JP2971504B2 - Ｂｉ基酸化物超電導体の製造方法 - Google Patents
Ｂｉ基酸化物超電導体の製造方法Info
- Publication number
- JP2971504B2 JP2971504B2 JP2087526A JP8752690A JP2971504B2 JP 2971504 B2 JP2971504 B2 JP 2971504B2 JP 2087526 A JP2087526 A JP 2087526A JP 8752690 A JP8752690 A JP 8752690A JP 2971504 B2 JP2971504 B2 JP 2971504B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide
- heat treatment
- oxide element
- producing
- diffusion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 title claims description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 44
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 39
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 17
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 229910002480 Cu-O Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 229910014472 Ca—O Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 229910014454 Ca-Cu Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 23
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 18
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 4
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004247 CaCu Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical group [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 1
- 231100000701 toxic element Toxicity 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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、磁気共鳴映像装置（MRI−CT）等の超電導
マグネット線材や、超電導送電等の導電材として有望視
され、開発研究が進められているBi基の高臨界温度酸化
物超電導材の製造方法に関する。
マグネット線材や、超電導送電等の導電材として有望視
され、開発研究が進められているBi基の高臨界温度酸化
物超電導材の製造方法に関する。
（従来の技術） 最近、常電導状態から超電導状態に遷移する臨界温度
Tcが液体窒素温度を超える値をもつＹ（イットリウム）
基、Bi（ビスマス）基、Tl（タリウム）基等の酸化物超
電導体が発見されている。Bi基酸化物超電導体において
は、Bi2Sr2CaCu2Oxで示される組成の相が約80KのTcを、
また、Bi2Sr2Ca2Cu3OYで示される組成の相が約105KのTc
をもつことが知られている。これらの異なるTcをもつ相
は、通常混合状態で生成されるが、最近、Biの一部をPb
で置換すると、105Kの高いTcをもつ相が生成され易くな
ることが知られている。これらの酸化物超導電体は、液
体ヘリウムで冷却することが必要であった従来のNb−Ti
やNb3Sn等の金属系超電導体に比較して格段に有利な冷
却条件で使用できることから、実用上極めて有望な超電
導材料として研究開発が進められている。特にBi基酸化
物超電導体はTlのように毒性の強い元素を含まずに100K
以上のTcが得られるため注目されている。
Tcが液体窒素温度を超える値をもつＹ（イットリウム）
基、Bi（ビスマス）基、Tl（タリウム）基等の酸化物超
電導体が発見されている。Bi基酸化物超電導体において
は、Bi2Sr2CaCu2Oxで示される組成の相が約80KのTcを、
また、Bi2Sr2Ca2Cu3OYで示される組成の相が約105KのTc
をもつことが知られている。これらの異なるTcをもつ相
は、通常混合状態で生成されるが、最近、Biの一部をPb
で置換すると、105Kの高いTcをもつ相が生成され易くな
ることが知られている。これらの酸化物超導電体は、液
体ヘリウムで冷却することが必要であった従来のNb−Ti
やNb3Sn等の金属系超電導体に比較して格段に有利な冷
却条件で使用できることから、実用上極めて有望な超電
導材料として研究開発が進められている。特にBi基酸化
物超電導体はTlのように毒性の強い元素を含まずに100K
以上のTcが得られるため注目されている。
しかるに、酸化物超電導体は、機械的性質が極めて脆
い。このため、これを線材の形に加工する手法の一例と
して次のような方法が行われている。すなわち、酸化物
超電導体を構成する元素を含む複数の原料粉末を仮焼し
て、不要成分を除いた後に、この仮焼粉末をAg等の金属
管に充填し、これをスエージング、線引き、圧延等の方
法により所望の径の線あるいは所望の厚さのテープに加
工し、これに熱処理を施して金属管内部の圧縮混合粉末
に固相反応を生じさせて所望の組成をもつ酸化物超電導
体を生成させ、超電導線材を製造している。
い。このため、これを線材の形に加工する手法の一例と
して次のような方法が行われている。すなわち、酸化物
超電導体を構成する元素を含む複数の原料粉末を仮焼し
て、不要成分を除いた後に、この仮焼粉末をAg等の金属
管に充填し、これをスエージング、線引き、圧延等の方
法により所望の径の線あるいは所望の厚さのテープに加
工し、これに熱処理を施して金属管内部の圧縮混合粉末
に固相反応を生じさせて所望の組成をもつ酸化物超電導
体を生成させ、超電導線材を製造している。
しかし従来のBi基酸化物超電導体の製造方法では、原
料粉末を完全に均一に混合することが困難なことから、
比較的高い温度で熱処理を施しても超電導体全体が完全
に均一な組成とならない問題があった。また、超電導体
の内部に微細な空孔が多数存在するため緻密性に欠け、
実用上重要な臨界電流密度Jcを高めるのが困難な問題点
があった。さらに、酸化物超電導体では、結晶粒界が輸
送電流の妨げとなることが多い。このため、なるべく結
晶粒を大きくして粒界を少なくすることが大きいJcをう
るために必要である。また、Bi基酸化物超電導体では、
その結晶のｃ軸方向とab面両方向で著しく超電導特性が
異なる。このため、各結晶の方位を揃え、特性の優れた
方向に磁界を加えるとか、電流を流す必要がある。
料粉末を完全に均一に混合することが困難なことから、
比較的高い温度で熱処理を施しても超電導体全体が完全
に均一な組成とならない問題があった。また、超電導体
の内部に微細な空孔が多数存在するため緻密性に欠け、
実用上重要な臨界電流密度Jcを高めるのが困難な問題点
があった。さらに、酸化物超電導体では、結晶粒界が輸
送電流の妨げとなることが多い。このため、なるべく結
晶粒を大きくして粒界を少なくすることが大きいJcをう
るために必要である。また、Bi基酸化物超電導体では、
その結晶のｃ軸方向とab面両方向で著しく超電導特性が
異なる。このため、各結晶の方位を揃え、特性の優れた
方向に磁界を加えるとか、電流を流す必要がある。
本発明者らは、Bi基酸化物超電導体を低融点相の第１
の酸化物要素と高融点相の第２の酸化物要素とに分け、
拡散法によるBi基酸化物超電導体の作製を作った（1988
年度春季 低温工学・超電導学会予稿,126頁）。この拡
散法によると、均一な組成をもった緻密な超電導相を生
成し、優れた超電導特性をうることができる。
の酸化物要素と高融点相の第２の酸化物要素とに分け、
拡散法によるBi基酸化物超電導体の作製を作った（1988
年度春季 低温工学・超電導学会予稿,126頁）。この拡
散法によると、均一な組成をもった緻密な超電導相を生
成し、優れた超電導特性をうることができる。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、Bi基酸化物超電導体のBiの一部をLiに置換
することにより、複合体を構成する低融点相である第１
の酸化物要素の融点をさらに下げ、これと高融点相であ
る第２の酸化物要素との拡散を促進して、先に本発明者
がなした上記拡散法によるBi基酸化物超電導体よりもさ
らに低い温度かつ短時間の熱処理で均一な組成をもつ緻
密なBi基酸化物超電導体を生成させるものである。その
結果、得られるBi基酸化物超電導体について、その臨界
温度Tcを低下させることなく臨界電流密度Jcを改善する
ものである。
することにより、複合体を構成する低融点相である第１
の酸化物要素の融点をさらに下げ、これと高融点相であ
る第２の酸化物要素との拡散を促進して、先に本発明者
がなした上記拡散法によるBi基酸化物超電導体よりもさ
らに低い温度かつ短時間の熱処理で均一な組成をもつ緻
密なBi基酸化物超電導体を生成させるものである。その
結果、得られるBi基酸化物超電導体について、その臨界
温度Tcを低下させることなく臨界電流密度Jcを改善する
ものである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、Bi基酸化物超電導体の製造方法において、
第１の酸化物要素として、Biの一部をLiで置換し、Bi−
Li−Cu−Ｏ、Bi−Li−Ca−Cu−Ｏ等で構成される酸化物
を用い、第２の酸化物要素として、Sr−Ca−Ｏ、Sr−Ca
−Cu−Ｏ等で構成される酸化物を用いる。次いで、第１
の酸化物要素と第２の酸化物要素の酸化物の粉末を混合
して得た複合体、または、第２の酸化物要素からなる基
体の上に第１の酸化物要素の粉末を被覆して得た複合体
を作製し、しかる後拡散熱処理を行う。
第１の酸化物要素として、Biの一部をLiで置換し、Bi−
Li−Cu−Ｏ、Bi−Li−Ca−Cu−Ｏ等で構成される酸化物
を用い、第２の酸化物要素として、Sr−Ca−Ｏ、Sr−Ca
−Cu−Ｏ等で構成される酸化物を用いる。次いで、第１
の酸化物要素と第２の酸化物要素の酸化物の粉末を混合
して得た複合体、または、第２の酸化物要素からなる基
体の上に第１の酸化物要素の粉末を被覆して得た複合体
を作製し、しかる後拡散熱処理を行う。
本発明で製造するBi基酸化物超電導体は、先に述べた
Bi−Li−Sr−Ca−Cu−Ｏ、及びBiの一部をPbで置換した
ものを含む。
Bi−Li−Sr−Ca−Cu−Ｏ、及びBiの一部をPbで置換した
ものを含む。
第１の酸化物要素は、複合体を熱処理する際に、拡散
を促進させるため、なるべく低い融点をもつことが望ま
しい。この第１の酸化物要素は、Bi2O3、Li2CO3、CuO、
必要により加えるCaCO3、Pb3O4等の原料粉末を所定の組
成比で混合し、仮焼等を経て作製される。第２の酸化物
要素は、複合体を拡散する際の下地としても機能するも
ので、なるべく高い融点をもつことが望ましい。この第
２の酸化物要素は、SrCO3、CaCO3、CuO等の原料粉末を
所定の組成比で混合し、仮焼等の過程を経て作製され
る。これらの酸化物は、熱分析法等を用いた発明者らの
研究により、第１の酸化物要素としては、Srを含まない
Bi基酸化物が適当であり、一方、第２の酸化物要素とし
ては、Biを含まないSr基酸化物が適当であることを見出
して得られたものである。ここでは、前記構成の第１の
酸化物要素は、融点が550℃〜750℃程度で、Liを添加す
ることにより融点を100℃程度下げることができた。ま
た、前記構成の第２の酸化物要素は、融点が1000℃以上
であった。
を促進させるため、なるべく低い融点をもつことが望ま
しい。この第１の酸化物要素は、Bi2O3、Li2CO3、CuO、
必要により加えるCaCO3、Pb3O4等の原料粉末を所定の組
成比で混合し、仮焼等を経て作製される。第２の酸化物
要素は、複合体を拡散する際の下地としても機能するも
ので、なるべく高い融点をもつことが望ましい。この第
２の酸化物要素は、SrCO3、CaCO3、CuO等の原料粉末を
所定の組成比で混合し、仮焼等の過程を経て作製され
る。これらの酸化物は、熱分析法等を用いた発明者らの
研究により、第１の酸化物要素としては、Srを含まない
Bi基酸化物が適当であり、一方、第２の酸化物要素とし
ては、Biを含まないSr基酸化物が適当であることを見出
して得られたものである。ここでは、前記構成の第１の
酸化物要素は、融点が550℃〜750℃程度で、Liを添加す
ることにより融点を100℃程度下げることができた。ま
た、前記構成の第２の酸化物要素は、融点が1000℃以上
であった。
第１の酸化物要素のBi−Li−Cu−Ｏ系の場合、組成比
（原子比）は、Bi1に対して、Li0.05〜0.5、Ca0〜1.5、
Cu0.5〜2.0の範囲であることがよい。第２の酸化物要素
のSr−Ca−Cu−Ｏ系の場合、組成比（原子比）は、Sr1
に対して、Ca0.5〜1.5、Cu0.5〜2.0の範囲にあることが
望ましい。ここで前記第１の酸化物要素および第２の酸
化物要素は、酸化物の形態をとるため、Ｏの含有量は、
前記他の元素の量により理論的に計算される。本発明で
は、組成比がこれらの範囲から外れると良好な超電導特
性をうることが困難となる。なお、第１の酸化物要素の
うち、Biを組成比（原子比）0.1〜0.5の範囲でPbに置換
しても差し支えない。
（原子比）は、Bi1に対して、Li0.05〜0.5、Ca0〜1.5、
Cu0.5〜2.0の範囲であることがよい。第２の酸化物要素
のSr−Ca−Cu−Ｏ系の場合、組成比（原子比）は、Sr1
に対して、Ca0.5〜1.5、Cu0.5〜2.0の範囲にあることが
望ましい。ここで前記第１の酸化物要素および第２の酸
化物要素は、酸化物の形態をとるため、Ｏの含有量は、
前記他の元素の量により理論的に計算される。本発明で
は、組成比がこれらの範囲から外れると良好な超電導特
性をうることが困難となる。なお、第１の酸化物要素の
うち、Biを組成比（原子比）0.1〜0.5の範囲でPbに置換
しても差し支えない。
本発明を線材の作製に応用する具体例としては、基材
シース中に第１の酸化物要素と第２の酸化物要素の混合
粉を充填して得た複合体に、線引き、平ロール圧延およ
び熱処理を繰り返し、テープ、線等を作製する方法があ
る。または、機械的に強靭なテープまたは線状の基材上
に第２の酸化物要素をスプレー法、印刷法等の手法で連
続的に塗付した後、基材との密着性を高めるための熱処
理を行い、次いでその表面に第１の酸化物要素を同様な
手法で連続的に被覆することにより複合テープまたは線
が作製される。次ぎに、拡散熱処理を行う。この拡散熱
処理は、低い温度で一次拡散熱処理を行った後、高い温
度で二次拡散熱処理を行った方が、より性能の良好な材
料を提供することができる。
シース中に第１の酸化物要素と第２の酸化物要素の混合
粉を充填して得た複合体に、線引き、平ロール圧延およ
び熱処理を繰り返し、テープ、線等を作製する方法があ
る。または、機械的に強靭なテープまたは線状の基材上
に第２の酸化物要素をスプレー法、印刷法等の手法で連
続的に塗付した後、基材との密着性を高めるための熱処
理を行い、次いでその表面に第１の酸化物要素を同様な
手法で連続的に被覆することにより複合テープまたは線
が作製される。次ぎに、拡散熱処理を行う。この拡散熱
処理は、低い温度で一次拡散熱処理を行った後、高い温
度で二次拡散熱処理を行った方が、より性能の良好な材
料を提供することができる。
一次拡散熱処理温度は550℃〜750℃の範囲、また、二
次拡散熱処理温度は750℃〜900℃の範囲にある。一次拡
散熱処理温度は、第１の酸化物要素の融点付近にあり、
拡散反応により第１の酸化物要素と第２の酸化物要素を
よく密着させ、空孔をなくすことができる。二次拡散熱
処理温度はBi基酸化物超電導体の生成温度付近にあり、
高いTcをもつ結晶構造を形成させる。また、一次拡散熱
処理を省略しても超電導相を生成させることが可能であ
るが、第１の酸化物要素の成分系が急速に浸透、膨脹
し、クラックを発生させることがある。従って、一次拡
散熱処理を省略する場合は、二次拡散熱処理の際の昇温
を600℃以上の温度域において１℃／分より遅く行う必
要がある。また、一次拡散熱処理が550℃以下では、そ
の効果がなく、二次拡散熱処理が900℃以上では、拡散
相が溶融して第２相等を析出してしまうため好ましくな
い。
次拡散熱処理温度は750℃〜900℃の範囲にある。一次拡
散熱処理温度は、第１の酸化物要素の融点付近にあり、
拡散反応により第１の酸化物要素と第２の酸化物要素を
よく密着させ、空孔をなくすことができる。二次拡散熱
処理温度はBi基酸化物超電導体の生成温度付近にあり、
高いTcをもつ結晶構造を形成させる。また、一次拡散熱
処理を省略しても超電導相を生成させることが可能であ
るが、第１の酸化物要素の成分系が急速に浸透、膨脹
し、クラックを発生させることがある。従って、一次拡
散熱処理を省略する場合は、二次拡散熱処理の際の昇温
を600℃以上の温度域において１℃／分より遅く行う必
要がある。また、一次拡散熱処理が550℃以下では、そ
の効果がなく、二次拡散熱処理が900℃以上では、拡散
相が溶融して第２相等を析出してしまうため好ましくな
い。
このようにして、本発明によれば、複合体に拡散熱処
理を行うことにより、第１の酸化物要素の成分が第２の
酸化物要素内に拡散して反応し、第２の酸化物要素の表
面に均一で緻密な高Tcの超電導相が生成される。
理を行うことにより、第１の酸化物要素の成分が第２の
酸化物要素内に拡散して反応し、第２の酸化物要素の表
面に均一で緻密な高Tcの超電導相が生成される。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に基ずく拡散法によるBi
基酸化物超電導体の製造方法では、低融点相である第１
の酸化物要素にLiを添加することにより、従来の拡散法
で使用された低融点相より融点が下がり、熱処理の際、
第２の酸化物要素との拡散が促進されるため、低温でか
つ短時間の熱処理が可能となる。そのため、超電導体を
用いた機器の製作が容易になる。また、緻密で空孔がな
く、組成が均一なBi基酸化物超電導体を製造できるほ
か、Li添加により拡散が促進されて超電導相の結晶粒が
大きく成長して粒界が減少するため、超電導特性におい
てTcを低下させることなくJcを向上させることができ
る。さらに、通常の粉末焼結法と異なり、拡散法を適応
することにより、結晶配向性の優れたBi基酸化物超電導
体を製造することもできる。
基酸化物超電導体の製造方法では、低融点相である第１
の酸化物要素にLiを添加することにより、従来の拡散法
で使用された低融点相より融点が下がり、熱処理の際、
第２の酸化物要素との拡散が促進されるため、低温でか
つ短時間の熱処理が可能となる。そのため、超電導体を
用いた機器の製作が容易になる。また、緻密で空孔がな
く、組成が均一なBi基酸化物超電導体を製造できるほ
か、Li添加により拡散が促進されて超電導相の結晶粒が
大きく成長して粒界が減少するため、超電導特性におい
てTcを低下させることなくJcを向上させることができ
る。さらに、通常の粉末焼結法と異なり、拡散法を適応
することにより、結晶配向性の優れたBi基酸化物超電導
体を製造することもできる。
実施例１ Bi2O3、Li2CO3、CaCO3、CuOの原料粉末を（Bi0.9Li
0.1）2CaCuOxの組成となるよう配合し、650℃で６時間
の仮焼をして、CO2等の不要成分を除去し、粉砕、再び6
70℃で８時間の仮焼をした後、粉砕し、第１の酸化物要
素を作製した。一方、SrCO3、CaCO3、CuOの原料粉末をS
r2CaCu2O5の組成となるよう配合し、900℃で６時間の仮
焼をした後、粉砕、再び1000℃で12時間の仮焼をした
後、粉砕し、第２の酸化物要素を作製した。この作製さ
れた第１の酸化物要素及び第２の酸化物要素を等モルず
つ秤量、混合し、（Bi0.9Li0.1）2Sr2Ca2Cu3OYの組成と
なるようにした後、この混合粉末を2.7t/cm2の荷重でプ
レスして幅5mm、長さ22mm、厚さ1mmの短冊状に成型し複
合体を作製した。この複合体を820℃で20時間、拡散熱
処理を行った後、結晶粒を配向させるためプレス（2.7t
/cm2）を間に挿入し、再び820℃で20時間、拡散熱処理
を行い試料１を作製した。また、比較例としてLiを含ま
ないBi2Sr2Ca2Cu3OYの組成となる試料２を上記と同様の
方法で作製した。但し、Liを含まない場合、拡散熱処理
は850℃で行った。これらの試料の直流４端子法で測定
したTc（off set）と4.2KにおけるJcを表１に示す。試
料１は比較例の試料２に比べてTcはほぼ同じであるが、
Jcが約２倍に増大している。
0.1）2CaCuOxの組成となるよう配合し、650℃で６時間
の仮焼をして、CO2等の不要成分を除去し、粉砕、再び6
70℃で８時間の仮焼をした後、粉砕し、第１の酸化物要
素を作製した。一方、SrCO3、CaCO3、CuOの原料粉末をS
r2CaCu2O5の組成となるよう配合し、900℃で６時間の仮
焼をした後、粉砕、再び1000℃で12時間の仮焼をした
後、粉砕し、第２の酸化物要素を作製した。この作製さ
れた第１の酸化物要素及び第２の酸化物要素を等モルず
つ秤量、混合し、（Bi0.9Li0.1）2Sr2Ca2Cu3OYの組成と
なるようにした後、この混合粉末を2.7t/cm2の荷重でプ
レスして幅5mm、長さ22mm、厚さ1mmの短冊状に成型し複
合体を作製した。この複合体を820℃で20時間、拡散熱
処理を行った後、結晶粒を配向させるためプレス（2.7t
/cm2）を間に挿入し、再び820℃で20時間、拡散熱処理
を行い試料１を作製した。また、比較例としてLiを含ま
ないBi2Sr2Ca2Cu3OYの組成となる試料２を上記と同様の
方法で作製した。但し、Liを含まない場合、拡散熱処理
は850℃で行った。これらの試料の直流４端子法で測定
したTc（off set）と4.2KにおけるJcを表１に示す。試
料１は比較例の試料２に比べてTcはほぼ同じであるが、
Jcが約２倍に増大している。
実施例２ SrCO3、CaCO3、CuOの原料粉末をSr2Ca2Cu2O6の組成と
なるよう配合し、900℃で６時間の仮焼をして、CO2等の
不要成分を除去し、粉砕、再び1000℃で12時間の仮焼を
した後、粉砕した。この粉末を2.5t/cm2の荷重でプレス
して幅5mm、長さ22mm、厚さ1mmの短冊状に成型し、1000
℃で18時間本焼して下地となる第２の酸化物要素を作製
した。一方、Bi3O3、Li2CO3、CuOの原料粉末を（Bi0.8L
i0.2）2CuOXの組成となるよう配合し、570℃で６時間の
仮焼をした後、粉砕、再び570℃で８時間の仮焼をした
後、粉砕して第１の酸化物要素を作製した。ついで、第
１の酸化物要素を形成する成分の粉末をエチルアルコー
ル中に懸濁し、スラリー状にしたものを下地である第２
の酸化物要素の上に約0.1g塗布して複合体を作製した。
この複合体を675℃で10時間、一次拡散熱処理を行った
後、800℃で40時間、二次拡散熱処理を行って試料３を
作製した。なお、本実施例の熱処理はいずれも大気中で
行い室温まで徐冷を行った。また、比較例として、Liを
含まない試料を要素２はSr2Ca2Cu2O6、第１の酸化物要
素はBi2CuOXを用いて上記と同様の方法で複合体にし、
一次拡散熱処理を700℃で10時間、二次拡散熱処理を850
℃で40時間行い試料４を作製した。直流４端子法で測定
したこれらの試料のTc（off set）と、4.2KにおけるJc
を表１に示す。試料３は比較例の試料４に比べて拡散熱
処理温度が低いにもかかわらず、Tcはほぼ同じでJcは改
善された値となっている。
なるよう配合し、900℃で６時間の仮焼をして、CO2等の
不要成分を除去し、粉砕、再び1000℃で12時間の仮焼を
した後、粉砕した。この粉末を2.5t/cm2の荷重でプレス
して幅5mm、長さ22mm、厚さ1mmの短冊状に成型し、1000
℃で18時間本焼して下地となる第２の酸化物要素を作製
した。一方、Bi3O3、Li2CO3、CuOの原料粉末を（Bi0.8L
i0.2）2CuOXの組成となるよう配合し、570℃で６時間の
仮焼をした後、粉砕、再び570℃で８時間の仮焼をした
後、粉砕して第１の酸化物要素を作製した。ついで、第
１の酸化物要素を形成する成分の粉末をエチルアルコー
ル中に懸濁し、スラリー状にしたものを下地である第２
の酸化物要素の上に約0.1g塗布して複合体を作製した。
この複合体を675℃で10時間、一次拡散熱処理を行った
後、800℃で40時間、二次拡散熱処理を行って試料３を
作製した。なお、本実施例の熱処理はいずれも大気中で
行い室温まで徐冷を行った。また、比較例として、Liを
含まない試料を要素２はSr2Ca2Cu2O6、第１の酸化物要
素はBi2CuOXを用いて上記と同様の方法で複合体にし、
一次拡散熱処理を700℃で10時間、二次拡散熱処理を850
℃で40時間行い試料４を作製した。直流４端子法で測定
したこれらの試料のTc（off set）と、4.2KにおけるJc
を表１に示す。試料３は比較例の試料４に比べて拡散熱
処理温度が低いにもかかわらず、Tcはほぼ同じでJcは改
善された値となっている。
実施例３ Bi2O3、Li2CO3、Pb3O4、CaCO3、CuOの原料粉末を（Bi
0.8Li0.1Pb0.1）2CaCuOXの組成となるよう配合し、620
℃で６時間の仮焼をして、CO2等の不要成分を除去し、
粉砕、再び620℃で８時間の仮焼をした後、粉砕し、第
１の酸化物要素を作製した。一方、SrCO3、CaCO3、CuO
の原料粉末をSr2CaCu2O5の組成となるよう配合し、900
℃で６時間の仮焼をした後、粉砕、再び1000℃で12時間
の仮焼をした後、粉砕し、第２の酸化物要素を作製し
た。この作製された第１の酸化物要素及び第２の酸化物
要素を等モルずつ秤量、混合し、（Bi0.8Li0.1Pb0.1）2
Sr2Ca2Cu3OYの組成となるようにし、混合粉末を2.7t/cm
2の荷重でプレスして幅5mm、長さ22mm、厚さ1mmの短冊
状に成型し複合体を作製した。この複合体を760℃で20
時間、拡散熱処理を行った後、結晶粒を配向させるため
プレス（2.7t/cm2）を間に挿入し、再び760℃で20時
間、拡散熱処理を行い試料５を作製した。また、比較例
としてLiを含まない（Bi0.8Pb0.2）2Sr2Ca2Cu3OYの組成
となる試料６を上記と同様の方法で、拡散熱処理の温度
を845℃として作製した。直流４端子法で測定したこれ
らの試料のTc（off set）と、77KにおけるJcを表１に示
す。試料５は比較例の試料６に比べて実施例２と同様
に、拡散熱処理温度が低いにもかかわらず、Tcはほぼ同
じでJcは改善された値となっている。
0.8Li0.1Pb0.1）2CaCuOXの組成となるよう配合し、620
℃で６時間の仮焼をして、CO2等の不要成分を除去し、
粉砕、再び620℃で８時間の仮焼をした後、粉砕し、第
１の酸化物要素を作製した。一方、SrCO3、CaCO3、CuO
の原料粉末をSr2CaCu2O5の組成となるよう配合し、900
℃で６時間の仮焼をした後、粉砕、再び1000℃で12時間
の仮焼をした後、粉砕し、第２の酸化物要素を作製し
た。この作製された第１の酸化物要素及び第２の酸化物
要素を等モルずつ秤量、混合し、（Bi0.8Li0.1Pb0.1）2
Sr2Ca2Cu3OYの組成となるようにし、混合粉末を2.7t/cm
2の荷重でプレスして幅5mm、長さ22mm、厚さ1mmの短冊
状に成型し複合体を作製した。この複合体を760℃で20
時間、拡散熱処理を行った後、結晶粒を配向させるため
プレス（2.7t/cm2）を間に挿入し、再び760℃で20時
間、拡散熱処理を行い試料５を作製した。また、比較例
としてLiを含まない（Bi0.8Pb0.2）2Sr2Ca2Cu3OYの組成
となる試料６を上記と同様の方法で、拡散熱処理の温度
を845℃として作製した。直流４端子法で測定したこれ
らの試料のTc（off set）と、77KにおけるJcを表１に示
す。試料５は比較例の試料６に比べて実施例２と同様
に、拡散熱処理温度が低いにもかかわらず、Tcはほぼ同
じでJcは改善された値となっている。
表１ 各試料におけるTCとJCの値 TC（Ｋ） JC（A/cm2） 試料１ 74 3200（4.2K） 試料２（比較例） 72 1700（4.2K） 試料３ 71 6000（4.2K） 試料４（比較例） 74 4100（4.2K） 試料５ 104 1200（77K） 試料６（比較例） 103 700（77K）
Claims (6)
- 【請求項１】少なくともBi−Li−Cu−Ｏの元素で構成さ
れる第１の酸化物要素と、少なくともSr−Ca−Ｏの元素
で構成される第２の酸化物要素との間の拡散反応によっ
て、Bi基酸化物超電導体を生成することを特徴とするBi
基酸化物超電導体の製造方法。 - 【請求項２】前記第１の酸化物要素は、Bi−Li−Ca−Cu
−Ｏの元素で構成され、その原子比が、Biを１としてLi
0.05〜0.5、Ca0〜1.5、Cu0.5〜2.0の範囲にあり、ま
た、第２の酸化物要素がSr−Ca−Cu−Ｏの元素で構成さ
れ、その原子比が、Srを１としてCa0.5〜1.5、Cu0.5〜
2.0の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載のBi
基酸化物超電導体の製造方法。 - 【請求項３】前記第１の酸化物要素と第２の酸化物要素
との粉末を混合して得た複合体を、拡散熱処理すること
を特徴とする請求項１又は２に記載のBi基酸化物超電導
体の製造方法。 - 【請求項４】前記第２の酸化物要素からなる基体の上に
第１の酸化物要素を被覆して得た複合体を拡散熱処理す
ることを特徴とする請求項１又は２に記載のBi基酸化物
超電導体の製造方法。 - 【請求項５】第１の酸化物要素のBiの一部をBi1に対
し、0.1〜0.5の組成比の原子％でPbに置換することを特
徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のBi基酸化
物超電導体の製造方法。 - 【請求項６】前記熱処理が、550℃〜750℃の範囲にある
一次拡散熱処理と、この熱処理の後におこなう750℃〜9
00℃の範囲にある二次拡散熱処理とからなることを特徴
とする請求項１乃至５のいずれかに記載のBi基酸化物超
電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2087526A JP2971504B2 (ja) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | Ｂｉ基酸化物超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2087526A JP2971504B2 (ja) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | Ｂｉ基酸化物超電導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03290316A JPH03290316A (ja) | 1991-12-20 |
| JP2971504B2 true JP2971504B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=13917442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2087526A Expired - Fee Related JP2971504B2 (ja) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | Ｂｉ基酸化物超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2971504B2 (ja) |
-
1990
- 1990-04-03 JP JP2087526A patent/JP2971504B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03290316A (ja) | 1991-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2859602B2 (ja) | 超伝導材料からなる製品の製造方法 | |
| JPH0643268B2 (ja) | 酸化物高温超電導体 | |
| JP2590275B2 (ja) | 酸化物超電導材料の製造方法 | |
| EP0800494B1 (en) | LOW TEMPERATURE (T LOWER THAN 950 oC) PREPARATION OF MELT TEXTURE YBCO SUPERCONDUCTORS | |
| JPH0780710B2 (ja) | 酸化物高温超電導体の製造法 | |
| JP2971504B2 (ja) | Ｂｉ基酸化物超電導体の製造方法 | |
| US5108985A (en) | Bi-Pb-Sr-Ca-Cu oxide superconductor containing alkali metal and process for preparation thereof | |
| JPH0764560B2 (ja) | 層状銅酸化物 | |
| JPH06219736A (ja) | 超電導体 | |
| JP3219563B2 (ja) | 金属酸化物とその製造方法 | |
| JP2966442B2 (ja) | Ｂｉ基酸化物超電導体及びその線材の製造方法 | |
| JP3160900B2 (ja) | 超伝導材料の製造方法 | |
| JP3287028B2 (ja) | Ｔｌ，Ｐｂ系酸化物超電導材及びその製造方法 | |
| JP3257569B2 (ja) | Ｔｌ系酸化物超電導体の製造方法 | |
| JP3979609B2 (ja) | Ｔｌ基酸化物超電導体の製造方法 | |
| JP2803819B2 (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 | |
| US5229035A (en) | Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O system superconductors | |
| JP2709000B2 (ja) | 超電導体及びその製造方法 | |
| JP3283909B2 (ja) | 金属酸化物材料及びその製造方法 | |
| JP2821568B2 (ja) | 超電導ウィスカー複合体の製造方法 | |
| JPH07102976B2 (ja) | Ｂｉ基酸化物超電導体の製造方法 | |
| EP0459359A2 (en) | Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O system superconductors | |
| JPH0825744B2 (ja) | 超電導材料の製造方法 | |
| JPH08217442A (ja) | 炭素を含有する金属酸化物線材及びその製造方法 | |
| JPH0717366B2 (ja) | 酸化物系超電導材料の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070827 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080827 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |