專利名稱：氧化物超導(dǎo)體原料的制造方法、氧化物超導(dǎo)線材的制造方法及超導(dǎo)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氧化物超導(dǎo)體原料的制造方法、氧化物超導(dǎo)線材(oxidesupercinducting wire)的制造方法及超導(dǎo)裝置；更具體地，本發(fā)明涉及能夠提高氧化物超導(dǎo)體密度和純度的氧化物超導(dǎo)體原料的制造方法、氧化物超導(dǎo)線材的制造方法及超導(dǎo)裝置。
背景技術(shù)：
氧化物超導(dǎo)線材是通過下述方法制備的(a)用氧化物超導(dǎo)體原料(原料粉末)填充金屬管；(b)通過拉伸或壓延以加工金屬管，由此獲得具有所需形狀的線材；(c)對(duì)所獲得的線材進(jìn)行熱處理，以燒結(jié)氧化物超導(dǎo)體原料；以及(d)由此生成氧化物超導(dǎo)體。
例如，已經(jīng)用以下方法制造氧化物超導(dǎo)體原料首先，按規(guī)定的比例混合構(gòu)成氧化物超導(dǎo)體的元素的氧化物或碳酸鹽的原料粉末。接著，對(duì)該混合的粉末進(jìn)行多次700-860℃左右的熱處理及粉碎。由此，得到由超導(dǎo)電相和非超導(dǎo)電相構(gòu)成的氧化物超導(dǎo)體原料。這種制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法，例如已經(jīng)公開于特開2004-119248號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中。
然而，上述制造方法存在的問題是需要進(jìn)行多次熱處理及粉碎，從而使原料粉末均勻。此外，即使進(jìn)行多次熱處理及粉碎，在原料粉末的均勻程度上也有限度。
鑒于上述情況，例如非專利文獻(xiàn)1和2中公開了能夠容易制造構(gòu)成氧化物超導(dǎo)體的元素均勻分布的氧化物超導(dǎo)體原料的方法。在非專利文獻(xiàn)1和2所公開的制造方法中，首先，將構(gòu)成氧化物超導(dǎo)體的元素溶解于硝酸水溶液中，以將這些元素離子化。接著，在高溫氣氛中噴霧該硝酸鹽水溶液以除去溶劑，由此能夠獲得粉末。接著，降低所述氣氛的溫度以冷卻粉末。因此，制造出含有構(gòu)成氧化物超導(dǎo)體的元素的原料粉末。
專利文獻(xiàn)1特開2004-119248號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)1M.Awano，et al.，“Enhancement for Synthesis ofBi-Pb-Sr-Ca-Cu-O Superconductor by the Spray Drying and SubsequentCalcination with Rapid Heating”，Japanese Journal of Applied Physics，Vol.30，No.5A，(1991)，pp.L806-L808。
非專利文獻(xiàn)2N.Tohge，et al.，“Preparation Conditions and Morphology ofSuperconducting Fine Particlesin the Bi-Ca-Sr-Cu-O System Prepared by SprayPyrolysis”，J.Am.Ceram.Soc.，74(9)，(1991)，pp.2117-2122。

發(fā)明內(nèi)容
所要解決的問題然而，常規(guī)的氧化物超導(dǎo)線材存在的問題是氧化物超導(dǎo)體的密度和純度低。如果氧化物超導(dǎo)體的密度和純度低，則會(huì)產(chǎn)生臨界電流值等超導(dǎo)特性惡化的問題。
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法，所述方法能夠提高氧化物超導(dǎo)體的密度和純度，以及一種氧化物超導(dǎo)線材的制造方法。
解決問題的手段本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，氧化物超導(dǎo)線材中氧化物超導(dǎo)體的密度和純度低這樣的問題歸因于以下事實(shí)氧化物超導(dǎo)體原料中含有大量殘余物，例如碳、氮和水。當(dāng)氧化物超導(dǎo)體原料中含有大量這些殘留物時(shí)，氧化物超導(dǎo)體的純度會(huì)變低。因此，在氧化物超導(dǎo)線材制造過程中，在用于形成氧化物超導(dǎo)體的熱處理時(shí)，碳以二氧化碳的形式被排放，并且氮和水以氣體的形式被排放。結(jié)果，在氧化物超導(dǎo)體中形成了空隙(void)，因而降低氧化物超導(dǎo)體的密度。
本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，氧化物超導(dǎo)體原料中含有的殘留物是在制造氧化物超導(dǎo)體原料時(shí)遺留下來的。特別是在除去溶劑之后冷卻粉末時(shí)，冷卻氣氛中含有的二氧化碳、氮氧化物(nitrogen oxide)和水蒸氣作為殘留物而被吸附至粉末。在常規(guī)的氧化物超導(dǎo)體原料的制造方法中，含有被除去的溶劑成分的氣氛未經(jīng)處理直接用作冷卻氣氛，以冷卻粉末。被除去的溶劑成分作為二氧化碳、氮氧化物和水蒸氣等而含在所述氣氛中。冷卻時(shí)這些氣體附著在粉末上，從而形成殘留物。
鑒于上述情況，本發(fā)明的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法包括以下步驟(a)在溶液中使含有構(gòu)成氧化物超導(dǎo)體的原子的材料離子化；(b)在第一氣氛中噴射所述溶液以除去溶劑，由此制造含有所述構(gòu)成所述氧化物超導(dǎo)體的原子的粉末；和(c)在導(dǎo)入有冷卻氣的第二氣氛中，冷卻所述粉末。
在該方法中，所述第二氣氛中的二氧化碳濃度比含有被除去的溶劑成分的第一氣氛中的二氧化碳濃度要低。此外，所述第二氣氛中的氮氧化物濃度比含有被除去的溶劑成分的第一氣氛中的氮氧化物濃度要低。此外，所述第二氣氛中的水蒸氣濃度比含有被除去的溶劑成分的第一氣氛中的水蒸氣濃度要低。
在本發(fā)明的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法中，第二氣氛是用冷卻氣稀釋含有所述溶劑成分的所述第一氣氛的二氧化碳濃度、氮氧化物濃度和水蒸氣濃度而得到的氣氛。所述第二氣氛用于冷卻所述粉末。因此，與常規(guī)方法相比，在冷卻時(shí)，二氧化碳、氮氧化物和水蒸氣減少了粘附至粉末上的量。換句話說，本發(fā)明能夠減少氧化物超導(dǎo)體中含有的殘留的碳、氮和水。因此，能夠提高氧化物超導(dǎo)體的密度和純度。
如上所述，“第一氣氛”是指含有通過噴射溶液而除去的溶劑的氣氛；以及“第二氣氛”是指通過混合冷卻氣和所述第一氣氛而形成的氣氛。
在本發(fā)明的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法中，所述制造粉末的步驟優(yōu)選包括以下步驟(b1)將所述溶液和噴霧用氣體(spraying gas)一起噴射；和(b2)通過利用載氣將所述溶液從所述第一氣氛運(yùn)送至所述第二氣氛。
除上述之外，還優(yōu)選的是，將所述噴霧用氣體、所述載氣和所述冷卻氣加入而形成的全部氣體的體積流量是所述溶液體積流量的至少10000倍。
本發(fā)明的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法中，所述制造粉末的步驟優(yōu)選包括以下步驟(b1)將所述溶液和噴霧用氣體一起噴射；和(b2)通過利用載氣將所述溶液從所述第一氣氛運(yùn)送至所述第二氣氛。
除上述之外，還優(yōu)選的是，所述第二氣氛中的水蒸氣濃度為至多10體積％。
通過使用噴霧用氣體使得能夠容易噴射溶液。通過使用載氣使得能夠容易將所述粉末運(yùn)送至第二氣氛。通過如上規(guī)定全部氣體的體積流量和第二氣氛中的水蒸氣濃度使得能夠提高臨界電流值。
本發(fā)明的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法中，所述制造粉末的步驟優(yōu)選包括以下步驟(b1)將所述溶液和噴霧用氣體一起噴射；和(b2)通過利用載氣將所述溶液從所述第一氣氛運(yùn)送至所述第二氣氛。
除上述之外，還優(yōu)選的是，滿足0.1秒≤V/(q1+q2)≤20秒的關(guān)系，其中q1(升/秒)為將所述噴霧用氣體和所述載氣加入而形成的所述第一氣氛氣體的體積流量，q2(升/秒)為由溶液產(chǎn)生的氣體體積流量，以及V(升)為所述第一氣氛的體積。
如上所述，術(shù)語V/(q1+q2)是指溶液在第一氣氛中停留的時(shí)間。當(dāng)將該停留時(shí)間設(shè)置為小于20秒時(shí)，能夠增加噴霧用氣體和載氣總的體積流量(q1+q2)，從而充分降低第一氣氛中的水蒸氣濃度。另一方面，當(dāng)將該停留時(shí)間設(shè)置為大于0.1秒時(shí)，不會(huì)過度增加噴霧用氣體和載氣總的體積流量。因此，原料(溶液)在加熱區(qū)域中停留的時(shí)間不會(huì)變得過短，從而熱解反應(yīng)變得充分。因此，通過規(guī)定上述范圍能夠進(jìn)一步提高臨界電流值。
本發(fā)明的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法中，所述制造粉末的步驟優(yōu)選包括以下步驟(b1)將所述溶液和噴霧用氣體一起噴射；和(b2)通過利用載氣將所述溶液從所述第一氣氛運(yùn)送至所述第二氣氛。
除上述之外，還優(yōu)選的是，所述噴霧用氣體、所述載氣和所述冷卻氣中每種具有至多1體積％的水蒸氣濃度。
通過將噴霧用氣體、載氣和冷卻氣中的每一種設(shè)置成具有至多1體積的水蒸汽濃度，能夠提高臨界電流值?？紤]到減少粉末中含有的水，優(yōu)選將水蒸氣的濃度降低到越低越好。
本發(fā)明的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法中，所述制造粉末的步驟優(yōu)選包括以下步驟(b1)將所述溶液和噴霧用氣體一起噴射；和
(b2)通過利用載氣將所述溶液從所述第一氣氛運(yùn)送至所述第二氣氛。
除上述之外，還優(yōu)選的是，所述噴霧用氣體、所述載氣和所述冷卻氣中每種具有至多30ppm(體積)的二氧化碳濃度。
通過將噴霧用氣體、載氣和冷卻氣中的每一種設(shè)置成具有至多30ppm(體積)的二氧化碳濃度，能夠提高臨界電流值。在這種情況下，除去溶劑時(shí)，通常從溶劑中生成二氧化碳。而且，氣氛中通常含有二氧化碳。因此，難以將二氧化碳的濃度降低到零。結(jié)果，上述二氧化碳濃度大于0。
本發(fā)明的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法中，優(yōu)選所述方法在冷卻粉末的步驟之后，進(jìn)一步包括熱處理粉末的步驟。
所述熱處理步驟除去了氧化物超導(dǎo)體原料中含有的殘余物，例如作為氣體的碳、氮和水。因此，能夠進(jìn)一步減少氧化物超導(dǎo)體原料中含有的殘留物。
本發(fā)明的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法中，優(yōu)選的是(a)還提供在熱處理所述粉末之后立即冷卻粉末的步驟；(b)熱處理所述粉末的步驟和熱處理所述粉末之后立即冷卻該粉末的步驟兩者是在熱處理裝置內(nèi)進(jìn)行的；以及(c)在下述的每一種氣氛中，水蒸氣的濃度至多為1體積％(c1)向所述熱處理裝置內(nèi)導(dǎo)入所述粉末時(shí)所述熱處理裝置內(nèi)的氣氛；(c2)熱處理所述粉末時(shí)所述熱處理裝置內(nèi)的氣氛；(c3)冷卻所述粉末時(shí)所述熱處理裝置內(nèi)的氣氛；以及(c4)從所述熱處理裝置中取出所述粉末時(shí)所述熱處理裝置內(nèi)的氣氛。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在熱處理粉末的步驟中，甚至在將粉末導(dǎo)入熱處理裝置中時(shí)、以及在熱處理粉末時(shí)、冷卻粉末時(shí)、和從熱處理裝置中取出粉末時(shí)，所述冷卻氣氛中所含有的二氧化碳、氮氧化物和水蒸氣被吸附至粉末，從而作為殘留物而殘留在粉末上。因此，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)在水蒸氣濃度為至多1體積％的氣氛中進(jìn)行這些操作，能夠抑制冷卻時(shí)水蒸氣吸附至粉末，從而進(jìn)一步減少氧化物超導(dǎo)體原料中含有的殘留物。在這種情況下，水蒸氣濃度越低越好。
本發(fā)明的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法中，優(yōu)選(a)還提供在熱處理所述粉末之后立即冷卻粉末的步驟；(b)熱處理所述粉末的步驟和熱處理所述粉末之后立即冷卻該粉末的步驟兩者是在熱處理裝置內(nèi)進(jìn)行的；以及(c)在下述的每一種氣氛中，二氧化碳的濃度為至多30ppm(體積)(c1)向所述熱處理裝置內(nèi)導(dǎo)入所述粉末時(shí)所述熱處理裝置內(nèi)的氣氛；(c2)熱處理所述粉末時(shí)所述熱處理裝置內(nèi)的氣氛；(c3)冷卻所述粉末時(shí)所述熱處理裝置內(nèi)的氣氛；以及(c4)從所述熱處理裝置中取出所述粉末時(shí)所述熱處理裝置內(nèi)的氣氛。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在熱處理粉末的步驟中，甚至在將粉末導(dǎo)入熱處理裝置中時(shí)、以及在熱處理粉末時(shí)、冷卻粉末時(shí)、和從熱處理裝置中取出粉末時(shí)，所述冷卻氣氛中所含有的二氧化碳、氮氧化物和水蒸氣被吸附至粉末，從而作為殘留物而殘留在粉末上。因此，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)在二氧化碳濃度為至多30ppm(體積)的氣氛中進(jìn)行這些操作，能夠抑制水蒸氣冷卻時(shí)吸附至粉末，從而進(jìn)一步減少氧化物超導(dǎo)體原料中含有的殘留物。在這種情況下，在熱處理粉末時(shí)，二氧化碳通常是從粉末中產(chǎn)生的。而且，所述氣氛中通常含有二氧化碳。因此，難以將二氧化碳的濃度降低到零。
在本發(fā)明的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法中，用于使含有構(gòu)成氧化物超導(dǎo)體的原子的材料離子化的溶液優(yōu)選為硝酸水溶液。硝酸的使用使得能夠充分溶解。
本發(fā)明的氧化物超導(dǎo)線材的制造方法，包括以下步驟(a)使用上述制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法制造氧化物超導(dǎo)體原料，和(b)使用所述氧化物超導(dǎo)體原料制造氧化物超導(dǎo)線材。
由此，使得能夠提高氧化物超導(dǎo)體的密度和純度。
根據(jù)本發(fā)明，氧化物超導(dǎo)裝置安裝有用上述氧化物超導(dǎo)線材的制造方法制造的氧化物超導(dǎo)線材。
由此，使得能夠制造可提高密度和純度的氧化物超導(dǎo)裝置。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法和制造氧化物超導(dǎo)線材的方法能夠提高氧化物超導(dǎo)體的密度和純度。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式1中制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法的工藝流程圖。
圖2是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式1中制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法的圖。
圖3是示意顯示本發(fā)明實(shí)施方式1中熱處理裝置結(jié)構(gòu)的模式圖。
圖4是示意顯示氧化物超導(dǎo)線材結(jié)構(gòu)的部分剖面透視圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施方式2中制造氧化物超導(dǎo)線材的方法的示意圖。
圖6是顯示實(shí)施例4的氧化物超導(dǎo)線材的臨界電流值的圖。
附圖標(biāo)記說明1，1a原料粉末，2氧化物超導(dǎo)體，3外殼部分，4氧化物超導(dǎo)線材，11溶液，12噴霧，13電爐，14-16氣氛，17粉末回收器，17a容器，18過濾器，21噴射口，22冷卻氣導(dǎo)入口，23排出口，30熱處理裝置，31熱處理室，32冷卻室，33加熱器，34a導(dǎo)入通路，34b連接通路，34c取出通路。
具體實(shí)施例方式
以下參考附圖，說明本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，附圖中的尺寸比例未必與所要說明的那些一致。
(實(shí)施方式1)在該實(shí)施方式中，說明了鉍系氧化物超導(dǎo)體原料的制造方法。
圖1是本發(fā)明實(shí)施方式1中制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法的工藝流程圖。圖2是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式1中氧化物超導(dǎo)體原料的制造方法的圖。
參照?qǐng)D1和圖2，首先，在溶液中使含有構(gòu)成氧化物超導(dǎo)體的原子的材料離子化。更具體地，例如使Bi2O3、PbO、SrCO3、CaCO3和CuO的材料粉末溶解在硝酸水溶液中(步驟S1)。溶解時(shí)，使Bi(鉍)、Pb(鉛)、Sr(鍶)、Ca(鈣)和Cu(銅)在硝酸水溶液中離子化。此外，當(dāng)這些材料粉末溶解時(shí)，產(chǎn)生了二氧化碳，從而使得能夠從材料粉末中除去碳成分。各材料粉末中含有的碳成分越少越好。溶解各材料粉末的硝酸鹽水溶液是溶液11(圖2)。
另外，用于溶解鉍等成分的溶液，并不限于硝酸，也可以使用硫酸、鹽酸等其它的無機(jī)酸。此外，也可以使用草酸、醋酸等有機(jī)酸。此外，不僅是酸，也可以使用堿溶液，只要其具有能夠溶解所述材料的組分。
此外，對(duì)溶液的溫度沒有特別限制，只要是能夠充分溶解鉍等的溫度即可。此外，為了得到足夠的溶解度，也可以用攪拌槳等攪拌。
接著，在氣氛14中噴射溶液11，以除去溶劑，并由此制造含有構(gòu)成氧化物超導(dǎo)體的原子的原料粉末1a(步驟S2)。以下更具體地描述所述制造方法。
將溶液11和噴霧用氣體由噴射口21一起噴射出。溶液11和噴霧用氣體的噴射由箭頭A表示。由此形成噴霧12。另一方面，按箭頭B所示方向從噴射口21導(dǎo)入載氣。該載氣將噴霧12運(yùn)送至電爐13。然后，在電爐13中，加熱噴霧12中所含溶液11的溶劑，并使其蒸發(fā)。如上所述，將溶液噴射至由噴霧用氣體和載氣構(gòu)成的高溫氣氛14(第一氣氛)中。此時(shí)，除去溶劑。結(jié)果，得到含有構(gòu)成氧化物超導(dǎo)體的原子的原料粉末1a。電爐13出口處的氣氛15含有被除去的溶劑成分。
作為噴射方法，不僅有直接向電爐13中噴射溶液11的方法，也可以使用噴射溶液11以使電爐13內(nèi)產(chǎn)生渦流的方法。更具體地，也可以形成噴霧12以使電爐13內(nèi)產(chǎn)生橫渦(horizontal vortex)或縱渦(vertical vortex)。此外，也可以在電爐13內(nèi)壁上設(shè)置螺旋狀溝，并通過沿著所述溝提供噴霧12而形成渦流。
對(duì)電爐13的溫度沒有特別限制。當(dāng)在電爐13中熱分解硝酸鹽時(shí)，例如可以使電爐13的溫度在700℃以上850℃以下的范圍內(nèi)。此外，電爐13中，溫度為700℃以上850℃以下的區(qū)域長度可以是例如300mm。
根據(jù)電爐13中的溫度，可以將電爐13中的反應(yīng)分為噴霧熱解(spraypyrolysis)和噴霧干燥(spray drying)。在噴霧熱解時(shí)，電爐13的溫度約為700℃以上850℃以下。在噴霧熱解時(shí)，從構(gòu)成溶液的Bi、Pb、Sr、Ca、Cu的復(fù)合金屬硝酸鹽水溶液的粒子(噴霧12)中，蒸發(fā)水分。水分蒸發(fā)后，立刻產(chǎn)生硝酸鹽的熱分解反應(yīng)和熱分解后金屬氧化物之間的反應(yīng)。在噴霧熱解時(shí)，由于反應(yīng)立刻產(chǎn)生，所以難以精確地控制化學(xué)反應(yīng)。
另一方面，當(dāng)將電爐13的溫度改變?yōu)?00℃以上300℃以下時(shí)，形成噴霧干燥。噴霧干燥時(shí)，蒸發(fā)了作為溶劑成分的水分，但是硝酸成分全部殘留下來。該硝酸成分可以通過進(jìn)行后面的熱處理而除去。
接著，通過導(dǎo)入有冷卻氣的氣氛16，冷卻粉末(步驟S3)。更具體地，按箭頭C所示方向從冷卻氣導(dǎo)入口22導(dǎo)入冷卻氣。使該冷卻氣和氣氛15混合并構(gòu)成氣氛16(第二氣氛)。當(dāng)被氣氛16冷卻時(shí)，通過載氣將原料粉末1a運(yùn)送至粉末回收器。
在該實(shí)施方式中，氣氛16中的二氧化碳濃度比氣氛15中的二氧化碳濃度要低，并且氣氛16中的氮氧化物濃度比氣氛15中的氮氧化物濃度要低，并且氣氛16中的水蒸氣濃度比氣氛15中的水蒸氣濃度要低。因此，在氣氛16中冷卻原料粉末1a時(shí)，二氧化碳、氮和水難以附著在粉末上。
最后，使原料粉末1a冷卻，并將其收納在置于粉末回收器17底部的容器17a中。由此，可以得到原料粉末1。另外，粉末回收器17配置有排出口23，排出口23與真空泵(圖中未顯示)相連。在原料粉末1收納于容器17a中之后，噴霧用氣體、載氣、冷卻氣和被除去的溶劑成分可以通過過濾器18從排出口23排出。
作為該實(shí)施方式中的噴霧用氣體，可以使用干燥的空氣或氮?dú)獾取Ｗ鳛檩d氣，可以使用干燥的空氣等。噴霧用氣體和載氣可以是不同的氣體，也可以是相同類型的氣體。此外，噴霧用氣體和載氣的流量比可以根據(jù)需要改變。作為冷卻氣，可以使用能夠?qū)⒍趸?、氮?dú)夂退魵獾臐舛冉档椭恋陀跉夥?5中的濃度并且溫度低于氣氛15的氣體。
優(yōu)選地，將所述噴霧用氣體、所述載氣和所述冷卻氣加入而形成的全部氣體的體積流量是所述溶液11的體積流量的至少10000倍。還優(yōu)選地是，所述氣氛16中的水蒸氣的濃度為至多10體積％。優(yōu)選，滿足下述關(guān)系0.1秒≤V/(q1+q2)≤20秒，其中q1(升/秒)為將所述噴霧用氣體和所述載氣加入而形成的所述氣氛14的氣體的體積流量，q2(升/秒)為由溶液產(chǎn)生的氣體體積流量，V(升)為氣氛14的體積，以及V/(q1+q2)是指溶液11在氣氛14中停留的時(shí)間秒。
此外，優(yōu)選的是，所述噴霧用氣體、所述載氣和所述冷卻氣中每種具有至多1體積％的水蒸氣濃度。而且，優(yōu)選地，所述噴霧用氣體、所述載氣和所述冷卻氣中每種具有至多30ppm(體積)的二氧化碳濃度。因?yàn)閷⒍鄠€(gè)這樣的優(yōu)選條件組合起來的話，這種組合會(huì)進(jìn)一步增加提高臨界電流值等效果，所以更加優(yōu)選。
接著，在冷卻原料粉末1之后，在熱處理裝置中熱處理原料粉末1(步驟S4)。通過該熱處理，能夠進(jìn)一步減少原料粉末1中含有的殘留物。熱處理具體通過以下方法進(jìn)行。
圖3是示意本發(fā)明實(shí)施方式1中熱處理裝置結(jié)構(gòu)的模式圖。參照?qǐng)D3，熱處理裝置30包括熱處理室31和冷卻室32。熱處理室31連接至導(dǎo)入通路34a，熱處理室31和冷卻室32通過連接通路34b相互連接，冷卻室32連接至取出通路34c。熱處理室中配置有加熱器33。原料粉末1的熱處理和熱處理之后的冷卻兩者可以在所述熱處理裝置30中進(jìn)行。
圖3中，向熱處理裝置30導(dǎo)入原料粉末1時(shí)，熱處理裝置30內(nèi)的氣氛是導(dǎo)入通路34a的氣氛。并且，熱處理原料粉末1時(shí)，熱處理裝置30內(nèi)的氣氛是熱處理室31的氣氛。并且，冷卻原料粉末1時(shí)，熱處理裝置30內(nèi)的氣氛是冷卻室32的氣氛。此外，從熱處理裝置30中取出原料粉末1時(shí)，熱處理裝置30內(nèi)的氣氛是取出通路34c的氣氛。
該實(shí)施方式中，導(dǎo)入通路34a、熱處理室31、連接通路34b、冷卻室32和取出通路34c中每種優(yōu)選具有至多1體積％的水蒸氣濃度，至多30ppm(體積)的二氧化碳濃度。因?yàn)閷⑦@樣的優(yōu)選條件并用的話，可進(jìn)一步減少氧化物超導(dǎo)體原料粉末1中所含殘留物的效果會(huì)進(jìn)一步增加，所以更加優(yōu)選。
通過導(dǎo)入通路34a向熱處理室31運(yùn)送原料粉末1。接著，在熱處理室31中，使用加熱器33熱處理原料粉末1。熱處理在例如750℃-850℃的溫度下，和氧氣分壓為0.05MPa-0.1MPa的氣氛中進(jìn)行5-10小時(shí)。接著，通過連接通路34b向冷卻室32運(yùn)送原料粉末1，在冷卻室32中，將原料粉末1冷卻至室溫。然后，通過取出通路34c在外部取出原料粉末1。
上述方法能夠制備出作為氧化物超導(dǎo)體原料的原料粉末1。在該實(shí)施方式中，說明了對(duì)原料粉末1進(jìn)行熱處理的情況(步驟S4)。但是如果容器17a中所收納原料粉末1具有所希望的組成的話，也可以省略該熱處理。
根據(jù)該實(shí)施方式中制造氧化物超導(dǎo)體原料粉末1的方法，氣氛16是通過冷卻氣稀釋氣氛15的二氧化碳濃度、氮氧化物濃度和水蒸氣濃度而得到的氣氛。在該氣氛16中用于冷卻原料粉末1a。因此，與常規(guī)方法相比，在冷卻時(shí)二氧化碳、氮氧化物和水蒸氣降低了附著在原料粉末1a上的量。換句話說，該實(shí)施方式能夠進(jìn)一步減少氧化物超導(dǎo)體中含有的碳、氮和水的殘留物。因此，能夠提高氧化物超導(dǎo)體的密度和純度。
此處，即使僅僅增加載氣的流量，也可以降低二氧化碳、氮氧化物和水蒸氣的濃度。但是，如果載氣流量大的話，則溶液11通過電爐13的時(shí)間變短，從而產(chǎn)生不能充分除去溶劑這樣的問題。在這點(diǎn)上，本發(fā)明也具有有益的效果。
上述制造方法中，制造原料粉末1a的步驟優(yōu)選包括以下步驟a)將溶液11和噴霧用氣體一起噴射；和通過利用載氣將溶液11從氣氛15運(yùn)送至氣氛16。優(yōu)選地，噴霧用氣體、載氣和冷卻氣加入的全部氣體的體積流量是該溶液流量的至少10000倍。還優(yōu)選的是，氣氛16中水蒸氣的濃度為至多10體積％。
通過使用噴霧用氣體，可以很容易地噴射溶液11，并且通過使用載氣可以很容易地將原料粉末1a運(yùn)送至氣氛16。通過如上規(guī)定全部氣體的體積流量或氣氛16中水蒸氣的濃度，能夠提高臨界電流值。
此外，還優(yōu)選滿足以下關(guān)系式0.1秒≤V/(q1+q2)≤20秒其中q1(升/秒)為將所述噴霧用氣體和所述載氣加入而形成的氣氛14的氣體的體積流量，q2(升/秒)為由溶液11產(chǎn)生的氣體體積流量，以及V(升)為所述氣氛14的體積。
當(dāng)將溶液11在氣氛14中的停留時(shí)間設(shè)置為小于20秒時(shí)，能夠充分降低氣氛14中的水蒸氣濃度。當(dāng)將溶液11在氣氛14中的停留時(shí)間設(shè)置為大于0.1秒時(shí)，溶液11在加熱區(qū)域中停留的時(shí)間不會(huì)變得過短，并且熱解反應(yīng)變得充分。因此，通過規(guī)定上述范圍能夠進(jìn)一步提高臨界電流值。
此外，噴霧用氣體、載氣和冷卻氣任一種中的水蒸氣濃度優(yōu)選都為至多1體積％。并且，噴霧用氣體、載氣和冷卻氣任一種中的二氧化碳濃度優(yōu)選都為至多30ppm(體積)。
通過使噴霧用氣體、載氣和冷卻氣每一種中水蒸氣濃度都為至多1體積％，或者使二氧化碳濃度都為至多30ppm(體積)，可以提高臨界電流值。
在上述制造方法中，在冷卻原料粉末1的步驟之后，進(jìn)一步包括熱處理原料粉末1的步驟。
熱處理步驟使氧化物超導(dǎo)體原料粉末1中含有的碳、氮和水等殘留物成為氣體而被除去，因此能夠進(jìn)一步減少氧化物超導(dǎo)體原料粉末1中含有的殘留物。
上述制造方法中，優(yōu)選熱處理原料粉末1的步驟和熱處理原料粉末1之后的冷卻的步驟在熱處理裝置30中進(jìn)行。還優(yōu)選的是，在熱處理原料粉末1時(shí)，在下述每種氣氛中水蒸氣的濃度為至多1體積％a)導(dǎo)入通路34a中的氣氛、b)熱處理室31中的氣氛、c)連接通路34b中的氣氛，d)冷卻室32中的氣氛，和e)取出通路34c中的氣氛。
還優(yōu)選的是，在上述每種氣氛中的二氧化碳濃度優(yōu)選為至多30ppm(體積)。
由此可以在冷卻時(shí)抑制水蒸氣和二氧化碳吸附至原料粉末1，從而進(jìn)一步減少氧化物超導(dǎo)體原料粉末1中含有的殘留物。
在上述制造方法中，用于溶解材料粉末的溶液優(yōu)選為硝酸水溶液。通過使用硝酸，可以不形成鈍態(tài)就完全溶解。因此，理論上碳的含量可以減少為零。
(實(shí)施方式2)在該實(shí)施方式中，說明了使用實(shí)施方式1中所制造的氧化物超導(dǎo)體原料制造氧化物超導(dǎo)線材的方法。
圖4是示意氧化物超導(dǎo)線材結(jié)構(gòu)的部分剖面透視圖。參照?qǐng)D4，對(duì)例如多芯線的氧化物超導(dǎo)線材(multifilament oxide superconducing wire)進(jìn)行說明。氧化物超導(dǎo)線材4包括多根縱向延伸的氧化物超導(dǎo)體2(單絲)和包裹它們的外殼部分3。多根氧化物超導(dǎo)體2各自的材質(zhì)優(yōu)選例如Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O系的結(jié)構(gòu)。特別地，Bi2223相的材質(zhì)是最適合的，其含有以近似于約2∶2∶2∶3的比率表示的(鉍和鉛)∶鍶∶鈣∶銅的原子比。外殼部分3的材質(zhì)由例如銀或銀合金等金屬構(gòu)成。
另外，上述內(nèi)容對(duì)多芯線(multifilament wire)進(jìn)行了說明，但是也可以使用氧化物超導(dǎo)體2被外殼部分3包裹的單芯線結(jié)構(gòu)的氧化物超導(dǎo)線材。
下面，對(duì)上述氧化物超導(dǎo)線材的制造方法進(jìn)行說明。圖5是本發(fā)明實(shí)施方式2中氧化物超導(dǎo)線材的制造方法的示意圖。
參照?qǐng)D5，首先使用實(shí)施方式1的方法制造氧化物超導(dǎo)體原料粉末1(前體)(步驟S10)。接著，在金屬管中填充該原料粉末1(步驟S11)。另外，作為金屬管，優(yōu)選使用由熱導(dǎo)率高的銀或銀合金等支撐的金屬管。利用這種結(jié)構(gòu)，可迅速從金屬管中除去超導(dǎo)體中因局部淬火現(xiàn)象而產(chǎn)生的熱。
接著，將上述線材拉伸至所希望的直徑，制作以前體作為芯材并用銀等金屬包裹的單芯線(步驟S12)。接著，將多根該單芯線束緊，并裝配在由例如銀等金屬構(gòu)成的金屬管內(nèi)(多芯裝配步驟S13)。由此，可以得到具有許多由原材料粉末形成的芯材的多芯結(jié)構(gòu)材料。
接著，將上述多芯線結(jié)構(gòu)材料拉伸至所希望的直徑，制造將原料粉末1包埋在例如銀等外殼部分3中的多芯線(步驟S14)。由此，可以得到具有氧化物超導(dǎo)線材的原料粉末被金屬包裹的結(jié)構(gòu)的多芯線線材。
接著，壓延該線材，形成帶狀線材(步驟S15)。通過壓延可以提高原料粉末1的密度。接著，熱處理該帶狀線材(步驟S16)。該熱處理可以在例如約830℃的溫度下進(jìn)行。熱處理可以由原料粉末1形成氧化物超導(dǎo)相。因此，形成氧化物超導(dǎo)體2(圖1)。另外，也可以對(duì)帶狀線材進(jìn)行多次熱處理和壓延。
此處，通過實(shí)施方式1所示的制造方法得到原料粉末1，僅具有少量殘留物，例如碳。因此在熱處理線材時(shí)，殘留物釋放少量氣體至大氣中。結(jié)果，氧化物超導(dǎo)體2降低了在其晶體中形成空隙的趨勢，從而能夠提高氧化物超導(dǎo)體2的密度和純度。
通過以上的制造過程，可以得到圖4所示的氧化物超導(dǎo)線材。
該實(shí)施方式的氧化物超導(dǎo)線材4的制造方法包括(a)使用實(shí)施方式1所示原料粉末制造方法制造氧化物超導(dǎo)體2原料粉末的步驟(步驟S10)，和(b)使用原料粉末1制作氧化物超導(dǎo)線材4的步驟(步驟S11-步驟S16)。
由此，可以提高氧化物超導(dǎo)體2的密度。本發(fā)明氧化物超導(dǎo)線材可以用于例如超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)限流器和電力儲(chǔ)存裝置等超導(dǎo)裝置。
以下，對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用例實(shí)施例進(jìn)行說明。
應(yīng)用例1在本應(yīng)用例中，對(duì)導(dǎo)入冷卻氣的效果進(jìn)行研究。更具體地，將Bi、Pb、Sr、Ca和Cu材料粉末溶解于硝酸水溶液中。過濾該硝酸鹽水溶液除去雜質(zhì)。溶解這些材料粉末以使Bi∶Pb∶Sr∶Ca∶Cu為1.7∶0.4∶1.9∶2.0∶3.0。接著，將該硝酸鹽水溶液和噴霧用氣體混合。溶液噴霧器用于形成由許多數(shù)十微米的微細(xì)液滴組成的噴霧。將硝酸鹽水溶液的流量q設(shè)定為20ml/min。然后，使用載氣將該噴霧導(dǎo)入已加熱至最高溫度800℃的電爐內(nèi)。噴霧用氣體和載氣的總流量q1為50NL/min(NL＝0℃和1atm下的體積)。在這些條件下，在由噴霧用氣體和載氣構(gòu)成的氣氛(第一氣氛)中進(jìn)行噴霧的干燥和熱解，得到高溫原料粉末。
接著，使用載氣將向電爐外運(yùn)送高溫原料粉末。在導(dǎo)入有冷卻氣的氣氛(第二氣氛)中冷卻原料粉末。作為冷卻氣，使用二氧化碳濃度、氮氧化物濃度和水蒸氣濃度得到了控制的空氣。作為噴射用氣體、載氣和冷卻氣，使用水蒸氣濃度為0.01體積％的氣體。將冷卻氣中含有的二氧化碳濃度設(shè)定為10ppm(體積)。在本實(shí)施例中，使冷卻氣的流量(導(dǎo)入量的速率)q2在0-300NL/min之間變化，從而冷卻原料粉末。在比較例1中，在沒有導(dǎo)入冷卻氣的情況下，直接在含有被除去的溶劑成分的氣氛中進(jìn)行原料粉末的冷卻。
之后，通過利用載氣將原料粉末運(yùn)送至粉末回收器。粉末回收器將氣體和粉末分離，因此回收由復(fù)合金屬氧化物組成原料粉末。此外，將該原料粉末運(yùn)送至熱處理裝置中，并在氧氣分壓為0.02MPa的氣氛中于800℃的溫度下進(jìn)行10小時(shí)的熱處理，由此制造氧化物超導(dǎo)體的原料。向熱處理裝置的導(dǎo)入、加熱、冷卻和從熱處理裝置中的取出的步驟中任一步驟都是在水分為至多1體積％，二氧化碳含量為至多30ppm(體積)的氣氛中進(jìn)行。
接著，在銀管中填充原料粉末，并在真空中以及600℃的溫度下進(jìn)行10小時(shí)的熱處理，由此除去氣體。然后，將銀管末端銅焊，以將原料粉末真空密封，由此制作單芯線(single filament wire)。接著，在兩端被密封的情況下直接拉延該單芯線。將該拉伸的線切斷為55根線。將該55根線緊束在一起，并插入銀管中。在真空中以及600℃的溫度下對(duì)該具有55根線的銀管進(jìn)行10小時(shí)的熱處理，由此再次除去氣體。然后，將銀管末端銅焊，以將原料粉末真空密封，由此制作多芯線。接著，在兩端被密封的情況下直接進(jìn)行拉伸并壓延該多芯線，由此制作寬4mm，厚0.2mm的帶狀線。接著，在氧氣分壓為0.008MPa的氣氛中于820-830℃的溫度下，對(duì)該帶狀線進(jìn)行30小時(shí)的熱處理，由此形成Bi2223相。接著，在進(jìn)行中間的壓延操作之后，進(jìn)一步在氧氣分壓為0.008MPa的氣氛中于810-820℃的溫度下，對(duì)該線進(jìn)行50小時(shí)的熱處理，由此制造氧化物超導(dǎo)線材。在77K的自磁場(ownmagetic field)中測定所得氧化物超導(dǎo)線材的臨界電流值。在冷卻氣流量q2等原料粉末的制造條件和所得氧化物超導(dǎo)線材的臨界電流值示于表1。
參照表1，所謂全部氣體(q1+q2)，是指導(dǎo)入冷卻氣后的氣氛(圖2中的氣氛16(第二氣氛))。在沒有導(dǎo)入冷卻氣的比較例1中，全部氣體中含有的NO2濃度為3.7體積％，H2O濃度為32體積％，露點(diǎn)為71℃，三者中的每一個(gè)值都很高。此外，比較例1中氧化物超導(dǎo)線材的臨界電流值為18kA/cm2。另一方面，在以50NL/min的流量導(dǎo)入冷卻氣的本發(fā)明的實(shí)施例1中，全部氣體中含有的NO2濃度為2.3體積％，H2O濃度為20體積％，露點(diǎn)為60℃，它們的值都比比較例1要低。此外，由于冷卻氣中含有的二氧化碳濃度被降低至10ppm(體積)。因此，相信全部氣體中含有的二氧化碳也比比較例1中要低。此外，本發(fā)明的實(shí)施例1中氧化物超導(dǎo)線材的臨界電流值為20kA/cm2。由以上結(jié)果可知，通過增加冷卻氣流量而降低全部氣體中含有的二氧化碳濃度，氮氧化物和水蒸氣的濃度，能夠提高氧化物超導(dǎo)線材的臨界電流值。
此外，比較本發(fā)明的實(shí)施例1-4可知，本發(fā)明的實(shí)施例3-4具有高至40kA/cm2或以上的臨界電流值。更具體地，在實(shí)施例3中，全部氣體流量(q1+q2)是硝酸鹽水溶液流量(q)的10000倍本發(fā)明的實(shí)施例。在實(shí)施例4中，全部氣體流量(q1+q2)是硝酸鹽水溶液流量(q)的10000倍或以上，并且全部氣體(q1+q2)中含有的H2O濃度小于10體積％本發(fā)明的實(shí)施例。由此可知，通過使噴霧用氣體、載氣和冷卻氣加入的全部氣體的體積流量為硝酸鹽水溶液流量的10000倍或以上，或者使第二氣氛的水蒸氣濃度為至多10％，可以提高臨界電流值。
應(yīng)用例2在本應(yīng)用例中，對(duì)噴霧用氣體、載氣和冷卻氣各自所含的二氧化碳濃度和臨界電流值的關(guān)系進(jìn)行研究。具體為，用和應(yīng)用例1大致相同的方法制造氧化物超導(dǎo)體原料，并使用該原料制造氧化物超導(dǎo)線材。但是，通過使噴霧用氣體、載氣和冷卻氣各自的二氧化碳濃度在1-300ppm(體積)的范圍內(nèi)變化而導(dǎo)入。所得氧化物超導(dǎo)線材的臨界電流值示于表2。


參照表2，本發(fā)明的實(shí)施例6-8具有高至40kA/cm2或以上的臨界電流值。更具體地，在這些實(shí)施例中，噴霧用氣體、載氣和冷卻氣各自之中所含二氧化碳濃度為30ppm(體積)或更少。由此可知，通過使噴霧用氣體、載氣和冷卻氣各自之中所含二氧化碳濃度為至多30ppm(體積)，可以提高臨界電流值。
應(yīng)用例3在本應(yīng)用例中，對(duì)噴霧用氣體、載氣和冷卻氣各自所含的水蒸氣濃度以及熱處理裝置中的氣氛和臨界電流值的關(guān)系進(jìn)行研究。具體為，用和應(yīng)用例1大致相同的方法制造氧化物超導(dǎo)體原料，并使用該原料制造氧化物超導(dǎo)線材。但是，通過使噴霧用氣體、載氣和冷卻氣各自的水蒸氣濃度在0.0004-2體積％的范圍內(nèi)變化而導(dǎo)入。此外，使熱處理裝置中的水蒸氣濃度在1-4體積％的范圍內(nèi)變化，并使二氧化碳濃度在30-300ppm(體積)的范圍內(nèi)變化，由此對(duì)原料粉末進(jìn)行熱處理。所得氧化物超導(dǎo)線材的臨界電流值示于表3。


參照表3，本發(fā)明的實(shí)施例10-13具有高至39kA/cm2或以上的臨界電流值。更具體地，在這些實(shí)施例中，噴霧用氣體、載氣和冷卻氣各自之中所含水蒸氣濃度為1體積％或更少，熱處理裝置中的水蒸氣濃度為1體積％或更多，并且熱處理裝置中的二氧化碳濃度為至多30體積％。由此可知，通過使噴霧用氣體、載氣和冷卻氣各自之中所含水蒸氣濃度為至多1體積％，可以提高臨界電流值。
應(yīng)用例4在應(yīng)用例中，對(duì)第一氣氛的體積和臨界電流值的關(guān)系進(jìn)行研究。具體為，用和應(yīng)用例1大致相同的方法制造氧化物超導(dǎo)體原料，并使用該原料制造氧化物超導(dǎo)線材。但是，使第一氣氛的體積為100(升)，并使第一氣氛氣體的體積流量和由溶液產(chǎn)生的氣體的體積流量的總體積流量在3.3-1199(升/秒)的范圍內(nèi)變化。所得氧化物超導(dǎo)線材的臨界電流值示于表4及圖6。


參照表4及圖6，本發(fā)明的實(shí)施例17-21具有高至35kA/cm2或以上的臨界電流值。更具體地，在這些實(shí)施例中，V/(q1+q2)滿足0.1秒以上20秒以下。由此可知，通過使第一氣氛的體積滿足0.1秒≤V/(q1+q2)≤20秒的關(guān)系，可以提高臨界電流值。
以上所公開的實(shí)施方式及實(shí)施例在所有方面都應(yīng)理解為說明而非限制本發(fā)明。本發(fā)明的范圍并非由上述實(shí)施方式及實(shí)施例表示，而是由專利權(quán)利要求的范圍進(jìn)行表示，并希望包括在等效于專利權(quán)利要求范圍的含義以及在其范圍內(nèi)的所有修正和變化。
工業(yè)適用性本發(fā)明氧化物超導(dǎo)體原料的制造方法以及氧化物超導(dǎo)線材的制造方法優(yōu)選適用于鉍系的氧化物超導(dǎo)體原料的制造方法以及氧化物超導(dǎo)線材的制造方法，特別地，優(yōu)選適用于含有鉍、鉛、鍶、鈣和銅，并且含有以(鉍和鉛)∶鍶∶鈣∶銅近似為2∶2∶2∶3的比率作為其原子比所表示的Bi2223相的Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O系的氧化物超導(dǎo)體原料的制造方法以及使用該原料制造氧。
權(quán)利要求
1.一種制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法，該方法包括以下步驟(a)在溶液中使含有構(gòu)成氧化物超導(dǎo)體的原子的材料離子化；(b)在第一氣氛中噴射所述溶液以除去溶劑，由此制造含有所述構(gòu)成所述氧化物超導(dǎo)體的原子的粉末；和(c)在導(dǎo)入有冷卻氣的第二氣氛中，冷卻所述粉末；其中所述第二氣氛中的二氧化碳濃度比含有被除去的溶劑成分的第一氣氛中的二氧化碳濃度要低；所述第二氣氛中的氮氧化物濃度比含有被除去的溶劑成分的第一氣氛中的氮氧化物濃度要低；以及所述第二氣氛中的水蒸氣濃度比含有被除去的溶劑成分的第一氣氛中的水蒸氣濃度要低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法，其中所述制造粉末的步驟包括以下步驟(b1)將所述溶液和噴霧用氣體一起噴射；和(b2)通過利用載氣將所述溶液從所述第一氣氛運(yùn)送至所述第二氣氛，將所述噴霧用氣體、所述載氣和所述冷卻氣加入而形成的全部氣體的體積流量是所述溶液體積流量的至少10000倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法，其中所述制造粉末的步驟包括以下步驟(b1)將所述溶液和噴霧用氣體一起噴射；和(b2)通過利用載氣將所述溶液從所述第一氣氛運(yùn)送至所述第二氣氛；所述第二氣氛中的水蒸氣的濃度為至多10體積％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法，其中所述制造粉末的步驟包括以下步驟(b1)將所述溶液和噴霧用氣體一起噴射；和(b2)通過利用載氣將所述溶液從所述第一氣氛運(yùn)送至所述第二氣氛，滿足0.1秒≤V/(q1+q2)≤20秒的關(guān)系，其中q1(升/秒)為將所述噴霧用氣體和所述載氣加入而形成的所述第一氣氛氣體的體積流量，q2(升/秒)為由溶液產(chǎn)生的氣體體積流量，以及V(升)為所述第一氣氛的體積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法，其中所述制造粉末的步驟包括以下步驟(b1)將所述溶液和噴霧用氣體一起噴射；和(b2)通過利用載氣將所述溶液從所述第一氣氛運(yùn)送至所述第二氣氛，其中所述噴霧用氣體、所述載氣和所述冷卻氣中每種具有至多1體積％的水蒸氣濃度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法，其中所述制造粉末的步驟包括以下步驟(b1)將所述溶液和噴霧用氣體一起噴射；和(b2)通過利用載氣將所述溶液從所述第一氣氛運(yùn)送至所述第二氣氛，其中所述噴霧用氣體、所述載氣和所述冷卻氣中每種具有至多30ppm(體積)的二氧化碳濃度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法，其中在所述冷卻粉末的步驟之后，進(jìn)一步包括熱處理所述粉末的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法，其中(a)還提供在熱處理所述粉末之后立即冷卻粉末的步驟；(b)熱處理所述粉末的步驟和熱處理所述粉末之后立即冷卻該粉末的步驟兩者是在熱處理裝置內(nèi)進(jìn)行的；以及(c)在下述的每一種氣氛中，水蒸氣的濃度至多為1體積％(c1)向所述熱處理裝置內(nèi)導(dǎo)入所述粉末時(shí)所述熱處理裝置內(nèi)的氣氛；(c2)熱處理所述粉末時(shí)所述熱處理裝置內(nèi)的氣氛；(c3)冷卻所述粉末時(shí)所述熱處理裝置內(nèi)的氣氛；以及(c4)從所述熱處理裝置中取出所述粉末時(shí)所述熱處理裝置內(nèi)的氣氛。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法，其中(a)還提供在熱處理所述粉末之后立即冷卻粉末的步驟；(b)熱處理所述粉末的步驟和熱處理所述粉末之后立即冷卻該粉末的步驟兩者是在熱處理裝置內(nèi)進(jìn)行的；以及(c)在下述的每一種氣氛中，二氧化碳的濃度為至多30ppm(體積)(c1)向所述熱處理裝置內(nèi)導(dǎo)入所述粉末時(shí)所述熱處理裝置內(nèi)的氣氛；(c2)熱處理所述粉末時(shí)所述熱處理裝置內(nèi)的氣氛；(c3)冷卻所述粉末時(shí)所述熱處理裝置內(nèi)的氣氛；以及(c4)從所述熱處理裝置中取出所述粉末時(shí)所述熱處理裝置內(nèi)的氣氛。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法，其中所述溶液是硝酸水溶液。
11.一種制造氧化物超導(dǎo)線材的方法，其包括以下步驟(a)使用權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法制造氧化物超導(dǎo)體原料，和(b)使用所述氧化物超導(dǎo)體原料制造氧化物超導(dǎo)線材。
12.一種氧化物超導(dǎo)裝置，其安裝有由權(quán)利要求11所述的制造氧化物超導(dǎo)線材的方法制造的氧化物超導(dǎo)線材。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種制造氧化物超導(dǎo)體原料的方法，該方法包括以下步驟(a)在溶液中使含有構(gòu)成氧化物超導(dǎo)體的原子的材料離子化；(b)在第一氣氛中噴射所述溶液以除去溶劑，由此制造含有所述構(gòu)成所述氧化物超導(dǎo)體的原子的粉末；和(c)在導(dǎo)入有冷卻氣的第二氣氛中，冷卻所述粉末；其中所述第二氣氛中的二氧化碳濃度比含有被除去的溶劑成分的第一氣氛中的二氧化碳濃度要低；所述第二氣氛中的氮氧化物濃度比含有被除去的溶劑成分的第一氣氛中的氮氧化物濃度要低；以及所述第二氣氛中的水蒸氣濃度比含有被除去的溶劑成分的第一氣氛中的水蒸氣濃度要低。所述規(guī)定使得所述方法能夠提高氧化物超導(dǎo)體的密度和純度。
文檔編號(hào)H01B12/10GK1956926SQ20068000023
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2006年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月2日
發(fā)明者綾井直樹 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社