JP3115696B2 - 磁気浮上力の大きい酸化物超電導体の製造方法 - Google Patents
磁気浮上力の大きい酸化物超電導体の製造方法Info
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-
- 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
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は新規なＲＥＢａＣｕＯ系
酸化物超電導体の製造方法、特に磁気浮上によるフライ
ホール、磁気軸受、搬送装置等への利用を目的とした、
磁気浮上力の大きい酸化物超電導体の製造方法に関する
ものである。
酸化物超電導体の製造方法、特に磁気浮上によるフライ
ホール、磁気軸受、搬送装置等への利用を目的とした、
磁気浮上力の大きい酸化物超電導体の製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来技術と発明が解決しようとする課題】近年、磁気
浮上によるフライホール等への利用を目的とし、ＲＥＢ
ａＣｕＯ系酸化物超電導体が用いられ始めている。この
超電導体は例えばＭＰＭＧ（MeltPowder Melt Growth)
法（H.FujimotoらProc.of ISS'89 Springer-Verlag 199
0P285）で製造されている。
浮上によるフライホール等への利用を目的とし、ＲＥＢ
ａＣｕＯ系酸化物超電導体が用いられ始めている。この
超電導体は例えばＭＰＭＧ（MeltPowder Melt Growth)
法（H.FujimotoらProc.of ISS'89 Springer-Verlag 199
0P285）で製造されている。
【０００３】この方法で製造する一例を以下に示す。ま
ず原料粉、例えばＹ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、ＣｕＯを所定
の割合に混合する。これを仮焼・粉砕してもよい。さら
にこの粉体をＲＥ２Ｏ３相と液相が共存する温度、例え
ば１４００℃に加熱し、部分溶融（Ｍ）させる。さら
に、冷却することにより凝固させる。その後粉砕（Ｐ）
・混合し成型する。成型体をＲＥ２ＢａＣｕＯ５相（以
下単に２１１相という）と液相が共存する温度、例えば
１１００℃まで加熱し、部分溶融（Ｍ）させる。その
後、超電導相であるＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ相（以下単に
１２３相という）が生成する温度まで冷却し、その温度
より例えば１℃／ｈで徐冷することにより１２３相を生
成・成長（Ｇ）させることにより超電導体を製造する。
ず原料粉、例えばＹ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、ＣｕＯを所定
の割合に混合する。これを仮焼・粉砕してもよい。さら
にこの粉体をＲＥ２Ｏ３相と液相が共存する温度、例え
ば１４００℃に加熱し、部分溶融（Ｍ）させる。さら
に、冷却することにより凝固させる。その後粉砕（Ｐ）
・混合し成型する。成型体をＲＥ２ＢａＣｕＯ５相（以
下単に２１１相という）と液相が共存する温度、例えば
１１００℃まで加熱し、部分溶融（Ｍ）させる。その
後、超電導相であるＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ相（以下単に
１２３相という）が生成する温度まで冷却し、その温度
より例えば１℃／ｈで徐冷することにより１２３相を生
成・成長（Ｇ）させることにより超電導体を製造する。
【０００４】この方法を用いて製造された超電導体は高
い臨界電流密度を示す。しかし、この超電導体の磁気浮
上力を向上させるには、臨界電流密度を向上させるのみ
ならず、超電導結晶をも大きくする必要がある（M.Mura
kamiらJapanese Journal ofApplied Physics Vol.29 N
o.11 1990 L1991)。超電導結晶を大きくするためには結
晶生成・成長に対する制御を行う必要があるが、従来は
その制御ができなかったので、超電導結晶が大きく、磁
気浮上力の大きい超電導体を製造するには難点があっ
た。
い臨界電流密度を示す。しかし、この超電導体の磁気浮
上力を向上させるには、臨界電流密度を向上させるのみ
ならず、超電導結晶をも大きくする必要がある（M.Mura
kamiらJapanese Journal ofApplied Physics Vol.29 N
o.11 1990 L1991)。超電導結晶を大きくするためには結
晶生成・成長に対する制御を行う必要があるが、従来は
その制御ができなかったので、超電導結晶が大きく、磁
気浮上力の大きい超電導体を製造するには難点があっ
た。
【０００５】前記超電導体の他の製造方法として、ＱＭ
Ｇ（Quench and Melt Growth）法（M.MurakamiらJapane
se Journal of Applied Physics Vol.28 No.7 1989 P11
89）がある。この方法で製造する一例を以下に示す。ま
ず原料粉、例えばＹ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、ＣｕＯを所定
の割合に混合した後、ＲＥ２Ｏ３相と液相が共存する温
度、例えば１４００℃に加熱し、混合粉を部分溶融さ
せ、クエンチ（Ｑ）すなわち急冷することにより凝固さ
せる。この急冷凝固体の組織は、凝固した液相中にＲＥ
２Ｏ３相が分散している。この急冷凝固体を２１１相と
液相が共存する温度、例えば１１００℃まで加熱し、部
分溶融（Ｍ）させる。その後、１２３相が生成する温度
まで冷却し、その温度より例えば１℃／ｈで徐冷するこ
とにより１２３相を生成・成長（Ｇ）させることにより
超電導体を製造する。この方法はいわば前記ＭＰＭＧ法
において、凝固体の粉砕・混合および成型工程がない方
法といえる。この方法を用いて製造された超電導体も局
所的には高い臨界電流密度を示す。
Ｇ（Quench and Melt Growth）法（M.MurakamiらJapane
se Journal of Applied Physics Vol.28 No.7 1989 P11
89）がある。この方法で製造する一例を以下に示す。ま
ず原料粉、例えばＹ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、ＣｕＯを所定
の割合に混合した後、ＲＥ２Ｏ３相と液相が共存する温
度、例えば１４００℃に加熱し、混合粉を部分溶融さ
せ、クエンチ（Ｑ）すなわち急冷することにより凝固さ
せる。この急冷凝固体の組織は、凝固した液相中にＲＥ
２Ｏ３相が分散している。この急冷凝固体を２１１相と
液相が共存する温度、例えば１１００℃まで加熱し、部
分溶融（Ｍ）させる。その後、１２３相が生成する温度
まで冷却し、その温度より例えば１℃／ｈで徐冷するこ
とにより１２３相を生成・成長（Ｇ）させることにより
超電導体を製造する。この方法はいわば前記ＭＰＭＧ法
において、凝固体の粉砕・混合および成型工程がない方
法といえる。この方法を用いて製造された超電導体も局
所的には高い臨界電流密度を示す。
【０００６】しかし、前記急冷凝固体の厚さは一回の単
純なクエンチでは高々５mm程度であり、ＱＭＧ法で製造
した超電導体は厚いものができなかった。その欠点を解
消するために重ねクエンチ法が開発された（M.Moritaら
Proc.of ISS'90 Springer-Verlag 1991 P733）。この方
法では一応厚い超電導体を製造することが可能であるが
以下に示す問題点が残されている。 急冷凝固体を任意の形状に成型するには、機械加工
が必要である。しかし、急冷凝固体は非常に脆く機械加
工が困難であることにより、任意の形状に成型するのが
困難となる。 重ねクエンチ法では、既にクエンチされた凝固体は
後にクエンチされる部分溶融体より熱履歴を受けること
が避けられない。 重ねクエンチで厚い凝固体を作製するには、何回も
クエンチする必要があり、労力がかかる。 クエンチした凝固体中に分散しているＲＥ２Ｏ３相
のサイズは比較的大きく、このままでは望ましい超電導
組織を得にくい（藤本ら低温工学Vol.25 No.2 1990 P7
7）。
純なクエンチでは高々５mm程度であり、ＱＭＧ法で製造
した超電導体は厚いものができなかった。その欠点を解
消するために重ねクエンチ法が開発された（M.Moritaら
Proc.of ISS'90 Springer-Verlag 1991 P733）。この方
法では一応厚い超電導体を製造することが可能であるが
以下に示す問題点が残されている。 急冷凝固体を任意の形状に成型するには、機械加工
が必要である。しかし、急冷凝固体は非常に脆く機械加
工が困難であることにより、任意の形状に成型するのが
困難となる。 重ねクエンチ法では、既にクエンチされた凝固体は
後にクエンチされる部分溶融体より熱履歴を受けること
が避けられない。 重ねクエンチで厚い凝固体を作製するには、何回も
クエンチする必要があり、労力がかかる。 クエンチした凝固体中に分散しているＲＥ２Ｏ３相
のサイズは比較的大きく、このままでは望ましい超電導
組織を得にくい（藤本ら低温工学Vol.25 No.2 1990 P7
7）。
【０００７】また、ＭＰＭＧ法では凝固体を粉砕・混合
後に成型するので、以下に示すメリットがあり、ＭＰＭ
Ｇ法は非常に優れた方法であると考えられる。 任意の形状に成型できる。 凝固粉砕粉の混合工程で有用な添加物、例えば酸化
銀を添加することが可能である。 凝固体を粉砕・混合することにより凝固体に分散し
ているＲＥ２Ｏ３相も粉砕・混合され、微細・均一なＲ
Ｅ２Ｏ３相が得られる（藤本ら低温工学Vol.25No.2 199
0 P77）。
後に成型するので、以下に示すメリットがあり、ＭＰＭ
Ｇ法は非常に優れた方法であると考えられる。 任意の形状に成型できる。 凝固粉砕粉の混合工程で有用な添加物、例えば酸化
銀を添加することが可能である。 凝固体を粉砕・混合することにより凝固体に分散し
ているＲＥ２Ｏ３相も粉砕・混合され、微細・均一なＲ
Ｅ２Ｏ３相が得られる（藤本ら低温工学Vol.25No.2 199
0 P77）。
【０００８】最近、超電導結晶を大きくする一手法とし
て、ＱＭＧ法において、種としての、ＱＭＧ法で製造
し、へき開したＳｍＢａ２Ｃｕ３Ｏｘの単結晶体をＹｂ
1-x ＹｘＢａ２Ｃｕ３Ｏｘの組成でＹｂ−Ｙの組成勾配
をつけた成型体に１０３０℃前後（ＱＭＧ法のＭＧ部に
おいて、部分溶融した後、超電導相を生成・成長させる
ための徐冷を開始するまでの冷却中）で、置くことによ
り結晶の大型化に成功した例（M.MoritaらProc.of ISS'
90 Springer-Verlag 1991 P733）がある。またこの方法
に関する特許も公開されている（国際公開番号ＷＯ９１
／１９０２９）。しかしこれらの手法を用いると組成勾
配のついた前記成型体の製造およびに前記種の製造や置
く作業に労力がかかり、大量生産には向かない。
て、ＱＭＧ法において、種としての、ＱＭＧ法で製造
し、へき開したＳｍＢａ２Ｃｕ３Ｏｘの単結晶体をＹｂ
1-x ＹｘＢａ２Ｃｕ３Ｏｘの組成でＹｂ−Ｙの組成勾配
をつけた成型体に１０３０℃前後（ＱＭＧ法のＭＧ部に
おいて、部分溶融した後、超電導相を生成・成長させる
ための徐冷を開始するまでの冷却中）で、置くことによ
り結晶の大型化に成功した例（M.MoritaらProc.of ISS'
90 Springer-Verlag 1991 P733）がある。またこの方法
に関する特許も公開されている（国際公開番号ＷＯ９１
／１９０２９）。しかしこれらの手法を用いると組成勾
配のついた前記成型体の製造およびに前記種の製造や置
く作業に労力がかかり、大量生産には向かない。
【０００９】一方、ＭＰＭＧ法において、前記凝固粉砕
粉に銀あるいは酸化銀を添加すると、製造した超電導体
内のクラックが減少し、磁気浮上力が向上したという報
告がある（M.MurakamiらJapanese Journal of Applied
Physics Vol.29 No.11 1990L1991)。これらの添加剤を
添加する場合でも、添加しない場合同様、超電導結晶を
大きくし、磁気浮上力を向上させるための、結晶生成・
成長に対する制御を行う必要がある。
粉に銀あるいは酸化銀を添加すると、製造した超電導体
内のクラックが減少し、磁気浮上力が向上したという報
告がある（M.MurakamiらJapanese Journal of Applied
Physics Vol.29 No.11 1990L1991)。これらの添加剤を
添加する場合でも、添加しない場合同様、超電導結晶を
大きくし、磁気浮上力を向上させるための、結晶生成・
成長に対する制御を行う必要がある。
【００１０】また、本発明法を用いずに製造した超電導
結晶が小さく磁気浮上力が低い超電導体に対して、再製
造を行うことにより結晶を大きくする必要があるにもか
かわらず、それを行う方法がなかった。
結晶が小さく磁気浮上力が低い超電導体に対して、再製
造を行うことにより結晶を大きくする必要があるにもか
かわらず、それを行う方法がなかった。
【００１１】本発明はこのような難点を解決するため、
ＭＰＭＧ法において、簡単な手法で超電導結晶を大型化
し、その磁気浮上力を向上させ得る、磁気浮上力の大き
い酸化物超電導体の製造方法を提供することを目的とす
るものである。
ＭＰＭＧ法において、簡単な手法で超電導結晶を大型化
し、その磁気浮上力を向上させ得る、磁気浮上力の大き
い酸化物超電導体の製造方法を提供することを目的とす
るものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】かくて本発明はＲＥＢａ
ＣｕＯ系酸化物超電導体（ＲＥはＹ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇ
ｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂからなる群から選ばれた希
土類元素）の製造方法において出発物質として原料混合
体を用い、これを加熱して部分溶融した後、冷却するこ
とにより、凝固させ、これを粉砕し、得られた粉砕粉を
充分に混合し、成型し得られた成型体に造核粒子を置く
か、または埋め込みこれを加熱して部分溶融し、ついで
ほぼ超電導相が生成しはじめる温度まで冷却した後徐冷
して、そこから超電導相を優先的に生成、成長させるこ
とを特徴とする、磁気浮上力の大きい酸化物超電導体の
製造方法を提供するものである。
ＣｕＯ系酸化物超電導体（ＲＥはＹ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇ
ｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂからなる群から選ばれた希
土類元素）の製造方法において出発物質として原料混合
体を用い、これを加熱して部分溶融した後、冷却するこ
とにより、凝固させ、これを粉砕し、得られた粉砕粉を
充分に混合し、成型し得られた成型体に造核粒子を置く
か、または埋め込みこれを加熱して部分溶融し、ついで
ほぼ超電導相が生成しはじめる温度まで冷却した後徐冷
して、そこから超電導相を優先的に生成、成長させるこ
とを特徴とする、磁気浮上力の大きい酸化物超電導体の
製造方法を提供するものである。
【００１３】本発明は基本的には、出発物質として原料
混合粉あるいは原料仮焼粉砕粉を用い、これを部分溶融
した後、冷却することにより凝固させ、それを粉砕・混
合し、さらに成型する。この成型体を部分溶融させ、超
電導相である１２３相が生成する温度まで冷却し、その
温度より徐冷することにより１２３相を生成・成長させ
る製造方法、すなわち前記ＭＰＭＧ法において、成型体
表面に成型後より１２３相結晶成長のための徐冷開始直
前までに造核粒子として粉体あるいは単結晶体を置くか
または埋め込み、そこから超電導相を優先的に生成・成
長させることを特徴とするＲＥＢａＣｕＯ系超電導体の
製造方法である。
混合粉あるいは原料仮焼粉砕粉を用い、これを部分溶融
した後、冷却することにより凝固させ、それを粉砕・混
合し、さらに成型する。この成型体を部分溶融させ、超
電導相である１２３相が生成する温度まで冷却し、その
温度より徐冷することにより１２３相を生成・成長させ
る製造方法、すなわち前記ＭＰＭＧ法において、成型体
表面に成型後より１２３相結晶成長のための徐冷開始直
前までに造核粒子として粉体あるいは単結晶体を置くか
または埋め込み、そこから超電導相を優先的に生成・成
長させることを特徴とするＲＥＢａＣｕＯ系超電導体の
製造方法である。
【００１４】本発明により、簡単な手法により超電導相
である１２３相の結晶を大きくすることが可能となり、
磁気浮上力を向上させることができた。また、本発明
は、前記銀あるいは酸化銀が添加された場合でも、前記
効果が認められた。
である１２３相の結晶を大きくすることが可能となり、
磁気浮上力を向上させることができた。また、本発明
は、前記銀あるいは酸化銀が添加された場合でも、前記
効果が認められた。
【００１５】さらに、本発明は従来法で一旦製造された
が超電導結晶が小さく磁気浮上力が低い超電導体に対し
て、超電導体表面に造核粒子の粉体または単結晶体を置
くかまたは埋め込み、部分溶融させることにより前記２
１１相と液相に分解させた後、そこから超電導相を優先
的に生成・成長させる再製造を行うことにより前記結晶
を大きくすることができた。
が超電導結晶が小さく磁気浮上力が低い超電導体に対し
て、超電導体表面に造核粒子の粉体または単結晶体を置
くかまたは埋め込み、部分溶融させることにより前記２
１１相と液相に分解させた後、そこから超電導相を優先
的に生成・成長させる再製造を行うことにより前記結晶
を大きくすることができた。
【００１６】以下、本発明について詳しく説明する。
【００１７】本発明に係る超電導体の製造方法の手順の
一例について以下に示す。これに、沿って本発明を詳し
く説明する。 （工程）まずＲＥＢａＣｕＯ系超電導体の部分溶融前
の出発物質を製造する。ＲＥとしてはＹ、Ｓｍ、Ｅｕ、
Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂから少なくとも１種類が
選択される。原料粉として、例えばＹ２Ｏ３、ＢａＣＯ
３、ＣｕＯを所定の割合に混合し、ＲＥＢａＣｕＯから
なる混合粉を作製する。ただし、ＢａＣＯ３はこの後部
分溶融させるときに、炭酸化物を酸化物に分解させるこ
とが可能なので、使用可能である。
一例について以下に示す。これに、沿って本発明を詳し
く説明する。 （工程）まずＲＥＢａＣｕＯ系超電導体の部分溶融前
の出発物質を製造する。ＲＥとしてはＹ、Ｓｍ、Ｅｕ、
Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂから少なくとも１種類が
選択される。原料粉として、例えばＹ２Ｏ３、ＢａＣＯ
３、ＣｕＯを所定の割合に混合し、ＲＥＢａＣｕＯから
なる混合粉を作製する。ただし、ＢａＣＯ３はこの後部
分溶融させるときに、炭酸化物を酸化物に分解させるこ
とが可能なので、使用可能である。
【００１８】また、この混合粉を仮焼し、粉砕したもの
を前記出発物質とすることも可能である。 （工程）前記出発物質を９５０〜１５００℃の温度範
囲で１〜６０分間保持してＲＥ２Ｏ３相と液相（Ｂａ、
Ｃｕの酸化物で構成されている）あるいは２１１相と液
相を生成させる、すなわち部分溶融させる。 （工程）前の工程で得られた部分溶融体を空冷、ある
いは空冷と同等以上の冷却速度で冷却し、凝固させる。 （工程）こうして得られた凝固体を粉砕することによ
り粒径が０．１〜５０μｍの範囲の粉砕粉にする。さら
に、工程での部分溶融時に、２１１相と液相の各成分
が均一に分散するように粉砕粉を充分に混合し、均一な
混合粉を作製する。この混合過程で有用な添加剤、例え
ば前記銀あるいは酸化銀等を添加することが可能であ
る。
を前記出発物質とすることも可能である。 （工程）前記出発物質を９５０〜１５００℃の温度範
囲で１〜６０分間保持してＲＥ２Ｏ３相と液相（Ｂａ、
Ｃｕの酸化物で構成されている）あるいは２１１相と液
相を生成させる、すなわち部分溶融させる。 （工程）前の工程で得られた部分溶融体を空冷、ある
いは空冷と同等以上の冷却速度で冷却し、凝固させる。 （工程）こうして得られた凝固体を粉砕することによ
り粒径が０．１〜５０μｍの範囲の粉砕粉にする。さら
に、工程での部分溶融時に、２１１相と液相の各成分
が均一に分散するように粉砕粉を充分に混合し、均一な
混合粉を作製する。この混合過程で有用な添加剤、例え
ば前記銀あるいは酸化銀等を添加することが可能であ
る。
【００１９】さらに、この粉体を所望の形状に成型し、
成型体を作製する。 （工程）ここで、造核粒子としての粉体あるいは単結
晶体を前記成型体の所望の場所に置くかまたは埋め込
む。埋め込む場合には、成型体の任意の場所に埋め込む
ことが可能である。この操作は、工程の徐冷開始直前
までに行えば良いが、この操作をここで行えば、作業が
簡単であり、労力もかからない。
成型体を作製する。 （工程）ここで、造核粒子としての粉体あるいは単結
晶体を前記成型体の所望の場所に置くかまたは埋め込
む。埋め込む場合には、成型体の任意の場所に埋め込む
ことが可能である。この操作は、工程の徐冷開始直前
までに行えば良いが、この操作をここで行えば、作業が
簡単であり、労力もかからない。
【００２０】一方、前記粉体の量は高々１０mg程度で、
単結晶体の場合は１mm角程度で十分な効果を示す。造核
粒子は、希土類元素を含む酸化物たとえばＹ２Ｏ３、Ｎ
ｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ
２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２
Ｏ３、Ｙ２ＢａＣｕＯ５、Ｓｍ２ＢａＣｕＯ５、Ｅｕ ２
ＢａＣｕＯ５、Ｇｄ２ＢａＣｕＯ５、Ｄｙ２ＢａＣｕＯ
５、Ｈｏ２ＢａＣｕＯ５、Ｅｒ２ＢａＣｕＯ５、Ｙｂ２
ＢａＣｕＯ５、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＳｍＢａ２Ｃｕ３
Ｏｘ、ＮｄＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＥｕＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、
ＬａＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＤｙＢ
ａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＨｏＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＥｒＢａ２Ｃ
ｕ３Ｏｘ、ＹｂＢａ２Ｃｕ３Ｏｘを用いることができ、
この外ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、ＢａＳｎＯ３、ＢａＺｒＯ
３、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ３および白金族金属すなわちＰ
ｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕからなる群から少な
くとも１種類を用いることができる。前記造核粒子とし
て前記酸化物又は金属の粉体の外に前記の酸化物の単結
晶体を用いても同様の効果が得られる。 （工程）この成型体を前記２１１相が生成する９５０
〜１２５０℃の範囲に加熱し、部分溶融させその温度に
１５〜９０分間保持し、その温度から前記２１１相と前
記液相から前記１２３相が生成し始める温度より若干高
い温度、例えばＲＥがＹで空気中の場合１０００℃より
若干高い温度まで１０〜１０００℃／ｈの冷却速度で冷
却する。さらに、この温度から８５０〜９５０℃まで
０．２〜２０℃／ｈの冷却速度で徐冷する。前記温度よ
り徐冷する理由は、この温度が低いと、１２３相の発生
が任意の場所でおこる可能性が高くなるからである。前
記徐冷時に温度勾配下で徐冷する方が好ましい。その際
成型体の造核粒子を置くか埋め込んだ場所が最も温度が
低くなるようにその周囲に１℃／cm以上の温度勾配を設
けるとよい。
単結晶体の場合は１mm角程度で十分な効果を示す。造核
粒子は、希土類元素を含む酸化物たとえばＹ２Ｏ３、Ｎ
ｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ
２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２
Ｏ３、Ｙ２ＢａＣｕＯ５、Ｓｍ２ＢａＣｕＯ５、Ｅｕ ２
ＢａＣｕＯ５、Ｇｄ２ＢａＣｕＯ５、Ｄｙ２ＢａＣｕＯ
５、Ｈｏ２ＢａＣｕＯ５、Ｅｒ２ＢａＣｕＯ５、Ｙｂ２
ＢａＣｕＯ５、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＳｍＢａ２Ｃｕ３
Ｏｘ、ＮｄＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＥｕＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、
ＬａＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＤｙＢ
ａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＨｏＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＥｒＢａ２Ｃ
ｕ３Ｏｘ、ＹｂＢａ２Ｃｕ３Ｏｘを用いることができ、
この外ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、ＢａＳｎＯ３、ＢａＺｒＯ
３、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ３および白金族金属すなわちＰ
ｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕからなる群から少な
くとも１種類を用いることができる。前記造核粒子とし
て前記酸化物又は金属の粉体の外に前記の酸化物の単結
晶体を用いても同様の効果が得られる。 （工程）この成型体を前記２１１相が生成する９５０
〜１２５０℃の範囲に加熱し、部分溶融させその温度に
１５〜９０分間保持し、その温度から前記２１１相と前
記液相から前記１２３相が生成し始める温度より若干高
い温度、例えばＲＥがＹで空気中の場合１０００℃より
若干高い温度まで１０〜１０００℃／ｈの冷却速度で冷
却する。さらに、この温度から８５０〜９５０℃まで
０．２〜２０℃／ｈの冷却速度で徐冷する。前記温度よ
り徐冷する理由は、この温度が低いと、１２３相の発生
が任意の場所でおこる可能性が高くなるからである。前
記徐冷時に温度勾配下で徐冷する方が好ましい。その際
成型体の造核粒子を置くか埋め込んだ場所が最も温度が
低くなるようにその周囲に１℃／cm以上の温度勾配を設
けるとよい。
【００２１】この工程において、従来は成型体を支持す
る基台からの超電導体への汚染を最小限にするために高
価な白金製の基台を用いていたが、前記基台は前記液相
との濡れ性が高く、液相が流出する量が多かった。液相
が流出すると組成ズレが生じ、超電導相が最後まで成長
することができなくなり、結局超電導結晶が小さくな
る。従って、超電導結晶を大きくするためには、液相の
流出を最小限にする必要がある。本発明者等はアルミナ
製、ムライト製、マグネシア製あるいは部分安定化ジル
コニア製の基台を使用すれば、白金製の基台よりも液相
との濡れ性が低く、液相流出が少ないことを見いだし
た。
る基台からの超電導体への汚染を最小限にするために高
価な白金製の基台を用いていたが、前記基台は前記液相
との濡れ性が高く、液相が流出する量が多かった。液相
が流出すると組成ズレが生じ、超電導相が最後まで成長
することができなくなり、結局超電導結晶が小さくな
る。従って、超電導結晶を大きくするためには、液相の
流出を最小限にする必要がある。本発明者等はアルミナ
製、ムライト製、マグネシア製あるいは部分安定化ジル
コニア製の基台を使用すれば、白金製の基台よりも液相
との濡れ性が低く、液相流出が少ないことを見いだし
た。
【００２２】さらに、前記基台からの汚染防止と、成型
部分溶融体と前記基台との接触面より超電導相が優先的
に生成しないように、基台と成型体との間にバッファを
配置することも可能である。バッファの材質としては基
本的には成型体の１２３相のＲＥよりも２１１相と液相
から１２３相を生成する温度が高いＲＥ組成を有する１
２３相で前記目的を達成し得る。
部分溶融体と前記基台との接触面より超電導相が優先的
に生成しないように、基台と成型体との間にバッファを
配置することも可能である。バッファの材質としては基
本的には成型体の１２３相のＲＥよりも２１１相と液相
から１２３相を生成する温度が高いＲＥ組成を有する１
２３相で前記目的を達成し得る。
【００２３】しかし、１２３相のみでは、前記部分溶融
温度では柔らかく、容易に変形するため、あまり実用的
ではない。その粘性を向上させたバッファとして２１１
相を１２３相に微細に分散させたもの、あるいはその出
発物質が適していることを見いだした。その例として、
ＭＰＭＧ法で製造する２１１相を１２３相に微細に分散
させた超電導体、あるいはその出発物質となる、前記凝
固体等が挙げられる。 （工程）その後、８５０〜９５０℃から室温までは任
意の冷却速度で冷却することが可能である。
温度では柔らかく、容易に変形するため、あまり実用的
ではない。その粘性を向上させたバッファとして２１１
相を１２３相に微細に分散させたもの、あるいはその出
発物質が適していることを見いだした。その例として、
ＭＰＭＧ法で製造する２１１相を１２３相に微細に分散
させた超電導体、あるいはその出発物質となる、前記凝
固体等が挙げられる。 （工程）その後、８５０〜９５０℃から室温までは任
意の冷却速度で冷却することが可能である。
【００２４】必要に応じて、製造した超電導体への酸素
を十分に付加させるために酸素富化雰囲気において６５
０〜３００℃の温度範囲で２〜５００時間保持するか、
もしくは最高６５０℃、最低３００℃の温度範囲を２〜
５００時間かけて冷却する。その後は任意の冷却速度で
冷却することが可能である。
を十分に付加させるために酸素富化雰囲気において６５
０〜３００℃の温度範囲で２〜５００時間保持するか、
もしくは最高６５０℃、最低３００℃の温度範囲を２〜
５００時間かけて冷却する。その後は任意の冷却速度で
冷却することが可能である。
【００２５】一方、一旦従来法で製造された超電導結晶
が小さく磁気浮上力が低い超電導体に対して、超電導体
表面に造核粒子として粉体または単結晶体を置くかまた
は埋め込み、前記工程からまでの手順で再製造する
と前記結晶を大きくすることができる。
が小さく磁気浮上力が低い超電導体に対して、超電導体
表面に造核粒子として粉体または単結晶体を置くかまた
は埋め込み、前記工程からまでの手順で再製造する
と前記結晶を大きくすることができる。
【００２６】このように本発明によれば造核粒子を用い
て、磁気浮上力の大きいＲＥＢａＣｕＯ系酸化物超電導
体を製造することができる。
て、磁気浮上力の大きいＲＥＢａＣｕＯ系酸化物超電導
体を製造することができる。
【００２７】以下に実施例をあげる。
【００２８】
実施例１ Ｙ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、ＣｕＯ粉をＹ：Ｂａ：Ｃｕの比
が１．８：２．４：３．４になるように混合する。その
後１４００℃で２０分加熱し、冷却する。それを粉砕・
混合し、円盤状に成型する。成型体の上面中央に造核粒
子としてＮｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｌａ２
Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｓｍ２ＢａＣｕＯ５、Ｅ
ｕ２ＢａＣｕＯ５、ＳｍＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＮｄＢａ２
Ｃｕ３Ｏｘ、ＥｕＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＣｅＯ２、ＺｒＯ
２、ＢａＳｎＯ３、ＢａＺｒＯ３、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ
３、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕの粉をそれぞれ約１
０mg埋め込む。さらに、１１００℃で３０分加熱し、前
記２１１相と前記液相にした後、１０１０℃まで１０分
で冷却する（１２３相の生成温度は大気中で約１０００
℃）。その後、９００℃まで１℃／ｈの割合で徐冷し、
その後炉冷する。さらに、１気圧の酸素気流中で６００
℃で１ｈ加熱後炉冷することにより超電導体ペレットを
製造した。このペレットサイズは直径約２６mm、高さ約
６mmである。比較材として粉を置かない超電導体ペレッ
トも製造した。
が１．８：２．４：３．４になるように混合する。その
後１４００℃で２０分加熱し、冷却する。それを粉砕・
混合し、円盤状に成型する。成型体の上面中央に造核粒
子としてＮｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｌａ２
Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｓｍ２ＢａＣｕＯ５、Ｅ
ｕ２ＢａＣｕＯ５、ＳｍＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＮｄＢａ２
Ｃｕ３Ｏｘ、ＥｕＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＣｅＯ２、ＺｒＯ
２、ＢａＳｎＯ３、ＢａＺｒＯ３、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ
３、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕの粉をそれぞれ約１
０mg埋め込む。さらに、１１００℃で３０分加熱し、前
記２１１相と前記液相にした後、１０１０℃まで１０分
で冷却する（１２３相の生成温度は大気中で約１０００
℃）。その後、９００℃まで１℃／ｈの割合で徐冷し、
その後炉冷する。さらに、１気圧の酸素気流中で６００
℃で１ｈ加熱後炉冷することにより超電導体ペレットを
製造した。このペレットサイズは直径約２６mm、高さ約
６mmである。比較材として粉を置かない超電導体ペレッ
トも製造した。
【００２９】表１に示すように、粉を埋め込まなかった
超電導体ペレットの上面からみた結晶サイズは０．６cm
2 であるのに対し、粉を埋め込んだ場合には結晶サイズ
は１．０cm2 以上に大きくなった。図１にＺｒＯ２を埋
め込んだときの超電導結晶写真、図２に粉を埋め込まな
かった時の超電導結晶写真を示す。これらを比較するこ
とにより本発明によればサイズの大きな結晶が得られる
ことが明らかであろう。 実施例２ 実施例１で用いた粉を埋め込んだ場合と埋め込まない場
合それぞれについて、超電導体ペレットを実施例１と同
様な方法で製造した。ペレットサイズは実施例１と同様
である。これらのペレットを、直径３２mm、表面磁束密
度０．４Ｔ（テスラ）の永久磁石を用いて測定した磁気
浮上力は、表１に示すように、粉を埋め込まなかった場
合には、１．４Kgf であったが粉を埋め込んだ場合には
それぞれ１．７Kgf 以上に向上した。 実施例３ 超電導体製造のための出発原料をＹ２Ｏ３の代わりにＲ
Ｅ２Ｏ３を用いて、実施例１と同様な方法で超電導ペレ
ットを製造した。ただし、成型体の上面中央に造核粒子
としてＰｔ粉を約１０mg置いて製造した。表２にこれら
のペレットそれぞれについて、実施例２と同様な方法で
測定した磁気浮上力を示すように、すべてのＲＥ系でＰ
ｔ粉を置いた効果が認められた。 実施例４ Ｙｂ２Ｏ３、ＢａＯ２、ＣｕＯ粉をＹｂ：Ｂａ：Ｃｕの
比が１．８：２．４：３．４になるように混合する。そ
の後１４００℃で２０分加熱し、冷却する。それを粉砕
・混合し、円盤状に成型する。成型体の上面中央に造核
粒子としてＹｂ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２ＢａＣｕＯ
５、Ｅｒ２ＢａＣｕＯ５、ＹｂＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、Ｅｒ
Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘの粉をそれぞれ約１０mg置く。さら
に、１０６０℃で３０分加熱し、２１１相と液相にした
後、９６０℃まで１０分で冷却する。その後、８５０℃
まで１℃／ｈの割合で徐冷し、その後炉冷する。さら
に、１気圧の酸素気流中で６００℃で１ｈ加熱後炉冷す
ることにより超電導体ペレットを製造した。このペレッ
トサイズは直径約２６mm、高さ約６mmである。比較材と
して粉を置かない超電導体ペレットも製造した。
超電導体ペレットの上面からみた結晶サイズは０．６cm
2 であるのに対し、粉を埋め込んだ場合には結晶サイズ
は１．０cm2 以上に大きくなった。図１にＺｒＯ２を埋
め込んだときの超電導結晶写真、図２に粉を埋め込まな
かった時の超電導結晶写真を示す。これらを比較するこ
とにより本発明によればサイズの大きな結晶が得られる
ことが明らかであろう。 実施例２ 実施例１で用いた粉を埋め込んだ場合と埋め込まない場
合それぞれについて、超電導体ペレットを実施例１と同
様な方法で製造した。ペレットサイズは実施例１と同様
である。これらのペレットを、直径３２mm、表面磁束密
度０．４Ｔ（テスラ）の永久磁石を用いて測定した磁気
浮上力は、表１に示すように、粉を埋め込まなかった場
合には、１．４Kgf であったが粉を埋め込んだ場合には
それぞれ１．７Kgf 以上に向上した。 実施例３ 超電導体製造のための出発原料をＹ２Ｏ３の代わりにＲ
Ｅ２Ｏ３を用いて、実施例１と同様な方法で超電導ペレ
ットを製造した。ただし、成型体の上面中央に造核粒子
としてＰｔ粉を約１０mg置いて製造した。表２にこれら
のペレットそれぞれについて、実施例２と同様な方法で
測定した磁気浮上力を示すように、すべてのＲＥ系でＰ
ｔ粉を置いた効果が認められた。 実施例４ Ｙｂ２Ｏ３、ＢａＯ２、ＣｕＯ粉をＹｂ：Ｂａ：Ｃｕの
比が１．８：２．４：３．４になるように混合する。そ
の後１４００℃で２０分加熱し、冷却する。それを粉砕
・混合し、円盤状に成型する。成型体の上面中央に造核
粒子としてＹｂ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２ＢａＣｕＯ
５、Ｅｒ２ＢａＣｕＯ５、ＹｂＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、Ｅｒ
Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘの粉をそれぞれ約１０mg置く。さら
に、１０６０℃で３０分加熱し、２１１相と液相にした
後、９６０℃まで１０分で冷却する。その後、８５０℃
まで１℃／ｈの割合で徐冷し、その後炉冷する。さら
に、１気圧の酸素気流中で６００℃で１ｈ加熱後炉冷す
ることにより超電導体ペレットを製造した。このペレッ
トサイズは直径約２６mm、高さ約６mmである。比較材と
して粉を置かない超電導体ペレットも製造した。
【００３０】表３に示すように、粉を置かなかった超電
導体ペレットの実施例２と同様な方法で測定した磁気浮
上力は１．０Kgf であるのに対し、粉を置いた場合には
磁気浮上力がそれぞれ１．３Kgf 以上と高くなった。 実施例５ Ｙ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、ＣｕＯ粉をＹ：Ｂａ：Ｃｕの比
が１．８：２．４：３．４になるように混合する。その
後１４００℃で２０分加熱し、冷却する。それを粉砕・
混合し、円盤状に成型する。次に、成型体の側面で高さ
が中央の部分１か所に造核粒子としてＮｄ２Ｏ３粉を約
１０mg埋め込む。さらに、１１００℃で３０分加熱し、
２１１相と液相にした後、１０４０℃まで１０分で冷却
する。その後、粉を埋めた面が最も温度が低くなるよう
に２℃／cm、６℃／cmおよび１０℃／cmそれぞれの温度
勾配下で８５０℃まで１℃／ｈの割合で徐冷し、その後
炉冷する。この時に、基台の材質としてアルミナを用
い、さらに直径３０mm、高さ３mmのＹｂ２ＣｕＢａＯ５
相を分散させたＹｂＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ円盤状バルクを成
型体と基台とのバッファとして用いた。さらに、１気圧
の酸素気流中で６００℃で１ｈ加熱後炉冷することによ
り超電導体ペレットを製造した。このペレットサイズは
直径約３６mm、高さ約１２mmである。比較材として粉を
埋め込まなかった超電導体ペレットも製造した。
導体ペレットの実施例２と同様な方法で測定した磁気浮
上力は１．０Kgf であるのに対し、粉を置いた場合には
磁気浮上力がそれぞれ１．３Kgf 以上と高くなった。 実施例５ Ｙ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、ＣｕＯ粉をＹ：Ｂａ：Ｃｕの比
が１．８：２．４：３．４になるように混合する。その
後１４００℃で２０分加熱し、冷却する。それを粉砕・
混合し、円盤状に成型する。次に、成型体の側面で高さ
が中央の部分１か所に造核粒子としてＮｄ２Ｏ３粉を約
１０mg埋め込む。さらに、１１００℃で３０分加熱し、
２１１相と液相にした後、１０４０℃まで１０分で冷却
する。その後、粉を埋めた面が最も温度が低くなるよう
に２℃／cm、６℃／cmおよび１０℃／cmそれぞれの温度
勾配下で８５０℃まで１℃／ｈの割合で徐冷し、その後
炉冷する。この時に、基台の材質としてアルミナを用
い、さらに直径３０mm、高さ３mmのＹｂ２ＣｕＢａＯ５
相を分散させたＹｂＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ円盤状バルクを成
型体と基台とのバッファとして用いた。さらに、１気圧
の酸素気流中で６００℃で１ｈ加熱後炉冷することによ
り超電導体ペレットを製造した。このペレットサイズは
直径約３６mm、高さ約１２mmである。比較材として粉を
埋め込まなかった超電導体ペレットも製造した。
【００３１】これらの超電導体ペレットの磁気浮上力を
実施例２と同様な方法で測定した。その結果、表４に示
すように、各温度勾配下の徐冷で超電導体を製造した場
合、Ｎｄ２Ｏ３粉を埋め込んだ効果が認められた。 実施例６ Ｙ２Ｏ３、ＢａＣｕＯ２、ＣｕＯ粉をＹ：Ｂａ：Ｃｕの
比が１．８：２．４：３．４になるように混合する。そ
の後１４００℃で２０分加熱し、冷却する。それを粉砕
する。Ａｇ２Ｏ粉を粉砕粉に対し１重量％、５重量％、
１０重量％、１５重量％、２０重量％および２５重量％
それぞれ添加し、十分に混合する。さらに、円盤状に成
型する。成型体の上面中央に造核粒子としてＮｄ２Ｏ３
粉をそれぞれ約１０mg埋め込む。さらに、１１００℃で
３０分加熱し、２１１相と液相にした後、１０１０℃ま
で１０分で冷却する。その後、９００℃まで１℃／ｈの
割合で徐冷し、その後炉冷する。さらに、１気圧の酸素
気流中で６００℃で１ｈ加熱後炉冷することにより超電
導体ペレットを製造した。このペレットサイズは直径約
２６mm、高さ約６mmである。比較材として粉を埋め込ま
ない超電導体ペレットも製造した。これらの超電導体ペ
レットを実施例２と同様な方法で磁気浮上力を測定し
た。
実施例２と同様な方法で測定した。その結果、表４に示
すように、各温度勾配下の徐冷で超電導体を製造した場
合、Ｎｄ２Ｏ３粉を埋め込んだ効果が認められた。 実施例６ Ｙ２Ｏ３、ＢａＣｕＯ２、ＣｕＯ粉をＹ：Ｂａ：Ｃｕの
比が１．８：２．４：３．４になるように混合する。そ
の後１４００℃で２０分加熱し、冷却する。それを粉砕
する。Ａｇ２Ｏ粉を粉砕粉に対し１重量％、５重量％、
１０重量％、１５重量％、２０重量％および２５重量％
それぞれ添加し、十分に混合する。さらに、円盤状に成
型する。成型体の上面中央に造核粒子としてＮｄ２Ｏ３
粉をそれぞれ約１０mg埋め込む。さらに、１１００℃で
３０分加熱し、２１１相と液相にした後、１０１０℃ま
で１０分で冷却する。その後、９００℃まで１℃／ｈの
割合で徐冷し、その後炉冷する。さらに、１気圧の酸素
気流中で６００℃で１ｈ加熱後炉冷することにより超電
導体ペレットを製造した。このペレットサイズは直径約
２６mm、高さ約６mmである。比較材として粉を埋め込ま
ない超電導体ペレットも製造した。これらの超電導体ペ
レットを実施例２と同様な方法で磁気浮上力を測定し
た。
【００３２】その結果、表５に示すようにそれぞれのＡ
ｇ２Ｏ添加量で、Ｎｄ２Ｏ３粉を埋め込んだ効果が認め
られた。 実施例７ ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、Ｙ２ＣｕＢａＯ５粉をＹ：Ｂａ：
Ｃｕの比が１．８：２．４：３．４になるように混合す
る。その後１４００℃で２０分加熱し、冷却する。それ
を粉砕・混合し、円盤状に成型する。成型体の下面中央
に造核粒子としてＳｍ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３粉をそれぞれ
約１０mg埋め込む。さらに、１１００℃で３０分加熱
し、２１１相と液相にした後、１０１０℃まで１０分で
冷却する。その後、下面が最も低くなるように１℃／cm
の温度勾配下で８８０℃まで１℃／ｈの割合で徐冷し、
その後炉冷する。この時に基台の材質としてアルミナを
用いた。さらに、１気圧の酸素気流中で６００℃で１ｈ
加熱後炉冷することにより超電導体ペレットを製造し
た。このペレットサイズは直径約３６mm、高さ約１２mm
である。比較材として粉を埋め込まない超電導体ペレッ
トも製造した。これらの超電導体ペレットを実施例２と
同様な方法で磁気浮上力を測定した。
ｇ２Ｏ添加量で、Ｎｄ２Ｏ３粉を埋め込んだ効果が認め
られた。 実施例７ ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、Ｙ２ＣｕＢａＯ５粉をＹ：Ｂａ：
Ｃｕの比が１．８：２．４：３．４になるように混合す
る。その後１４００℃で２０分加熱し、冷却する。それ
を粉砕・混合し、円盤状に成型する。成型体の下面中央
に造核粒子としてＳｍ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３粉をそれぞれ
約１０mg埋め込む。さらに、１１００℃で３０分加熱
し、２１１相と液相にした後、１０１０℃まで１０分で
冷却する。その後、下面が最も低くなるように１℃／cm
の温度勾配下で８８０℃まで１℃／ｈの割合で徐冷し、
その後炉冷する。この時に基台の材質としてアルミナを
用いた。さらに、１気圧の酸素気流中で６００℃で１ｈ
加熱後炉冷することにより超電導体ペレットを製造し
た。このペレットサイズは直径約３６mm、高さ約１２mm
である。比較材として粉を埋め込まない超電導体ペレッ
トも製造した。これらの超電導体ペレットを実施例２と
同様な方法で磁気浮上力を測定した。
【００３３】その結果、表６に示すようにＳｍ２Ｏ３お
よびＮｄ２Ｏ３粉を埋め込んだ効果がそれぞれ認められ
た。 実施例８ Ｙ２ＣｕＢａＯ５、ＢａＣｕＯ２、ＣｕＯ粉をＹ：Ｂ
ａ：Ｃｕの比が１．８：２．４：３．４になるように混
合する。その後１４００℃で２０分加熱し、冷却する。
それを粉砕・混合し、円盤状に成型する。成型体の上面
中央に単結晶体として２mm角のＳｍＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、
ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ３を置く。さらに、１１００℃で３
０分加熱し、２１１相と液相にした後、１０１０℃まで
１０分で冷却する。その後、８８０℃まで１℃／ｈの割
合で徐冷し、その後炉冷する。さらに、１気圧の酸素気
流中で６００℃で１ｈ加熱後炉冷することにより超電導
体ペレットを製造した。比較材として単結晶体を置かな
い超電導体ペレットも製造した。ペレットサイズは直径
約２６mm、高さ約６mmである。これらの超電導体ペレッ
トを実施例２と同様な方法で磁気浮上力を測定した。
よびＮｄ２Ｏ３粉を埋め込んだ効果がそれぞれ認められ
た。 実施例８ Ｙ２ＣｕＢａＯ５、ＢａＣｕＯ２、ＣｕＯ粉をＹ：Ｂ
ａ：Ｃｕの比が１．８：２．４：３．４になるように混
合する。その後１４００℃で２０分加熱し、冷却する。
それを粉砕・混合し、円盤状に成型する。成型体の上面
中央に単結晶体として２mm角のＳｍＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、
ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ３を置く。さらに、１１００℃で３
０分加熱し、２１１相と液相にした後、１０１０℃まで
１０分で冷却する。その後、８８０℃まで１℃／ｈの割
合で徐冷し、その後炉冷する。さらに、１気圧の酸素気
流中で６００℃で１ｈ加熱後炉冷することにより超電導
体ペレットを製造した。比較材として単結晶体を置かな
い超電導体ペレットも製造した。ペレットサイズは直径
約２６mm、高さ約６mmである。これらの超電導体ペレッ
トを実施例２と同様な方法で磁気浮上力を測定した。
【００３４】その結果、表７に示すようにＳｍＢａ２Ｃ
ｕ３Ｏｘ、ＭｇＯおよびＳｒＴｉＯ３単結晶体を置いた
効果がそれぞれ認められた。 実施例９ Ｙ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、ＣｕＯ粉をＹ：Ｂａ：Ｃｕの比
が１．８：２．４：３．４になるように混合する。その
後１４００℃で２０分加熱し、冷却する。それを粉砕・
混合し、円盤状に成型する。さらに、１１００℃で３０
分加熱し、２１１相と液相にした後、１０００℃まで１
０分で冷却する。その後、９００℃まで１℃／ｈの割合
で徐冷し、その後炉冷する。さらに、１気圧の酸素気流
中で６００℃で１ｈ加熱後炉冷することにより超電導体
ペレットを製造した。このペレットサイズは直径約３６
mm、高さ約１３mmである。このペレットを実施例２と同
様な方法で磁気浮上力を測定したところ、３．５Kgf し
か示さなかった。
ｕ３Ｏｘ、ＭｇＯおよびＳｒＴｉＯ３単結晶体を置いた
効果がそれぞれ認められた。 実施例９ Ｙ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、ＣｕＯ粉をＹ：Ｂａ：Ｃｕの比
が１．８：２．４：３．４になるように混合する。その
後１４００℃で２０分加熱し、冷却する。それを粉砕・
混合し、円盤状に成型する。さらに、１１００℃で３０
分加熱し、２１１相と液相にした後、１０００℃まで１
０分で冷却する。その後、９００℃まで１℃／ｈの割合
で徐冷し、その後炉冷する。さらに、１気圧の酸素気流
中で６００℃で１ｈ加熱後炉冷することにより超電導体
ペレットを製造した。このペレットサイズは直径約３６
mm、高さ約１３mmである。このペレットを実施例２と同
様な方法で磁気浮上力を測定したところ、３．５Kgf し
か示さなかった。
【００３５】このペレットの上面中央に造核粒子として
Ｓｍ２Ｏ３を約１０mg置いて、再び１１００℃で３０分
加熱し、１０１０℃まで１０分で冷却する。その後、９
００℃まで１℃／ｈの割合で徐冷し、その後炉冷する。
さらに、１気圧の酸素気流中で６００℃で１ｈ加熱後炉
冷することにより超電導体ペレットを再製造した。
Ｓｍ２Ｏ３を約１０mg置いて、再び１１００℃で３０分
加熱し、１０１０℃まで１０分で冷却する。その後、９
００℃まで１℃／ｈの割合で徐冷し、その後炉冷する。
さらに、１気圧の酸素気流中で６００℃で１ｈ加熱後炉
冷することにより超電導体ペレットを再製造した。
【００３６】このペレットを再び実施例２と同様な方法
で磁気浮上力測定したところ、４．５Kgf に向上した。
で磁気浮上力測定したところ、４．５Kgf に向上した。
【００３７】 表１ 埋め込んだ物質と結晶サイズおよび磁気浮上力 埋め込んだ物質 結晶サイズ 磁気浮上力 （上面）（cm2 ） (kgf) なし ０．６ １．４ Ｓｍ２Ｏ３ ４．８ ２．７ Ｎｄ２Ｏ３ ４．６ ２．８ Ｅｕ２Ｏ３ ４．８ ２．６ Ｌａ２Ｏ３ ２．０ １．７ Ｇｄ２Ｏ３ ２．９ ２．３ Ｙ２Ｏ３ １．５ １．７ Ｓｍ２ＢａＣｕＯ５ ３．５ ２．４ Ｅｕ２ＢａＣｕＯ５ ２．８ ２．０ ＳｍＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ ３．０ ２．２ ＮｄＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ ２．４ ３．２ ＥｕＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ ２．１ １．９ ＣｅＯ２ １．５ ２．０ ＺｒＯ２ ４．８ ２．９ ＢａＳｎＯ３ １．１ １．８ ＢａＺｒＯ３ １．２ １．７ ＭｇＯ １．５ １．８ ＳｒＴｉＯ３ １．４ １．９ Ｐｔ ３．０ ２．６ Ｐｄ ４．４ ２．０ Ｒｈ ２．６ ２．９ Ｉｒ １．３ １．７ Ｒｕ ２．９ ２．０ Ｏｓ ２．０ ３．７
【００３８】 表２ 置換物質と磁気浮上力 Ｙと置換する物質 磁気浮上力（kgf) Ｓｍ ２．２ Ｅｕ ２．４ Ｇｄ ２．２ Ｄｙ ２．３ Ｈｏ ２．１ Ｅｒ ２．５ Ｙｂ ２．１ 表３ 埋め込んだ物質と磁気浮上力 埋め込んだ物質 磁気浮上力(kgf) なし １．０ Ｙｂ２Ｏ３ １．５ Ｅｒ２Ｏ３ １．７ Ｙｂ２ＢａＣｕＯ５ １．３ Ｅｒ２ＢａＣｕＯ５ １．５ ＹｂＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ １．４ ＥｒＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ １．６
【００３９】 表４ 各温度勾配下での磁気浮上力 温度勾配 Ｎｄ２Ｏ３粉を埋め込まな Ｎｄ２Ｏ３粉を埋め込ん （℃/cm) いときの磁気浮上力(kgf) だときの磁気浮上力(kgf) ２ ５．４ ８．５ ６ ５．１ ８．１ １０ ５．０ ８．０ 表５ 各酸化銀添加量で製造したペレットの磁気浮上力 酸化銀添加量 Ｎｄ２Ｏ３粉を埋め込ま Ｎｄ２Ｏ３粉を埋め込 （重量％） ないときの磁気浮上力 んだときの磁気浮上力 １ １．２ ２．４ ５ １．５ ２．６ １０ １．４ ２．６ １５ １．１ ２．０ ２０ １．３ １．７ ２５ １．１ １．５ 表６ 埋め込んだ物質と磁気浮上力 埋め込んだ物質 磁気浮上力(kgf) なし ５．５ Ｓｍ２Ｏ３ ８．５ Ｎｄ２Ｏ３ ８．１
【００４０】 表７ 置いた物質 磁気浮上力(Kgf) な し １．４ ＳｍＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ ２．７ ＭｇＯ ２．０ ＳｒＴｉＯ３ １．９
【００４１】
【発明の効果】このように本発明によればＲＥＢａＣｕ
Ｏ系酸化物超電導結晶を大きくし、磁気浮上力を向上さ
せることができるが、複雑な装置や操作を要せずその手
法は簡単であり大量生産に好適である。
Ｏ系酸化物超電導結晶を大きくし、磁気浮上力を向上さ
せることができるが、複雑な装置や操作を要せずその手
法は簡単であり大量生産に好適である。
【図１】本発明の実施例によって造核粒子を用いてえら
れた超電導結晶の顕微鏡写真
れた超電導結晶の顕微鏡写真
【図２】造核粒子を用いずにえられた超電導結晶の顕微
鏡写真
鏡写真
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近 藤 章 弘 東京都江東区東雲１−14−３ 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 村 上 雅 人 東京都江東区東雲１−14−３ 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 高 市 浩 東京都江東区東雲１−14−３ 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１−14−３ 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１−14−３ 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３−252351（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−257018（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01G 1/00 - 3/00
Claims (18)
- 【請求項１】ＲＥＢａＣｕＯ系酸化物超電導体（ＲＥは
Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂからな
る群から選ばれた希土類元素）の製造方法において出発
物質として原料混合体を用い、これを加熱して部分溶融
した後、冷却、凝固し、これを粉砕し、得られた粉砕粉
を混合し、成型し得られた成型体に造核粒子を置くか、
または埋め込みこれを加熱して部分溶融し、ついでほぼ
超電導相が生成しはじめる温度まで冷却した後徐冷し
て、そこから超電導相を生成、成長させることを特徴と
する、磁気浮上力の大きい酸化物超電導体の製造方法。 - 【請求項２】前記出発物質として、原料混合体を仮焼
し、さらに粉砕したものを用いる請求項１記載の方法。 - 【請求項３】成型後より超電導相成長のための徐冷開始
直前までに前記造核粒子を置くかまたは埋め込む請求項
１記載の方法。 - 【請求項４】前記造核粒子は、Ｙ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、
Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｄ
ｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｙ２
ＢａＣｕＯ５、Ｓｍ２ＢａＣｕＯ５、Ｅｕ２ＢａＣｕＯ
５、Ｇｄ２ＢａＣｕＯ５、Ｄｙ２ＢａＣｕＯ５、Ｈｏ２
ＢａＣｕＯ５、Ｅｒ２ＢａＣｕＯ５、Ｙｂ２ＢａＣｕＯ
５、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＳｍＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、Ｎｄ
Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＥｕＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＬａＢａ２
Ｃｕ３Ｏｘ、ＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＤｙＢａ２Ｃｕ３
Ｏｘ、ＨｏＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、ＥｒＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ、
ＹｂＢａ２Ｃｕ３Ｏｘからなる群より選ばれる、希土類
元素を含む酸化物である請求項１記載の方法。 - 【請求項５】前記造核粒子は、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、Ｂ
ａＳｎＯ３、ＢａＺｒＯ３、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ３から
なる群より選ばれる請求項１記載の方法。 - 【請求項６】前記造核粒子は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉ
ｒ、Ｏｓ、Ｒｕからなる群より選ばれる白金族金属であ
る請求項１記載の方法。 - 【請求項７】造核粒子として粉体または単結晶体を用い
る請求項１記載の方法。 - 【請求項８】前記粉砕粉に銀あるいは酸化銀を粉砕粉に
対し、１〜２５重量％添加・混合した後、前記成型を実
施する請求項１記載の方法。 - 【請求項９】前記徐冷は部分溶融したときに共存するＲ
Ｅ２ＢａＣｕＯ５相と液相からＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ相
が生成する温度より若干高い温度から開始する請求項１
記載の方法。 - 【請求項１０】前記成型体の部分溶融温度が９５０〜１
２５０℃である請求項１記載の方法。 - 【請求項１１】前記徐冷速度が０．２〜２０℃／ｈであ
る請求項１記載の方法。 - 【請求項１２】前記出発物質の部分溶融温度が９５０〜
１５００℃である請求項１記載の方法。 - 【請求項１３】出発物質を部分溶融した後空冷以上の速
度で冷却する請求項１記載の方法。 - 【請求項１４】１℃／cm以上の温度勾配下で、前記徐冷
を実施する請求項１記載の方法。 - 【請求項１５】成型後の部分溶融結晶成長工程で、成型
体と成型体を置くための基台との間にバッファとして、
当該成型体よりもＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ相の生成温度が
低いＲＥ組成を有するバルクまたは成型体を用いる請求
項１記載の方法。 - 【請求項１６】前記基台として前記液相との濡れ性が低
い基台を用いる請求項１記載の方法。 - 【請求項１７】前記徐冷により超電導相を成長させた
後、酸素富化雰囲気において６５０〜３００℃の温度範
囲で２〜５００時間保持するか、もしくは最高６５０
℃、最低３００℃の温度範囲を２〜５００時間かけて冷
却することにより、超電導相に酸素を付加する請求項１
記載の方法。 - 【請求項１８】成型体の代わりに、超電導体に加熱前よ
り超電導相結晶成長のための徐冷開始直前までに造核粒
子を置くかまたは埋め込み、部分溶融させることにより
前記ＲＥ２ＢａＣｕＯ相と液相に分解した後、そこから
超電導相を生成・成長させる請求項１記載の方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04101954A JP3115696B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 磁気浮上力の大きい酸化物超電導体の製造方法 |
| DE69314077T DE69314077T2 (de) | 1992-03-27 | 1993-03-27 | Herstellung von Oxid-Supraleitern mit grosser magnetischer Schwebekraft |
| EP93105112A EP0562640B1 (en) | 1992-03-27 | 1993-03-27 | Production of oxide superconductors having large magnetic levitation force |
| US08/039,561 US5474976A (en) | 1992-03-27 | 1993-03-29 | Production of oxide superconductors having large magnetic levitation force |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04101954A JP3115696B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 磁気浮上力の大きい酸化物超電導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05279034A JPH05279034A (ja) | 1993-10-26 |
| JP3115696B2 true JP3115696B2 (ja) | 2000-12-11 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04101954A Expired - Fee Related JP3115696B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 磁気浮上力の大きい酸化物超電導体の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3115696B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPH10245223A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-14 | Kokusai Chodendo Sangyo Gijutsu Kenkyu Center | 酸化物超電導体及びその製造方法 |
| JPH10265221A (ja) * | 1997-03-24 | 1998-10-06 | Tokyo Univ | 酸化物超電導体の製造方法 |
| US10468580B2 (en) | 2014-03-24 | 2019-11-05 | Nippon Steel Corporation | Bulk oxide superconductor and method of production of bulk oxide superconductor |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP04101954A patent/JP3115696B2/ja not_active Expired - Fee Related
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