JPH01212230A - 超電導材料 - Google Patents
超電導材料Info
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- JPH01212230A JPH01212230A JP63036689A JP3668988A JPH01212230A JP H01212230 A JPH01212230 A JP H01212230A JP 63036689 A JP63036689 A JP 63036689A JP 3668988 A JP3668988 A JP 3668988A JP H01212230 A JPH01212230 A JP H01212230A
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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
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (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）
本発明はジョセフソン素子、超電導モーター、超電導マ
グネット等に用いる超電導材料に関する。
グネット等に用いる超電導材料に関する。
（従来の技術）
超電導材料の応用分野を広げるには高臨界温度であるこ
とは必要不可欠であるが１９８７年２月にＨｏｕｓｔｏ
ｎ大学のＣ−Ｗ−Ｃｈｕらにより臨界温度が９０に級の
超電導物質が発見されるにいたり超電導市場は数兆円と
見積られるように巨大なものとなった。この高臨界温度
超電導物質はＹＩＢａ２ｃｕ３Ｏ７−ｙよりなるもので
ある。詳細はＰｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ、５８．Ｎｏ９，９０８−９１０に
述べられている。
とは必要不可欠であるが１９８７年２月にＨｏｕｓｔｏ
ｎ大学のＣ−Ｗ−Ｃｈｕらにより臨界温度が９０に級の
超電導物質が発見されるにいたり超電導市場は数兆円と
見積られるように巨大なものとなった。この高臨界温度
超電導物質はＹＩＢａ２ｃｕ３Ｏ７−ｙよりなるもので
ある。詳細はＰｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ、５８．Ｎｏ９，９０８−９１０に
述べられている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら前記従来の超電導材料の臨界電流密度は単
結晶ではＪａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｄｅ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｖｏｌ、２６
Ｎｏ、７ １９８７ ｐｐ、Ｌ１２４８−Ｌｌ２
５０に述べられているように１．８ ＊ １０’Ａ／ｃ
ｍ ２ （液体窒素冷却）と高いが多結晶体になると多
数の論文で述べられているように１ ＊ １０’Ａ／ｃ
ｍ２以下と低く、中でも焼結体は１００ＯＡ／ｃｍ２前
後とたいへん低いものであった。このため応用範囲が限
定されたものになっていた。この臨界電流密度低下の原
因は結晶の配向が悪いためと粒界部に電流を阻害する第
２相が析出しているためである。特に第２相析出の影響
が大きい。
結晶ではＪａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｄｅ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｖｏｌ、２６
Ｎｏ、７ １９８７ ｐｐ、Ｌ１２４８−Ｌｌ２
５０に述べられているように１．８ ＊ １０’Ａ／ｃ
ｍ ２ （液体窒素冷却）と高いが多結晶体になると多
数の論文で述べられているように１ ＊ １０’Ａ／ｃ
ｍ２以下と低く、中でも焼結体は１００ＯＡ／ｃｍ２前
後とたいへん低いものであった。このため応用範囲が限
定されたものになっていた。この臨界電流密度低下の原
因は結晶の配向が悪いためと粒界部に電流を阻害する第
２相が析出しているためである。特に第２相析出の影響
が大きい。
尚単結晶は大口径化が困難であるため実用化に向けては
多結晶に於て臨界電流密度を上げる必要がある。
多結晶に於て臨界電流密度を上げる必要がある。
本発明はこの様な問題を解決するものであり、その目的
とするところは臨界電流密度が高く応用範囲の限定の少
ない超電導材料を得んとするものである。
とするところは臨界電流密度が高く応用範囲の限定の少
ない超電導材料を得んとするものである。
（課題を解決するための手段）
上記の問題を解決するため本発明の超電導材料は１ ）
Ｌ ｎ ｌＭ２Ｃｕ３Ｏ７−ｙ系超電導物質（ここで
ＬｎはＳｃ、Ｙを含む希土類元素からなる群より選ばれ
る１種もしくは複数種元素の組合せでありＭはＣａ、Ｓ
ｒ、Ｂａまたはそれらの組合せ）にＷをＷ ／ Ｃｕ比
が０．０００２〜０．０３の範囲内で添加したことを特
徴とする。
Ｌ ｎ ｌＭ２Ｃｕ３Ｏ７−ｙ系超電導物質（ここで
ＬｎはＳｃ、Ｙを含む希土類元素からなる群より選ばれ
る１種もしくは複数種元素の組合せでありＭはＣａ、Ｓ
ｒ、Ｂａまたはそれらの組合せ）にＷをＷ ／ Ｃｕ比
が０．０００２〜０．０３の範囲内で添加したことを特
徴とする。
（実施例）
以下実施例に従い本発明の詳細な説明する。
実施例−１（薄膜）
第１表に示した微粉末を混合分散した後９００℃酸素雰
囲気中に於て８時間仮焼、次にＷＯ２の微粉末を加え混
合分散しその後３Ｏ０ｋｇ／ｃｍ２で加圧、最後に９５
０’Ｃ酸素雰囲気中に於て焼結し直径４インチ厚さ５ｍ
ｍのスパッタ用ターゲットを作る。
囲気中に於て８時間仮焼、次にＷＯ２の微粉末を加え混
合分散しその後３Ｏ０ｋｇ／ｃｍ２で加圧、最後に９５
０’Ｃ酸素雰囲気中に於て焼結し直径４インチ厚さ５ｍ
ｍのスパッタ用ターゲットを作る。
第１表
微粉末の混合割合は成膜後ＩＣＰ分析と蛍光Ｘ線分析を
行いＬｎ （ＳｃＹを含む希土類元素）、Ｍ（アルカリ
土類）、Ｃｕの比が１ ：２ ：３近傍に成るように調
整する。尚組成調整時に用いた基板はコーニング＄７０
５９でありまた第１表組合せＮ。
行いＬｎ （ＳｃＹを含む希土類元素）、Ｍ（アルカリ
土類）、Ｃｕの比が１ ：２ ：３近傍に成るように調
整する。尚組成調整時に用いた基板はコーニング＄７０
５９でありまた第１表組合せＮ。
５に於いてＢａ、Ｓｒの比は１：１である０次に得られ
たターゲットを用いＲＦマグネトロンスパッタ法により
厚さ９００ｎｍの薄膜をＹＳＺ （イツトリウム安定化
ジルコ・ニア）の焼結基板上に形成する。ここで用いる
基板は超電導物質とほぼ同じ線膨張係数を持ったものが
よい、スパッタ条件は初期真空度２．８＊１０−↑Ｔｏ
ｒｒ、使用ガスＡｒ（７０％）０２（３Ｏ％）の混合ガ
ス、スパッタ時のガス圧１．５〜２．Ｏ＊１０”Ｔｏｒ
ｒ、 基板温度２００℃である。尚この時の成膜速度
は３〜５ｎｍ／ｍｉｎであった０次に９２０℃酸素雰囲
気中に於て３時間アニールして超電導薄膜を得る。
たターゲットを用いＲＦマグネトロンスパッタ法により
厚さ９００ｎｍの薄膜をＹＳＺ （イツトリウム安定化
ジルコ・ニア）の焼結基板上に形成する。ここで用いる
基板は超電導物質とほぼ同じ線膨張係数を持ったものが
よい、スパッタ条件は初期真空度２．８＊１０−↑Ｔｏ
ｒｒ、使用ガスＡｒ（７０％）０２（３Ｏ％）の混合ガ
ス、スパッタ時のガス圧１．５〜２．Ｏ＊１０”Ｔｏｒ
ｒ、 基板温度２００℃である。尚この時の成膜速度
は３〜５ｎｍ／ｍｉｎであった０次に９２０℃酸素雰囲
気中に於て３時間アニールして超電導薄膜を得る。
アニール後の冷却は２０℃／Ｈ程度の除冷である。
得られた超電導薄膜の臨界温度と臨界電流密度を測定し
た。臨界温度の測定はインダクタンス法、臨界電流密度
は４端子法（液体窒素冷却）による。
た。臨界温度の測定はインダクタンス法、臨界電流密度
は４端子法（液体窒素冷却）による。
結果を第１図と第２表に示す。
第１図は第１表Ｎｏ１組成によるものでＷの添加量によ
る臨界温度と臨界電流密度の変化を示したものである。
る臨界温度と臨界電流密度の変化を示したものである。
この時の添加量はＷ ／ Ｃｕの比で示されている０図
より判るようにＷを添加することにより臨界電流密度は
大幅に向上している、これはＷの添加により粒界部の第
２相析出を抑制しているためである。また添加量には制
限が有り少なすぎると臨界電流密度の向上はなく多すぎ
ると臨界温度、臨界電流密度が低下するためＷ ／ Ｃ
ｕ比は０．０００２〜０．０３であることが望ましい。
より判るようにＷを添加することにより臨界電流密度は
大幅に向上している、これはＷの添加により粒界部の第
２相析出を抑制しているためである。また添加量には制
限が有り少なすぎると臨界電流密度の向上はなく多すぎ
ると臨界温度、臨界電流密度が低下するためＷ ／ Ｃ
ｕ比は０．０００２〜０．０３であることが望ましい。
第２表は第１表に示した組成（Ｎｏ１〜Ｎ０５）の超電
導物質にＷをＷ ／ Ｃｕ比でｏ、ｏｏａ添加し時の臨
界電流密度を添加無しの比較例と共に示したものである
。
導物質にＷをＷ ／ Ｃｕ比でｏ、ｏｏａ添加し時の臨
界電流密度を添加無しの比較例と共に示したものである
。
第２表
第２表より判るように超電導物質の組成が異なっても９
０に級セラミック超電導物質にはＷ′ｊｒ：ｔＰ、加す
ることにより臨界電流密度の向上がみられる。
０に級セラミック超電導物質にはＷ′ｊｒ：ｔＰ、加す
ることにより臨界電流密度の向上がみられる。
また得られた膜を電子顕微鏡で観察してみるとＷの添加
により膜が僅かではあるが平滑化される傾向にある。こ
の点も臨界電流密度向上に影響を与えている可能性があ
る。
により膜が僅かではあるが平滑化される傾向にある。こ
の点も臨界電流密度向上に影響を与えている可能性があ
る。
尚実施例では薄膜成形法にスパッタ法を用いたが蒸着法
、プラズマ溶射法、イオンブレーティング法、クラスタ
ーイオンビーム法でも効果は同じである。
、プラズマ溶射法、イオンブレーティング法、クラスタ
ーイオンビーム法でも効果は同じである。
実施例−２
硝酸イツトリウム、酢酸バリウム、酢酸銅鋼を純水に入
れ加熱（９０°Ｃ）しながら攪拌分散させる。この時の
イツトリウム、バリウム、銅の比は１：２：３である０
次にこの液体にペンタエトキシタングステンを加え同様
に攪拌分散させた後乾燥させ、さらに３Ｏ０℃で加熱し
燃焼させる。（３Ｏ０℃で加熱すると初めは粘土状にな
るが最後は燃焼して粉末状になる。）得られた粉末を８
５０℃酸素雰囲気中で８時間仮焼、４００ ｋ ｇ ／
ｃ ｍ２で加圧成形した後９５０°Ｃ酸素雰囲気中に
於て３時間焼成し超電導材料を得る。仮焼、焼成後の冷
却は共に２０℃／Ｈ程度の除冷である。 得られた超
電導材料の臨界電流密度を４端子法により測定した。結
果を第３表に示す。
れ加熱（９０°Ｃ）しながら攪拌分散させる。この時の
イツトリウム、バリウム、銅の比は１：２：３である０
次にこの液体にペンタエトキシタングステンを加え同様
に攪拌分散させた後乾燥させ、さらに３Ｏ０℃で加熱し
燃焼させる。（３Ｏ０℃で加熱すると初めは粘土状にな
るが最後は燃焼して粉末状になる。）得られた粉末を８
５０℃酸素雰囲気中で８時間仮焼、４００ ｋ ｇ ／
ｃ ｍ２で加圧成形した後９５０°Ｃ酸素雰囲気中に
於て３時間焼成し超電導材料を得る。仮焼、焼成後の冷
却は共に２０℃／Ｈ程度の除冷である。 得られた超
電導材料の臨界電流密度を４端子法により測定した。結
果を第３表に示す。
第３表
第３表より判るように粉末焼結超電導材料でもＷを添加
することにより顕著に臨界電流密度が向上している。
することにより顕著に臨界電流密度が向上している。
（発明の効果）
以上述べたように本発明によれば粒界部に析出する第２
相を抑制することが出来るため多結晶体でも高臨界電流
密度の超電導材料を得ることが可能となる。そのため応
用上の制約が少なくなり様々な分野に超電導体が使用可
能となる。
相を抑制することが出来るため多結晶体でも高臨界電流
密度の超電導材料を得ることが可能となる。そのため応
用上の制約が少なくなり様々な分野に超電導体が使用可
能となる。
第１図は本発明のＷの添加量による臨界温度と臨界電流
密度の変化を示した図である。 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社
密度の変化を示した図である。 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社
Claims (1)
- １）Ｌｎ１Ｍ２Ｃｕ３Ｏ＿７＿−＿ｙ系超電導物質（こ
こでＬｎはＳｃ，Ｙを含む希土類元素からなる群より選
ばれる１種もしくは複数種元素の組合せでありＭはＣａ
，Ｓｒ，Ｂａまたはそれらの組合せ）にＷをＷ／Ｃｕ比
が０．０００２〜０．０３の範囲内で添加したことを特
徴とする超電導材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63036689A JPH01212230A (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 超電導材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63036689A JPH01212230A (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 超電導材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01212230A true JPH01212230A (ja) | 1989-08-25 |
Family
ID=12476788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63036689A Pending JPH01212230A (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 超電導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01212230A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5583093A (en) * | 1991-03-22 | 1996-12-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Metal oxide material with Ln, Sr, Cu, O, optionally Ca, and at least one of Fe, Co, Ti, V, Ge, Mo, and W |
-
1988
- 1988-02-19 JP JP63036689A patent/JPH01212230A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5583093A (en) * | 1991-03-22 | 1996-12-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Metal oxide material with Ln, Sr, Cu, O, optionally Ca, and at least one of Fe, Co, Ti, V, Ge, Mo, and W |
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