JP2757869B2 - 超伝導セラミックスの製造方法 - Google Patents
超伝導セラミックスの製造方法Info
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- JP2757869B2 JP2757869B2 JP63064721A JP6472188A JP2757869B2 JP 2757869 B2 JP2757869 B2 JP 2757869B2 JP 63064721 A JP63064721 A JP 63064721A JP 6472188 A JP6472188 A JP 6472188A JP 2757869 B2 JP2757869 B2 JP 2757869B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- 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)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 超伝導セラミックスの製造法に関し、特に超伝導パタ
ーンを緻密にして超伝導パスの形成を確実にすることを
目的とし、 超伝導セラミックス粉末に焼成して超伝導セラミック
スに成る原料粉末を非反応性の焼結助剤として５〜40重
量％添加するように構成する。
ーンを緻密にして超伝導パスの形成を確実にすることを
目的とし、 超伝導セラミックス粉末に焼成して超伝導セラミック
スに成る原料粉末を非反応性の焼結助剤として５〜40重
量％添加するように構成する。
本発明は超伝導セラミックスの製造方法に係り、とり
わけ緻密な超伝導セラミックス焼結体及び厚膜を形成す
る方法に関する。
わけ緻密な超伝導セラミックス焼結体及び厚膜を形成す
る方法に関する。
高温超伝導セラミックスの発見により、電子機器など
における超伝導セラミックス配線の実用化の可能性が急
激に高まり、そのための研究開発が進められている。し
かしながら、超伝導セラミックスの製膜などには解決す
べき問題も多い。
における超伝導セラミックス配線の実用化の可能性が急
激に高まり、そのための研究開発が進められている。し
かしながら、超伝導セラミックスの製膜などには解決す
べき問題も多い。
超伝導セラミックスの焼結体は、例えば、BaY2Cu3O
７−δであればBaO,Y2O3,CuOからなる原料粉末組成物を
成形し、酸素雰囲気中で焼成及びアニールして製造され
る。
７−δであればBaO,Y2O3,CuOからなる原料粉末組成物を
成形し、酸素雰囲気中で焼成及びアニールして製造され
る。
一方、超伝導セラミックスの製膜は、上記の如く一旦
焼成して製造された超伝導セラミックスの焼結体を粉砕
して得た超伝導セラミックス粉末をペースト化し、これ
を基板上に塗布し、焼成して行なわれている。
焼成して製造された超伝導セラミックスの焼結体を粉砕
して得た超伝導セラミックス粉末をペースト化し、これ
を基板上に塗布し、焼成して行なわれている。
超伝導セラミックスのバルクでは加圧成形すること
と、焼成の際には自由に収縮することにより緻密になり
易すい。このため超伝導相を多く含み、電流密度も高
い。しかしながら、なお緻密化することが望ましいこと
はいうまでもない。
と、焼成の際には自由に収縮することにより緻密になり
易すい。このため超伝導相を多く含み、電流密度も高
い。しかしながら、なお緻密化することが望ましいこと
はいうまでもない。
一方、超伝導セラミックスのペーストでは、焼成時の
収縮が基板表面に垂直なＺ方向のみで、基板表面に平行
なX,Y方向はほとんど収縮しない。そのため緻密になり
にくく、伝導パスが形成できないことが多く、また電流
密度も低い。
収縮が基板表面に垂直なＺ方向のみで、基板表面に平行
なX,Y方向はほとんど収縮しない。そのため緻密になり
にくく、伝導パスが形成できないことが多く、また電流
密度も低い。
そこで、本発明は超伝導セラミックスの焼結体及び厚
膜を緻密化することを目的とする。
膜を緻密化することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために、超伝導セラミ
ックス粉末に焼成して超伝導セラミックスになる原料粉
末組成物を焼結助剤として５〜40重量％添加する。
ックス粉末に焼成して超伝導セラミックスになる原料粉
末組成物を焼結助剤として５〜40重量％添加する。
超伝導セラミックスを緻密化するためには焼結助剤を
添加する方法が有効であると考えられる。しかしなが
ら、焼結助剤の種類によっては主成分と反応して別の組
成になってしまうことがある。また、焼結助剤は活性度
が高いほど添加量が少なくて済むので好ましい。このよ
うな観点から、超伝導セラミックスと同一組成であり、
かつ活性度も高い焼成前の超伝導セラミックス原料粉末
が最適であると考え、実験を行なってこの事実を確認
し、本発明を完成した。
添加する方法が有効であると考えられる。しかしなが
ら、焼結助剤の種類によっては主成分と反応して別の組
成になってしまうことがある。また、焼結助剤は活性度
が高いほど添加量が少なくて済むので好ましい。このよ
うな観点から、超伝導セラミックスと同一組成であり、
かつ活性度も高い焼成前の超伝導セラミックス原料粉末
が最適であると考え、実験を行なってこの事実を確認
し、本発明を完成した。
焼成して超伝導セラミックスになる原料粉末組成物
は、例えばAB2CuO７−δ（Ａは３価金属、Ｂは２価金
属）の組成を有するペロブスカイト構造を有する超伝導
セラミックスを製造する場合には、A2O3,BO,CuOからな
る酸化物の混合物が一般的であるが、例えばCuOをCuで
代えてもよい。また、好ましくはないが、例えば、A2O3
をＡ（OH）３やA2（CO3）３で代えることも可能であ
る。この原料粉末組成物を焼成して得られる超伝導セラ
ミックスの組成は超伝導セラミックス粉末の組成と同一
である必要は必ずしもないが、同一であることが望まし
い。また、この原料粉末組成物の添加量は超伝導セラミ
ックス粉末との合計量を基準にして５〜40重量％の範囲
内とする。添加量が少ないと焼成助剤を添加する効果が
少なく、一方添加量が多すぎると焼成時の収縮が大きく
なるなどの問題を生ずる。
は、例えばAB2CuO７−δ（Ａは３価金属、Ｂは２価金
属）の組成を有するペロブスカイト構造を有する超伝導
セラミックスを製造する場合には、A2O3,BO,CuOからな
る酸化物の混合物が一般的であるが、例えばCuOをCuで
代えてもよい。また、好ましくはないが、例えば、A2O3
をＡ（OH）３やA2（CO3）３で代えることも可能であ
る。この原料粉末組成物を焼成して得られる超伝導セラ
ミックスの組成は超伝導セラミックス粉末の組成と同一
である必要は必ずしもないが、同一であることが望まし
い。また、この原料粉末組成物の添加量は超伝導セラミ
ックス粉末との合計量を基準にして５〜40重量％の範囲
内とする。添加量が少ないと焼成助剤を添加する効果が
少なく、一方添加量が多すぎると焼成時の収縮が大きく
なるなどの問題を生ずる。
超伝導セラミックス焼結体を製造する場合には、超伝
導セラミックス粉末と上記原料粉末組成物との混合物を
圧粉成形等の手法で成形し、焼成すればよい。焼成温度
は超伝導セラミックスの組成によるが、前記AB2CuO
７−δ組成のセラミックスでは通常900〜1000℃で焼成
する。焼成後、焼成と続けて、酸素含有雰囲気中で徐冷
してアニールする。
導セラミックス粉末と上記原料粉末組成物との混合物を
圧粉成形等の手法で成形し、焼成すればよい。焼成温度
は超伝導セラミックスの組成によるが、前記AB2CuO
７−δ組成のセラミックスでは通常900〜1000℃で焼成
する。焼成後、焼成と続けて、酸素含有雰囲気中で徐冷
してアニールする。
超伝導セラミックスを製膜する場合には、先ず、超伝
導セラミックス粉末及び上記原料粉末組成物に有機バイ
ンダ及び溶剤を混合してペーストを作製する。有機バイ
ンダと溶剤の量はペーストとしての性質を付与するのに
必要な量で用いるが、少ない方が好ましい。
導セラミックス粉末及び上記原料粉末組成物に有機バイ
ンダ及び溶剤を混合してペーストを作製する。有機バイ
ンダと溶剤の量はペーストとしての性質を付与するのに
必要な量で用いるが、少ない方が好ましい。
ペーストは基板上にスクリーン印刷などの手法で印刷
した後、焼成する。この焼成によって基板上に超伝導パ
ターンが形成されるが、上記原料粉末組成物を添加した
ことによってパターンがより緻密化し、超伝導パスの形
成密度が高められ、基板との密着性もよく、しかも従来
より低い温度で超伝導パターンを形成することが可能に
なる。こうして、焼成条件は800℃以下でも可能になっ
た。
した後、焼成する。この焼成によって基板上に超伝導パ
ターンが形成されるが、上記原料粉末組成物を添加した
ことによってパターンがより緻密化し、超伝導パスの形
成密度が高められ、基板との密着性もよく、しかも従来
より低い温度で超伝導パターンを形成することが可能に
なる。こうして、焼成条件は800℃以下でも可能になっ
た。
粒子径0.5μｍのY2O315.3g,粒子径0.5μｍのBaO48.6
g,粒子径0.5μｍのCuO36.0gをボールミルで48h混合し
た。この粉末を50MPaの圧力で直径30mmの圧粉体を作製
した。これを大気中950℃で5h焼成した後、らいかい機
で粉砕した。これにより粒径１μｍのっ粉末が作製でき
た。この粉末をＸ線回折および振動型磁気測定装置（VS
M）により超伝導体であることを確認した。
g,粒子径0.5μｍのCuO36.0gをボールミルで48h混合し
た。この粉末を50MPaの圧力で直径30mmの圧粉体を作製
した。これを大気中950℃で5h焼成した後、らいかい機
で粉砕した。これにより粒径１μｍのっ粉末が作製でき
た。この粉末をＸ線回折および振動型磁気測定装置（VS
M）により超伝導体であることを確認した。
超伝導体粉末50gに、上記の３成分を混合し熱処理し
ない粉末5g、ポリメチルメタアクリレート（PMMA）樹脂
5g、テルピネオール20g、メチルエチルケトン（MEK）20
0gをボールミルで48h混合した。その後、らいかい機でM
EKを飛散させてから、三本ロールミルで混練してペース
トを作製した。
ない粉末5g、ポリメチルメタアクリレート（PMMA）樹脂
5g、テルピネオール20g、メチルエチルケトン（MEK）20
0gをボールミルで48h混合した。その後、らいかい機でM
EKを飛散させてから、三本ロールミルで混練してペース
トを作製した。
このペーストをアルミナ基板上にスクリーン印刷で塗
布し、大気中800℃で30分焼成した。焼成後パターンの
電気抵抗を液体窒素中で測定した結果、85Kで抵抗ゼロ
となり、超伝導パターンであることを確認した。さら
に、基板との密着力も大きいことがわかった。
布し、大気中800℃で30分焼成した。焼成後パターンの
電気抵抗を液体窒素中で測定した結果、85Kで抵抗ゼロ
となり、超伝導パターンであることを確認した。さら
に、基板との密着力も大きいことがわかった。
〔発明の効果〕 本発明によれば、超伝導セラミックスの緻密化が達成
され、しかも低温焼成で高密度化ができ、とくに超伝導
セラミックスの製膜ではさらに基板との密着力が向上
し、また電流密度が向上する効果がある。
され、しかも低温焼成で高密度化ができ、とくに超伝導
セラミックスの製膜ではさらに基板との密着力が向上
し、また電流密度が向上する効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀原 伸男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 丹羽 紘一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−99279（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−308814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−14165（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−10519（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】超伝導セラミックス粉末に焼成して超伝導
セラミックスに成る原料粉末組成物を５〜40重量％添加
した混合物を焼成することを特徴とする超伝導セラミッ
クス体の製造方法。 - 【請求項２】超伝導セラミックス粉末に焼成して超伝導
セラミックスに成る原料粉末組成物を５〜40重量％添加
したペーストを基板上に付着させ、焼成することを特徴
とする基板上への超伝導セラミックス層の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63064721A JP2757869B2 (ja) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | 超伝導セラミックスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63064721A JP2757869B2 (ja) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | 超伝導セラミックスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239052A JPH01239052A (ja) | 1989-09-25 |
| JP2757869B2 true JP2757869B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=13266302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63064721A Expired - Fee Related JP2757869B2 (ja) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | 超伝導セラミックスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2757869B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03252350A (ja) * | 1990-02-27 | 1991-11-11 | Kokusai Chodendo Sangyo Gijutsu Kenkyu Center | 酸化物超電導ペーストおよび酸化物超電導体の製造方法 |
| JPH03252348A (ja) * | 1990-02-27 | 1991-11-11 | Kokusai Chodendo Sangyo Gijutsu Kenkyu Center | 酸化物超電導ペーストおよび酸化物超電導体の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0199279A (ja) * | 1987-10-12 | 1989-04-18 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導セラミツク基板の製造方法 |
-
1988
- 1988-03-19 JP JP63064721A patent/JP2757869B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01239052A (ja) | 1989-09-25 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |