JPH01252528A - Production of raw material powder of oxide superconductor - Google Patents

Production of raw material powder of oxide superconductor

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JPH01252528A
JPH01252528A JP31237788A JP31237788A JPH01252528A JP H01252528 A JPH01252528 A JP H01252528A JP 31237788 A JP31237788 A JP 31237788A JP 31237788 A JP31237788 A JP 31237788A JP H01252528 A JPH01252528 A JP H01252528A
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JP
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solution
barium
nitrate
alcohol
raw material
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JP31237788A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Nanao
勉 七尾
Masao Yokoyama
横山 昌夫
Kenji Yamamoto
憲治 山本
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enable the lowering of the synthesis temperature and the formation of single phase, by mixing an alcohol solution of nitrates of copper and a lanthanide metal with an alcohol solution of Ba(OH)2 and a Ba alkoxide, thereby forming a coprecipitate and directly producing the objective material. CONSTITUTION:A coprecipitate is formed by mixing an alcohol solution I of a copper nitrate and a lanthanide metal nitrate with an alcohol solution II of one or more compounds selected from Ba(OH)2 and Ba alkoxide. The objective raw material powder of oxide superconductor can be produced by the thermal decomposition of the coprecipitate. The raw material powder of oxide superconductor is obtained without forming barium carbonate, etc., as an intermediate product by this process. Accordingly, the objective compound can be produced in a short time at a low temperature. Since the process is a coprecipitation reaction from an organic solvent without using an aqueous solution which is unsuitable for the production of oxide superconductor, the trouble of the residual water in the power can be lessened.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は酸化物超伝導体原料粉末の新規な製造法に関す
る。さらに詳しくは、中間生成物として炭酸バリウムを
作らない銅−バリウム−ランタニド系複合酸化物超伝導
体原料粉末の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a novel method for producing oxide superconductor raw material powder. More specifically, the present invention relates to a method for producing a copper-barium-lanthanide composite oxide superconductor raw material powder that does not produce barium carbonate as an intermediate product.

[従来の技術・発明が解決しようとする課題]酸素欠陥
型ペロブスカイト構造を有する銅−バリウム−イツトリ
ウム系複合酸化物が、液体窒素温度を超える超伝導転移
温度を示す超伝導体であることが発見されて以来、安価
で冷却効率のよい液体窒素が冷却剤として使えるため、
超伝導体を用いた半導体デバイス、超伝導磁石、エネル
ギー貯蔵器、磁気遮蔽物、センサーなどの多くの用途へ
の実用化が期待され、各方面で精力的な研究が進められ
ている。
[Prior art/issues to be solved by the invention] It was discovered that a copper-barium-yttrium complex oxide with an oxygen-deficient perovskite structure is a superconductor that exhibits a superconducting transition temperature exceeding the temperature of liquid nitrogen. Since then, liquid nitrogen, which is inexpensive and has good cooling efficiency, can be used as a coolant.
It is expected that they will be put to practical use in many applications such as semiconductor devices using superconductors, superconducting magnets, energy storage devices, magnetic shields, and sensors, and vigorous research is being carried out in various fields.

前記銅−バリウムーランタニド系希土類金属系複合酸化
物は一種のセラミックス材料であり、多結晶焼結体を超
伝導材料として用いるばあいには通常のセラミックスと
同様の改善を必要とするという課題がある。
The copper-barium-lanthanide rare earth metal complex oxide is a type of ceramic material, and when a polycrystalline sintered body is used as a superconducting material, it has the same problem as ordinary ceramics. be.

すなわち、超伝導酸化物焼結体の粒界に不純物となる第
二成分の析出をさせないこと、焼結体の密度ができるだ
け真密度に近いものになっていること、構成している粒
子の粒径が均一で微細であることが超伝導体としての性
能の確保に極めて重要である。
In other words, the second component, which becomes an impurity, should not be precipitated at the grain boundaries of the superconducting oxide sintered body, the density of the sintered body should be as close to the true density as possible, and the grain size of the constituent particles should be kept as close as possible to the true density. It is extremely important that the diameter be uniform and fine to ensure performance as a superconductor.

また、該複合酸化物は、焼結体の密度を上げないと期待
されている超伝導体としての性能が発揮できないこと、
またこの複合酸化物は、極めて限られた組成・結晶構造
、たとえばイツトリウム/バリウム/銅の元素比がほぼ
l/2/3で、しかもこの比率のものに対する酸素の含
有割合が原子比で6.7〜7.0で、結晶構造が斜方晶
であることが必要であり、この組成・結晶構造がずれる
と超伝導体としての性能である超伝導転移温度、臨界電
流値、臨界磁場のいずれかが低下してしまうため、焼結
条件や原料粉末の精密な合成方法などが重要であること
が分かってきている。すなわち、原料粉末としては所定
の金属比率で均質で(以下、化学量論性に優れるという
)、粒径の揃った細かい原料粉末が望まれている。
In addition, the composite oxide cannot exhibit its expected performance as a superconductor unless the density of the sintered body is increased;
Furthermore, this composite oxide has a very limited composition and crystal structure, for example, the elemental ratio of yttrium/barium/copper is approximately 1/2/3, and the atomic ratio of oxygen to this ratio is 6. 7 to 7.0, and the crystal structure must be orthorhombic. If this composition/crystal structure deviates, the superconducting transition temperature, critical current value, and critical magnetic field, which are the performance of the superconductor, will be affected. It has become clear that the sintering conditions and precise synthesis method of the raw material powder are important because of this. That is, as a raw material powder, a fine raw material powder with a predetermined metal ratio, homogeneity (hereinafter referred to as having excellent stoichiometry), and uniform particle size is desired.

現在、酸化物超伝導体の原料粉末を合成する常套手段と
して知られている固相反応法でこの原料粉末を合成する
には、一般的な酸化銅、炭酸バリウム、希土類金属酸化
物を混合したのち、950℃前後の高温と長時間かけて
仮焼・粉砕を数回繰返さなければX線的に単一な相の原
料粉末かえられず、粒成長が起こって粒径が数十爛と大
きくなり、焼結性に劣る粉体となってしまうという問題
がある。
To synthesize this raw material powder using the solid phase reaction method, which is currently known as the conventional method for synthesizing raw material powder for oxide superconductors, it is necessary to mix common copper oxide, barium carbonate, and rare earth metal oxides. Afterwards, unless calcining and pulverization are repeated several times at high temperatures of around 950°C and over a long period of time, it is not possible to change the raw material powder to a single phase in X-rays, and grain growth occurs, increasing the grain size to several tens of pieces. However, there is a problem in that the resulting powder has poor sinterability.

それゆえ、上記固相反応法と比べてさらに化学量論性に
優れ、粒子が細かく均一で、しかも低温・短時間の焼成
で目的の酸化物かえられるようなプロセスの検討がなさ
れており、すでに蓚酸塩共沈法、炭酸塩共沈法、ゲル分
解法などが提案されている。
Therefore, compared to the above-mentioned solid phase reaction method, processes are being considered that have better stoichiometry, have finer and more uniform particles, and can change the desired oxide by firing at a lower temperature and in a shorter time. The oxalate coprecipitation method, carbonate coprecipitation method, gel decomposition method, etc. have been proposed.

しかし、これらの方法には、酸化物超伝導体が嫌う水を
使うプロセスであるという問題の他に、以下に記すよう
な解決を必要とする問題がまだ残されている。
However, in addition to the problem that these processes use water, which oxide superconductors dislike, there are still problems that need to be solved as described below.

すなわち、蓚酸塩共沈法は、銅の硝酸塩、バリウムの硝
酸塩、希土類金属の硝酸塩の混合水溶液もしくはエチル
アルコール−水混合系に蓚酸または蓚酸化合物水溶液を
滴下して共沈物をうる方法であり、すぐれた化学量論性
を維持するためには微妙なpllのコントロールが必要
であり、実施上反応操作が非常に難しく、またpH調製
のためさらに別の添加剤が必要になってしまう。
That is, the oxalate coprecipitation method is a method in which a coprecipitate is obtained by dropping oxalic acid or an aqueous solution of an oxalate compound into a mixed aqueous solution or an ethyl alcohol-water mixed system of copper nitrate, barium nitrate, and rare earth metal nitrate, In order to maintain excellent stoichiometry, delicate control of PLL is required, making the reaction operation very difficult in practice, and additional additives are required for pH adjustment.

また、炭酸塩共沈法は、銅の硝酸塩、バリウムの硝酸塩
、希土類金属の硝酸塩の混合水溶液を炭酸カリウムなど
のアルカリ金属炭酸塩で中和して共沈させる方法である
が、共沈物に残存するアルカリ金属成分の除去のために
入念な洗浄が必要であり、それでも目的化合物内にアル
カリ金属が残存する惧れかのこる。
In addition, the carbonate coprecipitation method is a method in which a mixed aqueous solution of copper nitrate, barium nitrate, and rare earth metal nitrate is neutralized with an alkali metal carbonate such as potassium carbonate and co-precipitated. Careful cleaning is required to remove residual alkali metal components, and even then, there is a risk that alkali metals may remain in the target compound.

さらに、ゲル分解法は、前記と同様の各金属の硝酸塩を
含む水溶液中にクエン酸とエチレングリコールとを加え
て加熱し、ゲル状物質を作ったのちこれを熱分解する方
法であるが、この方法では焼成処理後にもカーボンが残
留するばあいがある。
Furthermore, the gel decomposition method is a method in which citric acid and ethylene glycol are added to an aqueous solution containing nitrates of various metals and heated to create a gel-like substance, which is then thermally decomposed. With this method, carbon may remain even after the firing process.

そのうえ、これら3つの方法ではいずれも焼酸処理で直
接の目的物はえられず、中間体として固相反応法と同様
の炭酸バリウム、酸化銅、希土類金属酸化物の混合物を
経て目的物が生成することが知られており、比較的熱に
対して安定な炭酸バリウムが存在するために合成温度が
どうしても高くなることや、−度に多量の原料を焼成し
たり底の深い容器で焼成するばあいに発生する炭酸ガス
の拡散律速のために、なかなか単一な相がえられないと
いった問題点がある。
Moreover, in all of these three methods, the target product cannot be obtained directly through baking acid treatment, but the target product is produced through a mixture of barium carbonate, copper oxide, and rare earth metal oxide as an intermediate, similar to the solid-phase reaction method. However, due to the existence of barium carbonate, which is relatively stable against heat, the synthesis temperature inevitably becomes high, and if a large amount of raw materials are fired at one time or in a deep-bottomed container, There is a problem in that it is difficult to obtain a single phase due to the rate-limiting diffusion of carbon dioxide gas that is generated.

本発明の目的は、これら従来技術の問題点の解決方法、
とくに中間生成物として炭酸バリウムを作らない酸化物
超伝導体用原料粉末の合成方法を提供することである。
The purpose of the present invention is to solve the problems of these conventional techniques,
In particular, it is an object of the present invention to provide a method for synthesizing raw material powder for oxide superconductors that does not produce barium carbonate as an intermediate product.

[課題を解決するための手段] 本発明者らは、アルコールに可溶である水酸化バリウム
および(または)バリウムアルコキシドのアルコール溶
液と、銅の硝酸塩および希土類金属の硝酸塩のアルコー
ル溶液とを混合すると、反応して有機溶媒に不溶な硝酸
バリウムを作り共沈を起こすことを見出すとともに最適
な共沈条件を見出し、本発明に到達した。
[Means for Solving the Problems] The present inventors have discovered that when an alcohol solution of barium hydroxide and/or barium alkoxide that is soluble in alcohol is mixed with an alcohol solution of copper nitrate and rare earth metal nitrate, They discovered that barium nitrate reacts to produce barium nitrate that is insoluble in organic solvents and causes coprecipitation, and they also found the optimal coprecipitation conditions and arrived at the present invention.

すなわち本発明は、銅の硝酸塩、とランタニド系金属の
硝酸塩とのアルコール溶液(I)と、水酸化バリウムお
よびバリウムアルコキシドからなる群より選ばれた少な
くとも1つの化合物のアルコール溶液(I)とを混合さ
せて共沈物をつくり、えられた共沈物を熱分解させるこ
とを特徴とする酸化物超伝導体原料粉末の製造法に関す
る。
That is, the present invention mixes an alcoholic solution (I) of a copper nitrate and a lanthanide metal nitrate with an alcoholic solution (I) of at least one compound selected from the group consisting of barium hydroxide and barium alkoxide. The present invention relates to a method for producing an oxide superconductor raw material powder, which is characterized in that a coprecipitate is formed by oxidation, and the resulting coprecipitate is thermally decomposed.

[実施例] 本発明においては銅の硝酸塩およびランタニド系金属の
硝・酸塩を溶解させたアルコール溶液(以下、溶液(■
)ともいう)が使用される。
[Example] In the present invention, an alcohol solution (hereinafter referred to as solution (■
) is used.

前記銅の硝酸塩とは、硝酸第1銅、硝酸第2銅、塩を形
成する陰イオンのうち1つが硝酸イオンでもう1つが臭
素、塩素などのハロゲン原子や水酸基などのイオンであ
る第2銅塩であってアルコール可溶性の塩であれば本発
明に用いることができるが、操作性、安定性、コストな
どの点から、通常硝酸第2銅を用いるのが好ましい。ま
た、これらは単独で用いてもよく、併用してもよい。
The above-mentioned copper nitrates include cuprous nitrate, cupric nitrate, and cupric salts in which one of the anions forming the salt is a nitrate ion and the other is an ion of a halogen atom such as bromine or chlorine or a hydroxyl group. Any alcohol-soluble salt can be used in the present invention, but from the viewpoint of operability, stability, cost, etc., it is usually preferable to use cupric nitrate. Further, these may be used alone or in combination.

該銅の硝酸塩の純度は高い方(たとえば、約98重量%
以上)が好ましく、とくに銅以外の不純物金属の混入を
極力避けることが好ましいが、通常の試薬グレード程度
の純度(すなわち、約95重量%以上)であれば充分使
用しうる。なお、銅の硝酸塩を溶媒として用いるアルコ
ールに溶解させたのち不溶性の不純物が含まれているば
あいには、溶液を濾過して用いるのが好ましい。
The purity of the copper nitrate is higher (e.g., about 98% by weight)
The above) is preferred, and it is particularly preferable to avoid contamination with impurity metals other than copper as much as possible, but it can be used satisfactorily as long as the purity is at the level of ordinary reagent grade (ie, about 95% by weight or more). Note that if insoluble impurities are contained after dissolving copper nitrate in alcohol used as a solvent, it is preferable to filter the solution before use.

前記ランタニド系金属の硝酸塩を形成するランタニド系
金属の具体例としては、イツトリウム、ランタン、ネオ
ジム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガド
リニウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、
ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムがあげられ、ラ
ンタニド系金属の硝酸塩とは、ランタニド系金属ととも
に塩を形成する陰イオンの3個が硝酸イオンであるラン
タニド系金属塩、前記陰イオンの1〜2個が硝酸イオン
で、他の陰イオンが臭素、塩素などのハロゲン原子や水
酸基などのイオンであるランタニド系金属塩のうちアル
コールに可溶性の塩を意味し、これらは、単独で用いて
もよく、併用してもよい。これらのうちでは操作性、安
定性、コストなどの点から、通常陰イオンの3個ともが
硝酸イオンであるランタニド系金属塩を用いるのが好ま
しい。
Specific examples of the lanthanide metals forming the lanthanide metal nitrates include yttrium, lanthanum, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, dysprosium, holmium, erbium,
Nitrates of lanthanide metals include thulium, ytterbium, and lutetium, and nitrates of lanthanide metals include lanthanide metal salts in which three of the anions that form the salt with the lanthanide metal are nitrate ions, and lanthanide metal salts in which one or two of the anions are nitrate ions. ion, and the other anions are halogen atoms such as bromine and chlorine, and ions such as hydroxyl groups. This refers to alcohol-soluble salts of lanthanide metal salts, which may be used alone or in combination. Good too. Among these, it is preferable to use a lanthanide metal salt in which all three of the anions are nitrate ions from the viewpoint of operability, stability, cost, etc.

前記銅の硝酸塩およびランタニド系金属の硝酸塩は無水
硝酸塩でも構わないが結晶水を含む3水塩〜6水塩の銅
の硝酸塩またはランタニド金属硝酸塩を用いるとアルコ
ールへの溶解性が良好で取り扱いが簡単となり好ましい
The above-mentioned copper nitrate and lanthanide metal nitrate may be anhydrous nitrates, but if a trihydrate to hexahydrate copper nitrate or lanthanide metal nitrate containing water of crystallization is used, it has good solubility in alcohol and is easy to handle. That's preferable.

前記銅の硝酸塩およびランタニド系金属の硝酸塩を溶解
させる溶媒たるアルコールとしては、これらを溶解させ
るものであればいかなるアルコールをも使用できる。な
かでもメチルアルコール、エチルアルコール、1so−
プロピルアルコール、n−プロピルアルコールなどの炭
素数1〜5の単価アルコールおよびエチレングリコール
、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリ
セリンなどの炭素数2〜Bの多価アルコールが好ましく
、とくにメチルアルコール、エチルアルコールを用いる
と金属硝酸塩の溶解量が多くなり、共沈反応時の生産性
が高くなるので好ましい。
As the alcohol serving as the solvent for dissolving the copper nitrate and the lanthanide metal nitrate, any alcohol that can dissolve them can be used. Among them, methyl alcohol, ethyl alcohol, 1so-
Monohydric alcohols having 1 to 5 carbon atoms, such as propyl alcohol and n-propyl alcohol, and polyhydric alcohols having 2 to B carbon atoms, such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, and glycerin, are preferred, and methyl alcohol and ethyl alcohol are particularly preferred. This is preferable because the amount of metal nitrate dissolved increases and the productivity during the coprecipitation reaction increases.

また、溶液(I)の溶媒として本来の金属硝酸塩を溶解
させる機能を低下させない限り、上記アルコール以外の
有機溶媒、たとえば、ベンゼン、トルエンなどの芳香族
溶媒、酢酸エステル、エーテル、ケトンなどを、通常多
くとも50重量%用いてもよい。
In addition, organic solvents other than the above-mentioned alcohols, such as aromatic solvents such as benzene and toluene, acetate esters, ethers, ketones, etc., are usually used as a solvent for solution (I), as long as they do not reduce the original function of dissolving metal nitrates. At most 50% by weight may be used.

銅の硝酸塩およびランタニド系金属の硝酸塩を溶解させ
たアルコール溶液(溶液m)’の濃度にはとくに限定は
なく、ランタニド系金属/銅の原子比が所定の割合にな
るように含むアルコール溶液が形成される限りいかなる
濃度の溶液も使用しるが、コスト、生産性、共沈成分の
濾過効率などの点から、通常5〜100 r / 10
0 tr溶媒程度、好ましくは20〜50g/100s
r溶媒程度の溶液が使用される。
There is no particular limitation on the concentration of the alcohol solution (solution m) in which copper nitrate and lanthanide metal nitrate are dissolved, and an alcohol solution containing the lanthanide metal/copper atomic ratio at a predetermined ratio is formed. Any concentration of solution can be used as long as it is possible, but from the viewpoint of cost, productivity, filtration efficiency of coprecipitated components, etc., the concentration is usually 5 to 100 r/10.
0 tr solvent level, preferably 20-50g/100s
A solution of the order of r solvent is used.

本発明においては、前記溶媒(I)の他に、水酸化バリ
ウムおよび(または)バリウムアルコキシドのアルコー
ル溶液(以下、溶液(I[)ともいう)が使用される。
In the present invention, in addition to the solvent (I), an alcoholic solution of barium hydroxide and/or barium alkoxide (hereinafter also referred to as solution (I[)) is used.

溶液(I)は市販の水酸化バリウムをアルコールに溶解
させたものであってもよいが、市販の水酸化バリウムに
は不純物として炭酸バリウムが含まれているばあいが多
いので、予め酸化バリウムを加熱処理または炭酸バリウ
ムを熱分解してえた高純度の酸化バリウムをアルコール
に加え、そののち当量の水を加えて溶解させ、さらに好
ましくは濾過してえられる濁りのない水酸化バリウムの
アルコール溶液を用いるのが好ましい。なおこの溶液は
、大気中の炭酸ガスを吸収しな爾ように注意するのが好
ましい。
Solution (I) may be prepared by dissolving commercially available barium hydroxide in alcohol, but since commercially available barium hydroxide often contains barium carbonate as an impurity, the solution (I) may be prepared by dissolving barium oxide in advance. Add high purity barium oxide obtained by heat treatment or thermal decomposition of barium carbonate to alcohol, then add an equivalent amount of water to dissolve it, and preferably filter it to obtain a clear alcoholic solution of barium hydroxide. It is preferable to use Note that it is preferable to take care that this solution does not absorb carbon dioxide gas in the atmosphere.

前記バリウムアルコキシドとは、一般式;%式%() (式中、Rはアルコール残基を表わす)で示される化合
物があげられる。前記Rの具体例としては、たとえば炭
酸数1〜20のアルコール残基、好ましくは炭素数1〜
4のアルコール残基があげられ、前記アルコール残基の
アルコールの具体例としては、たとえば、メチルアルコ
ール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチル
アルコールなどの炭素数1〜20、好ましくは炭素数1
〜4の1価のアルキルアルコール、たとえば、エチレン
グリコールやエチレングリコールモノエチルエーテルな
どのエチレングリコールモノアルキルエーテルなどの炭
素数2〜20、好ましくは炭素数2〜8の多価アルコー
ルがあげられ、前記バリウムジアルコキシドの具体例と
しては、たとえばバリウムアルコキシド、バリウムジェ
トキシド、バリウムジーl5o−プロポキシド、バリウ
ムジ−n−プロポキシド、バリウムジ−n−ブトキシド
、バリウムジ−t−ブトキシドなどがあげられる。
Examples of the barium alkoxide include compounds represented by the general formula: % (in the formula, R represents an alcohol residue). Specific examples of R include, for example, alcohol residues having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms;
Examples of alcohol residues include alcohol residues having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 carbon number, such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, and butyl alcohol.
-4 monohydric alkyl alcohols, for example, polyhydric alcohols having 2 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 8 carbon atoms, such as ethylene glycol and ethylene glycol monoalkyl ether such as ethylene glycol monoethyl ether; Specific examples of barium dialkoxide include barium alkoxide, barium jetoxide, barium di-15o-propoxide, barium di-n-propoxide, barium di-n-butoxide, barium di-t-butoxide, and the like.

バリウムアルコキシドのアルコール溶液の調製法にはと
くに限定はないが、市販の金属バリウムと所定のアルコ
ールとを反応させることによって容易にうろことができ
る。金属バリウムの純度が低いばあいや不溶成分が認め
られるばあいには、えられたバリウムアルコキシドのア
ルコール溶液をさらに濾過するなどすることにより濁り
のないバリウムアルコキシドのアルコール溶液かえられ
る。
Although there are no particular limitations on the method for preparing the alcohol solution of barium alkoxide, it can be easily prepared by reacting commercially available metallic barium with a predetermined alcohol. If the purity of metallic barium is low or if insoluble components are observed, the obtained alcoholic solution of barium alkoxide can be further filtered to obtain a clear alcoholic solution of barium alkoxide.

水酸化バリウムおよび(または)バリウムアルコキシド
のアルコール溶液(I)の濃度にもとくに限定はなく、
アルコール溶液が形成される限りいかなる濃度の溶液も
使用しうるが、生産性、共沈効率、共沈反応時の濾過効
率などの点から、通常1〜50g/100 g溶媒程度
、好ましくは5〜25g/100g溶媒程度の溶液が使
用される。
There is no particular limitation on the concentration of the alcoholic solution (I) of barium hydroxide and/or barium alkoxide,
Any concentration of solution can be used as long as an alcohol solution is formed, but from the viewpoint of productivity, coprecipitation efficiency, filtration efficiency during coprecipitation reaction, etc., the concentration is usually about 1 to 50 g/100 g of solvent, preferably about 5 to 50 g. A solution of around 25g/100g solvent is used.

なお、この溶液も炭酸バリウムの析出を防ぐために、大
気中の炭酸ガスと接触させないようにするのが好ましい
Note that this solution is also preferably prevented from coming into contact with carbon dioxide gas in the atmosphere in order to prevent precipitation of barium carbonate.

溶液(I)には、さらにアンモニアおよび(または)有
機アミンを溶解させておくと、共沈反応時にすべての金
属成分が効率よく沈澱するので、好ましい。この理由は
明らかではないが、つぎのように考えられる。
It is preferable to further dissolve ammonia and/or an organic amine in the solution (I) because all metal components are efficiently precipitated during the coprecipitation reaction. Although the reason for this is not clear, it is thought to be as follows.

本発明における共沈反応は、前記アルコール溶液(I)
とアルコール溶液(If)を混合させることによって起
り、この反応は溶液(I)中の硝酸銅、ランタニド系金
属の硝酸塩が溶液(II)にあるバリウム化合物と次式
のように反応し、すべての金属成分が溶媒に不溶な化合
物として沈澱することに起因する。
In the coprecipitation reaction in the present invention, the alcohol solution (I)
This reaction occurs by mixing copper nitrate and lanthanide metal nitrates in solution (I) with barium compounds in solution (II) as shown in the following formula, and all This is caused by the metal component precipitating as a compound insoluble in the solvent.

(Y(NO3)3 φxt120 +3CU(NO3)
2 ・yl120 )+2Ba(Oll)2アルコール
溶液(I)     アルコール溶液(I)=2Cu(
OH)2またはCu(011) ・CNOs ) + 
Y(011)3 +28a(NO3)2 (この式ではランタニド金属としてイツトリウム、バリ
ウム化合物として水酸化バリウムを用いる例を示した。
(Y(NO3)3 φxt120 +3CU(NO3)
2 ・yl120 ) + 2Ba (Oll) 2 Alcohol solution (I) Alcohol solution (I) = 2Cu (
OH)2 or Cu(011)・CNOs)+
Y(011)3 +28a(NO3)2 (In this formula, an example is shown in which yttrium is used as the lanthanide metal and barium hydroxide is used as the barium compound.

ただしx、yはそれぞれ3〜6である) しかしながら、バリウムに対する硝酸根の量が多いと金
属成分が完全に共沈物とはならず、一部が硝酸金属塩の
まま有機溶媒中に残存することがある。ところがアルコ
ール溶液(I)中にあらかじめアンモニアおよび(また
は)有機アミンを加えておくとつぎのような反応が起り
金属成分は不溶化合物として効率よく沈澱する。
(However, x and y are each 3 to 6.) However, if the amount of nitrate radicals relative to barium is large, the metal components will not completely co-precipitate, and some will remain in the organic solvent as nitrate metal salts. Sometimes. However, if ammonia and/or an organic amine are added in advance to the alcohol solution (I), the following reaction occurs and the metal components are efficiently precipitated as insoluble compounds.

(Y(NO3)3 ・X1120+3CU(NO3)2
 ・yl120) +アルコール溶液(I) (2Ba(OH)2+ Rs N) アルコール溶液(I) 一= 2Cu(OH)2またはCu(OH) 会(NO
3) + Y(OH)3+28a(NOx )2 +R
3N11NO3(有機溶媒可溶)(この式ではランクニ
ド金属としてイツトリウム、バリウム化合物として水酸
化バリウム、および有機アミンを用いる例を示した。た
だしx、yはそれぞれ3〜6である。) 前記アンモニアとしてはアンモニアガスをアルコール溶
液(I)中に注入するか、もしくはあらかじめ有機溶媒
中にアンモニアガスを溶解させて用いることが好ましい
が、このほかに25〜30重量%の高濃度のアンモニア
水を用いることも可能である。
(Y(NO3)3 ・X1120+3CU(NO3)2
・yl120) + Alcohol solution (I) (2Ba(OH)2+ Rs N) Alcohol solution (I) 1 = 2Cu(OH)2 or Cu(OH) (NO
3) +Y(OH)3+28a(NOx)2+R
3N11NO3 (organic solvent soluble) (In this formula, an example is shown in which yttrium is used as the rank nide metal, barium hydroxide is used as the barium compound, and an organic amine. However, x and y are each from 3 to 6.) The ammonia is It is preferable to use ammonia gas by injecting it into the alcohol solution (I) or by dissolving the ammonia gas in an organic solvent in advance, but it is also possible to use ammonia water with a high concentration of 25 to 30% by weight. It is possible.

また前記有機アミンの具体例としては、たとえば、イソ
プロピルアミン、ブチルアミンなどの炭素数3〜8の1
級アルキルアミン、ジエチルアミン、ジイソブチルアミ
ン、ジイソプロピルアミンなどの炭素数4〜1Bの2級
アルキルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン
、トリプロピルアミン、トリブチルアミンなどの炭素数
3〜24の3級アルキルアミン、モノメタノールアミン
、モノエタノールアミン、モツプロバノールアミン、モ
ノブタノールアミンなどの炭素数1〜8の1級アルカノ
ールアミン、ジメタツールアミン、ジェタノールアミン
、ジブロバノールアミン、ジェタノールアミンなどの炭
素数2〜16の2級アルカノールアミン、トリメタノー
ルアミン、トリエタノールアミン、トリプロパツールア
ミン、トリブタノールアミンなどの炭素数3〜24の3
級アルカノールアミンなどがあげられるがこれらに限定
されるものではなく、有機溶媒に可溶であって、しかも
アルカリ金属など共沈物に不純物となるような金属成分
を含まない塩基性の有機アミン化合物であれば、本発明
に使用しうる。これらのうちと(に、アンモニア、ブチ
ルアミン、ジイソブチルアミン、ジイソプロピルアミン
、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチル
アミンは速やかに硝酸根と反応し、しかも鋼イオンと錯
体を比較内作りにくいため好ましく用いられる。またこ
れら有機アミンは単独で用いてもよく、2種以上併用し
てもよい。
Further, as specific examples of the organic amine, for example, carbon atoms having 3 to 8 carbon atoms such as isopropylamine, butylamine, etc.
secondary alkylamines having 4 to 1B carbon atoms such as diethylamine, diisobutylamine, and diisopropylamine; tertiary alkylamines having 3 to 24 carbon atoms such as trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, and tributylamine; and monomethanolamine. , primary alkanolamines having 1 to 8 carbon atoms, such as monoethanolamine, motuprobanolamine, and monobutanolamine; 3-3 carbon atoms such as secondary alkanolamine, trimethanolamine, triethanolamine, tripropaturamine, tributanolamine, etc.
Basic organic amine compounds that are soluble in organic solvents and do not contain metal components such as alkali metals that may become impurities in the coprecipitate, such as alkanolamines, but are not limited to these. If so, it can be used in the present invention. Among these, ammonia, butylamine, diisobutylamine, diisopropylamine, triethylamine, tripropylamine, and tributylamine are preferably used because they quickly react with nitrate groups and are relatively difficult to form complexes with steel ions. These organic amines may be used alone or in combination of two or more.

これらアンモニアおよび(または)有機アミンの添加量
は使用する金属の種類や溶媒の組合わせなどによって適
宜調製することが好ましいが、通常バリウム原子1モル
に対して0.05〜10モル、好ましくは0.2〜4モ
ルを加えると目的の金属比の共沈物かえられやすい。
The amount of ammonia and/or organic amine to be added is preferably adjusted appropriately depending on the type of metal used, the combination of solvents, etc., but is usually 0.05 to 10 mol per mol of barium atom, preferably 0.05 to 10 mol, preferably 0. If .2 to 4 mol is added, a coprecipitate with the desired metal ratio can be easily obtained.

溶液(II)にアンモニアおよび(または)有機アミン
を加えるばあいは、アンモニアおよび(または)有機ア
ミンを溶解させたアルコール溶液を作ったのちバリウム
アルコキシドまたはその溶液をこれに溶解させるか、予
めバリウムアルコキシドのアルコール溶液を調製したの
ち、これにアンモニアおよび(または)有機アミンを溶
解させて調製してもよい。
When adding ammonia and/or an organic amine to solution (II), either prepare an alcoholic solution in which ammonia and/or an organic amine are dissolved, and then dissolve barium alkoxide or its solution therein, or add barium alkoxide or a solution thereof in advance. After preparing an alcohol solution, ammonia and/or an organic amine may be dissolved therein.

溶液(II)の調製に用いられる溶媒としては、溶液(
I)に用いるのと同様の溶媒を用いればよいが、生成す
る硝酸アンモニウム塩や硝酸有機アミン塩が共沈物に混
入しないように、これらの塩を溶媒中に溶解させておき
やすい溶媒を、適宜えらんで用いるのが好ましい。とく
にメチルアルコールを用いると水酸化バリウムの溶解度
が大きくなるので、水溶化バリウムを用いるばあいには
好ましい。
As the solvent used for preparing the solution (II), the solution (
The same solvent as used in I) may be used, but in order to prevent the generated ammonium nitrate salt and organic amine nitrate salt from being mixed into the coprecipitate, a solvent that easily dissolves these salts in the solvent may be used as appropriate. It is preferable to use it selectively. In particular, the use of methyl alcohol increases the solubility of barium hydroxide, and is therefore preferred when water-solubilized barium is used.

本発明においては、溶液(I)にアンモニアおよび(ま
たは)有機アミンを加えたばあい、溶液mと溶液(II
)とを混合させて反応させることにより、溶液中に金属
成分を実質的に残すことなくほぼ全金属成分を共沈物と
してうろことができる。
In the present invention, when ammonia and/or organic amine are added to solution (I), solution m and solution (II
), substantially all the metal components can be mixed as a coprecipitate without leaving any metal components in the solution.

前記溶液(I)、溶液(I)の使用割合は、所望の目的
物の組成によって決定される。また溶液(I)と溶液(
II)との混合方法などにはとくに限定はなく、溶液(
I)と溶液(I)とが速やかに均質に混合する限りいか
なる方法、条件で混合してもよい。
The ratio of solution (I) and solution (I) to be used is determined depending on the composition of the desired object. Also, solution (I) and solution (
There is no particular limitation on the method of mixing with the solution (II).
I) and solution (I) may be mixed by any method and under any conditions as long as they are mixed quickly and homogeneously.

反応は、たとえば溶液(I)を撹拌しながら溶液(I[
lを徐々に滴下することにより、溶液(I)中の銅の硝
酸塩およびランタニド系金属の硝酸塩と水酸化バリウム
および(または)バリウムアルコキシドやアンモニアお
よび(または)有機アミンとが反応して、アルコールに
難溶性〜不溶性の銅の水酸化物や銅の硝酸・水酸化物複
合塩およびランタニド系金属の水酸化物ならびに硝酸バ
リウム、または銅、バリウム、イツトリウム間の複合金
属塩が生成し、分子レベルで混合した青っぽい自沈が生
成する。この沈澱を濾過し、好ましくは50〜lOO℃
にて真空乾燥すると平均粒径0,05〜0゜5−程度の
粒子の微細な共沈粉末かえられる。
The reaction is carried out, for example, by stirring the solution (I) while stirring the solution (I[
By gradually dropping 1, copper nitrate and lanthanide metal nitrate in solution (I) react with barium hydroxide and/or barium alkoxide, ammonia, and/or organic amine to form alcohol. Slightly soluble to insoluble copper hydroxides, nitric acid/hydroxide complex salts of copper, hydroxides of lanthanide metals, barium nitrate, or complex metal salts between copper, barium, and ythtrium are produced, and A mixed bluish scuttling is produced. This precipitate is filtered, preferably at 50-100°C.
When dried under vacuum, a fine coprecipitated powder with an average particle diameter of about 0.05 to 0.5° is obtained.

なお、前記共沈反応のメカニズムなどについては、濾液
および共沈物の分析により一部確認しているが、まだ充
分に解明されていない。
Although the mechanism of the coprecipitation reaction has been partially confirmed through analysis of filtrate and coprecipitate, it has not yet been fully elucidated.

えられた共沈粉末を酸化雰囲気中700℃以上で2〜1
20時間、好ましくは750〜900℃で2〜60時間
、さらに好ましくは800〜850℃で4〜12時間焼
成して熱分解することにより、目的の酸化物超伝導体原
料粉末かえられる。なお共沈反応時の沈澱物や共沈粉末
の処理・焼成時に大気中の炭酸ガスと接触させないよう
にすると、炭酸バリウムの生成が阻まれ、本発明の好ま
しい効果(たとえば、低温でも焼成しうる)が−層よく
発揮されうる。
The obtained coprecipitated powder is heated at 700°C or higher in an oxidizing atmosphere for 2 to 1
The desired oxide superconductor raw material powder can be changed by firing and thermally decomposing it for 20 hours, preferably at 750-900°C for 2-60 hours, more preferably at 800-850°C for 4-12 hours. Note that if the precipitate during the coprecipitation reaction and the coprecipitated powder are not brought into contact with carbon dioxide gas in the atmosphere during treatment and firing, the production of barium carbonate will be inhibited, and the favorable effects of the present invention (for example, the ability to perform firing even at low temperatures) will be prevented. ) can be fully demonstrated.

また、この共沈粉末は、窒素またはアルゴンガスなどの
不活性ガス中や減圧中で前記と同様の温度条件で焼成し
ても、カーボンの副生しない原料粉末かえられる。
Furthermore, even if this coprecipitated powder is fired under the same temperature conditions as described above in an inert gas such as nitrogen or argon gas or under reduced pressure, it can be used as a raw material powder that does not produce carbon as a by-product.

この不活性雰囲気で焼成することによってえられた粉末
は、超伝導性を有しない化合物(結晶構造が正方晶にな
っている)であるが、板状などの形状異方性を有する粉
体がえられやすく、この粉体を用いて成形したのち酸化
雰囲気中で焼結することにより異方性の多結晶体かえら
れ、特定の方向に臨界磁場や臨界電流値が通常の焼結体
に比べて格段に大きいものかえられる効果が期待できる
The powder obtained by firing in this inert atmosphere is a compound that does not have superconductivity (its crystal structure is tetragonal), but the powder has shape anisotropy such as a plate shape. By molding this powder and sintering it in an oxidizing atmosphere, it becomes an anisotropic polycrystalline body, and the critical magnetic field and critical current values in a specific direction are higher than that of ordinary sintered bodies. You can expect a much larger effect.

このようにしてえられた酸化物超伝導体原料粉末は、従
来の固相法によって作られる原料粉末に比べて、熱分解
時に中間生成物として熱的に安定な炭酸バリウムを副生
しないため、より低温で目的の酸化物超伝導組成を生成
でき、−次粒子径が1μm以下の微粒子が容易につくれ
、表面エネルギーが大きく、焼結性に優れており、さら
に粒子それぞれの化学量論性が優れている。
The oxide superconductor raw material powder obtained in this way does not produce thermally stable barium carbonate as a by-product during thermal decomposition, compared to raw material powder made by the conventional solid phase method. The desired oxide superconducting composition can be produced at a lower temperature, fine particles with a secondary particle size of 1 μm or less can be easily produced, the surface energy is large, the sinterability is excellent, and the stoichiometry of each particle is Are better.

したがって、この原料粉末を用いて焼結体を作ると、目
的とする超伝導性酸化物の熱分解を伴わない950℃以
下のより低い焼成温度で、−次粒子径が小さく、焼結密
度が高く、しかも粒界にBaY2Cu05やBaCuO
2などの第2成分の析出がほとんどない良質な焼結体か
えられる。
Therefore, if a sintered body is made using this raw material powder, the secondary particle size will be small and the sintered density will be high at a lower sintering temperature of 950°C or less without thermal decomposition of the target superconducting oxide. high, and BaY2Cu05 and BaCuO at the grain boundaries.
A high-quality sintered body with almost no precipitation of second components such as 2 can be obtained.

したがって、本発明による原料粉末を用いた焼結体は、
従来の固相法の焼結体に比べて経時変化が小さく、超伝
導転移温度中がせまく、臨界電流密度が大きい酸化物超
伝導体となる。
Therefore, the sintered body using the raw material powder according to the present invention is
The result is an oxide superconductor with a smaller change over time, a narrower superconducting transition temperature, and a higher critical current density than sintered bodies produced using the conventional solid-phase method.

以下、実施例に基づき本発明の製造法をさらに詳細に説
明するが、本発明は下記実施例のみに限定されるしので
はない。
Hereinafter, the manufacturing method of the present invention will be explained in more detail based on Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

実施例1 99.9重量%以上の純度を有する酸化バリウム15.
3gをメチルアルコール200 gに加え、加熱撹拌し
ながら純水3.6gを徐々に加えて水酸化バリウムのメ
チルアルコール溶液(以下、溶液(A−1)という)を
調製した。
Example 1 Barium oxide with a purity of 99.9% by weight or more 15.
3 g of barium hydroxide was added to 200 g of methyl alcohol, and 3.6 g of pure water was gradually added while stirring while heating to prepare a methyl alcohol solution of barium hydroxide (hereinafter referred to as solution (A-1)).

これとは別に、エチルアルコール200gに溶液(A−
1)中のバリウムの原子数に対して未共沈分を見込んで
、1.58倍の銅原子数となるように硝酸銅3水和物3
8.4gと0,86倍のイツトリウム原子数となるよう
に硝酸イツトリウム6水和物32.8gを撹拌しながら
加えて溶解させたのち、予め調製しておいた溶液(A−
1)を徐々に滴下すると青っぽい白色共沈物が生成した
。えられたスラリーを加熱撹拌してl/2の溶媒を流出
させたのち、加圧濾過し、濾過固形物を約50℃で真空
乾燥させ、さらに軽く粉砕して共沈粉末をえた。
Separately, add a solution (A-
1) Copper nitrate trihydrate 3 is added so that the number of copper atoms is 1.58 times the number of barium atoms in it, taking into account the uncoprecipitated content.
After adding and dissolving 32.8 g of yttrium nitrate hexahydrate with stirring so that the number of yttrium atoms is 0.86 times as much as 8.4 g, the solution prepared in advance (A-
When 1) was gradually added dropwise, a bluish white coprecipitate was formed. The obtained slurry was heated and stirred to allow 1/2 of the solvent to flow out, and then filtered under pressure, and the filtered solid was vacuum dried at about 50° C. and further lightly ground to obtain a coprecipitated powder.

この粉末は酸性水溶液に可溶であり、これを溶解させた
水溶液10P(プラズマ発光分析法)にて金属の組成比
を71−1定したところ、Y/Ba/Cuが原子比で1
.00/2.07/3.01であり、はぼ目的の原子比
の共沈物かえられていることが判明した。
This powder is soluble in an acidic aqueous solution, and when the metal composition ratio was determined to be 71-1 in an aqueous solution of 10P (plasma emission spectrometry), the atomic ratio of Y/Ba/Cu was 1.
.. 00/2.07/3.01, and it was found that a coprecipitate with the desired atomic ratio had been changed.

これとは別に、Y:Ba:Cu−1:2二3のモル比に
なるように硝酸イツトリウム6水和物、硝酸バリウムお
よび硝酸銅3水和物を溶解させた約30%水溶液150
 gを、蓚酸を約20ffI量%含むエチルアルコール
350g中に滴下してえられた共沈物を濾過乾燥して蓚
酸法による共沈粉末をえた。
Separately, an approximately 30% aqueous solution containing yttrium nitrate hexahydrate, barium nitrate, and copper nitrate trihydrate in a molar ratio of Y:Ba:Cu-1:223 was prepared.
g was dropped into 350 g of ethyl alcohol containing about 20 ffI% of oxalic acid, and the resulting coprecipitate was filtered and dried to obtain a coprecipitated powder by the oxalic acid method.

またこれらの粉末について熱重量分析を実施したところ
、前記蓚酸法による共沈粉末が約830℃で完全に分解
したのちに対して、本発明の方法による粉末は約700
℃という低い加熱温度で完全に分解した。
Furthermore, thermogravimetric analysis of these powders revealed that the coprecipitated powder produced by the oxalic acid method completely decomposed at about 830°C, whereas the powder produced by the method of the present invention decomposed at about 700°C.
Completely decomposed at heating temperatures as low as ℃.

さらに、本発明の方法による共沈粉末を、酸素を約50
容量%含む雰囲気中で750℃で3時間焼成したのち徐
冷して黒色の仮焼粉末をえたのち、えられた粉末を用い
てX線回折法により結晶構造解析を行なったところ、目
的の斜方晶構造を有するYl、o Ba2.oCLI3
40y<Yは6.7〜6.9)の結晶構造の解析パター
ンと一致していた。
Further, the coprecipitated powder according to the method of the present invention can be prepared by adding about 50% oxygen to the coprecipitated powder.
After firing at 750°C for 3 hours in an atmosphere containing %% by volume and cooling slowly to obtain a black calcined powder, crystal structure analysis was performed using the X-ray diffraction method using the obtained powder. Yl with a square structure, o Ba2. oCLI3
40y<Y was consistent with the analysis pattern of the crystal structure (6.7 to 6.9).

また、走査電子顕微鏡により粒子形状を観察したところ
、粒径的0.4虜の一次粒径をもつ凝集した粒子が生成
していることが確認された。
Further, when the particle shape was observed using a scanning electron microscope, it was confirmed that aggregated particles having a primary particle size of 0.4 mm were formed.

実施例2 99.9重量%以上の純度を有する金属バリウム16.
8gを、エチルアルコール250g中に少量ずつ撹拌し
ながら加えてバリウムジェトキシドのエチルアルコール
溶液を作り、これにバリウムと等モルのトリエチルアミ
ン12.25 gを加えて撹拌し、均一な溶液(溶液(
A−2))をえた。
Example 2 Metallic barium 16. with a purity of 99.9% by weight or more.
8 g of barium jetoxide was added little by little to 250 g of ethyl alcohol with stirring to make an ethyl alcohol solution of barium jetoxide. To this was added 12.25 g of triethylamine, which is equimolar to barium, and stirred to form a homogeneous solution (solution (
A-2)) was obtained.

これとは別に、エチルアルコール100 g中に前記バ
リウムの原子数に対して銅の原子数が1.5倍になるよ
うに硝酸銅3水和物43.5gとイツトリウムの原子数
が0.5倍になるように硝酸イツトリウム6水和物23
.1gを撹拌しながら加え、均一に溶解させた。そのの
ち、この溶液中に溶液(A−2)を激しく撹拌しながら
徐々に滴下させると青白色の共沈物が生成した。このス
ラリーを窒素ガスで加圧濾過したのち固形分を約60℃
で真空乾燥させ、軽く粉砕して共沈粉末をえた。なお、
濾過時にえた濾液は透明であり、これに蓚酸を加えても
沈澱は生成せず、金属成分は完全に共沈物となっている
ことが確認された。
Separately, in 100 g of ethyl alcohol, 43.5 g of copper nitrate trihydrate and 0.5 g of yttrium were added so that the number of copper atoms was 1.5 times the number of barium atoms. Yttrium nitrate hexahydrate 23
.. 1 g was added with stirring and uniformly dissolved. Thereafter, solution (A-2) was gradually dropped into this solution while stirring vigorously, and a bluish-white coprecipitate was generated. After filtering this slurry under pressure with nitrogen gas, the solid content was reduced to approximately 60°C.
The mixture was dried under vacuum and lightly ground to obtain a coprecipitated powder. In addition,
The filtrate obtained during filtration was transparent, and no precipitate was formed even when oxalic acid was added to it, confirming that the metal components were completely coprecipitated.

この粉末は酸性水溶液に可溶であり、これを溶解させた
水溶液をIcP法(プラズマ発光分析法)により金属の
組成比を測定したところ、Y/Ba/Cuが1.00/
1,99/3.01であり、はぼ目的の金属組成の共沈
物かえられていることが判明した。
This powder is soluble in an acidic aqueous solution, and when the metal composition ratio of the aqueous solution in which it was dissolved was measured by the IcP method (plasma emission spectrometry), the Y/Ba/Cu was 1.00/
1.99/3.01, and it was found that the coprecipitate of the desired metal composition had been replaced.

また、この粉末の熱重量分析を実施したところ、約70
0℃という低い加熱温度で完全に分解した。
In addition, when thermogravimetric analysis was performed on this powder, approximately 70%
Complete decomposition occurred at heating temperatures as low as 0°C.

さらに、この共沈粉末を大気中、750℃で6時間焼成
したのち徐冷して、黒色の仮焼粉体をえた。この粉末の
結晶構造をX線回折法により測定したところ、目的の斜
方晶構造を有するY+、o Ba2.OCu3.0 O
NYは6.7〜6.9)の結晶パターンと一致していた
。また、走査電子顕微鏡により粒子形状を観察したとこ
ろ、−次粒径約0.4.cmの均一な粒子が生成してい
ることが確認された。
Further, this coprecipitated powder was fired in the air at 750°C for 6 hours and then slowly cooled to obtain a black calcined powder. When the crystal structure of this powder was measured by X-ray diffraction, it was found that Y+, o Ba2. OCu3.0 O
NY was consistent with the crystal pattern of 6.7-6.9). When the particle shape was observed using a scanning electron microscope, the -order particle size was approximately 0.4. It was confirmed that uniform particles with a diameter of cm were produced.

さらに、この仮焼粉に約3重量%のポリエチレンワック
スを加えて均一にコーティングして、約1トン/ cd
の圧力でプレス成形したのち乾燥し、ついで大気中、9
00℃で8時間焼成後徐冷し、えられた焼結体の密度を
測定したところ約5−83g/cjであった。これは論
理密度の約91%に相当していた。同様の焼結条件で通
常の固相反応でえられた原料粉末を焼結したところ、密
度は4.0Ofr/ aJ (理論密度の約62%)で
あったことから、本発明による原料粉末は極めて焼結性
に優れていることがわかった。
Furthermore, approximately 3% by weight of polyethylene wax is added to this calcined powder and coated uniformly to produce approximately 1 ton/cd.
After press molding at a pressure of
After firing at 00° C. for 8 hours, the sintered body was slowly cooled and the density of the obtained sintered body was measured and found to be about 5-83 g/cj. This corresponded to about 91% of the logic density. When the raw material powder obtained by normal solid phase reaction was sintered under similar sintering conditions, the density was 4.0 Ofr/aJ (approximately 62% of the theoretical density), so the raw material powder according to the present invention It was found that the sinterability was extremely excellent.

また、上記焼結体の表面に銀ペーストにより電極を形成
したのち直流4端子法によって抵抗−温度特性を測定し
たところ、固相法による焼結体は臨界転移温度90にで
転移温度中が約4,5にであったのに対して、本発明に
よる原料粉末を用いた焼結体は臨界転移温度91.5に
で転移温度111は約IKであり、明らかに優れた特性
を示した。
In addition, when electrodes were formed on the surface of the sintered body using silver paste and the resistance-temperature characteristics were measured using the DC four-terminal method, the sintered body obtained by the solid phase method had a critical transition temperature of 90 and a transition temperature of approximately 4.5, whereas the sintered body using the raw material powder according to the present invention had a critical transition temperature of 91.5 and a transition temperature of 111 of about IK, showing clearly superior properties.

実施例3 99.9fffm%以上の純度を有する酸化バリウム2
0、Ogをメチルアルコール250g−中に加え、加熱
撹拌しながら純水2.0 gを徐々に加えて水酸化バリ
ウムのメチルアルコール溶液を作り、これにバリウムの
2倍のモル量のトリエチルアミン25gを加えて撹拌し
、均一な溶液(溶液(A−3))をえた。
Example 3 Barium oxide 2 with a purity of 99.9fffm% or more
Add 0.0 g to 250 g of methyl alcohol, and gradually add 2.0 g of pure water while stirring with heating to make a methyl alcohol solution of barium hydroxide. To this, add 25 g of triethylamine, twice the molar amount of barium. The mixture was added and stirred to obtain a homogeneous solution (solution (A-3)).

これとは別に、エチルアルコール1001i中に前記バ
リウムの原子数に対して銅の原子数が1.5倍になるよ
うに硝酸銅3水和物43.7Orおよびイツトリウムの
原子数が0.5倍になるように硝酸イツトリウム6水和
物2LO9gを撹拌しながら加え、均一に溶解させた。
Separately, in 1001i of ethyl alcohol, the number of atoms of copper nitrate trihydrate 43.7 Or and yttrium was 0.5 times as many as the number of atoms of barium so that the number of atoms of copper was 1.5 times the number of atoms of barium. 9 g of yttrium nitrate hexahydrate 2LO was added with stirring so that it was uniformly dissolved.

そののち、この溶液中に溶液(A−3)を激しく撹拌し
ながら徐々に滴下させると青白色の共沈物が発生した。
Thereafter, when solution (A-3) was gradually dropped into this solution while stirring vigorously, a bluish-white coprecipitate was generated.

このスラリーを窒素ガスで加圧濾過したのち、固形物を
約60℃で真空乾燥させ、軽く粉砕して共沈粉末をえた
。なお、濾過時にえた濾岐は透明であり、これに蓚酸を
加えても沈澱は生成せず、金属成分は完全に共沈物とな
っていることが確認された。
After filtering this slurry under pressure with nitrogen gas, the solid matter was vacuum dried at about 60° C. and lightly pulverized to obtain a coprecipitated powder. It was confirmed that the filtrate obtained during filtration was transparent, and no precipitate was formed even when oxalic acid was added to it, and the metal components were completely coprecipitated.

この粉末は酸性水溶液に可溶であり、これを溶解させた
水溶液をICP法(プラズマ発光分析法)により金属の
組成比を測定したところ、Y/Ba/Cuが1.00/
2.01/3.02であり、はぼ目的の金属組成の共沈
物かえられていることが判明した。
This powder is soluble in an acidic aqueous solution, and when the metal composition ratio of the aqueous solution in which it was dissolved was measured by ICP method (plasma emission spectrometry), Y/Ba/Cu was 1.00/
2.01/3.02, and it was found that the coprecipitate of the desired metal composition had been changed.

また、この粉末の熱重量分析を実施したところ、約70
0℃という低い加熱温度で完全に分解した。
In addition, when thermogravimetric analysis was performed on this powder, approximately 70%
Complete decomposition occurred at heating temperatures as low as 0°C.

さらに、この共沈粉末を大気中、750℃で6時間焼成
したのち、徐冷して黒色の仮焼粉体をえた。この粉末の
結晶構造をX線回折法により測定したところ、目的の斜
方晶構造を有するYl、o Ba2.o Cu3.o 
ONYは6.7〜6.9)の結晶パターンと一致した。
Further, this coprecipitated powder was fired in the air at 750°C for 6 hours, and then slowly cooled to obtain a black calcined powder. When the crystal structure of this powder was measured by X-ray diffraction, it was found that Yl, o Ba2. o Cu3. o
ONY matched the crystal pattern of 6.7 to 6.9).

また、走査電子顕微鏡により粒子形状を観察したところ
、−次粒径が約0.4a+の均一な粒子が析出している
ことが確認された。
Further, when the particle shape was observed using a scanning electron microscope, it was confirmed that uniform particles with a negative particle size of about 0.4a+ were precipitated.

さらに、この仮焼粉に約3重量%のポリエチレンワック
スを加えて均一にコーティングして、約1トン/ cj
の圧力でプレス成形したのち乾燥し、ついで大気中、9
00℃で6時間焼成後徐冷し、えられた焼結体の密度を
測定したところ約5.57g / cjであった。これ
は論理密度の約87%に相当していた。同様の焼結条件
で通常の固相反応でえられた原料粉末を焼結したところ
、密度は4.07 g / crj (理論密度の約6
4%)であったことから、本発明の製法による原料粉末
は極めて焼結性に優れていることがわかった。
Furthermore, approximately 3% by weight of polyethylene wax is added to this calcined powder and coated uniformly to produce approximately 1 ton/cj.
After press molding at a pressure of
After firing at 00°C for 6 hours, the sintered body was slowly cooled and the density of the obtained sintered body was measured and found to be approximately 5.57 g/cj. This corresponded to about 87% of the logic density. When we sintered raw material powder obtained by normal solid phase reaction under similar sintering conditions, the density was 4.07 g/crj (about 6% of the theoretical density).
4%), indicating that the raw material powder produced by the production method of the present invention has extremely excellent sinterability.

また、上記焼結体の表面に銀ペーストにより電極を形成
したのち直流4端子法によって抵抗−温度特性を測定し
たところ、固相法による焼結体は臨界転移温度90にで
転移温度中が約4,5にであったのに対して、本発明の
製法による原料粉末を用いた焼結体は臨界転移温度92
にで転移温度中は約lKであり、明らかに優れた特性を
示した。
In addition, when electrodes were formed on the surface of the sintered body using silver paste and the resistance-temperature characteristics were measured using the DC four-terminal method, the sintered body obtained by the solid phase method had a critical transition temperature of 90 and a transition temperature of approximately 4,5, whereas the sintered body using the raw material powder produced by the manufacturing method of the present invention had a critical transition temperature of 92
The transition temperature was approximately 1K, indicating clearly excellent properties.

実施例4 実施例3で溶液(A−3)に用いた、トリエチルアミン
の代りに当モルのモノエタノールアミン7.40fを水
酸化バリウムのメチルアルコール溶液に加えた他は実施
例3と同様にして共沈反応を行なわせ、えられた粉末を
仮焼したのちX線回折法により分析したところ、実施例
3と同様に斜方晶構造を有するY、。Ba2.。Cu 
a、。0y(yは 667〜6.9)の結晶パターンと
一致したパターンかえられた。また、粒径、密度、特性
なども実施例3のものとほぼ同じであった。
Example 4 The same procedure as in Example 3 was carried out except that instead of the triethylamine used in solution (A-3) in Example 3, 7.40 f of monoethanolamine was added to the methyl alcohol solution of barium hydroxide. A coprecipitation reaction was carried out, and the resulting powder was calcined and analyzed by X-ray diffraction, and as in Example 3, Y had an orthorhombic structure. Ba2. . Cu
a. The pattern was changed to match the crystal pattern of 0y (y is 667 to 6.9). Furthermore, the particle size, density, properties, etc. were almost the same as those of Example 3.

実施例5 実施例3で溶液(A−3)の調製に用いたトリエチルア
ミンを用いずに、水酸化バリウムのメチルアルコール溶
液を調製した。この溶液270 gに、メチルアルコー
ル100 gに対してジェタノールアミン/アンモニア
がモル比で1/1になるようにジェタノールアミン21
gとアンモニア3.4gをとかした溶液をバリウムと当
量になるように37.7g加えた溶液を調製した。この
溶液を用いた他は実施例3と同様な方法で共沈反応を行
なわせて共沈物をえ、さらに仮焼したところ、実施例1
.2と全く同じX線回折パータンを与える粉末かえられ
た。また、粒径、密度、特性なども実施例3のものとほ
ぼ同じであった。
Example 5 A methyl alcohol solution of barium hydroxide was prepared without using the triethylamine used to prepare solution (A-3) in Example 3. Add 21 g of jetanolamine to 270 g of this solution so that the molar ratio of jetanolamine/ammonia to 100 g of methyl alcohol is 1/1.
A solution was prepared by adding 37.7 g of barium and 3.4 g of ammonia to a solution equivalent to barium. A coprecipitate was obtained by carrying out a coprecipitation reaction in the same manner as in Example 3, except that this solution was used, and further calcining.
.. A powder was changed that gave exactly the same X-ray diffraction pattern as 2. Furthermore, the particle size, density, properties, etc. were almost the same as those of Example 3.

[発明の効果] 本発明の酸化物超伝導体原料粉末の製造法は、今まで知
られている固相反応法や共沈法による合成方法に比べて
、 ■ 酸化物超伝導体に嫌われる水溶液を使わない有機溶
媒からの共沈反応法であり、水分が粉末内に残留する心
配が低減される。
[Effects of the invention] The method for producing the oxide superconductor raw material powder of the present invention has the following advantages: This is a coprecipitation reaction method from an organic solvent that does not use an aqueous solution, reducing the risk of water remaining in the powder.

■ プロセスが簡単でしかも原料が比較的安価である。■ The process is simple and the raw materials are relatively inexpensive.

■ 仮焼時に炭酸バリウムの副生がなく、低温かつ短時
間で目的化合物が合成される。
■ No barium carbonate is produced as a by-product during calcination, and the target compound can be synthesized at low temperatures and in a short time.

■ 粒径が小さく、均一な原料粉末かえられる。■ Particle size is small and uniform raw material powder can be changed.

■ 共沈物は、完全に無機成分であり、仮焼時にカーボ
ンなどが発生しない。
■ The coprecipitate is completely inorganic and does not generate carbon during calcination.

■ さらに、微量な金属成分の添加が可能である といった優れた特徴を有している。■ Furthermore, it is possible to add trace amounts of metal components. It has excellent characteristics such as:

特許出願人  鐘淵化学工業株式会社 −1′iPatent applicant Kanebuchi Chemical Industry Co., Ltd. -1'i

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 銅の硝酸塩およびランタニド系金属の硝酸塩のアル
コール溶液( I )と、水酸化バリウムおよびバリウム
アルコキシドからなる群れより選ばれた少なくとも1つ
の化合物のアルコール溶液(II)とを混合させて共沈さ
せたのち、えられた共沈物を熱分解せさることを特徴と
する酸化物超電導体原料粉末の製法。 2 アルコール溶液(II)が、アンモニアおよび有機ア
ミンからなる群れより選ばれた少なくとも1つの化合物
をさらに含む請求項1記載の方法。 3 銅の硝酸塩が硝酸第2銅である請求項1記載の方法
。 4 ランタニド系金属の硝酸塩として塩を形成する陰イ
オンの3個とも硝酸イオンであるランタニド系金属塩を
用いる請求項1記載の方法。 5 アルコール溶液( I )の濃度が約5〜100g/
100gである請求項1記載の方法。 6 アルコール溶液( I )のアルコールが単価アルコ
ールおよび(または)多価アルコールである請求項1記
載の方法。 7 アルコール溶液(II)の濃度が約1〜50g/10
0gである請求項1記載の方法。8 アンモニアおよび
(または)有機アミンの量がバリウム原子1モルに対し
て0.05〜10モルである請求項2記載の方法。
[Claims] 1. An alcoholic solution (I) of a copper nitrate and a lanthanide metal nitrate is mixed with an alcoholic solution (II) of at least one compound selected from the group consisting of barium hydroxide and barium alkoxide. A method for producing an oxide superconductor raw material powder, which comprises co-precipitating the resulting coprecipitate by thermally decomposing the coprecipitate. 2. The method according to claim 1, wherein the alcoholic solution (II) further comprises at least one compound selected from the group consisting of ammonia and organic amines. 3. The method according to claim 1, wherein the copper nitrate is cupric nitrate. 4. The method according to claim 1, wherein a lanthanide metal salt is used in which all three of the anions forming the salt as a lanthanide metal nitrate are nitrate ions. 5 The concentration of alcohol solution (I) is about 5 to 100 g/
The method according to claim 1, wherein the amount is 100 g. 6. The method according to claim 1, wherein the alcohol in the alcoholic solution (I) is a monohydric alcohol and/or a polyhydric alcohol. 7 The concentration of alcohol solution (II) is approximately 1 to 50 g/10
The method according to claim 1, wherein the amount is 0g. 8. The method according to claim 2, wherein the amount of ammonia and/or organic amine is 0.05 to 10 mol per mol of barium atom.
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