JPH01278421A - 超電導体とその製造方法 - Google Patents
超電導体とその製造方法Info
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- JPH01278421A JPH01278421A JP63106678A JP10667888A JPH01278421A JP H01278421 A JPH01278421 A JP H01278421A JP 63106678 A JP63106678 A JP 63106678A JP 10667888 A JP10667888 A JP 10667888A JP H01278421 A JPH01278421 A JP H01278421A
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Classifications
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- 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】
A、産業上の利用分野
本発明は、一定の温度で電気抵抗がゼロになるいわゆる
超電導体(こ係り、特に液体窒素温度以上で超電導特性
を示す超電導体に関する。
超電導体(こ係り、特に液体窒素温度以上で超電導特性
を示す超電導体に関する。
Bi発明の概要
本発明は、出発物質としてビスマス酸化物、ストロンチ
ウム水酸化物、カルシウム酸化物、銅酸化物を用いた、
ビスマス(Bi)、ストロンチウム(Sr)、カルシウ
ム(Ca)、銅(Cu)、及び酸素(O)の成分からな
ら焼結体で、液体窒素温度以上(絶対温度77℃)以上
で超電導を示す超電導体とその製造方法にある。
ウム水酸化物、カルシウム酸化物、銅酸化物を用いた、
ビスマス(Bi)、ストロンチウム(Sr)、カルシウ
ム(Ca)、銅(Cu)、及び酸素(O)の成分からな
ら焼結体で、液体窒素温度以上(絶対温度77℃)以上
で超電導を示す超電導体とその製造方法にある。
C1従来の技術
1911年にカメリング・オンネスにより超電導現象が
発見されて以来、実用化に向けてさまざまな研究開発が
進められている。実用化には、臨界温度(Tc)が高け
れば高い程、冷却コストが安くて済むため、より高温で
の超電導の可能性をめぐってその超電導材料の激しい開
発競争が展開されている。
発見されて以来、実用化に向けてさまざまな研究開発が
進められている。実用化には、臨界温度(Tc)が高け
れば高い程、冷却コストが安くて済むため、より高温で
の超電導の可能性をめぐってその超電導材料の激しい開
発競争が展開されている。
最近、液体窒素の温度77に以上の温度にて超電導現象
を生じるものとして、ストロンチウム・イッテルビウム
・銅酸化物、イツトリウム系銅酸化物といった超電導材
料が発見されたと発表されるに至っている。
を生じるものとして、ストロンチウム・イッテルビウム
・銅酸化物、イツトリウム系銅酸化物といった超電導材
料が発見されたと発表されるに至っている。
D1発明が解決しようとする課題
液体窒素の温度以上の温度で超電導現象を生じることか
ら、この超電導を利用した具体的な適用範囲が拡大して
きた。
ら、この超電導を利用した具体的な適用範囲が拡大して
きた。
しかし、上述のようなイツトリウムは伶少材料であるこ
とから、高価であり、超電導の適用範囲の拡大にはおの
ずと限界があり、安価な超電導材料の開発が望まれてい
るが、その開発は、まだ緒についた・ばかりであるのが
現状である。
とから、高価であり、超電導の適用範囲の拡大にはおの
ずと限界があり、安価な超電導材料の開発が望まれてい
るが、その開発は、まだ緒についた・ばかりであるのが
現状である。
これらの点に鑑み、本発明は、安価な材料にて、77に
で超電導状態となる超電導体とその製造方法を提供しよ
うとするものである。
で超電導状態となる超電導体とその製造方法を提供しよ
うとするものである。
83課題を解決するための手段と作用
発明者らは、種々の材料の配合、焼成温度等の実験を重
ねた結果、ビスマス(I3i)、ストロンチウム(Sr
)、カルシウム(Ca)、銅(Cu )、及び酸素(O
)の成分からなる焼結体で、この焼結体を形成するB
i −S r−Ca−Cuにおける成分の原子比が、 Sr :Ca=l : 0.3〜3 Bi :Cu=1 : 1.8〜4 (Sr+Ca): (Bi+Cu)〜1: I 〜2の
範囲であって、しかも 各成分の出発物質としてビスマス酸化物、ストロンチウ
ム水酸化物、カルシウム酸化物、銅酸化物を用いること
により、液体窒素による冷却で抵抗ゼロのち密でしから
特性の安定した超電導体が得られることを見いだした。
ねた結果、ビスマス(I3i)、ストロンチウム(Sr
)、カルシウム(Ca)、銅(Cu )、及び酸素(O
)の成分からなる焼結体で、この焼結体を形成するB
i −S r−Ca−Cuにおける成分の原子比が、 Sr :Ca=l : 0.3〜3 Bi :Cu=1 : 1.8〜4 (Sr+Ca): (Bi+Cu)〜1: I 〜2の
範囲であって、しかも 各成分の出発物質としてビスマス酸化物、ストロンチウ
ム水酸化物、カルシウム酸化物、銅酸化物を用いること
により、液体窒素による冷却で抵抗ゼロのち密でしから
特性の安定した超電導体が得られることを見いだした。
しかも、これら各材料の粉末を混合して造粒粉を作り、
これを圧縮成形して酸化性雰囲気中で830〜880℃
の@囲の温度で焼結することにより、Bi−5 r−C
u−0の成分からなる超電導体を容易に得られることを
見いだした。
これを圧縮成形して酸化性雰囲気中で830〜880℃
の@囲の温度で焼結することにより、Bi−5 r−C
u−0の成分からなる超電導体を容易に得られることを
見いだした。
なお、[3i−S r−Ca−Cuにおいて、各成分の
原子比が、 Sr :Ca=l : 0,3〜3 I3 i : Cu= l : 1.8〜4(Sr+C
a): (Bf+Cu)=I:I〜2の範囲外の場合に
は、液体窒素で超電導が生じる焼結体を得ることができ
なかった。
原子比が、 Sr :Ca=l : 0,3〜3 I3 i : Cu= l : 1.8〜4(Sr+C
a): (Bf+Cu)=I:I〜2の範囲外の場合に
は、液体窒素で超電導が生じる焼結体を得ることができ
なかった。
F、実施例
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。先ず、出発
原料として粒径10μm以下のビスマス酸化物(I3i
tOs)の粉末、ストロンチウム水酸化物(S r (
OH) t)の粉末、カルシウム酸化物(Cab)の粉
末、銅酸化物(Cub)の粉末を各々11.1mo 1
%、22.2mo1%、22.2mo1%、44.4m
o1%となるように秤mする。
原料として粒径10μm以下のビスマス酸化物(I3i
tOs)の粉末、ストロンチウム水酸化物(S r (
OH) t)の粉末、カルシウム酸化物(Cab)の粉
末、銅酸化物(Cub)の粉末を各々11.1mo 1
%、22.2mo1%、22.2mo1%、44.4m
o1%となるように秤mする。
次に、これらの粉末をボールミルで、アルコール(又は
アセトン)と玉石を入れ数時間充分に混合し、得られた
スラリーを約100℃の温度で乾燥する。
アセトン)と玉石を入れ数時間充分に混合し、得られた
スラリーを約100℃の温度で乾燥する。
次に、バインダーとしてポリビニルアルコールを、原料
粉末に対して1重量%となるようにポリビニルアルコー
ル溶液の形で添加する。
粉末に対して1重量%となるようにポリビニルアルコー
ル溶液の形で添加する。
そしてアルコールを更に加え充分に混練した後、乾燥し
、ふるいにて150メツシユ以下の顆粒状の造粒粉を得
る。
、ふるいにて150メツシユ以下の顆粒状の造粒粉を得
る。
次に、この造粒粉を金型に充填した後、1〜2T o
n 7cm”程度の圧力で圧縮成形して、外径4011
、厚み約6j[Iの成形体を作る。
n 7cm”程度の圧力で圧縮成形して、外径4011
、厚み約6j[Iの成形体を作る。
次に、この成形体を焼成容器内に設置し、酸化性雰囲気
で、且つ約830〜880℃の温度で数時間加熱して焼
結体(セラミックス)を得る。
で、且つ約830〜880℃の温度で数時間加熱して焼
結体(セラミックス)を得る。
上記の製造方法により得られた焼結体を、約4111、
1!;(さ4 xz、長さ40xzの形状に切り出して
第1図に示すように電極を設けて4端子法により、焼結
体の抵抗を測定した。
1!;(さ4 xz、長さ40xzの形状に切り出して
第1図に示すように電極を設けて4端子法により、焼結
体の抵抗を測定した。
即ち第1図は、抵抗値を測定するための説明図で、焼結
体Sの長方向の両端側に電流を流すための端子a、a′
を設け、その内側に抵抗値を測定するための電圧端子す
、b’を設け、これを液体窒素の低温槽に入れ、端子&
、a′に1アンペアの安定化電流を流して端子す、b’
間の電圧を電圧計(V)で測定して端子す、b’間の電
圧降下によって抵抗値を測定する。なお、Aは電流計を
示す。
体Sの長方向の両端側に電流を流すための端子a、a′
を設け、その内側に抵抗値を測定するための電圧端子す
、b’を設け、これを液体窒素の低温槽に入れ、端子&
、a′に1アンペアの安定化電流を流して端子す、b’
間の電圧を電圧計(V)で測定して端子す、b’間の電
圧降下によって抵抗値を測定する。なお、Aは電流計を
示す。
第2図は、その測定結果を示すもので、絶対温度的11
0にで超電導現象が始まり約80Kに至って電気抵抗が
ゼロになることが確認された。
0にで超電導現象が始まり約80Kに至って電気抵抗が
ゼロになることが確認された。
他の組成比についても同様な実験を行ったので、前述の
例も含めて記載する。
例も含めて記載する。
(混合時の量を原子比に換算したもの)但し、表の実施
例2が上述したものを示す。
例2が上述したものを示す。
なお、上記の表の結果からBi、Sr、Ca。
Cuの成分原子比の関係が、同じアルカリ土類であるS
r、Caの関係を、 S r : Ca= 1 : 0.3〜3他のBi、C
uの関係を、 Bl :Cu=1 : 1.8〜4 そして、両者の関係を、 (Sr−10a): (I3i+Cu)=1 : l〜
2の範囲の場合には、液体窒素で超電導現象(抵抗ゼロ
又は微小値)が生じ、それ以外の場合には生じないもの
であった。
r、Caの関係を、 S r : Ca= 1 : 0.3〜3他のBi、C
uの関係を、 Bl :Cu=1 : 1.8〜4 そして、両者の関係を、 (Sr−10a): (I3i+Cu)=1 : l〜
2の範囲の場合には、液体窒素で超電導現象(抵抗ゼロ
又は微小値)が生じ、それ以外の場合には生じないもの
であった。
G1発明の効果
以上のように本発明による超電導体は、液体窒素温度(
77K)において完全に超電導状態となる。
77K)において完全に超電導状態となる。
しかも、従来のイツトリウムを用いたものは、Tcが9
0に程度であったが、本発明のものにあっては、約10
5にであり、より高温度で超電導現象を生じることから
安定した超電導状態を維持できるものである。
0に程度であったが、本発明のものにあっては、約10
5にであり、より高温度で超電導現象を生じることから
安定した超電導状態を維持できるものである。
その上、原材料の各成分は、製造過程で使用しても残存
する可能性の少ないアルコールと反応しないことから、
取り扱い容易なアルコールが使用でき、しかも反応分解
時にCO,ガスの発生がなく品質向上に寄与できる。
する可能性の少ないアルコールと反応しないことから、
取り扱い容易なアルコールが使用でき、しかも反応分解
時にCO,ガスの発生がなく品質向上に寄与できる。
しかも安価な原材料にて超電導体を形成でき、その上液
体窒素温度での冷却でよいことから、−層実用化に近付
き、特に電力、運輸等に関連した電気抵抗、及び精密計
器素子、その他エネルギー変換などの分野に利用可能と
なる等極めて優れた効果を発揮する。
体窒素温度での冷却でよいことから、−層実用化に近付
き、特に電力、運輸等に関連した電気抵抗、及び精密計
器素子、その他エネルギー変換などの分野に利用可能と
なる等極めて優れた効果を発揮する。
第1図は本発明の焼結体の抵抗値測定の方法を説明する
ための説明図、第2図は本発明の焼結体の絶対温度(K
)に対する抵抗値(10cm)の特性曲線図を示す。 a、&′・・・電流供給用端子、b、b’・・・電圧測
定端子、S・・・焼結体。 第2図 絶対温度(K)□
ための説明図、第2図は本発明の焼結体の絶対温度(K
)に対する抵抗値(10cm)の特性曲線図を示す。 a、&′・・・電流供給用端子、b、b’・・・電圧測
定端子、S・・・焼結体。 第2図 絶対温度(K)□
Claims (2)
- (1)ビスマス(Bi)、ストロンチウム(Sr)、カ
ルシウム(Ca)、銅(Cu)、及び酸素(O)の成分
からなる焼結体で、該焼結体の主要部を形成するBi−
Sr−Ca−Cuにおける成分の原子比を、 Sr:Ca=1:0.3〜3 Bi:Cu=1:1.8〜4 (Sr+ Ca):(Bi+Cu)=1:1〜2とし、
且つ各成分の出発物質としてビスマス酸化物、ストロン
チウム水酸化物、カルシウム酸化物、銅酸化物を用いた
ことを特徴とした超電導体。 - (2)ビスマス酸化物、ストロンチウム水酸化物、カル
シウム酸化物、銅酸化物の粉末を混合すると共に圧縮成
形した後、酸化性雰囲気中で830〜880℃の範囲の
温度で焼成して、Bi−Sr−Ca−Cu−Oからなる
焼結体を得、該焼結体の主要部を形成するBi−Sr−
Ca−Cuにおける成分の原子比が、 Sr:Ca=1:0.3〜3 Bi:Cu=1:1.8〜4 (Sr+Ca):(Bi+Cu)=1:1〜2であるこ
とを特徴とした超電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63106678A JPH01278421A (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 超電導体とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63106678A JPH01278421A (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 超電導体とその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01278421A true JPH01278421A (ja) | 1989-11-08 |
Family
ID=14439727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63106678A Pending JPH01278421A (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 超電導体とその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01278421A (ja) |
-
1988
- 1988-04-28 JP JP63106678A patent/JPH01278421A/ja active Pending
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