JPH01108155A - 酸化物超電導材料及びその製造方法 - Google Patents
酸化物超電導材料及びその製造方法Info
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- JPH01108155A JPH01108155A JP62263450A JP26345087A JPH01108155A JP H01108155 A JPH01108155 A JP H01108155A JP 62263450 A JP62263450 A JP 62263450A JP 26345087 A JP26345087 A JP 26345087A JP H01108155 A JPH01108155 A JP H01108155A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (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素子等
に用いられる、酸化物超電導材料およびその製造方法に
閏するも□のである。
に用いられる、酸化物超電導材料およびその製造方法に
閏するも□のである。
従来の技術
超電導材料は、1)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、
核融合プラズマ閉じ込め、磁気浮1列車、磁気シールド
、高速コンピュータ等の幅広い応用が期待されてい′る
。ところが、従来の金属系#ii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、このため
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、工業上大きな間厘であった
。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、
核融合プラズマ閉じ込め、磁気浮1列車、磁気シールド
、高速コンピュータ等の幅広い応用が期待されてい′る
。ところが、従来の金属系#ii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、このため
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、工業上大きな間厘であった
。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。
l987年2月に、新たなセラミックス系超電導物質、
Y B a 2C u 307−Xが見いだされ、ざら
にYを他の希土類元素(La, Nd, Sm,
Ell。
Y B a 2C u 307−Xが見いだされ、ざら
にYを他の希土類元素(La, Nd, Sm,
Ell。
Cd、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 L
u)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 K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回持される。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。
u)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 K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回持される。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問題点
しかしながら、これらの化合物は希土類元素を含むため
にその原料コストが高いという欠点があった。また、優
れた特性を得るためには、焼成時、あるいはその後で、
酸素中で加熱処理する必要があり、製造プロセスが複雑
となり、応用範囲が狭くなるという欠点があった。
にその原料コストが高いという欠点があった。また、優
れた特性を得るためには、焼成時、あるいはその後で、
酸素中で加熱処理する必要があり、製造プロセスが複雑
となり、応用範囲が狭くなるという欠点があった。
さらに、このY B a 2Cu 307−Xが980
℃程度で分解するために、合成可能温度範囲の上限が9
50℃程度に限られるという欠点があった。
℃程度で分解するために、合成可能温度範囲の上限が9
50℃程度に限られるという欠点があった。
問題点を解決するための手段
化学式(L n l−2A I 2)B a2c U
:107−X (L nはY、 La、
Nd、 Sm、 Eu、 Cd、
D y+ Ho。
:107−X (L nはY、 La、
Nd、 Sm、 Eu、 Cd、
D y+ Ho。
Er、Ttn、Yb、Luの内の少なくとも一種類以上
の金属)で表され、Zが0.05≦Z≦0゜3の範囲内
に有る事を特徴とする。
の金属)で表され、Zが0.05≦Z≦0゜3の範囲内
に有る事を特徴とする。
作用
本発明の(L n +−2A ! z)B a2c I
I zov−xでは希土類金属酸化物の一部を酸化アル
ミニウムで置き換えるためにコスト的に安価になる。し
かし、超電導転移温度は変化しない。また酸素中熱処理
をせず、空気中熱処理でも、Y B a 2CIJ 3
07−xと同様の特性となる。さらに1050℃熱処理
でも分解しない。
I zov−xでは希土類金属酸化物の一部を酸化アル
ミニウムで置き換えるためにコスト的に安価になる。し
かし、超電導転移温度は変化しない。また酸素中熱処理
をせず、空気中熱処理でも、Y B a 2CIJ 3
07−xと同様の特性となる。さらに1050℃熱処理
でも分解しない。
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Y2O1,A I 20:l、 B a
Co3. CuO粗粉末(■、n +−zAl 2)B
a2c II 307−xW成で、Yに対するAIの
置換率がθ%、1%、3%、5%、10%、30%、4
0%となり、合計重量が約100gとなるように、それ
ぞれ秤量し、これらをメノウボールミルでエタノール1
50tnl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90
0℃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1
8時閏湿式粉砕し、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重量%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。こ
れらの造粒粉0.8gを18mmX5mmの金型で、5
00 k g/ c m2の圧力で一軸加圧成形した。
Co3. CuO粗粉末(■、n +−zAl 2)B
a2c II 307−xW成で、Yに対するAIの
置換率がθ%、1%、3%、5%、10%、30%、4
0%となり、合計重量が約100gとなるように、それ
ぞれ秤量し、これらをメノウボールミルでエタノール1
50tnl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90
0℃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1
8時閏湿式粉砕し、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重量%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。こ
れらの造粒粉0.8gを18mmX5mmの金型で、5
00 k g/ c m2の圧力で一軸加圧成形した。
゛比較のため、Y2O3,B a C03,Cu
O粉末よりYBapCuJO?−Xとなるように配合し
た粉についても、全く同様の工程で成形体を作成した。
O粉末よりYBapCuJO?−Xとなるように配合し
た粉についても、全く同様の工程で成形体を作成した。
これらの成形体を空気中および酸素中で昇温速度300
℃/時間、バインダアウト600℃−2時間、焼成95
0℃−20時間、降温速度100℃/時間の条件で焼成
した。
℃/時間、バインダアウト600℃−2時間、焼成95
0℃−20時間、降温速度100℃/時間の条件で焼成
した。
得られた焼結体の液体窒素温度までの電気抵抗の温度変
化を、四端子法で測定した。その結果を抵抗が急激に低
下し始める温度(TCons。し)と抵抗がOとなる温
度(TCR=θ)にわけて、表1に示した。
化を、四端子法で測定した。その結果を抵抗が急激に低
下し始める温度(TCons。し)と抵抗がOとなる温
度(TCR=θ)にわけて、表1に示した。
表1.焼結体の緒特性(そのl)
表1より明らかなように、A1でYを置換しても、置換
率30%までは超電導転移温度の低下はほとんどなく、
空気中焼成ではむしろ高くなった。
率30%までは超電導転移温度の低下はほとんどなく、
空気中焼成ではむしろ高くなった。
さらに、焼成温度を1000℃〜1100℃としたとこ
ろ、Y B a 2Cu 307−X 組成では100
0℃焼成で一部溶融が生じたが、AI置換系では置換率
5〜10%で111000”ciで、10%以−ヒでは
1050℃まではほとんど溶融しなかった。
ろ、Y B a 2Cu 307−X 組成では100
0℃焼成で一部溶融が生じたが、AI置換系では置換率
5〜10%で111000”ciで、10%以−ヒでは
1050℃まではほとんど溶融しなかった。
実施例2
試薬特級のD VaOl、 Ho 203* A
l 20tt BacO3t CuO粉末より、(
D y+−zA l z)B a 2Cu 307−X
組成および(HO+−2A I z)B a pCu
:+07−X組成で、DyまたはHoに対するA1の置
換率が0%および10%となり、合計重量が約100g
となるようにようにそれぞれ秤量し、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。
l 20tt BacO3t CuO粉末より、(
D y+−zA l z)B a 2Cu 307−X
組成および(HO+−2A I z)B a pCu
:+07−X組成で、DyまたはHoに対するA1の置
換率が0%および10%となり、合計重量が約100g
となるようにようにそれぞれ秤量し、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。
(以下余白)
表2.tI結体の諸性性(その2)
表2より、Dyt あるいはHoをAIで置換しても
、超電導転移温度は殆ど変化せず、空気中焼成では無置
換のものよりも、むしろわずかに高くなる傾向があるこ
とがわかる。
、超電導転移温度は殆ど変化せず、空気中焼成では無置
換のものよりも、むしろわずかに高くなる傾向があるこ
とがわかる。
発明者等は、Y、Dy、Ho以外にもLa、Nd。
Sm、E u 、G d 、E r 、Tm、Y b
、L uで同様の実験を行ったが、何れの組成でもAI
置換率が30%以下では、超電導転移温度はほとんど変
化しなかった。
、L uで同様の実験を行ったが、何れの組成でもAI
置換率が30%以下では、超電導転移温度はほとんど変
化しなかった。
本発明で、(L n +−2A l z)B a 2C
IJ 307−XのZのR囲を0.05≦2≦0.3の
範囲内とするのは、Zが0.05未満では、添加による
コスト低下の効果がほとんどなく、また、置換量が30
%を越えると、超電導転移温度(抵抗がOとなる温度)
が80 K以下となるためである。
IJ 307−XのZのR囲を0.05≦2≦0.3の
範囲内とするのは、Zが0.05未満では、添加による
コスト低下の効果がほとんどなく、また、置換量が30
%を越えると、超電導転移温度(抵抗がOとなる温度)
が80 K以下となるためである。
発明の効果
本発明によれば、化学式(L n +−zA l z)
B a2cu 307−X (L nはY、 [,3
,Nd、 Sm、 Eu。
B a2cu 307−X (L nはY、 [,3
,Nd、 Sm、 Eu。
Gd、Dy、Ho、Era Tm、Yb、Luの内の
少なくとも一種類以上の金属)で表され、Zが0.05
≦Z≦0.3範囲内に有る酸化物超電導材料とすること
により、優れた特性の超電導材料を、従来よりも低コス
トに、容易に得る事が可能である。
少なくとも一種類以上の金属)で表され、Zが0.05
≦Z≦0.3範囲内に有る酸化物超電導材料とすること
により、優れた特性の超電導材料を、従来よりも低コス
トに、容易に得る事が可能である。
Claims (2)
- (1)化学式(Ln_1_−_ZAl_Z)Ba_2C
u_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.
05≦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。 - (2)化学式(Ln_1_−_ZAl_Z)Ba_2C
u_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.
05≦Z≦0.3の範囲内にある酸化物超電導材料を製
造する工程において、焼結体製造時の焼成あるいはアニ
ール処理を、その最高温度が1050℃以下であり、か
つ空気中で行う事を特徴とする酸化物超電導材料の製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62263450A JPH01108155A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 酸化物超電導材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62263450A JPH01108155A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 酸化物超電導材料及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01108155A true JPH01108155A (ja) | 1989-04-25 |
Family
ID=17389679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62263450A Pending JPH01108155A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 酸化物超電導材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01108155A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0621802U (ja) * | 1992-06-04 | 1994-03-22 | 近畿通信建設株式会社 | 携帯型の棒体切削工具 |
EP0660423A2 (en) * | 1993-12-27 | 1995-06-28 | International Superconductivity Technology Center | Superconductor and method of producing same |
-
1987
- 1987-10-19 JP JP62263450A patent/JPH01108155A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0621802U (ja) * | 1992-06-04 | 1994-03-22 | 近畿通信建設株式会社 | 携帯型の棒体切削工具 |
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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