JP3069905B2 - 酸化物超電導焼結体の製造方法 - Google Patents

酸化物超電導焼結体の製造方法

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JP3069905B2 JP2048322A JP4832290A JP3069905B2 JP 3069905 B2 JP3069905 B2 JP 3069905B2 JP 2048322 A JP2048322 A JP 2048322A JP 4832290 A JP4832290 A JP 4832290A JP 3069905 B2 JP3069905 B2 JP 3069905B2
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  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)技術分野 本発明は、超電導特性に優れた酸化物超電導焼結体の
製造方法に関するものである。
(ロ)従来技術 酸化物超電導材料の作成は、焼結法や溶融法,薄膜作
製法など多くの方法で行なわれているが、その代表的な
方法は焼結法と溶融法である。
この両法の場合、共通する問題点としては、酸化物超
電導材料のバルク材を製造するに際して、該超電導材料
成型体と接触している材料、例えば敷き板としてAl2O3
やPt板等を使用した場合、焼結工程でこれらのAl2O3
やPt板が目的とする酸化物超電導成型体との接触界面で
相互拡散反応や固相反応を起こす虞れがある。この接触
界面での諸反応は該接触界面のみでなく、成型体の深部
まで進行し超電導特性を劣化させる。特にY−Ba−Cu−
O系の酸化物超電導材料を溶融法で作製する場合には、
焼成温度を1000℃付近まで昇温させる必要があるので、
上記の界面反応が激しく、しかも冷却過程で敷き板材料
との熱膨張率の違いにより、目的とする酸化物超電導材
料のバルク材に接触界面からクラックが発生するという
ような問題も生ずる。
上記のように、酸化物超電導材料のバルク材を作製す
る場合、敷き板の材質により、焼結工程で酸化物超電導
体との界面において相互拡散反応や固相反応が起こり、
酸化物超電導焼結体の特性を著しく劣化させると共に、
該酸化物超電導材料のバルク材に接触界面からクラック
が発生し易い等の欠点があった。
(ハ)発明の開示 本発明は、上記のような酸化物超電導材料のバルク材
を製造する場合の敷き板に起因する超電導特性の劣化を
防ぐと共に、敷き板との熱膨張率の違いによるクラック
の発生を防止し、超電導特性に優れた酸化物超電導焼結
体の製造方法を提供するものである。
即ち、本発明は、酸化物超電導材料の仮焼または未仮
焼の成型体を該酸化物超電導材料と同一組成の仮焼され
た成型体上に配置して焼成することを特徴とする酸化物
超電導焼結体の製造方法である。
次に、本発明法をY−Ba−Cu−O系酸化物超電導体に
より説明する。
まづ、Y−Ba−Cu−O系酸化物超電導体のバルク材を
製造するに際し、Y1Ba2Cu3O7−x酸化物超電導粉を加圧
成型して厚さ2〜3mm以上で2inchφペレットの成型体を
作製し、該成型体をAl2O3製(あるいはPt板,MgO板,SiO2
板等の酸化物系セラミックス板)の敷き板上に置いて下
地材とし、更にその上に目的とする焼成したいY1Ba2Cu3
O7−x酸化物超電導材料の成型体を配置し、940〜1000
℃の温度で焼成する。
この結果、上記下地材としての2inchφペレットはAl2
O3製敷き板と界面反応を起こし、その超電導特性は著し
く劣化するが、下地材上の目的とする酸化物超電導成型
体は超電導特性を全く劣化させることはなくY1Ba2Cu3O7
−x酸化特超電導焼結体となる。
また、Y1Ba2Cu3O7−x粉ではなく、Y2Ba1Cu1O5とBaCu
O2とCuOの各粉をY:Ba:Cu組成比が1:2:3になるように調
整して作製した成型体の場合は、該成型体が仮焼の場合
でも、焼成温度をいったん1000℃付近まで昇温し、BaCu
O2やCuOを液相として包晶反応させるので、BaCuO2やCuO
が浸み出し易く、直接Al2O3板(又はPt板,MgO板,SiO2
等)の敷き板上に置くと、Al2O3板と接触界面で反応し
て成型体の組成がずれ、所定形状が維持できず、クラッ
クも発生する。
また、下地材としてY1Ba2Cu3O7−xのペレット成型体
を置くか又は上記と同様なY2Ba1Cu1O5とBaCuO2とCuOの
各粉をY:Ba:Cu組成比が1:2:3になるように調整して作製
した成型体(2inchφで厚さ2〜3mm以上)を仮焼し敷き
板上に置くことにより、下地材とした焼結体の超電導特
性は著しく劣化する。しかし、目的とする成型体は超電
導特性に優れたY1Ba2Cu3O7−x酸化物超電導焼結体とな
る。
上記のように下地材とする成型体および目的とする酸
化物超電導材料の成型体を作製する材料粉としては、例
えばY1Ba2Cu3O7−x粉どうし、Y2Ba1Cu1O5とBaCuO2とCu
OをY:Ba:Cu組成比が1:2:3なるように調整した調合粉ど
うしでもよく、また両者を適当な比率に配合した粉でも
良く、更に相互に組合せてもよい。
また、各成型体は仮焼したものあるいは未仮焼のまま
でも良いが、好ましくは仮焼したものが良い。また、Al
2O3等の敷き板を使用せず下地材を敷き板としてもよい
ことは勿論である。
次に、本発明を実施例により説明する。
(ニ)実施例 実施例1 Y1Ba2Cu3O7−xの平均粒径20μmの酸化物超電導粉を
1ton/cm2の条件で金型により厚さ3mmの3inch角の成型体
に加圧成型した。
この成型体をAl2O3板上に置き、次に各平均粒径10μ
mのY2Ba1Cu1O5粉とBaO粉とCuO粉をY:Ba:Cu組成比が1:
2:3となるように調整した調合粉を1ton/cm2の条件で金
型により厚さ5mmの2inchペレットに作製し、上記3inch
ペレット上に載せた。
これを焼成炉に装入して、昇温速度10℃/分で1000℃
に昇温し20時間保持した後、冷却速度1℃/Hrで900℃ま
で冷却し、その後酸素雰囲気で室温まで徐冷した。
その結果、下地材である3inch角のY1Ba2Cu3O7−xに
はAl2O3板との接触面にクラックが発生し、しかも形状
が著しく崩れていた。
しかしながら、目的物である2inchペレットにはクラ
ックも発生せず、形状も崩れずに維持されていた。
この焼結体をファインカッターで切断して2inchペレ
ットのみを取り出し、超電導特性を測定した結果、Tc
(臨界温度)は90K,Jc(臨界電流密度)は103A/cm2以上
であった。
実施例2 実施例1と同様に平均粒径20μmのY1Ba2Cu3O7−x粉
を用いて、厚さ3mmの3inch角の成型体を加圧成型した。
この成型体をAl2O3板上に置き、次に各平均粒径10μ
mのY2Ba1Cu1O5粉とBaCuO2粉とCuO粉をY:Ba:Cu組成比が
1:2:3になるように調整した調合粉と平均粒径10μmのY
1Ba2Cu3O7−xの粉体とを1:1に混合した混合粉で金型に
より1ton/cm2の条件で厚さ5mmの2inchペレットを作製
し、上記の3inchペレット上に載せた。
これを焼成炉に装入して実施例1と同様に昇温→焼成
→冷却処理した結果、実施例1の場合と同様に下地材で
ある3inch角のY1Ba2Cu3O7−x焼結体にはAl2O3板との接
触面にクラックが発生し、しかもAl2O3板と反応して形
状が崩れていた。しかし、目的物である上記混合粉で成
型した2inchペレットの焼結体には全くクラックも発生
せず、形状もそのまま維持されていた。
この焼結体をファインカッターで切断して2inchペレ
ットのみを取り出し、超電導特性(TcとJc)を測定した
結果、Tcは91K、Jcは103A/cm2以上であった。
比較例 実施例1と同様に、各平均粒径10μmのY2Ba1Cu1O5
とBaO粉とCuO粉とをY:Ba:Cu組成比が1:2:3になるように
調整した調合粉で実施例1と同条件で厚さ5mmの2inchペ
レットを作製し、下地材を使用せずに直接Al2O3板上に
置き、実施例1と同様に昇温→焼成→冷却処理した。
その結果、2inchペレットにはAl2O3板との接触面から
の深さ3mm程度の内部まで反応が進行しており、崩壊と
クラックが発生していた。
(ホ)発明の効果 上述したように、本発明法はAl2O3板等の敷き板を使
用せず、目的とする酸化物超電導材料と同一組成の成型
体を敷き板として使用して焼成することにより、接触界
面の反応に起因する超電導特性の劣化や熱膨張率の違い
によるクラックの発生を完全に防止することができ、超
電導特性に優れた酸化物超電導焼結体を製造することが
できるのである。
また、Al2O3板等の敷き板を使用する場合は、目的と
する酸化物超電導材料と同一の組成の成型体を下地材と
して使用することにより、超電導特性の劣化やクラック
の発生が完全に防止でき、上記と同様に超電導特性に優
れた酸化物超電導焼結体を製造することもできる。
なお、上記実施例ではY−Ba−Cu−O系の酸化物超電
導体について説明したが、他系の酸化物超電導体にも本
発明法を適用し得ることは勿論である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸化物超電導材料の仮焼または未仮焼の成
    型体を、該酸化物超電導材料と同一組成の仮焼された成
    型体上に配置して焼成することを特徴とする酸化物超電
    導焼結体の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101922371B1 (ko) * 2018-02-09 2018-11-26 대보정보통신 주식회사 도로 전광표지판의 발판 고드름 낙하방지 장치

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