JP2752969B2 - 酸化物超電導体 - Google Patents
酸化物超電導体Info
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- JP2752969B2 JP2752969B2 JP62126026A JP12602687A JP2752969B2 JP 2752969 B2 JP2752969 B2 JP 2752969B2 JP 62126026 A JP62126026 A JP 62126026A JP 12602687 A JP12602687 A JP 12602687A JP 2752969 B2 JP2752969 B2 JP 2752969B2
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- Japan
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- oxide superconductor
- mol
- substitution
- current density
- oxygen
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は酸化物超電導体に係り、特に臨界電流密度の
高い酸化物超電導体に関する。 (従来の技術) 近年、Ba−La−Cu−O系の層状ペロブスカイト型酸化
物が高い臨界温度を有する可能性のあることが発表され
て以来、各所で酸化物超電導体の研究が行なわれている
(Z.Phys.B Condensed Matter 64,189−193(1986)。
その中でもY−Ba−Cu−O系に代表される酸素欠陥を有
する欠陥ペロブスカイト型(AB2C3O7-δ型)の酸化物超
電導体は、Tcが90K以上と液体窒素以上の高い温度を示
すため非常に有望な材料である(Phys.Rev.Lett.vol.58
No.9,p908−910)。 (発明が解決しようとする問題点) この様にペロブスカイト型の酸化物超電導体は前述の
如く非常に有望な材料であるが、理論上は常温近傍まで
臨界温度を高めることができるとも言われており、臨界
温度の上昇に対する要求は強い。また超電導体の応用を
考慮した場合、臨界電流密度は重要なファクターであ
り、この値の上昇が強く望まれている。 本発明はこの様な問題点を解決するためになされたも
のであり、臨界電流密度の高い酸化物超電導体を得るこ
とを目的としてなされたものである。 [発明の構成] (問題点を解決するための手段及び作用) 本発明は、Ln元素(LnはY,La,Nd,Sm,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,
Tm,Ybの少なくとも二種)、Ba及びCuを原子比で実質的
に1:2:3の割合で含有する酸化物超電導体であり、BaをS
r,Caの少なくとも一種で置換することができる。 すなわち本発明はLn元素を二種以上とすることにより
臨界電流密度を向上することができるというものであ
る。各々の構成元素は0.1mol%以上さらには1mol%以上
含有することが好ましい。またこの二種以上のLn元素に
加えLuを添加しても良い。 またBaをSr,Caで置換することによっても臨界電流密
度を向上することができる。置換は少量でその効果を発
揮するが、0.01mol%以上の添加でその効果が顕著とな
る。置換量は超電導特性を低下させない程度の範囲で適
宜設定可能であるが、あまり多量の置換は超電導特性を
低下してしまうため、80mol%以下、さらに実用上は20
重量%以下程度の添加含有量が好ましい。またCuの一部
をC元素(Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Znの少なくとも一種)
で置換することにより、臨界電流密度を向上することが
できる。C元素による置換は少量でその効果を発揮する
が、実用上は0.01mol%以上の添加が好ましい。置換量
は超電導特性を低下させない程度の範囲で適宜設定可能
であるが、あまり多量の置換は超電導特性を低下してし
まうため、80mol%以下、さらに実用上は20重量%以下
程度の添加含有量が好ましい。 本発明酸化物超電導体は、例えば以下に示す製造方法
により得ることができる。 Y,Eu,Ba,Cu等のペロブスカイト型酸化物超電導体の構
成元素を十分混合する。混合の際にはY2O3,Eu2O3,BaO,
CuO,等の酸化物を原料として用いることができる。ま
た、これらの酸化物のほかに、焼成後酸化物に転化する
炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等の化合物を用いてもよい。
さらには共沈法等で得たしゅう酸塩等を用いても良い。
ペロブスカイト型酸化物超電導体を構成する元素は、基
本的に化学量論比の組成となるように混合するが、多少
製造条件等との関係等でずれていても構わない。例えば
Y−Ba−Cu−O系ではY1molに対しBa2mol、Cu3molが標
準組成であるが、実用上は、Y1molに対しBa2±0.6mol、
Cu3±0.2mol程度のずれは問題ない。 前述の原料を混合した後、仮焼・粉砕し所望の形状に
成形した後、焼成する。仮焼は必ずしも必要ではない。
焼成・仮焼は十分な酸素が供給できるような酸素含有雰
囲気で行なうことが好ましい。所望の形状に焼成した
後、酸素中で加熱処理することにより、超電導特性を向
上することができる。この加熱処理は通常600−960℃程
度である。 このようにして得られた酸化物超電導体は酸素欠陥δ
を有する酸素欠陥型ペロブスカイト構造(LnBa2Cu3O7-
δ(δは通常1以下))となる。Cu元素、Ba元素の置換
元素はそれぞれのサイトに置換したかたちで入る。 また上述の粉末焼結に限らず、蒸着法、スパッタリン
グ法、CVD法などの方法による膜状の酸化物超電導体を
形成することもできる。更に酸化物超電導体ペーストを
用いたスクリーン印刷法、ゾル・ゲル法等を用いての製
造もできる。更に金属管等のシース材を用いての線材
化、溶湯急冷法を用いての線材化等も可能である。 (実施例) 以下に本発明の実施例を説明する。 実施例−1 原子比でY:Eu:Ba:Cu=0.9:0.1:2:3の組成となるよう
にY2O3,Eu2O3,BaCO3,CuOを十分混合した後900℃で仮
焼した後、粉砕した。この混合原料を900℃、48H、大気
中の条件で焼成した。次いで860℃,10Hの条件で加熱処
理を施した。 得られた酸化物超電導体は密度99%であり、超電導特
性を調べたところ、臨界温度はTcoff=90K、Jc=23000A
/cm2と非常に優れたものであ 比較例−1 Eu置換を除いて実施例−1と同様にして酸化物超電導
体を得た。Jc=1800A/cm2と低い値であった。 実施例−2 各種置換物を変えて酸化物超電導体を得た結果を第1
表に示す。第1表から明らかなように本発明によれば臨
界電流密度が向上することが分かる。 [発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、臨界電流密度の
高いY−Ba−Cu−O系等のペロブスカイト型の酸化物超
電導体を得ることができる。従って、工業上寄与するこ
と大である。
高い酸化物超電導体に関する。 (従来の技術) 近年、Ba−La−Cu−O系の層状ペロブスカイト型酸化
物が高い臨界温度を有する可能性のあることが発表され
て以来、各所で酸化物超電導体の研究が行なわれている
(Z.Phys.B Condensed Matter 64,189−193(1986)。
その中でもY−Ba−Cu−O系に代表される酸素欠陥を有
する欠陥ペロブスカイト型(AB2C3O7-δ型)の酸化物超
電導体は、Tcが90K以上と液体窒素以上の高い温度を示
すため非常に有望な材料である(Phys.Rev.Lett.vol.58
No.9,p908−910)。 (発明が解決しようとする問題点) この様にペロブスカイト型の酸化物超電導体は前述の
如く非常に有望な材料であるが、理論上は常温近傍まで
臨界温度を高めることができるとも言われており、臨界
温度の上昇に対する要求は強い。また超電導体の応用を
考慮した場合、臨界電流密度は重要なファクターであ
り、この値の上昇が強く望まれている。 本発明はこの様な問題点を解決するためになされたも
のであり、臨界電流密度の高い酸化物超電導体を得るこ
とを目的としてなされたものである。 [発明の構成] (問題点を解決するための手段及び作用) 本発明は、Ln元素(LnはY,La,Nd,Sm,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,
Tm,Ybの少なくとも二種)、Ba及びCuを原子比で実質的
に1:2:3の割合で含有する酸化物超電導体であり、BaをS
r,Caの少なくとも一種で置換することができる。 すなわち本発明はLn元素を二種以上とすることにより
臨界電流密度を向上することができるというものであ
る。各々の構成元素は0.1mol%以上さらには1mol%以上
含有することが好ましい。またこの二種以上のLn元素に
加えLuを添加しても良い。 またBaをSr,Caで置換することによっても臨界電流密
度を向上することができる。置換は少量でその効果を発
揮するが、0.01mol%以上の添加でその効果が顕著とな
る。置換量は超電導特性を低下させない程度の範囲で適
宜設定可能であるが、あまり多量の置換は超電導特性を
低下してしまうため、80mol%以下、さらに実用上は20
重量%以下程度の添加含有量が好ましい。またCuの一部
をC元素(Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Znの少なくとも一種)
で置換することにより、臨界電流密度を向上することが
できる。C元素による置換は少量でその効果を発揮する
が、実用上は0.01mol%以上の添加が好ましい。置換量
は超電導特性を低下させない程度の範囲で適宜設定可能
であるが、あまり多量の置換は超電導特性を低下してし
まうため、80mol%以下、さらに実用上は20重量%以下
程度の添加含有量が好ましい。 本発明酸化物超電導体は、例えば以下に示す製造方法
により得ることができる。 Y,Eu,Ba,Cu等のペロブスカイト型酸化物超電導体の構
成元素を十分混合する。混合の際にはY2O3,Eu2O3,BaO,
CuO,等の酸化物を原料として用いることができる。ま
た、これらの酸化物のほかに、焼成後酸化物に転化する
炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等の化合物を用いてもよい。
さらには共沈法等で得たしゅう酸塩等を用いても良い。
ペロブスカイト型酸化物超電導体を構成する元素は、基
本的に化学量論比の組成となるように混合するが、多少
製造条件等との関係等でずれていても構わない。例えば
Y−Ba−Cu−O系ではY1molに対しBa2mol、Cu3molが標
準組成であるが、実用上は、Y1molに対しBa2±0.6mol、
Cu3±0.2mol程度のずれは問題ない。 前述の原料を混合した後、仮焼・粉砕し所望の形状に
成形した後、焼成する。仮焼は必ずしも必要ではない。
焼成・仮焼は十分な酸素が供給できるような酸素含有雰
囲気で行なうことが好ましい。所望の形状に焼成した
後、酸素中で加熱処理することにより、超電導特性を向
上することができる。この加熱処理は通常600−960℃程
度である。 このようにして得られた酸化物超電導体は酸素欠陥δ
を有する酸素欠陥型ペロブスカイト構造(LnBa2Cu3O7-
δ(δは通常1以下))となる。Cu元素、Ba元素の置換
元素はそれぞれのサイトに置換したかたちで入る。 また上述の粉末焼結に限らず、蒸着法、スパッタリン
グ法、CVD法などの方法による膜状の酸化物超電導体を
形成することもできる。更に酸化物超電導体ペーストを
用いたスクリーン印刷法、ゾル・ゲル法等を用いての製
造もできる。更に金属管等のシース材を用いての線材
化、溶湯急冷法を用いての線材化等も可能である。 (実施例) 以下に本発明の実施例を説明する。 実施例−1 原子比でY:Eu:Ba:Cu=0.9:0.1:2:3の組成となるよう
にY2O3,Eu2O3,BaCO3,CuOを十分混合した後900℃で仮
焼した後、粉砕した。この混合原料を900℃、48H、大気
中の条件で焼成した。次いで860℃,10Hの条件で加熱処
理を施した。 得られた酸化物超電導体は密度99%であり、超電導特
性を調べたところ、臨界温度はTcoff=90K、Jc=23000A
/cm2と非常に優れたものであ 比較例−1 Eu置換を除いて実施例−1と同様にして酸化物超電導
体を得た。Jc=1800A/cm2と低い値であった。 実施例−2 各種置換物を変えて酸化物超電導体を得た結果を第1
表に示す。第1表から明らかなように本発明によれば臨
界電流密度が向上することが分かる。 [発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、臨界電流密度の
高いY−Ba−Cu−O系等のペロブスカイト型の酸化物超
電導体を得ることができる。従って、工業上寄与するこ
と大である。
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−248722(JP,A)
特開 昭63−230565(JP,A)
特開 昭63−277515(JP,A)
特開 昭63−274031(JP,A)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 1.Ln元素(LnはY,La,Sc,Nd,Sm,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,Tm,Yb
の少なくとも二種)、Ba及びCuを原子比で実質的に1:2:
3の割合で含有し、Cuの一部をTi,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Zn
の少なくとも一種で置換したことを特徴とする酸化物超
電導体。 2.Baの一部をSr,Caの少なくとも一種で置換したこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の酸化物超電導
体。 3.Sr,Caの置換量が0.01mol%〜80mol%であることを
特徴とする特許請求の範囲第2項記載の酸化物超電導
体。 4.前記酸化物超電導体はLnBa2Cu3O7-δ(δは酸素欠
陥を表わす)で表わされる酸素欠陥型ペロブスカイト構
造を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の酸化物超電導体。 5.前記Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Znの置換量が0.01mol%
〜80mol%であることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の酸化物超電導体。 6.前記Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Znの置換量が0.01mol%
〜20重量%であることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の酸化物超電導体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62126026A JP2752969B2 (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 酸化物超電導体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62126026A JP2752969B2 (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 酸化物超電導体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63291816A JPS63291816A (ja) | 1988-11-29 |
JP2752969B2 true JP2752969B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=14924859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62126026A Expired - Lifetime JP2752969B2 (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 酸化物超電導体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2752969B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112019000603T5 (de) * | 2018-01-31 | 2020-12-03 | Koa Corporation | Sauerstoff-Sensorelement |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6638894B1 (en) * | 1987-01-09 | 2003-10-28 | Lucent Technologies Inc. | Devices and systems based on novel superconducting material |
GB2201955B (en) * | 1987-03-11 | 1991-09-18 | Ibm | Electrically superconducting compositions and processes for their preparation |
JPS63274031A (ja) * | 1987-05-01 | 1988-11-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 超伝導電線の製造方法 |
JPS63277515A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-11-15 | Kazuo Fueki | 超伝導性材料の製造方法 |
-
1987
- 1987-05-25 JP JP62126026A patent/JP2752969B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63291816A (ja) | 1988-11-29 |
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