JPH01201060A - 超電導体の製造方法 - Google Patents
超電導体の製造方法Info
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- JPH01201060A JPH01201060A JP63026294A JP2629488A JPH01201060A JP H01201060 A JPH01201060 A JP H01201060A JP 63026294 A JP63026294 A JP 63026294A JP 2629488 A JP2629488 A JP 2629488A JP H01201060 A JPH01201060 A JP H01201060A
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-
- 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
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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〕
本発明は超電導体の製造方法に関し、より詳しくは臨界
温度、零抵抗温度の高いBl −Sr −Ca−Cu
系酸化物超電導体の製造方法に関する。
温度、零抵抗温度の高いBl −Sr −Ca−Cu
系酸化物超電導体の製造方法に関する。
従来の超電導体は主にL−Ba−Cu系酸化物(LはY
、Sc、 ランタノイド元素)であり、この代表的な製
法は原料粉末を所定の割合で混合し、800〜900℃
で熱処理した後、粉砕、成形して850〜950℃で焼
成して焼結体とし、この焼結体の臨界温度を高くするた
めに空気中あるいは酸素ガス中で室温まで徐冷するか酸
素ガス中で低い温度(300〜400℃)で熱処理して
いた。しかし、この超電導体はY、La等が資源的に乏
しいため高価であることと臨界温度が約90°にと限界
に直面していた。
、Sc、 ランタノイド元素)であり、この代表的な製
法は原料粉末を所定の割合で混合し、800〜900℃
で熱処理した後、粉砕、成形して850〜950℃で焼
成して焼結体とし、この焼結体の臨界温度を高くするた
めに空気中あるいは酸素ガス中で室温まで徐冷するか酸
素ガス中で低い温度(300〜400℃)で熱処理して
いた。しかし、この超電導体はY、La等が資源的に乏
しいため高価であることと臨界温度が約90°にと限界
に直面していた。
そこで最近、資源的に入手しゃすいBi −5r −C
a −Cu系酸化物の超電導体が発見された。この超電
導体はBi2O3,5rC03゜Cab、CuOを所定
の割合で計量した後、十分混合して700〜800℃で
加熱した後、粉砕成形して800〜840℃で焼成して
焼結体としたものと言われており、新聞情報によれば臨
界温度が105’K。
a −Cu系酸化物の超電導体が発見された。この超電
導体はBi2O3,5rC03゜Cab、CuOを所定
の割合で計量した後、十分混合して700〜800℃で
加熱した後、粉砕成形して800〜840℃で焼成して
焼結体としたものと言われており、新聞情報によれば臨
界温度が105’K。
零抵抗温度が75°にのデータが得られたとしている。
Bi −Sr −Ca−Cu系酸化物はY−Ba−Cu
系酸化物に比べて融点が低く約850℃以上で部分溶融
する。従って、焼結体の製造に当っては850℃よりか
なり低い温度で熱処理しなければならず焼結体の密度、
機械強度が低いものしか得られない。又、超電導体の結
晶構造は750℃以上から品出が始まり800〜820
℃で晶出が終了するので超電導体の合成、焼結に当って
は750〜850℃の狭い温度条件に限定されていた。
系酸化物に比べて融点が低く約850℃以上で部分溶融
する。従って、焼結体の製造に当っては850℃よりか
なり低い温度で熱処理しなければならず焼結体の密度、
機械強度が低いものしか得られない。又、超電導体の結
晶構造は750℃以上から品出が始まり800〜820
℃で晶出が終了するので超電導体の合成、焼結に当って
は750〜850℃の狭い温度条件に限定されていた。
本件発明者らは上記の問題を解決すべく、又さらに臨界
温度の高い超電導体を得る目的で種々研究した結果、B
i −Sr −Ca −Cu系酸化物を融点以上で溶
解した後、融点未満の温度で熱処理を加えることにより
臨界温度の高く、かつ焼結密度の高い超電導体が得られ
ることを発見して本件発明を完成するに到った。
温度の高い超電導体を得る目的で種々研究した結果、B
i −Sr −Ca −Cu系酸化物を融点以上で溶
解した後、融点未満の温度で熱処理を加えることにより
臨界温度の高く、かつ焼結密度の高い超電導体が得られ
ることを発見して本件発明を完成するに到った。
すなわち本件発明の要旨はBi −Sr −Ca −
Cu系酸化物超電導体の製造方法において、当該酸化物
を融解し、次いで酸素含有雰囲気下、750〜850℃
の温度で熱処理することを特徴とする超電導体の製造方
法にあり、又本発明は溶融酸化物を冷却後そのまま又は
粉末化し成形した後、前記熱処理手段を講じる方法も、
さらにBi −5r −Ca −Cu系酸化物をセラミ
ックス又は金属の基板に塗布した後、前記融解、熱処理
を施した方法も含まれる。
Cu系酸化物超電導体の製造方法において、当該酸化物
を融解し、次いで酸素含有雰囲気下、750〜850℃
の温度で熱処理することを特徴とする超電導体の製造方
法にあり、又本発明は溶融酸化物を冷却後そのまま又は
粉末化し成形した後、前記熱処理手段を講じる方法も、
さらにBi −5r −Ca −Cu系酸化物をセラミ
ックス又は金属の基板に塗布した後、前記融解、熱処理
を施した方法も含まれる。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明における原料はBi 、Sr、Ca、Cuの酸化
物、水酸化物、無機酸塩、有機酸塩等を用いることがで
きる。夫々の原料は粉末状態で混合したもの、又は共沈
法、ゾルゲル法、スプレードライ法等で作製して用いる
。原料の混合比は元素比でBi :Sr :Ca :
Cu−に1:1:2が好ましい。
物、水酸化物、無機酸塩、有機酸塩等を用いることがで
きる。夫々の原料は粉末状態で混合したもの、又は共沈
法、ゾルゲル法、スプレードライ法等で作製して用いる
。原料の混合比は元素比でBi :Sr :Ca :
Cu−に1:1:2が好ましい。
本発明ではこの混合物を次に融点以上に加熱して融解す
る。融解はそのまま融解してもよく、又加熱処理した後
成形したものを融解してもよい。
る。融解はそのまま融解してもよく、又加熱処理した後
成形したものを融解してもよい。
そのまま融解する場合は900℃以上で十分融解させ均
一組成の溶融体を作ることが好ましい。
一組成の溶融体を作ることが好ましい。
加熱、成形する場合は例えば粉末混合法を例にとるとB
i2O3,5rC03,Cab、CuOの粉末を所定の
割合で計量して、湿式あるいは乾式混合した後700〜
800℃で熱処理し、原料を熱分解、焼成した後、粉砕
して、その後成形する。
i2O3,5rC03,Cab、CuOの粉末を所定の
割合で計量して、湿式あるいは乾式混合した後700〜
800℃で熱処理し、原料を熱分解、焼成した後、粉砕
して、その後成形する。
原料混合物をそのまま融解する場合でも、加熱した後粉
砕して粉末とする場合でも融解に先立ち、粉末を有機系
のバインダーに混合し、アルミナジルコニア、マグネシ
ア、シリコン等のセラミックス、又は銅、ステンレス等
の金属の基板にパターンを形成してもよい。又、スプレ
ードライ法によって粉末を混合した水あるいは有機系バ
インダーを基板に吹きつけて皮膜を形成する方法をとっ
てもよい。
砕して粉末とする場合でも融解に先立ち、粉末を有機系
のバインダーに混合し、アルミナジルコニア、マグネシ
ア、シリコン等のセラミックス、又は銅、ステンレス等
の金属の基板にパターンを形成してもよい。又、スプレ
ードライ法によって粉末を混合した水あるいは有機系バ
インダーを基板に吹きつけて皮膜を形成する方法をとっ
てもよい。
以上述べた混合物、成形体、あるいは基板上に形成した
パターン、皮膜は次に融点以上の温度に加熱して融解す
る。混合物をそのまま融解する場合は完全に融解するこ
とが好ましいが、その他の場合は、望ましくは850〜
900℃の温度で部分融解させた方が超電導特性の優れ
た材料が得られる。
パターン、皮膜は次に融点以上の温度に加熱して融解す
る。混合物をそのまま融解する場合は完全に融解するこ
とが好ましいが、その他の場合は、望ましくは850〜
900℃の温度で部分融解させた方が超電導特性の優れ
た材料が得られる。
融解した材料は続いて750〜850℃で熱処理して超
電導体の構造を成長させる。熱処理は30分以上行うの
が好ましく10時間を超えて行っても余り意味はない。
電導体の構造を成長させる。熱処理は30分以上行うの
が好ましく10時間を超えて行っても余り意味はない。
熱処理は空気又は酸素等の酸素含有雰囲気とする。
融解した材料は急冷して大気中に取り出して、そのまま
又は粉砕して粉末成形後、更に750〜850℃で熱処
理してもよいし、融解した物を750〜850℃に冷却
して熱処理を行っても、材料の超電導特性は余り変わら
ない。上記熱処理において850℃を超える温度では材
料が融解してしまうし、750℃未満では超電導性の改
善がみられない。
又は粉砕して粉末成形後、更に750〜850℃で熱処
理してもよいし、融解した物を750〜850℃に冷却
して熱処理を行っても、材料の超電導特性は余り変わら
ない。上記熱処理において850℃を超える温度では材
料が融解してしまうし、750℃未満では超電導性の改
善がみられない。
熱処理後の材料は冷却する。冷却については特に条件の
制限はない。本発明において、Y−Ba−Cu−0系等
で行われている500℃以下での酸素雰囲気中での10
時間以上の熱処理は必要なく、かえって材料の超電導特
性が悪化する。
制限はない。本発明において、Y−Ba−Cu−0系等
で行われている500℃以下での酸素雰囲気中での10
時間以上の熱処理は必要なく、かえって材料の超電導特
性が悪化する。
本発明の方法によれば材料を融解させた後、再度750
〜850℃の温度で熱処理することにより超電導体の構
造が成長しやすくなり、材料中の非超電導性の割合も減
少することが判明した。又、本発明において1000℃
以下の温度で処理すればアルミナ、ジルコニア、マグネ
シア、シリコン等のセラミックス又は銅、ステンレス等
の金属の基板と反応することなく、材料を融解させるこ
とにより、付着強度の高い、高密度、平滑な超電導体の
パターンや皮膜等を形成することが可能である。
〜850℃の温度で熱処理することにより超電導体の構
造が成長しやすくなり、材料中の非超電導性の割合も減
少することが判明した。又、本発明において1000℃
以下の温度で処理すればアルミナ、ジルコニア、マグネ
シア、シリコン等のセラミックス又は銅、ステンレス等
の金属の基板と反応することなく、材料を融解させるこ
とにより、付着強度の高い、高密度、平滑な超電導体の
パターンや皮膜等を形成することが可能である。
材料を溶融しない温度、例えば820℃で焼結させた場
合は、焼結密度は向上せず、又焼結体の機械強度も低い
。一方例えば850〜900℃で部分融解させた後、熱
処理を加えた材料は超電導性の臨界温度も高く、緻密で
機械強度も高い焼結体となる。
合は、焼結密度は向上せず、又焼結体の機械強度も低い
。一方例えば850〜900℃で部分融解させた後、熱
処理を加えた材料は超電導性の臨界温度も高く、緻密で
機械強度も高い焼結体となる。
以下実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。
〔実施例1〕
BI OS r COa 、Ca OlCu (OH)
223″ を元素比でBl :Sr :Ca :Cu−に1:
1:2の組成に秤量しエチルアルコールを加え十分混合
した後アルミナボートに入れ大気中750℃で4時間焼
成した。得られた黒色粉末を粉砕混合し、荷重7ton
/c−で10mmφ×1龍に成形した。次にこの成形物
を880℃2時間融解し、次いで炉温を800℃に下げ
更に3時間熱処理した。炉が600℃まで冷却された段
階で試料を炉から取り出し急冷した。黒色焼結体の電気
抵抗を四端子法で測定したところ、臨界温度Tcは11
5°に1零抵抗部度Teは90°にの超電導体か得られ
た。液体窒素温度77°Kにおける臨界電流密度Jcは
20OA/c−であった。
223″ を元素比でBl :Sr :Ca :Cu−に1:
1:2の組成に秤量しエチルアルコールを加え十分混合
した後アルミナボートに入れ大気中750℃で4時間焼
成した。得られた黒色粉末を粉砕混合し、荷重7ton
/c−で10mmφ×1龍に成形した。次にこの成形物
を880℃2時間融解し、次いで炉温を800℃に下げ
更に3時間熱処理した。炉が600℃まで冷却された段
階で試料を炉から取り出し急冷した。黒色焼結体の電気
抵抗を四端子法で測定したところ、臨界温度Tcは11
5°に1零抵抗部度Teは90°にの超電導体か得られ
た。液体窒素温度77°Kにおける臨界電流密度Jcは
20OA/c−であった。
〔比較例1〕
実施例1の方法で作製した10m+sφX1m+sの成
形体を820℃、5時間熱処理した後、600℃で炉か
ら取り出し急冷した。このものの臨界温度Tcは85°
に1零抵抗部度Tcは60°にであった。尚超電導特性
のグラフを第1図に示す。
形体を820℃、5時間熱処理した後、600℃で炉か
ら取り出し急冷した。このものの臨界温度Tcは85°
に1零抵抗部度Tcは60°にであった。尚超電導特性
のグラフを第1図に示す。
〔実施例2〕
実施例1で作製した原料粉をポリビニルアルコールに混
合してアルミナ基板上に線状を描いた後900℃で10
分融解し、次いで820℃で1時間熱処理した。炉内で
徐冷した後、その特性を1l)I定したところ、臨界温
度Tcは100’に、零抵抗温度は70°にであった。
合してアルミナ基板上に線状を描いた後900℃で10
分融解し、次いで820℃で1時間熱処理した。炉内で
徐冷した後、その特性を1l)I定したところ、臨界温
度Tcは100’に、零抵抗温度は70°にであった。
本発明に係る超電導体の製造方法によれば、超電導体の
構造が成長しやすくなり材料中の非超電導相の割合も減
少する。
構造が成長しやすくなり材料中の非超電導相の割合も減
少する。
融解しない温度で焼結させた材料では焼結密度材料では
緻密で機械強度も高い焼結体となり、超電導特性も向上
する。特に臨界温度Tcは従来のy−Ba −Cu −
0系に比べて約20′にも高い。
緻密で機械強度も高い焼結体となり、超電導特性も向上
する。特に臨界温度Tcは従来のy−Ba −Cu −
0系に比べて約20′にも高い。
又、本発明において850〜1000℃で材料を融解さ
せる事によりBl −Sr −Ca −Cu系酸化物
はセラミックスや金属の基板と反応することなく付着強
度の高い、緻密で平滑な超電導体の皮膜を形成すること
ができる。
せる事によりBl −Sr −Ca −Cu系酸化物
はセラミックスや金属の基板と反応することなく付着強
度の高い、緻密で平滑な超電導体の皮膜を形成すること
ができる。
本発明の方法により製造される超電導体材料は送電用線
材、マグネット線材、磁気シールド材、デバイス用配線
に好適に用いることができる。
材、マグネット線材、磁気シールド材、デバイス用配線
に好適に用いることができる。
第1図は実施例1で製造された超電導体の電気抵抗の温
度依存性を示すグラフである。 図中 Tc・・・臨界温度 Tc・・・零抵抗温度
度依存性を示すグラフである。 図中 Tc・・・臨界温度 Tc・・・零抵抗温度
Claims (3)
- 1.Bi−Sr−Ca−Cu系酸化物超電導体の製造方
法において、当該酸化物を融解し、次いで酸素含有雰囲
気下、750〜850℃の温度で熱処理することを特徴
とする超電導体の製造方法。 - 2.Bi−Sr−Ca−Cu系酸化物超電導体の製造方
法において、当該酸化物を融解し、次いで冷却後そのま
ま又は粉末化し成型した後酸素含有雰囲気下、750〜
850℃の温度で熱処理することを特徴とする超電導体
の製造方法。 - 3.Bi−Sr−Ca−Cu系酸化物をセラミックス又
は金属の基板に塗布した後、当該酸化物を融解し、次い
で酸素含有雰囲気下、750〜850℃の温度で熱処理
することを特徴とする超電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63026294A JPH01201060A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63026294A JPH01201060A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 超電導体の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01201060A true JPH01201060A (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=12189301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63026294A Pending JPH01201060A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01201060A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01226783A (ja) * | 1988-03-04 | 1989-09-11 | Res Dev Corp Of Japan | スクリーン印刷によるBi−Sr−Ca−Cu−O系超伝導膜の製造方法 |
US5089468A (en) * | 1989-03-30 | 1992-02-18 | Ngk Insulators, Ltd. | Process for producing bismuth-based superconducting oxide |
-
1988
- 1988-02-05 JP JP63026294A patent/JPH01201060A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01226783A (ja) * | 1988-03-04 | 1989-09-11 | Res Dev Corp Of Japan | スクリーン印刷によるBi−Sr−Ca−Cu−O系超伝導膜の製造方法 |
US5089468A (en) * | 1989-03-30 | 1992-02-18 | Ngk Insulators, Ltd. | Process for producing bismuth-based superconducting oxide |
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