JPH01212217A - 酸化物粉末の製造方法および酸化物超伝導材料の製造方法 - Google Patents
酸化物粉末の製造方法および酸化物超伝導材料の製造方法Info
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- JPH01212217A JPH01212217A JP63035711A JP3571188A JPH01212217A JP H01212217 A JPH01212217 A JP H01212217A JP 63035711 A JP63035711 A JP 63035711A JP 3571188 A JP3571188 A JP 3571188A JP H01212217 A JPH01212217 A JP H01212217A
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Classifications
-
- 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
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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、高い超伝導転移温度を持つ酸化物超伝導材料
に間するものである。
に間するものである。
従来の技術
超伝導材料は、ｌ）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、磁気浮上列車、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、従来の金属系超伝導体では、超伝導転移温
度は最も高いものでも２３に程度であり、実使用時には
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
しなければならず、工業上大きな問題であった。
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、磁気浮上列車、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、従来の金属系超伝導体では、超伝導転移温
度は最も高いものでも２３に程度であり、実使用時には
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
しなければならず、工業上大きな問題であった。
このため、より高温で超伝導体となる材料の探索が行わ
れていた。
れていた。
１９８７年２月に、より高い超伝導転移温度をもつ、新
たな酸化物系材料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。
たな酸化物系材料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。
Ｎ ｄ＊ ５ｒｎｔ Ｅ ｕ、 Ｇ ｄ、 Ｄ ｙ
ｔ Ｈｏｐ Ｅ ｒ、 Ｔｍ、ＹｂＬｕ）で置き
換えた材料についても、超。
ｔ Ｈｏｐ Ｅ ｒ、 Ｔｍ、ＹｂＬｕ）で置き
換えた材料についても、超。
伝導状態となることが確認された。これらの材料は、超
伝導転移温度が９５に程度と高く、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＠囲も −広がるものと期待され
る。このため現在、これらの材料の１！造法、物性、応
用等に間して多くの研究がなされている。
伝導転移温度が９５に程度と高く、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＠囲も −広がるものと期待され
る。このため現在、これらの材料の１！造法、物性、応
用等に間して多くの研究がなされている。
ＹＢａ２Ｃｕ３０ｖ−ｘ系化合物のセラミックス的手法
による製造法としては、同相法と共沈法の２種類の方法
が行われている。同相法とは、同体原料のＹ２Ｏ３，Ｂ
ａ Ｃ０３，Ｃｕ Ｏ等を機械的に混合し、これを仮
焼する方法である。一方共沈法は、Ｙ、Ｂａ、Ｃｕの塩
を水に溶解して均一な水溶液とし、これに蓚酸等の沈澱
生成剤を加えて沈澱を生じさせ、これより回収した粉末
を仮焼する方法である。焼結体は、このようにして合成
した粉末を、成形・焼成して作製する。
による製造法としては、同相法と共沈法の２種類の方法
が行われている。同相法とは、同体原料のＹ２Ｏ３，Ｂ
ａ Ｃ０３，Ｃｕ Ｏ等を機械的に混合し、これを仮
焼する方法である。一方共沈法は、Ｙ、Ｂａ、Ｃｕの塩
を水に溶解して均一な水溶液とし、これに蓚酸等の沈澱
生成剤を加えて沈澱を生じさせ、これより回収した粉末
を仮焼する方法である。焼結体は、このようにして合成
した粉末を、成形・焼成して作製する。
発明が解決しようとする課題
これらの合成法のうち、前者の固相法では、原料が各成
分の固体粉末であるために反応が低温では生じにくく、
かつ炭酸バリウムの分解温度が高いために、ＹＢａ２Ｃ
ｕ３０ｙ−ｘ相が生成するためには８００℃以上の温度
での仮焼が必要である。
分の固体粉末であるために反応が低温では生じにくく、
かつ炭酸バリウムの分解温度が高いために、ＹＢａ２Ｃ
ｕ３０ｙ−ｘ相が生成するためには８００℃以上の温度
での仮焼が必要である。
ところが、ＹＢａ２Ｃｕ３０ｖ−ｘが９８０℃程度で分
解するために、合成可能温度範囲が８００℃−９５０℃
と狭く、高温での仮焼が必要なために、粗大な粉末しか
製造できなかった。
解するために、合成可能温度範囲が８００℃−９５０℃
と狭く、高温での仮焼が必要なために、粗大な粉末しか
製造できなかった。
一方後者の共沈法では、沈澱として生成する粉末は微粒
子であるが、蓚酸その他の沈澱剤を用いているので、こ
の沈澱剤が加熱途中で分解し、炭酸バリウムを生成する
。ために、仮焼によるＹＢａ ２Ｃｕ ３０７−Ｘ相の
生成温度は同相法に比べ僅かに低下するに過ぎず、同相
法と同様の課題が残されていた。また、ＢａやＣｕが一
部溶液中に残留し易く、沈ｆＲｍ成と配合組成を等しく
するためには、かなり狭い範囲でｐＨを調整する必要が
あり、製造工程が複雑とな７ていた。
子であるが、蓚酸その他の沈澱剤を用いているので、こ
の沈澱剤が加熱途中で分解し、炭酸バリウムを生成する
。ために、仮焼によるＹＢａ ２Ｃｕ ３０７−Ｘ相の
生成温度は同相法に比べ僅かに低下するに過ぎず、同相
法と同様の課題が残されていた。また、ＢａやＣｕが一
部溶液中に残留し易く、沈ｆＲｍ成と配合組成を等しく
するためには、かなり狭い範囲でｐＨを調整する必要が
あり、製造工程が複雑とな７ていた。
さらに、これらの同相法、共沈法で合成した粉末を用い
て焼結体を製造する場合、９８０℃以下で焼成せねばな
らないために仮焼温度と焼成温度の差が小さく、十分高
密度な焼結体が得られていなかった。
て焼結体を製造する場合、９８０℃以下で焼成せねばな
らないために仮焼温度と焼成温度の差が小さく、十分高
密度な焼結体が得られていなかった。
本発明は、Ｙ Ｂ ａ２ｃ ｕ ３０７−Ｘ相の生成温
度を低下させる事によりＶ＆纏な粉末を合成する方法を
提供することを目的とする。
度を低下させる事によりＶ＆纏な粉末を合成する方法を
提供することを目的とする。
課題を解決する為の手段
出発物質として、Ｌｎ２Ｏ３またはＬｎ（ＯＨ）＊（こ
こでＬｎはＹ、 Ｌａ、 Ｎｄ、 Ｓｍ、 Ｅ
ｕ、 Ｇｄ、 Ｄｙ、 Ｈｏ、 Ｅｒ、 Ｔ
ｍ、 Ｙｂ、 Ｌｕ の内より選ばれた少なくと
も一種類以上の金属元素）と、水酸化バリウムと、酸化
銅または亜酸化銅もしくは水酸化銅を用い、これらの粉
末を混合した後、７５０℃以上９５０℃以下の温度で仮
焼する。また、この粉末を成形し、これを８５０℃以上
１０００℃以下の温度範囲内で焼成して酸化物超伝導材
料を製造する。
こでＬｎはＹ、 Ｌａ、 Ｎｄ、 Ｓｍ、 Ｅ
ｕ、 Ｇｄ、 Ｄｙ、 Ｈｏ、 Ｅｒ、 Ｔ
ｍ、 Ｙｂ、 Ｌｕ の内より選ばれた少なくと
も一種類以上の金属元素）と、水酸化バリウムと、酸化
銅または亜酸化銅もしくは水酸化銅を用い、これらの粉
末を混合した後、７５０℃以上９５０℃以下の温度で仮
焼する。また、この粉末を成形し、これを８５０℃以上
１０００℃以下の温度範囲内で焼成して酸化物超伝導材
料を製造する。
作用
発明者等は、Ｙ２Ｏ１，Ｂ ａ Ｃ０３，Ｃｕ Ｏの混
合物を加熱した場合のＬ ｎ Ｂ ａ ２Ｃｕ ３０７
−Ｘ相の生成過程を検討し、炭酸バリウムの分解が生成
温度に支配的な影響を持っている事をつきとめた。
合物を加熱した場合のＬ ｎ Ｂ ａ ２Ｃｕ ３０７
−Ｘ相の生成過程を検討し、炭酸バリウムの分解が生成
温度に支配的な影響を持っている事をつきとめた。
本発明の方法では、出発物質として、金属酸化物および
水酸化物のみを用い、かつ炭酸ガスの存在しない条件下
でこれらを混合し、仮焼する。この方法では、Ｌ ｎ
Ｂ ａ２ｃ ｕ ３０ｖ−ｘ相の生成に炭酸バリウムの
閏与がなく、為に仮焼温度を低下させる事が出来る。仮
焼温度が恢いために粉末は微粒子となり、これを用いて
製造したＬ’ｎ Ｂ ａ２ｃ ｕ ３０７−×セラミッ
クスは高密度となる。また、共沈法の場合のような組成
ずれも生じない。
水酸化物のみを用い、かつ炭酸ガスの存在しない条件下
でこれらを混合し、仮焼する。この方法では、Ｌ ｎ
Ｂ ａ２ｃ ｕ ３０ｖ−ｘ相の生成に炭酸バリウムの
閏与がなく、為に仮焼温度を低下させる事が出来る。仮
焼温度が恢いために粉末は微粒子となり、これを用いて
製造したＬ’ｎ Ｂ ａ２ｃ ｕ ３０７−×セラミッ
クスは高密度となる。また、共沈法の場合のような組成
ずれも生じない。
実施例
以下、ＬｎＢａ２ＣＵ３０Ｔ−Ｘの代表として、ＹＢ
ａ ２Ｃｕ ３０ｖ−ｘの場合について、実施例で本発
明を説明する。
ａ ２Ｃｕ ３０ｖ−ｘの場合について、実施例で本発
明を説明する。
実施例１
出発原料として、Ｙ２Ｏ３粉末、ＣｕＯ粉末およびＢａ
（ＯＨ）２・８Ｈ２０を用いた。これらの粉末を、Ｙ：
Ｂａ： Ｃｕ＝１： ２： ３の比率となり、かつ粉
末の総重量が１００ｇとなるようにそれぞれ秤量し、ボ
ールミルにてエタノール１５０ｍ１を分散媒として１６
時時閉合した。混合終了後、分散媒ごと全量を乾燥機に
て１５０℃で乾燥させた。得られた粉末２ｇを６００℃
、７００℃、８００℃、９００℃で２時間、空気中で仮
焼した。
（ＯＨ）２・８Ｈ２０を用いた。これらの粉末を、Ｙ：
Ｂａ： Ｃｕ＝１： ２： ３の比率となり、かつ粉
末の総重量が１００ｇとなるようにそれぞれ秤量し、ボ
ールミルにてエタノール１５０ｍ１を分散媒として１６
時時閉合した。混合終了後、分散媒ごと全量を乾燥機に
て１５０℃で乾燥させた。得られた粉末２ｇを６００℃
、７００℃、８００℃、９００℃で２時間、空気中で仮
焼した。
比較のため、Ｙ２Ｏ３，ＢａＣＯ３，ＣｕＯをボールミ
ルで混合した粉末（固相法）、およびＹ、 Ｂ 。
ルで混合した粉末（固相法）、およびＹ、 Ｂ 。
ａ、Ｃｕの硝酸塩をＹ： Ｂａ： Ｃｕ＝１： ２：
３となるように秤量し、これを純水１００ｍ１に溶解し
、均一な溶液とした後、蓚酸水溶液を加え、ざらにアン
モニア水を添加してｐＨ６に調整し、攪はん反応させ、
沈澱をろ過・乾燥して得た粉末（共沈法）についても同
様に仮焼した。これらの粉末に対してＸ線回折測定を行
った。その結果、同相法ではＹＢａ２ｃｕ３０７−ｘ相
は８００℃から生成し始めるが、９００℃でもまだ未反
応物が残留していた。共沈法では、Ｙ Ｂ ａ ２Ｃｕ
３０７−Ｘ相の生成は８００℃からであり、９００℃
ではほぼ単一相となった。これらに対し、本発明の方法
では７００℃からＹ Ｂ ａ ２Ｃｕ ３０７−Ｘ相が
生成しはじめ、８００℃ではほとんど単一相となった。
３となるように秤量し、これを純水１００ｍ１に溶解し
、均一な溶液とした後、蓚酸水溶液を加え、ざらにアン
モニア水を添加してｐＨ６に調整し、攪はん反応させ、
沈澱をろ過・乾燥して得た粉末（共沈法）についても同
様に仮焼した。これらの粉末に対してＸ線回折測定を行
った。その結果、同相法ではＹＢａ２ｃｕ３０７−ｘ相
は８００℃から生成し始めるが、９００℃でもまだ未反
応物が残留していた。共沈法では、Ｙ Ｂ ａ ２Ｃｕ
３０７−Ｘ相の生成は８００℃からであり、９００℃
ではほぼ単一相となった。これらに対し、本発明の方法
では７００℃からＹ Ｂ ａ ２Ｃｕ ３０７−Ｘ相が
生成しはじめ、８００℃ではほとんど単一相となった。
実施例２
実施例！で準備した３種類の粉末をそれぞれＩＯｇとり
、酸素ガスフロー下で、８５０℃で５時閉仮焼した後、
らいかい機で２時閉粉砕し、ざらに仮焼・粉砕を２回繰
り返した。得られた粉末をＸ線回折にかけたところ、本
発明の粉末は、はぼＹ Ｂ ａ２ｃ Ｄ３０ｒ−ｘ相重
−であったが、同相法と共沈法の粉末では、一部炭酸バ
リウムや酸化銅が残留していた。そこで同相法と共沈法
の粉末に対しては、９００℃での仮焼と粉砕を３回行っ
た粉末も用意した。この９００℃仮焼粉末は、はぼＹＢ
ａ２ｃＩｊコ０７−ｘ相単一であった。これらの５種類
の粉末を造粒・成形し、９７０℃で２０時間、酸素中で
焼成し、１００℃／時閏で冷却した。得られた焼結体の
密度の測定結果を表１に示した。
、酸素ガスフロー下で、８５０℃で５時閉仮焼した後、
らいかい機で２時閉粉砕し、ざらに仮焼・粉砕を２回繰
り返した。得られた粉末をＸ線回折にかけたところ、本
発明の粉末は、はぼＹ Ｂ ａ２ｃ Ｄ３０ｒ−ｘ相重
−であったが、同相法と共沈法の粉末では、一部炭酸バ
リウムや酸化銅が残留していた。そこで同相法と共沈法
の粉末に対しては、９００℃での仮焼と粉砕を３回行っ
た粉末も用意した。この９００℃仮焼粉末は、はぼＹＢ
ａ２ｃＩｊコ０７−ｘ相単一であった。これらの５種類
の粉末を造粒・成形し、９７０℃で２０時間、酸素中で
焼成し、１００℃／時閏で冷却した。得られた焼結体の
密度の測定結果を表１に示した。
（以下余白）
表１． 焼結体密度
表１より明らかなように、本発明の焼結体は、従来法に
比べ高密度である。また、同相法、共沈法の８５０℃仮
焼粉より合成した焼結体は、焼結体にクラックが生じて
いた。
比べ高密度である。また、同相法、共沈法の８５０℃仮
焼粉より合成した焼結体は、焼結体にクラックが生じて
いた。
なお、本発明の仮焼温度を７５０℃以上９５０℃以下と
するのは、仮焼温度７５０℃未満では、Ｌ ｎ Ｂ ａ
２Ｃｕ ３０ｒ−ｘ相の合成に時間がかかり過ぎるた
めであり、また９５０℃を越えると、生成粉末が粗大化
するためである。焼成温度を９００℃以上、１０００℃
以下とするのは、９００℃未満で得た焼結体は密度が低
く、１０００℃以上では部分的に溶融するためである。
するのは、仮焼温度７５０℃未満では、Ｌ ｎ Ｂ ａ
２Ｃｕ ３０ｒ−ｘ相の合成に時間がかかり過ぎるた
めであり、また９５０℃を越えると、生成粉末が粗大化
するためである。焼成温度を９００℃以上、１０００℃
以下とするのは、９００℃未満で得た焼結体は密度が低
く、１０００℃以上では部分的に溶融するためである。
発明の効果
本発明によれば、出発物質として、Ｌｎ２Ｏ３またはＬ
ｎ（ＯＨ）３（ここでＬｎはＹ、 Ｌａ、 Ｎｄ。
ｎ（ＯＨ）３（ここでＬｎはＹ、 Ｌａ、 Ｎｄ。
Ｓｍ、 Ｅｕ、 Ｃｄ、 Ｄｙ、 Ｈｏ、
Ｅｒ、 Ｔｍ、 Ｙｂ、Ｌｕ の内より選ばれた少
なくとも一種類以上の金属元素）と、水酸化バリウムと
、酸化銅または亜酸化銅もしくは水酸化銅を用い、これ
らの粉末を混合した後、７５０℃以上９５０℃以下の温
度で仮焼することにより化学式［、ｎ Ｂ ａ２ｃ ｕ
３０？−Ｘで表される化合物粉末を製造する。
Ｅｒ、 Ｔｍ、 Ｙｂ、Ｌｕ の内より選ばれた少
なくとも一種類以上の金属元素）と、水酸化バリウムと
、酸化銅または亜酸化銅もしくは水酸化銅を用い、これ
らの粉末を混合した後、７５０℃以上９５０℃以下の温
度で仮焼することにより化学式［、ｎ Ｂ ａ２ｃ ｕ
３０？−Ｘで表される化合物粉末を製造する。
それにより、従来法によるものよりも１００℃程度低い
温度で、Ｙ Ｂ ａ ２Ｃｕ ３０７−Ｘ粉末を容易に
製造する事が可能である。また、得られたＬ ｎ Ｂ
ａ ２Ｃｕ ３０７−Ｘセラミックスは従来よりも高密
度である。
温度で、Ｙ Ｂ ａ ２Ｃｕ ３０７−Ｘ粉末を容易に
製造する事が可能である。また、得られたＬ ｎ Ｂ
ａ ２Ｃｕ ３０７−Ｘセラミックスは従来よりも高密
度である。
Claims (2)
- （１）出発物質として、Ｌｎ＿２Ｏ＿３またはＬｎ（Ｏ
Ｈ）＿３（ここでＬｎはＹ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，
Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕの内より選
ばれた少なくとも一種類の金属元素）と、水酸化バリウ
ムと、酸化銅または亜酸化銅もしくは水酸化銅を用い、
これらの粉末を混合した後、７５０℃以上９５０℃以下
の温度で仮焼する工程を含み、化学式ＬｎＢａ＿２Ｃｕ
＿３Ｏ＿７＿−＿Ｘで表される化合物粉末を製造するこ
とを特徴とする酸化物粉末の製造方法。 - （２）特許請求の範囲第１項記載の方法で製造した化学
式ＬｎＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７＿−＿Ｘで表される粉末
を成形し、これを８５０℃以上１０００℃以下の温度範
囲内で焼成することを特徴とする酸化物超伝導材料の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63035711A JPH01212217A (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | 酸化物粉末の製造方法および酸化物超伝導材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63035711A JPH01212217A (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | 酸化物粉末の製造方法および酸化物超伝導材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01212217A true JPH01212217A (ja) | 1989-08-25 |
Family
ID=12449445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63035711A Pending JPH01212217A (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | 酸化物粉末の製造方法および酸化物超伝導材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01212217A (ja) |
-
1988
- 1988-02-18 JP JP63035711A patent/JPH01212217A/ja active Pending
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