JPH01131090A - 超電導体の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、緻密質の超電導セラミックス材料を製造する
方法に関し、特に、超電導セラミックス体製品の形状９
寸法に制約されることなく容易に緻密な高温超電導セラ
ミックス体を製造する方法に関する。

［従来の技術］ Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、　Ｌａ−Ｂａ−Ｃｕ−０系等の
超電導セラミックス体を製造する場合、−般に超電導セ
ラミックス体を、常圧焼結、ホットプレスなどの粉末焼
結法、或いは、スパッタリング法により、製造する。

このうちで、焼結法は、最も一般的な製法であり、よく
用いられるが、原料の混合粉末であるＢ　ａ　ＣＯ＠　
、　Ｙ　＊　Ｏｓ　、　Ｃｕ　Ｏ等を加圧成形し、９０
０℃〜１０００℃で焼結させるものであるため。

焼結時に収縮を伴い、そのために９割れ易くまた変形も
おこし易く、目的とする形状の焼結体を得ることが、困
難である。また、この焼結体は、はとんど多孔質であり
、この性質が超電導臨界温度（Ｔｅ）や臨界電流密度（
Ｊｃ）を低下させる原因ともなっている。

一方スバッタリング法について云えば、電子ビーム等に
より、目的とする成分を適当な基板上に蒸着させるもの
で、緻密な薄膜を得ることができるが、目的とする化学
組成を合成する条件が困難であること、大きな面積の表
面への蒸着が困難であること、装置が複雑で高価なこと
から、高価な素子、デバイス等の製造以外には使用でき
ず、適用分野が限定されてしまうこと等の欠点がある。

焼結法で、より緻密な焼結体を得るために。

種々の成形法、焼結法が提案されているが、充分に緻密
な超電導セラミックス材料を容易に製造するに適するも
のは見当らなかった。

［発明が解決しようとする問題点］ 木発明は、超電導セラミックス焼結体の製造法において
、超電導電流密度を著しく改善したものを提供すること
を目的とする。従って１本発明は、超電導体の臨界電流
、臨界温度等を著しく上げることのできる超電導セラミ
ックス体を作製できる製造方法を提供することを目的と
する。

［問題点を解決するための手段］ 前記のような臨界電流密度を向上させた超電導セラミッ
クス体を得るために１本発明は、超電導セラミックス体
の製造方法において、気孔を含む酸化物系超電導セラミ
ックス焼結体に対して、超電導セラミックス原料或いは
、その仮焼粉を溶剤に懸ｆＩＡさせた溶液を、接触浸透
或いは、塗布させた後に、焼成する処理を少なくとも１
回行なうことにより、その超電導セラミックス焼結体を
緻密化することを特徴とする超電導セラミックス体の製
造方法である。

［発明の構成］ Ｌａ−Ｍ−Ｃｕ−０系（Ｍ　＝　Ｂ　ａ又はＳｒ）。

Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系などの超電導セラミックス材料は
１通常、原料粉末を組合せ混合し、仮焼。

粉砕し１次に成形した後に焼結することにより製造され
るが、その焼結処理によっても、セラミックス体は、多
孔質となり、多数の気孔を有する物体である。そのため
に、臨界温度、臨界電流が制限、制約されるものとなる
。

従って９本発明の製法によれば、超電導セラミックス原
料から成形、焼結した焼結体に対して、同じ超電導材料
粉末を懸濁させた溶液と接触させ、超電導材料粒子を気
孔中に浸透させ、そして、該焼結体を乾燥した。すると
、超電導材料粉末は、その焼結体の気孔を充填していく
。気孔にある程度超電導材料を充填された焼結体を更に
焼成すると、その焼結体が緻密になり、超電導焼結体の
超電導特性が著しく改善されるものである。

即ち、焼結体の密度が向上することにより、超電導の臨
界電流が高められる。

超電導焼結体に、超電導材料粉末を懸濁された溶剤を接
触浸透させる具体的な方法としては、原料懸濁液を塗布
するか又は懸濁液に浸し、超音波振動を加えるなどがあ
る。

次にその具体的な例により１本発明の超電導セラミック
ス体の製造方法を示すが９本発明はこれに制限されるも
のではないことは明らかである。

［実施例］ ＹＢａｚＣｕｓＯｙ〜Ｓの超電導セラミックス材料につ
いて、説明する。

原料粉末として、ＹｉＯｓ、ＢａＣＯ５，ＣｕＯをモル
比で１：４：６の割合で混合粉砕し、大気中で、９００
℃〜１０００°Ｃの温度で仮焼し原料粉末を充分に反応
させた。

得られた仮焼粉末を再び微粉砕し、加圧手段等を用いて
粉末成形体を作製した。次に、この粉末成形体を大気中
又は酸素気流中で、９００°Ｃ〜１０００℃で焼成し、
更に、酸素気流中で４５０°Ｃの温度で５〜１０時間ア
ニーリングを行ない、目的とする焼結体を得た。

ここで得られた焼結体は、既に、臨界温度Ｔ。

＝９２Ｋを示す超電導体であったが、電流密度（ＪＣ）
を測定すると温度７７Ｋにおいて１５Ａ／Ｃｒｎ″であ
った。

そこで９本発明により、上記の仮焼粉末と無水アルコー
ルを重量比で２：１の割合で混合し、均質な懸濁液とし
た。この懸濁液を、上記のように・　して得られた超電
導焼結体に塗布した後に、乾燥し、溶剤を蒸発させた。

次に、この焼結体を、１−記と同しように、大気中で９
００〜１０００’Ｃの温度で焼成し、酸素気流中で４５
０°Ｃで５〜１０時間アニーリングを行った。緻密な焼
結体が得られたが、この焼結体の超電導特性を測定した
ところ、　Ｔ　ｃ＝　９５　Ｋ　、　Ｊ　ｃ＝　３５０
　Ａ　／　ｃｒｎ″（７７にで）であった。

このように超電導焼結体に、更に、超電導材料を溶かし
た或いは、懸濁させた溶液を塗布、或いは、接触含浸せ
しめ、再び焼成すると、該焼結体が緻密化し、超電導臨
界電流が、改良増加するものである。即ち、高電流密度
が得られる。セラミックス粉末の焼結は、粉末粒子が持
つ表面エネルギーが、駆動力となって、進行するとされ
ているが、酸化物系高温超電導セラミックスとしてよく
知られているＹ−ＢａＣｕＯ系及び５ｒ−Ｌａ・ＣｕＯ
系セラミックスでは焼結現象と同時に著しい粒成長がお
こりやすく、また、昇温時、或いは、冷却時に５００°
Ｃ付近において多量の酸素が出入りするから、焼結が阻
害され、緻密化することは困難であり、１０〜２０％程
度の気孔を含有してしまう、このために１本発明により
、焼結体の空孔を同じ超電導性材料で充填し、焼結温度
で再び焼成すると、気孔率の低い焼結体を容易に得るこ
とができる。

このように焼結体中の空孔が少なくなれば、単位面積当
りの臨界電流を大きくすることができ。

高い臨界電流密度が得られるものである。

また、必要に応じて、この処理を繰り返すと。

更に、緻密化が進行し、臨界電流密度が増すものと思わ
れる。

また２本発明により、超電導材料粒子を溶剤に懸濁させ
て該焼結体中に充填させる際に、超音波振動を利用する
ことが、効果的な場合もある。

［発明の効果］ 本発明による超電導セラミックス体の製造方法は、単に
粉末焼結法により得られる超電導体よりはるかにすぐれ
た超電導特性を有する超電導セラミックス体を提供でき
るものであり、即ち、超電導性材料粉末を懸濁させた溶
液により接触含浸せしめ、或いは、塗布せしめることに
より、焼結体内部に更に、超電導粉末を充填せしめ、超
電導焼結体をより緻密化することにより、著しく超電導
特性の改良された酸化物超電導体を得ることのできる製
造方法を提供できたこと等の顕著な技術的な効果が得ら
れた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超電導セラミックス体の製造方法において，気孔を含む
   酸化物系超電導セラミックス焼結体に，超電導セラミッ
   クス原料或いは，その仮焼粉体を溶剤に懸濁させた溶液
   を，接触浸透或いは，塗布させた後に，焼成する処理を
   少なくとも１回行なうことにより，その超電導セラミッ
   クス焼結体を緻密化することを特徴とする超電導セラミ
   ックス体の製造方法。