JPH02133319A - 超伝導物質の製造方法 - Google Patents
超伝導物質の製造方法Info
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- JPH02133319A JPH02133319A JP63285125A JP28512588A JPH02133319A JP H02133319 A JPH02133319 A JP H02133319A JP 63285125 A JP63285125 A JP 63285125A JP 28512588 A JP28512588 A JP 28512588A JP H02133319 A JPH02133319 A JP H02133319A
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Classifications
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (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】
〔概要〕
本発明はB1−3r−Ca−Cu−0系超伝導物質の製
造方法に関し、B1−3r−Ca−Cu−0系超伝導体
の高Tc相を短時間に作製することを目的とし、 酸化物に換算して、下記(1)式で示される出発原料組
成比からなる混合物を750℃〜880℃の温度で焼成
する工程を有して構成する。
造方法に関し、B1−3r−Ca−Cu−0系超伝導体
の高Tc相を短時間に作製することを目的とし、 酸化物に換算して、下記(1)式で示される出発原料組
成比からなる混合物を750℃〜880℃の温度で焼成
する工程を有して構成する。
B I! P t)+x−a +zzS rz Ca
t Cum++ oy ’但し、 l ≦n<x 2<x< l O 9<y<40.5 0:酸素 (産業上の利用分野〕 液体窒素温度で超伝導が達成されうる高温超伝導材料の
研究・開発が急激に進められ、これを用いる実用化技術
の開発も進められつつある。
t Cum++ oy ’但し、 l ≦n<x 2<x< l O 9<y<40.5 0:酸素 (産業上の利用分野〕 液体窒素温度で超伝導が達成されうる高温超伝導材料の
研究・開発が急激に進められ、これを用いる実用化技術
の開発も進められつつある。
臨界温度Tcが100Kを超える高温超伝導体は液体窒
素温度の応用に温度マージンが広くとれる、臨界電流密
度Jc、臨界磁界Hcが原理的には上がる、薄膜、線材
の応用、より高いTcを持つ高温超伝導材料の可能性等
の観点から研究・開発が進められている。
素温度の応用に温度マージンが広くとれる、臨界電流密
度Jc、臨界磁界Hcが原理的には上がる、薄膜、線材
の応用、より高いTcを持つ高温超伝導材料の可能性等
の観点から研究・開発が進められている。
臨界温度Tcが100Kを超える高温超伝導物質として
、B 1−3r−Ca−Cu−0系超伝導体Tl−Ba
−Ca−Cu−0系趙伝導体が開発されている。 (
J、J、^、P、vo1.27.No2,198B、p
pL209−1.210; 日経エレクトロニクス1
988,4.18(No55)p175−177) 上記Bi系では臨界温度Tcが約80にの低温和と、約
110にの高温相の複数の超伝導相が混在し、上記TI
系では臨界温度Tcが約105にの低温和と、約125
にの高温相の複数の超伝導相が混在し、高温相の超伝導
相を単独で取り出すことが出来ていない。
、B 1−3r−Ca−Cu−0系超伝導体Tl−Ba
−Ca−Cu−0系趙伝導体が開発されている。 (
J、J、^、P、vo1.27.No2,198B、p
pL209−1.210; 日経エレクトロニクス1
988,4.18(No55)p175−177) 上記Bi系では臨界温度Tcが約80にの低温和と、約
110にの高温相の複数の超伝導相が混在し、上記TI
系では臨界温度Tcが約105にの低温和と、約125
にの高温相の複数の超伝導相が混在し、高温相の超伝導
相を単独で取り出すことが出来ていない。
上記Bi系、TI系は水や酸素の影響を受けにくい、作
りやすい加工が容易である、希土類元素を含まないので
資源の制約を受けにくい、という特徴を有するが上記B
i系では臨界温度Tcが約80にの低温和で規定され、
上記TI系では臨界温度Tcが100Kを超えるものの
、毒性があるとされている。
りやすい加工が容易である、希土類元素を含まないので
資源の制約を受けにくい、という特徴を有するが上記B
i系では臨界温度Tcが約80にの低温和で規定され、
上記TI系では臨界温度Tcが100Kを超えるものの
、毒性があるとされている。
前述の如< 、B1−3r−Ca−Cu−0系超伝導体
は現在までTcの異なる複数の相(高Tc相、低Tc相
)が発見されている。低Tc相の作製は容易であるが高
Tc相の単相化は困難である。
は現在までTcの異なる複数の相(高Tc相、低Tc相
)が発見されている。低Tc相の作製は容易であるが高
Tc相の単相化は困難である。
従来技術としてB1−3r−Ca−Cu−0系にpbo
を添加することによって、高Tc相の生成割合を増加さ
せる技術がある。その出発原料組成比はBi:Pb:S
r:Ca:Cu=0.7:0.3:1:1:1.8
であり、200時間以上の焼成でTcendが100に
以上になる。この技術の欠点は長時間の焼成が必要であ
ることである。
を添加することによって、高Tc相の生成割合を増加さ
せる技術がある。その出発原料組成比はBi:Pb:S
r:Ca:Cu=0.7:0.3:1:1:1.8
であり、200時間以上の焼成でTcendが100に
以上になる。この技術の欠点は長時間の焼成が必要であ
ることである。
B1−5r−Cu−0系超伝導体は旧che1等(Z、
Phys、B681987.421)及び、秋光等(J
pn、J、Appl、Phys、26゜1987、 L
2080) により発見された。この系のTcは7にで
ある。
Phys、B681987.421)及び、秋光等(J
pn、J、Appl、Phys、26゜1987、 L
2080) により発見された。この系のTcは7にで
ある。
前出等(Jpn、J、Appl、Phys、27.19
88. L209)は新しい、高Tc相B1−5r−C
a−Cu−0系を発見した。この系は、式BizSrz
Can−+Cu n O8において、n =1に対する
Tc=7にの相、n・2に対するTc・80にの相、及
び、n・3に対するTc・105にの相の、三つの超伝
導相を有することが見出された。nが1から3に増加す
るにつれて、結晶構造中におけるCuO層の数が増加し
、C軸は24人から、30人、37人へと変化する。
88. L209)は新しい、高Tc相B1−5r−C
a−Cu−0系を発見した。この系は、式BizSrz
Can−+Cu n O8において、n =1に対する
Tc=7にの相、n・2に対するTc・80にの相、及
び、n・3に対するTc・105にの相の、三つの超伝
導相を有することが見出された。nが1から3に増加す
るにつれて、結晶構造中におけるCuO層の数が増加し
、C軸は24人から、30人、37人へと変化する。
高Tc単一相の試料が合成されていないので、高Tc相
の研究はまだほとんど報告されていない。
の研究はまだほとんど報告されていない。
高野等(Jpn、J、Appl、Phys、27+ 1
988.L1041)がBiをpbで¥l換することに
より、高Tc相の割合が増加することを報告した。しか
しながら、pbの役割はまだ明確ではない。
988.L1041)がBiをpbで¥l換することに
より、高Tc相の割合が増加することを報告した。しか
しながら、pbの役割はまだ明確ではない。
本発明は、B1−5r−Ca−Cu−0系+ B1−P
b−5r−Ca−Cu−0系における、超伝導特性に及
ぼすPbO,CazPbOx添加の影響を明確にし、 Bi:Pb:Sr:Ca:Cu=0.7:0.3:1:
1:1.8の従来のpb。
b−5r−Ca−Cu−0系における、超伝導特性に及
ぼすPbO,CazPbOx添加の影響を明確にし、 Bi:Pb:Sr:Ca:Cu=0.7:0.3:1:
1:1.8の従来のpb。
添加技術の組成より短い焼成時間で高Tc相の生成割合
を増加させる。
を増加させる。
酸化物に換算して、下記(1)式で示される出発原料組
成比からなる混合物を750℃〜880 ’Cの温度で
焼成する工程を有して構成する。
成比からなる混合物を750℃〜880 ’Cの温度で
焼成する工程を有して構成する。
B i、 P b+x、、n +zzS rt Caw
Cux++ Oy −但し、 1≦n<x 2≦−X≦10 9 <y<40. 5 0:酸素 そして、下記(2)式で示される超伝導物質、或いは、
その一部にpbを構成元素として含有する超伝導物質等
の製造方法を提供する。
Cux++ Oy −但し、 1≦n<x 2≦−X≦10 9 <y<40. 5 0:酸素 そして、下記(2)式で示される超伝導物質、或いは、
その一部にpbを構成元素として含有する超伝導物質等
の製造方法を提供する。
B it S r、Caw Cux、+ Oy’
・・・ (2)但し、 2<x< l O 8,5<y“ <31.5 0:酸素 CaとPbのモル比の関係と高Tc相の生成とは密接な
関係にあるために、 Ca : Pb=x : (x−n)/2となるよう
な出発原料組成比とする。
・・・ (2)但し、 2<x< l O 8,5<y“ <31.5 0:酸素 CaとPbのモル比の関係と高Tc相の生成とは密接な
関係にあるために、 Ca : Pb=x : (x−n)/2となるよう
な出発原料組成比とする。
B1−3r−Ca−Cu−0系にPbOを添加した場合
、750 ’C以下でpbはCaと結合し、CatPb
On となる。
、750 ’C以下でpbはCaと結合し、CatPb
On となる。
そして、この物質は822“CでCaOと液相に分離す
る。液相中のCaOと低Tc相との反応によって、高T
c相が生成すると考えられる。短い焼成時間で高Tc相
を生成させるためには、800℃以上で低Tc相とCa
tPbO,を生成させねばならない、 CatPbO4
の生成の際、Pb1モルに対しCaは2モル必要となる
ので Ca : Pb=x : (x−n ) /2の割
合でPbOを添加しなければならない。
る。液相中のCaOと低Tc相との反応によって、高T
c相が生成すると考えられる。短い焼成時間で高Tc相
を生成させるためには、800℃以上で低Tc相とCa
tPbO,を生成させねばならない、 CatPbO4
の生成の際、Pb1モルに対しCaは2モル必要となる
ので Ca : Pb=x : (x−n ) /2の割
合でPbOを添加しなければならない。
なお、nは1以上Xより小さい整数である。nが0であ
ると、C−aとpbがCa、PbOx となり、超伝
導体形成のためのCa量が不足する。
ると、C−aとpbがCa、PbOx となり、超伝
導体形成のためのCa量が不足する。
上記焼成温度として750″C〜880℃としたのは、
温度の下限として750℃としたのは、750 ’Cよ
り低い温度では高Tc相、低Tc相は形成されない、ま
た、温度の上限としては、Bi系超超伝導体材料融点近
傍、好ましくは、融点以下の温度でBi系超超伝導体材
料焼成が可能な温度である。880℃より高い温度では
超伝導体が溶融する。
温度の下限として750℃としたのは、750 ’Cよ
り低い温度では高Tc相、低Tc相は形成されない、ま
た、温度の上限としては、Bi系超超伝導体材料融点近
傍、好ましくは、融点以下の温度でBi系超超伝導体材
料焼成が可能な温度である。880℃より高い温度では
超伝導体が溶融する。
上記(2)のB iz Srt CaXCux*+
oylで、2<x<10としたのは、Bi系超超伝導体
はBtxOz層間のCuO面間にはCaがサンドイッチ
状にはさまれており、CuO面が多い結晶構造の場合に
はそれだけ多くのCu、Caを供給しておくことが必要
であり、BigO□層間に挟まれるCuOの層の数が3
〜11層であることを意図し、CuO面の間にはCaが
存在するので、x=2〜10とするものである。
oylで、2<x<10としたのは、Bi系超超伝導体
はBtxOz層間のCuO面間にはCaがサンドイッチ
状にはさまれており、CuO面が多い結晶構造の場合に
はそれだけ多くのCu、Caを供給しておくことが必要
であり、BigO□層間に挟まれるCuOの層の数が3
〜11層であることを意図し、CuO面の間にはCaが
存在するので、x=2〜10とするものである。
Caの供給には、Caの拡散が容易な液相状態で行うの
が有利である。
が有利である。
B1−Pb−3r−Ca−Cu−0系におけるpbの役
割を調へ次のことが判った。
割を調へ次のことが判った。
X線回折及びマイクロラマン散乱より、CatPboに
は750℃以下の温度でPbOとCaOとの反応により
形成される。
は750℃以下の温度でPbOとCaOとの反応により
形成される。
高Tc相は単一CuOiiを有するB1−5r−Cu−
0系にCa1PbOxを添加することにより合成される
。
0系にCa1PbOxを添加することにより合成される
。
高Tc相の合成プロセスは822”CでのCa1PbO
xの分解により生ずる液相中における低Tc相とCa”
との反応にもとすくものと思われる。
xの分解により生ずる液相中における低Tc相とCa”
との反応にもとすくものと思われる。
〔実施例1〕及び〔比較例〕
二式料はBi:Pb:Sr:Ca:Cu=0.7:0.
3:1:1:1.8.2:x:2:2:3(X=0.0
.5.1.0) (7)組成のものを、固相反応により
調整した。
3:1:1:1.8.2:x:2:2:3(X=0.0
.5.1.0) (7)組成のものを、固相反応により
調整した。
出発原料はB l z Os + P b O+ S
r COx I Ca OH及びCuOである。これら
の出発原料粉末をボール(ル中24時間混合粉砕し、次
いで、200MPaの圧力で、15v+w径約31厚さ
のペレットに成型する。
r COx I Ca OH及びCuOである。これら
の出発原料粉末をボール(ル中24時間混合粉砕し、次
いで、200MPaの圧力で、15v+w径約31厚さ
のペレットに成型する。
試料の調整条件を表1に示す。
表1組成及び調整条件
試料 主成分
番号 Bi Pb 5r
IA” O1? 0.3 1.O
IB” 0.7 0.3 1.0
IC” 0.7 0.3 1.0
2^ 2.0 0.0 2.0
2B 2.0 0.5 2.0
2C2,01,02,0
202,00,52,0
a
1.0
1.0
1.0
2.0
2.0
2.0
2.0
Cu
1.8
1.8
1.8
3.0
3.0
3.0
3.0
2.0 0.0 2.0 0.0 3.Oo、
o i、o O,02,00,03C試料3A
十試料3B(30wtχ)傘l:従来例 B A 焼成条件 841℃10h大気 0h 00h 841℃15h大気 同上 同上 750℃9h大気 室温ヘクエンチ 841 ℃24h大気 817℃17h大気 848”C74h大気 試料3Cは、840℃で6時間焼成した、Bi:Sr:
Cu=2:2:3のB1−5r−Cu−0系に、Caz
PbOx を30w tχ添加して混合し、848℃で
24時間焼成し、次いで200MPaの圧力で成型し、
848℃で50時間焼成して調整した。
o i、o O,02,00,03C試料3A
十試料3B(30wtχ)傘l:従来例 B A 焼成条件 841℃10h大気 0h 00h 841℃15h大気 同上 同上 750℃9h大気 室温ヘクエンチ 841 ℃24h大気 817℃17h大気 848”C74h大気 試料3Cは、840℃で6時間焼成した、Bi:Sr:
Cu=2:2:3のB1−5r−Cu−0系に、Caz
PbOx を30w tχ添加して混合し、848℃で
24時間焼成し、次いで200MPaの圧力で成型し、
848℃で50時間焼成して調整した。
直流電気伝導度は四端子法により測定した。試料は低融
点ハンダ電極を設けた。
点ハンダ電極を設けた。
X線回折により、室温下、試料の結晶構造を調べた。X
線月折パターンをCuX α線、及び、X線回折装置に
より得た。
線月折パターンをCuX α線、及び、X線回折装置に
より得た。
ラマンスペクトルをCa−Pb−0系及びB1−Pb−
5r−Ca−Cu−0系について、Arイオンレーザ(
5145人)とダブルモノクロメータを用いて得た。
5r−Ca−Cu−0系について、Arイオンレーザ(
5145人)とダブルモノクロメータを用いて得た。
ミクロ及びマクロラマン散乱をB1−5r−Ca−Cu
−0系、及ヒ、Ca−Pb−0系について調べた。
−0系、及ヒ、Ca−Pb−0系について調べた。
(結果)
〔比較例〕
第8図及び第9図に従来法によるPbO添加効果を示ず
。出発原料はB l 20 s + S r COx
、Ca O+ Cu O+ P b O7ある。
。出発原料はB l 20 s + S r COx
、Ca O+ Cu O+ P b O7ある。
これらの原料をBi:Pb:Sr:Ca:Cu=0.7
:0.3:1:1:1.8となるように秤量し、混合・
圧粉(200MPa)の後、841℃大気中で焼成した
。焼成時間を10h、50h200hと変化させた試料
を作製した。
:0.3:1:1:1.8となるように秤量し、混合・
圧粉(200MPa)の後、841℃大気中で焼成した
。焼成時間を10h、50h200hと変化させた試料
を作製した。
第8図は試料の電気抵抗の温度変化をを示し、第9図は
試料の粉末X線回折を示す図である。
試料の粉末X線回折を示す図である。
第9図において、2θ=5.7° (C=30人)が低
Tc相の(002)面に対応したピークであり、2θ−
4,8° (C=37人)が高Tc用の(002)面に
対応したピークである。
Tc相の(002)面に対応したピークであり、2θ−
4,8° (C=37人)が高Tc用の(002)面に
対応したピークである。
焼成時間が長くなるにつれて、高Tc用の(002)面
のピークが強くなることがわかる。
のピークが強くなることがわかる。
それに対応して、Tcendも高くなり、200hでT
cend=103にとなる。200hの焼成を行っても
、X線回折測定から高Tc用の割合より低Tc相の割合
の方が大きいことがわかる。
cend=103にとなる。200hの焼成を行っても
、X線回折測定から高Tc用の割合より低Tc相の割合
の方が大きいことがわかる。
上記の如く、第8図は、試料IA、IB、ICの電気抵
抗の温度依存性を示す。試料IAについては、抵抗ドロ
ップは110にで観測された。しかしながら、この試料
のTcend は74K であった、同じオンセント1
4度にかかわらず、試料IBのTcend は74Kか
ら85Kに上昇した。さらに、焼成時間が試料IA及び
IBより長いとき、170Kにおける抵抗は試料IA、
IBの抵抗の約115に減少する、そして、Tcend
は103Kに上昇する。
抗の温度依存性を示す。試料IAについては、抵抗ドロ
ップは110にで観測された。しかしながら、この試料
のTcend は74K であった、同じオンセント1
4度にかかわらず、試料IBのTcend は74Kか
ら85Kに上昇した。さらに、焼成時間が試料IA及び
IBより長いとき、170Kにおける抵抗は試料IA、
IBの抵抗の約115に減少する、そして、Tcend
は103Kに上昇する。
第9図は試料IA、IB、ICのX線回折パターンを示
す。焼成時間が長くなるにつれて、4.8°のピークは
強くなる。このピークは高Tc、相の(002) に
対応し、C軸は37人である。X線回折パターンは長時
間焼成により、高Tc用の増加を示す。
す。焼成時間が長くなるにつれて、4.8°のピークは
強くなる。このピークは高Tc、相の(002) に
対応し、C軸は37人である。X線回折パターンは長時
間焼成により、高Tc用の増加を示す。
径約10μmの未同定の物質が試料IAに観察された。
ミクロラマン散乱によりこの物質の同定を行った。Ca
2I’bOx Mi成の試料3Bのラマンスペクトルと
比較した試料IAの結果を第10図に示す。六つのラマ
ンスペクトル(255,340,354,422,54
0,562cna −1)が両試料において200〜1
000cIl−1の間で観察された。
2I’bOx Mi成の試料3Bのラマンスペクトルと
比較した試料IAの結果を第10図に示す。六つのラマ
ンスペクトル(255,340,354,422,54
0,562cna −1)が両試料において200〜1
000cIl−1の間で観察された。
第11図に示す、試料3BのX線回折パターンより、試
料3BがCazPbOx(Z、anorg、allge
m、Chem、371゜1969.237)単一相であ
ることが確認された。
料3BがCazPbOx(Z、anorg、allge
m、Chem、371゜1969.237)単一相であ
ることが確認された。
B1−5r−Ca−Cu−0系へのpbo添加が(、a
lPboxの形成の原因となることは明らかである。
lPboxの形成の原因となることは明らかである。
Ca、PbOxの主なX線回折ピークは、17.7’で
あり、B1−Pb−5r−Ca−Cu−0系におけるX
線回折パターンの中に観察された(第9図)。焼成時間
が増加するにつれて、このピークは弱くなる。
あり、B1−Pb−5r−Ca−Cu−0系におけるX
線回折パターンの中に観察された(第9図)。焼成時間
が増加するにつれて、このピークは弱くなる。
顕微鏡によるB1−Pb−5r−Ca−Cu−0系の表
面観察からも、焼成時間が増加するにつれてCa、Pb
Oxが減少することが認められた。
面観察からも、焼成時間が増加するにつれてCa、Pb
Oxが減少することが認められた。
(実施例1 ) BizPb++、5SrzCazCu
、OyMi成第1図に出発原料比がBizPbxSrz
CazCuzOy(x=0.0.5,1.0 )となる
ように秤量し、混合後、841℃,15h、大気中で焼
成した試料の粉末X線回折測定の結果を示す。
、OyMi成第1図に出発原料比がBizPbxSrz
CazCuzOy(x=0.0.5,1.0 )となる
ように秤量し、混合後、841℃,15h、大気中で焼
成した試料の粉末X線回折測定の結果を示す。
x=o、1.0では、高Tc用の(002)面に対応す
るピーク(2θ−4,8°)がほとんどないことがわか
る。それに対して、x=0.5では15hという短時間
焼成において、高Tc用の存在が確認できる。
るピーク(2θ−4,8°)がほとんどないことがわか
る。それに対して、x=0.5では15hという短時間
焼成において、高Tc用の存在が確認できる。
第1図は試料2A、28.2CのX線回折パターンを示
す、χが0のときく試料2A) 、5.7 ”のピーク
及び7.3°のより小さなピークが観察されるが、高T
c相の(002)に対応する4、8″′のピークは観察
されない、7.3@のピークはC軸が24人のB1−5
r−CuO系の(002)に対応する。
す、χが0のときく試料2A) 、5.7 ”のピーク
及び7.3°のより小さなピークが観察されるが、高T
c相の(002)に対応する4、8″′のピークは観察
されない、7.3@のピークはC軸が24人のB1−5
r−CuO系の(002)に対応する。
表1に示される焼成条件下でBi:Sr:Ca:Cu=
2:2;2:3である化学量論組成(試料2A、x=0
)では高Tc相は合成されなかった。
2:2;2:3である化学量論組成(試料2A、x=0
)では高Tc相は合成されなかった。
Xが0.5のとき(試料2B)、高Tc相の(002)
に対応する4、8°のピークが観察された。
に対応する4、8°のピークが観察された。
Xが1.0のとき(試料2C)、高Tc相は観察されず
、低Tc相およびB1−3r−Cu−0系が観察された
。
、低Tc相およびB1−3r−Cu−0系が観察された
。
CatPbOxのピークはPbOの増加とともに増加す
る。
る。
高Tc相はBi:Pb:Sr:Ca:Cu=2:X:2
:2:3の組成で合成された。pboの適切な添加量は
約X・0.5である第2図は750’C(9時間焼成)
から室温ヘクエンチした試料2DのX線回折パターンを
示す。
:2:3の組成で合成された。pboの適切な添加量は
約X・0.5である第2図は750’C(9時間焼成)
から室温ヘクエンチした試料2DのX線回折パターンを
示す。
B1−5r−Cu−0系の(002)に対応する7、3
@のピークが観察された。他の相として、Ca1PbO
x+及び未反応のCuOが見出される。
@のピークが観察された。他の相として、Ca1PbO
x+及び未反応のCuOが見出される。
従って、750 ’CでCagPbOx及びB1−5r
−Cu−0系が合成される。
−Cu−0系が合成される。
試料3Aの主相はB1−3r−Cu−0系である。試料
3Aに試料3BのCa1PbOxを添加した試料3Cの
X線回折パターンを従来の試料lCのX線回折パターン
と比較して第3図に示す0図より明らかな如く、高Tc
相が合成され、そして、低Tc相(80に級)に対する
高Tc相(100K級)の割合は従来法による試料IC
の割合のそれよりも約10倍に増加する。
3Aに試料3BのCa1PbOxを添加した試料3Cの
X線回折パターンを従来の試料lCのX線回折パターン
と比較して第3図に示す0図より明らかな如く、高Tc
相が合成され、そして、低Tc相(80に級)に対する
高Tc相(100K級)の割合は従来法による試料IC
の割合のそれよりも約10倍に増加する。
第2図に示す、試料2DのX線回折結果は、高Tc相(
LOOK級)および低Tc相(80に級)は750’C
で形成されないが、B1−3r−Cu−0箔化合物(1
0に級)およびCazPbOx は合成されることを示
す。
LOOK級)および低Tc相(80に級)は750’C
で形成されないが、B1−3r−Cu−0箔化合物(1
0に級)およびCazPbOx は合成されることを示
す。
第1図に示されるように、X=0.5の試料2Bは、8
41℃15時間焼成後B1−3r−Cu−0箔化合物は
消失し、高Tc相および低Tc相が形成される。
41℃15時間焼成後B1−3r−Cu−0箔化合物は
消失し、高Tc相および低Tc相が形成される。
CaO−PbO系の相図(U、Kuxmann等、Er
zmetall、27.1974.533)はCatP
bOxが822℃でCaO及び液相に分解することを示
す。
zmetall、27.1974.533)はCatP
bOxが822℃でCaO及び液相に分解することを示
す。
これら二つの相が高Tc相の形成に促進剤として作用す
ると考えられる。 CaOおよび液相の存在は、Tce
nd 80にの超伝導B1−3r−Ca−Cu−0箔化
合物の二つのCuO層と、液相中を移動する分解された
CaOとの間の、化学反応を強めることが予期される。
ると考えられる。 CaOおよび液相の存在は、Tce
nd 80にの超伝導B1−3r−Ca−Cu−0箔化
合物の二つのCuO層と、液相中を移動する分解された
CaOとの間の、化学反応を強めることが予期される。
CazPbOxはCa:Pb=2:l として結合する
ことが重要である。第1図に示されるように、試料2B
(χ=0.5)では高Tc相が形成されるが、試料2
C(x=1.0)では高Tc相が形成されない理由はC
aOとpbo との間の反応がCa : Pb・2:1
であるからであると考えられる。
ことが重要である。第1図に示されるように、試料2B
(χ=0.5)では高Tc相が形成されるが、試料2
C(x=1.0)では高Tc相が形成されない理由はC
aOとpbo との間の反応がCa : Pb・2:1
であるからであると考えられる。
単一のCuO層を存するB1−5r−Cu−0箔化合物
及びCa、PbOxは75(MC以下の温度で合成され
る。(第2図) 二つのCuOJiを有する低Tc相(80に級)は80
0 ℃以上の温度で形成されうる。
及びCa、PbOxは75(MC以下の温度で合成され
る。(第2図) 二つのCuOJiを有する低Tc相(80に級)は80
0 ℃以上の温度で形成されうる。
試料2BでCazPbOx(0,5mol) は75
0 ℃で形成されそして、低Tc相は822℃以下の温
度で残りのCaイオンを用いて形成される。
0 ℃で形成されそして、低Tc相は822℃以下の温
度で残りのCaイオンを用いて形成される。
822℃において、CazPbOxはCaOと液相に分
解する。高子c相は液相中、低丁c相とCaOとの間で
形成されると考えられる。
解する。高子c相は液相中、低丁c相とCaOとの間で
形成されると考えられる。
なお、試料20組成で、Xが1.0のとき、低Tc相は
800℃では形成されなかった。Ca”イオンの不足の
ため形成され得ないものと考えられる。
800℃では形成されなかった。Ca”イオンの不足の
ため形成され得ないものと考えられる。
Ca2PbOxは822℃において初めてCaOをB1
−5r−Cu−0系に供給する。
−5r−Cu−0系に供給する。
B1−Pb−3r−Ca−Cu−0系におけるpbの役
割を調べ、次のことが判った。
割を調べ、次のことが判った。
CagPbOxは750℃以下の温度で形成され、高T
c相は単一のCuO層を有するB1−5r−Cu−0箔
化合物にCa 1PbOxを添加することにより合成さ
れることができる。
c相は単一のCuO層を有するB1−5r−Cu−0箔
化合物にCa 1PbOxを添加することにより合成さ
れることができる。
高Tc相は822℃におけるCazPbOxの分解によ
り生ずる液相中、低Tc相とCa”°イオンの間で形成
されると考えられる。
り生ずる液相中、低Tc相とCa”°イオンの間で形成
されると考えられる。
(実施例2) Bi、Pb、5rxCazCuaOy組
成第4図に出発原料比がBizPb+5rzCasCu
aOy となるように秤量し、混合、圧粉後(200M
Pa)840 ’C172h、大気中で焼成した試料の
粉末X線回折パターンをしめす、高Tc相のピークが低
Tc相のピークよりも強くなることが観測された。!気
抵抗の温度変化を第5図に示す、 Tcend=105
にの特性が得られた。
成第4図に出発原料比がBizPb+5rzCasCu
aOy となるように秤量し、混合、圧粉後(200M
Pa)840 ’C172h、大気中で焼成した試料の
粉末X線回折パターンをしめす、高Tc相のピークが低
Tc相のピークよりも強くなることが観測された。!気
抵抗の温度変化を第5図に示す、 Tcend=105
にの特性が得られた。
(実施例3 ) B11Pb、、5Sr2Ca4Cu5
0y組成第6図に出発原料比がBizPb+、 5sr
zcancu50y となるように秤量し、混合、圧粉
後(200MPa)840 ’C172h、大気中で焼
成した試料の粉末X線回折パターンをしめす、実施例2
と同様に、高Tc相のピークが低Tc相のピークよりも
強くなることが観測された。電気抵抗の温度変化を第7
図に示す、 Tcend= 103 Kの特性が得られ
たいずれの実施例も高Tc相が出現する組成は(1)式
によって表せる。
0y組成第6図に出発原料比がBizPb+、 5sr
zcancu50y となるように秤量し、混合、圧粉
後(200MPa)840 ’C172h、大気中で焼
成した試料の粉末X線回折パターンをしめす、実施例2
と同様に、高Tc相のピークが低Tc相のピークよりも
強くなることが観測された。電気抵抗の温度変化を第7
図に示す、 Tcend= 103 Kの特性が得られ
たいずれの実施例も高Tc相が出現する組成は(1)式
によって表せる。
BizPb (x−*、ytSrxCa* Cutx+
+ 、OV ・・・(1)実施例1 x=2 実施例2 x=3 実施例3 X=4 但し、実施例の場合 n=1 なお、焼成により超伝導物質が合成される範囲において
nはχ〉n〉1の数値を取りうる。
+ 、OV ・・・(1)実施例1 x=2 実施例2 x=3 実施例3 X=4 但し、実施例の場合 n=1 なお、焼成により超伝導物質が合成される範囲において
nはχ〉n〉1の数値を取りうる。
本発明によればB 1−3r−Ca−Cu−0系超伝導
体の高Tc相(lloK級)を短時間焼成で生成するこ
とが出来るのでlloK級超伝導体の厚膜、TR膜の作
製に対しても効果があり、従来よりもTcの高い超伝導
配線を作成することができる。
体の高Tc相(lloK級)を短時間焼成で生成するこ
とが出来るのでlloK級超伝導体の厚膜、TR膜の作
製に対しても効果があり、従来よりもTcの高い超伝導
配線を作成することができる。
第1図は組成りi:Pb:Sr:Ca:Cu=2:X:
2:2:3(X=0.0.5.1.0)を841 ℃1
5hで焼成した試料の粉末X線回折パターンを示す図、 第2図は組成りi:Pb:Sr:Ca:Cu=2:0.
5:2:2;3を750’C9hで焼成し、室温にクエ
ンチした試料の粉末X線回折パターンを示す図、 第3図はB1−3r−Cu−0系にCa、PbOx 3
0iitχ添加した試料と組成りi:Pb:Sr:Ca
:Cu=0.7:0.3:1:1:1.8の試料の粉末
X線回折パターンを示す図、 第4図はBizPb、5rzCa3Cu40y組成の粉
末X線回折パターンを示す図、 第5図はBi2Pb1SrzCasCu40y IJI
成の電気抵抗の温度変化を示す図、 第6図はBizPb+、5SrzCa4CLlsOV
&l成の粉末X線回折パターンを示す図、 第7図はBizPb+、5srzcaacusoy m
成の電気抵抗の温度変化を示す図、 第8図は組成りi:Pb:Sr:Ca:Cu=0.7:
0.3:1:1:1.8を841 ℃10h、50h、
200h大気中焼成した試料の電気抵抗の温度依存性を
示す図、 第9図は組成りi:Pb:Sr:Ca:Cu=0.7:
0.3:1:1:1.8を841 ℃loh、50h、
200h大気中焼成した試料の粉末X線回折パターンを
示す図、 第1O図は焼成したCazPbOx及びB1−Pb−5
r−Ca−Cu−0系のベレットのラマン散乱スペクト
ルを示す図第11図は817℃17h大気中焼成して形
成したCatPbOn の粉末X線回折パターンを示す
図である。 2θ e (〆e3.〕 第 ■ e (de、g−) 薯 2ケ(de3) Br2PIyJSf2 (43Cu、4−ど+、vaQ
’cv8ンーq>ぐ、1.l W* l\l、7− ン
形50 B72 f’f) r Sr2 Cn3Cu−、s O
;y誹1;’x;”)Fm彰帥−温琳盟化’fh 7
GEI Br2F’層5r2CttcCctsOyWE
J爪’n’lX気拭Ji’)E:LtX 、’3一〇 2θ(cle3. ) 第 ? ■ RayrlcLn 5hiftJ (Cyn り 夷 fθ ■
2:2:3(X=0.0.5.1.0)を841 ℃1
5hで焼成した試料の粉末X線回折パターンを示す図、 第2図は組成りi:Pb:Sr:Ca:Cu=2:0.
5:2:2;3を750’C9hで焼成し、室温にクエ
ンチした試料の粉末X線回折パターンを示す図、 第3図はB1−3r−Cu−0系にCa、PbOx 3
0iitχ添加した試料と組成りi:Pb:Sr:Ca
:Cu=0.7:0.3:1:1:1.8の試料の粉末
X線回折パターンを示す図、 第4図はBizPb、5rzCa3Cu40y組成の粉
末X線回折パターンを示す図、 第5図はBi2Pb1SrzCasCu40y IJI
成の電気抵抗の温度変化を示す図、 第6図はBizPb+、5SrzCa4CLlsOV
&l成の粉末X線回折パターンを示す図、 第7図はBizPb+、5srzcaacusoy m
成の電気抵抗の温度変化を示す図、 第8図は組成りi:Pb:Sr:Ca:Cu=0.7:
0.3:1:1:1.8を841 ℃10h、50h、
200h大気中焼成した試料の電気抵抗の温度依存性を
示す図、 第9図は組成りi:Pb:Sr:Ca:Cu=0.7:
0.3:1:1:1.8を841 ℃loh、50h、
200h大気中焼成した試料の粉末X線回折パターンを
示す図、 第1O図は焼成したCazPbOx及びB1−Pb−5
r−Ca−Cu−0系のベレットのラマン散乱スペクト
ルを示す図第11図は817℃17h大気中焼成して形
成したCatPbOn の粉末X線回折パターンを示す
図である。 2θ e (〆e3.〕 第 ■ e (de、g−) 薯 2ケ(de3) Br2PIyJSf2 (43Cu、4−ど+、vaQ
’cv8ンーq>ぐ、1.l W* l\l、7− ン
形50 B72 f’f) r Sr2 Cn3Cu−、s O
;y誹1;’x;”)Fm彰帥−温琳盟化’fh 7
GEI Br2F’層5r2CttcCctsOyWE
J爪’n’lX気拭Ji’)E:LtX 、’3一〇 2θ(cle3. ) 第 ? ■ RayrlcLn 5hiftJ (Cyn り 夷 fθ ■
Claims (1)
- (1)酸化物に換算して、下記(1)式で示される出発
原料組成比からなる混合物を750℃〜880℃の温度
で焼成する工程を有することを特徴とする超伝導物質の
製造方法。 Bi_2Pb_(_x_−_n_)_/_zSr_2C
a_xCu_x_+_1O_y・・・(1) 但し、1≦n<x 2<x<10 9<y<40.5 O:酸素
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63285125A JPH02133319A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 超伝導物質の製造方法 |
US07/382,180 US5049541A (en) | 1988-07-25 | 1989-07-19 | Process for preparing superconductor |
KR1019890010339A KR920000224B1 (ko) | 1988-07-25 | 1989-07-21 | 초전도물질의 제조방법 |
DE8989307481T DE68905701T2 (de) | 1988-07-25 | 1989-07-24 | Verfahren zur herstellung von supraleitern. |
EP89307481A EP0352996B1 (en) | 1988-07-25 | 1989-07-24 | Process for preparing superconductors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63285125A JPH02133319A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 超伝導物質の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02133319A true JPH02133319A (ja) | 1990-05-22 |
Family
ID=17687439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63285125A Pending JPH02133319A (ja) | 1988-07-25 | 1988-11-11 | 超伝導物質の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02133319A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02120227A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-08 | Fujikura Ltd | Bi系酸化物超電導体の製造方法 |
-
1988
- 1988-11-11 JP JP63285125A patent/JPH02133319A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02120227A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-08 | Fujikura Ltd | Bi系酸化物超電導体の製造方法 |
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