JPH01275426A - 酸化物超電導体及びその製法 - Google Patents
酸化物超電導体及びその製法Info
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- JPH01275426A JPH01275426A JP63104990A JP10499088A JPH01275426A JP H01275426 A JPH01275426 A JP H01275426A JP 63104990 A JP63104990 A JP 63104990A JP 10499088 A JP10499088 A JP 10499088A JP H01275426 A JPH01275426 A JP H01275426A
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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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- 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、例えば磁気浮上列車及び粒子加速器等の超電
導コイル部分や電子デバイス等に使用される高臨界電流
密度を存する酸化物超電導体およびその製法に関するも
のである。
導コイル部分や電子デバイス等に使用される高臨界電流
密度を存する酸化物超電導体およびその製法に関するも
のである。
現在、超電導体はNbTi、 NbzSn等に代表され
る金属系超電導体が実用化されているが、その臨界温度
(Tc)はたかだか20に程度までである。
る金属系超電導体が実用化されているが、その臨界温度
(Tc)はたかだか20に程度までである。
しかしながら近年、希土類元素、アルカリ土類元素及び
酸化銅の混合物からなる複合酸化物系超電導体はそのT
cが従来の超電導体と比べ著しく高いものであることが
、フィジカル レビューレターズ58(1978)第9
08頁から第910頁(Physical Revfe
w Letters 58(1978)pp908−9
10)などにおいて発表され、冷媒として高価で極低温
(4,2K)の液体ヘリウムよりも比較的高温(77K
)の液体窒素で充分使用可能となった。それゆえ、この
酸化物超電導体の各種利用分野における実用化の目庇に
大きな前進が見られた。これらの発表に伴い上記利用分
野におけるバルク状又は薄膜状の酸化物超電導体におい
て、そのTcをさらに常温まで高めようとする研究と平
行して、77Kにおける臨界電流密度(Jc)を向上さ
せる研究が盛んに行われている。〔発明が解決しようと
する問題点〕 この酸化物超電導体の実用化には、その用途に応じ材料
の性能、特に臨界温度(Tc)と臨界電流密度(Jc)
の向上が要求される。
酸化銅の混合物からなる複合酸化物系超電導体はそのT
cが従来の超電導体と比べ著しく高いものであることが
、フィジカル レビューレターズ58(1978)第9
08頁から第910頁(Physical Revfe
w Letters 58(1978)pp908−9
10)などにおいて発表され、冷媒として高価で極低温
(4,2K)の液体ヘリウムよりも比較的高温(77K
)の液体窒素で充分使用可能となった。それゆえ、この
酸化物超電導体の各種利用分野における実用化の目庇に
大きな前進が見られた。これらの発表に伴い上記利用分
野におけるバルク状又は薄膜状の酸化物超電導体におい
て、そのTcをさらに常温まで高めようとする研究と平
行して、77Kにおける臨界電流密度(Jc)を向上さ
せる研究が盛んに行われている。〔発明が解決しようと
する問題点〕 この酸化物超電導体の実用化には、その用途に応じ材料
の性能、特に臨界温度(Tc)と臨界電流密度(Jc)
の向上が要求される。
RE1Ba2Cu3O7−/ (RE:希土類元素)系
組成の酸化物超電導体は斜方系に属し、その単位の格子
パラメータはほぼa=3.89人、b=3.82人、c
=11.67人であり、物理的な特性も大きな異方性を
有することが明確になっている。その為、5rTiO:
+9Mg0などの単結晶基板上にエピタキシャル成長さ
せて、C軸配向させた薄膜の場合、そのJcは1 x
106A/cm” (磁場がOTの時でかつ77Kにお
いて)に達している。
組成の酸化物超電導体は斜方系に属し、その単位の格子
パラメータはほぼa=3.89人、b=3.82人、c
=11.67人であり、物理的な特性も大きな異方性を
有することが明確になっている。その為、5rTiO:
+9Mg0などの単結晶基板上にエピタキシャル成長さ
せて、C軸配向させた薄膜の場合、そのJcは1 x
106A/cm” (磁場がOTの時でかつ77Kにお
いて)に達している。
しかしながら、これに比べ通常の粉体固体反応で製造し
た焼結体においては、I X103A/am2(E’A
場がOTの時でかつ77Kにおいて)程度とかなり小さ
い。この値は、磁場を印加することによりさらに下がり
ITの時I X 102A/cm”程度となる。
た焼結体においては、I X103A/am2(E’A
場がOTの時でかつ77Kにおいて)程度とかなり小さ
い。この値は、磁場を印加することによりさらに下がり
ITの時I X 102A/cm”程度となる。
このように、従来の酸化物超電導体の電流密度は金属系
の超電導体に比べ低く、実用的レベルに達していないの
が現状である。
の超電導体に比べ低く、実用的レベルに達していないの
が現状である。
本発明の目的は臨界温度(Tc)を劣化させることなく
、臨界電流密度Jcを向上し得るREJazCu307
−/系の酸化物超電導体およびその製法を提供するこ。
、臨界電流密度Jcを向上し得るREJazCu307
−/系の酸化物超電導体およびその製法を提供するこ。
とにある。
本発明者等は上記問題点に対し、研究を進めた結果、R
E、BazCu30.−l系酸化物超電導体において、
その板状結晶粒が積層した組織構造となし、かつX線回
折においてR[!1BazCu:+07−/の(,00
5)及び(014)の合成ピーク強度をI1、(006
)及び(200)の合成ピーク強度を12、(110)
及び(013)の合成ピーク強度をroとした時、It
/r1/I0及び/またはI2/10で表されるピーク
強度比が0.5以上であると、臨界電流密度(Jc)が
向上することを知見した。
E、BazCu30.−l系酸化物超電導体において、
その板状結晶粒が積層した組織構造となし、かつX線回
折においてR[!1BazCu:+07−/の(,00
5)及び(014)の合成ピーク強度をI1、(006
)及び(200)の合成ピーク強度を12、(110)
及び(013)の合成ピーク強度をroとした時、It
/r1/I0及び/またはI2/10で表されるピーク
強度比が0.5以上であると、臨界電流密度(Jc)が
向上することを知見した。
さらにその製法としては、RE+l1a2CuJt−/
Mi成の混合粉末もしくは合成原料を900〜970
℃の酸化雰囲気で仮焼した後、該仮焼粉末を用いてドク
ターブレード法によりテープ状に成形し、該成形体を8
70℃〜1000℃の酸化雰囲気で焼成することにより
、上記酸化物超電導体が得ら°れる。
Mi成の混合粉末もしくは合成原料を900〜970
℃の酸化雰囲気で仮焼した後、該仮焼粉末を用いてドク
ターブレード法によりテープ状に成形し、該成形体を8
70℃〜1000℃の酸化雰囲気で焼成することにより
、上記酸化物超電導体が得ら°れる。
以下、本発明を詳述する。なお、化学式中におけるRE
に対する但書は省略して説明する。
に対する但書は省略して説明する。
Y1BazCu30t”系に代表されるRE+BazC
usOt−J系酸化物超電導体の製造には、一般にはY
1Ba2Cu3O7−/合成粉をつくり、これを成形後
酸化雰囲気で焼結することによって多結晶の焼結超電導
体を得る方法が用いられている。この方法によれば、結
晶組織は等軸的なものとなるがRE1BazCL130
7−/系結晶はそれ自体異方性をもち、電気的特性も結
晶軸方向により異なることが知られている。
usOt−J系酸化物超電導体の製造には、一般にはY
1Ba2Cu3O7−/合成粉をつくり、これを成形後
酸化雰囲気で焼結することによって多結晶の焼結超電導
体を得る方法が用いられている。この方法によれば、結
晶組織は等軸的なものとなるがRE1BazCL130
7−/系結晶はそれ自体異方性をもち、電気的特性も結
晶軸方向により異なることが知られている。
よって、上記のような等軸的な結晶MPaの多結晶体に
おいては、各結晶の向きがまちまちであるため、その電
気的特性は最も低い特性の結晶の向きに支配されること
になる。また、電気的特性に対し粒界が影響することは
もちろんの事である。
おいては、各結晶の向きがまちまちであるため、その電
気的特性は最も低い特性の結晶の向きに支配されること
になる。また、電気的特性に対し粒界が影響することは
もちろんの事である。
そこで、多結晶の酸化物超電導体において、その板状結
晶を同一方向に緻密に積層した組織とすることにより、
各結晶粒子の結晶軸による電気的特性の異方性の影響が
低減され、且つ、積層構造であることから、結晶粒子相
互の粒界相が薄く、粒子が密に接着する。粒界相が薄く
なると、その粒界のポテンシャルが、粒界の厚い従来の
RE+BazCLI30?−/の粒界のポテンシャルに
比べ低くなる。
晶を同一方向に緻密に積層した組織とすることにより、
各結晶粒子の結晶軸による電気的特性の異方性の影響が
低減され、且つ、積層構造であることから、結晶粒子相
互の粒界相が薄く、粒子が密に接着する。粒界相が薄く
なると、その粒界のポテンシャルが、粒界の厚い従来の
RE+BazCLI30?−/の粒界のポテンシャルに
比べ低くなる。
このような理由により、単位面積あたりの電流密度は大
きく向上することとなる。
きく向上することとなる。
次に、本発明の超電ぶ体の表面X線回折チャート図であ
る第1図をもとに、本発明の詳細な説明する。第1図に
よればRE1Ba2Cu3O7−/結晶の(005)面
ビークと(014)面ピークがほとんど重なり、また(
006)面ピークと(200)面ピークがほとんど重な
り、(110)面ピークと(013)面ピークがほとん
ど重なる。
る第1図をもとに、本発明の詳細な説明する。第1図に
よればRE1Ba2Cu3O7−/結晶の(005)面
ビークと(014)面ピークがほとんど重なり、また(
006)面ピークと(200)面ピークがほとんど重な
り、(110)面ピークと(013)面ピークがほとん
ど重なる。
本発明によれば2θ= 33.0cm−’付近の(11
0)面と(013)面の合成ピーク強度を10とした時
、2θ= 38.5cm−’付近の(005)面と(0
14)面の合成ピーク強度I、あるいは2θ= 46.
5cm−’付近の(006)面と(200)面の合成ピ
ーク強度I2のL/Ioおよび/またはIz/I2/I
0で表わされるピーク強度比が0.5以上、特に0.8
以上であることを特徴とする。これは、RE+BazC
u30v−/の板状結晶がa−b面方向に配向している
ことを意味し、前記強度比はその配向の度合を示すもの
である。本発明によれば、この強度比を前述した条件に
設定することにより、臨界温度Tcを8B以上に維持し
つつ、臨界電流密度を0磁場で3 X 10’A/cm
2以上に高めることができる。
0)面と(013)面の合成ピーク強度を10とした時
、2θ= 38.5cm−’付近の(005)面と(0
14)面の合成ピーク強度I、あるいは2θ= 46.
5cm−’付近の(006)面と(200)面の合成ピ
ーク強度I2のL/Ioおよび/またはIz/I2/I
0で表わされるピーク強度比が0.5以上、特に0.8
以上であることを特徴とする。これは、RE+BazC
u30v−/の板状結晶がa−b面方向に配向している
ことを意味し、前記強度比はその配向の度合を示すもの
である。本発明によれば、この強度比を前述した条件に
設定することにより、臨界温度Tcを8B以上に維持し
つつ、臨界電流密度を0磁場で3 X 10’A/cm
2以上に高めることができる。
本発明の酸化物超電導体の製法によれば、原料粉末とし
てRElBazCuJ、−/ Mi成の混合粉末或いは
合成原料を用いる。混合粉末は一般に0.5モルのRu
2O:l と2モルのBaO、あるいはBaCO3と、
3モルのCuOとからなるもので、一方、合成原料は固
相反応法、共沈法、ゾル−ゲル法、気相合成法等により
合成され、これらのいずれでも用いることができるが、
好ましくは平均粒径0.5μm〜3.0μmのものを用
いる。
てRElBazCuJ、−/ Mi成の混合粉末或いは
合成原料を用いる。混合粉末は一般に0.5モルのRu
2O:l と2モルのBaO、あるいはBaCO3と、
3モルのCuOとからなるもので、一方、合成原料は固
相反応法、共沈法、ゾル−ゲル法、気相合成法等により
合成され、これらのいずれでも用いることができるが、
好ましくは平均粒径0.5μm〜3.0μmのものを用
いる。
本発明によれば、まず上記の原料粉末を900℃〜97
0℃、特に920℃〜950℃の酸化性雰囲気で仮焼を
行う。
0℃、特に920℃〜950℃の酸化性雰囲気で仮焼を
行う。
この仮焼工程は、主に原料粉末中に含まれる未反応生成
物、例えばBaC0+、 REJaCuOs、 BaC
uO2,CuO等の単体が残存しなくなるまで行われ、
通常300〜1200分間行われる。得られる仮焼粉末
は高純度のRE1BazCu307−/結晶粉末である
ことが望まれ、具体的にはX線回折において、RE+B
azCII+07−/の主ピークである(110)面と
(013)面の合成ピーク強度をXoとし、未反応生成
物であるBaCuO□の(600)面のピーク強度、ま
たはREzBa、Cu、05の(131)面のピーク強
度、またはRu2O:+(222)面のピーク強度、ま
たはCuOの(111)面のピーク強度のうち最も大き
いピーク強度をXとした時、X/X2/I0で表わされ
る強度比が0.1以下、特に0.05以下であることが
望ましい。仮焼粉末中に未反応生成物が多量に残存し、
強度比で0.1を越える量で含まれると最終的焼結体中
の粒界に未反応生成物が析出し、粒界ポテンシャルが高
くなり、臨界電流密度を低下させる要因となる。
物、例えばBaC0+、 REJaCuOs、 BaC
uO2,CuO等の単体が残存しなくなるまで行われ、
通常300〜1200分間行われる。得られる仮焼粉末
は高純度のRE1BazCu307−/結晶粉末である
ことが望まれ、具体的にはX線回折において、RE+B
azCII+07−/の主ピークである(110)面と
(013)面の合成ピーク強度をXoとし、未反応生成
物であるBaCuO□の(600)面のピーク強度、ま
たはREzBa、Cu、05の(131)面のピーク強
度、またはRu2O:+(222)面のピーク強度、ま
たはCuOの(111)面のピーク強度のうち最も大き
いピーク強度をXとした時、X/X2/I0で表わされ
る強度比が0.1以下、特に0.05以下であることが
望ましい。仮焼粉末中に未反応生成物が多量に残存し、
強度比で0.1を越える量で含まれると最終的焼結体中
の粒界に未反応生成物が析出し、粒界ポテンシャルが高
くなり、臨界電流密度を低下させる要因となる。
このようにして得られた仮焼粉末は次にドクターブレー
ド法によりテープ状に成形される。ドクターブレード法
によれば、まず、仮焼粉末にトルエン等の有機溶媒とバ
インダーを加え、回転ミル等で数時間混合し、粘度15
〜50ボイズのスラリーを調製する。その後、ドクター
ブレードを用いてこのスラリーをテープ化し、乾燥する
ことによりテープ状成形体が得られる。この成形工程は
最終的にREIBazCuJt−/結晶を一方向に積層
させる上で重要であり、成形体の厚みが大きすぎると焼
成時に結晶の配向が困難となる傾向にあり、また薄すぎ
ると焼結体の強度が低下する傾向にある。
ド法によりテープ状に成形される。ドクターブレード法
によれば、まず、仮焼粉末にトルエン等の有機溶媒とバ
インダーを加え、回転ミル等で数時間混合し、粘度15
〜50ボイズのスラリーを調製する。その後、ドクター
ブレードを用いてこのスラリーをテープ化し、乾燥する
ことによりテープ状成形体が得られる。この成形工程は
最終的にREIBazCuJt−/結晶を一方向に積層
させる上で重要であり、成形体の厚みが大きすぎると焼
成時に結晶の配向が困難となる傾向にあり、また薄すぎ
ると焼結体の強度が低下する傾向にある。
よって、本発明では成形体の厚みは0.05mm乃至0
゜5On+m特に0.08mm乃至0.15mmの範囲
に設定されることが望ましい。
゜5On+m特に0.08mm乃至0.15mmの範囲
に設定されることが望ましい。
また、成形体中の粉末粒子が大きすぎると、結晶の配向
が困難となる1頃向にあり、また小さすぎても結晶の配
向が困難となる傾向にある。よって、本発明によれば、
仮焼粉末の平均粒径を0.5μm乃至5.0μm1特に
1.0mm乃至5.0 μmに設定することが望ましい
。
が困難となる1頃向にあり、また小さすぎても結晶の配
向が困難となる傾向にある。よって、本発明によれば、
仮焼粉末の平均粒径を0.5μm乃至5.0μm1特に
1.0mm乃至5.0 μmに設定することが望ましい
。
このような、仮焼粉末の粒度調整は乾式ミル、湿式ミル
等で行えば良い。
等で行えば良い。
このようにして得られた成形体は酸化性雰囲気下で90
0〜1200’Cの温度で3〜1200分間焼成ずろ。
0〜1200’Cの温度で3〜1200分間焼成ずろ。
具体的には大気中で900〜950“C,酸素気流中で
920〜970℃で特に300〜600分焼成する。こ
の焼成段階で成形体中のRE+BazCu:+O□−1
粒子は下記式 %式% ら成る液相成分とに分離し、REzBa、Cu105結
晶を液相成分が取り囲んだ状態となる。その後、冷却過
程で包晶反応によりREJa、CuIO3とBaCuO
2とCuOが再結合し、RE、Ba、Cu1O,−tが
再生成される。
920〜970℃で特に300〜600分焼成する。こ
の焼成段階で成形体中のRE+BazCu:+O□−1
粒子は下記式 %式% ら成る液相成分とに分離し、REzBa、Cu105結
晶を液相成分が取り囲んだ状態となる。その後、冷却過
程で包晶反応によりREJa、CuIO3とBaCuO
2とCuOが再結合し、RE、Ba、Cu1O,−tが
再生成される。
この時、RE、BazCu307−z結晶はa−b面方
向に粒成長し易いと言われるが、本発明によれば前述し
たようなドクターブレード法によって得られた成形体に
対し、上記焼成工程を施すと、テープ状成形体の面方向
に平行してa−b面方向に粒成長し、結果として第2図
の結晶構造の顕微鏡写真に示すように板状結晶が密に積
層した構造の超電導体が生成されるのである。
向に粒成長し易いと言われるが、本発明によれば前述し
たようなドクターブレード法によって得られた成形体に
対し、上記焼成工程を施すと、テープ状成形体の面方向
に平行してa−b面方向に粒成長し、結果として第2図
の結晶構造の顕微鏡写真に示すように板状結晶が密に積
層した構造の超電導体が生成されるのである。
上述した説明中、RE1Ba2CuiO7−/ 、RE
zBa+Cu+Os、 REzOiの化学式中のREは
いずれも希土類元素を示すものであり、具体的にはY、
Lu、Yb、Tm、Er、Ilo、Dy。
zBa+Cu+Os、 REzOiの化学式中のREは
いずれも希土類元素を示すものであり、具体的にはY、
Lu、Yb、Tm、Er、Ilo、Dy。
Gd+ Eu+ Sm、 Nd等が挙げられる。
また、本発明はRE+BazCLIzOt”/のみに限
定されるものでなく 、RE、Ba、eu、Oの各元素
を他の元素で置換したもの、例えばBa元素の一部をS
rで置換したもの、0元素の一部をFで置換したもの、
あるいはこれらの組合わせから成るRE1Ba2Cu3
O7−/系全般の超電導体に対しても適用し得ることは
言うまでもない。
定されるものでなく 、RE、Ba、eu、Oの各元素
を他の元素で置換したもの、例えばBa元素の一部をS
rで置換したもの、0元素の一部をFで置換したもの、
あるいはこれらの組合わせから成るRE1Ba2Cu3
O7−/系全般の超電導体に対しても適用し得ることは
言うまでもない。
以下、本発明を次の例で説明する。
実施例l
Y2O3粉末30.26 g + B a CO3粉末
105.78g、 CuO粉末17.34gを秤量し、
混合した後、880℃で5時間仮焼し、その後、メノー
乳鉢で粉砕し、さらに920℃で20時間仮焼し平均粒
径4.8μmの仮焼粉末を得た。得られた仮焼粉末はX
線回折によりY 、 Ba z(:u:lO?−/結晶
であることを確認した。
105.78g、 CuO粉末17.34gを秤量し、
混合した後、880℃で5時間仮焼し、その後、メノー
乳鉢で粉砕し、さらに920℃で20時間仮焼し平均粒
径4.8μmの仮焼粉末を得た。得られた仮焼粉末はX
線回折によりY 、 Ba z(:u:lO?−/結晶
であることを確認した。
この粉末に有機溶媒としてトルエン、バインダーとして
アクリル酸共重合体を添加し、回転ミルにて3時間部合
し、粘度25ボイズのスラリーを得た。
アクリル酸共重合体を添加し、回転ミルにて3時間部合
し、粘度25ボイズのスラリーを得た。
このスラリーをポリエチレンシート上にドクターブレー
ド法で厚さ0.1mmのテープ状の成形体を作成した。
ド法で厚さ0.1mmのテープ状の成形体を作成した。
これを乾燥後、シートより剥がし2mm×251の短冊
状に切り出し、焼成試料とした。
状に切り出し、焼成試料とした。
この試料をジルコニア焼成セッター上にのせ、上杭加熱
管状炉にて焼成した。焼成は室温より970℃まで酸素
ガスを流しながら200℃/hrで界温し、最高温度で
10時間保持した後、室温まで200’C/hrの速度
で冷却した。
管状炉にて焼成した。焼成は室温より970℃まで酸素
ガスを流しながら200℃/hrで界温し、最高温度で
10時間保持した後、室温まで200’C/hrの速度
で冷却した。
得られた試料に対しSE’M(走査型電子顕微鏡)にて
Mi織観察を行った。
Mi織観察を行った。
電流密度は4端子法に従い、試料の両端を折り、破面を
露出された両端に金蒸着し、その部分に電流リード線を
銀ペーストで取付けた。電圧測定端子も同様な方法で1
0mmの巾でリード線を取り付けた。試料を銅製ブロッ
クに固定し、液体窒素中に浸し、温度が安定した段階で
電流を流し始め、徐々にその値を大きくし、電圧が急激
に発生したときの電流値をIcとし、それを断面積で割
った値を臨界電流密度Jcとした。
露出された両端に金蒸着し、その部分に電流リード線を
銀ペーストで取付けた。電圧測定端子も同様な方法で1
0mmの巾でリード線を取り付けた。試料を銅製ブロッ
クに固定し、液体窒素中に浸し、温度が安定した段階で
電流を流し始め、徐々にその値を大きくし、電圧が急激
に発生したときの電流値をIcとし、それを断面積で割
った値を臨界電流密度Jcとした。
また、X線回折(Cu−にα線)により、成形体の段階
でのY+BazCu3(1+−/ (110)面と(0
13)面の合成ピーク強度Xoと、未反応生成物のピー
ク強度Xとの強度比をX/Xoを算出し、また焼結後の
Y、Ba。
でのY+BazCu3(1+−/ (110)面と(0
13)面の合成ピーク強度Xoと、未反応生成物のピー
ク強度Xとの強度比をX/Xoを算出し、また焼結後の
Y、Ba。
Cuz(1+−/の(110)面と(013)面の合成
ピーク強度1oと、(005)面と(014)面の合成
ピーク強度11+ (006)面と(200)面の合成
ピーク強度■2を測定し、L/To、Iz/Toの強度
比を算出した。
ピーク強度1oと、(005)面と(014)面の合成
ピーク強度11+ (006)面と(200)面の合成
ピーク強度■2を測定し、L/To、Iz/Toの強度
比を算出した。
実施例2
実施例1において得られた仮焼粉末に対し、ボールミル
で湿式粉砕し、平均粒径4.1 μmの仮焼微粉末を得
る以外は全く同様にして試料を作成した。
で湿式粉砕し、平均粒径4.1 μmの仮焼微粉末を得
る以外は全く同様にして試料を作成した。
実施例3
実施例1において得られた仮焼粉砕に対し、ジェットミ
ルで乾式粉砕し、平均粒径1.6μmの仮焼微粉末を得
る以外は全く同様にして試料を作成した。
ルで乾式粉砕し、平均粒径1.6μmの仮焼微粉末を得
る以外は全く同様にして試料を作成した。
実施例4.8
実施例1において焼成条件を変え、実施例4では大気中
、920°Cで10時間、実施例8では酸素中、940
℃で10時間焼成する以外は実施例1と全く同様にして
試料を作成した。
、920°Cで10時間、実施例8では酸素中、940
℃で10時間焼成する以外は実施例1と全く同様にして
試料を作成した。
実施例5
実施例1において得られた仮焼粉末を成形圧50Kg/
cm2でプレス成形した後、大気中で920°Cで20
時間仮焼後、粉砕したものを用い、実施例1と同様にし
て厚さ0.1mmのシート状に成形して試料を得た。
cm2でプレス成形した後、大気中で920°Cで20
時間仮焼後、粉砕したものを用い、実施例1と同様にし
て厚さ0.1mmのシート状に成形して試料を得た。
実施例6
原料としてY1Ba2Cu3O7−/の共沈原料(平均
粒径0.8μm)を用い、これを900 ’Cの大気中
で10時間仮焼し、この仮焼粉末(平均粒径2.5μm
)を用いて実施例1と同様な方法で成形焼成し試料を作
成した。
粒径0.8μm)を用い、これを900 ’Cの大気中
で10時間仮焼し、この仮焼粉末(平均粒径2.5μm
)を用いて実施例1と同様な方法で成形焼成し試料を作
成した。
実施例7
実施例1 においてドクターブレード法で成形体の厚み
を0.4mmに変える以外は全く同様にして試料を作成
した。
を0.4mmに変える以外は全く同様にして試料を作成
した。
実施例9〜11
実施例1において、YZO:130.26gの代わりに
ll。
ll。
20:+ 44.19g(実施例9 ) 、Dyz(h
43.55g(実施例10) 、Erz(h 44.
84g(実施例11)を用いる以外は、全く同様にして
試料を作成した。
43.55g(実施例10) 、Erz(h 44.
84g(実施例11)を用いる以外は、全く同様にして
試料を作成した。
比較例1
実施例1においてドクターブレード法の代わりにプレス
成形法に従い1500Kg/cm”の圧力で成形し12
X12X1 mmの成形体を得、これを実施例1と同様
な条件で焼成した。
成形法に従い1500Kg/cm”の圧力で成形し12
X12X1 mmの成形体を得、これを実施例1と同様
な条件で焼成した。
比較例2
実施例1において920℃×20時間の仮焼を全く行わ
ない以外は全く同様にして試料を作成した。
ない以外は全く同様にして試料を作成した。
比較例3
実施例1 おいて、焼成温度を1050℃にする以外は
全く同様にして試料を作成した。
全く同様にして試料を作成した。
比較例4
実施例1において焼成温度を850°Cにする以外は全
く同様にして試料を作成した。
く同様にして試料を作成した。
なお第1表の試料中、第1図に実施例1の焼結体のX線
回折のチャート図及び第2図に実施例1の試料の破断面
の電子顕微鏡写真(X500倍)を示した。また、第2
表の試料中、第3図に比較例1 のX線回折チャート図
を示した。
回折のチャート図及び第2図に実施例1の試料の破断面
の電子顕微鏡写真(X500倍)を示した。また、第2
表の試料中、第3図に比較例1 のX線回折チャート図
を示した。
第2表の結果によれば、従来の成形法であるプレス成形
法で成形した試料(比較例1)ではY、BazCu:+
Ot−/結晶の配向は認められず、かつL/Io。
法で成形した試料(比較例1)ではY、BazCu:+
Ot−/結晶の配向は認められず、かつL/Io。
Iz/Ioの値はいずれも低く、臨界電流密度も低いも
のであった。また、ドクターブレード法を用いる場合に
おいても調合原料に対し仮焼を行わない場合(比較例2
)は、成形体のX/Xo比が大きくなった。これは成形
体に不純物が多く残存していることを示し、最終焼結体
中にCub、 BaC0,が検出された。しかも配向は
一部にした認められず、Jcも低いものであった。また
、焼成温度が1000°Cを越える場合(比較例3)、
焼結体中から溶出が認められ、焼結体中にYJazCu
、Os、BaCu0z、CuOが残存しており、超電汚
現象は認められなかった。さらに、焼成温度が850°
Cより低い場合(比較例4)では、結晶の配向が認めら
れずJc値の向上は認められなかった。
のであった。また、ドクターブレード法を用いる場合に
おいても調合原料に対し仮焼を行わない場合(比較例2
)は、成形体のX/Xo比が大きくなった。これは成形
体に不純物が多く残存していることを示し、最終焼結体
中にCub、 BaC0,が検出された。しかも配向は
一部にした認められず、Jcも低いものであった。また
、焼成温度が1000°Cを越える場合(比較例3)、
焼結体中から溶出が認められ、焼結体中にYJazCu
、Os、BaCu0z、CuOが残存しており、超電汚
現象は認められなかった。さらに、焼成温度が850°
Cより低い場合(比較例4)では、結晶の配向が認めら
れずJc値の向上は認められなかった。
これに対し、第1表の本発明の試料(実施例1〜11)
はいずれも成形体中の不純物が少なく、XZXo比は0
.1以下と低く、焼結体中には第2図に示すように結晶
の配向が認められた。また、I + / I o +1
、/Ioはいずれも0.5以上であり、Jc値は300
0A/cm”以上が達成された。
はいずれも成形体中の不純物が少なく、XZXo比は0
.1以下と低く、焼結体中には第2図に示すように結晶
の配向が認められた。また、I + / I o +1
、/Ioはいずれも0.5以上であり、Jc値は300
0A/cm”以上が達成された。
以上、詳述した通り、本発明によれば、RE 、 Ba
。
。
Cu307−/系酸化物超電導体の臨界温度Tcを劣化
させることなく、臨界電流密度Jcを向上させることが
でき、磁気コイルや電子デバイス或いはジョセフソンコ
ンピュータの回路基板等への実用化をさらに推進するこ
とが可能となる。
させることなく、臨界電流密度Jcを向上させることが
でき、磁気コイルや電子デバイス或いはジョセフソンコ
ンピュータの回路基板等への実用化をさらに推進するこ
とが可能となる。
第1図は本発明の試料(実施例1)の超電導体のX線回
折チャート図、第2図は実施例Iの試料の結晶の組織構
造を示す電子顕微鏡写真、第3図は比較例1のX線回折
チャート図をそれぞれ示す。
折チャート図、第2図は実施例Iの試料の結晶の組織構
造を示す電子顕微鏡写真、第3図は比較例1のX線回折
チャート図をそれぞれ示す。
Claims (5)
- (1)RE_1Ba_2Cu_3O_7_−_δ(RE
:希土類元素)系組成の板状結晶粒が同一方向に積層し
た組織構造を呈した焼結体であり、該焼結体の表面X線
回折において、該RE_1Ba_2Cu_3O_7_−
_δの(005)及び(014)の合成ピーク強度をI
_1、(006)及び(200)の合成ピーク強度をI
_2、(110)及び(013)の合成ピーク強度をI
_0とした時、I_1/I_0及び/またはI_2/I
_0で表されるピーク強度比が0.5以上である臨界電
流密度(Jc)が3×10^3A/cm^2以上の酸化
物超電導体。 - (2)RE_1Ba_2Cu_3O_7_−_δ (R
E:希土類元素)系の組成の混合粉末もしくは合成原料
を900℃〜970℃の酸化雰囲気で仮焼する工程と、
該仮焼粉末をスラリー化し、ドクターブレード法により
テープ状に成形する工程と、該成形体を870〜100
0℃の酸化雰囲気で焼成する工程とを具備した酸化物超
電導体の製法。 - (3)仮焼粉末のX線回折においてRE_1Ba_2C
u_3O_7_−_δの主ピークのピーク強度をX_o
、未反応生成物の主ピークのピーク強度をXとした時、
X/X_oで表わされるピーク強度比が0.1以下であ
る特許請求の範囲第2項記載の酸化物超電導体の製法。 - (4)成形体の厚みが0.05mm乃至0.50mmで
ある特許請求の範囲第2項記載の酸化物超電導体の製法
。 - (5)仮焼粉末の平均粒子径が0.5μm乃至5.0μ
mである特許請求の範囲第2項記載の酸化物超電導体の
製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63104990A JPH01275426A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 酸化物超電導体及びその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63104990A JPH01275426A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 酸化物超電導体及びその製法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01275426A true JPH01275426A (ja) | 1989-11-06 |
Family
ID=14395534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63104990A Pending JPH01275426A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 酸化物超電導体及びその製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01275426A (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63277555A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-11-15 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 酸化物超電導性セラミックス焼結体及びその製造方法 |
JPS6473791A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-20 | Furukawa Electric Co Ltd | Oxide superconductive paste |
JPH01100021A (ja) * | 1987-05-31 | 1989-04-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導薄膜 |
JPH01203217A (ja) * | 1988-02-08 | 1989-08-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 超伝導酸化物薄膜の製造方法 |
-
1988
- 1988-04-27 JP JP63104990A patent/JPH01275426A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPH01203217A (ja) * | 1988-02-08 | 1989-08-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 超伝導酸化物薄膜の製造方法 |
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