專(zhuān)利名稱(chēng)：超導(dǎo)陶瓷線狀體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超導(dǎo)陶瓷線狀體的制造方法。
眾所周知，超導(dǎo)材料有金屬類(lèi)、陶瓷類(lèi)及有機(jī)類(lèi)，其中陶瓷類(lèi)近年來(lái)正在顯露頭角。而且，就上述超導(dǎo)陶瓷而言，已知具有層狀鈣鈦礦型(K2NiF4型)結(jié)構(gòu)的氧化物超導(dǎo)陶瓷。此外，上述氧化物超導(dǎo)陶瓷是通過(guò)將作為原料的氧化物粉末混合、壓縮成形、燒結(jié)的工藝制作而成，其臨界溫度在30K以上。
然而，采用上述工藝得到的陶瓷超導(dǎo)體雖然可以形成塊狀、薄板狀等，但由于脆，故存在難以制造出機(jī)械強(qiáng)度和彎曲性均優(yōu)的超導(dǎo)陶瓷線狀體這樣的問(wèn)題。
正是鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的就是提供一種超導(dǎo)陶瓷線狀體的制造方法，使即使是具有脆性的超導(dǎo)陶瓷，也可以得到在機(jī)械強(qiáng)度和彎曲性等方面均優(yōu)異的線狀體。
為了達(dá)到上述目的，第一種發(fā)明提供的超導(dǎo)陶瓷線狀體制造方法的特征是，將超導(dǎo)陶瓷原料混合后，成形、預(yù)燒結(jié)及將預(yù)燒結(jié)陶瓷體粉碎的一連串工序至少進(jìn)行一次，由此得到陶瓷粉，隨后將該陶瓷粉填充到玻璃管中，然后把上述陶瓷粉加熱至熔融狀態(tài)，同時(shí)加熱上述玻璃管，進(jìn)行紡絲。
如果采用由上述工藝構(gòu)成的超導(dǎo)陶瓷線狀體制造方法，由于將超導(dǎo)陶瓷原料混合后，成形、預(yù)燒結(jié)及將預(yù)燒結(jié)陶瓷體粉碎的一連串工序至少要進(jìn)行一次，所以，即使使用具有高熔點(diǎn)的物質(zhì)作為超導(dǎo)陶瓷原料，也能借助于上述一連串工序，通過(guò)固相狀態(tài)下的固相反應(yīng)，得到低熔點(diǎn)復(fù)合氧化物等的復(fù)合陶瓷(以下簡(jiǎn)稱(chēng)復(fù)合氧化物)。這就是說(shuō)，由于超導(dǎo)陶瓷原料一般具有高熔點(diǎn)，所以必須在高溫下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間燒結(jié)。而且，即使是在上述條件下燒結(jié)，也不能保障陶瓷的表層部分與內(nèi)部達(dá)到均質(zhì)狀態(tài)。然而，在此第一種發(fā)明中，由于上述一連串工序至少要進(jìn)行一次，因而可以得到直至內(nèi)部都呈均質(zhì)狀態(tài)的低熔點(diǎn)陶瓷。
此外，把由上述的復(fù)合氧化物組成的陶瓷粉填充在玻璃管內(nèi)之后，若加熱，低熔點(diǎn)的陶瓷粉就成為熔融狀態(tài)，與此同時(shí)，通過(guò)加熱玻璃管，熔融時(shí)粘度小的陶瓷粉熔融物就成為被在熔融狀態(tài)下粘度和延展性均較大的玻璃所包覆的狀態(tài)，因而可以容易地進(jìn)行紡絲。而且，所得到的超導(dǎo)陶瓷線狀體，由于超導(dǎo)陶瓷受到玻璃保護(hù)，因而機(jī)械強(qiáng)度、彎曲性等都增大。
以下詳細(xì)說(shuō)明第一種發(fā)明。
第一種發(fā)明由如下工序構(gòu)成將超導(dǎo)陶瓷原料混合后，成形、預(yù)燒結(jié)和將預(yù)燒結(jié)陶瓷體粉碎的一連串工序，以及把由上述一連串工序得到的陶瓷粉填充在玻璃管內(nèi)加熱紡絲的工序。
就上述超導(dǎo)陶瓷原料而言，凡是含有能構(gòu)成超導(dǎo)物質(zhì)的元素的，均可使用，但最理想的是，把從周期表Ⅰa族元素、Ⅱa族元素、Ⅲa族元素和Ⅴb族元素中選擇的至少一種元素，從周期表Ⅰb族元素、Ⅱb族元素和Ⅲb族元素中選擇的至少一種元素，以及從氧、氟、硫、碳和氮中選擇的至少一種元素，作為構(gòu)成元素。
更詳細(xì)地說(shuō)，在周期表Ⅰ族元素當(dāng)中，作為Ⅰa族元素，可以舉出Li、Na、K、Rb、Cs等;作為Ⅰb族元素，可以舉出Cu、Ag和Au。而在周期表Ⅱ族元素當(dāng)中，作為Ⅱa族元素，可以舉出Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra;作為Ⅱb族元素，可以舉出Zn、Cd等。在周期表Ⅲ族元素當(dāng)中，作為Ⅲa族元素，可以舉出Al、Ga、In、Tl等。而作為Ⅲb族元素，可以舉出Sc、Y和鑭系元素中的La、Ce、Gd、Lu等、錒系元素中的Ac、Th、Pa和Cf等。
上述元素中，最理想的是，從周期表Ⅰb族元素中選擇至少一種元素、從Ⅱa族元素中選擇至少一種元素、從Ⅲb族元素中選擇至少一種元素，連同氧一起，作為構(gòu)成元素。
進(jìn)而，周期表Ⅰb族元素中最理想的是Cu、Ag，尤其是Cu，Ⅱa族元素中最理想的是Sr、Ba、Ca，Ⅲb族元素中最理想的是Sc、Y、La。
此外，含有上述元素的原料，可以在粉末狀態(tài)下使用1種或2種以上，而就該粉末而言，可以使用含有上述構(gòu)成元素的氧化物、碳酸鹽、氟化物、硫化物、碳化物和氮化物等化合物。上述化合物中，最理想的是含有氧的氧化物或碳酸鹽、尤其是氧化物。而且，為了得到具有高臨界溫度的超導(dǎo)陶瓷，較為理想的是上述原料中至少含有氧化銅CuO。
為了用上述原料得到低熔點(diǎn)的復(fù)合氧化物，把上述原料按所確定的比例混合，隨后進(jìn)行成形、預(yù)燒結(jié)、把預(yù)燒結(jié)陶瓷粉碎的一連串工序。此外，上述預(yù)燒結(jié)工序也可以在各種氣體氣氛下進(jìn)行，但為了防止原料分解或還原，以得到均質(zhì)的復(fù)合氧化物，在氧存在下，例如在氧氣分壓為150～760mmHg的含氧氣體氣氛下進(jìn)行較為理想，加熱溫度和加熱時(shí)間等預(yù)燒結(jié)條件可根據(jù)所用的原料等做適當(dāng)選擇。
通過(guò)上述一連串工序，可以得到具有均一組成的低熔點(diǎn)復(fù)合氧化物。例如，使用Y2O3、BaCO3和CuO作為原料，制造組成為Y0.3BaCu0.7O3的陶瓷時(shí)，上述原料是1200～2700℃的高熔點(diǎn)材料，由于難以熔融，必須在高溫下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間燒結(jié)。而且，由于所使用的各種原料的熔點(diǎn)范圍差異大，所以不僅必須把燒結(jié)條件設(shè)定在適合于高熔點(diǎn)原料的條件下，而且即使在上述條件下燒結(jié)，也難以得到組成均一的陶瓷。但是，借助于經(jīng)過(guò)上述一連串工序，通過(guò)在上述預(yù)燒結(jié)過(guò)程中的固相反應(yīng)，就可以生成低熔點(diǎn)的復(fù)合氧化物。這就是說(shuō)，借助于經(jīng)過(guò)將原料混合后壓縮成形、預(yù)燒結(jié)及粉碎工序，可以得到所希望的復(fù)合氧化物，由此所得到的復(fù)合氧化物，熔點(diǎn)為900～1400℃，與上述原料相比，熔融溫度范圍變窄，熔點(diǎn)降低。因此，借助于經(jīng)過(guò)上述一連串工序，可以得到均質(zhì)且呈現(xiàn)低熔點(diǎn)的陶瓷粉。
上述一連串工序，可根據(jù)所使用的原料及所希望的復(fù)合氧化物等情況，至少進(jìn)行一次。此外，由于可借助于X射線衍射等分析手段確定是否生成了所希望的復(fù)合氧化物，因而，通過(guò)根據(jù)使用的原料和燒結(jié)條件等用上述分析手段確認(rèn)是否生成了預(yù)期的復(fù)合氧化物，可以確定上述一連串工序需重復(fù)的次數(shù)。而且，上述粉碎過(guò)程可用球磨機(jī)等進(jìn)行。
此外，用上述方法得到的陶瓷粉，以具有高臨界溫度、用如通式(1)所示組成的較為理想。
AaBbCc(1)(式中，A表示從周期表Ⅰa族元素、Ⅱa族元素、Ⅲa族元素和Ⅴb族元素中中選擇的至少1種以上的元素;B表示從周期表Ⅰb族元素、Ⅱb族元素和Ⅲb族元素中選擇的至少1種元素;C表示從氧、氟、氮、碳和硫中選擇的至少1種元素)。
尤其是，陶瓷粉以從Y0.3BaCu0.7O3、〔LaBa〕2CuO4、〔LaSr〕2CuO4和〔LaCa〕2CuO4中選擇的較為理想。
然后，把上述陶瓷粉填充在玻璃管內(nèi)，把上述陶瓷粉加熱成熔融狀態(tài)，同時(shí)加熱玻璃管、進(jìn)行紡絲。更詳細(xì)地說(shuō)，首先，如

圖1所示，在一端封閉的玻璃管(2)中填充上述陶瓷粉(1)。其次，如圖2所示，把填充陶瓷粉(1)的玻璃管(2)，放置在裝有用以熔融陶瓷粉的加熱器(3)的加熱熔融裝置(4)中，隨后借助用以熔融陶瓷粉的加熱器(3)加熱陶瓷粉(1)和玻璃管(2)，使陶瓷粉(1)熔融紡絲。此時(shí)，為防止在加熱熔融和紡絲時(shí)上述陶瓷粉(1)與玻璃(2)發(fā)生反應(yīng)而污染陶瓷粉(1)，一邊由管(10)向上述加熱熔融裝置(4)中供氧，一邊用加熱器(5)加熱上述玻璃管(2)。此外，如前所述，由于上述陶瓷粉(1)顯示低熔點(diǎn)，所以，可以在比上述玻璃管(2)低的溫度下使之熔融。然后，在該玻璃管(2)中施加拉力，通過(guò)從上述加熱熔融裝置(4)的開(kāi)口處紡絲，如圖3所示的、即得到超導(dǎo)陶瓷(6)被玻璃(7)所包覆的超導(dǎo)陶瓷線狀體(8)。此時(shí)，由于熔融時(shí)粘度小的超導(dǎo)陶瓷(6)可在被熔融粘度及延伸性均較大的玻璃(7)所包覆的狀態(tài)下紡絲，因而可以容易地制造均勻的超導(dǎo)陶瓷線狀體(8)。
就上述玻璃管(2)而言，為了能在顯示大粘度的玻璃(7)包覆超導(dǎo)陶瓷(6)的狀態(tài)下紡絲，可以使用軟化點(diǎn)、光學(xué)特性、電特性等性質(zhì)不同的各種玻璃，例如，鈉鈣玻璃、硼硅(酸鹽)玻璃、鋁硅酸玻璃等;但為了容易進(jìn)行加熱、紡絲，并防止超導(dǎo)陶瓷(6)與玻璃(7)互相混入而污染超導(dǎo)陶瓷(6)，就玻璃管(2)而言，使用具有比陶瓷粉(1)的熔點(diǎn)高的熔融溫度的玻璃，例如石英玻璃等較為理想。
此外，把陶瓷粉(1)填充在玻璃管(2)的填充工序和加熱熔融·紡絲工序，也可以在各種氣體氣氛下進(jìn)行，但為了抑制陶瓷粉(1)與玻璃管(2)的反應(yīng)，在大氣中等、氧氣存在下進(jìn)行較為理想。而且，在加熱熔融·紡絲時(shí)，只要供給僅足以抑制陶瓷粉(1)和玻璃管(2)反應(yīng)的氧氣量就可以，最好是一邊供給提高氧氣分壓高于大氣壓的混合氣體，例如，氧氣分壓為200～760mmHg的混合氣體，一邊加熱熔融和紡絲。再者，上述超導(dǎo)陶瓷(6)與玻璃(7)的比例，可根據(jù)所希望的超導(dǎo)陶瓷(8)的強(qiáng)度等做適當(dāng)選擇。
再者，作為上述用以熔融陶瓷粉的加熱器(3)和加熱器(5)，可使用諸如感應(yīng)加熱方式、通電加熱方式等各種方式。而且，超導(dǎo)陶瓷線狀體(8)的直徑等，可以通過(guò)調(diào)整前述的拉力，拉伸速度等加以控制，通過(guò)改變前述加熱熔融裝置(4)的開(kāi)口處形狀，可以得到斷面為四邊形等適當(dāng)形狀的超導(dǎo)陶瓷線狀體。
用上述方法得到的超導(dǎo)陶瓷線狀體(8)，由于超導(dǎo)陶瓷(6)均被玻璃(7)所包覆，所以機(jī)械強(qiáng)度大，彎曲性能等優(yōu)異。因此，即使用原先具有高臨界溫度、而加工性能差、利用領(lǐng)域受限制的超導(dǎo)陶瓷也可以制成線狀體。
用第一種發(fā)明的超導(dǎo)陶瓷線狀體制造方法制得的超導(dǎo)線狀體，由于具有高臨界溫度，且機(jī)械強(qiáng)度和彎曲性能等優(yōu)異，所以，在制造用于電子學(xué)領(lǐng)域及電力應(yīng)用領(lǐng)域等各種領(lǐng)域的磁通敏感元件和超導(dǎo)電線等方面是有用的。
為了達(dá)到前述目的，第二種發(fā)明的超導(dǎo)陶瓷線狀體制造方法的特征是，將超導(dǎo)陶瓷原料混合后，成形、預(yù)燒結(jié)及將預(yù)燒結(jié)陶瓷體粉碎的一連串工序至少進(jìn)行一次，由此得到陶瓷粉，隨后將該陶瓷粉填充到玻璃管內(nèi)、進(jìn)行局部加熱紡絲。
若采用第二種發(fā)明的超導(dǎo)陶瓷線狀體制造方法，則由于將超導(dǎo)陶瓷原料混合后成形、預(yù)燒結(jié)、及將預(yù)燒結(jié)陶瓷體粉碎的一連串工序至少進(jìn)行一次，因而與第一種發(fā)明一樣作為超導(dǎo)陶瓷原料，即使使用具有高熔點(diǎn)的物質(zhì)，也可以經(jīng)由上述一連串工序，通過(guò)固相狀態(tài)下的固相反應(yīng)，得到低熔點(diǎn)的復(fù)合氧化物等的復(fù)合陶瓷(以下簡(jiǎn)稱(chēng)復(fù)合氧化物)。這就是說(shuō)，超導(dǎo)陶瓷原料，由于一般具有高熔點(diǎn)，因而必須在高溫下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間燒結(jié)。而且，即使在上述條件下燒結(jié)，也還不能保障陶瓷表層部分和內(nèi)部呈均質(zhì)狀態(tài)。但是，本發(fā)明由于將上述一連串工序至少進(jìn)行一次，因而可以得到直至內(nèi)部都呈均質(zhì)的低熔點(diǎn)陶瓷。
而且，把由上述復(fù)合氧化物組成的陶瓷粉填充在玻璃管內(nèi)，進(jìn)行局部加熱紡絲，那么，由于熔融時(shí)粘度小且呈低熔點(diǎn)的陶瓷粉成為被熔融狀態(tài)下粘度和延伸性均較大的玻璃包覆的狀態(tài)，因而不僅能容易地進(jìn)行加熱、紡絲，而且可進(jìn)行局部加熱紡絲，可以一部分玻璃收縮，吸收作為復(fù)合氧化物的陶瓷粉的熔融和冷卻過(guò)程中伴隨的體積變化，從而玻璃能以粘著狀態(tài)包覆超導(dǎo)陶瓷。此外，所得到的超導(dǎo)陶瓷線狀體由于超導(dǎo)陶瓷受到玻璃保護(hù)，因而其機(jī)械強(qiáng)度、彎曲性能等增大。
在第二種發(fā)明中，同第一種發(fā)明一樣，也是將陶瓷粉填充在玻璃管內(nèi)，與玻璃一起進(jìn)行局部加熱紡絲。更詳細(xì)地說(shuō)，首先，如圖1所示，把前述陶瓷粉(1)填充在玻璃管(2)中。接著，如圖2所示，把填充了陶瓷粉(1)的玻璃管(2)，用加熱·紡絲裝置(4)的局部加熱器(3)進(jìn)行局部加熱，同時(shí)，為了防止在局部加熱熔融和紡絲時(shí)上述陶瓷粉(1)和玻璃管(2)發(fā)生反應(yīng)使陶瓷粉(1)受到污染，則要一邊向上述加熱，紡絲裝置(4)供給氧氣，一邊借助于向玻璃管(2)施加拉力，從上述加熱·紡絲裝置(4)開(kāi)口處紡絲。
此外，作為上述局部加熱器(3)，可使用諸如感應(yīng)加熱方式，通電加熱方式等各種加熱器，但為了進(jìn)行有效的局部加熱，也可以用激光照射。再者，局部加熱也可以通過(guò)移動(dòng)前述局部加熱器(3)或者填充陶瓷粉(1)的玻璃管(2)來(lái)進(jìn)行。而且，超導(dǎo)陶瓷線狀體(7)的直徑等，可以通過(guò)調(diào)整前述的拉力、拉伸速度等來(lái)控制，通過(guò)改變前述加熱·紡絲裝置(4)的開(kāi)口處形狀，可以得到斷面為四邊形等適當(dāng)形狀的超導(dǎo)陶瓷線狀體。而在紡絲后，為了有效地進(jìn)行玻璃的收縮，也可以借助于冷氣等冷卻手段來(lái)冷卻玻璃。
用上述方法得到的超導(dǎo)陶瓷線狀體(7)，由于超導(dǎo)陶瓷(5)被玻璃(6)以粘著狀態(tài)包覆，因而機(jī)械強(qiáng)度大，彎曲性能等優(yōu)異。因此，即使用原先具有高臨界溫度、因加工性能差而限制了應(yīng)用領(lǐng)域的超導(dǎo)陶瓷，也可以制成線狀體。
第三種發(fā)明的超導(dǎo)陶瓷線狀體制造方法，其特征是，將超導(dǎo)陶瓷原料混合后成形、預(yù)燒結(jié)、并將預(yù)燒結(jié)陶瓷體粉碎的一連串工序至少進(jìn)行一次，由此得到陶瓷粉，隨后將該陶瓷粉填充在玻璃管內(nèi)，加熱、紡絲，將紡成絲的細(xì)狀體捆扎成束后，進(jìn)一步加熱、再紡絲。
若采用由上述工序構(gòu)成的超導(dǎo)陶瓷線狀體制造方法，與第一種發(fā)明中一樣，由于將超導(dǎo)陶瓷原料混合后成形、預(yù)燒結(jié)、并將預(yù)燒結(jié)陶瓷體粉碎的一連串工序要至少進(jìn)行一次，因而，即使使用具有高熔點(diǎn)的物質(zhì)作為超導(dǎo)陶瓷原料，也可以借助于上述一連串工序，通過(guò)固相狀態(tài)下的固相反應(yīng)，得到低熔點(diǎn)復(fù)合氧化物等的復(fù)合陶瓷(以下簡(jiǎn)稱(chēng)復(fù)合氧化物)。這就是說(shuō)，超導(dǎo)陶瓷原料，由于一般具有高熔點(diǎn)，因而必須在高溫下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間燒結(jié)。而且，即使在上述條件下燒結(jié)，也不能保障陶瓷表層部分與內(nèi)部呈均質(zhì)狀態(tài)。但是，本發(fā)明由于要將上述一連串工序至少進(jìn)行一次，因而能得到直至內(nèi)部都呈均質(zhì)狀態(tài)的低熔點(diǎn)陶瓷。
再者，如果把由如上所述的復(fù)合氧化物組成的陶瓷粉填充在玻璃管內(nèi)加熱、紡絲、那么，熔融時(shí)粘度小且呈低熔點(diǎn)的陶瓷粉，由于成為被在熔融狀態(tài)下粘度和延伸性均較大的玻璃包覆的狀態(tài)，因而可容易地進(jìn)行加熱、紡絲，從而得到超導(dǎo)陶瓷被玻璃包覆的超導(dǎo)細(xì)狀體。
然后，將紡成絲的細(xì)狀體捆扎成束后，進(jìn)一步加熱、紡絲，因而使各玻璃層熔化形成一整體，從而可以得到許多細(xì)直徑的超導(dǎo)陶瓷均被玻璃包覆的超導(dǎo)陶瓷線狀體。
此外，所得到的超導(dǎo)陶瓷線狀體，由于細(xì)直徑的超導(dǎo)陶瓷均受到玻璃保護(hù)，因而機(jī)械強(qiáng)度、彎曲性能等增大。
以下詳細(xì)說(shuō)明第三種發(fā)明。
第三種發(fā)明由以下工藝過(guò)程構(gòu)成即將超導(dǎo)陶瓷原料混合后成形、預(yù)燒結(jié)并將預(yù)燒結(jié)陶瓷體粉碎的一連串工序，將由上述一連串工序得到的陶瓷粉填充在玻璃管內(nèi)加熱、紡絲的工序，以及將紡成絲的細(xì)狀體捆扎成束后進(jìn)一步加熱、紡絲的工序。
作為上述超導(dǎo)陶瓷原料，與第一種發(fā)明相同，凡含有可構(gòu)成超導(dǎo)物質(zhì)的元素均可使用，但以從周期表Ⅰa族元素、Ⅱa族元素和Ⅲa族元素中選擇的至少一種元素，從周期表Ⅰb族元素、Ⅱb族元素和Ⅲb族元素中選擇的至少一種元素，以及從氧、氟、硫、碳和氮中選擇的至少一種元素，作為構(gòu)成元素較為理想。
更詳細(xì)地說(shuō)，在周期表Ⅰ族元素中，作為Ⅰa族元素，可以列舉Li、Na、K、Rb、Cs等;作為Ⅰb族元素，可以列舉Cu、Ag和Au。而在周期表Ⅱ族元素中，作為Ⅱa族元素，可以列舉Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra;作為Ⅱb族元素，可以列舉Zn、Cd等。在周期表Ⅲ族元素中，作為Ⅲa族元素，可以舉出AL、Ga、In、Te等，而作為Ⅲb族元素，可以列舉Sc、Y及鑭系元素的La、Ce、Gd、Lu等，錒系元素的Ac、Th、Pa和Cf等。
在上述元素中，從周期表Ⅰb族中選擇的至少一種元素、從Ⅱa族元素中選擇的至少一種元素、從Ⅲb族元素中選擇的至少一種元素、以及氧作為構(gòu)成元素較為理想。
還有，在周期表Ⅰb族元素中，Cu、Ag，尤其是Cu較為理想;在Ⅱa族元素中，Sr、Ba、Ca較為理想;而在Ⅲb族元素中，Sc、Y、La較為理想。
此外，含有上述元素的原料，在粉末狀態(tài)下可使用1種或2種以上，而作為該種粉末，可以用含有上述構(gòu)成元素的氧化物、碳酸鹽、氟化物、硫化物、碳化物和氮化物等化合物。在上述化合物中，含有氧的氧化物或碳酸鹽、尤其是氧化物較為理想。而且，為了得到顯示高臨界溫度的超導(dǎo)陶瓷，上述原料以至少含有氧化銅CuO的物質(zhì)較為理想。
為了用上述原料得到低熔點(diǎn)的復(fù)合氧化物，將上述原料按所確定的比例混合，并進(jìn)行成形、預(yù)燒結(jié)和把預(yù)燒結(jié)陶瓷體粉碎的一連串工序。此外，上述預(yù)燒結(jié)工序也可以在各種氣體氣氛下進(jìn)行，但為了防止原料分解或還原、以便得到均質(zhì)的復(fù)合氧化物，最好是在氧氣存在下，例如在氧分壓為150～760mmHg的含氧氣氛下進(jìn)行，加熱溫度和加熱時(shí)間等預(yù)燒結(jié)條件可根據(jù)所用原料等做適當(dāng)選擇。
通過(guò)上述一連串工序，可以得到具有均一組成的低熔點(diǎn)復(fù)合氧化物。例如，在用Y2O3、BaCO3和CuO作為原料，制造組成為Y0.3BaCu0.7O3的陶瓷的場(chǎng)合，由于上述原料是1200～2700℃的高熔點(diǎn)材料，難以熔融，需要在高溫下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間燒結(jié)。此外，由于所使用的各種原料的熔點(diǎn)范圍差異大，因此，不僅需要把燒結(jié)條件設(shè)定在適合于高熔點(diǎn)原料的條件下，而且即使在上述條件下燒結(jié)，也還難以得到組成均一的陶瓷。但是，借助于經(jīng)由上述一連串工序，依靠在上述預(yù)燒結(jié)工序中的固相反應(yīng)，可以使之生成低熔點(diǎn)的復(fù)合氧化物。即，借助于經(jīng)過(guò)把原料混合后壓縮成形、預(yù)燒結(jié)和粉碎工序，可以得到所希望的復(fù)合氧化物，用這種方法得到的復(fù)合氧化物，其熔點(diǎn)為900～1400℃，與上述原料相比，熔融溫度范圍變窄，熔點(diǎn)降低。因此，借助于經(jīng)由上述一連串工序，可以得到均質(zhì)且熔點(diǎn)低的陶瓷粉。
上述一連串的工序，可根據(jù)使用的原料和所希望的復(fù)合氧化物等，至少要進(jìn)行一次。此外，由于可利用X射線衍射法等分析手段確認(rèn)所希望的復(fù)合氧化物生成與否，因而，可根據(jù)使用的原料和燒結(jié)條件等，用上述分析手段確認(rèn)是否生成了預(yù)期的復(fù)合氧化物，就可以設(shè)定上述一連串工序需重復(fù)的次數(shù)。此外，上述粉碎過(guò)程可用球磨機(jī)等進(jìn)行。
再者，用上述方法得到的陶瓷粉，顯示高臨界溫度、具有可用前述通式(1)所表示的組成的較為理想。
另外，把上述陶瓷粉填充在玻璃管內(nèi)、同玻璃一起加熱、熔融、紡絲。更詳細(xì)地說(shuō)，首先，如圖5所示，把前述陶瓷粉(1)填充在一端封閉的玻璃管(2a)中。接著，如圖6所示，把填充陶瓷粉(1)的玻璃管(2a)放置在裝有用以使陶瓷粉熔融的加熱器(3)的加熱熔融裝置(4)中，同時(shí)，為防止在加熱熔融和紡絲時(shí)因上述陶瓷粉(1)和玻璃管(2a)發(fā)生反應(yīng)而污染陶瓷粉(1)，則要一邊向上述加熱熔融裝置(4)中供給氧氣，一邊用加熱器(5)加熱上述玻璃管(2a)。而且，如前所述，由于上述陶瓷粉(1)顯示低熔點(diǎn)，因而，可以在比上述玻璃管(2a)低的溫度下熔融。然后，通過(guò)對(duì)該玻璃管(2a)施加拉力進(jìn)行紡絲，如圖7所示、即得到超導(dǎo)陶瓷(6)被玻璃(7a)所包覆的超導(dǎo)陶瓷細(xì)狀體(8)。此時(shí)，由于可在熔融時(shí)粘度小的超導(dǎo)陶瓷(6)被熔融粘度和延展性大的玻璃(7a)包覆的狀態(tài)下紡絲，因而，可以容易地制造均勻的超導(dǎo)陶瓷細(xì)狀體(8)。
然后，把用上述方法得到的多根超導(dǎo)陶瓷細(xì)狀體(8)捆扎成束后，如圖8和圖9所示、將長(zhǎng)絲沿管軸方向裝填在玻璃管(2b)中，進(jìn)一步加熱、紡絲。這就是說(shuō)，把裝填超導(dǎo)陶瓷細(xì)狀體(8)的玻璃(2b)的圓錐形頂部，在加熱熔融裝置(9)的開(kāi)口11的位置上裝置在該加熱融裝置中，同上述一樣，一邊供給氧氣，一邊用預(yù)加熱器(10)加熱，同時(shí)用加熱器(11)繼續(xù)加熱，施加拉力，使玻璃(2b)和上述超導(dǎo)陶瓷細(xì)狀體(8)從上述加熱熔融裝置(9)的開(kāi)口處紡絲，如圖9所示，由此可以得到多數(shù)細(xì)直徑的超導(dǎo)陶瓷(6)分別被玻璃(7a)(7b)包覆的多芯線狀超導(dǎo)陶瓷線狀體(12)。
作為上述玻璃管(2a)(2b)，為了能在超導(dǎo)陶瓷(6)被顯示大粘度的玻璃(7a)(7b)包覆的狀態(tài)下紡絲，可以使用軟化點(diǎn)、光學(xué)特性、電特性等各異的玻璃，例如，鈉鈣玻璃、硼硅(酸鹽)玻璃、鋁硅酸玻璃等，但為了容易進(jìn)行加熱紡絲，同時(shí)防止超導(dǎo)陶瓷(6)和玻璃(7a)(7b)相互混入而污染超導(dǎo)陶瓷(6)，就玻璃管(2a)(2b)而言，最好是使用具有比陶瓷粉(1)的熔點(diǎn)高的熔融溫度的玻璃，例如石英玻璃等。此外，在上述再紡絲工序中，玻璃管(2b)不一定需要。
再者，把陶瓷粉(1)填充在玻璃管(2a)中的填充工序，以及把超導(dǎo)陶瓷細(xì)狀體(8)裝填在玻璃管(2b)中的裝填工序和加熱熔融紡絲工序，也可以在各種氣體氣氛下進(jìn)行，但為了抑制陶瓷粉(1)和玻璃管(2a)(2b)之間的反應(yīng)，最好在大氣中等、氧氣存在下進(jìn)行。而在加熱熔融紡絲時(shí)，僅以能抑制陶瓷粉(1)、超導(dǎo)陶瓷(6)和玻璃管(2a)(2b)之間的反應(yīng)的量供給氧氣即可，最好是一邊供給提高氧氣分壓比大氣壓高的混合氣體，例如，氧氣分壓為200～760mmHg的混合氣體，一邊加熱熔融和紡絲。此外，上述超導(dǎo)陶瓷(6)和玻璃(7a)(7b)的比例，可根據(jù)所希望的超導(dǎo)陶瓷線狀體(12)的強(qiáng)度等，加以適當(dāng)選擇。
再者，就上述用以熔融陶瓷粉的加熱器(3)、預(yù)加熱器(10)和加繞鰨 )(11)而言，可以使用諸如感應(yīng)加熱方式、通電加熱方式等各種加熱方式。而超導(dǎo)陶瓷細(xì)狀體(8)和超導(dǎo)陶瓷線狀體(12)的直徑等，可通過(guò)調(diào)整前述拉力，拉伸速度等加以控制，通過(guò)改變前述加熱熔融裝置(9)的開(kāi)口處形狀，可以得到斷面為四邊形等適當(dāng)形狀的超導(dǎo)陶瓷線狀體。
用上述方法得到的超導(dǎo)陶瓷線狀體(12)，由于多數(shù)超導(dǎo)陶瓷(6)分別被玻璃(7a)(7b)所包覆，所以機(jī)械強(qiáng)度大，彎曲性能等優(yōu)異。因此，即使使用原先具有高臨界溫度，因加工性能差而應(yīng)用領(lǐng)域受到限制的超導(dǎo)陶瓷，也可以實(shí)現(xiàn)線狀化。
利用本發(fā)明提供的超導(dǎo)陶瓷線狀體制造方法制得的超導(dǎo)陶瓷線狀體，由于具有高臨界溫度，同時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度和彎曲性能等優(yōu)異，因而，在制造用于電子學(xué)領(lǐng)域和電力應(yīng)用領(lǐng)域等各種領(lǐng)域中的磁通敏感元件和超導(dǎo)電線等方面是有用的。
此外，就使用原有超導(dǎo)材料的超導(dǎo)電纜制造方法而言，一直采用熱擠壓法和靜水壓擠壓法。上述方法是通過(guò)把NbTi等超導(dǎo)材料插入銅管中，然后加熱或施加靜水壓，使超導(dǎo)材料成為線材的方法(例如參閱《工業(yè)材料》第34卷第4期27頁(yè))。
在原來(lái)將超導(dǎo)材料制成線材的方法中，局限于所用超導(dǎo)材料為加工性能好的合金類(lèi)。與此相反，最近開(kāi)發(fā)活動(dòng)極其活躍的陶瓷類(lèi)超導(dǎo)材料，具有高熔點(diǎn)，高硬度、而且有脆性等，加工極其困難，要將這種陶瓷類(lèi)超導(dǎo)材料制成線材、作為電纜，采用原有方法是不可能的。而另一方面，加工性能特別差的陶瓷類(lèi)超導(dǎo)材料，與合金材料相比，具有臨界點(diǎn)高這樣的特征，因而，希望開(kāi)發(fā)能有效利用這一特征的線材加工新方法。
第四種發(fā)明解決了上述原有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供了把難加工的超導(dǎo)陶瓷材料直接制成線材的、制造超導(dǎo)電纜用的超導(dǎo)長(zhǎng)絲的方法，該方法的特征是由下述工序組成即把超導(dǎo)陶瓷顆粒填充在玻璃管中，將此玻璃管在1500℃～2500℃的溫度下紡絲，形成包覆有玻璃的超導(dǎo)長(zhǎng)絲，把多股該超導(dǎo)長(zhǎng)絲插入玻璃管中形成一整體，再把這種超導(dǎo)長(zhǎng)絲束在1500℃～2500℃的溫度下紡絲，用藥品僅除去由超導(dǎo)長(zhǎng)絲束紡成絲的超導(dǎo)長(zhǎng)絲的玻璃層。而且其特征是還含有如下工序，即在多股該超導(dǎo)長(zhǎng)絲捆扎成束的時(shí)候，根據(jù)需要，可同時(shí)把用玻璃管包覆的銅、鋁或鐵等的金屬絲捆扎起來(lái)，通過(guò)加熱處理，使玻璃部分熔融形成一個(gè)整體，把形成整體的超導(dǎo)長(zhǎng)絲和金屬絲的混合束加熱、熔融、紡絲后，用藥品只除去玻璃層，然后，通過(guò)在低于超導(dǎo)長(zhǎng)絲熔點(diǎn)且高于金屬絲熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行熱處理，以形成在金屬基體中存在超導(dǎo)長(zhǎng)絲的結(jié)構(gòu)。
第四種發(fā)明是把超導(dǎo)陶瓷材料以顆粒狀態(tài)填充在高熔點(diǎn)的玻璃管中，通過(guò)在1500℃以上的高溫下將其紡絲，同時(shí)進(jìn)行超導(dǎo)陶瓷材料的燒結(jié)與線材化的方法，容易進(jìn)行加工。進(jìn)一步把超導(dǎo)長(zhǎng)絲在包覆玻璃管的狀態(tài)下捆扎成束進(jìn)行紡絲，因加工性能好，可以容易得到直徑極小的長(zhǎng)絲。而且，在超導(dǎo)長(zhǎng)絲捆扎成束的時(shí)候，根據(jù)需要，可把用玻璃管包覆的金屬絲同超導(dǎo)長(zhǎng)絲捆扎在一起，將這種超導(dǎo)長(zhǎng)絲和金屬絲的混合束加熱紡絲后，用藥品把玻璃管除去，通過(guò)在低于超導(dǎo)長(zhǎng)絲的熔點(diǎn)且高于金屬絲的熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行熱處理，金屬絲熔融而與超導(dǎo)長(zhǎng)絲形成一個(gè)整體，即可得到在金屬基體中存在超導(dǎo)長(zhǎng)絲的結(jié)構(gòu)。這種金屬基體具有在超導(dǎo)長(zhǎng)絲的超導(dǎo)性能萬(wàn)一喪失時(shí)防止燒損的效果，作為穩(wěn)定化材料是有效的。
此外，在用玻璃管包覆狀態(tài)下的超導(dǎo)陶瓷長(zhǎng)絲和金屬絲多股混合捆扎成束之后，通過(guò)在高溫下使玻璃部分熔融形成一個(gè)整體，這種狀態(tài)下的金屬基體結(jié)構(gòu)，由于制成電纜后仍然保持相似的形狀，因而很容易按設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電纜結(jié)構(gòu)。
作為除去玻璃層的藥品，可以使用氫氟酸水溶液或氫氧化鈉水溶液。
實(shí)施例1按所確定的量秤量作為超導(dǎo)陶瓷原料的Y2O3粉末、BaCO3粉末和CuO粉末，加以混合。接著，將上述混合粉末在常溫、空氣氣氛中和100個(gè)大氣壓的條件下壓縮成形，在氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w氣氛(氧氣分壓為200mmHg)中于940℃預(yù)燒結(jié)24小時(shí)。再將所得到的預(yù)燒結(jié)陶瓷體用球磨機(jī)粉碎。然后，重復(fù)上述一連串工序，直到用X射線衍射法確認(rèn)構(gòu)成陶瓷粉的復(fù)合氧化物為Y0.3BaCu0.7O3。
把用上述方法得到的復(fù)合氧化物的陶瓷粉封入石英玻璃管中，用如圖2所示的裝置，一邊供給氧氣分壓為200～760mmHg的含氧氣體，一邊在1300℃使上述陶瓷粉熔融，同時(shí)，在1700～2200℃加熱石英玻璃管、紡絲，由此得到在外徑200μm、內(nèi)徑120μm的石英玻璃管內(nèi)裝填有超導(dǎo)陶瓷的超導(dǎo)陶瓷線狀體。
比較例而且，作為比較例，把上述陶瓷粉制成薄板狀，在與上述相同的預(yù)燒結(jié)條件下燒結(jié)，即得到薄板狀超導(dǎo)陶瓷。
然后，根據(jù)電阻測(cè)定臨界溫度，結(jié)果表明，如圖4所示，實(shí)施例的超導(dǎo)陶瓷線狀體的臨界溫度與比較例的薄板狀超導(dǎo)陶瓷的臨界溫度相比，高出若干度，同時(shí)，彎曲性和機(jī)械強(qiáng)度更大。
實(shí)施例2將作為超導(dǎo)陶瓷原料的Y2O3粉末、BaCO3粉末和CuO粉末按所確定的量秤量、混合。接著，把上述混合粉末在常溫、空氣氣氛中和100個(gè)大氣壓的條件下壓縮成形，在氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w氣氛(氧氣分壓為200mmHg)中、于940℃預(yù)燒結(jié)24小時(shí)。再將所得到的預(yù)燒結(jié)陶瓷體用球磨機(jī)粉碎。然后，重復(fù)上述一連串工序，直到用X射線衍射法確認(rèn)構(gòu)成陶瓷粉的復(fù)合氧化物為Y0.3BaCu0.7O3為止。
把用上述方法所得到的復(fù)合氧化物形式的陶瓷粉封入石英玻璃管中，用如圖2所示的裝置、一邊供給氧氣分壓為200～760mmHg的含氧氣體、一邊在1300℃把上述陶瓷粉熔融，同時(shí)，在1700～2200℃在加熱熔融裝置2的下端開(kāi)口附近局部加熱石英玻璃管、紡絲，由此得到在外徑2mm、內(nèi)徑1mm的石英玻璃管、中裝填有超導(dǎo)陶瓷的超導(dǎo)陶瓷線狀體。
此外，作為比較例，把上述陶瓷粉壓成薄板形狀、同上述實(shí)施例的預(yù)燒結(jié)一樣進(jìn)行燒結(jié)，即制成薄板狀超導(dǎo)陶瓷。
然后，根據(jù)電阻測(cè)定臨界溫度，結(jié)果表明，如圖4所示，實(shí)施例的超導(dǎo)陶瓷線狀體的臨界溫度，與比較例的薄板狀超導(dǎo)陶瓷的臨界溫度相比，高出若干度，同時(shí)，彎曲性和機(jī)械強(qiáng)度增大。
實(shí)施例3把作為超導(dǎo)陶瓷原料的Y2O3粉末、BaCO3粉末和CuO粉末按所確定的量秤量、混合。接著，把上述混合粉末在常溫、空氣氣氛中和100個(gè)大氣壓的條件下壓縮成形，在氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w氣氛(氧氣分壓為200mmHg)中于940℃預(yù)燒結(jié)24小時(shí)。再將所得到的預(yù)燒結(jié)陶瓷體用球磨機(jī)粉碎。然后重復(fù)上述一連串工序，直到用X射線衍射法確認(rèn)構(gòu)成陶瓷粉的復(fù)合氧化物為Y0.3BaCu0.7O3為止。
把用上述方法得到的復(fù)合氧化物形式的陶瓷粉封入石英玻璃管中，用如圖2所示的裝置、一邊供給氧氣分壓為200～760mmHg的含氧氣體、一邊在1300℃把上述陶瓷粉熔融，同時(shí)在1700～2200℃局部加熱石英玻璃管、紡絲，由此得到在外徑200μm、內(nèi)徑120μm的石英玻璃管中裝填有超導(dǎo)陶瓷的超導(dǎo)陶瓷細(xì)狀體。
把100根上述超導(dǎo)陶瓷細(xì)狀體捆扎成束裝填于石英玻璃管中，于1700℃～2200℃局部加熱再進(jìn)行紡絲，由此得到多芯線狀的超導(dǎo)陶瓷線狀體。
此外，作為比較例，把上述陶瓷粉壓制成薄板狀，在與上述同樣的預(yù)燒結(jié)條件下燒結(jié)，得到薄板狀超導(dǎo)陶瓷。
然后，根據(jù)電阻測(cè)定臨界溫度，結(jié)果表明，如圖11所示，構(gòu)成實(shí)施例的超導(dǎo)陶瓷線狀體的線束A1、A2和A3的臨界溫度，與比較例的薄板狀超導(dǎo)陶瓷的臨界溫度相比，高出若干度，而彎曲性和機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異。
實(shí)施例4把由銅、鋇、鈧的氧化物類(lèi)材料組成的超導(dǎo)陶瓷顆粒填充在外徑22mm、內(nèi)徑10mm的合成石英管中，將其插入加熱到2100℃的電阻爐中，紡成外徑300μm的絲。再將3000根這種紡成絲的線狀超導(dǎo)陶瓷捆扎成一束，插入內(nèi)徑17mm的石英管中，將其在1800℃的溫度下熔融成為一整體，再于2100℃的溫度紡絲，成為外徑1mm的線。然后，用氫氟酸水溶液除去石英玻璃部分，由此得到外徑18mm的均質(zhì)超導(dǎo)長(zhǎng)絲。
實(shí)施例5把與實(shí)施例4相同的超導(dǎo)陶瓷顆粒填充在外徑22mm、內(nèi)徑410mm的維科爾高硼硅酸耐熱玻璃管中，將其插入加熱到1800℃的電阻爐中，紡成外徑150μm的絲。將5000根這種紡成絲的線狀超導(dǎo)陶瓷和2000根包覆維科爾高硼硅酸耐熱玻璃的、外徑600μm的銅線混合在一起，為形成預(yù)定的基體結(jié)構(gòu)，插入內(nèi)徑30mm的維科爾高硼硅酸耐熱玻璃管中，將其在1600℃的溫度加熱使玻璃部分熔融成一整體，進(jìn)一步在1800℃的溫度紡成外徑為1mm的絲。然后，用氫氧化鈉水溶液除去維科爾高硼硅酸耐熱玻璃部分，再于1200℃的惰性氣體氣氛中使銅熔融成為一整體，由此可得到在銅基體中存在超導(dǎo)長(zhǎng)絲的結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)長(zhǎng)絲。
從實(shí)施例4和實(shí)施例5所得到的每種超導(dǎo)長(zhǎng)絲的特性如下臨界溫度Tc35°K臨界電流密度 Jc107A/cm2實(shí)施例6實(shí)把作為超導(dǎo)陶瓷原料的Bi2O3粉末、SrCO3粉末、CaCO3粉末和CuO粉末按所確定的量秤量、混合。接著，把上述混合粉末在常溫、空氣氣氛中和100個(gè)大氣壓的條件下壓縮成形，在氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w氣氛(氧氣分壓為200mmHg)中于845℃預(yù)燒結(jié)24小時(shí)。再將所得到的預(yù)燒結(jié)陶瓷體用球磨機(jī)粉碎。然后，重復(fù)上述一連串工序，直到用X射線衍射法確認(rèn)構(gòu)成陶瓷粉的復(fù)合氧化物為Bi1Sr1Ca1Cu2O為止。
把用上述方法得到的復(fù)合氧化物形式的陶瓷粉封入派拉克斯耐熱玻璃管中，用如圖2所示的裝置，一邊供給氧氣分壓為200～760mmHg的含氧氣體，一邊在1100℃將上述陶瓷粉熔融，隨后在1200～1300℃局部加熱派拉克斯耐熱玻璃管、進(jìn)行紡絲，由此得到在外徑2mm、內(nèi)徑1mm的派拉克斯耐熱玻璃管中裝填有超導(dǎo)陶瓷的超導(dǎo)陶瓷細(xì)狀體。
若采用如上所述的本發(fā)明提供的超導(dǎo)陶瓷線狀體制造方法，則由于把超導(dǎo)陶瓷原料混合后，成形、預(yù)燒結(jié)及把預(yù)燒結(jié)陶瓷體粉碎的一連串工序至少要進(jìn)行一次，因而可以得到均質(zhì)、低熔點(diǎn)的陶瓷粉。然后，把上述陶瓷粉填充在玻璃管內(nèi)，把上述陶瓷粉加熱至熔融狀態(tài)，同時(shí)加熱玻璃管、紡絲，因而，在超導(dǎo)陶瓷被在熔融狀態(tài)時(shí)顯示大粘度和延展性的玻璃包覆的狀態(tài)下，可以容易地紡絲。而且，所得到的超導(dǎo)陶瓷線狀體，由于超導(dǎo)陶瓷受到玻璃保護(hù)，因而產(chǎn)生機(jī)械強(qiáng)度、彎曲性等增大這樣的特有效果。
若采用如上所述的第二種發(fā)明的超導(dǎo)陶瓷線狀體制造方法，則由于超導(dǎo)陶瓷原料混合后，成形、預(yù)燒結(jié)及把預(yù)燒結(jié)陶瓷體粉碎的一連串工序至少要進(jìn)行一次，因而可以得到均質(zhì)、低熔點(diǎn)的陶瓷粉。然后，把上述陶瓷粉填充在玻璃管內(nèi)、局部加熱紡絲，因而，超導(dǎo)陶瓷成為被在熔融狀態(tài)時(shí)顯示大粘度和延展性的玻璃包覆的狀態(tài)，不僅可以容易地進(jìn)行加熱、紡絲，而且由于是局部加熱、紡絲，因而玻璃收縮，能以粘著狀態(tài)包覆超導(dǎo)陶瓷。再者，所得到的超導(dǎo)陶瓷線狀體，由于超導(dǎo)陶瓷受到玻璃粘著保護(hù)，因而產(chǎn)生機(jī)械強(qiáng)度、彎曲性等增大這樣的特有效果。
如果采用如上所述的本發(fā)明的超導(dǎo)長(zhǎng)絲制造法，則由于是將加工性能差的超導(dǎo)陶瓷材料從顆粒狀態(tài)直接制成線材的方法，所以變得容易加工，此外，由于使用了可以熔融成一整體并且可用藥品去除的玻璃材料，因而可以容易地制造具有所確定的基體結(jié)構(gòu)的、可用于超導(dǎo)電纜的超導(dǎo)長(zhǎng)絲。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1和圖2是表示本發(fā)明的超導(dǎo)陶瓷線狀體制造方法工藝過(guò)程的示意圖。
圖3是表示超導(dǎo)陶瓷線狀體的斷面示意圖。
圖4是表示實(shí)施例和比較例的測(cè)定結(jié)果的曲線圖。
圖5和圖6是表示本發(fā)明的超導(dǎo)陶瓷線狀體制造方法中加熱、紡絲工序一例的示意圖。
圖7是表示超導(dǎo)陶瓷細(xì)狀體的斷面示意圖。
圖8和圖9是表示本發(fā)明的超導(dǎo)陶瓷線狀體制造方法中再加熱、再紡絲工序一氖疽饌肌 圖10是表示超導(dǎo)陶瓷線狀體的斷面示意圖。
圖11是表示實(shí)施例和比較例的測(cè)定結(jié)果的曲線圖。
(1)……陶瓷粉、(2)(2a)(2b)……玻璃管、(6)……超導(dǎo)陶瓷、(7)(7a)(7b)……玻璃、(8)……超導(dǎo)陶瓷細(xì)狀體、(12)……超導(dǎo)陶瓷線狀體勘誤表
權(quán)利要求
1.一種超導(dǎo)陶瓷線狀體的制造方法，其特征在于將超導(dǎo)陶瓷原料混合后，成形、預(yù)燒結(jié)和將預(yù)燒結(jié)陶瓷體粉碎的一連串工序至少進(jìn)行一次，由此得到陶瓷粉，隨后將該陶瓷粉填充在玻璃管內(nèi)，加熱、紡絲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)陶瓷線狀體的制造方法，其特征在于紡絲時(shí)的加熱是局部進(jìn)行的。
3.一種超導(dǎo)陶瓷線狀體的制造方法，其特征在于將超導(dǎo)陶瓷原料混合后，成形、預(yù)燒結(jié)和將預(yù)燒結(jié)陶瓷體粉碎的一連串工序至少進(jìn)行一次，由此得到陶瓷粉，隨后將該陶瓷粉填充在玻璃管內(nèi)，加熱使陶瓷粉成為熔融狀態(tài)，紡絲。
4.一種超導(dǎo)陶瓷線狀體的制造方法，其特征在于將超導(dǎo)陶瓷原料混合后，成形、預(yù)燒結(jié)和將預(yù)燒結(jié)陶瓷體粉碎的一連串工序至少進(jìn)行一次，由此得到陶瓷粉，隨后將該陶瓷粉填充在玻璃管內(nèi)，加熱、紡絲，把紡成絲的細(xì)狀體捆扎成束后，再加熱、紡絲。
5.一種制造方法，其特征在于用藥品僅除去由權(quán)利要求1或4所述方法得到的超導(dǎo)陶瓷線狀體的玻璃層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于除去玻璃層的藥品是氫氟酸水溶液或氫氧化鈉水溶液。
7.一種超導(dǎo)陶瓷線狀體的制造方法，其特征在于將超導(dǎo)陶瓷原料混合后，成形、預(yù)燒結(jié)和將預(yù)燒結(jié)陶瓷體粉碎的一連串工序至少進(jìn)行一次，由此得到陶瓷粉，隨后將該陶瓷粉填充在玻璃管內(nèi)、加熱、紡絲，得到線狀體，并將多股超導(dǎo)陶瓷線狀體和包覆玻璃管的多股金屬絲混合在一起，捆扎成束后將其加熱、紡絲成為線狀體，然后用藥品僅除去玻璃層，進(jìn)一步在低于前述超導(dǎo)陶瓷線狀體的熔點(diǎn)且高于前述金屬絲的熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行熱處理，由此形成在金屬基體中存在超導(dǎo)陶瓷的結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、4或7所述的超導(dǎo)陶瓷線狀體的制造方法，其特征在于原料含有從周期表Ⅰa族元素、Ⅱa族元素和Ⅲa族元素中選擇的至少一種元素，從周期表Ⅰb族元素、Ⅱb族元素和Ⅲb族元素中選擇的至少一種元素，以及從氧、氟、硫、碳和氮中選擇的至少一種元素。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、4或7所述的超導(dǎo)陶瓷線狀體的制造方法，其特征在于原料含有從周期表Ⅰa族元素、Ⅱa族元素和Ⅴb族元素中選擇的至少一種元素，從周期表Ⅰb族元素、Ⅱb族元素和Ⅲb族元素中選擇的至少一種元素，以及從氧、氟、硫、碳和氮中選擇的至少一種元素。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、4或7所述的超導(dǎo)陶瓷線狀體的制造方法，其特征在于原料至少含有氧化銅。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)陶瓷線狀體的制造方法，其特征在于陶瓷粉選自BiSrCaCu2O、Y0.3BaCu0.7O3、〔LaBa〕2CuO4、〔LaSr〕2CuO4和〔LaCa〕2CuO4。
全文摘要
超導(dǎo)陶瓷線狀體的制法包括將超導(dǎo)陶瓷原料混合，然后進(jìn)行成型、預(yù)燒結(jié)、粉碎工序至少一次，得到陶瓷粉。將陶瓷粉充填于玻璃管內(nèi)，加熱使陶瓷粉熔融，紡絲，得到線狀體。然后將線狀體捆束，再加熱，紡絲。或者將多股超導(dǎo)陶瓷線狀體和玻璃管包覆的多股金屬絲混在一起，捆束，加熱，紡絲成線狀體。用化學(xué)藥品除去玻璃層，進(jìn)行熱處理，從而形成金屬基體中存在超導(dǎo)陶瓷的結(jié)構(gòu)。上述超導(dǎo)陶瓷線狀體具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和彎曲性。
文檔編號(hào)C03B37/026GK1030159SQ88102850
公開(kāi)日1989年1月4日 申請(qǐng)日期1988年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1987年4月14日
發(fā)明者浦野章, 高橋謙一, 大松一也, 大西正志 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社