(57)【要約】【課題】  超伝導性ナノアーキテクチャを備えた焼結セラミック複合リードの提供。【解決手段】  （Ａ）＊ナノサイズ超伝導粒と、＊ナノ厚多酸化ケイ酸塩ガラス膜及びドットを構成する追加相エレメントと、＊ナノサイズドットの形状をした、無機エレメント等の組合せから構成する更に別のナノサイズ相エレメントと、から成る物理−化学相組成と、  （Ｂ）幾何学的に規則的な３Ｄセッティングネットワークを備え、粒界領域に存在する追加の及び更に別の相エレメントから成り、ナノサイズ超伝導粒をケージング及びフレーミングし、追加の及び更に別の相エレメントによって囲まれた超伝導粒を備える３Ｄナノサイズセルネットワークとともに成形し、超伝導粒のナノセッティングを提供する３次元超伝導ナノ構造と、を備えた焼結セラミック複合超伝導マクロリード。【選択図】  図２
2007533108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超伝導性ナノアーキテクチャを備えた焼結セラミック複合超伝導マクロリードであって、
（Ａ）＊超伝導体セラミック結晶から成り、基盤相エレメントを形成するナノサイズ超伝導粒と、
＊超伝導粒のナノサイズより遥かに小さいナノ厚のナノ厚多酸化ケイ酸塩ガラス膜及びドットを構成する追加相エレメントと、
＊ナノサイズドットの形状をした、無機エレメント及び混合ドープ及び焼結助剤、最終的に砕かれた超伝導セラミック結晶、不純物粒子、熱化学的に修飾された超伝導セラミック結晶、並びにこれらの組合せから構成する更に別のナノサイズ相エレメントと、
から成る物理−化学相組成と、
（Ｂ）幾何学的に規則的な３Ｄセッティングネットワークを備え、
粒界領域に存在する前記追加相エレメント及び前記更に別の相エレメントから成り、
前記ナノサイズ超伝導粒をケージング及びフレーミングし、
前記追加相エレメント及び前記更に別の相エレメントによって囲まれて前記超伝導粒を備える前記３Ｄナノサイズセルネットワークとともに成形し、
前記超伝導粒のナノセッティングを提供する３次元超伝導ナノ構造と、
を備えたことを特徴とする超伝導性ナノアーキテクチャを備えた焼結セラミック複合超伝導マクロリード。
【請求項２】
前記超伝導体セラミック結晶は、前記マクロリード内の電流束を十分に高めるように配向され、
前記結晶粒は、結晶学的平面に非常に均一に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の焼結セラミック複合超伝導マクロリード。
【請求項３】
前記リードの８０重量パーセント超は、超伝導性化学量論、形態、及び特性を備えた前記ナノサイズセラミック複合結晶を構成し、
前記化学量論及び形態は、原料組成の基礎部分として用いられて前記超電導体リードを構成する原料粉末粒子を構成する単一の超電導体結晶の化学量論及び形態に十分に近いことを特徴とする請求項１に記載の焼結セラミック複合超伝導マクロリード。
【請求項４】
前記リードの１−１５重量パーセントは、前記ナノサイズ多酸化ケイ酸塩ガラス膜及びドットを構成し、
前記ケイ酸塩ガラス及びドットは、前記超電導体セラミック結晶と、焼かれたシリコーンポリマーの原料添加剤のシリコーンエレメント含有残留物−ＳＩ−Ｏ−との熱化学的相互作用の焼結産物であることを特徴とする請求項１に記載の焼結セラミック複合超伝導マクロリード。
【請求項５】
前記セラミック結晶は、銅多酸化物ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ超電導体セラミック結晶であり、
前記結晶は、前記マクロリード内の電流束の方向に垂直なｃ軸に十分配向されており、
前記結晶及び結晶粒は、ａ−ｂ結晶平面において十分一様に配列され、
前記結晶は、４００℃−４７５℃での保圧によって熱酸素処理され、
これによって前記化学量論式ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘにおいて０≦ｘ≦０．３となることを特徴とする請求項１に記載の焼結セラミック複合超伝導マクロリード。
【請求項６】
液体窒素温度≦７７Ｋにおける前記ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘに基づいた超伝導マクロリードは、前記マクロリードの電気工学応用を構成する、実用的に些細な熱損失、実用的にかなりの磁化率、並びに実用的にかなりの推進空中浮揚及びマイスナー効果で、電流輸送能力１０３−１０８アンペア／ｃｍ２を提供することを請求項１に記載の焼結セラミック複合超伝導マクロリード。
【請求項７】
請求項１に記載の焼結セラミック複合超伝導マクロリード、及び連続的な丸型多重素線縒り線を製造する方法であって、前記製造方法は主要なプロセスに係る次の３つのグループを結果的に備えることを特徴とする：
＊  原料ナノ粒子とシリコーンポリマー添加剤エマルジョンとの、均質の懸濁液を微細製作する有機液体溶媒においてする混合；
＊  前記懸濁液を用い、ａ）及びｂ）のプロセスタイプと、ａ）のプロセスタイプからの少なくとも１つのプロセスとの組合せを備える半製品の成形：
ａ）−平らでカーブのある基板表面を粘着剤被覆
−粘着剤被覆素線基板の浸漬
−スリップキャスティング
−乾いた／濃縮された懸濁液を用いる乾式プレス成形又は押出成形／射出成形、
ｂ）超電導粒の電子磁気的に誘導された配向；
＊  次の２つのプロセスタイプの組合せを備える、該形成物の多段階熱化学処理：
ａ）３Ｄ配列を構成し、シリコーンポリマーネットワークの足場剤によって超電導粒を組織化する重合
ｂ）材料乾燥、添加剤の有機成分の焼成、加熱、分解溶融完全焼結、冷却及び結晶酸化プロセスを備える乾燥及び焼成プロセスを構成する熱化学処理。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超伝導性を示すナノアーキテクチャを備えた焼結されたセラミック複合リードに関する。
【背景技術】
【０００２】
１９８６年、ＩＢＭの科学者２名が、著しく高められ従って容易に達成可能な冷却温度で膨大な電流輸送能力／容量（ＪＡ／ｃｍ２）を有する銅含有多酸化セラミック粒子の研究でノーベル物理学賞を受け取った。確かに、例えば安価の液体窒素（ＬＮ）冷媒環境における高電流密度は、高度電流リード及び機器の、比例的に減少された断面積故にまたコスト、サイズ及び重さに帰着する。そのため、１９８６年以来、多くの科学者及びエンジニアが、発見された高温超伝導体（ＨＴＳ：Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）セラミック粒子や混合物を、しかるべき化学量論を用いて、電気エネルギー伝送や応用産業のためのＨＴＳ電線及びその他のマクロリードに活用しようと試みてきた。
【０００３】
電流が通常の（銅）線材を通過する際、「通常の」抵抗を克服する方法には、２つのマイナス効果がある。１つは抵抗を克服する必要があるので電力が消費されるということであり、もう１つはその際に熱が生じるということである。（高価な液体ヘリウム温度での）合金や（安価な液体窒素温度での）セラミック単結晶が超伝導であるということは、電気が一定の低温状態においてかかるリードをほんの僅かの抵抗（殆ど零）及び熱発生で通過できるということを意味する。
【０００４】
同質の合金超伝導体が同様の超伝導性により容易にスケールアップなしえる一方、複数の超伝導セラミックナノ結晶又は粒状の超伝導体から形作られた（形成された）塊は単結晶の超伝導性を保持しない。したがって、一定の電流輸送能力を持つには、我々が発明したように、ＨＴＳ粒状セラミックリードは、セラミック複合体の一定の超伝導ナノアーキテクチャを成し遂げるために、熱化学処理され、焼結されなければならない。
【０００５】
我々の実践的な目標は、既製の利用可能なＨＴＳセラミック粉末粒子を使い、通常の銅リード（銅と銀はどちらも最もよく知られ使用されているリードである）の室温での電流輸送能力Ｊ＝２００−５００Ａ／ｃｍ２よりさらに高い電流輸送能力を達成する、安価で、耐久性があり、さらに信頼性のあるＨＴＳセラミック複合リードを、超微細製作し使用することである。
【０００６】
また、材料超伝導は、対象の磁気推進（空中浮揚）、電流測定の精度向上（電気・電子のシステム・デバイスの遥かに高い感度と精度）、及び超伝導体磁気エネルギー貯蔵システムを用いる電気エネルギーの集積と長期貯蔵を可能にする、超伝導体応用による３つの独特の現象を実現するに違いない。
【０００７】
ＨＴＳセラミック粒子は環境による影響に脆く、化学的な活性分解を起こしやすい。これらの科学的・技術的問題は、我々が米国において特許を取得した、ＨＴＳ−ＣＳＰ素線及び表面コートされた３次元ＨＴＳ−ＣＳＰリードの費用効果的な製作に適する、セラミックシリコーン処理（ＣＳＰ：ｃｅｒａｍｉｃ−ｓｉｌｉｃｏｎｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）法とＨＴＳ−ＣＳＰ複合材料とにより解決される（特許文献１、特許文献２、特許文献３、非特許文献４、非特許文献５及び非特許文献６）。しかしながら、これらの発明と我々の刊行物においては、ＨＴＳ−ＣＳＰ材料の物理−化学相変態とナノアーキテクチャ、並びに前記ナノアーキテクチャの材料特性に対する影響について熟考されていなかった。
【０００８】
先に発明された（特許文献１、特許文献２、特許文献３、非特許文献４、非特許文献５及び非特許文献６）ＨＴＳ−ＣＳＰ材料及びマクロリードに係る、我々の最新発明である特定の超伝導ナノアーキテクチャは、非常に重要である。この超伝導ナノアーキテクチャの制御により、前記ＨＴＳ−ＣＳＰリードの特性及び生産能力を制御して向上することが可能となるのである。焼結超伝導複合セラミック材料に係る新発明の超伝導ナノアーキテクチャと、この材料によるマクロリードとの幾つかの特徴は、最近公表された（非特許文献７、非特許文献８、非特許文献９）。但し、それらはこの特許出願の前１２か月以内に公表されたものである。
【特許文献１】ロクヴァーガー  アナトリー  イー＝トプチアシュヴィリ  ミハイル  アイ「超伝導体複合材料」米国特許第６，６１７，２８４号、２００３年９月９日、１０クレーム（英語表記：Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａｎａｔｏｌｙ  Ｅ．  ＆  Ｔｏｐｃｈｉａｓｈｖｉｌｉ，  Ｍｉｋｈａｉｌ  Ｉ．  “Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ”，  ＵＳ  Ｐａｔｅｎｔ  ＃  ６，６１７，２８４，  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ９，  ２００３，  １０  ｃｌａｉｍｓ）
【特許文献２】トプチアシュヴィリ  エム＝  ロクヴァーガー  エイ「高温超伝導体複合材料」米国特許第６，２３９，０７９号、２００１年５月２９日、１８クレーム且２図面（英語表記：Ｔｏｐｃｈｉａｓｈｖｉｌｉ，  Ｍ．  ＆  Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａ．  “Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ”，  ＵＳ  Ｐａｔｅｎｔ  ＃  ６，２３９，０７９，  Ｍａｙ  ２９，  ２００１，  １８  Ｃｌａｉｍｓ  ＆  ２  Ｄｒａｗｉｎｇｓ）
【特許文献３】トプチアシュヴィリ  エム＝  ロクヴァーガー  エイ「ＨＴＳセラミックス、銀及びシリコーンの合成を使用する高温超伝導体線材及びその他のバルク型製品のコンベア生産法」米国特許第６，０１０，９８３号、２０００年１月４日、３２クレーム且３図面（英語表記：Ｔｏｐｃｈｉａｓｈｖｉｌｉ，  Ｍ．  ＆  Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａ．  “Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｃｏｎｖｅｙｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｗｉｒｅ，  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｂｕｌｋ−Ｓｈａｐｅｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ＨＴＳ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ，  Ｓｉｌｖｅｒ，  ａｎｄ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ”，  ＵＳ  Ｐａｔｅｎｔ  ＃  ６，０１０，９８３，  Ｊａｎｕａｒｙ  ４，  ２０００，  ３２  Ｃｌａｉｍｓ  ＆  ３  Ｄｒａｗｉｎｇｓ．）
【非特許文献４】ロクヴァーガー  エイ＝チギリンスキー  エル「粘着剤コートされたＨＴＳ線材及びその他の革新材料」第１０４回年次会議＆博覧会、米セラミック学会、２００２年４月２８日乃至５月１日、ミズーリ州セントルイス、抄本（ＡＭＦ  ４−Ｐ−０１−２００２）第１９８頁乃至第１９９頁；及びセラミック・トランザクション第１４０巻第３７５頁乃至第３８４頁、エディタ：エイ  ゴヤル＝ダブリュー  ウォン−エヌジー＝エム  ムラカミ＝ジェイ  ドリスコル「高温超伝導体の加工」米セラミック学会、オハイオ州ウェスターヴィル、２００３年（英語表記：Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａ．  ＆  Ｃｈｉｇｉｒｉｎｓｋｙ，  Ｌ．  “Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｃｏａｔｅｄ  ＨＴＳ  Ｗｉｒｅ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”，  １０４ｔｈ  Ａｎｎｕａｌ  Ｍｅｅｔｉｎｇ  ＆  Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ，  Ｔｈｅ  Ａｍｅｒ．  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ａｐｒ．２８  −  Ｍａｙ  １，  ２００２，  Ｓｔ．  Ｌｏｕｉｓ，  Ｍｉｓｓｏｕｒｉ，  Ａｂｓｔｒ．  Ｂｏｏｋ，  （ＡＭＦ  ４−Ｐ−０１−  ２００２），  ｐｐ．１９８−１９９；  ａｎｄ  ｐｐ．  ３７５−３８４  ｉｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，  ｖ．  １４０，  Ｅｄ．  Ａ．  Ｇｏｙａｌ，  Ｗ．  Ｗｏｎｇ−ＮＧ，  Ｍ．  Ｍｕｒａｋａｍｉ，  ａｎｄ  Ｊ．  Ｄｒｉｓｃｏｌｌ，  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ｗｅｓｔｅｒｖｉｌｌｅ，  ＯＨ，  ２００３）
【非特許文献５】ロクヴァーガー  エイ＝チギリンスキー  エル＝トプチアシュヴィリ  エム「連続的なＨＴＳ丸型線材の低コスト生産技術」米セラミック学会会報第８０巻第１２号第３７頁乃至第４２頁（２００１年）（英語表記：Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａ．，  Ｃｈｉｇｉｒｉｎｓｋｙ，  Ｌ．  ＆  Ｔｏｐｃｈｉａｓｈｖｉｌｉ，  Ｍ．  “Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ＨＴＳ  Ｒｏｕｎｄ  Ｗｉｒｅ，”  Ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，  Ｖｏｌ．  ８０，  Ｎｏ．１２，  ｐｐ．  ３７−４２  （２００１））
【非特許文献６】ロクヴァーガー  エイ＝チギリンスキー  エル「ＨＴＳセラミックフィラメント及びその他の材料の費用効果的技術」先端セラミックスガラス国際会議、米セラミック学会、環太平洋４、セクション４、高ＴＣ超伝導体−新世紀における新規加工法とその適用、２００１年１１月４−８日、ハワイ、抄本第６６頁（英語表記：Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａ．  ＆  Ｃｈｉｇｉｒｉｎｓｋｙ，  Ｌ．  “Ｃｏｓｔ  Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  ＨＴＳ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｆｉｌａｍｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”，  Ａｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  ａｎｄ  Ｇｌａｓｓｅｓ，  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  ＰＡＣ  ＲＩＭ  ４，  Ｓｅｃｔｉｏｎ  ４．  Ｈｉｇｈ  ＴＣ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ  −  Ｎｏｖｅｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｎｅｗ  Ｍｉｌｌｅｎｎｉｕｍ，  Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  ４−８，  ２００１，  Ｈａｗａｉｉ，  Ａｂｓｔｒａｃｔ  ｂｏｏｋ，  ｐ．６６．）
【非特許文献７】ロクヴァーガー  エイ＝チギリンスキー  エル「超伝導セラミックスの工学」ジャーナル・エレクトロニック・パッケージング、米機械学会（ＡＳＭＥ）、第２６巻第１号第２６頁乃至第３３頁（２００４年３月）（英語表記：Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａ．  ＆  Ｃｈｉｇｉｒｉｎｓｋｙ，  Ｌ．  “Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｏｆ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ”，  Ｊｏｕｒｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇ），  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  （ＡＳＭＥ），  Ｖｏｌ．  ２６，  ＃１，  ｐｐ．  ２６−３３．  （Ｍａｒｃｈ  ２００４））
【非特許文献８】ロクヴァーガー  エイ＝チギリンスキー  エル「利用可能な超伝導体セラミックスに関する新規ナノテクノロジー」第１０５回年次会議＆博覧会、米セラミック学会、２００３年４月２７日乃至３０日、テネシー州ナッシュビル−抄本第６１頁乃至第６２頁；及びセラミック・トランザクション第１４８巻第１６３頁乃至第１７０頁「セラミックナノ材料とナノテクノロジーＩＩ」ミスター  ド  ゴール  エム＝ゼット  フー＝ワイ  ゴゴッチ＝エス  ダブリュー  ルー編、米セラミック学会オハイオ州ウェスターヴィル（２００４年）（英語表記：Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａ．  ＆  Ｃｈｉｇｉｒｉｎｓｋｙ，  Ｌ．  “Ｎｏｖｅｌ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｕｓａｂｌｅ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ”，  １０５ｔｈ  Ａｎｎｕａｌ  Ｍｅｅｔｉｎｇ  ＆  Ｅｘｐ．，  Ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ａｐｒｉｌ  ２７−３０，  ２００３，  Ｎａｓｈｖｉｌｌｅ，  ＴＮ  −  Ａｂｓ．  ｂｏｏｋ，  ｐｐ．  ６１−６２；  ａｎｄ  ｐｐ．  １６３−１７０  ｉｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，  Ｖｏｌ．  １４８，  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ＩＩ，  Ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ  Ｍ．  Ｒ．  Ｄｅ  Ｇｕｉｒｅ，  Ｍ．，  Ｚ．  Ｈｕ，  Ｙ．  Ｇｏｇｏｔｓｉ，  ａｎｄ  Ｓ．  Ｗ．  Ｌｕ．  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ｗｅｓｔｅｒｖｉｌｌｅ，  ＯＨ．  ２００４）
【非特許文献９】ロクヴァーガー  エイ＝チギリンスキー  エル「超伝導セラミック品の型に捕われないナノ粒子テクノロジー」２００３年材料研究学会（ＭＲＳ）春季会議、４月２１日乃至２５日、カリフォルニア州サンフランシスコ、抄本第３４５頁；  及びＭＲＳシンポジウム紀要第７７６巻第４９頁乃至第５４頁「エレクトロニクス、フォトニクス、情報記憶とセンシングにおける応用によるナノ構造への型に捕われないアプローチ」オー  ディー  ヴェレヴ＝ティー  ジェイ  バニング＝ワイ  シア＝ピー  ヤン編、材料研究学会、ペンシルバニア州ワランデール、２００３年１２月（英語表記：Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａ．  ＆  Ｃｈｉｇｉｒｉｎｓｋｙ，  Ｌ．  “Ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ  Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ”，  ２００３  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  （ＭＲＳ）  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｍｅｅｔｉｎｇ，  Ａｐｒ．  ２１−２５，  Ｓａｎ  Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，  ＣＡ−Ａｂｓｔｒａｃｔ  ｂｏｏｋ  ｐ．３４５；  ａｎｄ  ｐｐ．  ４９−５４  ｉｎ  ＭＲＳ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，  Ｖｏｌ．  ７７６，  Ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ  Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ  ｔｏ  Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｗｉｔｈ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ，  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｔｏｒａｇｅ  ａｎｄ  Ｓｅｎｓｉｎｇ，  Ｅｄ．  ｂｙ  Ｏ．Ｄ．  Ｖｅｌｅｖ，  Ｔ．  Ｊ  Ｂｕｎｎｉｎｇ，  Ｙ  Ｘｉａ，  ａｎｄ  Ｐ．  Ｙａｎｇ．  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ｗａｒｒｅｎｄａｌｅ，  ＰＡ，  Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  ２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
先行技術
１８年前にノーベル賞を受賞した高温超伝導体（ＨＴＳ）セラミック粒子の発見（ベドノルツとミューラー１０）は、現在に至るまで工学リード、主に電線においては活用されていない１１−１５。それは、比較的低価格の液体窒素（ＬＮ）温度７７Ｋで作用して通常の銅線と競合するものであり、また室温で大きい熱損失もなく通常２００Ａ／ｃｍ２のところを２００−５００Ａ／ｃｍ２で転送するものである。
【００１０】
この間、ＨＴＳ線材の生産に関して３種類の工学的手法が開発された。それらの全ては、銀及び／又は希土類酸化物複合基板及び銀で絶縁／被膜する高価副原料を用いる、宝石／冶金術及び機械的手法又は物理的手法の何れかのセラミック処理を採用した電流輸送テープを製作しようとしたものであった（丸型線材がテープ型線材に比べてかなりの工学的長所を持っていることを記載しておく）。これらの開発は数百の特許及び刊行物に反映されており、我々はそれらの内のいくつかを引用している。これら技術は全て、現在に至るまで産業応用及び商業化されていない。
【００１１】
既知の手法の中の第１手法と第２手法は、ＨＴＳ線材テクノロジーの「第１世代」と呼ばれている。最初に開発された手法は、銀チューブ内酸化セラミック粉末ロード法であり、ＨＴＳセラミック粒子がロードされたバルクを配列及び配向するためにその銀チューブをロール圧延／ダイ化する後工程を含む１４−１７。第２の手法は、銀テープ上セラミック粒子クラッド法であり、破砕性で配向／組織化されていないセラミック塊を乾燥及び焼成する後工程を含む１８−２０。２つの手法は両方とも、使用される銀の量の多さとこれによって生じる高コスト、及びセラミック体全体の不可避の亀裂、細孔及び空洞により高確率で起きる電流フローの妨害を含んだ技術的に不可避な品質制限により、商業的に失敗している。通常、これらの手法は両方とも、多粒セラミックマクロ材料と線材リードの超伝導ナノアーキテクチャを提供しない。
【００１２】
ＨＴＳ線材テクノロジーの「第２世代」と呼ばれている第３の手法は、高価で十分に厚いマルチレイヤ金属酸化物テンプレートテープ上に原子又は分子を堆積し、これらの原子又は分子からＨＴＳセラミック結晶層膜をインサイチュー・アセンブリングする工程を備えている２１−２５。この「テンプレート膜被覆」法を改良したもの全ては、一般市場において通常の銅線の値段と対抗出来ないほど高価すぎるＨＴＳ線材となっている。
【００１３】
「第２世代ＨＴＳ線材」の第１の固有技術的障害は、テンプレートの垂直方向の力がそのテンプレート上にセラミック結晶のエピタキシャル配向及びエピタキシャル配列を内部で与えることができるような、工学技術的微細堆積膜厚（＜０．５μｍ）である。これにより膜被覆手法は、コスト面で直径数ミリの連続型銅線と相いれず、通常の電気工学リード設計において実質的に非実用的なものとなる。例えば、１ｍｍ厚のマルチレイヤ合金基板を被覆する０．３μｍ厚のＨＴＳ膜は、１０６Ａ／ｃｍ２を転送することができるであろう。そうであるならば、プラチナのような高価なテープの全断面積に対する工学的見積りは、銅のような輸送容量３３３Ａ／ｃｍ２に相当する程度のものとなる。
【００１４】
有機金属沈積（ＭＯＤ：ｍｅｔａｌ−ｏｒｇａｎｉｃ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）プロセス２４を含め、「テンプレート膜堆積」技術の第２の技術的及び費用的な欠点は、化学的になお活性なストリップ／テープ被覆層を保護する比較的厚い銀の金属防食層（高価なプロテクション）が必要だということである。
【００１５】
先行する技術、刊行物及び論文の全てにおいて、焼結ＨＴＳ粒状セラミック複合リードの３Ｄ超伝導ナノアーキテクチャの設計及び超微細製作技術の方法について検討されて使用されることはなかった。その結果、上記の技術やその改良は、何れも、ＨＴＳ線材のコストや質を通常の銅線関連製品に対抗出来るほどの、良質で技術特性を備えたＨＴＳセラミック線材をひとつも市場にもたらすことが出来なかった。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
高温超伝導体（ＨＴＳ）マクロ材料及びこの材料による電流リードは、最近発明されたセラミックシリコーン処理法（ＣＳＰ）を使用して生産することができる（特許文献１、特許文献２、特許文献３、非特許文献４、非特許文献５及び非特許文献６）。ＨＴＳ−ＣＳＰナノテクノロジーは、少量の銀粉末ドープを備えた、ＹＢＣＯセラミックスや、低価格のシリコーンポリマー添加物及びトルエン溶媒を含む標準的化学薬品といった、既製の利用可能な超伝導セラミック微細粉末粒子を使用して、低価格の液体窒素温度で、日常の産業応用のための超伝導セラミック線材及び様々な電流リードの費用効果的な生産を供給する。
【００１７】
セラミックマクロ製品のナノスケールアーキテクチャの制御及び改善により、ＨＴＳ−ＣＳＰマクロリードの超伝導ビヘイビア、機械的耐久性及びＪＡ／ｃｍ２特性が制御及び改善可能であるということを我々は測定した。ナノアーキテクチャは３次元ナノアーキテクチャの化学的に制御された自己アセンブリングの結果であり、これは、超伝導ナノサイズ固体の構成要素と非超伝導ナノサイズ固体の構成要素との２つの集合体で構成された混合物の集合的ビヘイビアについて考察するノーベル賞を受賞したいくつかの物理超伝導理論の一連の示唆に適合する。
【００１８】
我々は、
超伝導性ナノアーキテクチャを備えた焼結セラミック複合超伝導マクロリードであって、
（Ａ）＊超伝導体セラミック結晶から成り、基盤相エレメントを形成するナノサイズ超伝導粒と、
＊超伝導粒のナノサイズより遥かに小さいナノ厚のナノ厚多酸化ケイ酸塩ガラス膜及びドットを構成する追加相エレメントと、
＊ナノサイズドットの形状をした、無機エレメント及び混合ドープ及び焼結助剤、最終的に砕かれた超伝導セラミック結晶、不純物粒子、熱化学的に修飾された超伝導セラミック結晶、並びにこれらの組合せから構成する更に別のナノサイズ相エレメントと、
から成る物理−化学相組成と、
（Ｂ）幾何学的に規則的な３Ｄセッティングネットワークを備え、
粒界領域に存在する前記追加相エレメント及び前記更に別の相エレメントから成り、
前記ナノサイズ超伝導粒をケージング及びフレーミングし、
前記追加相エレメント及び前記更に別の相エレメントによって囲まれて前記超伝導粒を備える前記３Ｄナノサイズセルネットワークとともに成形し、
前記超伝導粒のナノセッティングを提供する３次元超伝導ナノ構造と、
を備えた超伝導性ナノアーキテクチャを備えた焼結セラミック複合超伝導マクロリード、
を発明した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
焼結セラミック複合リードの超伝導ナノアーキテクチャの設計
作製される素材調合のテコ入れ要素かつ固有の特徴として１−６、我々はシリコーンオリゴマーである、熱重合助剤と結合したポリジメチルシロキサンＨＯ−［−Ｓｉ（ＣＨ３）２０−］−Ｈを使用する。この独特な添加物は、重合と焼成工程の際に、焼結加工を含むセラミックの熱処理、及び理想的なナノ相変態並びに３Ｄナノ組織進展を化学的に制御できる。
【００２０】
物理理論２６−２９及び超微細製作技術法３０−３３に案内されながら、我々はセラミックシリコーンナノ加工（ＣＳＰ）法を編み出して研究所で適用した１−６。この手法は既成のＨＴＳセラミック粉末粒子の超伝導性を、一続きで柔軟な電気素線を含め、工学技術的に使用可能で汎用生産性のあるマクロセラミックリードへと確実に導く３４。以下において、特定のセラミック粒組織と物理的化学的な相組成との理論的に示唆された組合せを備えたときの、焼結マクロ材料の具体的な超伝導ナノアーキテクチャについて検討する。
【００２１】
シリコーンポリマー３Ｄ母材の足場は、同質・均等なナノサイズ及びミクロサイズの設定を統治し、内部にＹＢＣＯセラミックのナノ粒子及びミクロ粒子のアセンブリングと組織化をし、これによって粘着被覆層３７−３９又はスリップ／テープ・キャスト又はバルクＨＴＳ−ＣＳＰリードの何れかの超微細製作された構造配向及び自己アセンブリング３Ｄ超伝導アーキテクチャ２６−３２がもたらされる。非常に規則正しい粒状のナノの、マイクロの、及びマクロの階層的３Ｄ構造が現われ４０、そこでは超伝導性ナノ粒が相互に分離され且つ遥かに小さな非超伝導体ナノ厚膜とナノ粒子の不純物及びドープとによって形成されている。それらは、複合金属酸化物ケイ酸塩ガラス（絶縁体）及び銀ドープナノ粒子（導体）を備えている。また、銀ドープナノ粒子（導体）は、磁気渦を動かすＨＴＳ−ＣＳＰセラミック体のマクロな超伝導性を助けることができ２６，３５、ピンニングセンタとして作用している。
【００２２】
一定の物理−化学相に係るこの３Ｄトポロジーは、ＨＴＳ−ＣＳＰリードの超伝導サンプル全体を作るＹＢＣＯ超伝導粒間のジョセフソン及び弱結合トンネル４２、パーコレーション３５、ゴッサマー超伝導性４２、及び接近４３マクロ状態の各効果に適合する。
【００２３】
各文献２６−２９，３５，３６，４１−４７に反映された長期に及ぶ議論は、７７Ｋで、個々の単一のＹＢＣＯ結晶及び／又は結晶粒に対する特別の電流インパクトが、正にその結晶粒の金属導体と絶縁体状態だけでなく、一定の超伝導体状態も同時に活性化することができると仮定することを可能にする。これらの状態は不安定で部分的に可逆的であり、またその活動は個々の結晶形態、材料組成及びナノ構造、並びに供給された電流の密度ＪＡ／ｃｍ２によって変化する。同電流インパクトはまた、個々の超伝導粒内の金属状態、半導体状態及び絶縁状態を通じて、超伝導トンネル接合（超電流）を引き起こすことができる。
【００２４】
供給されたＪの漸増は、可変量であるＹＢＣＯ結晶と非可逆的クエンチの多くを、超伝導体から定常状態又は他の超伝導状態間へ相応して増加することにより３５，４１−４７、ＨＴＳ−ＣＳＰ体の含蓄的超伝導又は混合「超伝導体／メタル−ライクの」状態を確立する。電気伝導性に係るこの混合性質は、低いＥの値及びほんの少しの熱発散及び電力量ロスで追加的な電気エネルギースループットを可能にするＨＴＳ−ＣＳＰのマクロのリードの特有の特徴である４５。
【００２５】
供給された電流は、キルヒホッフの第１法則に従ってＨＴＳ−ＣＳＰマクロ物全体の断面内に自然に分配され、それらのボトルネック断面内に並列で機能する可変チャネル抵抗に対応する。これらはまた、金属導電性芯材基板素線並びにナノ厚複合金属酸化物ケイ酸塩ガラス膜の３Ｄレギュラネットワークに組込まれた異なる導電率を有する銀ドープナノ粒子及び粒界領域のドットのネットワークを備えたＨＴＳ−ＣＳＰ素線の定常状態チャネルに関係する。それらの全ては、定常金属及び超伝導状態パーコレーション効果を同時に提供する。他方、２面に挟まれたケイ酸塩ガラスナノサイズ不純物でできた３Ｄの統一的且つ均一的ネットワークは、焼結セラミック体の第２種超伝導性を統制し、３ＤＨＴＳ−ＣＳＰ材料及びマクロ製品に対する工学超伝導性に著しく寄与する、渦のピン止めセンターの３Ｄ母材を形成する。
【００２６】
このように、提供される設計は、新規で安価な超伝導体製品の焼結された３Ｄ型セラミック体の一体化された物理的化学的でナノ構造的な超伝導性制御及び機械的特性及び耐久性を介して仕立てられ（超微細加工された）、既製の利用可能なＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ（ＹＢＣＯ）のセラミック超微粉末粒子から生成された、ＨＴＳセラミックリードの３次元超伝導性ナノアーキテクチャを超微細加工する必要性を示す。
【００２７】
超伝導ナノアーキテクチャを備えた焼結セラミック複合リードの超微細製作技術
ＨＴＳ−ＣＳＰ素材形成１−６には３つの重要な構成要素を用いる。すなわち、ＨＴＳセラミック粉末、液状シリコーン添加剤及び銀若しくは別のドープ又はドープ／添加剤混成物である。ＨＴＳ−ＣＳＰナノテクノロジーは、好ましくは、材料形成及びＨＴＳ−ＣＳＰナノテクノロジーの重要な構成要素として我々が用いたセラミック粒子３４を構成する、既製の利用可能なＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ（ＹＢＣＯ）超微粉を使用する。凝集されたＹＢＣＯのナノ粒子及びミクロ粒子は、平均寸法値が〜０．７μｍで、広く存在する斜方晶系形態を備える３４。ＹＢＣＯは今最も有望なＨＴＳ多酸化セラミック材料である２０−２６。
【００２８】
我々が使用したポリマー添加剤は、３０，０００−４０，０００の範囲の分子量を有する合成液状シリコーンＨＯ−［−Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］−Ｈである。シリコーン添加剤は、いくつもの相乗的な技術的役割を演じ、ＨＴＳ−ＣＳＰ処理と品質制御の両方を提供する構造発展及び材料相変態の両方をガイドする。
【００２９】
我々は、３番目の構成要素として、銀のナノ粉末ドープ（〜２．５ｗｔ％）を使用する。他方で、後にその他のドープやそれらの組合せをテストし、多かれ少なかれ成功している。懸濁溶媒としては、トルエンを使用した。
【００３０】
ＨＴＳ−ＣＳＰナノテクノロジーは、各文献２６−３２のナノ科学方法を用いており、星印＊で下記にマークしてある特別に開発されたステップを取り入れた、３つの技術的なステップで構成される。
【００３１】
１．  ＹＢＣＯ及び銀ドープ超微粉をシリコーントルエン溶液に充填する。
超音波振動を加える＊ことによりセラミック粒子凝集体をナノ結晶粒となるまで分散させ、複数の成分からなるセラミック−シリコーン懸濁液／スラリーを均質化する＊。
【００３２】
２．  汎用のナノ成形加工は下記のようにして提供可能である。
（ｉ）  乾燥したナノ懸濁液の塊の押出し、射出成形又は冷却／乾式プレス成形＊；
（ｉｉ）  柔軟性がないＨＴＳ−ＣＳＰ物を形成するための、プラスチックモールドにおける又はプラスチック表面上へのナノ懸濁液のスリップ／テープ・モールディング＊；及び
（ｉｉｉ）  ＹＢＣＯ粒子同士を、またＹＢＣＯ粒子と、ファイバー及びファブリクスを含む様々な幾何形状をした金属又は合金又はセラミックス又は石英ガラス基板とを束ねるための３６−３８、シリコーン粘着性を使用する自己制御粘着剤被覆＊。
粘着成形加工方法は次のものにおいて利用される：
ａ）  多重素線より線、テープ及びコイルのための柔軟な円形素線を生成するためのスピンないしディップ被覆＊；
ｂ）  周囲の長さや形に関係なく行う基板上表面への噴霧、塗布、又はブラッシング；及び
ｃ）２Ｄ及び３Ｄ回路スキームのインク印刷又は描写＊。加えて、我々は、０．３Ｔ以下（≦０．３Ｔ）の永久磁石を用いて、粘着性ポリマー塊に埋め込まれたＨＴＳセラミックナノ粒の磁気粒子配向を提供する＊。
【００３３】
３．  管状炉内で該形成物を熱加工することにより、連続式線材のコンベア加工を可能にすることができる。マクロ試料のサイズは、多重ステップ・プログラマブル制御装置（＜１２００°Ｃ、内径３７ｍｍ、作業ゾーン長〜６ｃｍ；アメリカウィスコンシン州、カーボライト社）を備えた実験用の管状炉のサイズによって制約を受けた。さらに、我々は、その炉管に、流量計を備えた酸素処理システムを取り付けた。
【００３４】
ＹＢＣＯナノ粒子粘着性塊で満たされたシリコーンを２５０℃まで熱する低速熱重合＊により、予め磁気的に配向されたＹＢＣＯセラミックナノ粒子が３Ｄ交差結合階層構造へ組織化される＊。その後、本来の熱間加工モードを用いて＊、シリコーン添加剤の構成的部分を焼き尽くすために〜６００℃まで徐熱し、それから９３０℃−９５０℃で高速素材加熱と分解溶融完全高密度焼結を与える。次の段階は、〜４５０℃での焼結ＨＴＳ−ＣＳＰマクロ物の数時間にわたる熱酸素処理を含んだ冷却である＊。
【００３５】
ＨＴＳ−ＣＳＰ素材形成の可能性を研究するため、我々は何百ものＨＴＳ−ＣＳＰサンプルを生産してテストし、様々な成形加工方法を用いた。
【００３６】
シリコーン制御された相変態
シリコーン重合添加剤は、全未加工成分の重さの２．５−５ｗｔ％を含む。重合有機体燃焼後セラミック焼成温度まで、シリコーン重合体残留物は、一時的に、非常に化学的に活性で不安定な形−Ｓｉ−Ｏ−でセラミック体内に存在する。
【００３７】
これらの残存フォームは焼結助剤である。これらは、ＹＢＣＯ結晶及び銀ドープナノ粒子の小さな部分に反応してＹ、Ｃｕ及びＡｇ酸化物で強化されたケイ酸塩ガラス液体共晶Ｂａ２ＳｉＯ４を生産する、焼成温度を低下させる。そのようなタイプのセラミック焼結は分解溶融焼結と名付けられている。我々は、焼成温度を低下させ、ＨＴＳ−ＣＳＰ製品のマクロ超伝導にとって非常に重要な、最初のＹＢＣＯ結晶のサイズと形態を保持しておく。
液体ケイ酸塩ガラスのナノ厚膜は、ＹＢＣＯ粒を結合する毛管力を生じさせる粒界ナノサイズギャップを埋め、これによってその材料体を縮小焼結し、硬化後にそれを完全稠密且つ完全一体にする。セラミック体の一体性はＨＴＳ−ＣＳＰリード内の電流束の妨害を防ぐので、これは非常に重要である。生成されたケイ酸塩ガラスナノ厚膜構造体はまた、ＨＴＳ−ＣＳＰリードの延性及びその他の機械的性質を著しく向上させる。
【００３８】
生成されたナノ厚ケイ酸塩ガラス膜は銀ドープナノ粒子と同様焼結されたＹＢＣＯ粒を囲み、ＨＴＳ−ＣＳＰ素材をより信頼性があり、より耐久性があり且つより化学的に不活性にする。これとセラミック焼結は、ＨＴＳ−ＣＳＰリードを外気及びＬＮ環境の両方において化学的に安定させ、他の技術によって必要とされる高価な銀被覆又は銀シースの使用を排除する１４−２５。例えば、過去５年間、我々は、研究室の空気及び水蒸気と絶えず触れ続けて保護及び隔離されなかったＨＴＳ−ＣＳＰによる素線とバルクリードの幾つかのサンプルの等電圧電流特性及び空中浮揚を実証した。    
【００３９】
ＹＢＣＯ結晶の異なる酸素含有量はＹＢＣＯ粒の異なる超伝導性に帰着する。実際のところ、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ６正方結晶が絶縁体である一方で、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７斜方晶系のクリスタルのみが≧７７Ｋで超伝導を示すようになる。式ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘの酸素原子の添字で示された化学量論係数は、実際に供給された粒子の酸素含有量の平均値の統計的推定で３４、範囲０≦ｘ≦０．３において、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７結晶の複数のインパクトは７７Ｋでの焼結ＨＴＳ−ＣＳＰリードの超伝導性を実証するのに十分であるに相違ない３４，３５。加熱中、緑色のＹＢＣＯシリコーン化合物は〜７．５ｗｔ％を失い、そこには燃焼するシリコーン添加剤の非可逆ガス及びＹＢＣＯセラミックスの酸素が含まれている。一方、焼結ＨＴＳ−ＣＳＰ複合体は熱力学的に可逆的な酸素を判定するその重さの〜２．２ｗｔ％を失い、これは斜方晶系の結晶形態を再構築する原因である。〜４５０℃で提供するＨＴＳ−ＣＳＰリードの熱酸素化処理の間にＹＢＣＯクリスタルへ入れ戻される一定量の酸素が存在する。
【００４０】
図１は、２つのＸ線図の比較を提供する。下側のスペクトルは、ＹＢＣＯのナノ粒子と重合母材に埋め込まれた銀ドープで重合されたシリコーンに関し、そこではアモルファスシリコーンがダイヤグラムの右側部分で波を引き起こしている。上側のスペクトルは、ダイヤグラムの左側縁でアモルファスケイ酸塩ガラスによって引き起こされた波がある焼結ＨＴＳ−ＣＳＰ化合物に関する。図１の両方のＸ線図の大きなピークは、供給された結晶質の配向ＹＢＣＯセラミックスに関する３４。図１の両方のダイヤグラムは銀を、従って、ドープナノ粒子の形で又はケイ酸塩ガラスの成分として同定する。
【００４１】
シリコーン制御されたＨＴＳ−ＣＳＰリードのナノ構造発展
測定されたところでは２６，３５、適切なＹＢＣＯ粒の配向及び配列は、ＨＴＳ−ＣＳＰリードの電流スループットにおいて５０−１００倍の増加に帰着し、濃い材料密度となるＹＢＣＯ粒プレ実装密度を最適化する。これらの利点を得るために、我々は、粘着剤被覆された緑色の塊上に磁気インパクトを提供し３、又は該緑色のセラミック体の一定の粘性が磁場、たとえば０．３テスラ、においてＹＢＣＯ粒のローテーションを許容する、正確に形成されたスリップキャスト・セラミック複合リードを提供した。ＹＢＣＯ粒粒子の結晶軸ローテーションはそれらを結晶格子のａ−ｂ平面において電線に沿って又は電流リードの主要なベクトルに沿って配向させ、他方結晶のより長いｃ軸は予定された電流束方向に垂直に配向されるようになる。
【００４２】
シリコーン重合及び有機物燃焼プロセスは、ＹＢＣＯ粒の予め磁気的に提供された配向及び配列を均一且つ一様に維持し、安定化し、且つ組織化する。分解溶融高速焼結に従うこともまた、予め達成されたＹＢＣＯの結晶方位及び３Ｄ粒ナノ構造アーキテクチャを、破壊せずに寧ろ安定させる。
【００４３】
ＨＴＳ−ＣＳＰ微細製作法を提供するＨＴＳ−ＣＳＰ材料ナノ構造発展を調べるために、我々は、米デジタル・インスツルメンツ社のナノスコープＥ−３の一定力モードを用いた。図２ａのナノスケールＡＦＭ画像は、Ｓｉ−Ｏ無機チェーンから成るクロスリンクの一様なバックボーン母材を備えた重合シリコーンの表面を示す。この母材は、３Ｄ足場材として機能し４０、これはＨＴＳ−ＣＳＰ半製品複合体のＹＢＣＯセラミック粒トポロジー組織化を誘導する（図２ｂを参照）。同様に、図２（ｃ−ｆ）の焼結ＨＴＳ−ＣＳＰ材料の、ナノ−、マイクロ−、及びマクロ−表面画像は、同様の３Ｄナノ構造体を表し、これらはシリコーンポリマー誘導構造発展の結果物である。
【００４４】
図３は、研究対象のＨＴＳ−ＣＳＰ材料サンプルに係るほどよく配列されたナノ構造体を示し、これは、ａ−ｂ結晶面において均一且つ一様に配列され等しく大きさが合わせられた針状のナノ粒／クリスタル及びマイクロ粒コングロマリットから成る。ＹＢＣＯナノ結晶高（図３ａを参照）が表面のベースライン上を２．５±１ｎｍの範囲で変化するのに対し、ＹＢＣＯマイクロ粒高（図３ｂ）は１０−２５ｎｍの範囲において殆ど変化する。ＹＢＣＯセラミックナノ粒がケイ酸塩ガラスナノ薄膜枠においてセットされているところでは全て、我々は一様な３Ｄナノ構造体を有している。明らかに、それは、ネットワークをピン止めする電気的なパーコレーション及び渦並びに幾何学構造を提供するのに最良の幾何学的な構造であり、これは焼結ＨＴＳ−ＣＳＰセラミックス複合本体の（そのような化合物のための）最良の信頼性、耐久性、延性、柔軟性及び機械加工性を有している。
【００４５】
約１５ｎｍの針状のＹＢＣＯ結晶粒は、相対的に可塑性で遥かに小さなナノ厚ガラス塗膜及び粒界領域にポーズされた銀ドープナノ粒子によって配向され、配列され、形成される。したがって、機械的なインパクトの下では、このナノ構造は、ＨＴＳ−ＣＳＰ固形製品の増強破壊靱性及び延性をもたらす粒界滑りを可能にする。実際のところ、我々は、ダイヤモンド鋸とドリル工具を用いてＨＴＳ−ＣＳＰスリップキャスト板を首尾よく機械加工した。
【００４６】
このように、ＨＴＳ−ＣＳＰナノテクノロジーは、磁気的なｃ軸粒配向と、３Ｄシリコーン重合体母材足場材の組織化と、ａ−ｂ結晶面内へのナノ粒配列の固定と、の組合せを提供する。これらは、電気的パーコレーション及び磁気渦糸ピンニング効果の両方を提供してＨＴＳ−ＣＳＰマクロ製品の超伝導性を著しく増加する多重金属酸化物ケイ酸塩ガラス不純物から成る超微細化工された３Ｄハチの巣状のネットワーク母材に帰着する。分解溶融完全セラミック焼結及び他のインパクトと相まって、これらは、ＨＴＳ−ＣＳＰマクロリード及びその他の製品の、一様に組織されて確実に超伝導を示す仕立てられた３Ｄナノ構造の超微細化工を可能にする。
【００４７】
ＨＴＳ−ＣＳＰ素線及びその他のリードの超伝導性
マグネット光学法を用いることで４７、ＨＴＳ−ＣＳＰスリップキャスト及び焼結板に関する研究は、臨界電流密度Ｊｃ≧１０８Ａ／ｃｍ２を備えた超伝導粒及び超伝導粒コングロマリット領域を測定したが、これはＹＢＣＯセラミックスを用いる如何なる知られた開発に対して最高のＪｃ値である。これは、ＨＴＳ−ＣＳＰマクロリードのプロセス改良及び品質改良のための驚異的な蓄えを示す。
【００４８】
それが測定したところでは１４、電気工学応用に良く適い有益であるためには、新規なＨＴＳ−ＣＳＰ電気リードは、一定の低電圧、たとえばＥ＝０．００１Ｖ／ｃｍで、Ｊ＝１０−２０ｋＡ／ｃｍ２を輸送しなければならない。他方、同様の又は別のＨＴＳ−ＣＳＰリードの、たとえばＥ＝０．０００１Ｖ／ｃｍでの電流輸送能力Ｊ＝１−３ｋＡ／ｃｍ２は、電子応用にとって十分有効で適切となり得る１２，４９，５０。
【００４９】
銀基板素線は高価で９２０℃でクリープすることがあるが、これはセラミックス材料焼成温度の範囲内にある。そこで、我々は、安い基板材料としてニクロム（ＭＣｒ）合金サブストレート素線に気づいてこれを用いた。これは、ＨＴＳ−ＣＳＰ素線の焼結及び酸化の間熱的に且つ機械的に高度に耐性がある。直径５０μｍのニクロム基板素線が〜１０μｍの焼結厚のＨＴＳ−ＣＳＰ複合体被覆層によって覆われる場合、このＨＴＳ−ＣＳＰ素線は工学的に有効な約１：１の基板／セラミックス断面比を有する。かかるＨＴＳ−ＣＳＰ素線は、Ｉ〜０．７Ａ又はＪ〜２０ｋＡ／ｃｍ２の直流電流を、７７Ｋ且つ僅かのＥ〜０．００５Ｖ／ｃｍで輸送することができる。これは、先端線材の高度に有益な産業応用のための線材の電流輸送能力の必要とされるレベルである。    
【００５０】
ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘセラミックスは第２種超伝導体であり、これは非磁性体である。他方、超伝導性ナノアーキテクチャを備えたバルク型に形成されたＨＴＳ−ＣＳＰマクロリードは、ケイ酸塩ガラス及び粒界領域の銀ドープナノ不純物によって生成された、粒子間ジョセフソン・トンネル効果、パーコレーション・ネットワーク及びアブリコソフ＝ジョセフソン磁束ピンニングセンタによる重要なマイスナー（磁気浮上）効果及び超伝導を示す４３，４４。
【００５１】
ＨＴＳ−ＣＳＰ電線の高度応用
銅線の工学応用限界Ｊ＝２００Ａ／ｃｍ２を１００倍超過するので、ＨＴＳ−ＣＳＰ多重より線は、モータ、ケーブル、変圧器及びジェネレータ回転子のサイズ、重さ及びコストを５−１０倍減少させるであろう１３，１４，１８。特殊の超伝導性ナノアーキテクチャを備えたＨＴＳ−ＣＳＰ線材はまた、都市部における過負荷の送電網のボトルネックを除去すべく既存の地下溝内の銅ケーブルに取って代わるであろう。それは、コンピュータ化、ビジネス及びライフスタイルの進行と成長を抑制している。これらの特徴は、我々が思うところ、費用／性能（ｃｏｓｔ／ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）比Ｃ／Ｐ＜＄８／ｋＡ−ｍは  、これは安いニクロム合金（ＮｉＣｒ）基板素線及び我々のコスト効率の良い超微細製作法を用いるＨＴＳ−ＣＳＰ多重より線によってもたらされるものであるが、ＨＴＳ−ＣＳＰ線材が、Ｃ／Ｐ＄１０／ｋＡｍ≦Ｃ／Ｐ≦＄５５／ｋＡ−ｍを与える直径及び合金組成に依存しなければならない通常の銅線と、成功裡に競争することを可能にするであろう。
【００５２】
ＨＴＳ−ＣＳＰによる線材／ケーブル／変圧器配電系統、限流器及び独特の超伝導体磁気エネルギー貯蔵システムは、熱放散及び「睡眠」時間の間に現在失われている世界中で生成されている電気エネルギーの最大２５％を節約することができるであろう。また、それらは、米国とカナダで５０００万人を閉じ込めた２００３年８月１４日に起こったような停電を防ぐであろう。加えて、超伝導性ナノアーキテクチャを備えた種々にカスタマイズされたＨＴＳ−ＣＳＰバルクリードは、高速磁気浮上車両及び煩くなく磨耗しないベアリング及びジャイロスコープシステムのために利用することができる。
【００５３】
また、我々の超伝導性ナノアーキテクチャを備えたＨＴＳ−ＣＳＰリードは、エレクトロニクスにとって魅力的である１２，４９，５０。たとえば、高周波加熱出力にとって重大でない即ちＥ〜０．０００５Ｖ／ｃｍで、７７ＫでテストされたＨＴＳ−ＣＳＰ素線は電流Ｉ〜０．０９ＡないしＪ〜２．５ｋＡ／ｃｍ２を輸送した。たとえば、そのようなＨＴＳ−ＣＳＰ素線はスーパーコンピュータを提供することができる。また、約９３０℃であるＨＴＳ−ＣＳＰ材料の焼結温度が許されるのであれば、種々の実現可能なＨＴＳ電子基板、回路及びシステム・オン・パッケージ装置が存在する。これらは、超精度の電子デバイス及びセンサ／検出器のサイズ及びコストを、１．５−２倍削減することができる。
【００５４】
参考文献等
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２．  Ｔｏｐｃｈｉａｓｈｖｉｌｉ，  Ｍ．  ＆  Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａ．  “Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ”，  ＵＳ  Ｐａｔｅｎｔ  ＃  ６，２３９，０７９，  Ｍａｙ  ２９，  ２００１，  １８  Ｃｌａｉｍｓ  ＆  ２  Ｄｒａｗｉｎｇｓ
３．  Ｔｏｐｃｈｉａｓｈｖｉｌｉ，  Ｍ．  ＆  Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａ．  “Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｃｏｎｖｅｙｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｗｉｒｅ，  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｂｕｌｋ−Ｓｈａｐｅｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ＨＴＳ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ，  Ｓｉｌｖｅｒ，  ａｎｄ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ”，  ＵＳ  Ｐａｔｅｎｔ  ＃  ６，０１０，９８３，  Ｊａｎｕａｒｙ  ４，  ２０００，  ３２  Ｃｌａｉｍｓ  ＆  ３  Ｄｒａｗｉｎｇｓ．
４．  Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａ．  ＆  Ｃｈｉｇｉｒｉｎｓｋｙ，  Ｌ．  “Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｃｏａｔｅｄ  ＨＴＳ  Ｗｉｒｅ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”，  １０４ｔｈ  Ａｎｎｕａｌ  Ｍｅｅｔｉｎｇ  ＆  Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ，  Ｔｈｅ  Ａｍｅｒ．  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ａｐｒ．２８  −  Ｍａｙ  １，  ２００２，  Ｓｔ．  Ｌｏｕｉｓ，  Ｍｉｓｓｏｕｒｉ，  Ａｂｓｔｒ．  Ｂｏｏｋ，  （ＡＭＦ  ４−Ｐ−０１−  ２００２），  ｐｐ．１９８−１９９；  ａｎｄ  ｐｐ．  ３７５−３８４  ｉｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，  ｖ．  １４０，  Ｅｄ．  Ａ．  Ｇｏｙａｌ，  Ｗ．  Ｗｏｎｇ−ＮＧ，  Ｍ．  Ｍｕｒａｋａｍｉ，  ａｎｄ  Ｊ．  Ｄｒｉｓｃｏｌｌ，  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ｗｅｓｔｅｒｖｉｌｌｅ，  ＯＨ，  ２００３
５．  Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａ．，  Ｃｈｉｇｉｒｉｎｓｋｙ，  Ｌ．  ＆  Ｔｏｐｃｈｉａｓｈｖｉｌｉ，  Ｍ．  “Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ＨＴＳ  Ｒｏｕｎｄ  Ｗｉｒｅ，”  Ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，  Ｖｏｌ．  ８０，  Ｎｏ．１２，  ｐｐ．  ３７−４２  （２００１）
【００５５】
６．  Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａ．  ＆  Ｃｈｉｇｉｒｉｎｓｋｙ，  Ｌ．  “Ｃｏｓｔ  Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  ＨＴＳ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｆｉｌａｍｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”，  Ａｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  ａｎｄ  Ｇｌａｓｓｅｓ，  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  ＰＡＣ  ＲＩＭ  ４，  Ｓｅｃｔｉｏｎ  ４．  Ｈｉｇｈ  ＴＣ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ  −  Ｎｏｖｅｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｎｅｗ  Ｍｉｌｌｅｎｎｉｕｍ，  Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  ４−８，  ２００１，  Ｈａｗａｉｉ，  Ａｂｓｔｒａｃｔ  ｂｏｏｋ，  ｐ．６６．
７．  Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａ．  ＆  Ｃｈｉｇｉｒｉｎｓｋｙ，  Ｌ．  “Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｏｆ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ”，  Ｊｏｕｒｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇ），  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  （ＡＳＭＥ），  Ｖｏｌ．  ２６，  ＃１，  ｐｐ．  ２６−３３．  （Ｍａｒｃｈ  ２００４）
８．  Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａ．  ＆  Ｃｈｉｇｉｒｉｎｓｋｙ，  Ｌ．  “Ｎｏｖｅｌ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｕｓａｂｌｅ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ”，  １０５ｔｈ  Ａｎｎｕａｌ  Ｍｅｅｔｉｎｇ  ＆  Ｅｘｐ．，  Ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ａｐｒｉｌ  ２７−３０，  ２００３，  Ｎａｓｈｖｉｌｌｅ，  ＴＮ  −  Ａｂｓ．  ｂｏｏｋ，  ｐｐ．  ６１−６２；  ａｎｄ  ｐｐ．  １６３−１７０  ｉｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，  Ｖｏｌ．  １４８，  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ＩＩ，  Ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ  Ｍ．  Ｒ．  Ｄｅ  Ｇｕｉｒｅ，  Ｍ．，  Ｚ．  Ｈｕ，  Ｙ．  Ｇｏｇｏｔｓｉ，  ａｎｄ  Ｓ．  Ｗ．  Ｌｕ．  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ｗｅｓｔｅｒｖｉｌｌｅ，  ＯＨ．  ２００４
９．  Ｒｏｋｈｖａｒｇｅｒ，  Ａ．  ＆  Ｃｈｉｇｉｒｉｎｓｋｙ，  Ｌ．  “Ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ  Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ”，  ２００３  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  （ＭＲＳ）  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｍｅｅｔｉｎｇ，  Ａｐｒ．  ２１−２５，  Ｓａｎ  Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，  ＣＡ−Ａｂｓｔｒａｃｔ  ｂｏｏｋ  ｐ．３４５；  ａｎｄ  ｐｐ．  ４９−５４  ｉｎ  ＭＲＳ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，  Ｖｏｌ．  ７７６，  Ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ  Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ  ｔｏ  Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｗｉｔｈ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ，  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｔｏｒａｇｅ  ａｎｄ  Ｓｅｎｓｉｎｇ，  Ｅｄ．  ｂｙ  Ｏ．Ｄ．  Ｖｅｌｅｖ，  Ｔ．  Ｊ  Ｂｕｎｎｉｎｇ，  Ｙ  Ｘｉａ，  ａｎｄ  Ｐ．  Ｙａｎｇ．  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ｗａｒｒｅｎｄａｌｅ，  ＰＡ，  Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  ２００３
１０  Ｂｅｄｎｏｒｚ，  Ｊ．Ｇ．  ＆  Ｍｕｌｌｅｒ，  Ｋ．Ａ．  “Ｐｏｓｓｉｂｌｅ  Ｈｉｇｈ−Ｔｃ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｂａ−Ｌａ−  Ｃｕ−Ｏ  Ｓｙｓｔｅｍ，”  Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ  ｆｕｒＰｈｙｓｉｋ  Ｖｏｌ．  ６４，  ｉｓｓｕｅ  ２，  ｐｐ．  １８９−１９３  （１９８６）
【００５６】
１１  Ｍａｒｃｈ，  Ｇ．  “Ｔｉｍｅ  Ｒｉｐｅ  ｆｏｒ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ？”  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｔｏｄａｙ，  Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，  ｐｐ．  ４６−５０  （Ａｐｒｉｌ  ２００２）
１２  Ｎｉｓｅｎｏｆｆ，  Ｍ．  ＆  Ｒｏｗｅｌｌ，  Ｍ．  “Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ．”  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ＆  Ｃｒｙｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，  ｐｐ．  １７−２６  （Ｓｕｍｍｅｒ  ２００１）
１３  Ｇｒａｎｔ，  Ｐ．  Ｍ．  “Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｐｏｗｅｒ：  Ｐｒｏｍｉｓｅｓ，  Ｐｒｏｍｉｓｅｓ．．．  Ｐａｓｔ，  Ｐｒｅｓｅｎｔ  ａｎｄ  Ｆｕｔｕｒｅ．”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，  Ｖｏｌ．  ７，  ｐｐ．  １１２−１３３  （１９９７）
１４  Ｒｏｓｎｅｒ，  ＣＨ．  “Ｅｍｅｒｇｉｎｇ  ２１ｓｔ  Ｃｅｎｔｕｒｙ  Ｍａｒｋｅｔｓ  ａｎｄ  Ｏｕｔｌｏｏｋ  ｆｏｒ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ．”  Ａｄｖａｎｃｅｄ  ｉｎ  Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  Ｖｏｌ．  ４３，  Ｅｄ．  ｂｙ  Ｐ．  Ｋｉｔｔｅｉ，  Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｒｅｓｓ，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，  ｐｐ．  １−２４  （１９９８）
１５  Ｍａｌｏｚｅｍｏｆｆ，  Ａ．  Ｐ．  ｅｔ  ａｌ．  “ＨＴＳ  Ｗｉｒｅ  ａｔ  Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｌｅｖｅｌｓ．”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，  Ｖｏｌ．  ９，  ｐｐ．  ２４６９−２４７３  （１９９９）
【００５７】
１６  Ｄｏｒｒｉｓ，  Ｓ．  Ｅ．，  Ａｓｈｏｍ，  Ｎ．，  Ｔｒｕｃｈａｎ，  Ｔ．  ＆  Ｖａｓａｎｔｈａｍｏｈａｎ，  Ｎ．  “Ｃｏａｔｅｄ−ｗｉｒｅ−ｉｎ−ｔｕｂｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｏｆ  Ｂｉｓｍｕｔｈ−２２２３  ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．”  ｐｐ．  １８５−１８８  ｉｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，  Ｖｏｌ．  ８４，  Ｉｍｐａｃｔ  ｏｆ  Ｒｅｃｅｎｔ  Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｏｆ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．  Ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ  Ｗ．  Ｗｏｎｇ−Ｎｇ，  Ｕ．  Ｂａｌａｃｈａｎｄｒａｎ  ａｎｄ  Ａ．Ｓ．  Ｂｈａｌａ．  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ｗｅｓｔｅｒｖｉｌｌｅ，  ＯＨ，  １９９８
１７  Ｄａｉ，  Ｗ．  ｅｔ  ａｌ．  “Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｔｃ  Ｃｏｉｌｓ  ｆｒｏｍ  ＢＳＣＣＯ  ２２１２  Ｐｏｗｄｅｒ  ｉｎ  Ｔｕｂｅ  ａｎｄ  Ｄｉｐ  Ｃｏａｔｅｄ  Ｔａｐｅ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，  Ｖｏｌ．  ５，  ｐｐ．  ５１６−  ５１９  （１９９５）
１８  Ｍａｒｋｅｎ，  Ｋ．Ｒ．  ｅｔ  ａｌ．  “Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  ＢＳＣＣＯ−２２１２／Ｓｉｌｖｅｒ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｔａｐｅ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，  Ｖｏｌ．  ７，  ｐｐ．  ２２１１−２２１４  （１９９７）
１９  Ｈａｓｅｇａｗａ，  Ｔ．  ｅｔ  ａｌ．  “Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｂｉ２Ｓｒ２ＣａＣｕ２Ｏｙ  Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｔａｐｅｓ  ａｎｄ  Ｃｏｉｌｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，  Ｖｏｌ．  ７，  ｐｐ．  １７０３−１７０６  （１９９７）
２０  ｌｌｙｕｓｈｅｃｈｋｉｎ，  Ａ．  Ｙ．  ｅｔ  ａｌ．  “Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｂｉ−２２１２  Ｔｈｉｃｋ  Ｆｉｌｍ  ｏｎ  Ｓｉｌｖｅｒ  Ｔａｐｅ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，  Ｖｏｌ．  ９，  ｐｐ．  １９１２−１９１５  （１９９９）
【００５８】
２１  Ｆｉｎｎｅｍｏｒｅ，  Ｄ．Ｋ．  ｅｔ  ａｌ．  “Ｃｏａｔｅｄ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ：  ａｎ  Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ．”  Ｐｈｙｓｉｃａ  Ｃ，  Ｖｏｌ．  ３２０，  １−２，  ｐｐ．  １−８  （Ｊｕｌｙ  １９９９）
２２  Ｈａｗｓｅｙ，  Ｒ．  ＆  Ｐｅｔｅｒｓｏｎ，  Ｄ．  “Ｃｏａｔｅｄ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ：  Ｔｈｅ  Ｎｅｘｔ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ−Ｈｉｇｈ  Ｔｃ  Ｗｉｒｅｓ．”  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，  ｐｐ．  ２３−２９  （Ｆａｌｌ  １９９６）
２３  Ｐａｒａｎｔｈａｍａｎ，  Ｍ．，  Ｐ．，  Ｇｏｙａｌ，  Ａ．，  Ｆｅｅｎｓｔｒａ，  Ｒ．，  Ｉｚｕｍｉ，  Ｔ．，  ＆  Ｓｅｌｖａｍａｎｉｃｋａｍ，  Ｖ．，  “ＭＲＳ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  Ｅｘｐｌｏｒｅｄ  Ｉｓｓｕｅｓ  Ｒｅｌａｔｅｄ  ｔｏ  Ｓｅｃｏｎｄ−Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ＹＢＣＯ−Ｃｏａｔｅｄ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．”  ＭＲＳ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，  ｐｐ．  ８１２−８１４  （Ｏｃｔ．  ２００２）
２４  Ｂｅａｑｕｉｓ，  Ｓ．，  Ｄｏｎｅｔ，  Ｓ．  ＆  Ｗｅｉｓｓ  Ｆ．  “Ｓｃａｌｉｎｇ−ｕｐ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ−Ｔｃ  ｔａｐｅｓ  ｂｙ  ＭＯＣＶＤ，  ｓｐｒａｙ  ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  ＭＯＤ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．”  ｐｐ．  ５３−６４  ｉｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，  Ｖｏｌ．  １４０，  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．  Ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ  Ａｍｉｔ  Ｇｏｙａｌ，  Ｗｉｎｎｉｅ  Ｗｏｎｇ−Ｎｇ，  Ｍａｓａｔｏ  Ｍｕｒａｋａｍｉ  ＆  Ｊｕｄｉｔｈ  Ｄｒｉｓｃｏｌｌ，  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ｗｅｓｔｅｒｖｉｌｌｅ，  ＯＨ，  ２００３
２５  Ｋｉｎｇ，  Ａ．  ｅｔ  ａｌ．  “Ｌａｔｅｓｔ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ  ｉｎ  ｕｓｉｎｇ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｔｏ  ｆａｂｒｉｃａｔｅ  ｃｏａｔｅｄ  ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．”  ｐｐ．  ９１−１０１  ｉｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，  Ｖｏｌ．  １４０，  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．  Ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ  Ａｍｉｔ  Ｇｏｙａｌ，  Ｗｉｎｎｉｅ  Ｗｏｎｇ−Ｎｇ，  Ｍａｓａｔｏ  Ｍｕｒａｋａｍｉ  ＆  Ｊｕｄｉｔｈ  Ｄｒｉｓｃｏｌｌ，  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ｗｅｓｔｅｒｖｉｌｉｅ，  ＯＨ，  ２００３
【００５９】
２６  Ｂｅｎｎｅｍａｎ，  Ｋ．Ｈ．  ＆  Ｋｅｔｔｅｓｏｎ，  Ｊ．  Ｂ．  −  ｅｄｉｔｏｒｓ．  Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ  ａｎｄ  Ｈｉｇｈ−Ｔｃ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．  Ｔｈｅ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ｏｆ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，  Ｖｏｌ．  Ｉ，  Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，  Ｂｅｒｌｉｎ−Ｌｏｎｄｏｎ−Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，  ９６６  ｐｐ．  ２００３
２７  Ｈｉｌｌ，  Ｒ．Ｗ．，  Ｐｒｏｕｓｔ，  Ｃ，  Ｔａｉｌｌｅｆｅｒ，  Ｌ．，  Ｆｏｕｍｉｅｒ，  Ｐ．  ＆  Ｇｒｅｅｎｅ，  Ｒ．  Ｌ．  “Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ  ｏｆ  Ｆｅｒｍｉ−ｌｉｑｕｉｄ  ｔｈｅｏｒｙ  ｉｎ  ａ  ｃｏｐｐｅｒ−ｏｘｉｄｅ  ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．”  Ｎａｔｕｒｅ，  Ｖｏｌ．  ４１４，  ｐｐ．  ７１１−７１５  （２００１）
２８  Ｚｈｏｕ，  ＸＪ．  ｅｔ  ａｌ．  “Ｈｉｇｈ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ：  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ｎｏｄａｌ  Ｆｅｒｍｉ  ｖｅｌｏｃｉｔｙ．”  Ｎａｔｕｒｅ，  Ｖｏｌ．  ４２３，  ｐｐ．  ３９８  （２００３）
２９  Ｃｏｌｅｍａｎ，  Ｐ．  “Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ：  Ｌｉｆｔｉｎｇ  ｔｈｅ  ｇｏｓｓａｍｅｒ  ｖｅｉｌ．”  Ｎａｔｕｒｅ，  Ｖｏｌ．  ４２４，  ｐｐ．  ６２５−６２６  （２００３）
３０  Ｎａｖｒｏｔｓｋｙ，  Ａ．  “Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．”  ＭＲＳ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，  ｐｐ．  ９２−９４  （Ｆｅｂｒｕａｒｙ  ２００３）
【００６０】
３１  Ｗａｎｇ，  Ｚ．，  Ｌｉｎ，  Ｙ．  ＆  Ｚｈａｎｇ，  Ｚ．，  ｅｄｓ．  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｎａｎｏｐｈａｓｅ  ａｎｄ  Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ．  Ｖｏｌ．  １  −  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ．  Ｋｌｕｗｅｒ  Ａｃａｄｅｍｉｃ／Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ．  ３１６  ｐｐ．  ２００３
３２  Ｐｌａｓｓ，  Ｒ．，  Ｌａｓｔ，  ＪＡ１  Ｂａｒｔｅｌｔ，  Ｎ．Ｃ．  ＆  Ｋｅｌｌｏｇｇ，  Ｇ．Ｌ．  “Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ：  Ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  ｄｏｍａｉｎ  ｐａｔｔｅｒｎｓ．”  Ｎａｔｕｒｅ，  Ｖｏｌ．  ４１２，  ｐｐ．  ８７５  （２００１）
３３  Ｓｅａｌ，  Ｓ．  ＆  Ｂａｒａｔｏｎ，  Ｍ−Ｉ，  “Ｔｏｗａｒｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．”  ＭＲＳ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，  Ｖｏｌ．  ２９，  ＃  １  ，  ｐｐ．  ９−１１  （２００４）
３４  １０ｔｈ  Ａｎｎｉｖｅｒｓａｒｙ  Ｅｄｉｔｉｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｇｕｉｄｅ，  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，  Ｉｎｃ．，  Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，  Ｏｈｉｏ，  ７９  ｐｐ  ｏｒ  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｃｏｍｐ．ｃｏｍ／ＹＢＣＯ１２３ＳＣＰｏｗｄｅｒｓ．ｈｔｍ
３５  Ｇｉｎｓｂｅｒｇ，  Ｄ．  Ｍ．，  Ｅｄｉｔｏｒ．  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ  Ｉ，  Ｗｏｒｌｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，  Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ−Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ−Ｌｏｎｄｏｎ−Ｈｏｎｇ  Ｋｏｎｇ．  １９８９，  ５１６  ｐｐ．
【００６１】
３６  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｌｌ．ｆｒ／ｄｉｆ／３Ｄ−ｃｒｙｓｔａｌｓ／ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．ｈｔｍｌ
３７  Ｐｉｚｚｉ，  Ａ．  ＆  Ｍｉｔｔａｌ，  Ｋ．Ｌ．，  ｅｄｓ．，  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．  Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，  １９９４，  ５８６  ｐｐ．
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【００６２】
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【００６３】
４６  Ｍｉｔｒｏｖｉｃ，  Ｖ．  Ｆ．  ｅｔ  ａｌ．  “Ｓｐａｔｉａｌｌｙ  ｒｅｓｏｌｖｅｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｉｎｓｉｄｅ  ａｎｄ  ｏｕｔｓｉｄｅ  ｔｈｅ  ｖｏｒｔｅｘ  ｃｏｒｅｓ  ｏｆ  ａ  ｈｉｇｈ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．”  Ｎａｔｕｒｅ，  Ｖｏｌ．  ４１３，  ｐｐ．  ５０１−５０４  （２００１）
４７  Ｊｏｏｓｓ，  Ｃｈ．，  Ａｌｂｒｅｃｈｔ，  Ｊ．，  Ｋｕｈｎ，  Ｈ．，  ＫｒｏｎｍｕＨｅｒ，  Ｈ．  ＆  Ｌｅｏｎｈａｒｄｔ，  Ｓ．  “Ｍａｇｎｅｔｏ−ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｔｕｄｉｅｓ  ｏｆ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ｈｉｇｈ  Ｔｃ  ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．”  Ｒｅｐ．  Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  Ｐｈｙｓ，  Ｖｏｌ．  ６５，  ｐｐ．  ６５１  （２００２）
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５０  Ｒｅｉｎｏｌｄｓ  ＩＩＩ，  Ｔ．Ｇ．  “Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ．”  Ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，  Ｖｏｌ．  ８０，  ＃  １０，  ｐｐ．  ２９−３３  （２００１）
【００６４】
以下の例は、ＨＴＳ−ＣＳＰのマクロ材料の制御された超伝導性ナノアーキテクチャを備えた焼結超伝導体セラミック複合リードに係る新規に生成されたプロトタイプ試料の優れた超伝導特性及び高い有用性を示す。
【００６５】
例１
我々は工学測定法を使用した。これは、長さ＞１．５ｃｍの焼結ＨＴＳ−ＣＳＰマクロリードの全断面を通り抜ける直流電流の全てのインパクトのＩアンペア作用に対する測定されたＥボルト／ｃｍの統合を可能にする。この方法は、ＡＳＴＭ  Ｂ７１４−８２（９０）（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、ペンシルバニア州ウェスト・コンショホッケン）に記載されている。電界Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を、ＣＳｉ／ＳＰＥＣＯ  ＰＳＲ−５０  ＤＣパワーサプライによって２０Ａまで電流Ｉを増加させることでＨＰ３４４０１Ａマルチメータによって０．１μＶの精度で測定した。
【００６６】
電流密度ＪＡ／ｃｍ２の計算は、１ｃｍ２の電流リード断面積に対する異なるリードのＥ−Ｉ工学測定の結果を統合するものであり、それは、種々の電流リードの電流輸送能力の定量比較を可能にする。図４ａ及び図４ｂにおけるライン１を備える測定は、我々のその他の測定の精度を強固にする。３００Ｋでの銀の電気抵抗率がρ〜１．６・１０−６Ｏｈｍ・ｃｍとして示されるが、これはハンドブックデータに非常に近いからである。
【００６７】
ＨＴＳ−ＣＳＰ被覆超伝導体素線に対して提供される電流を徐々に増加すると、同じ直径の銀だけからなる素線に対する同じ７７ＫでのＥ−Ｉグラフの傾斜（図４ａ及び図４ｂを参照）よりも小さい傾斜のＥ−Ｉカーブに帰着する。図４ｂの対数スケールされたＥ−Ｉグラフは、非常に小さなＥ〜０．０００７Ｖ／ｃｍで特別の点Ｉβ〜１Ａ又はＪβ〜６ｋＡ／ｃｍ２を決定する。提供されたＩ＞Ｉβのとき、テストされたＨＴＳ−ＣＳＰ素線のＥ−Ｉグラフは、単独でテストされた銀基板素線のＥ−Ｉグラフと平行になる。
【００６８】
また、このＨＴＳ−ＣＳＰ素線は、非常に小さなＥ〜０．００１Ｖ／ｃｍで産業上望ましいレベルＪ〜１０ｋＡ／ｃｍ２を示す。このＨＴＳ−ＣＳＰ素線は、工学的に使用可能な電圧Ｅ〜０．０２Ｖ／ｃｍで過熱せずに実用的にＩ〜１８Ａ又はＪ〜１０６ｋＡ／ｃｍ２を搬送することができた。比較として、Ｊ＝１．５ｋＡ／ｃｍ２では、直径１２７μｍの単独でテストされた銀素線を３００Ｋで焼き尽くし、７７Ｋでそれを著しく過熱した。
【００６９】
例２
図５は、直径５０μｍのＮｉＣｒ基板素線を用い粘着剤コート及び焼結がなされた素線ＨＴＳ−ＣＳＰの３００Ｋ（グラフ１）及び７７Ｋ（グラフ２）におけるＥ−Ｉビヘイビアを示す。ＨＴＳ−ＣＳＰ素線の断面は、１つの円形基板コアと１つの〜１０μｍ厚の焼結されたシリンダ状の被覆層とから成る。ＨＴＳ−ＣＳＰ焼結被覆層の超伝導性ナノアーキテクチャを備えたこの髪の毛のような厚さで髪の毛のように柔軟なＨＴＳ−ＣＳＰ素線は、７７Ｋ且つ小さなＥ〜０．００５Ｖ／ｃｍで、Ｉ〜０．７ＡないしＪ〜２０ｋＡ／ｃｍ２の直流電流を輸送することができる。これは、かかる先端を行く素線の高度に有益な産業応用のための電流輸送能力の効率的で且つ最も高い工学的閾値である。これらの素線は、任意の直径及び電流輸送能力のＨＴＳ線材やケーブルへ縒ることができる。
【００７０】
例３
図６は、乾式プレスされ且つ焼結されたＨＴＳ−ＣＳＰタブレット／ペレットの３００Ｋ（グラフ１）と７７Ｋ（グラフ２）におけるＥ−Ｉビヘイビアを示す。これらの２つのグラフを比較することにより、テストされたＨＴＳ−ＣＳＰバルク形成リードの電流輸送能力が著しく増加されていることが分かる。
【００７１】
例４
図７は、液体窒素に浸された直径３０ｍｍの乾式プレスされ且つ焼結されたＨＴＳ−ＣＳＰタブレット／ペレット上に７ｍｍ空中浮揚している希土類マグネット（０．２２５ｇ、直径５ｍｍ）の写真画像である。
【００７２】
例５
図８は、ＹＢＣＯ原料粉末粒子を用いるＨＴＳ−ＣＳＰ焼結化合物で覆われた直径１２７μｍの銀基板素線の拡大写真画像を示す。ＨＴＳ−ＣＳＰ粘着剤コートと焼結ＨＴＳ−ＣＳＰ層の一部は、ＨＴＳ−ＣＳＰ素線の構成を示すために意図的に除去されている。ＨＴＳ−ＣＳＰ素線の断面は、１つの素線基板コア円と１つの〜１０μｍ厚焼結リング状被覆層とから成る。
【００７３】
例６
図９は、形成されたＨＴＳ−ＣＳＰスリップキャストと２０ｍｍｘ２０ｍｍサイズの焼結ＨＴＳ−ＣＳＰ板との写真画像を示す。
【００７４】
上述されたエレメントの各々又は２つ以上が組み合わさったものは、上述されたタイプと異なるその他のタイプの材料に有用な応用例を見出しても良い、ということを理解されるであろう。
【００７５】
本発明は高温超伝導体複合材料で具体化されるものとして図示し且つ記述したが、本発明を示された詳細事項に制限することを意図するものでない。なぜなら、本発明の精神から何ら乖離することなく、種々の変形及び構造変化をすることが可能だからである。
【００７６】
更なる分析検討なくして、以上の記載は本発明の要点を非常に十全に明らかにするであろうから、他の者は、現在の知識を適用することにより、先行技術の見地から、本発明の一般的又は具体的側面に係る本質的特質を適正に構成する特徴を省略することなく、それを各種用途に容易に適用することができる。  
【００７７】
新規であるとしてクレームされ且つ特許証によって保護されることが望まれる事項は、添付されたクレームに記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】図１は、２つのＸ線図の比較である。下部スペクトルはＹＢＣＯ粒子で満たされた重合シリコーンに関し、上部スペクトルは焼結ＨＴＳ−ＣＳＰ材料に関する。
【図２】図２は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）表面画像である。ａは、熱により堅くなったシリコーンポリマーのクロスリンク母材である。ｂは、粘着剤コートされ、磁気的に配向され、そして重合されたが、未だ焼結されていないＨＴＳ−ＣＳＰ複合層である。ｃは、ＡＩ２Ｏ３基盤プレートを被覆する焼結ＨＴＳ−ＣＳＰ層のナノスケール画像である。ｄは、ＡＩ２Ｏ３基盤プレートを被覆する焼結ＨＴＳ−ＣＳＰ層のマイクロスケール画像である。ｅは、ＡＩ２Ｏ３基盤プレートを被覆する焼結ＨＴＳ−ＣＳＰ層のマクロスケール画像である。ｆは、ニクロム基板素線を被覆する焼結ＨＴＳ−ＣＳＰ複合層である。提供された磁気配向の結果、ＹＢＣＯ結晶の結晶学的な軸ｃの方向は、図ｂからｅにおいて座標系のｚ軸と一致する。従って、結晶粒のａ−ｂ面はｃ軸に直角となる。
【図３ａ】図３ａは、ＡＩ２Ｏ３基板を被覆する焼結ＨＴＳ−ＣＳＰ層の粒アーキテクチャのナノサイズスケールでのＡＦＭ解析である。
【図３ｂ】図３ｂは、ＡＩ２Ｏ３基板を被覆する焼結ＨＴＳ−ＣＳＰ層の粒アーキテクチャのマイクロサイズスケールでのＡＦＭ解析である。
【図４ａ】図４ａは、銀基板素線を用いるＨＴＳ−ＣＳＰ線材のＥ−Ｉビヘイビアであり、３００Ｋで（グラフ１）及び７７Ｋで（グラフ２）でテストされた銀素線、並びにＨＴＳ−ＣＳＰ焼結複合体で覆われ７７Ｋで（グラフ３）でテストされた同様の銀素線である。
【図４ｂ】図４ｂは、銀基板素線を用いるＨＴＳ−ＣＳＰ線材のＥ−Ｉビヘイビアであり、対数スケール軸において提出された同（図４ａを参照）Ｅ−Ｉ測定データである。
【図５】図５は、直径５０μｍのＮｉＣｒ基板素線を用い、粘着剤コートされ且つ焼結されたＨＴＳ−ＣＳＰ素線の３００Ｋ（グラフ１）及び７７Ｋ（グラフ２）でのＥ−Ｉビヘイビアである。
【図６】図６は、乾式プレスされ且つ焼結されたＨＴＳ−ＣＳＰタブレットの３００Ｋ（グラフ１）及び７７Ｋ（グラフ２）でのＥ−Ｉビヘイビアである。
【図７】図７は、乾式プレスされ且つ焼結されたＨＴＳ−ＣＳＰタブレットによって提供される磁気浮上効果を示す写真画像である。該希土類マグネット（０．２２５ｇ、直径５ｍｍ）は、液体窒素に浸された直径３０ｍｍの乾式プレスされ且つ焼結されたＨＴＳ−ＣＳＰタブレット上に７ｍｍ空中浮揚している。
【図８】図８は、ＨＴＳ−ＣＳＰ素線の構成を示す拡大写真画像である。柔軟なＨＴＳ−ＣＳＰ素線は、直径１２７μｍの銀基板素線を用いる。ＨＴＳ−ＣＳＰ粘着剤コートされ〜１０μｍ厚の焼結されたＨＴＳ−ＣＳＰ層の一部が、ＨＴＳ−ＣＳＰ素線の構成を示すために意図的に除去されている。
【図９】図９は、形成されたＨＴＳ−ＣＳＰスリップキャストと２０ｍｍｘ２０ｍｍサイズの焼結ＨＴＳ−ＣＳＰ板との写真画像を示す。
【図１】
2007533108.tif 000003
【図２】
2007533108.tif 000004
【図３ａ】
2007533108.tif 000005
【図３ｂ】
2007533108.tif 000006
【図４ａ】
2007533108.tif 000007
【図４ｂ】
2007533108.tif 000008
【図５】
2007533108.tif 000009
【図６】
2007533108.tif 000010
【図７】
2007533108.tif 000011
【図８】
2007533108.tif 000012
【図９】
2007533108.tif 000013
【国際調査報告】
2007533108.tif 000014
2007533108.tif 000015