[发明专利]复合氧化物陶瓷型超导电线的制造方法

说明书

本发明是关于用烧结陶瓷做成具有超导特性的长形体的制造方法。

本发明，特别是关于可用来制作超导线圈的复合氧化物型烧结陶瓷制的超导电线的制造方法。

更具体地说，本发明是关于具有高临界电流密度与临界温度的复合氧化物型烧结陶瓷制的超导电线的制造方法。

在出现超导现象的情况下，物质显示出完全的抗磁性，尽管在物质的内部中正流动着有限的恒定电流，却不再体现出电位差，也即，电阻变成了零。于是，将超导体用作为完全不消耗电功率的传输媒介、元件或者装置等等各种应用的建议被提出。

就超导材料的应用领域而言，可以列举许多方面，例如：磁流体发电、输电、电力贮存等的电力领域；磁悬浮列车、电磁推进船舶等的动力领域；以及核磁共振、π介子治疗装置、高能物理实验装置等测试方面所用的磁场、微波、射线等检测用高灵敏度传感器等等。至于电子领域，则正期待着以约瑟夫森超导元件为代表的低耗电超高速工作元件在技术上得以解决。

但，现有状况下的超导现象，仅只能在超低温条件下才能实现。例如，以往较为熟知的金属型超导材料中，具有A-15结构的一类物质显现出有较高的T_c(超导临界温度)，但就其中具有最高T_c的物质——Nb₃Ge来说，其T_c为23.3°K。因此，为了达到使之冷却至该T_c以下的温度，非用液态氦(沸点为4.2°K)不可。可是由于液氦全部靠输入，因而经济上存在大问题。并据预测，至21世纪，世界范围的氦资源将枯竭。此外，还存在需要深冷却装置的缺点。根据以上技术背景，正期待着具有高T_c的超导材料不断出现。但近十来年期间，尽管作了多方面的努力，而超越上述T_c的超导材料仍难以发现。

迄今为止，复合氧化物型的陶瓷材料可显示出超导特性的论述本身已经公知，例如，美国专利US3932315中，记载了Ba-Pb-Bi系复合氧化物显示出超导特性的论述；此后，日本特许公开公报60-173885中，记载着Ba-Bi系复合氧化物显示出超导特性的论述。但就目前所知的上述类型的复合氧化物，由于其T_c为10°K以下，因而如果不用液态氦(沸点4.2°K)则不能发生超导现象。

可是，在1986年由裴特诺斯和缪勒等人所发现的超导氧化物具有远远超过以往金属型超导材料的高T_c，由此极大地开创了实现高温超导的可能性(载自Z.Phys.B64，1986.9月，189～193页)。由裴特诺斯和缪拉等人所发现的氧化物超导体：(La、Ba)₂CuO₄或(La、Sr)₂CuO₄，被称之为K₂NiF₄型氧化物，该物质与以往所了解的钙钛矿型超导氧化物具有相似的结晶构造，但该物质的T_c据称比以往所有的超导材料飞跃地高的30～50°K。

上述包含有II_a族元素和III_a族元素氧化物的烧结体，除了将(La、Ba)₂CuO₄或(La、Sr)₂CuO₄等的K₂NiF₄型氧化物的结晶构造应称为钙钛矿型氧化物和类似的类钙钛矿型的而外，还可列举出Ba₂YCu₃O型的正交晶系(或斜方晶系)氧化物。可观察到：在这些物质中，具有与过去相比飞跃地高的、达30°～50°K的高T_c；而在Ba-Y系的材料中，据报导已有了75°K以上的T_c。由此，为产生超导所需的冷却媒介质可变得只需采用液态氢(沸点20.4°K)以及液态氖(沸点27.3°K)。尤其是由于可采用氢的缘故，无疑地缓解了原料来源的危险性，从而无须再担忧资源枯竭的问题了。

但由于上述的新超导氧化物近来才被发现，而且也仅仅只是粉末烧结体的制造。原因是，上述那样的陶瓷系的超导材料，不具备优越的塑性加工性能，即它们不同于以往公知的金属系超导材料，如，Nb-Ti系的金属系超导材料那样好的塑性加工性能。因而原来那些适用于金属系超导材料线材加工的技术，如可把金属超导材料直接地或在包覆了铜等被覆材料的情况下，进行对线材的拉丝加工等的塑性加工，显然就不适用了。