JPH01212222A - 酸化物超伝導材料 - Google Patents
酸化物超伝導材料Info
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- JPH01212222A JPH01212222A JP63035712A JP3571288A JPH01212222A JP H01212222 A JPH01212222 A JP H01212222A JP 63035712 A JP63035712 A JP 63035712A JP 3571288 A JP3571288 A JP 3571288A JP H01212222 A JPH01212222 A JP H01212222A
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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
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (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、超伝導マグネットやジョセフソン接合素子等
に用いられる、酸化物超伝導材料に間するものである。
に用いられる、酸化物超伝導材料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
、核融合プラズマ閏じ込め、磁気浮上列車、磁気シール
ド、高速コンピュータ等の輻広い応用が期待されて−１
、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
冷却する必要があり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。
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
、核融合プラズマ閏じ込め、磁気浮上列車、磁気シール
ド、高速コンピュータ等の輻広い応用が期待されて−１
、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
冷却する必要があり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。
１９８７年２月に、新たなセラミックス系超伝導物質、
Ｙ Ｂ ａ ２Ｃｕ ３０ｖ−ｘが見いだされ、ざらに
Ｙを他の希土類元素（Ｌａ、 Ｎｄ、 Ｓｍ、
ＥｕｔＧｄ、 Ｄｙ、 Ｈｏ、 Ｅｒ、 Ｔｍ、 Ｙｂ
、 Ｌｕ）で置き換えた物質についても、超伝導状態と
なることが一認された。これらのセラミックスは、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、応用範囲も広がるものと期待される。こ
のため現在、これらの化合物の製造法、物性、応用等に
関して多くの研究がなされている。
Ｙ Ｂ ａ ２Ｃｕ ３０ｖ−ｘが見いだされ、ざらに
Ｙを他の希土類元素（Ｌａ、 Ｎｄ、 Ｓｍ、
ＥｕｔＧｄ、 Ｄｙ、 Ｈｏ、 Ｅｒ、 Ｔｍ、 Ｙｂ
、 Ｌｕ）で置き換えた物質についても、超伝導状態と
なることが一認された。これらのセラミックスは、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、応用範囲も広がるものと期待される。こ
のため現在、これらの化合物の製造法、物性、応用等に
関して多くの研究がなされている。
発明が解決しようとする課題
これらのセラミックスは、通常、含まれている各金属成
分の酸化物、炭酸塩等を機械的に混合した後仮焼し、得
られた仮焼粉を成形し、焼成する方法で製造される。こ
の方法では、超伝導材料であるペロブスカイト型構造を
持つＬ ｎ Ｂ ａ２ｃ ｕ３０７−Ｘが生成するため
には、９００℃程度以上の温度で焼成する必要があり、
また、９８０℃程度以上の温度になると Ｌ ｎ Ｂ
ａ ２Ｃｕ ３０７−Ｘ相が分解してしまうために、焼
成温度は９００℃〜９８０℃程度に限られている。とこ
ろが、これらのセラミックスはその焼結性が低いために
、この温度範囲内では充分高密度な焼結体が得られず、
実使用する場合に、機械的強度が低い、臨界電流密度が
小さい等の問題点があった。
分の酸化物、炭酸塩等を機械的に混合した後仮焼し、得
られた仮焼粉を成形し、焼成する方法で製造される。こ
の方法では、超伝導材料であるペロブスカイト型構造を
持つＬ ｎ Ｂ ａ２ｃ ｕ３０７−Ｘが生成するため
には、９００℃程度以上の温度で焼成する必要があり、
また、９８０℃程度以上の温度になると Ｌ ｎ Ｂ
ａ ２Ｃｕ ３０７−Ｘ相が分解してしまうために、焼
成温度は９００℃〜９８０℃程度に限られている。とこ
ろが、これらのセラミックスはその焼結性が低いために
、この温度範囲内では充分高密度な焼結体が得られず、
実使用する場合に、機械的強度が低い、臨界電流密度が
小さい等の問題点があった。
課題を解決するための手段
化学式（しｎ ＋ −ｚＧ ａ ｚ）Ｂ ａ２ｃ ｕ
３０７−Ｘ （Ｌ ｎはＹ、 Ｌａ、 Ｎｄ、
Ｓｍ、 Ｅｕ、 Ｃｄ、 Ｄｙ、 Ｈｏ。
３０７−Ｘ （Ｌ ｎはＹ、 Ｌａ、 Ｎｄ、
Ｓｍ、 Ｅｕ、 Ｃｄ、 Ｄｙ、 Ｈｏ。
Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの内の少なくとも一種類の金属
）で表され、Ｚが０．０２≦Ｚ≦０．２０範囲内にある
酸化物超伝導材料。
）で表され、Ｚが０．０２≦Ｚ≦０．２０範囲内にある
酸化物超伝導材料。
作用
本発明の（Ｌｎ＋−ｚＣ；ａｚ）Ｂａ２ｃｕ３０ｖ−ｘ
セラミックスでは、Ｌｎの一部をＧａと置き換えること
により、同一焼成温度では、特性を劣下させずに焼結体
密度を上げることが可能である。また、同一焼結体密度
となる焼成温度は低下する。
セラミックスでは、Ｌｎの一部をＧａと置き換えること
により、同一焼成温度では、特性を劣下させずに焼結体
密度を上げることが可能である。また、同一焼結体密度
となる焼成温度は低下する。
実施例
実施例１
試薬特級のＹ２Ｏ３，ＢａＣ０ａ、Ｃｕｂ、Ｇａ２Ｏ３
粉末を、（Ｙ＋−ｚＧａｚ）Ｂａ２Ｃｕ３０７−ｘ組成
で、Ｚの値が０，０．０１，０．０２，０．０５，０．
１゜０．２，０．２５となり、合計重量が約１００ｇと
なるようにように、それぞれ秤量し、これらをメノウボ
ールミルでエタノール１５０ｍ１にて１８時時間式混合
した。混合物を１２０℃で乾燥した後、アルミナ坩堝に
入れ、８５０℃で５時閏、空気中で仮焼した。仮焼粉を
粗粉砕し、さらに８５０℃で５時閏、空気中で再仮焼し
た。これらの２回仮焼粉を、メノウボールミルでエタノ
ール１００ｍ１にて１８時時閉式粉砕し、１２０℃で乾
燥した。こうして得た粉末に、ポリビニルブチラールを
５重量％濃度で溶解した、イソプロパツール溶液を５重
量％加えて造粒した。造粒粉は０．８ｇをとり、直径１
２ｍｍの金型で５００ ｋ ｇ ／ ｃｍ２の圧力で一
軸加圧成形した。
粉末を、（Ｙ＋−ｚＧａｚ）Ｂａ２Ｃｕ３０７−ｘ組成
で、Ｚの値が０，０．０１，０．０２，０．０５，０．
１゜０．２，０．２５となり、合計重量が約１００ｇと
なるようにように、それぞれ秤量し、これらをメノウボ
ールミルでエタノール１５０ｍ１にて１８時時間式混合
した。混合物を１２０℃で乾燥した後、アルミナ坩堝に
入れ、８５０℃で５時閏、空気中で仮焼した。仮焼粉を
粗粉砕し、さらに８５０℃で５時閏、空気中で再仮焼し
た。これらの２回仮焼粉を、メノウボールミルでエタノ
ール１００ｍ１にて１８時時閉式粉砕し、１２０℃で乾
燥した。こうして得た粉末に、ポリビニルブチラールを
５重量％濃度で溶解した、イソプロパツール溶液を５重
量％加えて造粒した。造粒粉は０．８ｇをとり、直径１
２ｍｍの金型で５００ ｋ ｇ ／ ｃｍ２の圧力で一
軸加圧成形した。
これらの成形体を空気中および酸素中で昇温速度３００
℃／時閏、バインダアウト６００℃−２時閏、焼成９７
０℃−２０時間、降温速度１００℃／時閏の条件で焼成
した。
℃／時閏、バインダアウト６００℃−２時閏、焼成９７
０℃−２０時間、降温速度１００℃／時閏の条件で焼成
した。
得られた焼結体の密度を重量と試料のサイズより測定し
、また電気抵抗の温度変化を四端子法で測定した。それ
らの結果を表１に示した。表中では、抵抗が急激に低下
し始める温度（Ｔｃｏ ｎ ）と抵抗が０となる温度（
Ｔｅ＠）にわけて表した。
、また電気抵抗の温度変化を四端子法で測定した。それ
らの結果を表１に示した。表中では、抵抗が急激に低下
し始める温度（Ｔｃｏ ｎ ）と抵抗が０となる温度（
Ｔｅ＠）にわけて表した。
（以下余白）
表１．焼結体の緒特性その１
表１より明らかなように、Ｇａ量を増加させると、０．
Ｏｌではほとんど効果が見られなかったが、０．０２か
ら０．２までは高密度焼結体となった。この間の超伝導
転移温度の低下はほとんどみられなかった。０．２５で
は、密度、超伝導転移温度とも低下した。
Ｏｌではほとんど効果が見られなかったが、０．０２か
ら０．２までは高密度焼結体となった。この間の超伝導
転移温度の低下はほとんどみられなかった。０．２５で
は、密度、超伝導転移温度とも低下した。
実施例２
試薬特級のＤ ｙ ２０３９ ＨＯ２０３，Ｂ ａ
Ｃ０３゜Ｃｕ Ｏ，Ｇ ａ２０３粉末を（Ｄ ｙ ＋−
ｚＧ ａ ｚ）Ｂ ａ ２Ｃｕａｏｖ−Ｘ組成および（
ＨＯ＋−ｚＧ ａｚ）Ｂ ａ２ｃ ｕ ３０？−Ｘ組成
で、Ｚの値が０．０．１となり、合計重量が約１００ｇ
となるようにようにそれぞれ秤量し、実施例１と同様の
方法で焼結体を作成した。これらの焼結体の密度および
超伝導転移温度測定の結果を表２に示した。
Ｃ０３゜Ｃｕ Ｏ，Ｇ ａ２０３粉末を（Ｄ ｙ ＋−
ｚＧ ａ ｚ）Ｂ ａ ２Ｃｕａｏｖ−Ｘ組成および（
ＨＯ＋−ｚＧ ａｚ）Ｂ ａ２ｃ ｕ ３０？−Ｘ組成
で、Ｚの値が０．０．１となり、合計重量が約１００ｇ
となるようにようにそれぞれ秤量し、実施例１と同様の
方法で焼結体を作成した。これらの焼結体の密度および
超伝導転移温度測定の結果を表２に示した。
表２．焼結体の諸特性その２
表２より、 Ｄ ３／ Ｂ ＆２Ｃｕ ３０７−Ｘ組成
あるいはＨＯＢ ａ ２Ｃｕ ３０７−Ｘ、ｌｌ成の希
土類をＧａで一部置き換えると、焼結体密度が向上する
が、超伝導転移温度はあまり変化しない事がわかる０発
明者等は、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ以外にもＬ ａ 、Ｎ ｄ
、Ｓｍ、Ｅ ｕ 。
あるいはＨＯＢ ａ ２Ｃｕ ３０７−Ｘ、ｌｌ成の希
土類をＧａで一部置き換えると、焼結体密度が向上する
が、超伝導転移温度はあまり変化しない事がわかる０発
明者等は、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ以外にもＬ ａ 、Ｎ ｄ
、Ｓｍ、Ｅ ｕ 。
Ｇ ｄ 、Ｅ ｒ 、Ｔｍ、Ｙ ｂ 、Ｌ ｕで同様の
実験を行ったが、最適焼成温度には差があるものの、何
れの組成でもＧａが０．０２〜０．２の範囲内では、高
密度で９０に級の超伝導転移温度を持った焼結体が得ら
れた。
実験を行ったが、最適焼成温度には差があるものの、何
れの組成でもＧａが０．０２〜０．２の範囲内では、高
密度で９０に級の超伝導転移温度を持った焼結体が得ら
れた。
発明の効果
本発明は、化学式（Ｌｎ＋−ｚＣ；ａｚ）Ｂａ２Ｃｕ３
０７−ｘ（ＬｎはＹ？ Ｌ ａｔ Ｎ ｄｅ Ｓ ｍｔ
Ｅ ｕｓ Ｇ ｄ。
０７−ｘ（ＬｎはＹ？ Ｌ ａｔ Ｎ ｄｅ Ｓ ｍｔ
Ｅ ｕｓ Ｇ ｄ。
Ｄｙ、Ｄｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの内の少なくとも
一種類の金属）で表され、Ｚが０．０２≦２≦０．２の
範囲内にある酸化物超伝導材料とすることにより、高い
焼結密度と超伝導転移温度を有するの酸化物超伝導材料
を、容易に得る事が可能である。
一種類の金属）で表され、Ｚが０．０２≦２≦０．２の
範囲内にある酸化物超伝導材料とすることにより、高い
焼結密度と超伝導転移温度を有するの酸化物超伝導材料
を、容易に得る事が可能である。
Claims (1)
- 化学式（Ｌｎ＿１＿−＿ＺＧａ＿ｚ）Ｂａ＿２Ｃｕ＿３
Ｏ＿７＿−ｘ（ＬｎはＹ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇ
ｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕの内の少なく
とも一種類の金属）で表され、Ｚが０．０２≦Ｚ≦０．
２の範囲内にある事を特徴とする酸化物超伝導材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63035712A JPH01212222A (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | 酸化物超伝導材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63035712A JPH01212222A (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | 酸化物超伝導材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01212222A true JPH01212222A (ja) | 1989-08-25 |
Family
ID=12449471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63035712A Pending JPH01212222A (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | 酸化物超伝導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01212222A (ja) |
-
1988
- 1988-02-18 JP JP63035712A patent/JPH01212222A/ja active Pending
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