JP3444930B2 - 酸化物超電導体の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導体の製造方法Info
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強磁場下においても高
臨界電流密度を備えた超電導特性を示すＲ1Ｂａ2 Ｃｕ
3 Ｏ7-X 酸化物超電導体の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般式Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X （ただ
し、Ｒは元素周期律表III Ａ族に属する１種類以上の元
素とする）で表わされる酸化物超電導体の成形体の作製
方法として、従来、以下のような種々の方法が知られて
いた。 【０００３】先ずＢａ化合物とＣｕ化合物とを混合
し、８００℃〜８９０℃で焼成してＢａＣｕ化合物を
得、次いで、このＢａＣｕ化合物とＲ化合物とを混合し
たものを成形する方法。 【０００４】Ｒ化合物、Ｂａ化合物およびＣｕ化合物
をそれぞれ適量秤量して成形する方法。 【０００５】Ｒ化合物、Ｂａ化合物およびＣｕ化合物
を混合した後、８００℃〜９００℃で焼成してＲ2 Ｂａ
1 Ｃｕ1 Ｏ5 体として得たものを粉砕して粉末とする。
次に、Ｂａ化合物とＣｕ化合物とを混合した後８００℃
〜８９０℃で焼成してＢａＣｕ化合物を得て、粉末化
し、これらのＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 粉末とＢａＣｕ化合
物粉末とを混合して成形する方法。 【０００６】Ｒ化合物、Ｂａ化合物、Ｃｕ化合物を混
合し、その後８００℃〜１０００℃で焼成しＲ2 Ｂａ1
Ｃｕ1 Ｏ5 として得たものを粉砕して粉末とする。次
に、Ｒ化合物、Ｂａ化合物とＣｕ化合物を混合し、８０
０℃〜９５０℃で焼成してＲ1Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 体と
して得たものを粉砕して粉末とする。そして得られたこ
れらのＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 粉末とＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-X 粉末とを混合して成形する方法。 【０００７】しかしながら上述の従来法のうちに示す
方法においては、ＢａＣｕ化合物を合成すると粒同志が
凝集して２次粒子の平均粒径が大きなものになってしま
い、そのため、Ｒ化合物との混合段階でＢａＣｕ化合物
が十分粉砕されなかったり、均一な微細分散が行なわれ
なかったりすることによって、成形後の焼成段階で固相
反応性が悪く十分に均一な所望の組織を得ることができ
ないという欠点を有していた。 【０００８】また、上記〜に示す方法においても、
前記と同様の理由から原料の均一な分散に関して十分な
ものが得られなかった。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】一般にＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ
1 Ｏ5 相がＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 相中に均一かつ微細
に分散した試料は、強磁場下においても高臨界電流密度
を備えた超電導特性を示すと言われている。 【００１０】しかしながら従来法においては、いずれも
得られたＢａＣｕ化合物の粒子が凝集することによっ
て、２次粒子の平均粒径が大きいものとなりＲ化合物と
の混合物が均一かつ微細なものとならないことからＲ2
Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相がＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 相中に微
細に分散した酸化物超電導体を得ることができなかっ
た。 【００１１】したがって本発明は、新規な手段によって
原料粉を均一かつ微細なものとし、次いでこれらの新規
粉末を成形してＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相がＲ1 Ｂａ2 Ｃ
ｕ3Ｏ7-X 相中に均一かつ微細に分散した酸化物超電導
体を得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】本発明者等はかかる課題
を解決するために鋭意研究をしたところ、共沈法を用い
て微細なＢａ、Ｃｕ有機複合塩を作製し、それを焼成・
粉砕することによって従来法で得られるＢａＣｕ化合物
よりも凝集の少ない平均粒径２０μｍ以下の２次粒子を
作製できることを見出し、本発明を提供することができ
た。 【００１３】すなわち本発明は、一般式Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ
3 Ｏ7-X （ただし、Ｒは元素周期律表III Ａ族に属する
１種の元素または２種以上の元素の混合物である）で表
わされる酸化物超電導体の製造方法であって、（１）Ｒ
化合物、Ｂａ化合物およびＣｕ化合物のそれぞれを、
Ｒ、Ｂａ、Ｃｕ３成分系の組成を表わす三角座標上の点
Ｐ（Ｒ：Ｂａ：Ｃｕ）が同座標上の点Ａ（５５：１０：
３５）、Ｂ（４０：４０：２０）、Ｃ（１０：６０：３
０）およびＤ（１０：２５：６５）で囲まれる領域の内
側に含まれる点となるようなモル比で秤量する工程、
（２）前記領域内のモル比におけるＢａ化合物とＣｕ化
合物とを有機酸に溶解して得たＢａＣｕ有機複合塩を焼
成することによって平均粒径２０μｍ以下のＢａＣｕ化
合物を得る工程および、（３）前記ＢａＣｕ化合物とＲ
化合物との混合物を用いて成形体と成したものを、１０
５０℃〜１３００℃で焼成した後、室温まで徐冷するこ
とによってＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相をＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3
Ｏ7-X 中に均一かつ微細に分散した酸化物超電導体と成
す工程から成ることを特徴とする酸化物超電導体の製造
方法に関するものである。 【００１４】 【作用】本発明においてＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 がＲ1 Ｂ
ａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 中に微細に分散されたより大型の結晶
より成るＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X の酸化物超電導体を得
るために、出発原料粉中のＲ、Ｂａ、Ｃｕ元素の比が適
した割合で存在しなければならないことから以下の組成
範囲とした。 【００１５】図４に示すようなＲ、Ｂａ、Ｃｕ３成分系
の組成を表わす三角座標上の点として表わした場合に、
（Ｒ：Ｂａ：Ｃｕ）の組成が、（５５：１０；３５）の
場合より、Ｒが多くなるかもしくはＢａが少なくなると
Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 相の成長が進まなくなる。ま
た、（４０：４０：２０）よりＲが多くなるか、もしく
はＢａが多くなると不純物の析出が多くなり、特性を劣
化させる。さらに、（１０：２５：６５）よりＣｕが多
くなると、液相成分が多くなり溶融した際に形状が保て
なくなる。 【００１６】このような理由から、本発明の組成範囲
は、三角座標上の点として表わした点Ｐ（Ｒ：Ｂａ：Ｃ
ｕ）が同座標上の４点Ａ（５５：１０：３５）、Ｂ（４
０：４０：２０）、Ｃ（１０：６０：３０）、Ｄ（１
０：２５：６５）で囲まれる領域内の組成に限定した。 【００１７】本発明者は上記組成範囲に含まれるＢａＣ
ｕ化合物を焼成・粉砕して得た２次粒子の平均粒径と臨
界電流密度の関係を予め求め、その結果を図１に示し
た。これらの結果からＢａＣｕ化合物の２次粒子の平均
粒径は２０μｍ以下が好ましいことが判明した。 【００１８】本発明は、上述の微細な原料粉を用いるこ
とによって、Ｒ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5相がＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ
3 Ｏ7-X 相中に均一かつ微細に分散した酸化物超電導体
を得ることを可能としたものであるが、これは以下の理
由による。 【００１９】すなわち、一般式Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X
で表わされる酸化物超電導体は、焼成段階の９００〜１
０６０℃以下でＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相とＲ1 Ｂａ2 Ｃ
ｕ3Ｏ7-X 相を形成する。この段階で原料粉が均一かつ
微細に混合されているため固相反応性が良くなり核形成
が一斉に行なわれ、そのため核成長は抑えられＲ2 Ｂａ
1 Ｃｕ1 Ｏ5 相とＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 相を微細かつ
均一なものとすることができるのである。 【００２０】その後、１０５０〜１３００℃の溶融状態
に昇温するとＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5相と液相（ＢａＣｕ
相）になり、次いで、この状態から９００〜１０６０℃
に降温してこれを徐冷すると、Ｒ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 を
核とする包晶反応によりＲ1Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 相が生
成する。 【００２１】このとき、本発明の場合、Ｒ2 Ｂａ1 Ｃｕ
1 Ｏ5 が微細に分散しているため従来よりもＲ2 Ｂａ1
Ｃｕ1 Ｏ5 相がＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 相中に均一かつ
微細に分散した酸化物超電導体を得ることができ、この
結果、得られた酸化物超電導体は、強磁場下における臨
界電流密度の向上が計られることから、応用上は、磁気
反発力を利用した磁気軸受け等の特性の向上に寄与でき
るものとなるのである。 【００２２】以下、実施例をもって詳細に説明するが、
本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。 【００２３】 【実施例１】予めＢａ：Ｃｕ＝２４：３４（モル比）に
なるようにＣｕＣＯ3 Ｃｕ（ＯＨ）2 とＢａＣＯ3 を秤
量したものをクエン酸溶液に溶解し、これを蒸発・乾固
させてＢａ、Ｃｕ有機複合塩を得た。 【００２４】次いで得られたＢａ、Ｃｕ複合塩を５００
℃で仮焼成し平均粒径２．９５μｍの仮焼粉を得、さら
に、該仮焼粉を５００〜８８０℃で１４０時間焼成して
ＢａＣｕ化合物を得た。 【００２５】次いでＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝１８：２４：３４
となるように、上記のＢａＣｕ化合物と平均粒径１μｍ
のＹ2 Ｏ3 を秤量し、また、Ｒ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相を
Ｒ1Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 中に微細に分散させる効果があ
るＰt を０．５wt％添加した後、これらを混合して、直
径２インチ径のペレットを成形した。 【００２６】次いで、得られた成形体を電気炉を用いて
１〜２０℃／min で１１００℃まで昇温し、その温度で
２０分間保持した後、５〜２０℃／min の割合で１０５
０℃まで降温し、さらに３℃／min で徐冷した。 【００２７】このようにして得られた直径４４mm、厚さ
８mmの酸化物超電導体を研磨後、偏光顕微鏡で組織観察
したところ、図２に示されるようにＹ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ
5 相がＹ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 相中に均一かつ微細に分
散した組織であった。この場合、図中の斑点がＹ2 Ｂａ
1 Ｃｕ1 Ｏ5 相を示しているが、本酸化物超電導体の臨
界電流密度は、１Ｔの磁場下で１．１×１０4 Ａ／cm2
であった。 【００２８】 【実施例２】予めＢａ：Ｃｕ＝２４：３４（モル比）に
なるようにＢａ（ＮＯ3 ）2 とＣｕ（ＮＯ3 ）2 を秤量
したものを純水に溶解して硝酸塩と成し、次いで、シュ
ウ酸をエタノールに溶かした溶液に、上記の硝酸塩を滴
下し沈殿させた後、この沈澱物のｐＨをトリエチルアミ
ンによって中和し、該沈殿物を、濾過、乾燥してＢａ、
Ｃｕ有機複合塩を得た。 【００２９】次いで得られたＢａ、Ｃｕ有機複合塩を５
００℃で仮焼成し平均粒径３μｍの仮焼粉を得、さら
に、この仮焼粉を５００〜９５０℃で１４０時間焼成し
てＢａＣｕ化合物を得た。 【００３０】次いでＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝１８：２４：３４
（モル比）となるように、上記のＢａＣｕ化合物と平均
粒径１μｍのＹ2 Ｏ3 を秤量したものに、Ｐt を０．５
wt％添加した後、これらを混合して、直径２インチ径の
ペレットを成形した。 【００３１】次いで、得られた成形体を電気炉を用いて
１〜２０℃／min で１１００℃まで昇温し、その温度で
２０分間保持した後、５〜２０℃／min の割合で１０５
０℃まで降温し、さらに３℃／min で徐冷した。 【００３２】このようにして得られた直径４４mm、厚さ
８mmの酸化物超電導体を研磨後、偏光顕微鏡で組織観察
したところ、実施例１同様にＹ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相が
Ｙ1Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 相中に均一かつ微細に分散した
組織となっており、臨界電流密度は、１Ｔの磁場下で
１．０×１０4 Ａ／cm2 であった。 【００３３】 【比較例１】予めＢａ：Ｃｕ＝２４：３４（モル比）に
なるように平均粒径１μｍのＢａＣＯ3 とＣｕＯとを混
合した後、８５０℃〜９００℃で２４時間焼成してＢａ
Ｃｕ化合物を得た。 【００３４】次いでＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝１８：２４：３４
となるように、上記のＢａＣｕ化合物と平均粒径１μｍ
のＹ2 Ｏ3 を秤量した後、混合して、直径２インチ径の
ペレットを成形した。 【００３５】次いで、得られた成形体を電気炉を用いて
１〜２０℃／min で１１００℃まで昇温し、その温度で
２０分間保持した後、５〜２０℃／min の割合で１０５
０℃まで降温し、さらに３℃／min で徐冷した。 【００３６】こうして得られた直径４３mm、厚さ８mmの
酸化物超電導体を研磨後、偏光顕微鏡で組織観察したと
ころ、図３に示すように実施例に比較してＹ1 Ｂａ2 Ｃ
ｕ3Ｏ7-X 相中のＹ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相が不均一で微
細でない組織であった。この場合、図３中の斑点がＹ2
Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相を示し、この酸化物超電導体の臨界
電流密度は、１Ｔの磁場下で０．７×１０4 Ａ／cm2 で
あった。 【００３７】 【発明の効果】上述のように本発明は、酸化物超電導体
の製造法の１種である溶融法によって製造するものであ
るが、予め原料のＢａＣｕ化合物を共沈法を用いて有機
複合塩を作製した焼成粉を用いることによって、従来よ
りも凝集の抑えられた、すなわち２次粒子の平均粒径が
小さい原料粉を用いることに特徴があるもので、これに
よってＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相がＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-X 相中に均一に微細した酸化物超電導体を安定して製
造することができ、これらは強磁場下での臨界電流密度
を向上することができるものである。
臨界電流密度を備えた超電導特性を示すＲ1Ｂａ2 Ｃｕ
3 Ｏ7-X 酸化物超電導体の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般式Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X （ただ
し、Ｒは元素周期律表III Ａ族に属する１種類以上の元
素とする）で表わされる酸化物超電導体の成形体の作製
方法として、従来、以下のような種々の方法が知られて
いた。 【０００３】先ずＢａ化合物とＣｕ化合物とを混合
し、８００℃〜８９０℃で焼成してＢａＣｕ化合物を
得、次いで、このＢａＣｕ化合物とＲ化合物とを混合し
たものを成形する方法。 【０００４】Ｒ化合物、Ｂａ化合物およびＣｕ化合物
をそれぞれ適量秤量して成形する方法。 【０００５】Ｒ化合物、Ｂａ化合物およびＣｕ化合物
を混合した後、８００℃〜９００℃で焼成してＲ2 Ｂａ
1 Ｃｕ1 Ｏ5 体として得たものを粉砕して粉末とする。
次に、Ｂａ化合物とＣｕ化合物とを混合した後８００℃
〜８９０℃で焼成してＢａＣｕ化合物を得て、粉末化
し、これらのＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 粉末とＢａＣｕ化合
物粉末とを混合して成形する方法。 【０００６】Ｒ化合物、Ｂａ化合物、Ｃｕ化合物を混
合し、その後８００℃〜１０００℃で焼成しＲ2 Ｂａ1
Ｃｕ1 Ｏ5 として得たものを粉砕して粉末とする。次
に、Ｒ化合物、Ｂａ化合物とＣｕ化合物を混合し、８０
０℃〜９５０℃で焼成してＲ1Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 体と
して得たものを粉砕して粉末とする。そして得られたこ
れらのＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 粉末とＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-X 粉末とを混合して成形する方法。 【０００７】しかしながら上述の従来法のうちに示す
方法においては、ＢａＣｕ化合物を合成すると粒同志が
凝集して２次粒子の平均粒径が大きなものになってしま
い、そのため、Ｒ化合物との混合段階でＢａＣｕ化合物
が十分粉砕されなかったり、均一な微細分散が行なわれ
なかったりすることによって、成形後の焼成段階で固相
反応性が悪く十分に均一な所望の組織を得ることができ
ないという欠点を有していた。 【０００８】また、上記〜に示す方法においても、
前記と同様の理由から原料の均一な分散に関して十分な
ものが得られなかった。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】一般にＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ
1 Ｏ5 相がＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 相中に均一かつ微細
に分散した試料は、強磁場下においても高臨界電流密度
を備えた超電導特性を示すと言われている。 【００１０】しかしながら従来法においては、いずれも
得られたＢａＣｕ化合物の粒子が凝集することによっ
て、２次粒子の平均粒径が大きいものとなりＲ化合物と
の混合物が均一かつ微細なものとならないことからＲ2
Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相がＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 相中に微
細に分散した酸化物超電導体を得ることができなかっ
た。 【００１１】したがって本発明は、新規な手段によって
原料粉を均一かつ微細なものとし、次いでこれらの新規
粉末を成形してＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相がＲ1 Ｂａ2 Ｃ
ｕ3Ｏ7-X 相中に均一かつ微細に分散した酸化物超電導
体を得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】本発明者等はかかる課題
を解決するために鋭意研究をしたところ、共沈法を用い
て微細なＢａ、Ｃｕ有機複合塩を作製し、それを焼成・
粉砕することによって従来法で得られるＢａＣｕ化合物
よりも凝集の少ない平均粒径２０μｍ以下の２次粒子を
作製できることを見出し、本発明を提供することができ
た。 【００１３】すなわち本発明は、一般式Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ
3 Ｏ7-X （ただし、Ｒは元素周期律表III Ａ族に属する
１種の元素または２種以上の元素の混合物である）で表
わされる酸化物超電導体の製造方法であって、（１）Ｒ
化合物、Ｂａ化合物およびＣｕ化合物のそれぞれを、
Ｒ、Ｂａ、Ｃｕ３成分系の組成を表わす三角座標上の点
Ｐ（Ｒ：Ｂａ：Ｃｕ）が同座標上の点Ａ（５５：１０：
３５）、Ｂ（４０：４０：２０）、Ｃ（１０：６０：３
０）およびＤ（１０：２５：６５）で囲まれる領域の内
側に含まれる点となるようなモル比で秤量する工程、
（２）前記領域内のモル比におけるＢａ化合物とＣｕ化
合物とを有機酸に溶解して得たＢａＣｕ有機複合塩を焼
成することによって平均粒径２０μｍ以下のＢａＣｕ化
合物を得る工程および、（３）前記ＢａＣｕ化合物とＲ
化合物との混合物を用いて成形体と成したものを、１０
５０℃〜１３００℃で焼成した後、室温まで徐冷するこ
とによってＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相をＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3
Ｏ7-X 中に均一かつ微細に分散した酸化物超電導体と成
す工程から成ることを特徴とする酸化物超電導体の製造
方法に関するものである。 【００１４】 【作用】本発明においてＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 がＲ1 Ｂ
ａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 中に微細に分散されたより大型の結晶
より成るＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X の酸化物超電導体を得
るために、出発原料粉中のＲ、Ｂａ、Ｃｕ元素の比が適
した割合で存在しなければならないことから以下の組成
範囲とした。 【００１５】図４に示すようなＲ、Ｂａ、Ｃｕ３成分系
の組成を表わす三角座標上の点として表わした場合に、
（Ｒ：Ｂａ：Ｃｕ）の組成が、（５５：１０；３５）の
場合より、Ｒが多くなるかもしくはＢａが少なくなると
Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 相の成長が進まなくなる。ま
た、（４０：４０：２０）よりＲが多くなるか、もしく
はＢａが多くなると不純物の析出が多くなり、特性を劣
化させる。さらに、（１０：２５：６５）よりＣｕが多
くなると、液相成分が多くなり溶融した際に形状が保て
なくなる。 【００１６】このような理由から、本発明の組成範囲
は、三角座標上の点として表わした点Ｐ（Ｒ：Ｂａ：Ｃ
ｕ）が同座標上の４点Ａ（５５：１０：３５）、Ｂ（４
０：４０：２０）、Ｃ（１０：６０：３０）、Ｄ（１
０：２５：６５）で囲まれる領域内の組成に限定した。 【００１７】本発明者は上記組成範囲に含まれるＢａＣ
ｕ化合物を焼成・粉砕して得た２次粒子の平均粒径と臨
界電流密度の関係を予め求め、その結果を図１に示し
た。これらの結果からＢａＣｕ化合物の２次粒子の平均
粒径は２０μｍ以下が好ましいことが判明した。 【００１８】本発明は、上述の微細な原料粉を用いるこ
とによって、Ｒ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5相がＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ
3 Ｏ7-X 相中に均一かつ微細に分散した酸化物超電導体
を得ることを可能としたものであるが、これは以下の理
由による。 【００１９】すなわち、一般式Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X
で表わされる酸化物超電導体は、焼成段階の９００〜１
０６０℃以下でＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相とＲ1 Ｂａ2 Ｃ
ｕ3Ｏ7-X 相を形成する。この段階で原料粉が均一かつ
微細に混合されているため固相反応性が良くなり核形成
が一斉に行なわれ、そのため核成長は抑えられＲ2 Ｂａ
1 Ｃｕ1 Ｏ5 相とＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 相を微細かつ
均一なものとすることができるのである。 【００２０】その後、１０５０〜１３００℃の溶融状態
に昇温するとＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5相と液相（ＢａＣｕ
相）になり、次いで、この状態から９００〜１０６０℃
に降温してこれを徐冷すると、Ｒ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 を
核とする包晶反応によりＲ1Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 相が生
成する。 【００２１】このとき、本発明の場合、Ｒ2 Ｂａ1 Ｃｕ
1 Ｏ5 が微細に分散しているため従来よりもＲ2 Ｂａ1
Ｃｕ1 Ｏ5 相がＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 相中に均一かつ
微細に分散した酸化物超電導体を得ることができ、この
結果、得られた酸化物超電導体は、強磁場下における臨
界電流密度の向上が計られることから、応用上は、磁気
反発力を利用した磁気軸受け等の特性の向上に寄与でき
るものとなるのである。 【００２２】以下、実施例をもって詳細に説明するが、
本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。 【００２３】 【実施例１】予めＢａ：Ｃｕ＝２４：３４（モル比）に
なるようにＣｕＣＯ3 Ｃｕ（ＯＨ）2 とＢａＣＯ3 を秤
量したものをクエン酸溶液に溶解し、これを蒸発・乾固
させてＢａ、Ｃｕ有機複合塩を得た。 【００２４】次いで得られたＢａ、Ｃｕ複合塩を５００
℃で仮焼成し平均粒径２．９５μｍの仮焼粉を得、さら
に、該仮焼粉を５００〜８８０℃で１４０時間焼成して
ＢａＣｕ化合物を得た。 【００２５】次いでＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝１８：２４：３４
となるように、上記のＢａＣｕ化合物と平均粒径１μｍ
のＹ2 Ｏ3 を秤量し、また、Ｒ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相を
Ｒ1Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 中に微細に分散させる効果があ
るＰt を０．５wt％添加した後、これらを混合して、直
径２インチ径のペレットを成形した。 【００２６】次いで、得られた成形体を電気炉を用いて
１〜２０℃／min で１１００℃まで昇温し、その温度で
２０分間保持した後、５〜２０℃／min の割合で１０５
０℃まで降温し、さらに３℃／min で徐冷した。 【００２７】このようにして得られた直径４４mm、厚さ
８mmの酸化物超電導体を研磨後、偏光顕微鏡で組織観察
したところ、図２に示されるようにＹ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ
5 相がＹ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 相中に均一かつ微細に分
散した組織であった。この場合、図中の斑点がＹ2 Ｂａ
1 Ｃｕ1 Ｏ5 相を示しているが、本酸化物超電導体の臨
界電流密度は、１Ｔの磁場下で１．１×１０4 Ａ／cm2
であった。 【００２８】 【実施例２】予めＢａ：Ｃｕ＝２４：３４（モル比）に
なるようにＢａ（ＮＯ3 ）2 とＣｕ（ＮＯ3 ）2 を秤量
したものを純水に溶解して硝酸塩と成し、次いで、シュ
ウ酸をエタノールに溶かした溶液に、上記の硝酸塩を滴
下し沈殿させた後、この沈澱物のｐＨをトリエチルアミ
ンによって中和し、該沈殿物を、濾過、乾燥してＢａ、
Ｃｕ有機複合塩を得た。 【００２９】次いで得られたＢａ、Ｃｕ有機複合塩を５
００℃で仮焼成し平均粒径３μｍの仮焼粉を得、さら
に、この仮焼粉を５００〜９５０℃で１４０時間焼成し
てＢａＣｕ化合物を得た。 【００３０】次いでＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝１８：２４：３４
（モル比）となるように、上記のＢａＣｕ化合物と平均
粒径１μｍのＹ2 Ｏ3 を秤量したものに、Ｐt を０．５
wt％添加した後、これらを混合して、直径２インチ径の
ペレットを成形した。 【００３１】次いで、得られた成形体を電気炉を用いて
１〜２０℃／min で１１００℃まで昇温し、その温度で
２０分間保持した後、５〜２０℃／min の割合で１０５
０℃まで降温し、さらに３℃／min で徐冷した。 【００３２】このようにして得られた直径４４mm、厚さ
８mmの酸化物超電導体を研磨後、偏光顕微鏡で組織観察
したところ、実施例１同様にＹ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相が
Ｙ1Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 相中に均一かつ微細に分散した
組織となっており、臨界電流密度は、１Ｔの磁場下で
１．０×１０4 Ａ／cm2 であった。 【００３３】 【比較例１】予めＢａ：Ｃｕ＝２４：３４（モル比）に
なるように平均粒径１μｍのＢａＣＯ3 とＣｕＯとを混
合した後、８５０℃〜９００℃で２４時間焼成してＢａ
Ｃｕ化合物を得た。 【００３４】次いでＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝１８：２４：３４
となるように、上記のＢａＣｕ化合物と平均粒径１μｍ
のＹ2 Ｏ3 を秤量した後、混合して、直径２インチ径の
ペレットを成形した。 【００３５】次いで、得られた成形体を電気炉を用いて
１〜２０℃／min で１１００℃まで昇温し、その温度で
２０分間保持した後、５〜２０℃／min の割合で１０５
０℃まで降温し、さらに３℃／min で徐冷した。 【００３６】こうして得られた直径４３mm、厚さ８mmの
酸化物超電導体を研磨後、偏光顕微鏡で組織観察したと
ころ、図３に示すように実施例に比較してＹ1 Ｂａ2 Ｃ
ｕ3Ｏ7-X 相中のＹ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相が不均一で微
細でない組織であった。この場合、図３中の斑点がＹ2
Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相を示し、この酸化物超電導体の臨界
電流密度は、１Ｔの磁場下で０．７×１０4 Ａ／cm2 で
あった。 【００３７】 【発明の効果】上述のように本発明は、酸化物超電導体
の製造法の１種である溶融法によって製造するものであ
るが、予め原料のＢａＣｕ化合物を共沈法を用いて有機
複合塩を作製した焼成粉を用いることによって、従来よ
りも凝集の抑えられた、すなわち２次粒子の平均粒径が
小さい原料粉を用いることに特徴があるもので、これに
よってＲ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相がＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-X 相中に均一に微細した酸化物超電導体を安定して製
造することができ、これらは強磁場下での臨界電流密度
を向上することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＢａＣｕ化合物の平均粒径と臨界電流密度との
関係を示す図である。 【図２】実施例１で製造された酸化物超電導体の組織を
示す偏光顕微鏡写真である。 【図３】比較例１で製造された酸化物超電導体の組織を
示す偏光顕微鏡写真である。 【図４】Ｒ、Ｂａ、Ｃｕ ３成分系の組成を表わす三角
座標上において、本発明の酸化物超電導体を得るのに適
した組成が占める領域を示す図である。
関係を示す図である。 【図２】実施例１で製造された酸化物超電導体の組織を
示す偏光顕微鏡写真である。 【図３】比較例１で製造された酸化物超電導体の組織を
示す偏光顕微鏡写真である。 【図４】Ｒ、Ｂａ、Ｃｕ ３成分系の組成を表わす三角
座標上において、本発明の酸化物超電導体を得るのに適
した組成が占める領域を示す図である。
フロントページの続き
(72)発明者 長屋 重夫
愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番
地の１ 中部電力株式会社 電力技術研
究所内
(72)発明者 平野 直樹
愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番
地の１ 中部電力株式会社 電力技術研
究所内
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C01G 1/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 一般式Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X （ただ
し、Ｒは元素周期律表III Ａ族に属する１種の元素また
は２種以上の元素の混合物である）で表わされる酸化物
超電導体の製造方法であって、（１）Ｒ化合物、Ｂａ化
合物およびＣｕ化合物のそれぞれを、Ｒ、Ｂａ、Ｃｕ３
成分系の組成を表わす三角座標上の点Ｐ（Ｒ：Ｂａ：Ｃ
ｕ）が同座標上の点Ａ（５５：１０：３５）、Ｂ（４
０：４０：２０）、Ｃ（１０：６０：３０）およびＤ
（１０：２５：６５）で囲まれる領域の内側に含まれる
点となるようなモル比で秤量する工程、（２）前記領域
内のモル比におけるＢａ化合物とＣｕ化合物とを有機酸
に溶解して得たＢａＣｕ有機複合塩を焼成することによ
って平均粒径２０μｍ以下のＢａＣｕ化合物を得る工程
および、（３）前記ＢａＣｕ化合物とＲ化合物との混合
物を用いて成形体と成したものを、１０５０℃〜１３０
０℃で焼成した後、室温まで徐冷することによってＲ2
Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 相をＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 中に均一
かつ微細に分散した酸化物超電導体と成す工程から成る
ことを特徴とする酸化物超電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20871693A JP3444930B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 酸化物超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20871693A JP3444930B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 酸化物超電導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0741319A JPH0741319A (ja) | 1995-02-10 |
| JP3444930B2 true JP3444930B2 (ja) | 2003-09-08 |
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ID=16560906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20871693A Expired - Fee Related JP3444930B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 酸化物超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3444930B2 (ja) |
-
1993
- 1993-07-30 JP JP20871693A patent/JP3444930B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0741319A (ja) | 1995-02-10 |
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