JPH01108149A - 酸化物超電導材料 - Google Patents
酸化物超電導材料Info
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- JPH01108149A JPH01108149A JP62263444A JP26344487A JPH01108149A JP H01108149 A JPH01108149 A JP H01108149A JP 62263444 A JP62263444 A JP 62263444A JP 26344487 A JP26344487 A JP 26344487A JP H01108149 A JPH01108149 A JP H01108149A
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Classifications
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、超電導マグネットやジョセフソン接合寮子等
に用いられる、酸化物超電導材料に闇するものである。
に用いられる、酸化物超電導材料に闇するものである。
従来の技術
超電導材料は、ｌ）電気抵抗がゼロである、２）完全反
磁性である、 ３）ジョセフソン効果がある、といった
、他の材料にない特性を持っており、電力輸送、発電器
、核融合プラズマ閘じ込め、磁気浮上列車、（ａ気シー
ルド、高速コンピュータ等の幅広い応用がＪ１１１持さ
れている。ところが、従来の金属系超電導体では、超電
導転移温度は最も高いものでも２３に程度であり、実使
用時には高価な液体ヘリウムと大がかりな断熱装置を使
って冷却する必要があり工業上大きな問題であった。こ
のため、より高温で超電導体となる材料の探索が行われ
ていた。
磁性である、 ３）ジョセフソン効果がある、といった
、他の材料にない特性を持っており、電力輸送、発電器
、核融合プラズマ閘じ込め、磁気浮上列車、（ａ気シー
ルド、高速コンピュータ等の幅広い応用がＪ１１１持さ
れている。ところが、従来の金属系超電導体では、超電
導転移温度は最も高いものでも２３に程度であり、実使
用時には高価な液体ヘリウムと大がかりな断熱装置を使
って冷却する必要があり工業上大きな問題であった。こ
のため、より高温で超電導体となる材料の探索が行われ
ていた。
１９８７年２月に、新たなセラミックス系超電導物質、
Ｙ Ｂ ａ２ｃ ｕ ３０ｒ−にが見いだされ、ざらに
Ｙを他の希土類元素（Ｌａ、 Ｎｄ、 Ｓｍ、
Ｅｕ。
Ｙ Ｂ ａ２ｃ ｕ ３０ｒ−にが見いだされ、ざらに
Ｙを他の希土類元素（Ｌａ、 Ｎｄ、 Ｓｍ、
Ｅｕ。
Ｇｄ、 Ｄｙ、 Ｈａ、 Ｅｒ、 Ｔｍ、 Ｙｂ、 １
．ｌＪ）で置き換えた物質についても、超電導状態とな
ることが確認された。これらのセラミックスは、超電導
転移温度が９５に程度と高く、冷却には安価な液体窒素
（沸点７７Ｋ）を用いる事が出来、また冷却装置も小型
となるので、応用範囲も広がるものと期待される。この
ため現在、これらの化合物の製造法、物性、応用等に関
して多くの研究がなされている。
．ｌＪ）で置き換えた物質についても、超電導状態とな
ることが確認された。これらのセラミックスは、超電導
転移温度が９５に程度と高く、冷却には安価な液体窒素
（沸点７７Ｋ）を用いる事が出来、また冷却装置も小型
となるので、応用範囲も広がるものと期待される。この
ため現在、これらの化合物の製造法、物性、応用等に関
して多くの研究がなされている。
発明が解決しようとする間にｎ点
これらのセラミックスは、通宝、含まれている各金属成
分の酸化物、炭酸塩等を機械的に混合した後坂焼し、得
られた仮焼粉を成形し、焼成する方法で製造される。こ
の方法では、超電導材料であるペロブスカイト型構造を
持つＬｎＢａ２Ｃｕ３０７−Ｘが生成するためには、９
００℃程度以上の温度で焼成する必要があり、また、９
８０℃程度以−Ｆの温度になると Ｌ ｎ Ｂ ａ ２
ＣＩＪ ３０ｒ−ｘ相が分解してしまうために、焼成温
度は９００℃〜９８０℃程度に限られている。ところが
、これらのセラミックスはその焼結性が低いために、こ
の温度範囲内では充分高密度な焼結体が得られず、実使
用する場合に、機械的強度が低い、臨界電流密度が小さ
い等の欠点があった。
分の酸化物、炭酸塩等を機械的に混合した後坂焼し、得
られた仮焼粉を成形し、焼成する方法で製造される。こ
の方法では、超電導材料であるペロブスカイト型構造を
持つＬｎＢａ２Ｃｕ３０７−Ｘが生成するためには、９
００℃程度以上の温度で焼成する必要があり、また、９
８０℃程度以−Ｆの温度になると Ｌ ｎ Ｂ ａ ２
ＣＩＪ ３０ｒ−ｘ相が分解してしまうために、焼成温
度は９００℃〜９８０℃程度に限られている。ところが
、これらのセラミックスはその焼結性が低いために、こ
の温度範囲内では充分高密度な焼結体が得られず、実使
用する場合に、機械的強度が低い、臨界電流密度が小さ
い等の欠点があった。
間ご点を解決するための手段
化学式（Ｌ ｎ １−ＺＧ ａｚ）Ｂ ａ ２Ｃ１１３
０ｖ−ｘ （Ｌ ｎはＹ、 Ｌａ、 Ｎｄ、 Ｓｍ、
Ｅｕ、 Ｃｄ、 Ｄｙ、 Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌ
ｕの内の少なくとも一種類以上の金属）で表され、Ｚが
０．０２≦Ｚ≦０．２３の範囲内に有る酸化物超電導材
料とする。
０ｖ−ｘ （Ｌ ｎはＹ、 Ｌａ、 Ｎｄ、 Ｓｍ、
Ｅｕ、 Ｃｄ、 Ｄｙ、 Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌ
ｕの内の少なくとも一種類以上の金属）で表され、Ｚが
０．０２≦Ｚ≦０．２３の範囲内に有る酸化物超電導材
料とする。
作用
本発明の（Ｌ ｎ ＋−ｚＧ ａｚ）Ｂ ａ２ｃ ＬＪ
３０７−Ｘセラミックスでは、Ｇａをペロブスカイト
のＡサイトに置換固溶させることにより、同一焼成温度
では、特性を劣下させずに焼結体密度をトげることが可
能である。また、同一焼結体密度となる温度は低下する
。
３０７−Ｘセラミックスでは、Ｇａをペロブスカイト
のＡサイトに置換固溶させることにより、同一焼成温度
では、特性を劣下させずに焼結体密度をトげることが可
能である。また、同一焼結体密度となる温度は低下する
。
実施例
以下、 実施例で本発明を説明する。
実施例１
試薬特級のＹ２Ｏ３，Ｇａ２Ｏ：＋、ＢａＣＯ３，ＣＵ
Ｏ粉末を、（Ｙ＋−ｚＧ ａｚ）Ｂ ａ２ｃ ｕ ３０
７−ｘＥＨ成で、Ｃｕに対するＢｉの置換率が０％、１
％、２％。
Ｏ粉末を、（Ｙ＋−ｚＧ ａｚ）Ｂ ａ２ｃ ｕ ３０
７−ｘＥＨ成で、Ｃｕに対するＢｉの置換率が０％、１
％、２％。
５％、１０％、３０％、４０％となり、合計重量が約１
００ｇとなるようにそれぞれ秤用し、これらをメノウボ
ールミルでエタノール１５０ｍ１にて１８時時間式混合
した。混合物を１２０℃で乾燥した後、アルミナ坩堝に
入れ、８５０℃で５時間、空気中で仮焼した。仮焼粉を
粗粉砕し、さらに８５０℃で５時間、空気中で再仮焼し
た。これらの２回仮焼粉を、メノウボールミルでエタノ
ール１００ｍ１にて１８時時間式粉砕し、１２０℃で乾
燥した。こうして得た粉末に、ポリビニルブチラールを
５重１％濃度で溶解した、イソプロパツール溶液を５重
量％加えて造粒した。造粒粉は０．８ｇをとり、直径１
２ｍｍの金型で５００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で一軸加圧成
形した。
００ｇとなるようにそれぞれ秤用し、これらをメノウボ
ールミルでエタノール１５０ｍ１にて１８時時間式混合
した。混合物を１２０℃で乾燥した後、アルミナ坩堝に
入れ、８５０℃で５時間、空気中で仮焼した。仮焼粉を
粗粉砕し、さらに８５０℃で５時間、空気中で再仮焼し
た。これらの２回仮焼粉を、メノウボールミルでエタノ
ール１００ｍ１にて１８時時間式粉砕し、１２０℃で乾
燥した。こうして得た粉末に、ポリビニルブチラールを
５重１％濃度で溶解した、イソプロパツール溶液を５重
量％加えて造粒した。造粒粉は０．８ｇをとり、直径１
２ｍｍの金型で５００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で一軸加圧成
形した。
これらの成形体を酸素中で昇温速度り００℃／時間、バ
インダアウト６００℃−２時間、焼成９５０℃−２０時
間、降温速度１００℃／時ｔｍの条件で焼成した。
インダアウト６００℃−２時間、焼成９５０℃−２０時
間、降温速度１００℃／時ｔｍの条件で焼成した。
得られた焼結体の密度を重量と試料のサイズより測定し
、また電気抵抗の温度変化を四端子法で測定した。それ
らの結果を表１に示した。表中では、抵抗が急激に低下
し始める温度（ＴＣｏｎ）と抵抗が０となる温度（Ｔｃ
θ）にわけて表した。
、また電気抵抗の温度変化を四端子法で測定した。それ
らの結果を表１に示した。表中では、抵抗が急激に低下
し始める温度（ＴＣｏｎ）と抵抗が０となる温度（Ｔｃ
θ）にわけて表した。
表１．焼結体の諸性性（その１）
表！より明らかなように、ＧａてＹｊｅ置換すると、置
換量３０％までは、無置換の場合と比べて高い焼結体密
度のものが得られた。また、この間の超電導転移温度の
低下はほとんどみられなかった。
換量３０％までは、無置換の場合と比べて高い焼結体密
度のものが得られた。また、この間の超電導転移温度の
低下はほとんどみられなかった。
実施ｆＩｉ４２
試薬特級のＤ ５／２０３． Ｈ０２０３，Ｇ ａ２
０ｔ、 Ｂａ ＣＯ−１，Ｃｕ Ｏ粉末より、（Ｄ
ｙ＋−ｚＧ ａ、：）Ｂ ａ２Ｃｕ ３０ｖ−ｘＷ成お
よび（Ｈｏ ＋−ｚＣ； ａｚ）Ｂ ａｐｃ ｕ ：１
０７−Ｘ組成で、ＤｙまたはＨｏに対するＧａの置換率
が０％および１０％となり、合計型がか約１００ｇとな
るようにようにそれぞれ秤徹し、実施例１と同様の方法
で焼結体を作成し、超電導転移温度を測定した。その結
果を表２に示した。
０ｔ、 Ｂａ ＣＯ−１，Ｃｕ Ｏ粉末より、（Ｄ
ｙ＋−ｚＧ ａ、：）Ｂ ａ２Ｃｕ ３０ｖ−ｘＷ成お
よび（Ｈｏ ＋−ｚＣ； ａｚ）Ｂ ａｐｃ ｕ ：１
０７−Ｘ組成で、ＤｙまたはＨｏに対するＧａの置換率
が０％および１０％となり、合計型がか約１００ｇとな
るようにようにそれぞれ秤徹し、実施例１と同様の方法
で焼結体を作成し、超電導転移温度を測定した。その結
果を表２に示した。
表２．焼結体の諸性性（その２）
表２より、Ｄｙ、あるいはＨｏをＧａで置換すると、焼
結体密度は高くなるが、超電導転移温度は殆ど変化しな
い事がわかる。
結体密度は高くなるが、超電導転移温度は殆ど変化しな
い事がわかる。
Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ以外にもＬａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ
、Ｅ ｒ 、Ｔｍ、Ｙ ｈ 、Ｌ ｕで同様の実験を
行ったが、何れの組成でもＧａ置換率が２％以上３０％
以下では、焼結体密度は増加するが超電導転移温度はほ
とんど変化しなかった。
、Ｅ ｒ 、Ｔｍ、Ｙ ｈ 、Ｌ ｕで同様の実験を
行ったが、何れの組成でもＧａ置換率が２％以上３０％
以下では、焼結体密度は増加するが超電導転移温度はほ
とんど変化しなかった。
本発明で、（Ｌ ｒ＋ ＋−ｚＣａｚ）Ｂ ａｚｃ Ｕ
３０７−Ｘ組成のＺの範囲を０．０２≦Ｙ≦０．３の
範囲内とするのは、Ｚが０．０２未満ては置換による密
度」二界の効果がほとんどなく、また、置換量が３０％
を越えると、密度、超電導転移温度（抵抗が０となる温
度）とも低下するためである。
３０７−Ｘ組成のＺの範囲を０．０２≦Ｙ≦０．３の
範囲内とするのは、Ｚが０．０２未満ては置換による密
度」二界の効果がほとんどなく、また、置換量が３０％
を越えると、密度、超電導転移温度（抵抗が０となる温
度）とも低下するためである。
発明の効果
本発明によれば、化学式（Ｌ ｎ ＋−ｚＧ ａｚ）Ｂ
ａ２ｃｕ：＋０７−ｘ（Ｌｎ！、ｔＹ、Ｌａ、Ｎｄ、
Ｓｍ、Ｅｕ。
ａ２ｃｕ：＋０７−ｘ（Ｌｎ！、ｔＹ、Ｌａ、Ｎｄ、
Ｓｍ、Ｅｕ。
Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの内の少な
くとも一種類以ヒの金属）で表され、Ｚが０．０２≦Ｚ
≦０．３の範囲内に有る酸化物超電導材料とすることに
より、高い焼結体密度の超電導セラミックスを、容易に
得る事が可能である。
くとも一種類以ヒの金属）で表され、Ｚが０．０２≦Ｚ
≦０．３の範囲内に有る酸化物超電導材料とすることに
より、高い焼結体密度の超電導セラミックスを、容易に
得る事が可能である。
Claims (1)
- 化学式（Ｌｎ＿１＿−＿ＺＧａ＿Ｚ）Ｂａ＿２Ｃｕ＿
３Ｏ＿７＿−＿Ｘ（ＬｎはＹ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ
，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選択
された少なくとも一種の金属）で表され、Ｚが０．０２
≦Ｚ≦０．３の範囲内に有る事を特徴とする酸化物超電
導材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62263444A JPH01108149A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 酸化物超電導材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62263444A JPH01108149A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 酸化物超電導材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01108149A true JPH01108149A (ja) | 1989-04-25 |
Family
ID=17389593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62263444A Pending JPH01108149A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 酸化物超電導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01108149A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0660423A2 (en) * | 1993-12-27 | 1995-06-28 | International Superconductivity Technology Center | Superconductor and method of producing same |
-
1987
- 1987-10-19 JP JP62263444A patent/JPH01108149A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0660423A2 (en) * | 1993-12-27 | 1995-06-28 | International Superconductivity Technology Center | Superconductor and method of producing same |
| EP0660423A3 (en) * | 1993-12-27 | 1997-09-10 | Int Superconductivity Tech | Superconductor and manufacturing process. |
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