JP3165921B2 - 酸化物超電導焼結体の作製方法 - Google Patents
酸化物超電導焼結体の作製方法Info
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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
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導特性に優れ、特
に高密度，高臨界電流密度で大型のＲ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
系（Ｒは希土類元素のうち少なくとも１種）の酸化物超
電導焼結体の作製方法に関するものである。
に高密度，高臨界電流密度で大型のＲ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
系（Ｒは希土類元素のうち少なくとも１種）の酸化物超
電導焼結体の作製方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸化物超電導焼結体の作製方法として
は、従来から多くの方法が提案されており、その代表的
な方法としては溶融法，及び焼結法がある。しかしなが
ら、いずれの方法も一長一短があり、特に使用する合成
粉により作製した酸化物超電導焼結体の特性が著しく左
右される。即ち、
は、従来から多くの方法が提案されており、その代表的
な方法としては溶融法，及び焼結法がある。しかしなが
ら、いずれの方法も一長一短があり、特に使用する合成
粉により作製した酸化物超電導焼結体の特性が著しく左
右される。即ち、
【０００３】（１）溶融法の場合 Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘの粉体を白金ルツボで１４００℃
以上で溶融し、Ｙ２Ｏ３分散の溶体を作り、該溶体を急
冷する。この急冷体を粉砕して粉体を製造する。あるい
は、必要に応じてＢａ化合物の粉とＣｕ化合物の粉の原
料粉を所定比に混合し、これを１０００℃以上で溶融さ
せた後急冷し、この急冷体を粉砕して粉体を製造する。
上記のようにして作った粉体をプレス成形し、この成形
体を約１１００℃で焼成してＹ２Ｂａ１Ｃｕ１Ｏｙ相の
バルクを作製した後、１０００℃以下でＹ１Ｂａ２Ｃｕ
３Ｏｘ相の結晶を成長させて焼結体を作製する。
以上で溶融し、Ｙ２Ｏ３分散の溶体を作り、該溶体を急
冷する。この急冷体を粉砕して粉体を製造する。あるい
は、必要に応じてＢａ化合物の粉とＣｕ化合物の粉の原
料粉を所定比に混合し、これを１０００℃以上で溶融さ
せた後急冷し、この急冷体を粉砕して粉体を製造する。
上記のようにして作った粉体をプレス成形し、この成形
体を約１１００℃で焼成してＹ２Ｂａ１Ｃｕ１Ｏｙ相の
バルクを作製した後、１０００℃以下でＹ１Ｂａ２Ｃｕ
３Ｏｘ相の結晶を成長させて焼結体を作製する。
【０００４】しかし、この方法では、種を使用しない限
り、単結晶もしくは結晶配向された高密度，高臨界電流
密度で大型の焼結体を作製することはできない。しか
も、プロセスが複雑で長時間を必要とし、溶融−急冷−
粉砕工程が必要であるので、作製コストが非常に高くな
る。
り、単結晶もしくは結晶配向された高密度，高臨界電流
密度で大型の焼結体を作製することはできない。しか
も、プロセスが複雑で長時間を必要とし、溶融−急冷−
粉砕工程が必要であるので、作製コストが非常に高くな
る。
【０００５】（２）焼結法の場合 Ｙ，Ｂａ，Ｃｕ各化合物粉を原料として、これらを所定
比に混合し、この混合粉を８５０℃で仮焼し、次に９５
０℃で２０時間焼成した後粉砕する。更に９５０℃で２
０〜３０時間焼成した後粉砕して、Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ
ｘ相の合成粉を製造する。この粉体をプレス成形して成
形体を作り、９５０℃で３０時間焼成して焼結体を作製
する。
比に混合し、この混合粉を８５０℃で仮焼し、次に９５
０℃で２０時間焼成した後粉砕する。更に９５０℃で２
０〜３０時間焼成した後粉砕して、Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ
ｘ相の合成粉を製造する。この粉体をプレス成形して成
形体を作り、９５０℃で３０時間焼成して焼結体を作製
する。
【０００６】しかし、この方法には、次のような欠点が
ある。 イ）微細なＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ相の結晶である合成粉
を使用するため、作製される焼結体もそれらの集合体と
なり、高密度化はできても、臨界電流密度は４００Ａ／
ｃｍ２程度で非常に低いものしか作製できない。 ロ）Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ相合成粉の製造工程で、上記
のように所定比に配合した混合粉を８５０℃で仮焼した
後、９５０℃で２０時間焼成し粉砕して、再度９５０℃
で２０〜３０時間焼成し粉砕する必要があるので、作製
コストが極めて高くなる。
ある。 イ）微細なＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ相の結晶である合成粉
を使用するため、作製される焼結体もそれらの集合体と
なり、高密度化はできても、臨界電流密度は４００Ａ／
ｃｍ２程度で非常に低いものしか作製できない。 ロ）Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ相合成粉の製造工程で、上記
のように所定比に配合した混合粉を８５０℃で仮焼した
後、９５０℃で２０時間焼成し粉砕して、再度９５０℃
で２０〜３０時間焼成し粉砕する必要があるので、作製
コストが極めて高くなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、原料粉に特
定の処理を施して、高密度，高臨界電流密度で大型の酸
化物超電導焼結体を作製することを目的とする。
定の処理を施して、高密度，高臨界電流密度で大型の酸
化物超電導焼結体を作製することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｒの酸化物又
は有機物の粉（Ｒは希土類元素であるＳｃ，Ｙ，Ｌｓ，
Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ又はＬｕのうち少なくとも
１種）、Ｂａの酸化物又はその塩の粉及びＣｕの酸化物
又はその塩の粉を原料粉として所定比に混合し、その混
合粉を９００℃以下で焼成して微細なＲ１Ｂａ２Ｃｕ３
Ｏｘ相（以下、Ｒ系１２３相という）とＲ２Ｂａ１Ｃｕ
１Ｏｙ相（以下、Ｒ系２１１相という）を生成させ、そ
の他ＢａＣｕＯ２相等を存在せしめ、その仮焼粉を微粉
砕して成形体を成形し、９２０〜１０００℃で焼成して
Ｒ系１２３相を生成させた後、１０５０〜１２００℃で
焼成してＲ系２１１相を主相として生成させ、更に該焼
成体を９２０〜１０００℃で焼成してＲ系１２３相を成
長させることにより、高密度かつ高臨界電流密度を有す
る大型の酸化物超電導焼結体の作製方法を提供するもの
である。
は有機物の粉（Ｒは希土類元素であるＳｃ，Ｙ，Ｌｓ，
Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ又はＬｕのうち少なくとも
１種）、Ｂａの酸化物又はその塩の粉及びＣｕの酸化物
又はその塩の粉を原料粉として所定比に混合し、その混
合粉を９００℃以下で焼成して微細なＲ１Ｂａ２Ｃｕ３
Ｏｘ相（以下、Ｒ系１２３相という）とＲ２Ｂａ１Ｃｕ
１Ｏｙ相（以下、Ｒ系２１１相という）を生成させ、そ
の他ＢａＣｕＯ２相等を存在せしめ、その仮焼粉を微粉
砕して成形体を成形し、９２０〜１０００℃で焼成して
Ｒ系１２３相を生成させた後、１０５０〜１２００℃で
焼成してＲ系２１１相を主相として生成させ、更に該焼
成体を９２０〜１０００℃で焼成してＲ系１２３相を成
長させることにより、高密度かつ高臨界電流密度を有す
る大型の酸化物超電導焼結体の作製方法を提供するもの
である。
【０００９】即ち、本発明は、（１）Ｒの酸化物又は有
機物の粉（ただし、Ｒは希土類元素であるＳｃ，Ｙ，Ｌ
ａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔ
ｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ及びＬｕのうち少な
くとも１種），Ｂａの酸化物又は塩の粉，及びＣｕの酸
化物又は塩の粉を混合して９００℃以下で焼成すること
により、微細なＲ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ相とＲ２Ｂａ１Ｃ
ｕ１Ｏｙ相とを生成する第１工程と、（２）第１工程で
得られた焼成体を粉砕した後成形し、９２０〜１０００
℃で焼成してＲ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ相を生成する第２工
程と、（３）第２工程で得られた焼成体を１０５０〜１
２００℃で焼成してＲ２Ｂａ１Ｃｕ１Ｏｙ相を主相とす
る第３工程と、（４）第３工程で得られた焼成体を９２
０〜１０００℃で焼成してＲ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ相を成
長させる第４工程と、からなることを特徴とする酸化物
超電導焼結体の作製方法である。以下、本発明を詳細に
説明する。
機物の粉（ただし、Ｒは希土類元素であるＳｃ，Ｙ，Ｌ
ａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔ
ｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ及びＬｕのうち少な
くとも１種），Ｂａの酸化物又は塩の粉，及びＣｕの酸
化物又は塩の粉を混合して９００℃以下で焼成すること
により、微細なＲ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ相とＲ２Ｂａ１Ｃ
ｕ１Ｏｙ相とを生成する第１工程と、（２）第１工程で
得られた焼成体を粉砕した後成形し、９２０〜１０００
℃で焼成してＲ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ相を生成する第２工
程と、（３）第２工程で得られた焼成体を１０５０〜１
２００℃で焼成してＲ２Ｂａ１Ｃｕ１Ｏｙ相を主相とす
る第３工程と、（４）第３工程で得られた焼成体を９２
０〜１０００℃で焼成してＲ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ相を成
長させる第４工程と、からなることを特徴とする酸化物
超電導焼結体の作製方法である。以下、本発明を詳細に
説明する。
【００１０】Ｒの酸化物又は有機物の粉（Ｒは上記同様
に希土類元素のうち少なくとも１種），Ｂａの酸化物又
は塩の粉，及びＣｕの酸化物又は塩の粉から選ばれた原
料粉を所定比に混合し、９００℃以下で仮焼すると、結
晶粒の小さいＲ系１２３相とＲ系２１１相及びＢａとＣ
ｕの複合酸化物（ＢａＣｕＯ２等）が生成し、粉体の嵩
密度が向上し、従って該合成粉を用いて成形した成形体
のグリーン密度が向上する。
に希土類元素のうち少なくとも１種），Ｂａの酸化物又
は塩の粉，及びＣｕの酸化物又は塩の粉から選ばれた原
料粉を所定比に混合し、９００℃以下で仮焼すると、結
晶粒の小さいＲ系１２３相とＲ系２１１相及びＢａとＣ
ｕの複合酸化物（ＢａＣｕＯ２等）が生成し、粉体の嵩
密度が向上し、従って該合成粉を用いて成形した成形体
のグリーン密度が向上する。
【００１１】即ち、Ｒ系１２３相の結晶粒を大きく粒成
長させないように仮焼することにより、原料粉を仮焼す
ることなく直接成形した場合と比較して、成形体のグリ
ーン密度が著しく向上する。
長させないように仮焼することにより、原料粉を仮焼す
ることなく直接成形した場合と比較して、成形体のグリ
ーン密度が著しく向上する。
【００１２】上記仮焼温度範囲を９００℃を超えれば、
Ｒ系１２３相の結晶成長が進行し、Ｒ系１２３相の結晶
粒径が大きくなる。Ｒ系１２３相の粒径が大きくなる
と、１０５０〜１２００℃で焼成した時（前記第３工
程）にこのＲ系１２３相がＲ系２１１相主相とＢａＣｕ
Ｏ２，ＣｕＯヘの分解が不完全となり、バルク中にＲ系
１２３相の微細な結晶粒が残留し、これが次の９２０〜
１０００℃焼成（前記第４工程）でのＲ系１２３相結晶
成長過程で結晶核となり、多結晶体を生成する原因にな
るものと思料される。
Ｒ系１２３相の結晶成長が進行し、Ｒ系１２３相の結晶
粒径が大きくなる。Ｒ系１２３相の粒径が大きくなる
と、１０５０〜１２００℃で焼成した時（前記第３工
程）にこのＲ系１２３相がＲ系２１１相主相とＢａＣｕ
Ｏ２，ＣｕＯヘの分解が不完全となり、バルク中にＲ系
１２３相の微細な結晶粒が残留し、これが次の９２０〜
１０００℃焼成（前記第４工程）でのＲ系１２３相結晶
成長過程で結晶核となり、多結晶体を生成する原因にな
るものと思料される。
【００１３】従って、適度な仮焼温度、即ち９００℃以
下で加熱処理して微細なＲ系１２３相とＲ系２１１相と
その他複合酸化物を含有する合成粉を製造することによ
り、合成粉自体の密度が向上し、これによってこの合成
粉をプレス成形した成形体のグリーン密度も向上する。
即ち、従来の単純に混合粉をプレス成形した成形体と比
較して、そのグリーン密度は著しく向上するのである。
下で加熱処理して微細なＲ系１２３相とＲ系２１１相と
その他複合酸化物を含有する合成粉を製造することによ
り、合成粉自体の密度が向上し、これによってこの合成
粉をプレス成形した成形体のグリーン密度も向上する。
即ち、従来の単純に混合粉をプレス成形した成形体と比
較して、そのグリーン密度は著しく向上するのである。
【００１４】次に、焼成過程で起こる収縮現象は本発明
法でも若干起こるが、これは仮焼処 微々たるものである。従って、本発明法によれば、焼成
過程での収縮が著しく減少するので、クラックの発生も
防止され、しかも形状の崩れも生ずることなく大型の酸
化物超電導焼結体を作製することができるのである。こ
れは、焼成過程（前記第２，３，４工程）の焼成時にバ
ルクの液相の滲み出しが抑制されるため、クラックの発
生が抑制され、従って形状の崩れが全くなくなって大型
化できるのである。
法でも若干起こるが、これは仮焼処 微々たるものである。従って、本発明法によれば、焼成
過程での収縮が著しく減少するので、クラックの発生も
防止され、しかも形状の崩れも生ずることなく大型の酸
化物超電導焼結体を作製することができるのである。こ
れは、焼成過程（前記第２，３，４工程）の焼成時にバ
ルクの液相の滲み出しが抑制されるため、クラックの発
生が抑制され、従って形状の崩れが全くなくなって大型
化できるのである。
【００１５】即ち、本発明法は、所定比に配合した混合
粉を９００℃以下で仮焼して、微細なＲ系１２３相とＲ
系２１１相及びＢａ，Ｃｕの複合酸化物を含有する合成
粉を製造した後、成形・焼成することにより発現される
のであって、次のような特徴がある。 （イ）合成粉の嵩密度が向上し、従って成形体のグリー
ン密度が向上する。 （ロ）生成されるＲ系１２３相の結晶が微細でかつ僅少
なため、これらが核となって多結晶体になることはほと
んどない。即ち、Ｒ系１２３相の結晶粒径が大きいと、
これらが第３工程の１０５０〜１２００℃焼成終了時に
も残留し、第４工程においてこれらが核となって存在す
るので多結晶体となり易く、超電導特性を著しく劣化さ
せる。 （ハ）従来のＲ系１２３相の合成粉から焼結体を作製す
る場合と比較して、本発明に係る合成粉は製造コストが
安く、しかもその合成粉から作製される焼結体の特性が
著しく優れている。 （ニ）上記のように本発明に係る合成粉から作製したＲ
−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電導焼結体は、高密度で高
臨界電流密度を有し、かつ大型化することができるので
ある。
粉を９００℃以下で仮焼して、微細なＲ系１２３相とＲ
系２１１相及びＢａ，Ｃｕの複合酸化物を含有する合成
粉を製造した後、成形・焼成することにより発現される
のであって、次のような特徴がある。 （イ）合成粉の嵩密度が向上し、従って成形体のグリー
ン密度が向上する。 （ロ）生成されるＲ系１２３相の結晶が微細でかつ僅少
なため、これらが核となって多結晶体になることはほと
んどない。即ち、Ｒ系１２３相の結晶粒径が大きいと、
これらが第３工程の１０５０〜１２００℃焼成終了時に
も残留し、第４工程においてこれらが核となって存在す
るので多結晶体となり易く、超電導特性を著しく劣化さ
せる。 （ハ）従来のＲ系１２３相の合成粉から焼結体を作製す
る場合と比較して、本発明に係る合成粉は製造コストが
安く、しかもその合成粉から作製される焼結体の特性が
著しく優れている。 （ニ）上記のように本発明に係る合成粉から作製したＲ
−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電導焼結体は、高密度で高
臨界電流密度を有し、かつ大型化することができるので
ある。
【００１６】次に、本発明を実施例により詳細に説明す
る。
る。
【００１７】
【実施例】実施例１ 原料粉としてＹ２Ｏ３，ＢａＣＯ３，ＣｕＯを１．６：
２．３：３．３の所定比に混合し、この混合粉を８２０
℃で５時間仮焼した。得られた仮焼粉をＸ線回折したと
ころ、Ｙ系１２３相，ＢａＣｕＯ２相，Ｙ系２１１相及
び上記原料粉が確認された。この仮焼粉を微粉砕した
後、２００メッシュ篩で篩分けして−２００メッシュの
合成粉体を製造した。この−２００メッシュ合成粉体を
２ｉｎｃｈφの金型により全圧２０ｔｏｎの条件でプレ
ス成形し、２ｉｎｃｈφ×（厚さ）１ｃｍのペレットを
成形した。このペレットのグリーン密度は４．２ｇ／ｃ
ｍ３であった。
２．３：３．３の所定比に混合し、この混合粉を８２０
℃で５時間仮焼した。得られた仮焼粉をＸ線回折したと
ころ、Ｙ系１２３相，ＢａＣｕＯ２相，Ｙ系２１１相及
び上記原料粉が確認された。この仮焼粉を微粉砕した
後、２００メッシュ篩で篩分けして−２００メッシュの
合成粉体を製造した。この−２００メッシュ合成粉体を
２ｉｎｃｈφの金型により全圧２０ｔｏｎの条件でプレ
ス成形し、２ｉｎｃｈφ×（厚さ）１ｃｍのペレットを
成形した。このペレットのグリーン密度は４．２ｇ／ｃ
ｍ３であった。
【００１８】このペレットを２０℃／分の昇温速度で９
５０℃まで昇温し、９５０℃で３時間焼成した後、更に
１℃／分の昇温速度で１１５０℃まで昇温させて１１５
０℃で１時間焼成した。次に、２０℃／分の降温速度で
９６０℃まで降温させて、９６０℃で３０時間保持して
加熱処理した後、１℃／分の降温速度で２０℃まで徐冷
し、目的とするＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ酸化物超電導焼結
体を作製した。
５０℃まで昇温し、９５０℃で３時間焼成した後、更に
１℃／分の昇温速度で１１５０℃まで昇温させて１１５
０℃で１時間焼成した。次に、２０℃／分の降温速度で
９６０℃まで降温させて、９６０℃で３０時間保持して
加熱処理した後、１℃／分の降温速度で２０℃まで徐冷
し、目的とするＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ酸化物超電導焼結
体を作製した。
【００１９】得られた焼成ペレットは、径が４５ｍｍφ
（収縮率１１．４％）となり、その密度は６．０ｇ／ｃ
ｍ３であった。このペレットについて超電導特性である
臨界電流密度（ＪＣ）を測定した結果、５×１０３Ａ／
ｃｍ３であった。
（収縮率１１．４％）となり、その密度は６．０ｇ／ｃ
ｍ３であった。このペレットについて超電導特性である
臨界電流密度（ＪＣ）を測定した結果、５×１０３Ａ／
ｃｍ３であった。
【００２０】実施例２ 原料粉としてシュウ酸イットリウム，ＢａＣＯ３，Ｃｕ
Ｏを１．６：２．３：３．３の所定比に混合し、この混
合粉を３００℃で仮焼した後、更に８５０℃で１０時間
仮焼した。得られた仮焼粉をＸ線回折したところ、Ｙ系
１２３相，ＢａＣｕＯ２相，Ｙ系２１１相及び原料粉が
確認された。この仮焼粉を微粉砕して２００メッシュ篩
で篩分けして−２００メッシュの合成粉体を製造した。
この−２００メッシュ合成粉体を２ｉｎｃｈφの金型に
より、全圧２０ｔｏｎの条件でプレス成形し、２φ×
（厚さ）１ｃｍのペレットを成形した。このペレットの
グリーン密度は４．３ｇ／ｃｍ３であった。
Ｏを１．６：２．３：３．３の所定比に混合し、この混
合粉を３００℃で仮焼した後、更に８５０℃で１０時間
仮焼した。得られた仮焼粉をＸ線回折したところ、Ｙ系
１２３相，ＢａＣｕＯ２相，Ｙ系２１１相及び原料粉が
確認された。この仮焼粉を微粉砕して２００メッシュ篩
で篩分けして−２００メッシュの合成粉体を製造した。
この−２００メッシュ合成粉体を２ｉｎｃｈφの金型に
より、全圧２０ｔｏｎの条件でプレス成形し、２φ×
（厚さ）１ｃｍのペレットを成形した。このペレットの
グリーン密度は４．３ｇ／ｃｍ３であった。
【００２１】このペレットを２０℃／分の昇温速度で９
５０℃まで昇温し、９５０℃で３時間焼成した後、更に
１℃／分の昇温速度で１１５０℃まで昇温させて、１１
５０℃で１時間焼成した。次に、２０℃／分の降温速度
で９６０℃まで降温させて、９６０℃で３０時間保持し
て加熱処理した後，１℃／分の降温速度で２０℃まで徐
冷し、目的とするＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ酸化物超電導焼
結体を作製した。
５０℃まで昇温し、９５０℃で３時間焼成した後、更に
１℃／分の昇温速度で１１５０℃まで昇温させて、１１
５０℃で１時間焼成した。次に、２０℃／分の降温速度
で９６０℃まで降温させて、９６０℃で３０時間保持し
て加熱処理した後，１℃／分の降温速度で２０℃まで徐
冷し、目的とするＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ酸化物超電導焼
結体を作製した。
【００２２】得られた焼成ペレットは、径が４５ｍｍφ
（収縮率１１．４％）となり、その密度は６．０ｇ／ｃ
ｍ３であった。このペレットについて超電導特性である
臨界電流密度（Ｊｃ）を測定した結果、３×１０３Ａ／
ｃｍ２であった。
（収縮率１１．４％）となり、その密度は６．０ｇ／ｃ
ｍ３であった。このペレットについて超電導特性である
臨界電流密度（Ｊｃ）を測定した結果、３×１０３Ａ／
ｃｍ２であった。
【００２３】実施例３ 原料粉としてＹ２Ｏ３，ＢａＣＯ３，ＣｕＯを１．６：
２．３：３．３の所定比に混合し、この混合粉を９００
℃で５時間仮焼した。得られた仮焼粉をＸ線回折したと
ころ、Ｙ系１２３相，ＢａＣｕＯ２相，Ｙ系２１１相及
び原料粉が確認された。この仮焼粉を微粉砕した後、２
００メッシュ篩で篩分けして−２００メンシュの合成粉
体を製造した。この−２００メッシュ合成粉体を２ｉｎ
ｃｈφの金型により全圧２０ｔｏｎの条件でプレス成形
し、２ｉｎｃｈφ×（厚さ）１ｃｍのペレットを成形し
た。このペレットのグリーン密度は４．５ｇ／ｃｍ３で
あった。
２．３：３．３の所定比に混合し、この混合粉を９００
℃で５時間仮焼した。得られた仮焼粉をＸ線回折したと
ころ、Ｙ系１２３相，ＢａＣｕＯ２相，Ｙ系２１１相及
び原料粉が確認された。この仮焼粉を微粉砕した後、２
００メッシュ篩で篩分けして−２００メンシュの合成粉
体を製造した。この−２００メッシュ合成粉体を２ｉｎ
ｃｈφの金型により全圧２０ｔｏｎの条件でプレス成形
し、２ｉｎｃｈφ×（厚さ）１ｃｍのペレットを成形し
た。このペレットのグリーン密度は４．５ｇ／ｃｍ３で
あった。
【００２４】このペレットを２０℃／分の昇温速度で９
５０℃まで昇温し、９５０℃で３時間焼成した後、更に
１℃／分の昇温速度で１１５０℃まで昇温させて１１５
０℃で１時間焼成した。次に、２０℃／分の降温速度で
９６０℃まで降温させ、９６０℃で３０時間保持して加
熱処理した後、１℃／分の降温速度で２０℃まで徐冷
し、目的とするＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ酸化物超電導焼結
体を作製した。
５０℃まで昇温し、９５０℃で３時間焼成した後、更に
１℃／分の昇温速度で１１５０℃まで昇温させて１１５
０℃で１時間焼成した。次に、２０℃／分の降温速度で
９６０℃まで降温させ、９６０℃で３０時間保持して加
熱処理した後、１℃／分の降温速度で２０℃まで徐冷
し、目的とするＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ酸化物超電導焼結
体を作製した。
【００２５】得られた焼成ペレットは、径が４５ｍｍφ
（収縮率１１．４％）となり、その密度は６．０ｇ／ｃ
ｍ３であった。このペレットについて超電導特性である
臨界電流密度（Ｊｃ）を測定した結果、４×１０３Ａ／
ｃｍ２であった。
（収縮率１１．４％）となり、その密度は６．０ｇ／ｃ
ｍ３であった。このペレットについて超電導特性である
臨界電流密度（Ｊｃ）を測定した結果、４×１０３Ａ／
ｃｍ２であった。
【００２６】比較例１（実施例１との比較） 原料粉としてＹ２Ｏ３，ＢａＣＯ３，ＣｕＯを１．６：
２．３：３．３の所定比に混合し、この混合粉を仮焼す
ることなく２ｉｎｃｈφの金型により全圧２０ｔｏｎの
加圧条件でプレス成形し、２ｉｎｃｈφ×（厚さ）１ｃ
ｍのペレットと２ｉｎｃｈφ×（厚さ）２ｃｍのペレッ
トを成形した。このペレットのグリーン密度は共に２．
６ｇ／ｃｍ３であった。
２．３：３．３の所定比に混合し、この混合粉を仮焼す
ることなく２ｉｎｃｈφの金型により全圧２０ｔｏｎの
加圧条件でプレス成形し、２ｉｎｃｈφ×（厚さ）１ｃ
ｍのペレットと２ｉｎｃｈφ×（厚さ）２ｃｍのペレッ
トを成形した。このペレットのグリーン密度は共に２．
６ｇ／ｃｍ３であった。
【００２７】この２種のペレットを２０℃／分の昇温速
度で９５０℃まで昇温し、９５０℃で３時間焼成した
後、更に１℃／分の昇温速度で１１５０℃まで昇温させ
て１１５０℃で１時間焼成した。次に、２０℃／分の降
温速度で９６０℃まで降温させ、９６０℃で３０時間保
持して加熱処理した後、１℃／分の降温速度で２０℃ま
で徐冷し、Ｙ系酸化物超電導体を作製した。
度で９５０℃まで昇温し、９５０℃で３時間焼成した
後、更に１℃／分の昇温速度で１１５０℃まで昇温させ
て１１５０℃で１時間焼成した。次に、２０℃／分の降
温速度で９６０℃まで降温させ、９６０℃で３０時間保
持して加熱処理した後、１℃／分の降温速度で２０℃ま
で徐冷し、Ｙ系酸化物超電導体を作製した。
【００２８】この結果、両焼成体とも中央部に空隙が多
く見られ、その密度も５．８ｇ／ｃｍ３程度と低く、特
にペレットの厚さ２ｃｍの焼成体にはクラックが発生し
ており、焼成ペレットの径は３７ｍｍφ（収縮率２７．
２％）であった。この焼成ペレットの臨界電流密度（Ｊ
ｃ）を測定したところ、２×１０３Ａ／ｃｍ２であっ
た。
く見られ、その密度も５．８ｇ／ｃｍ３程度と低く、特
にペレットの厚さ２ｃｍの焼成体にはクラックが発生し
ており、焼成ペレットの径は３７ｍｍφ（収縮率２７．
２％）であった。この焼成ペレットの臨界電流密度（Ｊ
ｃ）を測定したところ、２×１０３Ａ／ｃｍ２であっ
た。
【００２９】比較例２ 原料粉として平均粒径１０μｍのＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ
の合成粉を用い、２ｉｎｃｈφの金型により全圧２０ｔ
ｏｎの加圧条件で２ｉｎｃｈφ×（厚さ）１ｃｍのペレ
ットを成形した。このペレットのグリーン密度は４．５
ｇ／ｃｍ３であった。
の合成粉を用い、２ｉｎｃｈφの金型により全圧２０ｔ
ｏｎの加圧条件で２ｉｎｃｈφ×（厚さ）１ｃｍのペレ
ットを成形した。このペレットのグリーン密度は４．５
ｇ／ｃｍ３であった。
【００３０】このペレット成形体を２０℃／分の昇温速
度で９５０℃まで昇温し、９５０℃で３時間焼成した
後、更に１℃／分の昇温速度で１１５０℃まで昇温させ
て１１５０℃で１時間焼成した。次に、２０℃／分の降
温速度で９６０℃まで降温させ、９６０℃で３０時間保
持して加熱処理した後、１℃／分の降温速度で２０℃ま
で徐冷し、Ｙ系酸化物超電導焼結体を作成した。
度で９５０℃まで昇温し、９５０℃で３時間焼成した
後、更に１℃／分の昇温速度で１１５０℃まで昇温させ
て１１５０℃で１時間焼成した。次に、２０℃／分の降
温速度で９６０℃まで降温させ、９６０℃で３０時間保
持して加熱処理した後、１℃／分の降温速度で２０℃ま
で徐冷し、Ｙ系酸化物超電導焼結体を作成した。
【００３１】得られた焼成ペレットは、径が４４ｍｍφ
（収縮率１３．４％）であり、その密度は５．５ｇ／ｃ
ｍ３であった。この焼成ペレットの臨界電流密度（Ｊ
ｃ）を測定した結果、１×１０３Ａ／ｃｍ２であった。
（収縮率１３．４％）であり、その密度は５．５ｇ／ｃ
ｍ３であった。この焼成ペレットの臨界電流密度（Ｊ
ｃ）を測定した結果、１×１０３Ａ／ｃｍ２であった。
【００３２】
【発明の効果】木発明法は上記のように構成され、原料
粉を所定比に混合し、その混合粉を９００℃以下で仮焼
して結晶粒の微細なＲ系１２３相とＲ系２１１相を含有
する合成粉を製造することにより、合成粉自体の嵩密度
が向上すると共に、プレス成形した成形体のグリーン密
度も向上する。また、その後の成形体の焼成過程でのク
ラックの発生が防止できると共に、焼成体の収縮を小さ
くでき、焼成体の密度を向上させることができので、高
密度，高臨界電流密度で大型のＲ系酸化物超電導焼結体
を作製することができるのである。
粉を所定比に混合し、その混合粉を９００℃以下で仮焼
して結晶粒の微細なＲ系１２３相とＲ系２１１相を含有
する合成粉を製造することにより、合成粉自体の嵩密度
が向上すると共に、プレス成形した成形体のグリーン密
度も向上する。また、その後の成形体の焼成過程でのク
ラックの発生が防止できると共に、焼成体の収縮を小さ
くでき、焼成体の密度を向上させることができので、高
密度，高臨界電流密度で大型のＲ系酸化物超電導焼結体
を作製することができるのである。
【００３３】更に、本発明法によれば 従来の溶融法等
に比べて処理工程が簡単であり、熱処理温度も低くて済
み、高品質の酸化物超電導焼結体を低コストで作製でき
る利点がある。
に比べて処理工程が簡単であり、熱処理温度も低くて済
み、高品質の酸化物超電導焼結体を低コストで作製でき
る利点がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01G 1/00,3/00 C04B 35/64
Claims (1)
- 【請求項１】（１）Ｒの酸化物又は有機物の粉（ただ
し、Ｒは希土類元素のうち少なくとも１種），Ｂａの酸
化物又は塩の粉，及びＣｕの酸化物又は塩の粉を混合し
て９００℃以下で焼成することにより、微細なＲ１Ｂａ
２Ｃｕ３Ｏｘ相とＲ２Ｂａ１Ｃｕ１Ｏｙ相とを生成する
第１工程、（２）第１工程で得られた焼成体を粉砕して
成形し、９２０〜１０００℃で焼成してＲ１Ｂａ２Ｃｕ
３Ｏｘ相を生成する第２工程、（３）第２工程で得られ
た焼成体を１０５０〜１２００℃で焼成してＲ２Ｂａ１
Ｃｕ１Ｏｙを主相とする第３工程、（４）第３工程で得
られた焼成体を９２０〜１０００℃で焼成してＲ１Ｂａ
２Ｃｕ３Ｏｘ相を成長させる第４工程、からなることを
特徴とする酸化物超電導焼結体の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12330191A JP3165921B2 (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 酸化物超電導焼結体の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12330191A JP3165921B2 (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 酸化物超電導焼結体の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04280856A JPH04280856A (ja) | 1992-10-06 |
| JP3165921B2 true JP3165921B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=14857154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12330191A Expired - Fee Related JP3165921B2 (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 酸化物超電導焼結体の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3165921B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-07 JP JP12330191A patent/JP3165921B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04280856A (ja) | 1992-10-06 |
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