JP2855128B2 - 酸化物超電導体 - Google Patents
酸化物超電導体Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、超電導転移温度Tcが液体窒素温度を越える
酸化物超電導体に関するものである。
酸化物超電導体に関するものである。
［従来の技術］ 液体窒素の沸点を越える超電導転移温度Tc（絶対温度
90K）をもつ代表的な酸化物超電導体として３層ペロブ
スカイト型の結晶構造を有するRBa2Cu3O7（Ｒ＝Y,希土
類元素）が知られている（Appl.Phys.Lett.Vol.51（198
7）P57）。ところが、この酸化物超電導体は酸素含有量
が熱処理条件で変化し、これにともなって正方晶−斜方
晶構造相転移を起こす。この相転移により超電導転移温
度は90Kから0K（絶縁体）まで大きく変化することが知
られている（Phys.Rev.B36（1987）P5719）。
90K）をもつ代表的な酸化物超電導体として３層ペロブ
スカイト型の結晶構造を有するRBa2Cu3O7（Ｒ＝Y,希土
類元素）が知られている（Appl.Phys.Lett.Vol.51（198
7）P57）。ところが、この酸化物超電導体は酸素含有量
が熱処理条件で変化し、これにともなって正方晶−斜方
晶構造相転移を起こす。この相転移により超電導転移温
度は90Kから0K（絶縁体）まで大きく変化することが知
られている（Phys.Rev.B36（1987）P5719）。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、例えば、RBa2Cu3O7粉末を銀パイプに
充填し、これを冷間線引き加工で線状にした後、RBa2Cu
3O7粉末の焼結熱処理（800〜900℃）により、超電導線
材として実用化する場合に（銀シース線材法）、焼結処
理によって酸素が抜けてしまい、超電導特性が劣化して
しまうことを本発明者らは見いだした。
充填し、これを冷間線引き加工で線状にした後、RBa2Cu
3O7粉末の焼結熱処理（800〜900℃）により、超電導線
材として実用化する場合に（銀シース線材法）、焼結処
理によって酸素が抜けてしまい、超電導特性が劣化して
しまうことを本発明者らは見いだした。
これに対して、２重のCuO鎖を有する３層ペロブスカ
イト型の結晶構造のRBa2Cu4O8（第１図）は、850℃付近
まで酸素の出入りが見られず安定である。しかしなが
ら、本発明者らは、RBa2Cu4O8は焼結性が悪く高密度焼
結体が得られにくいことを見いだした。焼結体の密度が
低いと臨界電流密度が高くならないことは当然である。
イト型の結晶構造のRBa2Cu4O8（第１図）は、850℃付近
まで酸素の出入りが見られず安定である。しかしなが
ら、本発明者らは、RBa2Cu4O8は焼結性が悪く高密度焼
結体が得られにくいことを見いだした。焼結体の密度が
低いと臨界電流密度が高くならないことは当然である。
本発明は、これらの問題点を解決するためになされた
ものである。
ものである。
本発明の目的は、液体窒素の沸点よりも高い超電導転
移温度を有し、高密度でかつ高温まで、酸素の吸収−放
出がなく安定性にすぐれた超電導体を提供することにあ
る。
移温度を有し、高密度でかつ高温まで、酸素の吸収−放
出がなく安定性にすぐれた超電導体を提供することにあ
る。
［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明の酸化物超電導体
は、RBa2（Cu1-xMx）4O8の組成を有し、ＲがＹ、Nd、S
m、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luのうちから選ばれ
た１種または２種以上の希土類元素（Ｙを含む）であ
り、ＭがAlあるいはGaであり、ｘが0.001≦ｘ≦0.1の範
囲にあることを特徴とする。
は、RBa2（Cu1-xMx）4O8の組成を有し、ＲがＹ、Nd、S
m、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luのうちから選ばれ
た１種または２種以上の希土類元素（Ｙを含む）であ
り、ＭがAlあるいはGaであり、ｘが0.001≦ｘ≦0.1の範
囲にあることを特徴とする。
［作用］ 前述した手段によれば、母材となる超電導体RBa2Cu4O
8の超電導転移温度が80Kであり、しかもこの材料は難焼
結性であるのに対して、RBa2（Cu1-xMx）4O8の組成を有
し、ＲがHoであり、ＭがAl、ｘが0.1の試料は、超電導
転移温度が80K以上であり、焼結も容易になり本実施例
では焼結体の気孔率も10％まで低下することが認められ
た。さらに、熱重量分析の結果、本発明の超電導体は、
850℃付近まで酸素の出入りがなく安定に存在すること
が確認できた。
8の超電導転移温度が80Kであり、しかもこの材料は難焼
結性であるのに対して、RBa2（Cu1-xMx）4O8の組成を有
し、ＲがHoであり、ＭがAl、ｘが0.1の試料は、超電導
転移温度が80K以上であり、焼結も容易になり本実施例
では焼結体の気孔率も10％まで低下することが認められ
た。さらに、熱重量分析の結果、本発明の超電導体は、
850℃付近まで酸素の出入りがなく安定に存在すること
が確認できた。
従って、本発明の超電導体を銀シース線材化する場
合、最終工程である焼結熱処理過程で、超電導特性を損
なうことなく安定で、しかも高密度に焼結した超電導線
材を作製することができる。
合、最終工程である焼結熱処理過程で、超電導特性を損
なうことなく安定で、しかも高密度に焼結した超電導線
材を作製することができる。
［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を用いて、具体的に説
明する。
明する。
まず、本発明による酸化物超電導体の主成分であるRB
a2Cu4O8の基本構造を第１図に示し、比較するために従
来のRBa2Cu3O7の結晶構造を第２図に示す。第１図及び
第２図において、１は希土類元素Ｒ、２はBa、３はCu、
４は線分の交差点に配置されているＯである。
a2Cu4O8の基本構造を第１図に示し、比較するために従
来のRBa2Cu3O7の結晶構造を第２図に示す。第１図及び
第２図において、１は希土類元素Ｒ、２はBa、３はCu、
４は線分の交差点に配置されているＯである。
第１図に示した本発明の酸化物超電導体の主成分RBa2
（Cu1-xMx）4O8は、第２図に示すRBa2Cu3O7の結晶構造
の１重のCuO鎖を、２重のCuO鎖に置換し、さらにCuを部
分的にAlあるいはGaに置換したものである。この二重の
CuO鎖を有する構造において、一部CuをAlあるいはGaに
置換することが本発明の一つの特徴である。
（Cu1-xMx）4O8は、第２図に示すRBa2Cu3O7の結晶構造
の１重のCuO鎖を、２重のCuO鎖に置換し、さらにCuを部
分的にAlあるいはGaに置換したものである。この二重の
CuO鎖を有する構造において、一部CuをAlあるいはGaに
置換することが本発明の一つの特徴である。
つぎに、本発明の酸化物超電導体の実施例について説
明する。
明する。
〔実施例１〕 純度99.9％のY2O3、Ba（NO3）２、CuO、Al（NO3）３
粉末を化学式YBa2（Cu1-xAlx）4O8において、ｘ＝０、
0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、015となるよう
に混合し、酸素中850℃で24時間仮焼を行った。仮焼
後、試料を粉砕し矩形に成形した。この成形体を酸素中
800℃で５時間予備焼結した。この予備焼結体を1000kg/
cm2・Ar80％−O220％のガス雰囲気下で熱処理を行っ
た。200℃/hで加熱して960℃で６時間保持し、そこから
さらに1050℃まで200℃/hで加熱して、その温度で６時
間保持した。冷却は200℃/hの速度で300℃まで行い、１
気圧まで減圧したあと試料を空気中に取り出した。この
試料を再び粉砕して成形した。この成形体を酸素ガス中
800℃で20時間焼結して所定の試料を得た。
粉末を化学式YBa2（Cu1-xAlx）4O8において、ｘ＝０、
0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、015となるよう
に混合し、酸素中850℃で24時間仮焼を行った。仮焼
後、試料を粉砕し矩形に成形した。この成形体を酸素中
800℃で５時間予備焼結した。この予備焼結体を1000kg/
cm2・Ar80％−O220％のガス雰囲気下で熱処理を行っ
た。200℃/hで加熱して960℃で６時間保持し、そこから
さらに1050℃まで200℃/hで加熱して、その温度で６時
間保持した。冷却は200℃/hの速度で300℃まで行い、１
気圧まで減圧したあと試料を空気中に取り出した。この
試料を再び粉砕して成形した。この成形体を酸素ガス中
800℃で20時間焼結して所定の試料を得た。
この様にして得られたYBa2（Cu1-xAlx）4O8の焼結体
の生成相を粉末Ｘ線回折を用いて確認した。得られた試
料の主成分はいずれもYBa2Cu4O8型の結晶構造を有する
ことを確認した。ｘ＝0.1の粉末Ｘ線回折図形を第３図
に示した。図中の数字はYB2Cu4O8型構造にもとづいたピ
ークの指数である。この試料は超電導相の単一相であ
る。試料の生成相を第１表にまとめて示した。ｘが０か
ら0.15の範囲ではYBa2（Cu1-xMx）4O8の単一相である。
の生成相を粉末Ｘ線回折を用いて確認した。得られた試
料の主成分はいずれもYBa2Cu4O8型の結晶構造を有する
ことを確認した。ｘ＝0.1の粉末Ｘ線回折図形を第３図
に示した。図中の数字はYB2Cu4O8型構造にもとづいたピ
ークの指数である。この試料は超電導相の単一相であ
る。試料の生成相を第１表にまとめて示した。ｘが０か
ら0.15の範囲ではYBa2（Cu1-xMx）4O8の単一相である。
これらの試料の超電導特性を抵抗測定により調べた。
その結果を第４図及び第１表に示した。なお、第１表乃
至第４表において、Tconは常電導状態から超電導転移を
開始する温度、TcＲ＝０は抵抗０なるときの温度、ρ
300Kは300Kのときの抵抗率である。
その結果を第４図及び第１表に示した。なお、第１表乃
至第４表において、Tconは常電導状態から超電導転移を
開始する温度、TcＲ＝０は抵抗０なるときの温度、ρ
300Kは300Kのときの抵抗率である。
本実施例のYBa2（Cu1-xAlx）4O8の超電導体試料は、
第４図及び第１表からわかるように、Alの含有量が０≦
ｘ≦0.1の範囲の試料はいずれも80K級の超電導転移温度
を示す。この超電導転移温度は、液体窒素の沸点（77
K）よりも高い温度である。試料の室温における抵抗値
を比較すると、Alの含有量ｘの増加とともに室温の抵抗
値が低下する。このように室温の抵抗値の低い試料に対
して高臨界電流密度が期待できる。室温の抵抗はｘが0.
1の試料が一番低く、ｘが0.15ではｘ＝0.1の場合よりも
高くなる。
第４図及び第１表からわかるように、Alの含有量が０≦
ｘ≦0.1の範囲の試料はいずれも80K級の超電導転移温度
を示す。この超電導転移温度は、液体窒素の沸点（77
K）よりも高い温度である。試料の室温における抵抗値
を比較すると、Alの含有量ｘの増加とともに室温の抵抗
値が低下する。このように室温の抵抗値の低い試料に対
して高臨界電流密度が期待できる。室温の抵抗はｘが0.
1の試料が一番低く、ｘが0.15ではｘ＝0.1の場合よりも
高くなる。
また、これらの試料の気孔率を研磨試料の光学顕微鏡
観察から求めた。これらの値を第１表にまとめて示し
た。この結果を見ると、ｘの増加とともに気孔率が低下
し、ｘ＝0.1の試料でほぼ５％になる。しかし、これ以
上ｘが増加しても気孔率は変化しない。
観察から求めた。これらの値を第１表にまとめて示し
た。この結果を見ると、ｘの増加とともに気孔率が低下
し、ｘ＝0.1の試料でほぼ５％になる。しかし、これ以
上ｘが増加しても気孔率は変化しない。
Ｘ線回折の結果、超電導転移温度、室温における抵抗
率、気孔率の測定結果を考慮すると、ｘの増加にともな
う試料の室温の抵抗率の低下は、YBa2Cu4O8のCuサイト
にAlが固溶することによる効果によるものと考えられ
る。したがってｘの望ましい範囲としては、0.001≦ｘ
≦0.1である。
率、気孔率の測定結果を考慮すると、ｘの増加にともな
う試料の室温の抵抗率の低下は、YBa2Cu4O8のCuサイト
にAlが固溶することによる効果によるものと考えられ
る。したがってｘの望ましい範囲としては、0.001≦ｘ
≦0.1である。
また、例えば第５図の（ａ）に示すようにｘ＝0.1の
試料の熱重量分析の結果、常温から850℃付近まで重量
変化を示さず、850〜900℃で重量の減少を示すことか
ら、850℃という高温に至るまでの酸素の出入りもなく
安定に存在することが確認できた。ところが従来の超電
導体YBa2Cu3O7では、第５図の（ｂ）に示すように、400
〜800℃で大きく酸素が放出してしまう。
試料の熱重量分析の結果、常温から850℃付近まで重量
変化を示さず、850〜900℃で重量の減少を示すことか
ら、850℃という高温に至るまでの酸素の出入りもなく
安定に存在することが確認できた。ところが従来の超電
導体YBa2Cu3O7では、第５図の（ｂ）に示すように、400
〜800℃で大きく酸素が放出してしまう。
以上の説明からわかるように、本実施例によれば、母
材となる超電導体YBa2Cu4O8は難焼結性であり、そのた
めの焼結体の気孔率が30％以上であるのに対して、YBa2
（Cu1-Alx）4O8の組成を有し、ｘが0.001≦ｘ≦0.1の範
囲にある試料は、いずれも超電導転移温度が80K以上で
あり、焼結体の気孔率も10％以下である。さらに、これ
らの試料は室温の電気抵抗率も低く、熱分析では850℃
付近まで、酸素の出入りがなく安定に存在することが確
認できた。
材となる超電導体YBa2Cu4O8は難焼結性であり、そのた
めの焼結体の気孔率が30％以上であるのに対して、YBa2
（Cu1-Alx）4O8の組成を有し、ｘが0.001≦ｘ≦0.1の範
囲にある試料は、いずれも超電導転移温度が80K以上で
あり、焼結体の気孔率も10％以下である。さらに、これ
らの試料は室温の電気抵抗率も低く、熱分析では850℃
付近まで、酸素の出入りがなく安定に存在することが確
認できた。
したがって、本発明の酸化物超電導体は、銀シース線
材化する場合、最終工程である焼結熱処理工程で、超電
導特性を損なうことなく安定で、しかも易焼結性である
のでそれぞれの粒子が高密度に焼結した臨界電流密度の
高い超電導線材を作製することができる。
材化する場合、最終工程である焼結熱処理工程で、超電
導特性を損なうことなく安定で、しかも易焼結性である
のでそれぞれの粒子が高密度に焼結した臨界電流密度の
高い超電導線材を作製することができる。
〔実施例２〕 YBa2（Cu1-xMx）4O8のＭをGaにしてｘを変化させた試
料を実施例１と同様の方法で作製した。この結果を第２
表にまとめて示した。この表からGaもAlと同様の効果が
あることがわかった。
料を実施例１と同様の方法で作製した。この結果を第２
表にまとめて示した。この表からGaもAlと同様の効果が
あることがわかった。
〔実施例３〕 純度99.9％のHo2O3、Ba（NO3）２、CuO、Al（NO3）３
粉末を化学組成式HoBa2（Cu1-xMx）4O8において、ｘ＝
０、0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1、0.15となる
ように混合し、酸素中850℃で24時間仮焼を行った。仮
焼後、試料を粉砕し矩形に成形した。この成形体を酸素
中800℃で５時間予備焼結した。この予備焼結体を1000k
g/cm2・Ar80％−O220％のガス雰囲気下で熱処理を行っ
た。200℃/hで加熱して900℃で６時間保持し、そこから
さらに1020℃まで200℃/hで加熱して、その温度で６時
間保持した。冷却は200℃/hの速度で300℃まで行い、１
気圧まで減圧したあと試料を空気中に取り出した。この
試料を再び粉砕し、成形した。この成形体を酸素中800
℃で20時間焼結して所定の試料を得た。
粉末を化学組成式HoBa2（Cu1-xMx）4O8において、ｘ＝
０、0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1、0.15となる
ように混合し、酸素中850℃で24時間仮焼を行った。仮
焼後、試料を粉砕し矩形に成形した。この成形体を酸素
中800℃で５時間予備焼結した。この予備焼結体を1000k
g/cm2・Ar80％−O220％のガス雰囲気下で熱処理を行っ
た。200℃/hで加熱して900℃で６時間保持し、そこから
さらに1020℃まで200℃/hで加熱して、その温度で６時
間保持した。冷却は200℃/hの速度で300℃まで行い、１
気圧まで減圧したあと試料を空気中に取り出した。この
試料を再び粉砕し、成形した。この成形体を酸素中800
℃で20時間焼結して所定の試料を得た。
この様にして得られたRBa2（Cu1-xAlx）4O8の焼結体
の生成相を粉末Ｘ線回折を用いて確認した。得られた試
料の主成分はいずれもRBa2Cu4O8型の結晶構造を有する
ことを確認した。ｘ＝0.04の試料の粉末Ｘ線回折図形を
第６図に示した。図中の数字はYBa2Cu4O8型構造にもと
づいたピークの指数である。この試料は、超電導相の単
一相であった。試料の生成相を第３表にまとめて示し
た。ｘが０から0.15の範囲では、HoBa2（Cu1-xAlx）4O8
の単一相である。
の生成相を粉末Ｘ線回折を用いて確認した。得られた試
料の主成分はいずれもRBa2Cu4O8型の結晶構造を有する
ことを確認した。ｘ＝0.04の試料の粉末Ｘ線回折図形を
第６図に示した。図中の数字はYBa2Cu4O8型構造にもと
づいたピークの指数である。この試料は、超電導相の単
一相であった。試料の生成相を第３表にまとめて示し
た。ｘが０から0.15の範囲では、HoBa2（Cu1-xAlx）4O8
の単一相である。
これらの試料の超電導特性を抵抗測定により調べた。
その結果を第７図及び第３表に示した。
その結果を第７図及び第３表に示した。
本実施例のHoBa2Cu4-xAlxO8の超電導体試料は、第７
図及び第１表からわかるように、Alの含有量が０≦ｘ≦
0.1の範囲の試料は、いずれも80K級の超電導転移温度を
示す。この超電導転移温度は、液体窒素の沸点（77K）
よりも高い温度である。試料の室温における抵抗値を比
較すると、Alの含有量ｘの増加とともに室温の抵抗値が
低下する。このように室温の抵抗値の低い試料にたいし
て高臨界電流密度が期待できる。室温の抵抗はｘが0.1
の試料が一番低い。
図及び第１表からわかるように、Alの含有量が０≦ｘ≦
0.1の範囲の試料は、いずれも80K級の超電導転移温度を
示す。この超電導転移温度は、液体窒素の沸点（77K）
よりも高い温度である。試料の室温における抵抗値を比
較すると、Alの含有量ｘの増加とともに室温の抵抗値が
低下する。このように室温の抵抗値の低い試料にたいし
て高臨界電流密度が期待できる。室温の抵抗はｘが0.1
の試料が一番低い。
また、これらの試料の気孔率を研磨試料の光学顕微鏡
観察から求めた。これらの値を第１表にまとめて示し
た。この結果を見ると、ｘの増加とともに気孔率が低下
し、ｘ＝0.1の試料でほぼ５％になる。しかし、これ以
上ｘが増加しても気孔率はほとんど変化しない。
観察から求めた。これらの値を第１表にまとめて示し
た。この結果を見ると、ｘの増加とともに気孔率が低下
し、ｘ＝0.1の試料でほぼ５％になる。しかし、これ以
上ｘが増加しても気孔率はほとんど変化しない。
Ｘ線回折の結果、室温における抵抗率、気孔率の測定
結果を考慮すると、ｘの増加にともなう試料の室温の抵
抗率の低下は、HoBa2Cu4O8のCuのサイトにAlが固溶する
ことによる効果と考えられる。したがってｘの望ましい
範囲としては、0.001≦ｘ≦0.1である。
結果を考慮すると、ｘの増加にともなう試料の室温の抵
抗率の低下は、HoBa2Cu4O8のCuのサイトにAlが固溶する
ことによる効果と考えられる。したがってｘの望ましい
範囲としては、0.001≦ｘ≦0.1である。
また、例えば第８図の（ａ）に示すようにｘ＝0.1の
試料の熱重量分析の結果、常温から850℃付近まで重量
変化を示さず、850〜900℃で重量の減少を示すことか
ら、850℃という高温に至るまで酸素の出入りもなく安
定に存在することが確認できた。ところが従来の超電導
体HoBa2Cu3O7では、第８図の（ｂ）に示すように、400
〜800℃で大きく酸素が放出してしまう。
試料の熱重量分析の結果、常温から850℃付近まで重量
変化を示さず、850〜900℃で重量の減少を示すことか
ら、850℃という高温に至るまで酸素の出入りもなく安
定に存在することが確認できた。ところが従来の超電導
体HoBa2Cu3O7では、第８図の（ｂ）に示すように、400
〜800℃で大きく酸素が放出してしまう。
以上の説明からわかるように、本実施例３によれば、
母材となる超電導体HoBa2Cu4O8の超電導転移温度が80K
で、しかも難焼結性であり、そのため焼結体の気孔率が
30％以上であるのに対して、HoBa2（Cu1-xAlx）4O8の組
成を有し、ｘが0.001≦ｘ≦0.1の範囲にある試料は、い
ずれも超電導転移温度が80K以上であり、焼結体の気孔
率も20％以下である。さらに、これらの試料は室温の電
気抵抗率も低く、熱分析では850℃付近まで、酸素の出
入りがなく安定に存在することが確認できた。
母材となる超電導体HoBa2Cu4O8の超電導転移温度が80K
で、しかも難焼結性であり、そのため焼結体の気孔率が
30％以上であるのに対して、HoBa2（Cu1-xAlx）4O8の組
成を有し、ｘが0.001≦ｘ≦0.1の範囲にある試料は、い
ずれも超電導転移温度が80K以上であり、焼結体の気孔
率も20％以下である。さらに、これらの試料は室温の電
気抵抗率も低く、熱分析では850℃付近まで、酸素の出
入りがなく安定に存在することが確認できた。
〔実施例４〕 RBa2（Cu1-xMx）4O8において、ＲをHo、ＭのGaにして
実施例１と同様の方法で試料を作製し、同様の方法で超
電導特性を評価した。その結果を第４表に示した。この
表の結果からRBa2Cu4O8に対してGaはAlと同様の効果を
有することがわかる。
実施例１と同様の方法で試料を作製し、同様の方法で超
電導特性を評価した。その結果を第４表に示した。この
表の結果からRBa2Cu4O8に対してGaはAlと同様の効果を
有することがわかる。
〔実施例５〕 HoBa2（Cu1-xAlx）4O8のHoのところをNd、Sm、Eu、G
d、Dy、Er、Tm、Yb、Luにして、ｘ＝0.04に固定して実
施例１と同様のプロセスで試料を作製した。また、実施
例１と同様の評価を行い、その結果を第５表に示した。
この表を見ると、希土類元素ＲをHoからNd、Sm、Eu、G
d、Dy、Er、Tm、Yb、Luのうちのどれにかえても同様の
効果が得られることがわかった。
d、Dy、Er、Tm、Yb、Luにして、ｘ＝0.04に固定して実
施例１と同様のプロセスで試料を作製した。また、実施
例１と同様の評価を行い、その結果を第５表に示した。
この表を見ると、希土類元素ＲをHoからNd、Sm、Eu、G
d、Dy、Er、Tm、Yb、Luのうちのどれにかえても同様の
効果が得られることがわかった。
〔実施例６〕 本実施例６の酸化物超電導体は、RBa2（Cu1-xMx）4O8
のＭをAlにし、ｘ＝0.04に固定し、ＲとしてＹ、Hoを使
用したものである。すなわち、（Y1-yHoy）Ba2（Cu0.96
Al0.04）4O8のｙの値を変えて、Y1-yHoyの混合比率を変
化させ、実施例１と同様のプロセスで試料を作製した。
また、実施例１と同様の評価を行い、その結果を第６表
に示した。
のＭをAlにし、ｘ＝0.04に固定し、ＲとしてＹ、Hoを使
用したものである。すなわち、（Y1-yHoy）Ba2（Cu0.96
Al0.04）4O8のｙの値を変えて、Y1-yHoyの混合比率を変
化させ、実施例１と同様のプロセスで試料を作製した。
また、実施例１と同様の評価を行い、その結果を第６表
に示した。
この表を見ると、Ｙを含む希土類元素Ｒを、Hoから前
記Ｒのうちの２種（Ｙ、Hoの混合比を変化させたもの）
にかえても同様の効果が得られることがわかった。
記Ｒのうちの２種（Ｙ、Hoの混合比を変化させたもの）
にかえても同様の効果が得られることがわかった。
また、Ｙを含む希土類元素Ｒのうちから選択された３
種以上を混合したものを使用しても同様の効果が得られ
るであろうことがわかった。
種以上を混合したものを使用しても同様の効果が得られ
るであろうことがわかった。
したがって、本発明の酸化物超電導体は、銀シース線
材化する場合、最終工程である焼結熱処理工程で、超電
導特性を損なうことなく安定で、しかも易焼結性である
のでそれぞれの粒子が高密度に焼結した臨界電流密度の
高い超電導線材を作製することができる。
材化する場合、最終工程である焼結熱処理工程で、超電
導特性を損なうことなく安定で、しかも易焼結性である
のでそれぞれの粒子が高密度に焼結した臨界電流密度の
高い超電導線材を作製することができる。
また、本発明による酸化物超電導体は、高温成形を行
う場合、バインダーの使用で高密度成形が可能である。
すなわち、従来の超電導体RBa2Cu3O7は、400℃以上でバ
インダー除去はできないが、本発明の超電導体の場合に
は、850℃以下でバインダー除去は可能である。これに
より、高密度成形ができるので、さらに超電導電流密度
を向上させることができる。
う場合、バインダーの使用で高密度成形が可能である。
すなわち、従来の超電導体RBa2Cu3O7は、400℃以上でバ
インダー除去はできないが、本発明の超電導体の場合に
は、850℃以下でバインダー除去は可能である。これに
より、高密度成形ができるので、さらに超電導電流密度
を向上させることができる。
また、従来のRBa2Cu3O7の薄膜は比表面積が大きいた
め、常温・空気中でも超電導特性が劣化していたが、本
発明による酸化物超電導体の薄膜は、RBa2Cu3O7の薄膜
に比較すると環境安定性が高く、超電導転移温度が安定
している。
め、常温・空気中でも超電導特性が劣化していたが、本
発明による酸化物超電導体の薄膜は、RBa2Cu3O7の薄膜
に比較すると環境安定性が高く、超電導転移温度が安定
している。
以上、本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その主
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能なことは言う
までもない。
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その主
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能なことは言う
までもない。
例えば、本発明は、低温電子装置の配線、あるいは磁
気遮蔽等に用いることができるのは、勿論である。
気遮蔽等に用いることができるのは、勿論である。
［発明の効果］ 以上、説明したように、本発明によれば、液体窒素の
沸点よりも高い超電導転移温度を有し、易焼結性で、か
つ高温までの酸素の出入りがなく安定な超電導体を提供
できる。
沸点よりも高い超電導転移温度を有し、易焼結性で、か
つ高温までの酸素の出入りがなく安定な超電導体を提供
できる。
第１図は、本発明の一実施例のRBa2Cu4O8の結晶構造を
説明するための図、 第２図は、従来のRBa2Cu3O7の構造を説明するための
図、 第３図は、本実施例に係るＲ＝Ｙ、ｘ＝0.04の試料の粉
末Ｘ線回折図形、 第４図は、本実施例のYBa2（Cu1-xAlx）4O8の抵抗−温
度特性図、 第５図は、本実施例のＲ＝Ｙ、ｘ＝0.04の試料の熱重量
分析の結果を示す図、 第６図は、本実施例に係るＲ＝Ho、Ｍ＝Al、ｘ＝0.04の
試料の粉末Ｘ線回折図形、 第７図は、本実施例のHoBa2（Cu1-xAlx）4O8の抵抗−温
度特性図、 第８図は、本実施例のＲ＝Ho、Ｍ＝Al、ｘ＝0.04の試料
の熱重量分析の結果を示す図である。 図中、１……Ｒ、２……Ba、３……Cu、４……Ｏであ
る。
説明するための図、 第２図は、従来のRBa2Cu3O7の構造を説明するための
図、 第３図は、本実施例に係るＲ＝Ｙ、ｘ＝0.04の試料の粉
末Ｘ線回折図形、 第４図は、本実施例のYBa2（Cu1-xAlx）4O8の抵抗−温
度特性図、 第５図は、本実施例のＲ＝Ｙ、ｘ＝0.04の試料の熱重量
分析の結果を示す図、 第６図は、本実施例に係るＲ＝Ho、Ｍ＝Al、ｘ＝0.04の
試料の粉末Ｘ線回折図形、 第７図は、本実施例のHoBa2（Cu1-xAlx）4O8の抵抗−温
度特性図、 第８図は、本実施例のＲ＝Ho、Ｍ＝Al、ｘ＝0.04の試料
の熱重量分析の結果を示す図である。 図中、１……Ｒ、２……Ba、３……Cu、４……Ｏであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 隆博 東京都江東区東雲１丁目14番３号 財団 法人国際超電導産業技術研究センター超 電導工学研究所内 (72)発明者 郡山 慎一 東京都江東区東雲１丁目14番３号 財団 法人国際超電導産業技術研究センター超 電導工学研究所内 (72)発明者 桜井 健 東京都江東区東雲１丁目14番３号 財団 法人国際超電導産業技術研究センター超 電導工学研究所内 (72)発明者 鈴木 信郎 東京都江東区東雲１丁目14番３号 財団 法人国際超電導産業技術研究センター超 電導工学研究所内 (72)発明者 宮武 孝之 東京都江東区東雲１丁目14番３号 財団 法人国際超電導産業技術研究センター超 電導工学研究所内 (72)発明者 山内 尚雄 東京都江東区東雲１丁目14番３号 財団 法人国際超電導産業技術研究センター超 電導工学研究所内 (72)発明者 腰塚 直己 東京都江東区東雲１丁目14番３号 財団 法人国際超電導産業技術研究センター超 電導工学研究所内 (72)発明者 田中 昭二 東京都江東区東雲１丁目14番３号 財団 法人国際超電導産業技術研究センター超 電導工学研究所内 (56)参考文献 特開 平１−176218（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−61308（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−14821（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C01G 1/00 - 57/00 H01L 39/00 - 39/24 H01B 12/00
Claims (2)
- 【請求項１】RBa2（Cu1-xMx）4O8の化学組成式で表され
る酸化物超電導体であって、ＲがＹ、Nd、Sm、Eu、Gd、
Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luのうちから選ばれた１種の希土
類元素（Ｙを含む）であり、ＭがAlあるいはGaであり、
ｘが0.001≦ｘ≦0.1の範囲にあることを特徴とする酸化
物超電導体。 - 【請求項２】RBa2（Cu1-xMx）4O8の化学組成式で表され
る酸化物超電導体であって、ＲがＹ、Nd、Sm、Eu、Gd、
Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luのうちから選ばれた２種以上の
希土類元素（Ｙを含む）であり、ＭがAlあるいはGaであ
り、ｘが0.001≦ｘ≦0.1の範囲にあることを特徴とする
酸化物超電導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1213729A JP2855128B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 酸化物超電導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1213729A JP2855128B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 酸化物超電導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0380114A JPH0380114A (ja) | 1991-04-04 |
| JP2855128B2 true JP2855128B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=16644036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1213729A Expired - Lifetime JP2855128B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 酸化物超電導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2855128B2 (ja) |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP1213729A patent/JP2855128B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0380114A (ja) | 1991-04-04 |
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