[发明专利]Bi2223超导线材的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Bi-2223基超导线的制造方法。

背景技术

通过将粉末填入管(powder-in-tube)的方法，使用由Bi-2223相形成的超导体，将Bi-2223基超导线形成为长的、带状导线。根据该方法，将粉末填入金属管中以制造单丝导线，该粉末包括由超导相形成的粉末。然后，将多个单丝导线束在一起以将其插入护套部分。因此，获得多丝结构。对具有多丝结构的基本导线进行例如牵拉和轧制的处理以实现带状。对带状导线进行热处理以将其烧结。因此，可以制成具有超导性的Bi-2223基超导线。

在上述制造方法中，当在空气中将粉末填入金属管时，吸附了1000ppm或更多的杂质气体例如极性分子。通过随后的例如牵拉和轧制的成形过程，使粉末非常密实。从而，吸附的杂质气体在超导体的晶体之间产生了空隙，或者与粉末结合而在超导细丝中产生干扰。结果，产生了临界电流值减少的问题。

另外，当在气氛中将粉末填入金属管时，空气阻力阻止达到至少30％的填充密度(pack density)。在填充密度低的粉末区域，大量的空隙增加了例如牵拉和轧制的成形过程中的密度变化。这个增加导致Bi-2223基超导晶体中的定向干扰。结果，也产生了临界电流值减少的问题。

另外，为了除去吸附的杂质气体，有时执行热处理。这样，在加热的时候金属管内部和外部之间的压力差大。这个大的压力差减少了粉末的填充密度。该粉末的填充密度的减少也产生了临界电流值减少的问题。

考虑到上述情况，为了除去金属管中的杂质气体，已公布的日本专利申请特开2004-87488(专利文献1)和特开2001-184956(专利文献2)已经公开了这样的方法，其中在减少压力的条件下密封填充有粉末的金属管的开口。

专利文献1：已公布的日本专利申请特开2004-87488。

专利文献2：已公布的日本专利申请特开2001-184956。

发明内容

本发明解决的问题

然而，即使在上述由专利文献1和2公开的方法中，当将粉末填入金属管时仍然吸附了杂质气体。因此，保留了在除去杂质气体方面的改进的余地。

考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种制造Bi-2223基超导线的方法，在该方法中，通过在将前体填入金属管的时候和在密封金属管的时候都减少杂质气体的进入而增加临界电流值。

解决问题的方法

本发明的制造Bi-2223基超导线的方法提供有制备步骤、填充步骤和密封步骤。制备步骤执行前体的制备，其中前体为粉末并且由包含Bi-2212相的主相和包括Bi-2223相和非超导相的其余相(remainder)形成。填充步骤在至多1000Pa的压力下执行将前体填入金属管。密封步骤在至多1000Pa的压力下执行对填充有前体的金属管的密封。

根据本发明的制造Bi-2223基超导线的方法，在至多1000Pa的压力下执行填充步骤和密封步骤不但可以在将前体填入金属管的时候减少杂质气体，而且可以在杂质气体减少的状态下密封金属管。因此，在例如牵拉和轧制的成形过程中，可以防止由于杂质气体的存在而产生的Bi-2223超导相的定向干扰。结果，可以增加临界电流值。

在上述制造Bi-2223基超导线的方法中，优选在包含氧的气氛中执行填充步骤和密封步骤。

当在填充步骤和密封步骤中金属管里包含氧时，在密封步骤之后的热处理中，可以促进从前体的Bi-2212相到Bi-2223相的反应。因此，可以制造临界电流值高的Bi-2223基超导线。

在上述制造Bi-2223基超导线的方法中，优选在氧分压在1Pa以上100Pa以下的气氛中执行填充步骤和密封步骤。

当这个条件满足时，在密封步骤之后的热处理中，可以促进从前体的Bi-2212相到Bi-2223相的反应。因此，可以制造临界电流值高的Bi-2223基超导线。

在上述制造Bi-2223基超导线的方法中，优选在相同的容器中执行填充步骤和密封步骤。这个条件可以易于在上述压力下的制造。

在上述制造Bi-2223基超导线的方法中，优选在填充步骤和密封步骤之间进一步提供加热步骤，并且该加热步骤在至少100℃并且至多800℃的温度下以及至多1000Pa的压力下执行对填充有前体的金属管的加热。

当这个条件满足时，可以进一步除去被填入金属管的前体吸附的杂质气体。因此，可以制造临界电流值高的Bi-2223基超导线。