JP2567389B2 - 酸化物超電導材料 - Google Patents
酸化物超電導材料Info
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- JP2567389B2 JP2567389B2 JP62069366A JP6936687A JP2567389B2 JP 2567389 B2 JP2567389 B2 JP 2567389B2 JP 62069366 A JP62069366 A JP 62069366A JP 6936687 A JP6936687 A JP 6936687A JP 2567389 B2 JP2567389 B2 JP 2567389B2
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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
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、酸化物超電導材料に関する。より詳しく
は、周期律表II a族元素、III a族元素、銅および酸素
を含むセラミックス系の酸化物超電導材料に関する。
は、周期律表II a族元素、III a族元素、銅および酸素
を含むセラミックス系の酸化物超電導材料に関する。
＜従来の技術＞ 従来、超電導材料として、金属系、セラミックス系、
有機物系のものが知られているが、このうちセラミック
ス系のものが近年脚光を浴びつつある。このようなセラ
ミックス系の超電導材料としては、層状ペロブストカイ
ト型（L2NiF4型）の構造を有するものが知られており、
例えば、（La,Sr）2CuO4、または（La,Ba）2CuO4のよう
なセラミックス系の酸化物超電導材料については、30K
以上の臨界温度を示している。さらに、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ
系の超電導材料では構造が明確でないものの90K以上の
臨界温度が得られている。
有機物系のものが知られているが、このうちセラミック
ス系のものが近年脚光を浴びつつある。このようなセラ
ミックス系の超電導材料としては、層状ペロブストカイ
ト型（L2NiF4型）の構造を有するものが知られており、
例えば、（La,Sr）2CuO4、または（La,Ba）2CuO4のよう
なセラミックス系の酸化物超電導材料については、30K
以上の臨界温度を示している。さらに、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ
系の超電導材料では構造が明確でないものの90K以上の
臨界温度が得られている。
＜発明が解決しようとする問題点＞ これらの酸化物超電導材料は、主として原材料成分を
含む金属粉末を焼結することによって得られるものであ
るから、必然的に多孔質となる。このため、 電流があまり流れないこと、即ち、電流密度が低い
こと、 強度が弱く割れ易いこと、 空孔部に水が入ると、水のOH-基が材料と反応して
超電導特性が劣化すること、 等の問題点を有している。
含む金属粉末を焼結することによって得られるものであ
るから、必然的に多孔質となる。このため、 電流があまり流れないこと、即ち、電流密度が低い
こと、 強度が弱く割れ易いこと、 空孔部に水が入ると、水のOH-基が材料と反応して
超電導特性が劣化すること、 等の問題点を有している。
＜発明の目的＞ この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、
強度が強く、安定的な超電導特性を発揮することができ
るとともに、臨界電流密度の高い超電導材料を提供する
ことを目的とする。
強度が強く、安定的な超電導特性を発揮することができ
るとともに、臨界電流密度の高い超電導材料を提供する
ことを目的とする。
＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するためのこの発明の酸化物超電導材
料としては、周期律表II a族元素、III a族元素、銅、
および酸素を含むセラミックス系の酸化物超電導材料に
おいて、上記各元素と反応しない、超電導物質、強磁性
物質および常磁性金属物質のうちの少なくとも１種の元
素類からなる粒子を含有させて非多孔質としたものであ
る。
料としては、周期律表II a族元素、III a族元素、銅、
および酸素を含むセラミックス系の酸化物超電導材料に
おいて、上記各元素と反応しない、超電導物質、強磁性
物質および常磁性金属物質のうちの少なくとも１種の元
素類からなる粒子を含有させて非多孔質としたものであ
る。
上記周期律表II a族元素としては、Be、Mg、Ca、Sr、
Ba、Raが挙げられる。また周期律表III a族元素として
は、Sc、Ｙ、La、Ac、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、T
b、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luが挙げられる。
Ba、Raが挙げられる。また周期律表III a族元素として
は、Sc、Ｙ、La、Ac、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、T
b、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luが挙げられる。
また周期律表II a族元素がBaであり、III a族元素がS
c、La、Ｙのうちのいずれかであることが特に好まし
い。
c、La、Ｙのうちのいずれかであることが特に好まし
い。
＜作用＞ 上記の構成の酸化物超電導材料は、上記超電導体、強
磁性物質、常磁性金属物質等の他の元素類によって空孔
部が閉塞された非多孔質構造を呈するので、従来の多孔
質の酸化物超電導材料よりも圧縮強度や引張り強尾が強
くなるとともに、空孔がないので水分が浸透して超電導
特性が劣化すおそれもない。
磁性物質、常磁性金属物質等の他の元素類によって空孔
部が閉塞された非多孔質構造を呈するので、従来の多孔
質の酸化物超電導材料よりも圧縮強度や引張り強尾が強
くなるとともに、空孔がないので水分が浸透して超電導
特性が劣化すおそれもない。
特に、他の元素類として超電導体を含有させた場合に
は、これと酸化物超電導体という２つの異なった特性
（例えばTc、Hc2、エネルギギャップ等）をもつ物質の
混合体となり、全体としてバルクの超電導体となるの
で、断面積、あるいは体積が増えた分だけ電流を多く流
すことができる。しかも、両超電導体の界面等が磁束を
トラップするピン止め点となり、磁場中に電流を流した
時に生じるローレンツ力による磁束流を止めることがで
き、結果として磁場中で流し得る臨界電流および臨界電
流密度を極めて高くすることができる。
は、これと酸化物超電導体という２つの異なった特性
（例えばTc、Hc2、エネルギギャップ等）をもつ物質の
混合体となり、全体としてバルクの超電導体となるの
で、断面積、あるいは体積が増えた分だけ電流を多く流
すことができる。しかも、両超電導体の界面等が磁束を
トラップするピン止め点となり、磁場中に電流を流した
時に生じるローレンツ力による磁束流を止めることがで
き、結果として磁場中で流し得る臨界電流および臨界電
流密度を極めて高くすることができる。
また、強磁性物質を含有させた場合には、磁束が強磁
性物質に集中し易いことから、やはりこれがピン止め点
となり、臨界電流密度を高くすることができる。
性物質に集中し易いことから、やはりこれがピン止め点
となり、臨界電流密度を高くすることができる。
さらに、常磁性金属物質を含有させた場合にも、母材
と、常磁性金属物質との界面がピン止め点となるととも
に、当該超電導材料を電磁気的に安定化させることもで
きる。
と、常磁性金属物質との界面がピン止め点となるととも
に、当該超電導材料を電磁気的に安定化させることもで
きる。
＜実施例１＞ Ｙ−Ba−Cu−Ｏを主成分とする超電導材料を、大気中
において940℃で24時間焼成することにより得られた焼
結体を、400℃にて溶融しているPb溶中に浸漬し、空孔
部分にPbを含浸させて非多孔質の酸化物超電導材料を得
た。
において940℃で24時間焼成することにより得られた焼
結体を、400℃にて溶融しているPb溶中に浸漬し、空孔
部分にPbを含浸させて非多孔質の酸化物超電導材料を得
た。
この酸化物超電導材料の臨界温度は90Kであり、Pbを
含浸させる前と変化なかったが、臨界電流密度を測定し
たところ、含浸前が1A/mm2であったのに対して、50A/mm
2以上であり、50倍以上になっていることが確認され
た。さらに、強度が向上してハンドリング中に壊れるこ
ともなかった。しかも、水分に触れても超電導特性が変
化しなかった。
含浸させる前と変化なかったが、臨界電流密度を測定し
たところ、含浸前が1A/mm2であったのに対して、50A/mm
2以上であり、50倍以上になっていることが確認され
た。さらに、強度が向上してハンドリング中に壊れるこ
ともなかった。しかも、水分に触れても超電導特性が変
化しなかった。
＜実施例２＞ Y2O3、BaCO3、CuOの粉末、およびFeの粉末を混合し、
940℃で24時間焼成して焼結体を得た。この材料はFeを
含有しない材料に比べて焼結体の充填率が極めて高く、
強度が強かった。さらに、臨界電流を測定したところ、
100A/mm2の臨界電流密度が得られた。
940℃で24時間焼成して焼結体を得た。この材料はFeを
含有しない材料に比べて焼結体の充填率が極めて高く、
強度が強かった。さらに、臨界電流を測定したところ、
100A/mm2の臨界電流密度が得られた。
＜実施例３＞ Y2O3、BaCO3,CuOの粉末、およびAgの粉末を混合して9
40℃で24時間焼成して焼結体を得た。
40℃で24時間焼成して焼結体を得た。
この材料の臨界温度は92Kであり、Agを含有しない焼
結体と同等以上であった。この材料の臨界電流を測定し
たところ、20A/mm2であり、１桁以上向上したことが確
認された。しかも、電流リード等を容易に付けることが
でき、超電導が破れても材料が壊れず、常電導抵抗が極
めて小さく、電磁気的に安定であった。
結体と同等以上であった。この材料の臨界電流を測定し
たところ、20A/mm2であり、１桁以上向上したことが確
認された。しかも、電流リード等を容易に付けることが
でき、超電導が破れても材料が壊れず、常電導抵抗が極
めて小さく、電磁気的に安定であった。
なお、この発明の酸化物超電導材料は、上記実施例に
限定されるものではなく、周期律表II a族元素、III a
族元素、銅、および酸素を含む焼結体に、上記各元素と
反応しない他の元素類からなる粒子を含有させて非多孔
質としてあれば、上記実施例以外の、超電導物質、強磁
性物質または常磁性金属物質の元素を組合わせて実施す
ることができる。
限定されるものではなく、周期律表II a族元素、III a
族元素、銅、および酸素を含む焼結体に、上記各元素と
反応しない他の元素類からなる粒子を含有させて非多孔
質としてあれば、上記実施例以外の、超電導物質、強磁
性物質または常磁性金属物質の元素を組合わせて実施す
ることができる。
＜発明の効果＞ 以上のように、この発明の酸化物超電導材料によれ
ば、非多孔質であるので、充分な耐圧強度を確保するこ
とができるとともに、水濡れに対しても安定で、性能が
劣化せず、しかも、臨界電流密度を高くすることができ
る。
ば、非多孔質であるので、充分な耐圧強度を確保するこ
とができるとともに、水濡れに対しても安定で、性能が
劣化せず、しかも、臨界電流密度を高くすることができ
る。
また、空孔部がなく、比重が増すために、全体として
比熱が増加し、熱的擾乱に対して温度変化が小さくな
り、熱的安定性が向上する。従って超電導マグネット等
の機器が、非常に使い易く信頼性の高いものになる さらに、酸化物超導電体は半田が付着しにくく金属接
合も困難なため、高い臨界電流を得るための電極の作成
が非常に困難であり、例えば、電流リードや電圧端子と
して、従来は銀ペースト等の信頼性の低いものを使って
いたが、本発明によれば超電導物質、教磁性体、常磁性
金属物質等に半田付け等の金属接合を行なうことができ
る結果、電極での発熱もなくなり、高い電流密度をとる
ことができるという効果を奏する。
比熱が増加し、熱的擾乱に対して温度変化が小さくな
り、熱的安定性が向上する。従って超電導マグネット等
の機器が、非常に使い易く信頼性の高いものになる さらに、酸化物超導電体は半田が付着しにくく金属接
合も困難なため、高い臨界電流を得るための電極の作成
が非常に困難であり、例えば、電流リードや電圧端子と
して、従来は銀ペースト等の信頼性の低いものを使って
いたが、本発明によれば超電導物質、教磁性体、常磁性
金属物質等に半田付け等の金属接合を行なうことができ
る結果、電極での発熱もなくなり、高い電流密度をとる
ことができるという効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−263006（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−133792（ＪＰ，Ａ) ”Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒｓ”Ｖｏｌ．58，Ｎｏ. ９，Ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ ｐｈｙ ｓｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ 発行, 1987年３月，Ｐ．908−912
Claims (2)
- 【請求項１】周期律表II a、III a族元素、銅、および
酸素を含むセラミックス系の酸化物超電導材料におい
て、上記各元素と反応しない、超電導物質、強磁性物質
および常磁性金属物質のうちの少なくとも１種の元素類
からなる粒子を含有させて、非多孔質としたことを特徴
とする酸化物超電導材料。 - 【請求項２】II a族元素がBaであり、III a族元素がS
c、Ｙ、Laのうちのいずれかである上記特許請求の範囲
第１項記載の酸化物超電導材料。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62069366A JP2567389B2 (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | 酸化物超電導材料 |
| CA000562185A CA1339978C (en) | 1987-03-24 | 1988-03-23 | Ceramic oxide superconductive composite material |
| DE3871833T DE3871833T3 (de) | 1987-03-24 | 1988-03-24 | Supraleitendes Materialgemisch aus Oxidkeramik. |
| EP88104733A EP0284061A3 (en) | 1987-03-24 | 1988-03-24 | Ceramic oxide superconductive composite material |
| EP88104734A EP0284062B2 (en) | 1987-03-24 | 1988-03-24 | Ceramic oxide superconductive composite material |
| US07/994,075 US5262398A (en) | 1987-03-24 | 1992-12-16 | Ceramic oxide superconductive composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62069366A JP2567389B2 (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | 酸化物超電導材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63236747A JPS63236747A (ja) | 1988-10-03 |
| JP2567389B2 true JP2567389B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=13400486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62069366A Expired - Lifetime JP2567389B2 (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | 酸化物超電導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2567389B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5204318A (en) * | 1987-03-27 | 1993-04-20 | Massachusetts Institute Of Technology | Preparation of superconducting oxides and oxide-metal composites |
| CA1340569C (en) * | 1987-05-05 | 1999-06-01 | Sungho Jin | Superconductive body having improved properties, and apparatus and systems comprising such a body |
| JP2599387B2 (ja) * | 1987-06-02 | 1997-04-09 | 古河電気工業株式会社 | セラミックス超電導体 |
| JPS63310509A (ja) * | 1987-06-11 | 1988-12-19 | Furukawa Electric Co Ltd:The | セラミックス超電導体 |
| JP2893647B2 (ja) * | 1987-09-18 | 1999-05-24 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 銅酸化物超伝導体の臨界電流値の向上方法 |
| JPH01153525A (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-15 | Tokin Corp | Ａｇ微粒子含有酸素欠損三重構造ペロブスカイト型酸化物超電導体とその製造方法 |
| KR900007123A (ko) * | 1988-10-17 | 1990-05-09 | 리챠드 비.미그리 | 초전도체 금속 매트릭스 합성물 및 그 제조방법 |
-
1987
- 1987-03-24 JP JP62069366A patent/JP2567389B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒｓ"Ｖｏｌ．５８，Ｎｏ．９，Ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ 発行，１９８７年３月，Ｐ．９０８−９１２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63236747A (ja) | 1988-10-03 |
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