JPH01160855A - 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】 （発明の目的） （産業上の利用分野） 本発明は、超電導体の製造方法に関する。

（従来の技術） 最近、イツトリウム（Ｙ）、バリウム（Ｂ）、銅（Ｃｕ
）からなる三成分金属酸化物を代表とするセラミックス
（以下ＹＢＣＯセラミックスと略す）が液体窒素温度（
７７Ｋ）付近で超電導状態に転移することが発見された
。液体窒素は、安価であり、また取扱いも容易であるた
め、従来の超電導体に対し、大変有利である。したがっ
て、大形、高磁界マグネット等の超電導材料として大変
優れている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、ＹＢＣＯセラミックス超電導体、通常のセラ
ミックスと同様のプロセスにより作製する。即ち、酸化
イツトリウム（ＹｚＯ３）、Ｆ２化バリウム（Ｂａｄ）
　、酸化銅（Ｃｕｂ）粉末を適当な割合で秤量し、これ
らの原料粉末を十分に混合・粉砕した後、この粉末を９
００　’Ｃで焼成する。

この工程によりＹ−Ｂａ−Ｃｕ三成分金属酸化物が形成
される。ざらに、この仮焼成をアセトンとともに混合・
粉砕した後、例えば、ロッド状に成形し、９００　°Ｃ
で焼成し、超電導体を得る。しかし、焼成の際、素体表
面から銅などの組成成分が蒸発し、素体表面では超電導
特性が生じないという問題があった。ＹＢＣＯセラミッ
クス超電導体、組成の不均一に大変敏感であり、素体表
面からの組酸成分の蒸発により、素体表面では超電導特
性が生じなくなると考えられる。

本発明は上記問題に鑑みなされたもので、素体表面まで
、組成が均一で、超電導特性を持つ、超電導体の製造方
法を提供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本発明は、焼成する際に
、焼成用の容器内、又は炉内にＹＢＣＯセラミックを配
置し焼成する。

（作　用） 焼成中、素体表面から素体成分の蒸発による素体表面で
の組成の不均一を防ぎ、素体表面まで、超電導特性を持
つことができる。

（実施例） 以下に発明の一実施例を詳細に説明する。

まず、酸化イツトリウム（Ｙ２Ｏ２）、１化バリウム（
Ｂａｄ）　、酸化銅（Ｃｕｂ）の粉末をそれぞれ０．５
モル、１．０モル、３．０モルの割合で秤量し、これら
の原料粉末を十分に混合した後、この粉末を空気中９０
０°Ｃで仮焼成した。の工程によりＹ−Ｂａ−ＣＬＪ三
成分金属酸化物が形成される。

さらに、この仮焼粉をアセトンとともに混合・粉砕した
後、直径２０１Ｍ、、厚み２ｍのペレット状に成形し、
９００　’Ｃで焼成した。この第１図に示すように焼成
用容器１内にはあらかじめ同じ方法で作っておいたＹＢ
ＣＯセラミックスの粉末２を敷いて、素体３を置き、焼
成した。

次に、このようにして１ｑられた超電導体の超電導特性
を調べた。通常の４端子法により、抵抗率を測定した。

電極は銀ペースト（藤倉化成■製ドータイトＤ−５００
＞を用いた。結果を第２図に示す。縦軸に抵抗率、横軸
に温度をとった。図において、実線Ａは本発明による超
電導体の特性を、また、実線Ｂは比較のために作った焼
成用の容器１内および炉内にＹＢＣＯセラミックスを配
置せずに焼成した素体の抵抗率の温度依存性を示す。

この結果かられかるように、本発明による実施例では８
９にで超電導状態に成っているのに対し、比較のために
作った焼成用の容器内および炉内にＹＢＣＯセラミック
スを配置せずに焼成した素体では、抵抗率の温度依存性
は半導体的に変化し、温度の減少とともに抵抗率は上昇
し、超電導状態に転移しないことがわかる。

次に、本発明による超電導体の表面および素体内部、比
較のために作った焼成用の容器内および炉内にＹＢＣＯ
セラミックスを配置せずに焼成した素体の表面および素
体内部を粉末Ｘ線回折法により、それぞれ測定した結果
を第３図ないし第６図に示す。

第３図は、本発明による超電導体の表面Ｘ線回折ピーク
、第４図は、同じく素体内部のＸ線回折ピーク、第５図
は、比較のために作った焼成用の容器内および炉内にＹ
ＢＣＯセラミックスを配置せずに焼成した素体の表面の
Ｘ線回折ピーク、第６図は、同じく素体内部のＸ線回折
ピークである。

第３図、第４図、第５図は、超電導特性を示すＹＢａ２
　ＣＬＪ３０７−Ｘのピークのみが現れている。

一方、第６図は、ＹＢａ２　Ｃｕ３０７−Ｘとは違った
他のピークが多数用われている。つまり、焼成用の容器
内および炉内にＹＢＣＯセラミックスを配置せずに焼成
した素体の表面では ＹＢａ２　Ｃｕ３０７−ｘとは違った相になり、超電導
特性を示さなくなることがわかる。しかし、焼成用容器
内にＹＢＣＯセラミックスの粉末を敷いて、素体を置き
、焼成すれば、良好な超電導体を得ることができる。

本発明の実施例で、磁場中での臨界電流が改善された直
接の原因は明らかではないが、概略以下のように考えら
れる。焼成中、素体は高温に加熱され、その結果、素体
表面から組成成分が蒸発する。その程度は、それぞれの
成分の分圧による。

したがって、焼成用の容器内または、炉内にＹＢＣＯセ
ラミックスの粉末を敷いて焼成した場合では、ＹＢＧＯ
セラミックスの粉末からも蒸発し、各成分の分圧が高く
なる。その結果、素体表面からの組成成分の蒸発が抑え
られ、良好な超電導体が得られると考えられる。

また、実施例では、酸化物原料を用いたが、焼結して酸
化物になるものであれば何でもよく、例えば水酸化物・
炭酸化物等であっても、同じ効果が得られることはいう
までもない。また、イツトリウム、バリウム、銅の組成
も上記実施例に限定されるものではない。

前記実施例において、ＹＢＣＯセラミックスの粉末の粒
径を、１ＯＮ１〜５＃とじて、焼成容器内に敷き、実施
例と同様に素体を置き、焼成し、素体の表面および内部
のＸ線回折を行ったところ、ＹＢａ２　Ｃｕ３０ｖ−ｘ
のみの回折ピークが観測された。抵抗率の温度依存性も
、９０にで超電導状態になり、良好な超電導特性を持つ
ことが確認された。ただし、ＹＢＣＯセラミックスの粉
末の粒径が、５０ｍより小さくなると、素体と粉末、ま
たは粉末同士が融着してしまうので、取出す際に、素□
　　体を破損する恐れがあり、好ましくない。したがっ
て、粉末の粒径は５０−以上が好ましい。

また前記実施例において、ＹＢＣＯセラミックスの粉末
の代わりに、ＹＢＧＯセラミックスの板を作り、焼成容
器内に敷き、同様に素体を置き、焼成し、素体の表面お
よび内部のＸ線回折を打つたところ、ＹＢａ２ＣＬＪ３
０７−Ｘのみの回折ピークが観測された。抵抗率の温度
依存性も、９０にで超電導状態になり、良好な超電導特
性を持つことが確認された。また、この時ＹＢＣＯセラ
ミックスの粉末を、ＹＢＣＯセラミックスの板の上に敷
き、焼成することは融着を避けるために好ましい。

ざらに前記実施例において、ＹＢＣＯセラミックスの粉
末量を、素体重量の１０％、５０％、１００％、２００
％、５００％として、前記実施例と同様に焼成した。そ
れぞれの表面をＸ線回折を行ったところ、ＹＢＣＯセラ
ミックスの粉末の量が、増えるほどＹＢａ２　ＣＬＪ３
０７−Ｘの回折ピークが強くなるが、１００％以上では
回折ピークに変わりはなく、ＹＢＣＯセラミックスの粉
末の量は、素体重量と同程度あるいはそれ以上であれば
、超電導特性に大きな差異がないことが確認された。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明においては、イツトリウ
ム、バリウム、銅からなる三成分金属間化物を主成分と
し、焼成して得る超電導体の製造方法において、焼成す
る際に、焼成用の容器内、又は炉内にＹ−Ｂａ−Ｃｕ三
成分金属酸化物を配置し、焼成することにより、焼成中
、素体表面からの組成成分の蒸発が押えられ、素体表面
まで均一に超電導状態になる、良好な超電導体の製造方
法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法を応用した工程説明図で、第
２図は、本発明の実施例に係わる、超電導体の抵抗率の
温度依存性を示す図、第３図は、本発明による超電導体
の表面のＸ線回折ピーク、第４図は、同じく素体内部の
Ｘ線回折ピーク、第５図は、比較のために作った焼成用
の容器内および炉内にＹＢＣＯセラミックスを配置せず
に焼成した素体の表面のＸ線回折ピーク、第６図は、同
じく素体内部のＸ線回折ピークを示す図である。 １・・・焼成用容器 ２・・・ＹＢＣＯセラミックス粉末 ３・・・ＹＢＣＯセラミックス素体 第　　１　図 、５０　　　　１０θ　　　　１５θ 温度（Ｋ） 第２図 第　　３　図 ２０　　　　　３０　　　　　４０　　　　　５０　　
　　　６θ２θ（０） 第　　４　図 第　　５　図−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 イットリウム（Ｙ）、バリウム（Ｂ）、銅 （Ｃｕ）からなる三成分金属酸化物（Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ三
   成分金属酸化物）を主成分とし、焼成して得る超電導体
   の製造方法において、焼成する際に、、焼成用の容器内
   、又は炉内にＹ−Ｂａ−Ｃｕ三成分金属酸化物を配置し
   、焼成することを特徴とする超電導体の製造方法。