JP2512409B2 - 酸化物超電導バルク体の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導バルク体の製造方法Info
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- JP2512409B2 JP2512409B2 JP3058254A JP5825491A JP2512409B2 JP 2512409 B2 JP2512409 B2 JP 2512409B2 JP 3058254 A JP3058254 A JP 3058254A JP 5825491 A JP5825491 A JP 5825491A JP 2512409 B2 JP2512409 B2 JP 2512409B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｙ1 Ｂ2 Ｃｕ3 Ｏ
x （ただし、Ｂは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等の周期律表第II
Ａ族のアルカリ土類金属を表す）の組成式で表される酸
化物超電導バルク体の製造方法に関し、さらに詳しくは
超電導特性（マイスナー効果）を決定する酸素量を再現
性良く所定範囲に制御するための方法に関するものであ
る。
x （ただし、Ｂは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等の周期律表第II
Ａ族のアルカリ土類金属を表す）の組成式で表される酸
化物超電導バルク体の製造方法に関し、さらに詳しくは
超電導特性（マイスナー効果）を決定する酸素量を再現
性良く所定範囲に制御するための方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、酸化物超電導バルク多結晶体の酸
素量を制御する方法として、以下の方法が提案されてい
た。
素量を制御する方法として、以下の方法が提案されてい
た。
【０００３】（１）急冷法 原料粉末を所定比に混合、成形した成形体を焼結する
ことによりバルク体となした後、電気炉等によって設定
温度まで昇温し、その温度に所定時間保持したものを銅
板等の金属板上で室温まで急冷するか、または液体窒素
中にバルク体を投入して、液体窒素温度まで急冷する方
法である。
ことによりバルク体となした後、電気炉等によって設定
温度まで昇温し、その温度に所定時間保持したものを銅
板等の金属板上で室温まで急冷するか、または液体窒素
中にバルク体を投入して、液体窒素温度まで急冷する方
法である。
【０００４】（２）混合ガスによるアニール法 原料粉末を所定比に混合、成形した成形体を焼結する
ことによりバルク体となした後、ガス置換炉中において
Ａｒ−Ｏ2 （7.7 ％）混合ガス雰囲気でアニール処理を
行う方法である。
ことによりバルク体となした後、ガス置換炉中において
Ａｒ−Ｏ2 （7.7 ％）混合ガス雰囲気でアニール処理を
行う方法である。
【０００５】（３）不活性ガスのみによるアニール法 原料粉末を所定比に混合、成形した成形体を焼結する
ことによりバルク体となした後、ガス置換炉中において
不活性ガスのみでアニール処理を行う方法である。
ことによりバルク体となした後、ガス置換炉中において
不活性ガスのみでアニール処理を行う方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の従来
の方法では以下のような欠点があった。
の方法では以下のような欠点があった。
【０００７】上記（１）の急冷法では、保持温度が高い
場合、所望組成の酸化物超電導体以外のものが安定相と
して残存することもあり、再現性が必ずしも良好でな
い。また上記（２）の混合ガスによるアニール処理法で
は、ガス置換炉中における保持温度と酸素量の相関が得
にくいため、適切な保持温度を知ることができないとい
う問題があり、一方、上記（３）の不活性ガスのみによ
るアニール法は簡便さに欠け、再現性が悪いという問題
を有していた。
場合、所望組成の酸化物超電導体以外のものが安定相と
して残存することもあり、再現性が必ずしも良好でな
い。また上記（２）の混合ガスによるアニール処理法で
は、ガス置換炉中における保持温度と酸素量の相関が得
にくいため、適切な保持温度を知ることができないとい
う問題があり、一方、上記（３）の不活性ガスのみによ
るアニール法は簡便さに欠け、再現性が悪いという問題
を有していた。
【０００８】本発明は、上述の背景のもとで研究、開発
されたものであり、酸化物超電導バルク体の組成におけ
る酸素量を任意に調整することを可能にすると共に、簡
便かつ再現性よく所望の酸化物超電導バルク体を製造で
きるようにすることを目的とするものである。
されたものであり、酸化物超電導バルク体の組成におけ
る酸素量を任意に調整することを可能にすると共に、簡
便かつ再現性よく所望の酸化物超電導バルク体を製造で
きるようにすることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは斯る課題を
解決するために鋭意研究したところ、所定量の酸素を含
む主成分不活性ガスの混合ガス中で昇温、保持を行い、
次いで該不活性ガス中で徐冷することからなる方法によ
り目的とする超電導体が所望の酸素量を有するものとな
るように任意にコントロールできることを見い出し、本
発明法を提供できたものである。
解決するために鋭意研究したところ、所定量の酸素を含
む主成分不活性ガスの混合ガス中で昇温、保持を行い、
次いで該不活性ガス中で徐冷することからなる方法によ
り目的とする超電導体が所望の酸素量を有するものとな
るように任意にコントロールできることを見い出し、本
発明法を提供できたものである。
【００１０】すなわち本発明は、Ｙ1 Ｂ2 Ｃｕ3 Ｏ
x （ただし、Ｂは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等の周期律表第II
Ａ族のアルカリ土類金属を表す）の組成式で表される酸
化物超電導バルク体を製造する方法であって、Ｙを含む
化合物、Ｂを含む化合物およびＣｕを含む化合物からな
る各原料粉を所定比に混合して、 400〜1200℃の温度で
焼結することによりバルク体となし、次いで得られたバ
ルク体を酸素分圧が0.01〜15％である混合ガス中で、 4
00〜1000℃の温度に再び加温してアニール処理を行い、
次いで上記雰囲気を不活性ガスのみに代えて徐冷しなが
らアニール処理を行うことにより、バルク体の酸素量を
6.0〜7.0 、好ましくは 6.2〜6.9 の範囲の最適な値に
制御することを特徴とする酸化物超電導バルク体の製造
方法を提供するものである。
x （ただし、Ｂは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等の周期律表第II
Ａ族のアルカリ土類金属を表す）の組成式で表される酸
化物超電導バルク体を製造する方法であって、Ｙを含む
化合物、Ｂを含む化合物およびＣｕを含む化合物からな
る各原料粉を所定比に混合して、 400〜1200℃の温度で
焼結することによりバルク体となし、次いで得られたバ
ルク体を酸素分圧が0.01〜15％である混合ガス中で、 4
00〜1000℃の温度に再び加温してアニール処理を行い、
次いで上記雰囲気を不活性ガスのみに代えて徐冷しなが
らアニール処理を行うことにより、バルク体の酸素量を
6.0〜7.0 、好ましくは 6.2〜6.9 の範囲の最適な値に
制御することを特徴とする酸化物超電導バルク体の製造
方法を提供するものである。
【００１１】
【作用】本発明法において使用される混合ガスは、Ｈ
ｅ、Ａｒ等の不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスであっ
て、酸素分圧が 0.1〜15％のものが好ましい。Ｈｅ、Ａ
ｒ等の不活性ガスは、安全性と安定性に富み、物質との
反応性が低い等の利点を有し、本発明法において使用す
る上で簡便性も良好である。
ｅ、Ａｒ等の不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスであっ
て、酸素分圧が 0.1〜15％のものが好ましい。Ｈｅ、Ａ
ｒ等の不活性ガスは、安全性と安定性に富み、物質との
反応性が低い等の利点を有し、本発明法において使用す
る上で簡便性も良好である。
【００１２】本発明のＹ1 Ｂ2 Ｃｕ3 Ｏxの酸化物超電
導バルク体は、図１に示すフローシートによって製造す
ることができる。すなわち、まず所定比で配合した原料
粉を均一に混合した後、プレス成形を施して成形体を
得、次いで 400〜1200℃の温度で焼結してバルク体（焼
結体）を得る。次いで該バルク体を上記混合ガス雰囲気
に保ったガス置換炉に移し、 1〜20℃／分のコントロー
ルされた昇温速度で加温して 400〜1000℃の温度まで高
めた後、この温度に保持してアニール処理をする。この
場合の保持時間は 8〜15時間が好ましい。
導バルク体は、図１に示すフローシートによって製造す
ることができる。すなわち、まず所定比で配合した原料
粉を均一に混合した後、プレス成形を施して成形体を
得、次いで 400〜1200℃の温度で焼結してバルク体（焼
結体）を得る。次いで該バルク体を上記混合ガス雰囲気
に保ったガス置換炉に移し、 1〜20℃／分のコントロー
ルされた昇温速度で加温して 400〜1000℃の温度まで高
めた後、この温度に保持してアニール処理をする。この
場合の保持時間は 8〜15時間が好ましい。
【００１３】次いでアニール温度保持終了時に酸素供給
を止め、不活性ガス雰囲気とした後、 1〜20℃／分の割
合で降温させて徐冷し、酸素量が6.0〜7.0 の範囲とな
るように制御する。
を止め、不活性ガス雰囲気とした後、 1〜20℃／分の割
合で降温させて徐冷し、酸素量が6.0〜7.0 の範囲とな
るように制御する。
【００１４】以下、実施例をもって詳細に説明する。
【００１５】
【実施例１】Ｙ2 Ｏ3 、ＢａＣＯ3 およびＣｕＯを元素
比で１：２：３に混合した。
比で１：２：３に混合した。
【００１６】この混合粉を用いてプレス成形によりφ1
7.5インチ、厚さ約２mmのペレットを作製した。この場
合のプレス成形は、内径φ17.5インチの金型を用いて行
い、プレス圧は全圧約６トンとした。
7.5インチ、厚さ約２mmのペレットを作製した。この場
合のプレス成形は、内径φ17.5インチの金型を用いて行
い、プレス圧は全圧約６トンとした。
【００１７】次いで得られたペレット体を、全工程大気
中で以下の手順で焼成して、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ6.9 の
バルク多結晶体を得た。
中で以下の手順で焼成して、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ6.9 の
バルク多結晶体を得た。
【００１８】得られたバルク体を、電気炉中、酸素分圧
約１％のＡｒ−Ｏ2 混合ガス雰囲気において温度範囲を
500、 600、 700および 800℃に保持しながらアニール
処理を行い、それぞれの目標温度に４時間保持した後、
Ａｒのみの雰囲気として徐冷し、保持温度とＹ1 Ｂａ2
Ｃｕ3 Ｏx における酸素量ｘとの相関を次の方法で調べ
た。すなわち、Ｙ、Ｂａの分析値を重量法で求め、Ｃｕ
の分析値とＣｕ平均価数はヨウ素滴定法で求め、これら
より電気的中性条件から酸素量を求めて保持温度Ｔ
（℃）と酸素量ｘとの関係を直交座標にプロットし、そ
の結果を図２に示した。図から、両者間に明らかに負の
相関が認められることを確認できた。
約１％のＡｒ−Ｏ2 混合ガス雰囲気において温度範囲を
500、 600、 700および 800℃に保持しながらアニール
処理を行い、それぞれの目標温度に４時間保持した後、
Ａｒのみの雰囲気として徐冷し、保持温度とＹ1 Ｂａ2
Ｃｕ3 Ｏx における酸素量ｘとの相関を次の方法で調べ
た。すなわち、Ｙ、Ｂａの分析値を重量法で求め、Ｃｕ
の分析値とＣｕ平均価数はヨウ素滴定法で求め、これら
より電気的中性条件から酸素量を求めて保持温度Ｔ
（℃）と酸素量ｘとの関係を直交座標にプロットし、そ
の結果を図２に示した。図から、両者間に明らかに負の
相関が認められることを確認できた。
【００１９】
【実施例２】表１に示す組成のバルク体を試料として用
い、目的酸素量ｘ＝6.6 およびｘ＝6.4 を持つ酸化物超
電導体を得るための保持温度を図２から求めて 505℃お
よび650 ℃と定め、それぞれの温度でアニール処理を行
った。
い、目的酸素量ｘ＝6.6 およびｘ＝6.4 を持つ酸化物超
電導体を得るための保持温度を図２から求めて 505℃お
よび650 ℃と定め、それぞれの温度でアニール処理を行
った。
【００２０】得られた各バルク体の酸素量を実施例１と
同じ方法で求め、その結果を表１に併せて示した。平均
的にｘ＝ 6.6±0.05およびｘ＝ 6.4±0.05の範囲で再現
性よく製造できたことがわかる。
同じ方法で求め、その結果を表１に併せて示した。平均
的にｘ＝ 6.6±0.05およびｘ＝ 6.4±0.05の範囲で再現
性よく製造できたことがわかる。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、アニール
処理時のガス雰囲気と温度条件とを制御することによ
り、所望の酸素量を有するバルク体を簡便な手段で且つ
再現性よく製造できるため、コスト的に安価に所望の酸
化物超電導体が得られるという効果がある。
処理時のガス雰囲気と温度条件とを制御することによ
り、所望の酸素量を有するバルク体を簡便な手段で且つ
再現性よく製造できるため、コスト的に安価に所望の酸
化物超電導体が得られるという効果がある。
【図１】本発明に係る酸化物超電導バルク体の製造方法
を示すフローシートである。
を示すフローシートである。
【図２】Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏx バルク体におけるアニー
ル保持温度と酸素量ｘとの相関関係を示す図である。
ル保持温度と酸素量ｘとの相関関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｙ1 Ｂ2 Ｃｕ3 Ｏx （ただし、Ｂは、Ｃ
ａ、Ｓｒ、Ｂａ等の周期律表第IIＡ族のアルカリ土類金
属を表す）の組成式で表される酸化物超電導バルク体を
製造する方法であって、Ｙを含む化合物、Ｂを含む化合
物およびＣｕを含む化合物からなる各原料粉末を所定比
に混合し成形して、 400〜1200℃の温度で焼結すること
によりバルク体となし、次いで、得られたバルク体を酸
素分圧0.01〜15％の混合ガス中、 400〜1000℃の温度に
再び加温してアニール処理を行い、次いで上記雰囲気を
不活性ガスに代えて徐冷しながらアニール処理を行うこ
とにより、バルク体の酸素量を 6.0〜7.0 の範囲に制御
することを特徴とする酸化物超電導バルク体の製造方
法。 - 【請求項２】 前記バルク体の酸素量を 6.2〜6.9 の割
合に制御することを特徴とする、請求項１記載の酸化物
超電導バルク体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3058254A JP2512409B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 酸化物超電導バルク体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3058254A JP2512409B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 酸化物超電導バルク体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04275972A JPH04275972A (ja) | 1992-10-01 |
| JP2512409B2 true JP2512409B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=13079009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3058254A Expired - Fee Related JP2512409B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 酸化物超電導バルク体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2512409B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3219563B2 (ja) * | 1993-09-02 | 2001-10-15 | キヤノン株式会社 | 金属酸化物とその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2966068B2 (ja) * | 1990-09-12 | 1999-10-25 | 古河電気工業株式会社 | セラミックス超電導々体の製造方法 |
-
1991
- 1991-02-28 JP JP3058254A patent/JP2512409B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04275972A (ja) | 1992-10-01 |
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