K.Hirata;K.Kubo,& Y.Abe: "Effect of Oxypen Absorption on Superconducting Properfies of BiSrCaCu_2Al_<0.5>Ox Glass-Ceramics" Journal of Materials Research. 7. 1-5 (1992)
• [文献書誌] W-H.Lee;H.Hosono;K.Nakamura & Y.Abe: "Effect of Coolimg Rate of Bi_2Sr_2Ca_1Cu_2Ox Melt on the Superconducting Properties of the Resultant Poly-Crystalline Ceramics" Physica C. 185-189. 2389-2390 (1992)
• [文献書誌] Y.Abe;K.Hirata;H.Hosono;Y.Kubo: "Effect of Al_2O_3-Addives on the Fovmation of Superconducting Whiskers (2212 phase) in Melt-Quemehed BiSrCaCu_2Ox" Journal of Materials Research. (1992)
• [文献書誌] Y.Abe;H.Hosono;W-H.Lee;T.Kasuga: "Superconducting Ceramics of Bi_2Sr_2Ca_1Cu_2Ox Prepared by Heating in a Vaccum-Sealed Vessel" Applied Physics Letters. (1992)
• [文献書誌] Y.Abe;H.Hosono;W-H.Lee;K.Nakamura: "New Method for Fablication of Superconducting Pipe in Bi-Sr-Ca-Cu-O System" Journal of Materials Research. (1992)
• [文献書誌] W.H.Lee;H.Hosono & Y.Abe: "Concentration of Residual Carbonate ions in the System Bi-Sr-Ca-Cu-O Glasses" Journal of American Cercmic Society. (1992)