JPH02111628A - 超伝導相を有する水素含有酸化物とその製造方法 - Google Patents
超伝導相を有する水素含有酸化物とその製造方法Info
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- JPH02111628A JPH02111628A JP63262987A JP26298788A JPH02111628A JP H02111628 A JPH02111628 A JP H02111628A JP 63262987 A JP63262987 A JP 63262987A JP 26298788 A JP26298788 A JP 26298788A JP H02111628 A JPH02111628 A JP H02111628A
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Landscapes
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- 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。
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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、水素を含有することで、水素化合物を形成し
、マイスナー効果の明瞭な超伝導相を有する酸化物に関
し、詳しくは水素を含有し、酸化物の中の酸素の一部を
水素で置換もしくは侵入型化合物としてイオン性化合物
を形成し、その結果Cu、Ag、Au更にPd、Pt、
のイオン結合の電子構造が変化し、100〜250Kに
おいて、超伝導相示す相を有する酸化物に関する。
、マイスナー効果の明瞭な超伝導相を有する酸化物に関
し、詳しくは水素を含有し、酸化物の中の酸素の一部を
水素で置換もしくは侵入型化合物としてイオン性化合物
を形成し、その結果Cu、Ag、Au更にPd、Pt、
のイオン結合の電子構造が変化し、100〜250Kに
おいて、超伝導相示す相を有する酸化物に関する。
C従来の技術]
従来、超酸化物超伝導材料としては、BaPbBib、
La5rCuO,Ln (ランタノイド系)BaCuO
系、B15rCaPbCuO系、 BaKBiO,T
lCaBaCuO系があり、Tc−125〜162にの
各種材料が確認され、再現テストが行われている。これ
らの酸化物超伝導材料の本質的な問題点は、Tcが12
5〜162にであるので、超伝導を呈するには、液体窒
素を用いなければならないことであり、一般的な家庭用
材料ではないことであった。この理由としては、酸化物
のCu−0面及びBa−0面などが、超伝導に寄与し、
酸素原子の2p軌道の電子をクーパーベアとして伝導さ
せているため、酸素原子の質量が大きいことが上げられ
る。
La5rCuO,Ln (ランタノイド系)BaCuO
系、B15rCaPbCuO系、 BaKBiO,T
lCaBaCuO系があり、Tc−125〜162にの
各種材料が確認され、再現テストが行われている。これ
らの酸化物超伝導材料の本質的な問題点は、Tcが12
5〜162にであるので、超伝導を呈するには、液体窒
素を用いなければならないことであり、一般的な家庭用
材料ではないことであった。この理由としては、酸化物
のCu−0面及びBa−0面などが、超伝導に寄与し、
酸素原子の2p軌道の電子をクーパーベアとして伝導さ
せているため、酸素原子の質量が大きいことが上げられ
る。
BSC理論によると、Tc(臨界温度)は、同位元素効
果から、Tc々M−(ここで、Mは質量、αは組成に依
存する係数である。)の関係があり、かつαには、第9
図の様に、Tcが高くなるほど、αが小さくなる傾向が
ある。このように、BC5理論によると、Tcをより高
くするためには、Mを小さくするとか、αを小さくする
必要がある。その為には、酸素をよりさらに質量の小さ
な元素を使用する必要がある。
果から、Tc々M−(ここで、Mは質量、αは組成に依
存する係数である。)の関係があり、かつαには、第9
図の様に、Tcが高くなるほど、αが小さくなる傾向が
ある。このように、BC5理論によると、Tcをより高
くするためには、Mを小さくするとか、αを小さくする
必要がある。その為には、酸素をよりさらに質量の小さ
な元素を使用する必要がある。
そこで、本発明の技術課題は、水素を含有させてCu
”及びH“ (又はH−)及び02−のイオン結合によ
り、クーパーベアの電子対の流れの橋渡しをし、H−0
,Cu−H,Ba−H,Y−Hのイオン結合を水素圧力
、熱処理温度、熱処理時間、そして酸化物の焼結密度に
より、コントロールすることで、比較的高温、例えば、
100〜350にの超伝導相を達成することにある。
”及びH“ (又はH−)及び02−のイオン結合によ
り、クーパーベアの電子対の流れの橋渡しをし、H−0
,Cu−H,Ba−H,Y−Hのイオン結合を水素圧力
、熱処理温度、熱処理時間、そして酸化物の焼結密度に
より、コントロールすることで、比較的高温、例えば、
100〜350にの超伝導相を達成することにある。
[課題を解決するための手段]
つまり、本発明は水素を酸化物の中に導入することによ
り、酸化物の結晶構造をより緻密化し、剛構造として、
H+をCu ” −Cu ”イオン間への導入及びY原
子、Ba原子回りへの配置により、各構成元素のバンド
構造が変化して、スピンの揺らぎが抑制され、高温にお
いて、超伝導性が現れると考えられる。
り、酸化物の結晶構造をより緻密化し、剛構造として、
H+をCu ” −Cu ”イオン間への導入及びY原
子、Ba原子回りへの配置により、各構成元素のバンド
構造が変化して、スピンの揺らぎが抑制され、高温にお
いて、超伝導性が現れると考えられる。
本発明によれば、一般式(LnM)
−XXI
Y bal 3.。〜10.。で表されることを特
徴とAOH する超伝導相を6する水素含有酸化物(但しLnはY及
び希土類元素、MはK,Ca,Sr,Ba。
徴とAOH する超伝導相を6する水素含有酸化物(但しLnはY及
び希土類元素、MはK,Ca,Sr,Ba。
Ga、 In、 TI、 Ge、 Sn、
Pb、 As、 Sb、Bi、Nb、AはCu、A
g、及びAu5Xは0〜1.yは0.1〜3,0の数で
ある。)が得られる。
Pb、 As、 Sb、Bi、Nb、AはCu、A
g、及びAu5Xは0〜1.yは0.1〜3,0の数で
ある。)が得られる。
本発明によれば、一般式(LnM)
−XXI
Y Z bat 3.0〜10,0で表されるこ
とを特ANOH 徴とする超伝導相を有する水素含有酸化物(但し、Ln
はY及び希土類元素、Mはに、Ca、Sr。
とを特ANOH 徴とする超伝導相を有する水素含有酸化物(但し、Ln
はY及び希土類元素、Mはに、Ca、Sr。
Ba、 Ga、 In、 TI、 Ge、
Sn、 Pb。
Sn、 Pb。
As、Sb、Bi、及びNb、AはCu、Ag。
及びAu5NはPd、Pt、Ti、Zr、V、Ta、M
O,W及びTh5Xは0〜1.yは0.1〜3.0.2
は0.1〜3.0の数である。)が得られる。
O,W及びTh5Xは0〜1.yは0.1〜3.0.2
は0.1〜3.0の数である。)が得られる。
本発明によれば、前記超伝導相を有する水素含有酸化物
を製造する方法において、Mの塩、Aの酸化物粉末、及
びLnの酸化物粉末を含む原料粉末を仮焼し、圧縮成形
し、酸素を含む雰囲気中で焼結し、更に焼結後500℃
以下の水素加圧中で熱処理してHを含有させることを特
徴とする水素含有酸化物の製造方法が得られる。
を製造する方法において、Mの塩、Aの酸化物粉末、及
びLnの酸化物粉末を含む原料粉末を仮焼し、圧縮成形
し、酸素を含む雰囲気中で焼結し、更に焼結後500℃
以下の水素加圧中で熱処理してHを含有させることを特
徴とする水素含有酸化物の製造方法が得られる。
本発明によれば、前記超伝導相を有する水素含有酸化物
を製造する方法において、Mの塩、Aの酸化物粉末、L
nの酸化物粉末、及び添加元素としてNを含む原料粉末
を仮焼し、圧縮成形し、酸素を含む雰囲気中で焼結し、
更に焼結後500’C以ドの水素加圧中で熱処理してH
を含有させることを特徴とする水素含有酸化物の製造方
法が得られる。
を製造する方法において、Mの塩、Aの酸化物粉末、L
nの酸化物粉末、及び添加元素としてNを含む原料粉末
を仮焼し、圧縮成形し、酸素を含む雰囲気中で焼結し、
更に焼結後500’C以ドの水素加圧中で熱処理してH
を含有させることを特徴とする水素含有酸化物の製造方
法が得られる。
一般に、電子間に引力が働けば、低温で電子は2個ずつ
クーパーペアを組むというのがBCS理論の基本的な、
アイデアであるが、同じマイナス電気を帯びた電子の間
には、反発力(クーロン力)が働いている。この反発力
を上まわる引力が電子とフォノンの間の相互作用から生
じてくると差し引き電子間に引力が働きクーノく−・ペ
ア形成によって、超伝導がおこる。フォノン引力は、電
子がフォノンを発射・吸収する確率が大きい程強0が、
室温における電気抵抗も、この確率に比例する。
クーパーペアを組むというのがBCS理論の基本的な、
アイデアであるが、同じマイナス電気を帯びた電子の間
には、反発力(クーロン力)が働いている。この反発力
を上まわる引力が電子とフォノンの間の相互作用から生
じてくると差し引き電子間に引力が働きクーノく−・ペ
ア形成によって、超伝導がおこる。フォノン引力は、電
子がフォノンを発射・吸収する確率が大きい程強0が、
室温における電気抵抗も、この確率に比例する。
このことから、室温における電気抵抗が、大きい程、フ
ォノン引力が強く、超伝導が現れやす−1ことになる。
ォノン引力が強く、超伝導が現れやす−1ことになる。
一般に、酸化物超伝導体は、水素を含有することにより
、 1)電気抵抗が増大する。酸化物超伝導体では、電気抵
抗の大きさは、Y系<Bi系<Tl系であり、水素を含
有するとさらに大きくなる。
、 1)電気抵抗が増大する。酸化物超伝導体では、電気抵
抗の大きさは、Y系<Bi系<Tl系であり、水素を含
有するとさらに大きくなる。
2)バルク試料では、水素を入れ過ぎると、クラックが
発生する。
発生する。
3)水素が侵入型元素として含有され、水素の緻密化、
つまり圧力効果を生じる。などの効果が考えられる。
つまり圧力効果を生じる。などの効果が考えられる。
このように、水素含有酸化物は、これまであった酸化物
伝導体のTcが125〜162にであったものを、より
高温の超伝導相であるTe100〜250Kを出現させ
、これまで77にの液体窒素温度での使用が主に考えら
でいたものを、より高温の温度分野まで、可能性をひろ
げるものである。
伝導体のTcが125〜162にであったものを、より
高温の超伝導相であるTe100〜250Kを出現させ
、これまで77にの液体窒素温度での使用が主に考えら
でいたものを、より高温の温度分野まで、可能性をひろ
げるものである。
本発明において、酸素O及び貴金属AとしてCu、Ag
、Au及び白金族(Ru、Rh、Pd。
、Au及び白金族(Ru、Rh、Pd。
Os、Ir、Pt)等の少なくとも一種は、必須の元素
である。希土類元素のY及びLa、Ce。
である。希土類元素のY及びLa、Ce。
Pr、Nd、Pm、Sm、En、Gd、Tb。
Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、とK。
Ca、Sr、Ba、Ga、In、Tl、Ge。
Sn、Pb、As、Sb、Bi、Nbの中の少なくとも
一種よりなる元素は、酸化物超伝導体を構成するのに必
要な元素である。更に、Pd、Pt。
一種よりなる元素は、酸化物超伝導体を構成するのに必
要な元素である。更に、Pd、Pt。
T i、Z r、V、Ta、Mo、W、Thは、水素の
固着及び安定化を向上させる為に、必要な元素であり、
添加しすぎると超伝導性が崩れるので、0.1〜3.0
モル比に限定した。Hは、3.0モル以下では、新しい
超伝導相を出現させるのに不十分であり、有効な水素量
として、3.0〜10.0モルに限定した。水素が多す
ぎると、酸化物が還元されてしまい、変色してしまう。
固着及び安定化を向上させる為に、必要な元素であり、
添加しすぎると超伝導性が崩れるので、0.1〜3.0
モル比に限定した。Hは、3.0モル以下では、新しい
超伝導相を出現させるのに不十分であり、有効な水素量
として、3.0〜10.0モルに限定した。水素が多す
ぎると、酸化物が還元されてしまい、変色してしまう。
本発明において、超伝導の根拠としては、電気抵抗の大
幅な変化及びマイスナー効果による半磁性による発生を
aCコイルによるインダクタンス。
幅な変化及びマイスナー効果による半磁性による発生を
aCコイルによるインダクタンス。
Lの発生から確認した。また、理論的な根拠としては、
BSC理論に基づいて、高Tcの予想を行い、実験的な
確証を得た。
BSC理論に基づいて、高Tcの予想を行い、実験的な
確証を得た。
本発明の水素中熱処理について説明する。
(イ)酸化物への水素の拡散
酸化物の焼結は、主に酸素中又は大気中でおこなわれ、
一部溶融並びに粒成長、結晶構造の再配列がおこる。特
に、一部溶融を生じて酸素の抜けた構造の場合、酸素は
、再度式りにくくなる。
一部溶融並びに粒成長、結晶構造の再配列がおこる。特
に、一部溶融を生じて酸素の抜けた構造の場合、酸素は
、再度式りにくくなる。
本発明では、酸素中の焼結をする際に、焼結温度のコン
トロールにより、焼結体密度を精度よく管理して、再現
よく水素を含有させている。
トロールにより、焼結体密度を精度よく管理して、再現
よく水素を含有させている。
焼結密度が低いと、微量の水素で容易に常伝導に変わる
。逆に、一部溶融を生じて、金属が溶は出している場合
も金属への水素含有が、選択的に生じて容易にクラック
が生じてボロボロとなる。水素を含有させる場合は、焼
結密度を適当に選択しなくては、ならない。
。逆に、一部溶融を生じて、金属が溶は出している場合
も金属への水素含有が、選択的に生じて容易にクラック
が生じてボロボロとなる。水素を含有させる場合は、焼
結密度を適当に選択しなくては、ならない。
(ロ)水素化合物の生成
ここで、水素化合物系超伝導体について説明する。これ
まで、知られている水素化合物超伝導体の種類としては
、Pd−Cu−H,Pd−Au −H,Tb−Hなどが
ある。これら、pb系の水素化合物では、Pdが、強磁
性遷移元素め寸前にあり、水素化して、電子を供給する
とスピンの揺ぎが抑制され、帯磁率が小さくなり、超伝
導が現れる。この水素化合物は、金属粉末を高圧水素ガ
ス中で反応させて作製する。PdHXは、XがO08以
上で、水素濃度ともにTcは増大するが、水素吸蔵は、
x−;0.98程度で、飽和するので、Tcを高くする
ためには、さらに液体He温度で、イオンプランテーシ
ョンが行われる。
まで、知られている水素化合物超伝導体の種類としては
、Pd−Cu−H,Pd−Au −H,Tb−Hなどが
ある。これら、pb系の水素化合物では、Pdが、強磁
性遷移元素め寸前にあり、水素化して、電子を供給する
とスピンの揺ぎが抑制され、帯磁率が小さくなり、超伝
導が現れる。この水素化合物は、金属粉末を高圧水素ガ
ス中で反応させて作製する。PdHXは、XがO08以
上で、水素濃度ともにTcは増大するが、水素吸蔵は、
x−;0.98程度で、飽和するので、Tcを高くする
ためには、さらに液体He温度で、イオンプランテーシ
ョンが行われる。
その結果、Pd−Cu−H,Pd−Ag−H,Pd−A
u−H系では、夫々Tcが、16.6゜15.6,13
.6Kにもなる。
u−H系では、夫々Tcが、16.6゜15.6,13
.6Kにもなる。
超伝導の出現は、Pdのdバンドの上位にある水素のS
バンドの状態密度の寄与と、水素のフォノンモードの寄
与とが結合して、電子・格子結合定数λの大部分を水素
が寄与しているとされている。以上の様に、超伝導機構
の面で、水素原子及び水素化合物の果たす役割は、非常
に大きい。
バンドの状態密度の寄与と、水素のフォノンモードの寄
与とが結合して、電子・格子結合定数λの大部分を水素
が寄与しているとされている。以上の様に、超伝導機構
の面で、水素原子及び水素化合物の果たす役割は、非常
に大きい。
(ハ)超伝導を有する水素含有酸化物
水素化合物は、超伝導機構の面で、大きな役割を果たし
ているが、Tc−125〜162にの酸化物超伝導体に
、水素を含有させると、以下の(A)m気抵抗の増加、
(B)酸化物の構造の剛化、(C)超伝導の安定化、の
点で、大きな効果があると考えられる。
ているが、Tc−125〜162にの酸化物超伝導体に
、水素を含有させると、以下の(A)m気抵抗の増加、
(B)酸化物の構造の剛化、(C)超伝導の安定化、の
点で、大きな効果があると考えられる。
(ハ)−(A)電気抵抗の増加二酸化物の超伝導性は、
水素を含有することにより、水素のフォノンモードが強
く、電気抵抗が増加する。酸化物超伝導体の場合でも、
金属同様、Tcの高い組成系は、室温における電気抵抗
が高い傾向にある。電気抵抗が高い傾向にある。電気抵
抗の増加は勿論、別の要因に影響される場合がある。つ
まり、組成変化により結晶構造が変り電気抵抗が増加す
る場合である。
水素を含有することにより、水素のフォノンモードが強
く、電気抵抗が増加する。酸化物超伝導体の場合でも、
金属同様、Tcの高い組成系は、室温における電気抵抗
が高い傾向にある。電気抵抗が高い傾向にある。電気抵
抗の増加は勿論、別の要因に影響される場合がある。つ
まり、組成変化により結晶構造が変り電気抵抗が増加す
る場合である。
(ハ)−(B)酸化物の構造の剛化:水素元素は、酸化
物内に侵入型元素として含有され、Cu”Cu”間また
は、Y元素などのLn(ランタノイド)元素の回り4配
置される。その為酸化物構造。
物内に侵入型元素として含有され、Cu”Cu”間また
は、Y元素などのLn(ランタノイド)元素の回り4配
置される。その為酸化物構造。
特に格子間に歪みを与え、酸化物が堅く脆くなる。
水素を含有しすぎると、酸化物に容易にクラックが発生
する。それゆえ、酸化物にクラックが入らない様に焼結
条件及び水素熱処理条件の選択が、必要である。
する。それゆえ、酸化物にクラックが入らない様に焼結
条件及び水素熱処理条件の選択が、必要である。
(ハ)−(C)Cu−0面を保有する酸化物の超伝導体
のTcは、10〜30にであるが、2層、3層と増加す
るにつれて、Tcも70〜90K。
のTcは、10〜30にであるが、2層、3層と増加す
るにつれて、Tcも70〜90K。
100〜125にと増加している。Cu−0面が、4層
の場合は、Tc=155〜170にとなり、現在再現テ
ストが行われている。ペロブスカイト構造の場合、通常
は、Cu−0層が、一番強固な構造であるが、Cu−0
面が5〜6層以上ともなると構造的に弱い部分を生じl
li結品で得られにくいとか、熱平衡的に安定に存在し
得ないと考えられている。本発明では、この点を考え、
水素原子をa白°することにより、結晶構造の剛化及び
稠密充填をして、スピンの安定化さらに、状態密度の上
昇を計っている。つまり、酸化物の格子は、水素原子が
隙間に侵入することにより、もとの格子が幾分歪んでく
る。一般に、超伝導元素の原子容(cm’/gφatm
)は、稠密充填であるほうが、超伝導性には、有利であ
るとされる。
の場合は、Tc=155〜170にとなり、現在再現テ
ストが行われている。ペロブスカイト構造の場合、通常
は、Cu−0層が、一番強固な構造であるが、Cu−0
面が5〜6層以上ともなると構造的に弱い部分を生じl
li結品で得られにくいとか、熱平衡的に安定に存在し
得ないと考えられている。本発明では、この点を考え、
水素原子をa白°することにより、結晶構造の剛化及び
稠密充填をして、スピンの安定化さらに、状態密度の上
昇を計っている。つまり、酸化物の格子は、水素原子が
隙間に侵入することにより、もとの格子が幾分歪んでく
る。一般に、超伝導元素の原子容(cm’/gφatm
)は、稠密充填であるほうが、超伝導性には、有利であ
るとされる。
以上述べてきた様に、水素元素は、超伝導性に、大きな
メリットを持っている。
メリットを持っている。
[実施例]
本発明の実施例に係る超伝導性を有する水素含有酸化物
とその製造方法について説明する。
とその製造方法について説明する。
第1図は本発明の実施例に係る超伝導相を有する水素含
有酸化物の製造工程を示す図である。この図を参照して
説明する。
有酸化物の製造工程を示す図である。この図を参照して
説明する。
Y O、BaC0、CuOなどの粉末原料1を、乳鉢
等により、微細に粉砕した(第1の粉砕工程2)。その
後、ルツボ及びボートの中で、900℃で仮焼した(仮
焼工程3)。再度、微細に粉砕した(第2の粉砕工程4
)後、プレス成型して(プレス工程5)、酸素ガス中で
、850〜900℃の温度で10h「の焼結(焼結工程
6)を行い、500℃まで、50〜b 徐冷した(徐冷工程7)。その後、200〜300℃に
おいて、窒素ガスパージして、水素ガス置換し、1〜5
気圧で、200〜300℃の温度で、48h rの熱処
理を施した(熱処理工程8)。この200〜300℃で
の水素加圧処理により、酸化物内部の結晶及び格子間に
水素化合物が形成された。得られた試料について、超伝
導性の測定及びX線回折による測定など、各種評価を行
った。
等により、微細に粉砕した(第1の粉砕工程2)。その
後、ルツボ及びボートの中で、900℃で仮焼した(仮
焼工程3)。再度、微細に粉砕した(第2の粉砕工程4
)後、プレス成型して(プレス工程5)、酸素ガス中で
、850〜900℃の温度で10h「の焼結(焼結工程
6)を行い、500℃まで、50〜b 徐冷した(徐冷工程7)。その後、200〜300℃に
おいて、窒素ガスパージして、水素ガス置換し、1〜5
気圧で、200〜300℃の温度で、48h rの熱処
理を施した(熱処理工程8)。この200〜300℃で
の水素加圧処理により、酸化物内部の結晶及び格子間に
水素化合物が形成された。得られた試料について、超伝
導性の測定及びX線回折による測定など、各種評価を行
った。
尚、組成比は一例として、Y: Ba : Cu−1:
2:3に配合し、その他に添加元素として、K。
2:3に配合し、その他に添加元素として、K。
Ca、Sr、Ga、In、Tl、Ge、Sn。
Pb、As、Sb、Bi、Nb等を少なくとも一種添加
している。酸素量は、原子比で、7前後であり、可能な
限り多くの酸素を含有した。水素量は、原子比で、3以
上であり、3以下の場合は新しい超伝導相の発現は見ら
れない。
している。酸素量は、原子比で、7前後であり、可能な
限り多くの酸素を含有した。水素量は、原子比で、3以
上であり、3以下の場合は新しい超伝導相の発現は見ら
れない。
第2〜第5図は、実施例により製造されたYlBa
Cu O系での水素圧を変化させた2 37−σ 際の電気抵抗の温度変化と、マイスナー効果による反磁
性の出現により生じる磁化ff1M (即ちインダクタ
ンスし)の電圧の温度変化を示す図で、比較のために水
素加圧しない試料についても測定した。
Cu O系での水素圧を変化させた2 37−σ 際の電気抵抗の温度変化と、マイスナー効果による反磁
性の出現により生じる磁化ff1M (即ちインダクタ
ンスし)の電圧の温度変化を示す図で、比較のために水
素加圧しない試料についても測定した。
第2図は比較例に係る水素加圧しない試料の超伝導特性
を示す図である。この図において、電気抵抗から求めた
R”C及びマイスナー効果から求めたXTCも90に付
近にある。この温度で、明白な電気抵抗の減少及びマイ
スナー効果により発生するインダクタンスLが、電気抵
抗の温度変化と同様に急峻に発生している。
を示す図である。この図において、電気抵抗から求めた
R”C及びマイスナー効果から求めたXTCも90に付
近にある。この温度で、明白な電気抵抗の減少及びマイ
スナー効果により発生するインダクタンスLが、電気抵
抗の温度変化と同様に急峻に発生している。
第3図は本発明の第1の実施例に係る255℃X l
h r 、 H2を0.8気圧にて水素含有させた際の
YBaCuOHの超伝導特性を示す図である。
h r 、 H2を0.8気圧にて水素含有させた際の
YBaCuOHの超伝導特性を示す図である。
この図において、電気抵抗の温度変化は、半導体的にな
り、温度の低下とともに抵抗が増加する。
り、温度の低下とともに抵抗が増加する。
そして、90に付近で、抵抗が減少し始め、60に付近
で、はぼOになる。マイスナー効果による電圧発生は、
90に付近である。
で、はぼOになる。マイスナー効果による電圧発生は、
90に付近である。
第4図は本発明の第2の実施例に係る255℃x 1
h r 、 H2を2気圧にて水素含有させた際のYB
aCuOHの超伝導特性を示す図である。この図におい
て、電気抵抗の温度変化は、超伝導でないことを示して
いるが、190に付近から電気抵抗の以上が始まり、第
2の実施例の様な半導体的電気抵抗の上昇がなくなって
来ている。これは、Hの3白゛により、超伝導相が出現
することによって、電気伝導パスが生じる為であると、
考えられる。マイスナー効果は、180に付近から非常
に小さく発生しており、100KからYBaCuOの大
きな反磁性が生じている。Hの含有により、YBaCu
Oのx”cも上昇している。
h r 、 H2を2気圧にて水素含有させた際のYB
aCuOHの超伝導特性を示す図である。この図におい
て、電気抵抗の温度変化は、超伝導でないことを示して
いるが、190に付近から電気抵抗の以上が始まり、第
2の実施例の様な半導体的電気抵抗の上昇がなくなって
来ている。これは、Hの3白゛により、超伝導相が出現
することによって、電気伝導パスが生じる為であると、
考えられる。マイスナー効果は、180に付近から非常
に小さく発生しており、100KからYBaCuOの大
きな反磁性が生じている。Hの含有により、YBaCu
Oのx”cも上昇している。
第5図は本発明の第3の実施例に係る255℃X 1
h r 、 H2を3気圧にて水素含有させた際のYB
aCuOHの超伝導特性を示す図である。この図におい
て、電気抵抗の温度変化は、超伝導でないことを示して
いるが、80に付近から抵抗が減少し始めており、これ
はYIBa2Cu30 の構造が残留している為であ
ると考えられ7−σ る。さらに、250に付近では、電気抵抗の大きな減少
があり、この相は、水素含有による新しい超伝導相の発
生に関係するものと推測できる。
h r 、 H2を3気圧にて水素含有させた際のYB
aCuOHの超伝導特性を示す図である。この図におい
て、電気抵抗の温度変化は、超伝導でないことを示して
いるが、80に付近から抵抗が減少し始めており、これ
はYIBa2Cu30 の構造が残留している為であ
ると考えられ7−σ る。さらに、250に付近では、電気抵抗の大きな減少
があり、この相は、水素含有による新しい超伝導相の発
生に関係するものと推測できる。
マイスナー効果の発生は見られない。これは、非常に小
さな磁化量の場合acコイルの様な比較的荒い測定方法
で検知できないことも一つの原因である。
さな磁化量の場合acコイルの様な比較的荒い測定方法
で検知できないことも一つの原因である。
第6図は本発明の第4の実施例に係る255℃X l
h r 、 H2を5気圧にて水素含有させた際のYB
aCuOHの超伝導特性を示す図である。この図におい
て、電気抵抗は第3の実施例のより更に増加するが、1
30〜150に付近で電気抵抗の大幅な減少が観察され
ている。更に、110に以下で、電気抵抗の不連続な減
少も観察される。
h r 、 H2を5気圧にて水素含有させた際のYB
aCuOHの超伝導特性を示す図である。この図におい
て、電気抵抗は第3の実施例のより更に増加するが、1
30〜150に付近で電気抵抗の大幅な減少が観察され
ている。更に、110に以下で、電気抵抗の不連続な減
少も観察される。
これは、Hを含有する際の超伝導相の形成によるものと
推M1される。aCコイルによるマイスナー効果は、明
瞭には確認されていないが、電気抵抗の減少を始める1
70に付近より電圧の発生か始まる。
推M1される。aCコイルによるマイスナー効果は、明
瞭には確認されていないが、電気抵抗の減少を始める1
70に付近より電圧の発生か始まる。
第7図は本発明の実施例に係る試料のacマイスナー効
果と、試料の入っていないベースラインを比較して示し
た。ベースラインと試料の入っているaCコイルとの間
には、明瞭な違いが見られる。第7図より水素含有した
YBaCuOには非常に小さく不明瞭ではあるが、超伝
導相による反磁性の発生を生じていることが、マイスナ
ー効果のalll定から明らかになった。
果と、試料の入っていないベースラインを比較して示し
た。ベースラインと試料の入っているaCコイルとの間
には、明瞭な違いが見られる。第7図より水素含有した
YBaCuOには非常に小さく不明瞭ではあるが、超伝
導相による反磁性の発生を生じていることが、マイスナ
ー効果のalll定から明らかになった。
第8図は本発明の実施例に係るY1Ba2Cu3O7−
(y体において、94屹 930゜980℃の各温度で
作製した試料に、水素加圧した際のマイスナー効果から
求めたTcを示す図である。この図のように、水素加圧
しない試料に比べて水素加圧した場合には、マイスナー
Tcが向上している例が多数見られる。水素圧力が3気
圧以上の領域では、YBaCuOは、電気抵抗の測定上
は、常伝導相となるが、YBaCuOのマイスナーTc
が90Kから上昇しており、YIBaCuOの基本構造
を残したままで、新し2 7−σ い超伝導相が発生したと考えられる。
(y体において、94屹 930゜980℃の各温度で
作製した試料に、水素加圧した際のマイスナー効果から
求めたTcを示す図である。この図のように、水素加圧
しない試料に比べて水素加圧した場合には、マイスナー
Tcが向上している例が多数見られる。水素圧力が3気
圧以上の領域では、YBaCuOは、電気抵抗の測定上
は、常伝導相となるが、YBaCuOのマイスナーTc
が90Kから上昇しており、YIBaCuOの基本構造
を残したままで、新し2 7−σ い超伝導相が発生したと考えられる。
以上の実施例に見られる様に、Hを含有することにより
、マイスナーTcの向上及び100〜250Kにおいて
、超伝導相の出現が確認された。
、マイスナーTcの向上及び100〜250Kにおいて
、超伝導相の出現が確認された。
[発明の効果]
本発明によれば、水素を含有させることにより、Y
Ba CuO相思外のより高温域に12 7−σ Tcを有する超伝導相を有する水素含有酸化物を提供す
ることができる。このような、100〜250にの高温
の超伝導相は、今後組成系及び作製条件の検討により単
一相比を計ることは、十分可能であり、常温超伝導相の
出現が、期待される。
Ba CuO相思外のより高温域に12 7−σ Tcを有する超伝導相を有する水素含有酸化物を提供す
ることができる。このような、100〜250にの高温
の超伝導相は、今後組成系及び作製条件の検討により単
一相比を計ることは、十分可能であり、常温超伝導相の
出現が、期待される。
また、本発明の超伝導相を有する水素含有酸化物によれ
ば、常伝導状態でも電気抵抗の大幅な変化を利用するこ
とにより、温度センサー、発熱素子等の多種類の応用が
考えられる。
ば、常伝導状態でも電気抵抗の大幅な変化を利用するこ
とにより、温度センサー、発熱素子等の多種類の応用が
考えられる。
第1図は本発明の実施例に係る超伝導を有する水素含有
酸化物の製造工程を示す図、第2図は比較例に係る水素
加圧しない試料の超伝導特性を示す図、第3図は本発明
の第1の実施例に係る255℃X l h r 、H2
を0.8気圧にて水素含有させた際のYBaCuOHの
超伝導特性を示す図、第4図は本発明の第2の実施例に
係る255℃×1 h r 、H2を2気圧にて水素含
有させた際のYBaCuOHの超伝導特性を示す図、第
5図は本発明の第3の実施例に係る255℃xlhr、
H2を3気圧にて水素含有させた際のYBaCuOHの
超伝導特性を示す図、第6図は本発明の第4の実施例に
係る255℃X 1 h r 、H2を5気圧にて水素
含有させた際のYBaCuOHの超伝導特性を示す図、
第7図は本発明の実施例に係る試料をaCマイスナー効
果と、試料の入っていないベースラインを比較して示す
図、第8図は本発明の実施例に係るY Ba C
ua07−、体において、940,930,980℃で
作製した試料に、水素加圧した際のマイスナー効果から
、求めたTcを示す図、第9図は従来例に係る超伝導体
のTc(臨界温度)とαの関係を示す図である。 電圧(μV)ぎ 抵 抗 (F?′LΩ) 電圧(μV) 1呑 4几 (Ω) へj (U ム 電圧(μV) )−12圧 力 (Kg/cmす 第7図 255’CX I”、 )12 : 5気圧で水素加圧
処理色行った¥BcLzCusO7−y体の!(’J’
R性7二 月U (K〕 手続補正書(自発) 昭和63年12月2−3日 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 1、事件の表示 昭和63年特許願第262987号 2、発明の名称 超伝導相を打する水素含有酸化物と その製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 株式会社 トーキン 4、代理人 〒105 住 所 東京都港区西新橋1丁目4番10号1)明細
書の発明の詳細な説明の欄の記載を次のように補正しま
す。 1、明細書の第9頁第11行「半磁性」を「反磁性」に
訂正する。 2、明細書の第12頁第5行から第6行「電気抵抗が高
い傾向にある」を削除する。 3、明細書の第12頁第13行「回り4」を「回りに」
に訂正する。 4、明細書の第16頁第16行「以上」を「異常」に訂
正する。 5、明細書の第18頁第1行「実施例のより」を「実施
例より」に訂正する。 2)図面 第2図、第3図、第4図、第5図。 第6図、及び第7図を本手続補正書添付の図面第2図、
第3図、第4図、第5図、第6図及び第7図と差し替え
る。 1)明細書の発明の詳細な説明の欄 4氏1斤 (mΩ) 抵 抗(rrLΩ) 電圧(μV)目 電圧(μV) 抵 抗(Ω) 蒐 J土 (PV) 1呑 1に (Ω) 電圧(μV) 第7図 手続補正2)(自発) 平成/年≠月6日 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 1、′JS件の表示 昭和63年特許願第262987号 2、発明の名称 超伝導相を有する水素3打酸化物と その製造方法 3、補正をする者 π件との関係 名 称
酸化物の製造工程を示す図、第2図は比較例に係る水素
加圧しない試料の超伝導特性を示す図、第3図は本発明
の第1の実施例に係る255℃X l h r 、H2
を0.8気圧にて水素含有させた際のYBaCuOHの
超伝導特性を示す図、第4図は本発明の第2の実施例に
係る255℃×1 h r 、H2を2気圧にて水素含
有させた際のYBaCuOHの超伝導特性を示す図、第
5図は本発明の第3の実施例に係る255℃xlhr、
H2を3気圧にて水素含有させた際のYBaCuOHの
超伝導特性を示す図、第6図は本発明の第4の実施例に
係る255℃X 1 h r 、H2を5気圧にて水素
含有させた際のYBaCuOHの超伝導特性を示す図、
第7図は本発明の実施例に係る試料をaCマイスナー効
果と、試料の入っていないベースラインを比較して示す
図、第8図は本発明の実施例に係るY Ba C
ua07−、体において、940,930,980℃で
作製した試料に、水素加圧した際のマイスナー効果から
、求めたTcを示す図、第9図は従来例に係る超伝導体
のTc(臨界温度)とαの関係を示す図である。 電圧(μV)ぎ 抵 抗 (F?′LΩ) 電圧(μV) 1呑 4几 (Ω) へj (U ム 電圧(μV) )−12圧 力 (Kg/cmす 第7図 255’CX I”、 )12 : 5気圧で水素加圧
処理色行った¥BcLzCusO7−y体の!(’J’
R性7二 月U (K〕 手続補正書(自発) 昭和63年12月2−3日 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 1、事件の表示 昭和63年特許願第262987号 2、発明の名称 超伝導相を打する水素含有酸化物と その製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 株式会社 トーキン 4、代理人 〒105 住 所 東京都港区西新橋1丁目4番10号1)明細
書の発明の詳細な説明の欄の記載を次のように補正しま
す。 1、明細書の第9頁第11行「半磁性」を「反磁性」に
訂正する。 2、明細書の第12頁第5行から第6行「電気抵抗が高
い傾向にある」を削除する。 3、明細書の第12頁第13行「回り4」を「回りに」
に訂正する。 4、明細書の第16頁第16行「以上」を「異常」に訂
正する。 5、明細書の第18頁第1行「実施例のより」を「実施
例より」に訂正する。 2)図面 第2図、第3図、第4図、第5図。 第6図、及び第7図を本手続補正書添付の図面第2図、
第3図、第4図、第5図、第6図及び第7図と差し替え
る。 1)明細書の発明の詳細な説明の欄 4氏1斤 (mΩ) 抵 抗(rrLΩ) 電圧(μV)目 電圧(μV) 抵 抗(Ω) 蒐 J土 (PV) 1呑 1に (Ω) 電圧(μV) 第7図 手続補正2)(自発) 平成/年≠月6日 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 1、′JS件の表示 昭和63年特許願第262987号 2、発明の名称 超伝導相を有する水素3打酸化物と その製造方法 3、補正をする者 π件との関係 名 称
Claims (4)
- 1.一般式(Ln_1_−_XM_X)_1A_yO_
b_a_lH_3_._0_〜_1_0_._0で表さ
れることを特徴とする超伝導相を有する水素含有酸化物
(但しLnはY及び希土類元素、MはK,Ca,Sr,
Ba,Ga,In,Tl,Ge,Sn,Pb,As,S
b,Bi,Nb、AはCu,Ag,及びAu、Xは0〜
1,yは0.1〜3.0の数である。)。 - 2.一般式(Ln_1_−_XM_X)_1A_yN_
ZO_b_a_lH_3_._0_〜_1_0_._0
で表されることを特徴とする超伝導相を有する水素含有
酸化物(但し、LnはY及び希土類元素、MはK,Ca
,Sr,Ba,Ga,In,Tl,Ge,Sn,Pb,
As,Sb,Bi,及びNb、AはCu,Ag,及びA
u、NはPd,Pt,Ti,Zr,V,Ta,Mo,W
及びTh、Xは0〜1,yは0.1〜3.0、Zは0.
1〜3.0の数である)。 - 3.第1の請求項記載の超伝導相を有する水素含有酸化
物を製造する方法において、Mの塩、Aの酸化物粉末、
及びLnの酸化物粉末を含む原料粉末を仮焼し、圧縮成
形し、酸素を含む雰囲気中で焼結し、更に焼結後500
℃以下の水素加圧中で熱処理して、Hを含有させること
を特徴とする水素含有酸化物の製造方法。 - 4.第2の請求項記載の超伝導相を有する水素含有酸化
物を製造する方法において、Mの塩、Aの酸化物粉末、
Lnの酸化物粉末、及び添加元素としてNを含む原料粉
末を仮焼し、圧縮成形し、酸素を含む雰囲気中で焼結し
、更に焼結後500℃以下の水素加圧中で熱処理して、
Hを含有させることを特徴とする水素含有酸化物の製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63262987A JPH02111628A (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 超伝導相を有する水素含有酸化物とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63262987A JPH02111628A (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 超伝導相を有する水素含有酸化物とその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02111628A true JPH02111628A (ja) | 1990-04-24 |
Family
ID=17383325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63262987A Pending JPH02111628A (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 超伝導相を有する水素含有酸化物とその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02111628A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006136439A (ja) * | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Hario Glass Kk | 飲料サーバー |
CN109075247A (zh) * | 2016-03-22 | 2018-12-21 | 东加有限责任公司 | 用于高温超导体的方法和系统 |
-
1988
- 1988-10-20 JP JP63262987A patent/JPH02111628A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006136439A (ja) * | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Hario Glass Kk | 飲料サーバー |
CN109075247A (zh) * | 2016-03-22 | 2018-12-21 | 东加有限责任公司 | 用于高温超导体的方法和系统 |
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