JPH01317161A - ビスマス系酸化物超電導体の製造方法 - Google Patents
ビスマス系酸化物超電導体の製造方法Info
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- JPH01317161A JPH01317161A JP63146663A JP14666388A JPH01317161A JP H01317161 A JPH01317161 A JP H01317161A JP 63146663 A JP63146663 A JP 63146663A JP 14666388 A JP14666388 A JP 14666388A JP H01317161 A JPH01317161 A JP H01317161A
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Classifications
-
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＢｉ系酸化物超電導体の製造方法に関する。
近年、液体窒素温度で超電導を示すＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０
系に代表される希土類元素、アルカリ土金属銅及び酸素
からなる酸化物超電導体が（以下Ｙ系酸化物超電導体と
略記）が開発されているが、これらのＹ系酸化物超電導
体は、短期間のうちに吸湿し劣化してしまうという欠点
があり実用化に重大な支障を来している。これに対し最
近Ｂｉ、アルカリ土金属、銅及び酸素からなる新組酸の
酸化物超電導体（以下Ｂｉ系酸化物超電導体と略記）が
見出され、このＢｊ系酸化物超電導体は前記のＹ系酸化
物超電導体のように吸湿劣化することがなく各分野で実
用化に向けて種々検討がなされている。
系に代表される希土類元素、アルカリ土金属銅及び酸素
からなる酸化物超電導体が（以下Ｙ系酸化物超電導体と
略記）が開発されているが、これらのＹ系酸化物超電導
体は、短期間のうちに吸湿し劣化してしまうという欠点
があり実用化に重大な支障を来している。これに対し最
近Ｂｉ、アルカリ土金属、銅及び酸素からなる新組酸の
酸化物超電導体（以下Ｂｉ系酸化物超電導体と略記）が
見出され、このＢｊ系酸化物超電導体は前記のＹ系酸化
物超電導体のように吸湿劣化することがなく各分野で実
用化に向けて種々検討がなされている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記のＢｉ系酸化物超電導体は、従来の
Ｙ系酸化物超電導体と同じ製造方法、即ち酸化物超電導
体の原料粉末を酸素含有雰囲気中で仮焼成しこの仮焼成
体を粉砕分級して仮焼粉となし、この仮焼粉を所望形状
に成形後酸素含有雰囲気中で加熱焼結するという粉末冶
金法により製造すると、臨界温度が１２０に級、８５に
級、液体窒素温度より低い７７に未満級の３種の相が混
在した組織となり、液体窒素中での超電導特性は、臨界
温度（以下Ｔｃと記す）、臨界電流密度（以下Ｊｃと記
す）とも低い値のものしか得られないという問題があっ
た。
Ｙ系酸化物超電導体と同じ製造方法、即ち酸化物超電導
体の原料粉末を酸素含有雰囲気中で仮焼成しこの仮焼成
体を粉砕分級して仮焼粉となし、この仮焼粉を所望形状
に成形後酸素含有雰囲気中で加熱焼結するという粉末冶
金法により製造すると、臨界温度が１２０に級、８５に
級、液体窒素温度より低い７７に未満級の３種の相が混
在した組織となり、液体窒素中での超電導特性は、臨界
温度（以下Ｔｃと記す）、臨界電流密度（以下Ｊｃと記
す）とも低い値のものしか得られないという問題があっ
た。
〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明は、かか
る状況に鑑み、鋭意研究を行ったところ前記３種の相は
酸素欠乏状態において相の相互変換が活発化することを
突きとめ、この点について更に研究を行った結果本発明
方法を達成し得たものである。
る状況に鑑み、鋭意研究を行ったところ前記３種の相は
酸素欠乏状態において相の相互変換が活発化することを
突きとめ、この点について更に研究を行った結果本発明
方法を達成し得たものである。
即ち本発明は、ビスマス系酸化物超電導体の原料粉末を
酸素含有雰囲気中で仮焼成する工程、上記仮焼成体を粉
砕分級して仮焼成粉となす工程、上記仮焼成粉を所望形
状に成形する工程、上記成形体を酸素含有雰囲気中で加
熱焼結する工程を順次施してなるビスマス系酸化物超電
導体の製造方法において、仮焼成から加熱焼結までの工
程間にて得られた仮焼成粉、成形体又は焼結体を酸素分
圧１０”５Ｔｏｒｒ以下の雰囲気中で加熱処理すること
を特徴とするものである。
酸素含有雰囲気中で仮焼成する工程、上記仮焼成体を粉
砕分級して仮焼成粉となす工程、上記仮焼成粉を所望形
状に成形する工程、上記成形体を酸素含有雰囲気中で加
熱焼結する工程を順次施してなるビスマス系酸化物超電
導体の製造方法において、仮焼成から加熱焼結までの工
程間にて得られた仮焼成粉、成形体又は焼結体を酸素分
圧１０”５Ｔｏｒｒ以下の雰囲気中で加熱処理すること
を特徴とするものである。
本発明においてＢｉ系酸化物超電導体の原料粉末とは、
例えばＢ１□０３、ＳｒＣＯ３、Ｃａ ＣＯ３及びＣｕ
Ｏの粉末をＢｉ ：Ｓｒ ：Ｃａ ：Ｃｕが原・子比で
２：２：１：２．２：２：２：３又は１：１：１：１等
になるように配合し混合した混合粉末のことで、この混
合粉末は酸素含有雰囲気中で８５０〜１，０５０°Ｃの
温度で仮焼成することにより例えばＢ１５ｒＣａＣｕＯ
ｘの化学式で示される複合酸化物となるものである。と
ころで上記複合酸化物には既に前記３相の結晶構造の骨
格が混在しているが、従来のような酸素含有雰囲気中で
仮焼成又は加熱焼結する製造方法では上記結晶構造中に
酸素が過剰に配置されているため原子間の移動が困難で
、上記３相の相変換は実現不可能な状況にある。
例えばＢ１□０３、ＳｒＣＯ３、Ｃａ ＣＯ３及びＣｕ
Ｏの粉末をＢｉ ：Ｓｒ ：Ｃａ ：Ｃｕが原・子比で
２：２：１：２．２：２：２：３又は１：１：１：１等
になるように配合し混合した混合粉末のことで、この混
合粉末は酸素含有雰囲気中で８５０〜１，０５０°Ｃの
温度で仮焼成することにより例えばＢ１５ｒＣａＣｕＯ
ｘの化学式で示される複合酸化物となるものである。と
ころで上記複合酸化物には既に前記３相の結晶構造の骨
格が混在しているが、従来のような酸素含有雰囲気中で
仮焼成又は加熱焼結する製造方法では上記結晶構造中に
酸素が過剰に配置されているため原子間の移動が困難で
、上記３相の相変換は実現不可能な状況にある。
発明者等は」二記３相を相変換せしめる方法について鋭
意研究を重ねた結果、仮焼成から加熱焼結迄の工程間に
て得られた仮焼成粉又は焼結体を酸素分圧が１０−５Ｔ
ｏｒｒ以下の雰囲気中で加熱処理することにより前記の
仮焼成時に形成された３種の相の各々の結晶構造中の酸
素が欠乏状態となって結晶格子間の原子の移動が容易に
なり、よって上記３相の相変換が可能となること見出し
たものである。
意研究を重ねた結果、仮焼成から加熱焼結迄の工程間に
て得られた仮焼成粉又は焼結体を酸素分圧が１０−５Ｔ
ｏｒｒ以下の雰囲気中で加熱処理することにより前記の
仮焼成時に形成された３種の相の各々の結晶構造中の酸
素が欠乏状態となって結晶格子間の原子の移動が容易に
なり、よって上記３相の相変換が可能となること見出し
たものである。
本発明において酸素分圧１０−５Ｔｏｒｒ以下で施す加
熱処理では、前記複合酸化物がら脱酸素して酸素を欠乏
せしめる作用と上記複合酸化物中に混在する３つの相を
所定の相に変換統合する作用が行われるものである。
熱処理では、前記複合酸化物がら脱酸素して酸素を欠乏
せしめる作用と上記複合酸化物中に混在する３つの相を
所定の相に変換統合する作用が行われるものである。
前記作用のうち脱酸素作用は、８００〜９００°Ｃの温
度において特に迅速になされ、又６８０〜８００°Ｃの
温度範囲において上記３相のうちのＴ。
度において特に迅速になされ、又６８０〜８００°Ｃの
温度範囲において上記３相のうちのＴ。
が７７に未満級の相が８５に級の相に効率よく変換され
る。
る。
このようにして相変換せしめられた複合酸化物は、最終
工程で酸素含有雰囲気中で６５０〜９゜Ｏ°Ｃ程度の温
度にて加熱焼結されて、粉体同士の結合とともに酸素が
補給されて均質なりｉ系酸化物超電導体となるものであ
る。
工程で酸素含有雰囲気中で６５０〜９゜Ｏ°Ｃ程度の温
度にて加熱焼結されて、粉体同士の結合とともに酸素が
補給されて均質なりｉ系酸化物超電導体となるものであ
る。
本発明において前記低酸素分圧下での加熱処理時の雰囲
気としてはＮ２、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガス又は真空下
が好ましく、又上記雰囲気中の酸素分圧は１０−５Ｔｏ
ｒｒを超えると複合酸化物が十分な酸素欠乏状態となり
得す、酸素分圧は１０−’Ｔ。
気としてはＮ２、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガス又は真空下
が好ましく、又上記雰囲気中の酸素分圧は１０−５Ｔｏ
ｒｒを超えると複合酸化物が十分な酸素欠乏状態となり
得す、酸素分圧は１０−’Ｔ。
ｒｒ以下とする必要がある。
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例ｌ
Ｂｉ２Ｏ３、Ｃａ ＣＯ３，５ｒＣＯ，、、ＣｕＯなど
酸化物をＢｉ ：Ｃａ ：Ｓｒ ：Ｃｕが原子比で２：
２：１：２又は２：２：２：３になるように配合し混合
したのち、上記混合粉末を大気中で９２５°Ｃで６時間
加熱して仮焼成し、次いで得られた仮焼成体を粉砕分級
して仮焼成粉となし、次いでこの仮焼成粉を２Ｘ３Ｘ２
０１１１１１の短冊状に圧粉成形したのち、この圧粉成
形体を酸素分圧が１Ｏ−５Ｔ。
酸化物をＢｉ ：Ｃａ ：Ｓｒ ：Ｃｕが原子比で２：
２：１：２又は２：２：２：３になるように配合し混合
したのち、上記混合粉末を大気中で９２５°Ｃで６時間
加熱して仮焼成し、次いで得られた仮焼成体を粉砕分級
して仮焼成粉となし、次いでこの仮焼成粉を２Ｘ３Ｘ２
０１１１１１の短冊状に圧粉成形したのち、この圧粉成
形体を酸素分圧が１Ｏ−５Ｔ。
ｒｒ以下のＮ２気流中で種々条件で加熱処理し、引き続
き雰囲気を酸素気流にかえ、温度を８６０°Ｃに昇温し
で２０時間加熱焼結し、次いで８６０°Ｃから６００°
Ｃまで１°Ｃ／ｍｉｎの速度で徐冷してＢｌ系酸化物超
電導成形体を製造した。
き雰囲気を酸素気流にかえ、温度を８６０°Ｃに昇温し
で２０時間加熱焼結し、次いで８６０°Ｃから６００°
Ｃまで１°Ｃ／ｍｉｎの速度で徐冷してＢｌ系酸化物超
電導成形体を製造した。
従来例１
実施例１において圧粉成形体に低酸素分圧下のＮ２気流
中での加熱処理を省略した他は、実施例１と同じ方法に
よりＢｉ系酸化物超電導成形体を製造した。
中での加熱処理を省略した他は、実施例１と同じ方法に
よりＢｉ系酸化物超電導成形体を製造した。
斯くの如くして得られたＢｉ系酸化物超電導成形体につ
いてＴｃ及びＪｃを測定した。
いてＴｃ及びＪｃを測定した。
結果は製造条件を併記して第１表に示した。
第１表より明らかなように本発明方法品（１〜６）は、
従来品（７）に較べてＴｃ、Ｊｃとも高い値を示してい
る。本発明方法品のうち加熱処理温度を２段に分け、始
めに８００〜９００°Ｃの温度範囲にて加熱して酸素欠
乏状態となし、次いで６８０〜８００°Ｃの温度範囲に
で加熱して相変換をなしたもの（１〜３）は、上記温度
範囲外で加熱処理したもの（４〜６）に較べて、Ｔｃ、
、Ｊｃが特に高い値を示している。
従来品（７）に較べてＴｃ、Ｊｃとも高い値を示してい
る。本発明方法品のうち加熱処理温度を２段に分け、始
めに８００〜９００°Ｃの温度範囲にて加熱して酸素欠
乏状態となし、次いで６８０〜８００°Ｃの温度範囲に
で加熱して相変換をなしたもの（１〜３）は、上記温度
範囲外で加熱処理したもの（４〜６）に較べて、Ｔｃ、
、Ｊｃが特に高い値を示している。
上記実施例では、低酸素分圧下での加熱処理を圧粉成形
体に施したが、仮焼成体又は仮焼粉に施しても同様の効
果が得られた。
体に施したが、仮焼成体又は仮焼粉に施しても同様の効
果が得られた。
又本発明方法はＢ ｉ −５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系以外
のＢ１、アルカリ土金属、銅、酸素からなる他のＢｉ系
酸化物超電導体にも適用できるものである。
のＢ１、アルカリ土金属、銅、酸素からなる他のＢｉ系
酸化物超電導体にも適用できるものである。
以上述べたように本発明方法によれば、Ｂｉ系酸化物超
電導体に混在するＴ、が７７に未満縁の相が除去される
ので、Ｔｃ、Ｊｃ等の超電導特性に優れたＢｉ系酸化物
超電導体が得られ、工業上顕著な効果を奏する。
電導体に混在するＴ、が７７に未満縁の相が除去される
ので、Ｔｃ、Ｊｃ等の超電導特性に優れたＢｉ系酸化物
超電導体が得られ、工業上顕著な効果を奏する。
Claims (1)
- ビスマス系酸化物超電導体の原料粉末を酸素含有雰囲
気中で仮焼成する工程、上記仮焼成体を粉砕分級して仮
焼成粉となす工程、上記仮焼成粉を所望形状に成形する
工程、上記成形体を酸素含有雰囲気中で加熱焼結する工
程を順次施してなるビスマス系酸化物超電導体の製造方
法において、仮焼成から加熱焼結までの工程間にて得ら
れた仮焼成粉、成形体又は焼結体を酸素分圧１０＾−＾
５Ｔｏｒｒ以下の雰囲気中で加熱処理することを特徴と
するビスマス系酸化物超電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63146663A JPH01317161A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | ビスマス系酸化物超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63146663A JPH01317161A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | ビスマス系酸化物超電導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01317161A true JPH01317161A (ja) | 1989-12-21 |
Family
ID=15412807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63146663A Pending JPH01317161A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | ビスマス系酸化物超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01317161A (ja) |
-
1988
- 1988-06-14 JP JP63146663A patent/JPH01317161A/ja active Pending
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