JPH01278456A

JPH01278456A - 超電導体とその製造方法

Info

Publication number: JPH01278456A
Application number: JP63106677A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Yoshioka; 信行吉岡; Yoshiyuki Kashiwagi; 佳行柏木
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-04-28
Filing date: 1988-04-28
Publication date: 1989-11-08

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。

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
超電導体に係り、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、カルシウム炭酸化物、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（ＣａＬ銅（Ｃｕ）、及び酸＊（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。

Ｃ８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。

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。

Ｄ８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か拡大して
きた。

しかし、上述のようなイツトリウムは希少材料であるこ
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か望まれてい
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。

Ｅ１課題を解決するための手段と作用発明音らは、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（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、この焼結体を形成するＢ　ｉ−
Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕにおける成分の原子比が、Ｓ　　ｒ　　二　〇ａ＝　　１　　：　　０，３　〜３
Ｂ　ｉ　：　Ｃｕ＝ｌ　：　１．８〜４（Ｓｒ＋Ｃａ）
＋　（Ｂｉ＋Ｃｕ）＝Ｉ　：　１〜２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、カルシウム炭酸化物、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
も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℃
の範囲の温度で焼結することにより、Ｉ３　ｉ　−Ｓ　
ｒ−Ｃｕ−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、１３　ｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕにおいて、各成分の
原子比が、Ｓｒ：Ｃａ＝１＋０．３〜３Ｄｉ　：Ｃｕ＝Ｉ　：　１．８〜４（Ｓｒ＋Ｃａ）：　（Ｂｉ＋Ｃｕ）＝１−゛：１〜２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（Ｂｉｓ
ｏｎ）の粉末、ストロンチウム水酸化物（Ｓ　ｒ　（Ｏ
Ｈ）　ｔ）の粉末、カルシウム炭酸化物（ＣａＣＯ３）
の粉末、銅酸化物（Ｃｕｂ）の粉末を各々１１．Ｉｍｏ
　１％、２２．２ｍｏ１％。

２２．２ｍｏ１％、４４．４ｍｏ１％となるように秤量
する。

次に、これらの粉末をボールミルで、アルコール（又は
原料粉末と反応しない溶媒）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。

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。

次に、この造粒粉を金型に充填した後、１〜２Ｔｏｎ／
ｃｍ″程度の圧力で圧縮成形して、外径４０ｍｍ、厚み
約６ｘｗ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。

上記の製造方法により得られた焼結体を、約４■、厚さ
４ＲＲ，長さ４０ｉｉ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
、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８５Ｋ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ら同様な実験を行ったので、前述の
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。

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、Ｓｒ　：Ｃａ＝ｌ　：　０．３〜３他のＢｉ、Ｃｕの関係を、Ｂ　ｉ　：　Ｃｕ＝　Ｉ　：　１．８〜４そして、両者
の関係を、（Ｓｒ＋Ｃａ）：　（Ｂｉ＋Ｃｕ）＝ｌ　：　１〜２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）において超電導状態となる。

しから、従来のイツトリウムを用いたしのは、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しのである。

その上、使用する原材料はいずれもアルコールと反応し
にくいことから、製造が簡便でありしかもＣＯｔガスの
発生が少なく、品質の安定した超電導体を得ることがで
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。

【図面の簡単な説明】

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（肩ΩｃｊＩ）の特性曲線図を示す。ａ、ａ′・・・電流供給用端子、ｂ、ｂ’・・・電圧測
定端子、Ｓ・・・焼結体。第１図抵抗値の測定方法第２図絶対温ｆ（Ｋ）□

Claims

【特許請求の範囲】

（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＝１：０．３〜３Ｂｉ：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、カルシウム炭酸化物、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
シウム炭酸化物、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＝１：０．３〜３Ｂｉ：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。