酸化物超電導体の線材加工に及ぼす製造条件の影響

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本研究の成果は次のようにまとめられる。1.1粉末充填管のスエ-ジング加工に伴う粉体充填率の変化:粉末の充填率の細線化加工による上昇を調べた。YBCO粉を外径15mmの銅管に充填した状態、及びそれを6mmと3mmまで加工した状態での充填率は、それぞれ61、77、78%であった。加工後の充填率が低い事は、臨界電流の上昇には二次的な圧縮加工が必要な事を示唆している。1.2粉末充填管のスエ-ジング加工に伴う外管の破壊の解析:粉体の塑性流動応力とスエ-ジング加工での管の破壊の起こり易さを結びつけ、金属管の降伏応力Ymに対する摩擦応力τの比Hが重要な因子であることを示した。YBCOでは直径に対する管厚の比が10%以下にならない限り破壊は起こらないであろうと予言できた。1.3テ-プ材の熱間及び冷間圧延の加工性の比較:酸化物超電導材の熱間圧延での加工性について調べた。粉体部に顕著なくびれが認められた時の板厚は、冷間圧延の場合YBCOで0.1mm、BPSCCOで0.06mm、熱間圧延の場合それぞれ0.25mmおよび0.20mmであった。すなわち冷間、熱間ともにBPSCCO材の方がYBCO材より加工性が良く、また熱間圧延は冷間圧延に比べて加工性がかなり劣った。またくびれに及ぼす金属部の厚さの影響は小さかった。2.1酸化物超伝導材は高温変形によってC軸配向が強まり、臨界電流などに良い影響が現われる。しかし変形温度が973Kの場合変形によって伝導特性が劣化するので、再度熱処理する必要がある。1103Kで酸素分圧を1/13、1/5、1気圧と変えて焼鈍した結果、高分圧ほど酸化が進み、不純物相ができ易いことが分かった。しかし伝導特性は必ずしも不純物相の量に依存しなかった。この原因は酸素を吸収すると(1)不純物相の形成による劣化と、(2)ホ-ルの形成による伝導特性の改善、が同時に進行するためと思われた。そこで酸素分圧1/13気圧で長時間、次いで1/5気圧で短時間焼鈍という2段階焼鈍法を用い、導電特性を圧縮変形以前より改善することができた。2.2変形温度が973Kの場合導電特性が劣化する原因は、変形中の酸素の吸収による不純物の形式にある。そこで1073Kで加工を行なったところ、その後に熱処理を加えなくても変形前より導電性が改善された。銀被覆材に於いても高温圧縮変形とその後の熱処理の導電特性に及ぼす影響は、叙上のペレット材の結果と同様であった。