JPH01184266A - 酸化物超電導成形体の製造方法 - 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〕 本発明は電カケープル、マグネット、電力貯蔵リンク又
は磁気シールド等に用いられる酸化物超電導成形体の製
造方法に関する。

〔従来の技術とその課題〕

近年、（Ｌｎ＋−ｘｓｒＸ）ＣａＯ２、（Ｌ　ｎ　１−
ＸＢａ　Ｘ）　ｚ　Ｃｕ　Ｏ４、Ｌ　ｎ　Ｂ　ａ　ｚ　
Ｃｕ　３０７、Ｌ　ｎ　Ｂ　ａ　、−。

５ｒｘＣｕ＋０７等（但し、ＬｎはＹ、Ｓｃ又は希土類
元素）の層状ペロプスカイト型構造の酸化物超電導体が
見出されている。

これらの酸化物超電導体は、液体Ｎ２温度以上で超電導
となるため従来の液体Ｈｅ温度で超電導を示す金属超電
導体に較べて格段に経済的であり、各分野での利用が検
討されている。

ところで上記の酸化物超電導体は脆いため金属材料のよ
うに塑性加工ができず、これらをテープ状、線状などの
線材に加工するには、主に粉末冶金法が用いられ、例え
ば原料粉末を仮焼成して仮焼粉となし、この仮焼粉を基
体上に被覆成形したり、又はＡｇ管等に充填して伸延加
工したり、或いはＰＶＤ法等の気相成長法によりＳＵＳ
やハステロイ合金のテープ上に酸化物超電導体の前駆物
質を直接析出させ、次いでこれらを０□含有雰囲気中で
加熱焼結する方法がとられている。

ところで上記のような酸化物超電導体の結晶構造は、第
１図にＹ　Ｂ　ａ　２　Ｃｕ　２０７−δの超電導体に
ついて例示したように立方体の中心にＣｕ等の遷移元素
イオン、角隅にＢａ、Ｙ等の半径の大きな活性金属イオ
ン、そして面心に酸素が配置されたものである。このよ
うな結晶構造からなる酸化物超電導体は、中心の遷移元
素イオンの電子雲が球対称でない為、電気的に結晶異方
性が強く、臨界電流がＣ軸方向に小さく、Ｃ軸に垂直な
面即ちａ。

ｂ軸を含む面に平行な方向に大きい値を示すものである
。

しかるに従来の酸化物超電導成形体の製造方法にあって
は、成形体を構成する超電導体の結晶粒はランダムに配
向しており、特に通電方向に高い臨界電流が得られるよ
うな結晶配向になっていない為、臨界電流密度（以下Ｊ
Ｃと略記）の低い酸化物超電導成形体しか得られないと
いう問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はかかる状況に鑑みなされたものでその目的とす
るところは、超電導特性に優れた酸化物超電導成形体の
製造方法を提供することにある。

即ち本発明は、非晶質基体又は準非晶質基体上に気相成
長法によりＷ又はＴａのいずれか１種金属を第１Ｎとし
て析出させ、次いでその上に直接又はＮｉ層を介してＰ
ｔ、Ｐｄ、ＭｇＯ，５ｒＴｉ　０３　、Ｂ　ａ　Ｔ　ｉ
　０３の群から選ばれたいずれか１種金属又は化合物を
第２層として析出させたのち、更にその上に酸化物超電
導体を膜状に析出させる事を特徴とするものである。

本発明において非晶質基体とは、強加工して結晶構造を
非晶質状態としたハステロイ合金等の金属材料、又は他
の金属材料上にＳｉＯ□等の非晶質体を被着したもの、
又は完全に非晶質である必要はなく非晶質体が混在して
いるような準非晶質体等を総称するものである。

本発明方法において膜状の酸化物超電導体の形成にあた
っては基体を所定温度に加熱しながら酸化物超電導体の
前駆物質をスパッタし、次いでこれを徐冷することによ
りＪｃ等に優れた超電導体を成膜し得るが、別途このよ
うにして形成した前駆物質の成膜体を酸素含有雰囲気中
で６００〜９５０°Ｃに加熱したのちこれを徐冷するこ
とにより更に高い特性の超電導成形体とすることも可能
である。

又本発明にて応用する気相成長法としては、スパッタリ
ング法、イオンブレーティング法、プラズマ重合法、真
空蒸着法等のＰＶＤ法、又は熱分解法、還元法、反応法
等のＣＶＤ法が主に適用される。

〔作用〕

本発明では非晶質又は準非晶質の基体上に単体元素等の
物質を気相成長法により析出させると、その物質が面心
立方構造（以下ｆｃｃと略記）物質の場合は、上記基体
面に垂直な方向に＜１１１＞が配向して析出するが、体
心立方構造（以下ｂｃｃと略記）物質の場合は＜ｈｏｏ
＞が配向して析出することを知見し、又上記の＜　ｈｏ
ｏ　＞配向のｂｃｃ物質層の上にｆｃｃ物質を析出させ
るとｆｃｃ物質は＜ＯＯＸ＞に配向して析出することを
知見してなされたものである。

即ち本発明は、非晶質又は準非晶質の基体上にＷ又はＴ
ａのｂｃｃ物質を第１層として＜　ｈｏｏ　＞に配向し
て析出させ、次いでこの上に直接又はＮｉ層を介してＰ
ｔ、Ｐｄ等の格子定数が第１図に示した超電導体のａｂ
面の格子定数（３，８〜３．９人）に近いｆｃｃ物質を
第２層として＜００ｊｌ！＞に配向して析出させたのち
、このｆｃｃ物質層の上に酸化物超電導体物質をｆｃｃ
物質層と同じ＜０Ｏｆｆ＞に配向して即ち第１図に示し
た結晶構造のＣ軸を、基体面に垂直な方向に配向して析
出させるものである。

又第２Ｎはその格子定数が第１層の格子定数に近い程＜
ｏｏｉ＞に配向し易く、従って第１層と第２層の中間に
格子定数がＷ又はＴａの格子定数に近いＮｉを第３層と
して介在させると第２層並びにその上に析出される酸化
物超電導体が＜００１！、＞に配向し易くなる。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例により詳細に説明する。

実施例−１ 圧延により非晶質状態にまで強加工した厚さ０．２ｍｍ
のハステロイ合金（Ｎ　１−１５％Ｃｒ−１６％ＭＯ系
）テープを５００°Ｃに加熱しながら該テープ上にＲＦ
スパッタリング装置を用いて、先ず第１層としてＴａを
、第３層としてＮｉを各々Ａｒ５０ｍＴｏｒｒ雰囲気中
でそれぞれ５００及び８００人の厚さに順次スパッタし
、次いで上記Ｎｉ層上に第２層としてＰｔをＡ　ｒ　３
０ｍＴｏｒｒ雰囲気中で５００人スパッタし、しかるの
ちＹＢａｚＣｕ＋０７の焼結体をターゲットに用い上記
テープを６５０°Ｃに加熱しなから０□が２０容量％含
有された７０ｍＴｏｒｒＡ　ｒ雰囲気中でＹＢａｚＣｕ
３０．−６（δ−０，２〜０．４）の超電導体を厚さ１
戸スパッタした。スパッタ終了後酸素ガスを導入して全
体のガス圧を７６０Ｔｏｒｒとしたのち上記テープの温
度を１°（：／ｍｉｎの速度で３００°Ｃまで冷却して
テープ状の超電導体を得た。

実施例２ 第１層をＴａ０代わりにＷとした他は実施例１と同じ方
法によりテープ状の超電導体を製造した。

実施例３ 第３層のＮｉを省略した他は実施例２と同じ方法でテー
プ状の超電導体を製造した。

比較例１ Ｔａ、Ｎｉ、、Ｐｔの第１．３．２層を省略した他は、
実施例１と同じ方法により、テープ状の超電導体を製造
した。

斯くの如くして得た各々のテープ状の酸化物超電導体に
ついて臨界温度（Ｔｃ）及びＪｃを測定した。結果は主
な製造条件を併記して第１表に示した。

尚、各々のテープ状超電導体の析出層の結晶配向をＸ線
回折法により調べたところ、実施例１〜３の成形体の各
層のうちＴａ、Ｗ及びＮｉ層は基体面の垂直方向に＜　
ｈｏｏ　＞が配向し、又Ｐｔ層は、＜００２＞が配向し
、更に酸化物超電導体層はく００！〉が配向していた。

他方比較例１の酸化物超電導体層は種々の結晶方位がラ
ンダムに配向していることが確認された。

第１表より明らかなように本発明方法品（実施例１〜３
）は比較方法品（比較例１）に較べてＴＣ，Ｊｃとも高
い値を示している。

本発明方法品のうち、第１層と第２層の中間に第３層と
してＮｉを介在させたもの（実施例１゜２）は、Ｎｉの
格子定数（３，５２人）がＴａ又はＷの格子定数（それ
ぞれ３．３１人、３．１７人）に近いためｐｔ（格子定
数３．９２人）を直接スパッタしたもの（実施例３）よ
り超電導体層の＜ｏｏｊ２＞配向性が高くなり、その結
果Ｊｃが特に高い値になっている。

以上本実施例ではＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超電導体につい
て説明したが他のＬｎ−Ｂａ−Ｃｕ−０系やＬｎ−Ｂａ
−Ｃｕ−Ｆ−０系（式中Ｌｎは希土類元素）等の酸化物
超電導体にも適用できることは言うまでもない。

〔効果〕

以上述べたように本発明方法によれば超電導体層は臨界
電流値の大きい結晶方位が酸化物超電導成形体の通電方
向に配向して成膜されるので、Ｊｃ等の超電導特性に優
れた酸化物超電導成形体が得られ、工業上顕著な効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は酸化物超電導体の結晶構造の一例を示すＹＢａ
ｚＣｕ３０．−δの結晶構造である。 特許出願人　代理人　弁理士　鉛末　雄−○Ｂａ○Ｙ・
ｃｕＱ。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）非晶質基体又は準非晶質基体上に、気相成長法に
   よりＷ又はＴａのいずれか１種金属を第１層として析出
   させ、次いでその上に直接又はＮｉ層を介してＰｔ、Ｐ
   ｄ、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ＿３、ＢａＴｉＯ＿３の群から
   選ばれたいずれか１種金属又は化合物を第２層として析
   出させたのち、更にその上に酸化物超電導体を膜状に析
   出させる事を特徴とする酸化物超電導成形体の製造方法
   。