JP3287667B2 - 金属酸化物 - Google Patents
金属酸化物Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は新規な金属酸化物に関す
るものであり、特に、Ｂｉ（ビスマス）とＣ（炭素）と
を含有した金属酸化物に関する。更に、本発明はとりわ
け、超伝導性を示す材料として利用できるものであり、
また、センサー、電子素子、コンピューター、医療機
器、マグネット、送電線、エネルギー器機、電圧標準な
ど各種分野で利用可能な材料である。また、本発明の金
属酸化物は、線材や厚膜の形態において特に有効に利用
され、また、他の酸化物や金属との接合や分散という形
態においても利用可能な金属酸化物である。
るものであり、特に、Ｂｉ（ビスマス）とＣ（炭素）と
を含有した金属酸化物に関する。更に、本発明はとりわ
け、超伝導性を示す材料として利用できるものであり、
また、センサー、電子素子、コンピューター、医療機
器、マグネット、送電線、エネルギー器機、電圧標準な
ど各種分野で利用可能な材料である。また、本発明の金
属酸化物は、線材や厚膜の形態において特に有効に利用
され、また、他の酸化物や金属との接合や分散という形
態においても利用可能な金属酸化物である。
【０００２】
【従来の技術】近年、相次いで発見された銅を含む金属
酸化物の超伝導体は、従来知られていたニオブ系などの
材料の超伝導臨界温度（Ｔｃ）を大きく上回るＴｃを持
つため、多くの分野で応用研究が進められている。
酸化物の超伝導体は、従来知られていたニオブ系などの
材料の超伝導臨界温度（Ｔｃ）を大きく上回るＴｃを持
つため、多くの分野で応用研究が進められている。
【０００３】この様な銅を含む金属酸化物の超伝導体の
なかでＹ（イットリウム）系と呼ばれるＹＢａ2 Ｃｕ3
Ｏy や、Ｂｉ系と呼ばれるＢｉ2 Ｓｒ2 Ｃａn Ｃｕ1+n
Ｏy（ｎ＝０、１、２）や、Ｔｌ（タリウム）系と呼ば
れるＴｌ2 Ｂａ2 Ｃａn Ｃｕ1+n Ｏy （ｎ＝０、１、
２）などが特によく知られており、現在、製品応用化へ
の研究が進められている。
なかでＹ（イットリウム）系と呼ばれるＹＢａ2 Ｃｕ3
Ｏy や、Ｂｉ系と呼ばれるＢｉ2 Ｓｒ2 Ｃａn Ｃｕ1+n
Ｏy（ｎ＝０、１、２）や、Ｔｌ（タリウム）系と呼ば
れるＴｌ2 Ｂａ2 Ｃａn Ｃｕ1+n Ｏy （ｎ＝０、１、
２）などが特によく知られており、現在、製品応用化へ
の研究が進められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した金属酸化物の
超伝導体のうち、Ｙ系やＴｌ系の材料を超伝導の線材
や、磁気シ−ルドの厚膜として応用しようとした場合、
これら材料は、その特質として各々の結晶の粒界が弱結
合と呼ばれる結合の弱いものになりやすく、その結果、
臨界電流密度が大きくできないという問題点があった。
かかる従来の問題点については、SCIENCE Vol.259(199
3)P.306〜308 や工業材料Vol.41(1993.3)P.18〜25など
に記載されている。
超伝導体のうち、Ｙ系やＴｌ系の材料を超伝導の線材
や、磁気シ−ルドの厚膜として応用しようとした場合、
これら材料は、その特質として各々の結晶の粒界が弱結
合と呼ばれる結合の弱いものになりやすく、その結果、
臨界電流密度が大きくできないという問題点があった。
かかる従来の問題点については、SCIENCE Vol.259(199
3)P.306〜308 や工業材料Vol.41(1993.3)P.18〜25など
に記載されている。
【０００５】又、上述した金属酸化物の超伝導体のう
ち、Ｂｉ系については、Ｙ系やＴｌ系と異なり、線材や
厚膜にした際に結晶粒界が弱結合になりにくく、結晶の
２次元性が大きい為、線材への加工がし易いという特徴
を有するが、反面、磁場中で臨界電流密度が大幅に減少
するという欠陥があった。これは特に１テスラ以上の磁
場中、および３０Ｋ以上の温度において顕著になり、超
伝導マグネットなどの重要な応用への大きな障害になっ
ていた。Ｂｉ系にかかるこのような従来の問題点につい
てもSCIENCE Vol.259(1993)P.306〜308 や工業材料Vol.
41(1993.3)P.18〜25及びP.26〜31などに詳しく開示され
ている。
ち、Ｂｉ系については、Ｙ系やＴｌ系と異なり、線材や
厚膜にした際に結晶粒界が弱結合になりにくく、結晶の
２次元性が大きい為、線材への加工がし易いという特徴
を有するが、反面、磁場中で臨界電流密度が大幅に減少
するという欠陥があった。これは特に１テスラ以上の磁
場中、および３０Ｋ以上の温度において顕著になり、超
伝導マグネットなどの重要な応用への大きな障害になっ
ていた。Ｂｉ系にかかるこのような従来の問題点につい
てもSCIENCE Vol.259(1993)P.306〜308 や工業材料Vol.
41(1993.3)P.18〜25及びP.26〜31などに詳しく開示され
ている。
【０００６】そこで本発明の目的は、とりわけＢｉ系の
材料でありながら、磁場中での臨界電流密度の低下のよ
り少ない、新しい超伝導材料を提供することにある。
材料でありながら、磁場中での臨界電流密度の低下のよ
り少ない、新しい超伝導材料を提供することにある。
【０００７】更に本発明の他の目的は、上記特性に優
れ、しかも超伝導臨界温度の充分に高い、新しい超伝導
材料を提供することにある。
れ、しかも超伝導臨界温度の充分に高い、新しい超伝導
材料を提供することにある。
【０００８】また本発明の他の目的は、とりわけ、超伝
導マグネットへの応用に適した超伝導材料を提供するこ
とにある。
導マグネットへの応用に適した超伝導材料を提供するこ
とにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。
によって達成される。
【００１０】即ち、本発明は、組成式が、下記（Ｉ−
１）式または下記（I―２）式にて表わされることを特
徴とする金属酸化物である。 （Ｂｉ1-x Ｐｂx ）aＳｒb Ｃａc Ｃｕc+3-d Ｃd Ｏe ・・・（Ｉ−１）式 ［尚、上記（Ｉ）式において、１．６≦ａ≦２．４、
３．６≦ｂ≦４．４、０．５≦ｃ≦４．０、０．４≦ｄ
≦１．０、１３≦ｅ≦１９、０．２５≦ｘ≦０．４であ
る］ （Ｂｉ1-x Ｐｂx ）a（Ｓｒ1-y Ｍy ）b Ｃａc Ｃｕc+3-d Ｃd Ｏe ・・・ （Ｉ−２）式 ［尚、上記（Ｉ）式において、ＭはＢａ、Ｙ、及びラン
タノイド元素の元素群から選ばれる１種類以上の元素又
は原子団であって、且つ、１．６≦ａ≦２．４、３．６
≦ｂ≦４．４、０．５≦ｃ≦４．０、０．４≦ｄ≦１．
０、１３≦ｅ≦１９、０．２５≦ｘ≦０．４、０≦ｙ≦
０．２５である］
１）式または下記（I―２）式にて表わされることを特
徴とする金属酸化物である。 （Ｂｉ1-x Ｐｂx ）aＳｒb Ｃａc Ｃｕc+3-d Ｃd Ｏe ・・・（Ｉ−１）式 ［尚、上記（Ｉ）式において、１．６≦ａ≦２．４、
３．６≦ｂ≦４．４、０．５≦ｃ≦４．０、０．４≦ｄ
≦１．０、１３≦ｅ≦１９、０．２５≦ｘ≦０．４であ
る］ （Ｂｉ1-x Ｐｂx ）a（Ｓｒ1-y Ｍy ）b Ｃａc Ｃｕc+3-d Ｃd Ｏe ・・・ （Ｉ−２）式 ［尚、上記（Ｉ）式において、ＭはＢａ、Ｙ、及びラン
タノイド元素の元素群から選ばれる１種類以上の元素又
は原子団であって、且つ、１．６≦ａ≦２．４、３．６
≦ｂ≦４．４、０．５≦ｃ≦４．０、０．４≦ｄ≦１．
０、１３≦ｅ≦１９、０．２５≦ｘ≦０．４、０≦ｙ≦
０．２５である］
【００１１】
【作用】本発明は、とりわけ、Ｂｉ系の金属酸化物にお
ける結晶構造と組成式との関係に着目しなされた発明で
あって、上記（Ｉ）式のごとき特定の組成式にて表わさ
れる金属酸化物は、従来のＢｉ系の金属酸化物（Ｂｉ2
Ｓｒ2 Ｃａn Ｃｕ1+n Ｏy （ｎ＝０、１、２））に比べ
て、その結晶構造中でのＢｉＯ−ＢｉＯ層の相対的密度
が小さい。よって、このことが上記従来のＢｉ系金属酸
化物よりも磁場中での臨界電流密度の低下を少なくして
いるものと考えられる。
ける結晶構造と組成式との関係に着目しなされた発明で
あって、上記（Ｉ）式のごとき特定の組成式にて表わさ
れる金属酸化物は、従来のＢｉ系の金属酸化物（Ｂｉ2
Ｓｒ2 Ｃａn Ｃｕ1+n Ｏy （ｎ＝０、１、２））に比べ
て、その結晶構造中でのＢｉＯ−ＢｉＯ層の相対的密度
が小さい。よって、このことが上記従来のＢｉ系金属酸
化物よりも磁場中での臨界電流密度の低下を少なくして
いるものと考えられる。
【００１２】また、上述の結晶構造中でのＢｉＯ−Ｂｉ
Ｏ層の相対的密度は、結晶構造中のＣ軸長に反映され、
従来のＢｉ系金属酸化物（Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａn Ｃｕ1+n
Ｏy（ｎ＝０、１、２））における約２４オングストロ
−ム（ｎ＝０）、約３０オングストロ−ム（ｎ＝１）、
約３６オングストロ−ム（ｎ＝２）に対し、本発明の金
属酸化物は、いずれもより長いＣ軸長を有する。
Ｏ層の相対的密度は、結晶構造中のＣ軸長に反映され、
従来のＢｉ系金属酸化物（Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａn Ｃｕ1+n
Ｏy（ｎ＝０、１、２））における約２４オングストロ
−ム（ｎ＝０）、約３０オングストロ−ム（ｎ＝１）、
約３６オングストロ−ム（ｎ＝２）に対し、本発明の金
属酸化物は、いずれもより長いＣ軸長を有する。
【００１３】以下に、本発明の好ましい実施態様につい
て詳述する。
て詳述する。
【００１４】
【００１５】本発明の金属酸化物は、上記（Ｉ−１）式
あるいは上記（I−２）式にて表される組成を有する限
り、いずれの金属酸化物であっても良く、特に、超伝導
転移温度（Ｔｃ）、臨界電流密度がより大きいという好
ましい点を有する。
あるいは上記（I−２）式にて表される組成を有する限
り、いずれの金属酸化物であっても良く、特に、超伝導
転移温度（Ｔｃ）、臨界電流密度がより大きいという好
ましい点を有する。
【００１６】又、本発明の金属酸化物の有する結晶構造
について着目するならば、中でも特に、結晶格子が正方
晶もしくは斜方晶であり、格子定数（ｃ）が４１オング
ストロ−ムから５２オングストロ−ムである金属酸化物
が、超伝導転移温度（Ｔｃ）、臨界電流密度がより大き
いという点で、好ましい。
について着目するならば、中でも特に、結晶格子が正方
晶もしくは斜方晶であり、格子定数（ｃ）が４１オング
ストロ−ムから５２オングストロ−ムである金属酸化物
が、超伝導転移温度（Ｔｃ）、臨界電流密度がより大き
いという点で、好ましい。
【００１７】次に、以上の本発明の金属酸化物の製造方
法について以下に述べる。
法について以下に述べる。
【００１８】ここで、本発明の金属酸化物の製造方法と
しては、所謂セラミックス材料で一般に使われている様
な原料粉末からの加熱による反応及び焼結法が行われ
る。この様な製造方法の例は、Material Research Bull
etin、第８巻、７７７頁(1973年)、Solid State Commun
ication 、第１７巻、２７頁（1975年）、Zeitschriftf
ur Physik B、第６４巻、１８９頁（1986年）、Physica
l Review Letters 、第５８巻、第９号、９０８頁（198
7年）等に示されており、これらの方法は、現在では定
性的には極めて一般的な方法として知られている。本発
明の金属酸化物の製造方法においても、各原料の混合比
を、上記（Ｉ−１）式あるいは上記（I−２）式の物質
を得るに相応の適当な混合比にて混合し、これを上記一
般的な加熱による反応、燒結法にて製造することが可能
である。
しては、所謂セラミックス材料で一般に使われている様
な原料粉末からの加熱による反応及び焼結法が行われ
る。この様な製造方法の例は、Material Research Bull
etin、第８巻、７７７頁(1973年)、Solid State Commun
ication 、第１７巻、２７頁（1975年）、Zeitschriftf
ur Physik B、第６４巻、１８９頁（1986年）、Physica
l Review Letters 、第５８巻、第９号、９０８頁（198
7年）等に示されており、これらの方法は、現在では定
性的には極めて一般的な方法として知られている。本発
明の金属酸化物の製造方法においても、各原料の混合比
を、上記（Ｉ−１）式あるいは上記（I−２）式の物質
を得るに相応の適当な混合比にて混合し、これを上記一
般的な加熱による反応、燒結法にて製造することが可能
である。
【００１９】又、特に、本発明の金属酸化物を超伝導電
子素子用の基板として用いる場合、原料粉末をフラック
ス等を用い高温で溶解してから単結晶成長させる方法も
本発明において有用である。
子素子用の基板として用いる場合、原料粉末をフラック
ス等を用い高温で溶解してから単結晶成長させる方法も
本発明において有用である。
【００２０】又、本発明の金属酸化物を薄膜の電子素子
やシールド材に利用する場合、原料を含むターゲットを
用いた高周波スパッタリングやマグネトロンスパッタリ
ング等のスパッタリング法、電子ビーム蒸着、ＭＢＥ
法、その他の真空蒸着法あるいはクラスターイオンビー
ム法や原料にガスを使うＣＶＤ法又はプラズマＣＶＤ法
等を使って基板上、もしくは超伝導薄膜上に本発明の金
属酸化物を薄膜状に形成することもできる。
やシールド材に利用する場合、原料を含むターゲットを
用いた高周波スパッタリングやマグネトロンスパッタリ
ング等のスパッタリング法、電子ビーム蒸着、ＭＢＥ
法、その他の真空蒸着法あるいはクラスターイオンビー
ム法や原料にガスを使うＣＶＤ法又はプラズマＣＶＤ法
等を使って基板上、もしくは超伝導薄膜上に本発明の金
属酸化物を薄膜状に形成することもできる。
【００２１】以上述べた本発明の金属酸化物は、焼成条
件や組成によりその超伝導転移温度が変化するが、最適
組成では超伝導転移温度が１２０Ｋを越える。よって、
本発明の金属酸化物は、超伝導体として液体窒素温度で
の利用は勿論、簡単な冷却器によっても利用可能であ
る。
件や組成によりその超伝導転移温度が変化するが、最適
組成では超伝導転移温度が１２０Ｋを越える。よって、
本発明の金属酸化物は、超伝導体として液体窒素温度で
の利用は勿論、簡単な冷却器によっても利用可能であ
る。
【００２２】
【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を
更に具体的に説明する。
更に具体的に説明する。
【００２３】（実施例１〜１２、比較例１〜１０）原料
としてＢｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、
ＣｕＯを用い、これらを適当な組成比に秤量して乾式混
合した。これらの混合物を夫々φ１０mm、厚み１mmのペ
レット状に加圧形成し、形成物を夫々アルミナボートの
上で６００〜９００℃で大気中もしくは酸素と二酸化炭
素の混合ガス中で反応及び焼結させ、本発明及び比較例
の金属酸化物を調製した。これらのサンプルに関し、室
温から液体ヘリウム温度の範囲で４端子による電気抵抗
率測定、ＥＰＭＡによる平均的な組成評価を行った。こ
こでＥＰＭＡの性能上酸素量に関しては２割程度の誤差
が含まれる。また、磁場中での臨界電流密度を評価する
ために、典型的なＢｉ系の材料である比較例１のＢｉ2
Ｓｒ2 ＣａＣｕ2 Ｏ8 のサンプルの１テスラ、５０Ｋで
の臨界電流密度を基準とした場合の各サンプルの同じ条
件下での臨界電流密度を、ＳＱＵＩＤの磁化率測定、も
しくは直流４端子法により測定し、比率αで表わした。
更にＸ線粉末回折、及び電子顕微鏡観察により格子定数
（ｃ軸長）の測定を行なった。
としてＢｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、
ＣｕＯを用い、これらを適当な組成比に秤量して乾式混
合した。これらの混合物を夫々φ１０mm、厚み１mmのペ
レット状に加圧形成し、形成物を夫々アルミナボートの
上で６００〜９００℃で大気中もしくは酸素と二酸化炭
素の混合ガス中で反応及び焼結させ、本発明及び比較例
の金属酸化物を調製した。これらのサンプルに関し、室
温から液体ヘリウム温度の範囲で４端子による電気抵抗
率測定、ＥＰＭＡによる平均的な組成評価を行った。こ
こでＥＰＭＡの性能上酸素量に関しては２割程度の誤差
が含まれる。また、磁場中での臨界電流密度を評価する
ために、典型的なＢｉ系の材料である比較例１のＢｉ2
Ｓｒ2 ＣａＣｕ2 Ｏ8 のサンプルの１テスラ、５０Ｋで
の臨界電流密度を基準とした場合の各サンプルの同じ条
件下での臨界電流密度を、ＳＱＵＩＤの磁化率測定、も
しくは直流４端子法により測定し、比率αで表わした。
更にＸ線粉末回折、及び電子顕微鏡観察により格子定数
（ｃ軸長）の測定を行なった。
【００２４】表１には、実施例の組成式、その臨界電流
密度比α、及びその超伝導転移温度Ｔｃ（Ｋ）及び、格
子定数（ｃ軸長）を示した。又、表２には、比較例の仕
込み組成と、その臨界電流密度比α、及び電気的特性も
しくは超伝導転移する場合は超伝導転移温度Ｔｃ（Ｋ）
を示した。
密度比α、及びその超伝導転移温度Ｔｃ（Ｋ）及び、格
子定数（ｃ軸長）を示した。又、表２には、比較例の仕
込み組成と、その臨界電流密度比α、及び電気的特性も
しくは超伝導転移する場合は超伝導転移温度Ｔｃ（Ｋ）
を示した。
【００２５】以下の表１から明らかであるように、本発
明の金属酸化物は全て、Ｔｃ＝８０Ｋ以上の温度で超伝
導体となることがわかる。また、５０Ｋ、１テスラの条
件下での相対的臨界電流密度も全て、１を上回り、従来
のＢｉ系の材料より改善が見られている。又、格子定数
（ｃ軸長）も全て４１オングストローム以上５２オング
ストローム以下である。更には、特に組成比が、下記
（Ｉ−１）式にて表される金属酸化物は、臨界電流密度
比が２以上になり、且つ、超伝導転移温度が９０Ｋを越
え、超伝導としての特性がより優れていることがわか
る。 （Ｂｉ1-X ＰｂX ）a Ｓｒb Ｃａc Ｃｕc+3-d Ｃd Ｏe ・・・（Ｉ−１）式 ［尚、上記（Ｉ−１）式において、０．２５≦ｘ≦０．
４、１．６≦ａ≦２．４、３．６≦ｂ≦４．４、０．５
≦ｃ≦４．０、０．４≦ｄ≦１．０、１３≦ｅ≦１９で
ある］
明の金属酸化物は全て、Ｔｃ＝８０Ｋ以上の温度で超伝
導体となることがわかる。また、５０Ｋ、１テスラの条
件下での相対的臨界電流密度も全て、１を上回り、従来
のＢｉ系の材料より改善が見られている。又、格子定数
（ｃ軸長）も全て４１オングストローム以上５２オング
ストローム以下である。更には、特に組成比が、下記
（Ｉ−１）式にて表される金属酸化物は、臨界電流密度
比が２以上になり、且つ、超伝導転移温度が９０Ｋを越
え、超伝導としての特性がより優れていることがわか
る。 （Ｂｉ1-X ＰｂX ）a Ｓｒb Ｃａc Ｃｕc+3-d Ｃd Ｏe ・・・（Ｉ−１）式 ［尚、上記（Ｉ−１）式において、０．２５≦ｘ≦０．
４、１．６≦ａ≦２．４、３．６≦ｂ≦４．４、０．５
≦ｃ≦４．０、０．４≦ｄ≦１．０、１３≦ｅ≦１９で
ある］
【００２６】一方、以下の表２の比較例から明らかによ
うに、本発明の組成比以外では、臨界電流密度が１以下
であり、しかも、超伝導転移を示さないか、もしくはＴ
ｃが８０Ｋ以下と低いことがわかる。
うに、本発明の組成比以外では、臨界電流密度が１以下
であり、しかも、超伝導転移を示さないか、もしくはＴ
ｃが８０Ｋ以下と低いことがわかる。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】又、図１には実施例２の試料の電気抵抗率
の温度依存性のグラフを示した。
の温度依存性のグラフを示した。
【００３０】図１から明らかなように、実施例２の試料
は、約１２０Ｋから超伝導転移が始まり１０３Ｋでゼロ
抵抗になっている。このことから液体ヘリウム温度より
はるかに高い温度で超伝導になることがわかる。
は、約１２０Ｋから超伝導転移が始まり１０３Ｋでゼロ
抵抗になっている。このことから液体ヘリウム温度より
はるかに高い温度で超伝導になることがわかる。
【００３１】更に、図２には実施例２の試料を電子顕微
鏡観察して結晶構造を調べた結果のｃ軸に垂直方向から
見た概略図を示す。実施例２の試料は、その結晶構造が
層状ペロブスカイト構造を呈しており、ｃ軸の長さが約
４６オングストロ−ムの斜方晶であった。又、実施例４
の試料を電子線回折で観察したところ、約５２オングス
トロ−ムの長周期構造を示すスポットが得られた。又、
他の実施例の試料に関しても電子顕微鏡観察及びＸ線粉
末回折測定により、結晶構造のｃ軸の長さ測定し、その
結果を上記表１に示した。以上の結果から明らかな通
り、本発明の金属酸化物は、従来のＢｉ系よりも長い周
期構造を有しており、ｃ軸長が４１〜５２オングストロ
−ムの範囲にあり、このことは結晶構造中のＢｉＯ−Ｂ
ｉＯ層の密度を小さくしていることと対応する。
鏡観察して結晶構造を調べた結果のｃ軸に垂直方向から
見た概略図を示す。実施例２の試料は、その結晶構造が
層状ペロブスカイト構造を呈しており、ｃ軸の長さが約
４６オングストロ−ムの斜方晶であった。又、実施例４
の試料を電子線回折で観察したところ、約５２オングス
トロ−ムの長周期構造を示すスポットが得られた。又、
他の実施例の試料に関しても電子顕微鏡観察及びＸ線粉
末回折測定により、結晶構造のｃ軸の長さ測定し、その
結果を上記表１に示した。以上の結果から明らかな通
り、本発明の金属酸化物は、従来のＢｉ系よりも長い周
期構造を有しており、ｃ軸長が４１〜５２オングストロ
−ムの範囲にあり、このことは結晶構造中のＢｉＯ−Ｂ
ｉＯ層の密度を小さくしていることと対応する。
【００３２】以下で他の実施例を挙げて、本発明を更に
詳述する。
詳述する。
【００３３】（実施例１３〜２０）原料としてＢｉ2 Ｏ
3 、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3 、ＢａＣＯ3 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｙ
2Ｏ3 、ＣｕＯを使用し、これらを適当な組成比に秤量
して乾式混合した。これらの混合物を前述同様に反応及
び焼結させ、本発明の金属酸化物を調製し、電気抵抗率
とＥＰＭＡ組成分析、及び相対的な臨界電流密度測定を
同様の条件下で行なった。この際の基準となる試料には
前記と同様に比較例１を使用した。
3 、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3 、ＢａＣＯ3 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｙ
2Ｏ3 、ＣｕＯを使用し、これらを適当な組成比に秤量
して乾式混合した。これらの混合物を前述同様に反応及
び焼結させ、本発明の金属酸化物を調製し、電気抵抗率
とＥＰＭＡ組成分析、及び相対的な臨界電流密度測定を
同様の条件下で行なった。この際の基準となる試料には
前記と同様に比較例１を使用した。
【００３４】表３に、実施例の組成比、その臨界電流密
度比α、及び、その超伝導転移温度Ｔｃ（Ｋ）及び格子
定数（ｃ軸長）を示した。
度比α、及び、その超伝導転移温度Ｔｃ（Ｋ）及び格子
定数（ｃ軸長）を示した。
【００３５】以下の表３から明らかなように、本発明の
金属酸化物が全て、Ｔｃ＝８０Ｋ以上の超伝導体とな
り、且つ、臨界電流密度比も１を越え、従来のＢｉ系の
材料よりも優れていることがわかる。更に、特に、組成
式が下記（Ｉ−２）式で表される金属酸化物は、臨界電
流密度比が２以上で、且つ、超伝導転移温度が９０Ｋを
越えており超伝導の特性が優れていることがわかる。 Ｂｉ1-X ＰｂX ）a （Ｓｒ1-y Ｍy ）b Ｃａc Ｃｕ
c+3-d Ｃd Ｏe ・（Ｉ−２）式 ［尚、上記（Ｉ−２）式において、Ｍは、Ｂａ、Ｙ、及
びランタノイド元素の元素群から選ばれる１種類以上の
元素又は原子団であり、且つ、０．２５≦ｘ≦０．４、
０≦ｙ≦０．２５、１．６≦ａ≦２．４、３．６≦ｂ≦
４．４、０．５≦ｃ≦４．０、０．４≦ｄ≦１．０、１
３≦ｅ≦１９である］
金属酸化物が全て、Ｔｃ＝８０Ｋ以上の超伝導体とな
り、且つ、臨界電流密度比も１を越え、従来のＢｉ系の
材料よりも優れていることがわかる。更に、特に、組成
式が下記（Ｉ−２）式で表される金属酸化物は、臨界電
流密度比が２以上で、且つ、超伝導転移温度が９０Ｋを
越えており超伝導の特性が優れていることがわかる。 Ｂｉ1-X ＰｂX ）a （Ｓｒ1-y Ｍy ）b Ｃａc Ｃｕ
c+3-d Ｃd Ｏe ・（Ｉ−２）式 ［尚、上記（Ｉ−２）式において、Ｍは、Ｂａ、Ｙ、及
びランタノイド元素の元素群から選ばれる１種類以上の
元素又は原子団であり、且つ、０．２５≦ｘ≦０．４、
０≦ｙ≦０．２５、１．６≦ａ≦２．４、３．６≦ｂ≦
４．４、０．５≦ｃ≦４．０、０．４≦ｄ≦１．０、１
３≦ｅ≦１９である］
【００３６】
【表３】
【００３７】
【発明の効果】本発明により以下の効果が期待できる。 （１）超伝導転移温度も８０Ｋ以上と高く、液体ヘリウ
ム中での使用はもちろんのこと、液体窒素や安易な冷却
装置によっても本発明の材料が利用できる。 （２）所謂Ｂｉ系超伝導材料の欠点であった磁場中での
臨界電流密度の低下を抑えることが可能になり、５０
Ｋ、１テラスで比較すると組成により異なるが３倍以上
に向上させることができる。これにより本発明の金属酸
化物は超伝導マグネットとしての材料に適している。
ム中での使用はもちろんのこと、液体窒素や安易な冷却
装置によっても本発明の材料が利用できる。 （２）所謂Ｂｉ系超伝導材料の欠点であった磁場中での
臨界電流密度の低下を抑えることが可能になり、５０
Ｋ、１テラスで比較すると組成により異なるが３倍以上
に向上させることができる。これにより本発明の金属酸
化物は超伝導マグネットとしての材料に適している。
【図１】実施例２の試料の電気抵抗率の温度依存性を示
すグラフを示す図。
すグラフを示す図。
【図２】実施例２の試料を電子顕微鏡観察した結果の結
晶構造のｃ軸に垂直に見た場合の層構成の概略図。
晶構造のｃ軸に垂直に見た場合の層構成の概略図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−233526（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01G 1/00,29/00 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】 組成式が、下記（Ｉ）式にて表わされる
ことを特徴とする金属酸化物。 （Ｂｉ1-x Ｐｂx ）aＳｒb Ｃａc Ｃｕc+3-d Ｃd Ｏe ・・・（Ｉ−１） 式 ［尚、上記（Ｉ）式において、１．６≦ａ≦２．４、
３．６≦ｂ≦４．４、０．５≦ｃ≦４．０、０．４≦ｄ
≦１．０、１３≦ｅ≦１９、０．２５≦ｘ≦０．４であ
る］ - 【請求項２】 組成式が、下記（Ｉ）式にて表わされる
ことを特徴とする金属酸化物。 （Ｂｉ1-x Ｐｂx ）a（Ｓｒ1-y Ｍy ）b Ｃａc Ｃｕc+3-d Ｃd Ｏe ・・・ （Ｉ−２）式［尚、上記（Ｉ）式において、ＭはＢａ、Ｙ、及びラン
タノイド元素の元素群から選ばれる１種類以上の元素又
は原子団であって、且つ、１．６≦ａ≦２．４、３．６
≦ｂ≦４．４、０．５≦ｃ≦４．０、０．４≦ｄ≦１．
０、１３≦ｅ≦１９、０．２５≦ｘ≦０．４、０≦ｙ≦
０．２５である］ - 【請求項３】 結晶格子が、正方晶もしくは斜方晶であ
り、格子定数（ｃ）が４１〜５５オングストロ−ムであ
る請求項１または２に記載の金属酸化物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23641093A JP3287667B2 (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 金属酸化物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23641093A JP3287667B2 (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 金属酸化物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0789725A JPH0789725A (ja) | 1995-04-04 |
| JP3287667B2 true JP3287667B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=17000349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23641093A Expired - Fee Related JP3287667B2 (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 金属酸化物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3287667B2 (ja) |
-
1993
- 1993-09-22 JP JP23641093A patent/JP3287667B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0789725A (ja) | 1995-04-04 |
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