JPH02120227A - Bi系酸化物超電導体の製造方法 - Google Patents
Bi系酸化物超電導体の製造方法Info
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- JPH02120227A JPH02120227A JP63272107A JP27210788A JPH02120227A JP H02120227 A JPH02120227 A JP H02120227A JP 63272107 A JP63272107 A JP 63272107A JP 27210788 A JP27210788 A JP 27210788A JP H02120227 A JPH02120227 A JP H02120227A
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-
- 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
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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」
この発明は臨界温度が高いことで知られているBi系酸
化物超電導体の製造方法に関する。
化物超電導体の製造方法に関する。
「従来の技術」
近年、臨界温度が液体窒素温度を超える値を示す酸化物
系の超電導体が次々と発見されいるが、この種の酸化物
超電導体において、高い臨界温度を示し、希土類元素を
含まない酸化物超電導体としてBi系の酸化物超電導体
が注目されている。
系の超電導体が次々と発見されいるが、この種の酸化物
超電導体において、高い臨界温度を示し、希土類元素を
含まない酸化物超電導体としてBi系の酸化物超電導体
が注目されている。
ところが、発見当初に得られたBi系の酸化物超電導体
は、臨界温度でll0K近傍を示すBi25 rtc
atc L130 Xなる組成の高温相と、臨界温度で
80Kを示すB its rtc arc uto X
なる組成の低温相の混合体であることが判明した。そこ
で゛、高温相のみからなるBi系酸化物超電導体の製造
が種々試みられている。
は、臨界温度でll0K近傍を示すBi25 rtc
atc L130 Xなる組成の高温相と、臨界温度で
80Kを示すB its rtc arc uto X
なる組成の低温相の混合体であることが判明した。そこ
で゛、高温相のみからなるBi系酸化物超電導体の製造
が種々試みられている。
「発明が解決しようとする課題」
以上のような背景に鑑みて研究が進められた結果、B
1103.PbO,S r(NO3)t・4 HtO,
CuOの各粉末をHN Osで溶解し、攪拌、加熱混合
後、800℃で30分間加熱して仮焼し、更に粉砕して
成形し焼成することにより、高温相のバルクの単相化に
成功したとの発表がなされている。そして、このような
バルクの単相化が成功したのは、成分元素にPbを添加
したことと、共沈法により原料を調製したことが要因と
されている。
1103.PbO,S r(NO3)t・4 HtO,
CuOの各粉末をHN Osで溶解し、攪拌、加熱混合
後、800℃で30分間加熱して仮焼し、更に粉砕して
成形し焼成することにより、高温相のバルクの単相化に
成功したとの発表がなされている。そして、このような
バルクの単相化が成功したのは、成分元素にPbを添加
したことと、共沈法により原料を調製したことが要因と
されている。
そこで前記のようにBi系酸化物超電導体にPbを添加
する方法が種々試みられているが、前述の製造方法を行
った場合、仮焼段階でCax5rs4CusOyなる組
成の化合物が生成し易い傾向があリ、この組成の化合物
が生成するためにCa、Sr。
する方法が種々試みられているが、前述の製造方法を行
った場合、仮焼段階でCax5rs4CusOyなる組
成の化合物が生成し易い傾向があリ、この組成の化合物
が生成するためにCa、Sr。
Cuが消費されることになり、最終的に得られるBi系
酸化物超電導体の仕込み組成がずれる問題があった。ま
た、pbを添加した場合であっても、バルク内の一部で
は臨界温度80にの低温相ができることがあり、低温相
の生成が高温相の生成を阻害する問題があった。
酸化物超電導体の仕込み組成がずれる問題があった。ま
た、pbを添加した場合であっても、バルク内の一部で
は臨界温度80にの低温相ができることがあり、低温相
の生成が高温相の生成を阻害する問題があった。
今回本発明者らは、このような背景に鑑み、種々研究を
重ねた結果、臨界温度が105Kを示すBi系酸化物超
電導体を製造する方法を見出して本発明に至った。
重ねた結果、臨界温度が105Kを示すBi系酸化物超
電導体を製造する方法を見出して本発明に至った。
本発明は前記背景に鑑みてなされたもので、臨界温度が
105Kを示すBi系酸化物超電導体を製造する方法の
提供を目的とする。
105Kを示すBi系酸化物超電導体を製造する方法の
提供を目的とする。
「課題を解決するための手段」
本発明は前記課題を解決するために、BiとSrとCu
と0を具備してなる複合化合物と、CaOおよびpbo
との熱拡散反応により、B Its rtCa2Cu+
Oxなる組成の酸化物超電導体を生成させるものである
。
と0を具備してなる複合化合物と、CaOおよびpbo
との熱拡散反応により、B Its rtCa2Cu+
Oxなる組成の酸化物超電導体を生成させるものである
。
「作用 」
BiとSrとCuと0を含み、Caとpbを含まない化
合物と、CaOおよびPbOを熱拡散反応させることに
より、B Its rtc atc u30 Xなる組
成の酸化物超電導体が生成する。ここで、BiとSrと
CuとOを含む複合化合物と、CaOとPbOとを別々
に作製するとCax S rs−xCusOyなる組成
の化合物とB Its rtCat Cl1tO’Xな
る組成の低温相を生成させることなく複合化合物を生成
させることができ、この複合化合物を基にCaOおよび
PbOとの熱拡散反応により酸化物超電導体を生成させ
るので最終的に得られる酸化物超電導体の組成が仕込み
組成に近いものとなる。また、pbは安定な化合物の状
態で添加されるので得られる酸化物超電導体の内部では
pbは安定化され、Bi系の高温相を生成させるpbの
効果が十分に発揮される。
合物と、CaOおよびPbOを熱拡散反応させることに
より、B Its rtc atc u30 Xなる組
成の酸化物超電導体が生成する。ここで、BiとSrと
CuとOを含む複合化合物と、CaOとPbOとを別々
に作製するとCax S rs−xCusOyなる組成
の化合物とB Its rtCat Cl1tO’Xな
る組成の低温相を生成させることなく複合化合物を生成
させることができ、この複合化合物を基にCaOおよび
PbOとの熱拡散反応により酸化物超電導体を生成させ
るので最終的に得られる酸化物超電導体の組成が仕込み
組成に近いものとなる。また、pbは安定な化合物の状
態で添加されるので得られる酸化物超電導体の内部では
pbは安定化され、Bi系の高温相を生成させるpbの
効果が十分に発揮される。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
本発明を実施してB i−S r−Ca−Cu−0系の
酸化物超電導体を製造するには、まず、出発物を調製す
る。この出発物としては、Bi化合物とSr化合物とC
u化合物を用いる。前記化合物としては、各元素の酸化
物、塩化物、炭酸塩、硫化物、フッ化物などのいずれで
も良い。この例で具体的に用イルツバ、B12O3粉末
と5rco3粉末とCuO粉末を用いる。なお、用いる
化合物は粒状、粉末状を問わないが、できる限り粒径の
小さなものが好ましい。
酸化物超電導体を製造するには、まず、出発物を調製す
る。この出発物としては、Bi化合物とSr化合物とC
u化合物を用いる。前記化合物としては、各元素の酸化
物、塩化物、炭酸塩、硫化物、フッ化物などのいずれで
も良い。この例で具体的に用イルツバ、B12O3粉末
と5rco3粉末とCuO粉末を用いる。なお、用いる
化合物は粒状、粉末状を問わないが、できる限り粒径の
小さなものが好ましい。
ココテ前記B i、O、粉末とS rCO3粉末とCu
O粉末を用意したならば、B i:S r:cu= 2
:2 :3の割合になるように秤量して均一に混合し
、混合粉末を作製する。次に第1混合粉末を大気中にお
いて820℃で12時間加熱して仮焼することにより不
要成分を除去し、B its rtc uso Xなる
組成、あるいは、この組成の化合物を主成分とする複合
化合物を作製する。なお、仮焼処理の温度は750〜8
40℃の範囲が好ましく、時間は数時間〜数lθ時間程
度、仮焼処理の雰囲気は真空雰囲気や酸素ガス雰囲気で
も差し支えない。
O粉末を用意したならば、B i:S r:cu= 2
:2 :3の割合になるように秤量して均一に混合し
、混合粉末を作製する。次に第1混合粉末を大気中にお
いて820℃で12時間加熱して仮焼することにより不
要成分を除去し、B its rtc uso Xなる
組成、あるいは、この組成の化合物を主成分とする複合
化合物を作製する。なお、仮焼処理の温度は750〜8
40℃の範囲が好ましく、時間は数時間〜数lθ時間程
度、仮焼処理の雰囲気は真空雰囲気や酸素ガス雰囲気で
も差し支えない。
次に前記の複合化合物を十分に粉砕して粒径を揃え、更
にCaO粉末とPbO粉末をB i:P b:S r:
Ca:Cu= 2 :(0、1〜1.0 ):2 :2
:3の割合になるように均一に混合し、O、l =
10 t、/am2程度の圧力を加える圧粉成形処理を
施して所望の形状の圧粉成形体を得る。ここで行う圧粉
成形処理には、機械プレス、静水圧プレスなどを用いる
ことが好ましいがこれらの方法に限定されるものではな
く、混合粉末を圧密できる方法であれば、いかなる方法
を用いても差し支えない。
にCaO粉末とPbO粉末をB i:P b:S r:
Ca:Cu= 2 :(0、1〜1.0 ):2 :2
:3の割合になるように均一に混合し、O、l =
10 t、/am2程度の圧力を加える圧粉成形処理を
施して所望の形状の圧粉成形体を得る。ここで行う圧粉
成形処理には、機械プレス、静水圧プレスなどを用いる
ことが好ましいがこれらの方法に限定されるものではな
く、混合粉末を圧密できる方法であれば、いかなる方法
を用いても差し支えない。
前記圧粉成形体を得たならば、これを酸素ガスを含むA
rガス雰囲気中などにおいて、820〜870℃で数分
〜数100時間程度加熱する熱処理を施して焼結する。
rガス雰囲気中などにおいて、820〜870℃で数分
〜数100時間程度加熱する熱処理を施して焼結する。
この熱処理によりBi25rtCLI30Xなる複合化
合物とCaOとPbOが反応してB i4S rtc
at(P by )Cu*o xなる組成の酸化物超電
導体が生成する。なお、前記熱処理雰囲気は真空中や酸
素ガス雰囲気中などでも差し支えない。
合物とCaOとPbOが反応してB i4S rtc
at(P by )Cu*o xなる組成の酸化物超電
導体が生成する。なお、前記熱処理雰囲気は真空中や酸
素ガス雰囲気中などでも差し支えない。
なおまた、先に行った仮焼処理においては複合化合物に
Caを含んでいないので、CaxSr3−xCu、Oy
なる組成の不純物化合物、あるいは、臨界温度の低いB
+tS rtca+cuto Xなる組成の低温相が
生成していない。従って、複合化合物と酸化銅と酸化鉛
を混合して焼結することによりBi25 rtc at
(P by )Cuso xなる組成の酸化物超電導体
が効率良く生成する。しかもこの場合、pbはPbOの
状態で添加されるのでPbを安定化させることができ、
臨界温度の高い高温相のB i、S r。
Caを含んでいないので、CaxSr3−xCu、Oy
なる組成の不純物化合物、あるいは、臨界温度の低いB
+tS rtca+cuto Xなる組成の低温相が
生成していない。従って、複合化合物と酸化銅と酸化鉛
を混合して焼結することによりBi25 rtc at
(P by )Cuso xなる組成の酸化物超電導体
が効率良く生成する。しかもこの場合、pbはPbOの
状態で添加されるのでPbを安定化させることができ、
臨界温度の高い高温相のB i、S r。
Cat(P by )Cu、o xを生成させるPbの
効果を十分に発揮させることができる。
効果を十分に発揮させることができる。
以上のような方法を実施することにより、臨界温度が1
05Kを示すBi系酸化物超電導体を製造することがで
きる。
05Kを示すBi系酸化物超電導体を製造することがで
きる。
ところで、本発明方法を用いて薄膜状あるいは厚膜状の
Bi系超超電導体製造することができる。
Bi系超超電導体製造することができる。
この場合、MgOあるいはS rT io sなどから
なる基板上に化学気相蒸着法、スパッタリング法または
レーザPVD法などの薄膜形成法、あるいはドクターブ
レード法などの厚膜形成法を実施してB izs rt
Cuso Xなる組成の複合化合物層を形成し、更にこ
の上にCaO層とPbO層を形成する手順を必要回数行
って積層膜を形成し、この積層膜を前記と同等の条件で
熱処理すれば、元素の相互拡散を進行させてB izs
rtc atc u30 xなる組成の酸化物超電導
層を生成させることができる。
なる基板上に化学気相蒸着法、スパッタリング法または
レーザPVD法などの薄膜形成法、あるいはドクターブ
レード法などの厚膜形成法を実施してB izs rt
Cuso Xなる組成の複合化合物層を形成し、更にこ
の上にCaO層とPbO層を形成する手順を必要回数行
って積層膜を形成し、この積層膜を前記と同等の条件で
熱処理すれば、元素の相互拡散を進行させてB izs
rtc atc u30 xなる組成の酸化物超電導
層を生成させることができる。
このような方法を行うことにより臨界温度の高い膜状の
Bi系酸化物超電導体を形成することができる。
Bi系酸化物超電導体を形成することができる。
「実施例」
B i:S r:cu= 2 :2 :3となるように
Bit’s粉末と5rCOs粉末とCuO粉末を混合し
て混合粉末を作製し、この混合粉末を大気中で820℃
で12時間仮焼してB +tS rtCuso xなる
組成の複合化合物を作製した。続いて前記複合化合物を
粉砕して粒径を揃え、CaO粉末とPbO粉末を混合し
てB i:Pb:S r:Ca:Cu= 2 :0.5
:2 :2 :3の割合になるように混合して混合粉
末を得た。
Bit’s粉末と5rCOs粉末とCuO粉末を混合し
て混合粉末を作製し、この混合粉末を大気中で820℃
で12時間仮焼してB +tS rtCuso xなる
組成の複合化合物を作製した。続いて前記複合化合物を
粉砕して粒径を揃え、CaO粉末とPbO粉末を混合し
てB i:Pb:S r:Ca:Cu= 2 :0.5
:2 :2 :3の割合になるように混合して混合粉
末を得た。
次いでこの混合粉末を機械プレスでit/cm’の圧力
をかけて圧粉成形し、厚さ1.5mm、直径13mn+
のベレット状成形体を得た。
をかけて圧粉成形し、厚さ1.5mm、直径13mn+
のベレット状成形体を得た。
更に面記ペレット状成形体を大気中において850℃で
100時間加熱する熱処理を施してBi。
100時間加熱する熱処理を施してBi。
S rtc a、(P by )Cu*o xなる組成
の酸化物超電導体を作製した。
の酸化物超電導体を作製した。
このように得られた酸化物超電導体の比抵抗温度特性を
第1図に示し、磁化率−温度特性を第2図に示す。
第1図に示し、磁化率−温度特性を第2図に示す。
第1図から明らかなように本発明方法を実施して得られ
たBi系酸化物超電導体は臨界温度(T c)が!05
にの優秀な値を示した。
たBi系酸化物超電導体は臨界温度(T c)が!05
にの優秀な値を示した。
第2図から明らかなように本発明方法を実施して得られ
たBi系超超電導体105に近傍における磁化率の変化
が大きく、105に近傍を臨界温度とする超電導相が多
いことが判明した。
たBi系超超電導体105に近傍における磁化率の変化
が大きく、105に近傍を臨界温度とする超電導相が多
いことが判明した。
「発明の効果」
以上説明したように本発明は、BiとSrとCuとOを
含む複合化合物と、CaO,!:PbOの熱拡散反応を
行わせるので、Cax5rs4 Cu5Oyなる組成の
化合物とBitS rtCarc uto xなる組成
の低温相を生成させることなく複合化合物を生成さ仕る
ことができ、更に、この複合化合物を基に酸化物超電導
体を生成させるので、最終的に得られる酸化物超電導体
の組成が仕込み組成に近いしのとなる。従って臨界温度
105Kを示す優れた特性のBi系酸化物超電導体を製
造できる効果がある。また、pbは安定な化合物の状態
で添加されるので、得られる酸化物超電導体の内部でP
bは安定化され、Bi系の高温相を生成さ仕るpbの効
果が十分に発揮されて臨界温度の高いBi系酸化物超電
導体を生成させることができる。
含む複合化合物と、CaO,!:PbOの熱拡散反応を
行わせるので、Cax5rs4 Cu5Oyなる組成の
化合物とBitS rtCarc uto xなる組成
の低温相を生成させることなく複合化合物を生成さ仕る
ことができ、更に、この複合化合物を基に酸化物超電導
体を生成させるので、最終的に得られる酸化物超電導体
の組成が仕込み組成に近いしのとなる。従って臨界温度
105Kを示す優れた特性のBi系酸化物超電導体を製
造できる効果がある。また、pbは安定な化合物の状態
で添加されるので、得られる酸化物超電導体の内部でP
bは安定化され、Bi系の高温相を生成さ仕るpbの効
果が十分に発揮されて臨界温度の高いBi系酸化物超電
導体を生成させることができる。
第1図は本発明方法を実施して得られたBi系酸化物超
電導体の比抵抗−温度特性を示す図、第2図は同酸化物
超電導体の温度−磁化率特性を示す図である。
電導体の比抵抗−温度特性を示す図、第2図は同酸化物
超電導体の温度−磁化率特性を示す図である。
Claims (1)
- BiとSrとCuとOとを具備してなる複合化合物とC
aOとPbOとの熱拡散反応によりBi_2Sr_2C
a_2Cu_3O_xを生成させることを特徴とするB
i系酸化物超電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63272107A JPH02120227A (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Bi系酸化物超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63272107A JPH02120227A (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Bi系酸化物超電導体の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02120227A true JPH02120227A (ja) | 1990-05-08 |
Family
ID=17509180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63272107A Pending JPH02120227A (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Bi系酸化物超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02120227A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02133319A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-22 | Fujitsu Ltd | 超伝導物質の製造方法 |
JPH03199124A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-08-30 | Natl Res Inst For Metals | Bi系酸化物超電導体の粉末とその線材の製造方法 |
JP2008074686A (ja) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Bi系超電導体、超電導線材および超電導機器 |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP63272107A patent/JPH02120227A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02133319A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-22 | Fujitsu Ltd | 超伝導物質の製造方法 |
JPH03199124A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-08-30 | Natl Res Inst For Metals | Bi系酸化物超電導体の粉末とその線材の製造方法 |
JP2008074686A (ja) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Bi系超電導体、超電導線材および超電導機器 |
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