JP3260410B2 - 希土類元素を含む酸化物超電導体およびその製造方法 - Google Patents
希土類元素を含む酸化物超電導体およびその製造方法Info
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- JP3260410B2 JP3260410B2 JP09067292A JP9067292A JP3260410B2 JP 3260410 B2 JP3260410 B2 JP 3260410B2 JP 09067292 A JP09067292 A JP 09067292A JP 9067292 A JP9067292 A JP 9067292A JP 3260410 B2 JP3260410 B2 JP 3260410B2
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- 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
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x
型の酸化物超電導体相を有するバルク超電導材料とその
製造方法に関する。
型の酸化物超電導体相を有するバルク超電導材料とその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 型の酸化物超電
導材料に関する従来の製造技術は、結晶成長させる前の
成形体を重ねクエンチ法やＲＥ，Ｂａ，Ｃｕの複合酸化
物の混合粉末をＲＥ組成を変えながら層状に成形するこ
とで得ており、半溶融状態に加熱したのち、種結晶や、
１２３相生成温度（Ｔf ）のちがいを利用して結晶の大
型化が行われている〔Ｍ．Ｍｏｒｉｔａ ｅｔ ａｌ；
Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎＳｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖ
ｉｔｙ III（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ．Ｔｏｋ
ｙｏ，１９９０）ｐ７３３〕。そしてこのようにして得
られる超電導材料の組織は、１２３相中に２１１相が微
細分散しており、かつ隣接する１２３，２１１相中のＲ
Ｅ組成はほぼ同じであった。
導材料に関する従来の製造技術は、結晶成長させる前の
成形体を重ねクエンチ法やＲＥ，Ｂａ，Ｃｕの複合酸化
物の混合粉末をＲＥ組成を変えながら層状に成形するこ
とで得ており、半溶融状態に加熱したのち、種結晶や、
１２３相生成温度（Ｔf ）のちがいを利用して結晶の大
型化が行われている〔Ｍ．Ｍｏｒｉｔａ ｅｔ ａｌ；
Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎＳｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖ
ｉｔｙ III（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ．Ｔｏｋ
ｙｏ，１９９０）ｐ７３３〕。そしてこのようにして得
られる超電導材料の組織は、１２３相中に２１１相が微
細分散しており、かつ隣接する１２３，２１１相中のＲ
Ｅ組成はほぼ同じであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】１２３相中に微細分散
している２１１相は超電導材料の機械的特性を向上させ
たり、ピンニングセンターとなり臨界電流密度を高める
働きがある。臨界電流密度を高めるためには、２１１相
はより微細に多く分散していることが望ましい。また、
２１１相は、１２３相が２１１相と液相（ＢａとＣｕの
複合酸化物）から包晶反応により結晶成長する際、必要
なＲＥ元素を供給する働きがあり、微細な２１１相は、
供給を効率よく行い結晶成長を安定なものにしている。
しかしながら、２１１相はこれら二つの役割を同時には
たしているために、最終的に得られる材料の組織（２１
１相の大きさや体積率）が制限され特性もこれにともな
い制限される。現在、ＰｔまたはＲｈを添加した材料に
おいて高いもので７７Ｋ，１Ｔで約２〜２．５万（Ａ／
cm2 ）の臨界電流密度（Ｊｃ）となっているが、さらな
るＪｃの向上が望まれる。
している２１１相は超電導材料の機械的特性を向上させ
たり、ピンニングセンターとなり臨界電流密度を高める
働きがある。臨界電流密度を高めるためには、２１１相
はより微細に多く分散していることが望ましい。また、
２１１相は、１２３相が２１１相と液相（ＢａとＣｕの
複合酸化物）から包晶反応により結晶成長する際、必要
なＲＥ元素を供給する働きがあり、微細な２１１相は、
供給を効率よく行い結晶成長を安定なものにしている。
しかしながら、２１１相はこれら二つの役割を同時には
たしているために、最終的に得られる材料の組織（２１
１相の大きさや体積率）が制限され特性もこれにともな
い制限される。現在、ＰｔまたはＲｈを添加した材料に
おいて高いもので７７Ｋ，１Ｔで約２〜２．５万（Ａ／
cm2 ）の臨界電流密度（Ｊｃ）となっているが、さらな
るＪｃの向上が望まれる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】まず本発明の請求項で記
述されている単結晶状の超電導体とは、次のような意味
で用いられている。マトリックスの１２３相（超電導
相）は内部に数１０μｍ以下の微細な２１１相（絶縁体
相）、双晶界面、小傾角粒界、直径数１００μｍ程度の
気泡やａ−ｂ面間のマイクロクラックを含むものの、数
十〜数cm3 程度の大きさにわたって、超電導電流の流れ
を大きく遮る大傾角粒界を含まない複合超電導材料を意
味する。また実質的に上記複合超電導体材料の集合体も
含めるものとする。
述されている単結晶状の超電導体とは、次のような意味
で用いられている。マトリックスの１２３相（超電導
相）は内部に数１０μｍ以下の微細な２１１相（絶縁体
相）、双晶界面、小傾角粒界、直径数１００μｍ程度の
気泡やａ−ｂ面間のマイクロクラックを含むものの、数
十〜数cm3 程度の大きさにわたって、超電導電流の流れ
を大きく遮る大傾角粒界を含まない複合超電導材料を意
味する。また実質的に上記複合超電導体材料の集合体も
含めるものとする。
【０００５】まず、ＲＥは２種類以上のＲＥ元素（ＲＥ
−１，ＲＥ−２…）からなり、金属元素のモル比（Ｒ
Ｅ：Ｂａ：Ｃｕ）が（３５：３１：３４），（１５：３
８：３７），（１５：３０：５５），（３５：２２：４
３）で囲まれる組成を有する酸化物粉末もしくは複合酸
化物粉末を混合し、金型等により成形体を作製する。こ
の成形体を加熱し２１１相と液相（ＢａとＣｕとの複合
酸化物）からなる状態（液相半溶融状態）にする。この
時プロセスは次のように示される。 ＲＥ，Ｂａ，Ｃｕの酸化物 半溶融状態 および複合酸化物 成形 成形体 加熱 （２１１＋液相）
−１，ＲＥ−２…）からなり、金属元素のモル比（Ｒ
Ｅ：Ｂａ：Ｃｕ）が（３５：３１：３４），（１５：３
８：３７），（１５：３０：５５），（３５：２２：４
３）で囲まれる組成を有する酸化物粉末もしくは複合酸
化物粉末を混合し、金型等により成形体を作製する。こ
の成形体を加熱し２１１相と液相（ＢａとＣｕとの複合
酸化物）からなる状態（液相半溶融状態）にする。この
時プロセスは次のように示される。 ＲＥ，Ｂａ，Ｃｕの酸化物 半溶融状態 および複合酸化物 成形 成形体 加熱 （２１１＋液相）
【０００６】その後、少なくともＲＥ中に含まれる最も
高い１２３相生成温度（Ｔf ）を有する希土類元素ＲＥ
−Ｈの１２３相生成温度（Ｔf −Ｈ）以下に降温し、１
０時間以上実質的に保持し、２１１に対し１２３中のＲ
Ｅ−Ｈが富化された１２３を成長させる。この時の反応
は次の式で示される。 ２１１＋液相→１２３（ＲＥ−Ｈが富化された）＋２１
１ さらに酸素富化処理を８００〜２００℃中で行う。
高い１２３相生成温度（Ｔf ）を有する希土類元素ＲＥ
−Ｈの１２３相生成温度（Ｔf −Ｈ）以下に降温し、１
０時間以上実質的に保持し、２１１に対し１２３中のＲ
Ｅ−Ｈが富化された１２３を成長させる。この時の反応
は次の式で示される。 ２１１＋液相→１２３（ＲＥ−Ｈが富化された）＋２１
１ さらに酸素富化処理を８００〜２００℃中で行う。
【０００７】
【作用】１２３中の２１１相は半溶融状態においては成
形体の形状を保つ働きをしまた最終的に得られる超電導
材料においては、割れを防いだり臨界電流密度を高める
働きがある。そこで２１１相の超電導材料に占める割合
が１０から６０％になるように各元素の比（ＲＥ：Ｂ
ａ：Ｃｕ）を（３５：３１：３４），（１５：３８：３
７），（１５：３０：５５），（３５：２２：４３）と
限定した。
形体の形状を保つ働きをしまた最終的に得られる超電導
材料においては、割れを防いだり臨界電流密度を高める
働きがある。そこで２１１相の超電導材料に占める割合
が１０から６０％になるように各元素の比（ＲＥ：Ｂ
ａ：Ｃｕ）を（３５：３１：３４），（１５：３８：３
７），（１５：３０：５５），（３５：２２：４３）と
限定した。
【０００８】図１に本発明請求項４の製造プロセスに対
応する材料の組織変化の略図を示す。二種類のＲＥ（Ｒ
Ｅ−Ｈ，ＲＥ−Ｌ）を含む成形体をＲＥ−ＨのＴf （Ｔ
f −Ｈ）以上に加熱し、半溶融状態にするとＲＥ−Ｈと
ＲＥ−Ｌを含有する２１１相と液相とになる。これをＴ
f −Ｈ以下に冷却するとＲＥ−Ｈを含む１２３相が２１
１からＲＥ−Ｈだけを取り込みながら成長する。このと
き、２１１相中のＲＥ−Ｈは減少する。その結果１２３
相と２１１相のＲＥ組成が異なる超電導材料ができる。
応する材料の組織変化の略図を示す。二種類のＲＥ（Ｒ
Ｅ−Ｈ，ＲＥ−Ｌ）を含む成形体をＲＥ−ＨのＴf （Ｔ
f −Ｈ）以上に加熱し、半溶融状態にするとＲＥ−Ｈと
ＲＥ−Ｌを含有する２１１相と液相とになる。これをＴ
f −Ｈ以下に冷却するとＲＥ−Ｈを含む１２３相が２１
１からＲＥ−Ｈだけを取り込みながら成長する。このと
き、２１１相中のＲＥ−Ｈは減少する。その結果１２３
相と２１１相のＲＥ組成が異なる超電導材料ができる。
【０００９】単一のＲＥからなる場合、比較的小さな２
１１は全て１２３への供給につかわれ消滅しやすいた
め、最終的に比較的大きな２１１が残りやすくなる。こ
れに対し上記のように二種類以上のＲＥを含む場合、Ｒ
Ｅ−Ｈが成長するとき、２１１相はＲＥ−Ｌを含むため
に比較的小さいものでも全てが１２３に供給されること
はなくなるため、より小さな２１１相が残ることにな
る。その結果、従来の方法に比べて２１１をより細かく
することができやすく、より高いＪｃが得られる。上記
の製造方法により、ＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 （２１１）相が
単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x （１２３）相中に微
細分散した組織を有し、かつ、１２３相中のＲＥ組成が
２１１相中のＲＥ組成に比較してより高い１２３相生成
温度を有するＲＥ元素が富化されている酸化物超電導体
が作製される。
１１は全て１２３への供給につかわれ消滅しやすいた
め、最終的に比較的大きな２１１が残りやすくなる。こ
れに対し上記のように二種類以上のＲＥを含む場合、Ｒ
Ｅ−Ｈが成長するとき、２１１相はＲＥ−Ｌを含むため
に比較的小さいものでも全てが１２３に供給されること
はなくなるため、より小さな２１１相が残ることにな
る。その結果、従来の方法に比べて２１１をより細かく
することができやすく、より高いＪｃが得られる。上記
の製造方法により、ＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 （２１１）相が
単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x （１２３）相中に微
細分散した組織を有し、かつ、１２３相中のＲＥ組成が
２１１相中のＲＥ組成に比較してより高い１２３相生成
温度を有するＲＥ元素が富化されている酸化物超電導体
が作製される。
【００１０】１２３相生成温度（Ｔf ）はイオン半径が
大きいＲＥほど高いがＹはＤｙとＨｏの間に位置する。
例えば大気中では、Ｓｍ（１０６０℃），Ｄｙ（１０１
０℃），Ｙ（１０００℃），Ｅｒ（９７０℃），Ｙｂ
（９００℃）である。
大きいＲＥほど高いがＹはＤｙとＨｏの間に位置する。
例えば大気中では、Ｓｍ（１０６０℃），Ｄｙ（１０１
０℃），Ｙ（１０００℃），Ｅｒ（９７０℃），Ｙｂ
（９００℃）である。
【００１１】添加元素のＰｔ，Ｒｈは２１１相とＢａＣ
ｕ複合酸化物の液相とからなる半溶融状態で２１１相の
粒成長を妨げる働きがあり、２１１相を微細化させ、特
に臨界温度近傍では主なピンニングセンターとなり高い
臨界電流密度をもたらす原因となる。添加量は安定にか
つ充分効果を示す０．１〜２．０wt％のＰｔまたはおよ
び０．００５〜０．５wt％のＲｈとした。出発原料は基
本的にＲＥ，Ｂａ，Ｃｕの酸化物またはおよび複合酸化
物であればよい。またさらに、成長させた直後の１２３
相は正方晶であり、これを８００℃から２００℃まで酸
化性雰囲気中で徐冷し酸素を吸収させることにより、斜
方晶に転移させ、超電導材料を得る。このとき転移温度
はＲＥ元素のイオン半径で異なり、Ｓｍ（２００〜５０
０℃），Ｙ（３５０〜７００℃），Ｔｍ（５００〜８０
０℃）程度である。そのため、２００〜８００℃とし
た。
ｕ複合酸化物の液相とからなる半溶融状態で２１１相の
粒成長を妨げる働きがあり、２１１相を微細化させ、特
に臨界温度近傍では主なピンニングセンターとなり高い
臨界電流密度をもたらす原因となる。添加量は安定にか
つ充分効果を示す０．１〜２．０wt％のＰｔまたはおよ
び０．００５〜０．５wt％のＲｈとした。出発原料は基
本的にＲＥ，Ｂａ，Ｃｕの酸化物またはおよび複合酸化
物であればよい。またさらに、成長させた直後の１２３
相は正方晶であり、これを８００℃から２００℃まで酸
化性雰囲気中で徐冷し酸素を吸収させることにより、斜
方晶に転移させ、超電導材料を得る。このとき転移温度
はＲＥ元素のイオン半径で異なり、Ｓｍ（２００〜５０
０℃），Ｙ（３５０〜７００℃），Ｔｍ（５００〜８０
０℃）程度である。そのため、２００〜８００℃とし
た。
【００１２】
実施例１ Ｙ2 Ｏ3 ，Ｓｍ2 Ｏ3 ，ＢａＣｕＯ2 とＣｕＯの各粉末
を各金属元素のモル比（Ｙ：Ｓｍ：Ｂａ：Ｃｕ）が
（５：８：１９：２７）になるように混合し、さらにこ
の混合粉に０．５wt％の白金粉末を添加し、原料粉末を
作製した。この原料粉末から直径４０mm、厚さ１５mmの
成形体を作製した。この成形体を酸素中で１１６０℃ま
で１０時間で昇温し、３０分保持した。その後、１０６
０℃に３０分で降温し４０時間保持した後、室温まで５
時間で冷却した。その後酸素富化処理を５００〜２５０
℃を５℃／hrで冷却して行った。
を各金属元素のモル比（Ｙ：Ｓｍ：Ｂａ：Ｃｕ）が
（５：８：１９：２７）になるように混合し、さらにこ
の混合粉に０．５wt％の白金粉末を添加し、原料粉末を
作製した。この原料粉末から直径４０mm、厚さ１５mmの
成形体を作製した。この成形体を酸素中で１１６０℃ま
で１０時間で昇温し、３０分保持した。その後、１０６
０℃に３０分で降温し４０時間保持した後、室温まで５
時間で冷却した。その後酸素富化処理を５００〜２５０
℃を５℃／hrで冷却して行った。
【００１３】その結果１２３相のＲＥ成分に占めるＳｍ
の割合が９５％以上であり、かつ２１１相のＲＥに占め
るＳｍの割合は４０％以下であった。このようにＲＥ組
成の異なる１２３相と２１１相からなる超電導材料が得
られた。また、２１１相の体積率は約３５ vol％であり
粒径は約１μｍ程度であった。
の割合が９５％以上であり、かつ２１１相のＲＥに占め
るＳｍの割合は４０％以下であった。このようにＲＥ組
成の異なる１２３相と２１１相からなる超電導材料が得
られた。また、２１１相の体積率は約３５ vol％であり
粒径は約１μｍ程度であった。
【００１４】得られた材料から（１．０×２．０×２．
８mm）の大きさの試料を切り出し、この試料の臨界電流
密度を試料振動型磁力計を用いて磁化測定により、評価
したところ、７７Ｋ，１Ｔ（ｃ軸と磁場が平行）におい
ては、２．５×１０4 （Ａ／cm2 ）であり、高い臨界電
流密度（Ｊｃ）を有していることがわかった。
８mm）の大きさの試料を切り出し、この試料の臨界電流
密度を試料振動型磁力計を用いて磁化測定により、評価
したところ、７７Ｋ，１Ｔ（ｃ軸と磁場が平行）におい
ては、２．５×１０4 （Ａ／cm2 ）であり、高い臨界電
流密度（Ｊｃ）を有していることがわかった。
【００１５】比較のためにＲＥがＳｍのみからなるよ
う、Ｓｍ2 Ｏ3 ，ＢａＣｕＯ2 とＣｕＯの各粉末を各金
属元素のモル比（Ｓｍ：Ｂａ：Ｃｕ）が（１３：１９：
２７）になるように混合し、さらにこの混合粉に０．５
wt％の白金粉末を添加し、原料粉末を作製した。この原
料粉末を用い同様の処理を行い試料を作製した。その時
得られた試料中の２１１相の粒径は約１．５μｍであっ
た。さらに同様の大きさに切り出しＪｃを測定したとこ
ろ、同様の条件で１．８×１０4 （Ａ／cm2 ）であっ
た。このことから、２１１相にＹを含む試料の方がより
高いＪｃを有することがわかった。
う、Ｓｍ2 Ｏ3 ，ＢａＣｕＯ2 とＣｕＯの各粉末を各金
属元素のモル比（Ｓｍ：Ｂａ：Ｃｕ）が（１３：１９：
２７）になるように混合し、さらにこの混合粉に０．５
wt％の白金粉末を添加し、原料粉末を作製した。この原
料粉末を用い同様の処理を行い試料を作製した。その時
得られた試料中の２１１相の粒径は約１．５μｍであっ
た。さらに同様の大きさに切り出しＪｃを測定したとこ
ろ、同様の条件で１．８×１０4 （Ａ／cm2 ）であっ
た。このことから、２１１相にＹを含む試料の方がより
高いＪｃを有することがわかった。
【００１６】実施例２ Ｎｄ2 Ｏ3 ，Ｙｂ2 Ｏ3 ，ＢａＯ2 とＣｕＯの各粉末を
各金属元素のモル比（Ｎｄ：Ｙｂ：Ｂａ：Ｃｕ）が
（８：４：２０：２８）になるように混合し、さらにこ
の混合粉に０．０５wt％のＲｈ粉末を添加し、原料粉末
を作製した。この原料粉末から直径２８mm、厚さ１０mm
の成形体を作製した。この成形体を大気中で１１６０℃
まで５時間で昇温し、３０分保持した。その後、１０８
０℃に３０分で降温し５０時間保持した後、室温まで５
時間で冷却した。その後酸素富化処理を４００〜２００
℃を５℃／hrで冷却して行った。
各金属元素のモル比（Ｎｄ：Ｙｂ：Ｂａ：Ｃｕ）が
（８：４：２０：２８）になるように混合し、さらにこ
の混合粉に０．０５wt％のＲｈ粉末を添加し、原料粉末
を作製した。この原料粉末から直径２８mm、厚さ１０mm
の成形体を作製した。この成形体を大気中で１１６０℃
まで５時間で昇温し、３０分保持した。その後、１０８
０℃に３０分で降温し５０時間保持した後、室温まで５
時間で冷却した。その後酸素富化処理を４００〜２００
℃を５℃／hrで冷却して行った。
【００１７】その結果１２３相のＲＥ成分に占めるＮｄ
の割合が９８％以上であり、かつ２１１相のＲＥに占め
るＮｄの割合は２０％以下であった。このようにＲＥ組
成の異なる１２３相と２１１相からなる超電導材料が得
られた。また、２１１相の体積率は約３０ vol％であり
粒径は約３μｍ程度であった。
の割合が９８％以上であり、かつ２１１相のＲＥに占め
るＮｄの割合は２０％以下であった。このようにＲＥ組
成の異なる１２３相と２１１相からなる超電導材料が得
られた。また、２１１相の体積率は約３０ vol％であり
粒径は約３μｍ程度であった。
【００１８】得られた材料から（１．０×２．０×２．
８mm）の大きさの試料を切り出し、この試料の臨界電流
密度を試料振動型磁力計を用いて磁化測定により、評価
したところ、７７Ｋ，１Ｔ（ｃ軸と磁場が平行）におい
ては、１．０×１０4 （Ａ／cm2 ）であった。また、こ
の結晶は大気中で１０８０℃でも分解せず、Ｓｍ系の種
結晶（分解温度：約１０６０℃）より約２０℃高い温度
まで耐えることができ、種結晶として適していることが
わかった。
８mm）の大きさの試料を切り出し、この試料の臨界電流
密度を試料振動型磁力計を用いて磁化測定により、評価
したところ、７７Ｋ，１Ｔ（ｃ軸と磁場が平行）におい
ては、１．０×１０4 （Ａ／cm2 ）であった。また、こ
の結晶は大気中で１０８０℃でも分解せず、Ｓｍ系の種
結晶（分解温度：約１０６０℃）より約２０℃高い温度
まで耐えることができ、種結晶として適していることが
わかった。
【００１９】実施例３ Ｄｙ2 Ｏ3 ，Ｅｕ2 Ｏ3 ，Ｓｍ2 Ｏ3 ，ＢａＣｕＯ2 と
ＣｕＯの各粉末を各金属元素のモル比（Ｄｙ：Ｅｕ：Ｓ
ｍ：Ｂａ：Ｃｕ）が（４：４：４：１９：２７）になる
ように混合し、さらにこの混合粉に０．５wt％の白金粉
末を添加し、原料粉末を作製した。この原料粉末から直
径４０mm、厚さ１５mmの成形体を作製した。この成形体
を酸素中で１１６０℃まで１０時間で昇温し、３０分保
持した。その後、１０５０℃に３０分で降温し４０時間
保持した後、室温まで５時間で冷却した。その後酸素富
化処理を５００〜２５０℃を５℃／hrで冷却して行っ
た。その結果１２３相のＲＥ成分に占める（Ｄｙ：Ｓ
ｍ：Ｅｕ）の割合はほぼ（５：５０：４５）であり、か
つ２１１相のＲＥに占める（Ｄｙ：Ｓｍ：Ｅｕ）の割合
はほぼ（６０：２０：２０）であった。このようにＲＥ
組成の異なる１２３相と２１１相からなる超電導材料が
得られた。また、２１１相の体積率は約３７ vol％であ
り粒径は約１μｍ程度であった。
ＣｕＯの各粉末を各金属元素のモル比（Ｄｙ：Ｅｕ：Ｓ
ｍ：Ｂａ：Ｃｕ）が（４：４：４：１９：２７）になる
ように混合し、さらにこの混合粉に０．５wt％の白金粉
末を添加し、原料粉末を作製した。この原料粉末から直
径４０mm、厚さ１５mmの成形体を作製した。この成形体
を酸素中で１１６０℃まで１０時間で昇温し、３０分保
持した。その後、１０５０℃に３０分で降温し４０時間
保持した後、室温まで５時間で冷却した。その後酸素富
化処理を５００〜２５０℃を５℃／hrで冷却して行っ
た。その結果１２３相のＲＥ成分に占める（Ｄｙ：Ｓ
ｍ：Ｅｕ）の割合はほぼ（５：５０：４５）であり、か
つ２１１相のＲＥに占める（Ｄｙ：Ｓｍ：Ｅｕ）の割合
はほぼ（６０：２０：２０）であった。このようにＲＥ
組成の異なる１２３相と２１１相からなる超電導材料が
得られた。また、２１１相の体積率は約３７ vol％であ
り粒径は約１μｍ程度であった。
【００２０】得られた材料から（１．０×２．０×２．
５mm）の大きさの試料を切り出し、この試料の臨界電流
密度を試料振動型磁力計を用いて磁化測定により、評価
したところ、７７Ｋ，１Ｔ（ｃ軸と磁場が平行）におい
ては、２．５×１０4 （Ａ／cm2 ）であり、高い臨界電
流密度（Ｊｃ）を有していることがわかった。
５mm）の大きさの試料を切り出し、この試料の臨界電流
密度を試料振動型磁力計を用いて磁化測定により、評価
したところ、７７Ｋ，１Ｔ（ｃ軸と磁場が平行）におい
ては、２．５×１０4 （Ａ／cm2 ）であり、高い臨界電
流密度（Ｊｃ）を有していることがわかった。
【００２１】比較のためにＲＥがＳｍのみからなるよ
う、Ｓｍ2 Ｏ3 ，ＢａＣｕＯ2 とＣｕＯの各粉末を各金
属元素のモル比（Ｓｍ：Ｂａ：Ｃｕ）が（１２：１９：
２７）になるように混合し、さらにこの混合粉に０．５
wt％の白金粉末を添加し、原料粉末を作製した。この原
料粉末を用い同様の処理を行い試料を作製した。さらに
同様の大きさに切り出しＪｃを測定したところ、同様の
条件で２．０×１０4 （Ａ／cm2 ）であった。このこと
から、２１１相にＤｙを含む試料の方がより高いＪｃを
有することがわかった。
う、Ｓｍ2 Ｏ3 ，ＢａＣｕＯ2 とＣｕＯの各粉末を各金
属元素のモル比（Ｓｍ：Ｂａ：Ｃｕ）が（１２：１９：
２７）になるように混合し、さらにこの混合粉に０．５
wt％の白金粉末を添加し、原料粉末を作製した。この原
料粉末を用い同様の処理を行い試料を作製した。さらに
同様の大きさに切り出しＪｃを測定したところ、同様の
条件で２．０×１０4 （Ａ／cm2 ）であった。このこと
から、２１１相にＤｙを含む試料の方がより高いＪｃを
有することがわかった。
【００２２】
【発明の効果】以上詳述したごとく本発明により、１２
３相と２１１相とでＲＥ組成の異なり、より高い臨界電
流密度を有する単結晶状の酸化物超電導材料が得られる
ようになった。このような材料は各分野での応用が可能
であり大きな工業的効果が期待できる。
３相と２１１相とでＲＥ組成の異なり、より高い臨界電
流密度を有する単結晶状の酸化物超電導材料が得られる
ようになった。このような材料は各分野での応用が可能
であり大きな工業的効果が期待できる。
【図１】本発明に係る製造プロセスに対応する組織変化
の略図。
の略図。
───────────────────────────────────────────────────── 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 H01B 12/00,13/00 H01L 39/24
Claims (5)
- 【請求項１】 主な金属元素が二種類以上のＲＥ（Ｙを
含む希土類元素およびそれらの組み合わせ）、Ｂａ，Ｃ
ｕからなる酸化物超電導体においてＲＥ2 ＢａＣｕＯ5
（２１１）相が単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x （１
２３）相中に微細分散した組織を有し、かつ、１２３相
中のＲＥ組成が２１１相中のＲＥ組成に比較してより高
い１２３相生成温度を有するＲＥ元素が富化されている
ことを特徴とする酸化物超電導体。 - 【請求項２】 ２１１相の体積率が１０〜６０％であ
り、２１１相の９０％以上が５μｍ以下であることを特
徴とする請求項１記載の酸化物超電導体。 - 【請求項３】 ＰｔまたはおよびＲｈをそれぞれ０．１
〜２．０wt％、０．００５〜０．５wt％含有しているこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の酸化物超電導材
料。 - 【請求項４】 ＲＥ元素は二種類以上（ＲＥ−１，ＲＥ
−２…）からなり、金属元素のモル比（ＲＥ：Ｂａ：Ｃ
ｕ）が（３５：３１：３４）、（１５：３８：３７）、
（１５：３０：５５）、（３５：２２：４３）で囲まれ
る組成を有する酸化物粉末を混合・成形し、成形体を作
製し、この成形体を半溶融状態に加熱した後、少なくと
もＲＥ中に含まれる最も高１２３相生成温度（Ｔf ）を
有する希土類元素（ＲＥ−Ｈ）の１２３相生成温度（Ｔ
f −Ｈ）以下に降温し、１０時間以上実質的に保持する
ことによって１２３相を成長させ、そののち降温し、さ
らに酸素富化処理を８００〜２００℃中で行うことを特
徴とする、請求項１または２記載の酸化物超電導体の製
造方法。 - 【請求項５】 酸化物粉末中にＰｔを０．１〜２．０wt
％またはＲｈを０．００５〜０．５wt％添加することを
特徴とする請求項４記載の酸化物超電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09067292A JP3260410B2 (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 希土類元素を含む酸化物超電導体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09067292A JP3260410B2 (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 希土類元素を含む酸化物超電導体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05286718A JPH05286718A (ja) | 1993-11-02 |
| JP3260410B2 true JP3260410B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=14005035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09067292A Expired - Lifetime JP3260410B2 (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 希土類元素を含む酸化物超電導体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3260410B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5172456B2 (ja) * | 2008-05-07 | 2013-03-27 | 株式会社東芝 | 酸化物超電導体の製造方法 |
-
1992
- 1992-04-10 JP JP09067292A patent/JP3260410B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05286718A (ja) | 1993-11-02 |
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