JPH02137762A - Oriented polycrystalline superconductor - Google Patents

Oriented polycrystalline superconductor

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JPH02137762A
JPH02137762A JP1258985A JP25898589A JPH02137762A JP H02137762 A JPH02137762 A JP H02137762A JP 1258985 A JP1258985 A JP 1258985A JP 25898589 A JP25898589 A JP 25898589A JP H02137762 A JPH02137762 A JP H02137762A
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JP
Japan
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range
superconductor
value
sinterable powder
oxide
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JP1258985A
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Japanese (ja)
Inventor
James Duane Livingston
ジェームズ・デュアン・リビングストン
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/80Constructional details
    • H10N60/85Superconducting active materials
    • H10N60/855Ceramic superconductors
    • H10N60/857Ceramic superconductors comprising copper oxide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

PURPOSE: To improve a current capacity by adding a specific ratio of rate earth elements anisotropic to YBa2Cu3O7-y and LaBa2Cu3O7-y and orienting the mixture by increasing alignment.
CONSTITUTION: Base material-forming powder (a) consisting of the respective oxides of Y and/or La, Ba and Cu or their precursors and having the ratios to yield the metal oxide meeting the compsn. of formula I, formula II (y is 0 to about 1) an their combination is prepd. An additive (b) mainly composed of the oxide of Ln (≥1 kinds among Nd, Eu, etc.), or its precursor mateal is prepd. and the mixture of both in which the additive (b) is about 1 to about 20 vol.% of the powder (a) is prepd. This mixture is brought into reaction at about 800°C to a temp. below the m.p. of the metal oxide described above, by which the product consisting of formula III, formula IV and their combination ((x) is about 0.01 to about 0.2) is obtd. This product is pulverized and is aligned by applying a magnetic field thereon. A compressed body is obtd. by compressing the aligned product. The compressed body is sintered at about 900°C to the temp. below the m.p. of the powder in an oxidation atmosphere to form a sintered compact having open porosity of 0 to about 20 vol.% and the sintered compact is then cooled in the oxidation atmosphere at speed at which a superconductor is formed.
COPYRIGHT: (C)1990,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 本願は、1988年9月6日に提出されかつ本発明の場
合と同じ譲受人に譲渡されたケイ・ダブリュー・レイ(
K、W、 Lay)の同時係属米国特許出願第2402
96号と関連を有している。この特許出願明細書中には
、配向した多結晶質超伝導体の製造方法が開示されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This application is filed on September 6, 1988 and is assigned to the same assignee as the present invention.
K., W., Lay) Co-pending U.S. Patent Application No. 2402
It is related to No. 96. This patent application discloses a method for producing oriented polycrystalline superconductors.

本発明は、Y B a2Cu3O7−y (Y −12
3)および(または) LaB a2Cu3O7−y 
(La−123)に異方性の希土類元素を添加して整列
度を高めることにより配向した多結晶質超伝導体を製造
する方法に関するものである。
The present invention provides Y B a2Cu3O7-y (Y -12
3) and (or) LaB a2Cu3O7-y
The present invention relates to a method of manufacturing an oriented polycrystalline superconductor by adding an anisotropic rare earth element to (La-123) to increase the degree of alignment.

当業界においては、YあるいはLaからLuまでのラン
タニド元素の大部分を含有する123組成の高温超伝導
体が・製造されている。なお、割合に安定な4+イオン
を生じるランタニド元素(すなわち、Ce、Prおよび
Tb)は例外を成すと考えられている。これまでの研究
の多くはY−123化合物を用いて行われてきた。この
物質は高度の異方性を持った超伝導特性を示すことが判
明している。特に、(001)面内における臨界電流値
は面外における臨界電流値よりも遥かに大きい。
In the industry, high temperature superconductors of composition 123 containing most of the lanthanide elements from Y or La to Lu have been produced. Note that the lanthanide elements (ie, Ce, Pr, and Tb), which produce relatively stable 4+ ions, are believed to form an exception. Much of the research to date has been conducted using the Y-123 compound. This material has been found to exhibit superconducting properties with a high degree of anisotropy. In particular, the critical current value in the (001) plane is much larger than the critical current value out of the plane.

ところで、ランダムに配列した結晶粒から成る多結晶質
の塊状体は、隣接した結晶粒同士が整列していないため
に大きい臨界電流値を示さないものと予想される。これ
が事実であれば、大きい電流容量を持った超伝導体を必
要とする用途においては、単結晶を使用するか、あるい
は高い秩序度を持った結晶粒から成る多結晶体を使用し
なければならないことになる。粉末から圧縮体を形成し
、次いで該圧縮体を焼結によって高密度化することから
成る通常のセラミック成形技術は、123組成の塊状超
伝導体を製造するための方法として好適であると考えら
れる。しかし残念ながら、こうして得られた高密度物体
中の結晶粒はランダムな配列状態しか示さない。それ故
、結晶粒を配向させるための簡単な方法が要望されてい
るのである。
By the way, it is expected that a polycrystalline block consisting of randomly arranged crystal grains does not exhibit a large critical current value because adjacent crystal grains are not aligned with each other. If this is true, applications requiring superconductors with large current capacities must use single crystals or polycrystals consisting of highly ordered grains. It turns out. Conventional ceramic forming techniques, consisting of forming a compact from a powder and then densifying the compact by sintering, are considered suitable as a method for producing bulk superconductors of composition 123. . Unfortunately, however, the crystal grains in the resulting high-density object exhibit only a random arrangement. Therefore, there is a need for a simple method for orienting grains.

整列した結晶粒から成る多結晶質の焼結体を製造するた
めに有効であることが判明している方法の1つは、上記
のごとき物質の磁化率の異方性を利用するというもので
ある。123化合物の結晶は磁界中において整列するこ
とが証明されている。
One method that has been found to be effective for producing polycrystalline sintered bodies consisting of aligned grains is to take advantage of the anisotropy of the magnetic susceptibility of the materials described above. be. Crystals of the 123 compound have been shown to align in a magnetic field.

Y−123、Dy−123、N1423、S@−123
およびHo−123は、結晶のC軸が磁界と平行になる
ように整列する。しかるに、Eu−123、Gd−12
3、Tom−123、Yb−123およびEr−123
は結晶のC軸が磁界に対して垂直になるように整列する
。 Y−123およびLa−,123の磁化率は、銅イ
オンおよび伝導電子に由来するものである。他方、Ln
がP「からYltまでの範囲内にあるようなLll−1
23化合物は、Lnイオン上の磁気モーメントに由来す
る遥かに大きい磁化率(および磁化率の異方性)を示す
。なお、YおよびLaイオンは磁性イオンでない。
Y-123, Dy-123, N1423, S@-123
and Ho-123 are aligned such that the C-axis of the crystal is parallel to the magnetic field. However, Eu-123, Gd-12
3, Tom-123, Yb-123 and Er-123
are aligned so that the C-axis of the crystal is perpendicular to the magnetic field. The magnetic susceptibilities of Y-123 and La-,123 are derived from copper ions and conduction electrons. On the other hand, Ln
Lll-1 such that is within the range from P' to Ylt
Compound 23 exhibits a much larger magnetic susceptibility (and anisotropy in magnetic susceptibility) derived from the magnetic moment on the Ln ion. Note that Y and La ions are not magnetic ions.

本発明の方法は、簡単に述べれば、(a)Yおよび(ま
たは)La、Ba  並びにCuのそれぞれの酸化物ま
たはそれらの前駆物質から成り、 かつY B a2C
u3O7−y、 L a B a2Cu3O7−yおよ
びそれらの組合せ(ただし、yは0〜約1の範囲内の値
を有する)から成る群より選ばれた1者の組成に1致す
る金属酸化物組成を与えるような比率で使用される母材
生成粉末を用意し、(b)Lnの酸化物(ただし、Ln
は Nd、Em、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb
およびそれらの組合せから成る群より選ばれた元素であ
る)またはそれの前駆物質から主として成る添加剤を用
意し、(c)前記Lnの酸化物が前記Yおよび(または
)Laの酸化物の約1〜約20(容量)%の範囲内にあ
るようにして前記母材生成粉末と前記添加剤との混合物
を調製し、(d)約800℃から前記金属酸化物の融点
未満までの範囲内の反応温度に前記混合物を加熱するこ
とにより、前記反応温度に達するまでに前記前駆物質を
分解して対応する金属酸化物を生成させてから前記混合
物を反応させ、それによってYl−。
Briefly, the method of the present invention comprises: (a) Y and/or respective oxides of La, Ba and Cu or precursors thereof;
A metal oxide composition that matches the composition of one selected from the group consisting of u3O7-y, L a Ba2 Cu3O7-y, and combinations thereof (where y has a value within the range of 0 to about 1). (b) Ln oxide (however, Ln
are Nd, Em, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb
and a combination thereof) or a precursor thereof; (c) the oxide of Ln is approximately equal to the oxide of Y and/or La; (d) from about 800° C. to below the melting point of the metal oxide; By heating the mixture to a reaction temperature of , the precursor is decomposed to form the corresponding metal oxide before the reaction temperature is reached and the mixture is reacted, thereby producing Yl-.

(Ln)xBazcuiot−y、  La、−x(L
n)、Ba2Cu3o 7−yおよびそれらの組合せく
ただし、Xは約0゜01〜約0.2の範囲内の値を有し
、yは0〜約1の範囲内の値を有し、そしてLnは前記
に定義された通りである)から成る群より選ばれた反応
生成物を生成させ、(e)前記反応生成物を微粉砕して
焼結性粉末を得、(f)前記焼結性粉末に整列用磁界を
印加することにより、前記焼結性粉末をそれの優先磁化
軸に沿って実質的に整列させ、(g)このようにして整
列させた前記焼結性粉末を圧縮することにより、前記焼
結性粉末がそれの優先磁化軸に沿って実質的に整列して
成る圧縮体を形成し、(h)約900℃から前記焼結性
粉末の融点未満までの範囲内の温度を使用しながら前記
圧縮体を酸化雰囲気中において焼結することにより、0
〜約20(容量)%の範囲内の開放気孔率を有する焼結
体を形成し、次いで(i>超伝導体を生成するような速
度を使用しながら前記焼結体を酸化雰囲気中において冷
却する諸工程から成ることを特徴とするものである。
(Ln)xBazcuiot-y, La,-x(L
n), Ba2Cu3o 7-y and combinations thereof, where X has a value within the range of about 0°01 to about 0.2, y has a value within the range of 0 to about 1, and (e) pulverizing said reaction product to obtain a sinterable powder; (f) pulverizing said reaction product to obtain a sinterable powder; substantially aligning said sinterable powder along its preferred axis of magnetization by applying an alignment magnetic field to said sinterable powder; and (g) compressing said sinterable powder thus aligned. (h) forming a compact body comprising said sinterable powder substantially aligned along its preferred axis of magnetization; By sintering the compressed body in an oxidizing atmosphere using a temperature of 0.
forming a sintered body with an open porosity in the range of ~20% (by volume) and then cooling said sintered body in an oxidizing atmosphere using a rate such that (i> produces a superconductor) It is characterized by consisting of various steps.

本発明方法の実施に際しては、−最に、酸化イツトリウ
ムおよび(または>Pi化シランタン炭酸バリウム並び
に酸化銅が母材生成粉末として使用される。これらの母
材生成粉末は、 Y B a2Cu3o 7−y、L 
a B a2Cu3O7−yおよびそれらの組合せ(た
だし、yは0〜約1の範囲内の値を有するが、通例は0
〜約0.7の範囲内にある)から成る群より選ばれた1
者の組成に合致する金属酸化物組成を与えるような比率
で使用される。
In carrying out the method of the invention, - firstly, yttrium oxide and (or > barium silanthane carbonate Pi) and copper oxide are used as matrix-forming powders. These matrix-forming powders are: , L
a B a2Cu3O7-y and combinations thereof, where y has a value within the range of 0 to about 1, but typically 0
1 selected from the group consisting of
used in proportions to provide a metal oxide composition that matches that of the individual.

添加剤は、一般的に述べれば、Lnの酸化物(ただし、
LnはNd、Em、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Y
bおよびそれらの組合せから成る群より選ばれた希土類
元素である)から成っている。かかる添加剤は一般に酸
化イツトリウム、酸化ランタンまたはそれらの組合せを
基準として約1〜約20(容量)%の範囲内の量で使用
され、また通例は約2〜約5(容量)%の範囲内の量で
使用される。なお、添加剤の実際の使用量は実験的に決
定される。
Generally speaking, the additive is an oxide of Ln (however,
Ln is Nd, Em, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Y
b) and combinations thereof. Such additives are generally used in amounts ranging from about 1 to about 20% (by volume), and typically from about 2 to about 5% (by volume), based on yttrium oxide, lanthanum oxide, or combinations thereof. used in amounts of Note that the actual amount of additive used is determined experimentally.

所望ならば、上記のごとき酸化物反応体の粒子状無機前
駆物質を使用することもできる。かかる前駆物質は完全
に分解して対応する酸化物と副生ガスとを生成し、そし
て反応塊中にいかなる汚染物をも残留させないようなも
のでなければならない。炭酸バリウムは酸化バリウムの
有用な前駆物質である。かかる前駆物質は、所要量の対
応する酸化物を生成するのに十分な量で使用することが
必要である。
If desired, particulate inorganic precursors of the oxide reactants, such as those described above, can also be used. Such precursors must be such that they completely decompose to produce the corresponding oxides and by-product gases and do not leave any contaminants in the reaction mass. Barium carbonate is a useful precursor to barium oxide. It is necessary that such precursors be used in amounts sufficient to produce the required amount of the corresponding oxide.

上記のごとき酸化物反応体またはそれらの前駆物質は、
反応の生起を可能にするような粒度を有していなければ
ならない。一般に、これらの粉末は商業的に入手可能な
粒度範囲(通例1ミクロン未満から約100ミクロンま
での粒度範囲)内において使用される。これらの粉末は
また、大きい粒度(すなわち、約100ミクロンを実質
的に越える粒度)の硬い凝集体を含まないことも必要で
ある。なぜなら、かかる凝集体は混合操作後にも残留し
て反応体同士の十分な接触を妨げ、それによって反応速
度の低下を招くことがあるからである。
The oxide reactants or their precursors as mentioned above are
It must have a particle size that allows the reaction to occur. Generally, these powders are used within the commercially available particle size range, typically from less than 1 micron to about 100 microns. These powders also need to be free of hard agglomerates of large particle size (ie, particle size substantially greater than about 100 microns). This is because such aggregates may remain after the mixing operation and prevent sufficient contact between the reactants, thereby reducing the reaction rate.

上記のごとき母材生成粉末および添加剤を混合すること
によって混合物が調製される。均質もしくは実質的に均
質な反応生成物を得るため、かかる混合物は均質らしく
は実質的に均質であることが好ましい。かかる混合物を
調製するためには、ボールミル処理をはじめとする各種
の常用技術を使用することができる。
A mixture is prepared by mixing the matrix forming powder and additives as described above. Preferably, such mixtures are homogeneous or substantially homogeneous in order to obtain a homogeneous or substantially homogeneous reaction product. A variety of conventional techniques can be used to prepare such mixtures, including ball milling.

このような母材生成粉末と添加剤との混合物を反応させ
ることによって反応生成物が得られる。
A reaction product is obtained by reacting a mixture of such a base material forming powder and an additive.

かかる反応は、一般に約800℃から金属酸化物の融点
未満までの反応温度を使用しながら、酸化雰囲気中にお
いて行われる。通例、反応温度は約850〜1000°
Cあるいは約900〜950℃の範囲内にある。反応時
間は実験的に決定される6一般に、反応生成物は酸化雰
囲気中においてほぼ室温にまで冷却される。一般的に述
べれば、反応の実施および反応生成物の冷却に際して使
用される酸化雰囲気は少なくとも約1(容量)%の酸素
を含有するものであり、また該雰囲気の残部は反応生成
物に顕著に悪影響を及ぼさない気体から成る。
Such reactions are generally conducted in an oxidizing atmosphere using reaction temperatures from about 800° C. to below the melting point of the metal oxide. Typically, the reaction temperature is about 850-1000°
C or within the range of about 900-950°C. Reaction times are determined experimentally.6 Generally, the reaction products are cooled to about room temperature in an oxidizing atmosphere. Generally speaking, the oxidizing atmosphere used in carrying out the reaction and cooling the reaction products will contain at least about 1% (by volume) oxygen, and the remainder of the atmosphere will not significantly affect the reaction products. Consists of gases that do not have any harmful effects.

かかる気体の代表例としては、窒素ガスおよびアルゴン
やヘリウムのごとき貴ガスが挙げられる。
Representative examples of such gases include nitrogen gas and noble gases such as argon and helium.

なお、かかる酸化雰囲気は酸素または空気から成ること
が好ましい。一般に、かかる酸化雰囲気はほぼ大気圧下
にあればよい。
Note that the oxidizing atmosphere preferably consists of oxygen or air. Generally, such an oxidizing atmosphere need only be at approximately atmospheric pressure.

上記の反応生成物は、  Y +−x(L H)XB 
a2Cu3O ?−31,L &1−X(L 11)X
B a2C113O7−31およびそれらの組合せくた
だし、Xは約0.01〜約0.2の範囲内の値を有し、
yは0〜約1の範囲内の値を有し、そしてLnは前記に
定義された通りである)から成る群より選ばれたもので
ある。かかる反応生成物中においては、Xは通例約0,
02〜約0.05の範囲内の値を有し、またyは通例0
〜約0.7の範囲内の値を有する。
The above reaction product is Y+−x(LH)XB
a2Cu3O? -31,L &1-X(L 11)X
B a2C113O7-31 and combinations thereof, where X has a value within the range of about 0.01 to about 0.2;
y has a value within the range of 0 to about 1, and Ln is as defined above. In such reaction products, X is typically about 0,
02 to about 0.05, and y is typically 0
to about 0.7.

上記のごとき反応生成物を微粉砕することによって所望
の焼結性粉末が得られる。かかる微粉砕を行うためには
、摩砕をはじめとする常用技術を使用することができる
。かかる焼結性粉末は一般に1ミクロン未満から約10
ミクロンまでの範囲内の平均粒度を有するが、通例は約
0.1〜約5ミクロンあるいは約0.2〜約4ミクロン
の範囲内の平均粒度を有する。なお、平均粒度は通常の
技術によって測定することができる。
The desired sinterable powder is obtained by pulverizing the reaction product as described above. Conventional techniques can be used to effect such comminution, including milling. Such sinterable powders generally have a particle size of less than 1 micron to about 10
It has an average particle size in the range of up to microns, but typically has an average particle size in the range of about 0.1 to about 5 microns or about 0.2 to about 4 microns. Note that the average particle size can be measured by conventional techniques.

本発明方法の実施に際しては、焼結性粉末を(c軸に対
して平行または垂直である)それの優先磁1ヒ軸に沿っ
て少なくとも実質的に整列させるため、好ましくは室温
下で焼結性粉末に整列用磁界が印加される。詳しく述べ
れば、焼結性粉末は添加剤中の希土類元素の優先磁化軸
に沿って整列することになる。焼結性粉末に対する整列
用磁界の印加は焼結性粉末から圧縮体を形成する前に行
−゛われるが、圧縮体の形成中にもそれを継続すること
が好ましい。一般に、整列用磁界は約17約100キロ
エルステツドの範囲内にあればよいが、実際の強さは実
験的に決定される。
In carrying out the method of the invention, the sintering powder is preferably sintered at room temperature in order to align the sinterable powder at least substantially along its preferred magnetic axis (parallel or perpendicular to the c-axis). An alignment magnetic field is applied to the magnetic powder. Specifically, the sinterable powder will align along the preferential magnetization axis of the rare earth element in the additive. Although the alignment magnetic field is applied to the sinterable powder before forming the compacted body from the sinterable powder, it is preferable to continue applying it even during the formation of the compacted body. Generally, the alignment field will be in the range of about 17 to about 100 kiloersteds, although the actual strength will be determined experimentally.

焼結性粉末から圧縮体を形成するためには、各種の常用
技術を使用することができる。たとえば、押出し、射出
成形、型圧縮、スリップ鋳込またはテープ流延によって
焼結性粉末から所望形状の圧縮体を形成することができ
る。1つの方法に従って詳しく述べれば、プレス内にお
いて(通例は層状を成す)焼結性粉末に整列用磁界を印
加し、次いで(好ましくは整列用磁界中において)整列
した焼結性粉末を圧縮することによって圧縮体が形成さ
れる。
A variety of conventional techniques can be used to form compacts from sinterable powders. For example, a compact of the desired shape can be formed from the sinterable powder by extrusion, injection molding, die compaction, slip casting or tape casting. In detail, according to one method, applying an alignment magnetic field to the sinterable powder (usually in layers) in a press and then compressing the aligned sinterable powder (preferably in the alignment magnetic field). A compressed body is formed.

別の方法に従えば、焼結性粉末をヘプタンのごとき有機
液体中に分散させることによってスラリーが調製される
。このスラリーを適当な焼成容器(たとえばアルミナボ
ート)内に配置し、そして整列用磁界を印加しながら液
体を蒸発させれば、容器内に整列した圧縮体が形成され
る。次いで、この圧縮体を焼成すれば本発明の焼結体が
得られることになる。
According to another method, a slurry is prepared by dispersing a sinterable powder in an organic liquid such as heptane. This slurry is placed in a suitable firing vessel (eg, an alumina boat) and the liquid is evaporated while an alignment magnetic field is applied to form compacted bodies aligned within the vessel. Next, by firing this compressed body, the sintered body of the present invention will be obtained.

更に別の方法に従えば、焼結性粉末のスラリーを多孔質
の型に入れた後、整列用磁界中において通常のごときス
リップ鋳込を行うことにより、整列した圧縮体が形成さ
れる。
According to yet another method, an aligned compact is formed by placing a slurry of sinterable powder in a porous mold followed by conventional slip casting in an alignment magnetic field.

更に別の方法に従えば、整列用磁界中において焼結性粉
末のスラリーからテープが流延される。
According to yet another method, a tape is cast from a slurry of sinterable powder in an alignment magnetic field.

上記の焼結性粉末には、圧縮体の形成に際して有用な滑
剤、分散剤、結合剤などの成形助剤を混合することもで
きる。かかる成形助剤は当業界において公知のものであ
ればよく、かつ常法に従って使用すればよい、なお、そ
れらの使用量は実験的に決定される。それらは一般に有
機物質であるが、比較的低い温度(好ましくは500℃
以下)で加熱した場合に蒸発または分解して残留物を全
くもしくはほとんど生じないようなものであることが好
ましい。かかる成形助剤は、磁気による焼結性粉末の整
列を許すと共に、本発明方法に顕著な悪影響を及ぼさな
いものでなければならない。
The above-mentioned sinterable powder can also be mixed with forming aids such as lubricants, dispersants, binders, etc. that are useful in forming a compressed body. Such molding aids may be those known in the art and may be used in accordance with conventional methods, with the amount used being determined experimentally. They are generally organic materials but at relatively low temperatures (preferably 500°C
It is preferable to use a material that evaporates or decomposes and produces no or almost no residue when heated under the following conditions. Such shaping aids must permit magnetic alignment of the sinterable powder and must not have a significant adverse effect on the process of the invention.

上記の圧縮体は、少なくとも本発明の焼結体を生成する
のに十分な密度を有していなければならない。なお、焼
結時における高密度化を容易にするため、圧縮体は理論
密度の少なくとも約45%に等しい密度を有することが
好ましい。
The compressed body described above must have at least a density sufficient to produce the sintered body of the present invention. In order to facilitate high density during sintering, the compacted body preferably has a density equal to at least about 45% of the theoretical density.

圧縮体の焼結は、一般にほぼ大気圧下にある酸化雰囲気
中において行われる。かかる酸化雰囲気は、化学式中に
おける酸素(0)の含量が少なくとも約6.0であるよ
うな焼結体を生成するのに少なくとも十分な程度の酸化
性を有していなければならない。一般に、焼結(または
焼成)用の雰囲気は少なくとも約1く容量)%の酸素を
含有するものであり、また該雰囲気の残部は焼結体に麗
著な悪影響を及ぼさない気体でなければならない。かか
る気体の代表例としては、窒素ガスおよびアルゴンやヘ
リウムのごとき貴ガスが挙げられる。なお、焼結用の雰
囲気は酸素から成ることが最も好ましい。
Sintering of the compact is generally carried out in an oxidizing atmosphere at approximately atmospheric pressure. Such an oxidizing atmosphere must be at least sufficiently oxidizing to produce a sintered body in which the content of oxygen (0) in the chemical formula is at least about 6.0. Generally, the sintering (or firing) atmosphere should contain at least about 1% (by volume) oxygen, and the remainder of the atmosphere should be a gas that does not have a significant adverse effect on the sintered body. . Representative examples of such gases include nitrogen gas and noble gases such as argon and helium. Note that it is most preferable that the sintering atmosphere consists of oxygen.

焼結は、約900°Cから圧縮体の酸化物成分の融点未
満までの範囲内の温度において行われる。
Sintering is carried out at a temperature ranging from about 900°C to below the melting point of the oxide component of the compact.

焼結温度は一般に約900〜約1000℃の範囲内にあ
り、また通例は約950〜約975°Cの範囲内にある
。実際の焼結温度は実験的に決定されるが、それは焼結
性粉末の粒度、圧縮体の密度、および焼結体において所
望される最終密度に大きく依存する。一般的に述べれば
、焼結温度が高くなるほど、高い密度および大きい結晶
粒度を持った焼結体が得られる。
Sintering temperatures generally range from about 900°C to about 1000°C, and typically from about 950°C to about 975°C. The actual sintering temperature is determined experimentally and is highly dependent on the particle size of the sinterable powder, the density of the compact, and the final density desired in the sintered body. Generally speaking, the higher the sintering temperature, the higher the density and grain size of the sintered body.

焼結時間は広範囲にわたって変わり得るが、実際の焼結
時間は実験的に決定される。一般的に述べれば、焼結時
間が長くなるほど大きい結晶粒度を持った焼結体が得ら
れる。一般に、焼結時間は約2〜8時間の範囲内にある
Sintering times can vary over a wide range, but the actual sintering time is determined experimentally. Generally speaking, the longer the sintering time, the greater the grain size of the sintered body. Generally, the sintering time will be in the range of about 2 to 8 hours.

こうして得られた焼結体は、本発明の超伝導体を生成す
るような速度を使用しながら、一般にほぼ大気圧下にあ
る酸化雰囲気中において冷却される。冷却条件は広範囲
にわたって変わり得るが、実際の冷却条件は実験的に決
定される。一般的に述べれば、冷却用の酸化雰囲気は少
なくとも約20(容量)%の酸素を含有するものであり
、またに部の気体は得られる超伝導体に対して顕著な悪
影響を及ぼさないものでなければならない、なお、酸化
雰囲気は空気から成ることが好ましく、また酸素から成
れば一層好ましい。
The sintered body thus obtained is cooled in an oxidizing atmosphere, generally at about atmospheric pressure, using a rate that produces the superconductor of the invention. Cooling conditions can vary over a wide range, but actual cooling conditions are determined experimentally. Generally speaking, the oxidizing atmosphere for cooling should contain at least about 20% (by volume) oxygen, and the additional gas should not have a significant adverse effect on the resulting superconductor. The oxidizing atmosphere preferably consists of air, and more preferably of oxygen.

冷却工程に関して詳しく述べれば、一般に約700〜約
400°Cの温度範囲においては、少なくとも超伝導体
を生成するのに十分な量の斜方晶系結晶構造を生み出す
ような速度で焼結体を冷却する必要がある。一般に、こ
のような約700〜約400°Cの温度範囲においては
、焼結体中に追加の酸素が導入される。その際には、所
要の斜方晶系結晶構造を生み出すのに十分なだけの酸素
を焼結体中に導入することが必要である。
Specifically regarding the cooling process, the sintered body is generally sintered in a temperature range of about 700°C to about 400°C at a rate that produces at least a sufficient amount of orthorhombic crystal structure to form a superconductor. Needs to be cooled. Generally, additional oxygen is introduced into the sintered body in this temperature range of about 700 to about 400 degrees Celsius. In this case, it is necessary to introduce enough oxygen into the sintered body to produce the required orthorhombic crystal structure.

約400℃からはより早い速度で焼結体を冷却してもよ
いが、その速度は熱衝撃によって焼結体が破砕するほど
に早くてはならない0通例、焼結体は室温(すなわち、
約20〜約3O℃の範囲内の温度)にまで冷却される。
From about 400°C the sintered body may be cooled at a faster rate, but the rate must not be so fast that thermal shock causes the sintered body to fracture. Typically, the sintered body is cooled to room temperature (i.e.
to a temperature within the range of about 20 to about 3O<0>C.

この冷却工程は焼結体の他の成分くすなわち、酸素以外
の成分)の景に顕著な影響は及ぼさない。
This cooling process does not significantly affect the appearance of other components of the sintered body (ie, components other than oxygen).

上記のごとき焼結体およびそれから得られる超伝導体は
、同じ密度または気孔率を有する。焼結体は多少の閉鎖
気孔を有することもあるが、一般には開放気孔を有して
いる。かかる気孔はく好ましくは1ミクロン未満の)小
さいものであると共に、焼結体中に十分に分散すること
によってそれの機械的性質に顕著な悪影響を及ぼさない
ことが好ましい、気孔率は、焼結体の研京断面を光学的
に検査するなどの標準的な金属組織学的技術によって測
定することができる。
The sintered body and the superconductor obtained therefrom have the same density or porosity. Although the sintered body may have some closed pores, it generally has open pores. The porosity of the sintered body is defined by the porosity, which is preferably small (preferably less than 1 micron) and sufficiently dispersed in the sintered body so as not to significantly adversely affect its mechanical properties. It can be measured by standard metallographic techniques, such as optically examining a Kenkyo section of the body.

ここで言う「閉鎖気孔」とは、焼結体の表面に開いてお
らず、従って周囲の雰囲気に接触していない細孔または
空隙を意味する。一般に、閉鎖気孔率は焼結体全体の0
〜約10(容量)%の範囲内にあるが、好ましくは約5
(容量)%未満であり、また−層好ましくは約1(容量
)%未満である。
The term "closed pores" as used herein means pores or voids that are not open on the surface of the sintered body and therefore not in contact with the surrounding atmosphere. Generally, the closed porosity is 0 for the entire sintered body.
to about 10% (by volume), preferably about 5%
% (by volume), and preferably less than about 1% (by volume).

ここで言う「開放気孔」とは、焼結体の表面に開いてお
り、従って内面が周囲の雰囲気に接触し得るような細孔
または空隙を意味する。
The term "open pores" as used herein means pores or voids that are open on the surface of the sintered body, so that the inner surface can come into contact with the surrounding atmosphere.

焼結体は超伝導体を生成するのに十分なだけの表面積を
有していなければならないが、実際の表面積は実験的に
決定される。詳しく述べれば、酸化雰囲気中における冷
却に際して、焼結体は酸素との接触によって超伝導体を
生成するのに少なくとも十分なだけの表面積を有してい
なければならない、一般的に述べれば、焼結体の表面積
の一部はそれの開放気孔によって提供される。なお、極
めて薄い焼結体の場合には開放気孔が必要でないことも
ある。一般に、本発明の超伝導体は0〜約20(容量)
%の開放気孔率を有するが、好ましくは約2〜約20(
容量)%の開放気孔率を有し、また−層好ましくは約5
〜約15(容量)%の開放気孔率を有する。なお、開放
気孔率は約7〜約10(容量)%の範囲内にあるのが通
例である。
The sintered body must have sufficient surface area to produce a superconductor, but the actual surface area is determined experimentally. Specifically, upon cooling in an oxidizing atmosphere, the sintered body must have at least enough surface area to form a superconductor upon contact with oxygen; generally speaking, sintering Part of the body's surface area is provided by its open pores. Note that in the case of an extremely thin sintered body, open pores may not be necessary. Generally, the superconductors of the present invention have a capacitance of 0 to about 20
% open porosity, preferably from about 2 to about 20 (
% by volume and an open porosity of - layer preferably about 5
It has an open porosity of ~15% (by volume). Note that the open porosity is typically within a range of about 7 to about 10% (by volume).

一般的に述べれば、本発明の超伝導体は円板または多角
形の形状を持った板状の結晶粒から成っていて、かかる
板状結晶粒の外周は不規則である。
Generally speaking, the superconductor of the present invention consists of plate-shaped crystal grains having a disk or polygonal shape, and the outer circumference of such plate-shaped crystal grains is irregular.

長軸方向における結晶粒度は少なくとも約1ミクロンで
あるが、実際の値は焼結性粉末の粒度および焼結条件に
応じて広範囲に変わり得る。たとえば、長軸方向におけ
る結晶粒度は約1ミクロンから約100ミクロンにまで
わたり得る。通例、長軸方向における結晶粒度は約1〜
約5ミクロン、約2〜約5ミクロンあるいは約2〜約4
ミクロンの範囲内にあるのが通例である。
The grain size in the longitudinal direction is at least about 1 micron, but the actual value can vary widely depending on the grain size of the sinterable powder and the sintering conditions. For example, grain size in the longitudinal direction can range from about 1 micron to about 100 microns. Typically, the grain size in the long axis direction is approximately 1 to
about 5 microns, about 2 to about 5 microns, or about 2 to about 4
It is typically in the micron range.

超伝導体中における結晶粒の方位は、本発明方法の実施
時における焼結性粉末の方位に大きく依存する。一般的
に述べれば、焼結性粉末のC軸が整列用磁界と平行にな
るように整列する場合には、得られる超伝導体中の板状
結晶粒のほぼ全部が互いに積層した状態になる。他方、
焼結性粉末のC軸が整列用磁界に対して垂直になるよう
に整列する場合には、得られる超伝導体中の板状結晶粒
は整列用磁界に対して垂直な共通平面内にC軸を有する
が、それ以外の点では任意の方向に向かって(すなわち
、360°の範囲にわたって)配列する。
The orientation of the grains in the superconductor is highly dependent on the orientation of the sinterable powder during the implementation of the method of the invention. Generally speaking, if the C-axis of the sinterable powder is aligned so that it is parallel to the alignment magnetic field, almost all of the plate-like crystal grains in the resulting superconductor will be in a state where they are stacked on top of each other. . On the other hand,
If the C-axis of the sinterable powder is aligned perpendicular to the alignment magnetic field, the plate-like crystal grains in the resulting superconductor will have a C axis in a common plane perpendicular to the alignment magnetic field. have an axis, but are otherwise aligned in any direction (i.e., over a range of 360°).

従来、Y−123およびLa−123の焼結体は整列し
ていない結晶粒から成ると共に、それらの結晶粒度は一
般に約2〜3ミクロンに制限されて−いた6その理由は
、大きい結晶粒度を有する焼結体は加熱時に割れを生じ
るからであった。従来のものと異なり、本発明の超伝導
体は結晶粒が整列しているために盟著な異方性を持った
熱膨張を示す。その結果、結晶粒度に関する制限は存在
しない。また、−a的に述べれば、結晶粒界は弱い結合
部位であって臨界電流値を低下させる。しかるに、本発
明の超伝導体中の結晶粒は所望ならば比較的大きくする
ことができるから、結晶粒界を少なくして臨界電流値を
上昇させることが可能である。
Previously, Y-123 and La-123 sintered bodies were composed of unaligned grains and their grain size was generally limited to about 2-3 microns.6 The reason for this was that large grain sizes were This is because the sintered body having the above-mentioned structure cracks when heated. Unlike conventional superconductors, the superconductor of the present invention exhibits significant anisotropic thermal expansion due to the aligned crystal grains. As a result, there are no restrictions on grain size. Furthermore, in terms of -a, grain boundaries are weak bonding sites and reduce the critical current value. However, since the grains in the superconductor of the present invention can be relatively large if desired, it is possible to reduce grain boundaries and increase critical current values.

本発明の超伝導体は、  Y 1−X(L n)、B 
a2Cu3O7□、L al−x(Ln)XB a2C
u、o 7−yおよびそれらの組合せ(ただし、Xは約
0.01〜約0.2の範囲内の値を有し、yは0〜約0
.3の範囲内の値を有し、そしてLnは前記に定義され
た通りである)から成る群より選ばれた組成を有してい
る。なお、Xは約0.02〜約0.05の範囲内の値を
有するのが通例である。また、yは0〜約0.2の範囲
内の値を有することが好ましい。Xおよびyの実際の値
は実験的に決定されるが、それらは所望される超伝導体
に大きく依存する。
The superconductor of the present invention has Y1-X(Ln), B
a2Cu3O7□, L al-x(Ln)XB a2C
u, o 7-y and combinations thereof, where X has a value within the range of about 0.01 to about 0.2, and y has a value of 0 to about 0
.. 3 and Ln is as defined above. Note that X typically has a value within the range of about 0.02 to about 0.05. Further, y preferably has a value within the range of 0 to about 0.2. The actual values of X and y are determined experimentally and are highly dependent on the desired superconductor.

本発明の超伝導体は、少なくとも所望の超伝導性を付与
するのに十分な量の斜方晶系結晶構造を含有している。
The superconductor of the present invention contains at least a sufficient amount of orthorhombic crystal structure to impart desired superconductivity.

一般に、斜方晶系結晶相の存在はX線回折分析、透過型
電子顕微鏡検査または偏光顕微鏡検査によって確認する
ことができる。なお、本発明の超伝導体は多結晶質であ
る。
Generally, the presence of an orthorhombic crystal phase can be confirmed by X-ray diffraction analysis, transmission electron microscopy or polarized light microscopy. Note that the superconductor of the present invention is polycrystalline.

本発明の超伝導体が有する超伝導性は通常の技術によっ
て確認することができる。たとえば、それは磁束排斥効
果(すなわちマイスナー効果)によって証明することが
できる。一般的に述べれば、本発明の超伝導体は約77
により高いゼロ抵抗転移温度(すなわち、電気抵抗が存
在しなくなる温度)を有している。なお、本発明の超伝
導体は好ましくは約85により高いゼロ抵抗転移温度を
有し、また最も好ましくは約90により高いゼロ抵抗転
移温度を有する。
The superconductivity of the superconductor of the present invention can be confirmed by conventional techniques. For example, it can be demonstrated by the magnetic flux repulsion effect (ie Meissner effect). Generally speaking, the superconductor of the present invention is about 77
It has a higher zero resistance transition temperature (ie, the temperature at which electrical resistance ceases to exist). It should be noted that the superconductors of the present invention preferably have a zero resistance transition temperature higher than about 85, and most preferably have a zero resistance transition temperature higher than about 90.

本発明の超伝導体は、磁石、電動機、発電機および送電
線路用の導体として有用である。
The superconductors of the present invention are useful as conductors for magnets, motors, generators, and power transmission lines.

本発明を一層詳しく説明するため、以下に実施例を示す
Examples are shown below to explain the present invention in more detail.

実施例1 1a06gのY2O3,7,65g(’)E r20B
、47、72 gのCuOおよび7a94gのBaCO
3がら成る粉末混合物を調製した。はぼ大気圧下にある
空気中において、この粉末混合物を約950℃で約20
時間にわたって反応させた。
Example 1 1a06g Y2O3,7,65g(')E r20B
, 47, 72 g of CuO and 7a94 g of BaCO
A powder mixture consisting of three components was prepared. This powder mixture was heated at about 950°C for about 20 minutes in air at atmospheric pressure.
The reaction was allowed to take place over a period of time.

次いで、ボールミル内において反応生成物を4時間にわ
たり粉砕し、それによって個々の粒子を分離させた。こ
うして得られた焼結性粉末に間する一点BET表面積測
定結果から計算したところ、それの相対粒度の指標であ
る球換算平均結晶粒径は約0.97ミクロンであった。
The reaction product was then milled in a ball mill for 4 hours, thereby separating the individual particles. As calculated from the results of one-point BET surface area measurement of the sinterable powder thus obtained, the average grain size in terms of sphere, which is an index of relative grain size, was about 0.97 microns.

X線回折分析によれば、この焼結性粉末は単一の相から
成ることが判明した。
X-ray diffraction analysis showed that the sinterable powder consisted of a single phase.

初期の混合比率に基づけば、この焼結性粉末はY o、
 aE rQ、 2B a2Cu3o 7−yから成る
ことが判明した。また、別の研究結果に基づけば、酸素
(0)の含量は約6〜7の範囲内にあることが判明した
Based on the initial mixing ratio, this sinterable powder has Y o,
It was found to consist of aE rQ, 2B a2Cu3o 7-y. Also, based on the results of another study, the content of oxygen (0) was found to be in the range of about 6-7.

約100gの焼結性粉末を室温のへブタンと混合するこ
とによってスラリーを調製した。なお、サルコシル−〇
 (Sarkosyl−0)の商品名で販売されている
有機物質の数滴を分散剤として添加した。
A slurry was prepared by mixing approximately 100 g of sinterable powder with hebutane at room temperature. In addition, several drops of an organic substance sold under the trade name Sarkosyl-0 were added as a dispersant.

こうして得られたスラリーをアルミナボート内に装入し
た後、空気中において室温下で約40キロエルステツド
の整列用磁界を印加した。約16時間にわたって整列用
磁界を印加し続けたが、その間に液体媒質は蒸発しな、
こうして得られた圧縮体を含有するアルミナボートをア
ルミナ製の管状炉内に配置した。
After the slurry thus obtained was charged into an alumina boat, a magnetic field for alignment of about 40 kOersted was applied at room temperature in air. The alignment magnetic field was continuously applied for about 16 hours, during which time the liquid medium did not evaporate.
The alumina boat containing the compressed body thus obtained was placed in an alumina tube furnace.

はぼ大気圧下にある酸素ガス流中において、圧縮体を約
950°Cで10時間にわたり焼結した。
The compacts were sintered at approximately 950° C. for 10 hours in a stream of oxygen gas at nearly atmospheric pressure.

次いで、はぼ大気圧下にある酸素ガス流中において、焼
結体を室温にまで炉内冷却した。詳しく述べれば、約2
0°C/時の速度で焼結体を室温にまで冷却した。なお
、酸素流量は約1立方フィート7時であった。
Next, the sintered body was cooled to room temperature in a furnace in a flow of oxygen gas under near atmospheric pressure. To be more specific, about 2
The sintered body was cooled to room temperature at a rate of 0°C/hour. Note that the oxygen flow rate was about 1 cubic foot at 7:00.

こうして得られた超伝導体を切断することによって試料
を得た。
A sample was obtained by cutting the superconductor thus obtained.

試料のX線回折分析の結果、12B化合物相のみが存在
することが判明した。
X-ray diffraction analysis of the sample revealed that only the 12B compound phase was present.

やはりX線回折分析の結果、結晶粒はそれらのC軸が整
列用磁界の方向に対して垂直になるように整列している
ことが判明した。このような整列方向は、Er−123
結晶について予想される整列方向である。
Again, as a result of X-ray diffraction analysis, it was found that the crystal grains were aligned such that their C axes were perpendicular to the direction of the alignment magnetic field. Such alignment direction is Er-123
This is the expected alignment direction for the crystal.

研摩した試料を偏光顕微鏡によって検査したところ、超
伝導体相において予期される双晶が結晶粒の内部に認め
られた。結晶粒の最大寸法は約2ミクロンから50ミク
ロンにまでわたっていた。
Examination of the polished samples by polarized light microscopy revealed the expected twinning in the superconductor phase within the grains. The maximum grain size ranged from about 2 microns to 50 microns.

なお、結晶粒の多くは約10〜25ミクロンの最大寸法
を有していた。結晶粒の厚さはそれよりも小さくて、多
くは約5ミクロンであった。12B化合物においては、
C軸方向が他の2方向よりも薄い異方性の結晶粒形状が
普通である。
Note that many of the grains had a maximum dimension of about 10-25 microns. The grain thickness was smaller, often around 5 microns. In the 12B compound,
An anisotropic grain shape in which the C-axis direction is thinner than the other two directions is common.

磁束排斥効果(すなわちマイスナー効果)によって確認
したところ、試料は77にで超伝導性を示すことが判明
した。
The sample was found to exhibit superconductivity at 77 as determined by the magnetic flux exclusion effect (ie Meissner effect).

別の研究結果に基づけば、こうして得られた超伝導体は
Y o、 soE ro、 20B a2Cu3O ?
−y (ただし、yは約0.2以下の値を有する)から
成り、かつ約10(容量)%の開放気孔率を有すること
が判明した。
Based on the results of other studies, the superconductors thus obtained are Y o, soE ro, 20B a2Cu3O?
-y, where y has a value of about 0.2 or less, and was found to have an open porosity of about 10% (by volume).

かかる超伝導体は、磁石、電動機、発電機、および大電
流かつ低損失の導体を必要とするその他の用途において
有用であると考えられる。
Such superconductors are believed to be useful in magnets, motors, generators, and other applications requiring high current, low loss conductors.

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.(a)Yおよび(または)La,Ba並びにCuの
それぞれの酸化物またはそれらの前駆物質から成り、か
つYBa_2Cu_3O_7_−_y、LaBa_2C
u_3O_7_−_yおよびそれらの組合せ(ただし、
yは0〜約1の範囲内の値を有する)から成る群より選
ばれた1者の組成に合致する金属酸化物組成を与えるよ
うな比率で使用される母材生成粉末を用意し、(b)L
nの酸化物(ただし、LnはNd、Eu、Gd、Dy、
Ho、Er、Tm、Ybおよびそれらの組合せから成る
群より選ばれた元素である)またはそれの前駆物質から
主として成る添加剤を用意し、(c)前記Lnの酸化物
が前記Yおよび(または)Laの酸化物の約1〜約20
(容量)%の範囲内にあるようにして前記母材生成粉末
と前記添加剤との混合物を調製し、(d)約800℃か
ら前記金属酸化物の融点未満までの範囲内の反応温度に
前記混合物を加熱することにより、前記反応温度に達す
るまでに前記前駆物質を分解して対応する金属酸化物を
生成させてから前記混合物を反応させ、それによってY
_1_−_x(Ln)_xBa_2Cu_3O_7_−
_y、La_1_−_x(Ln)_xBa_2Cu_3
O_7_−_yおよびそれらの組合せ(ただし、xは約
0.01〜約0.2の範囲内の値を有し、yは0〜約1
の範囲内の値を有し、そしてLnは前記に定義された通
りである)から成る群より選ばれた反応生成物を生成さ
せ、(e)前記反応生成物を微粉砕して焼結性粉末を得
、(f)前記焼結性粉末に整列用磁界を印加することに
より、前記焼結性粉末をそれの優先磁化軸に沿って実質
的に整列させ、(g)このようにして整列させた前記焼
結性粉末を圧縮することにより、前記焼結性粉末がそれ
の優先磁化軸に沿って実質的に整列して成る圧縮体を形
成し、(h)約900℃から前記焼結性粉末の融点未満
までの範囲内の温度を使用しながら前記圧縮体を酸化雰
囲気中において焼結することにより、0〜約20(容量
)%の範囲内の開放気孔率を有する焼結体を形成し、次
いで(i)超伝導体を生成するような速度を使用しなが
ら前記焼結体を酸化雰囲気中において冷却する諸工程か
ら成ることを特徴とする多結晶質超伝導体の製造方法。
1. (a) consisting of Y and/or respective oxides of La, Ba and Cu or their precursors, and YBa_2Cu_3O_7_-_y, LaBa_2C
u_3O_7_-_y and combinations thereof (however,
y has a value within the range of 0 to about 1), the matrix forming powders are prepared in proportions to provide a metal oxide composition that matches the composition of one member selected from the group consisting of: b)L
oxide of n (however, Ln is Nd, Eu, Gd, Dy,
(c) the oxide of Ln is an element selected from the group consisting of Ho, Er, Tm, Yb, and combinations thereof) or a precursor thereof; ) about 1 to about 20 of La oxide
(d) at a reaction temperature within the range of about 800° C. to below the melting point of the metal oxide; By heating the mixture, until the reaction temperature is reached, the precursor is decomposed to form the corresponding metal oxide before the mixture is reacted, thereby
_1_-_x(Ln)_xBa_2Cu_3O_7_-
_y, La_1_-_x(Ln)_xBa_2Cu_3
O_7_-_y and combinations thereof, where x has a value in the range of about 0.01 to about 0.2, and y has a value in the range of 0 to about 1
and Ln is as defined above); (e) pulverizing said reaction product to make it sinterable; (f) substantially aligning the sinterable powder along its preferred axis of magnetization by applying an alignment magnetic field to the sinterable powder; (g) thus aligning the sinterable powder; (h) compressing the sinterable powder from about 900°C to form a compact body comprising the sinterable powder substantially aligned along its preferred axis of magnetization; sintering the compact in an oxidizing atmosphere using a temperature in the range below the melting point of the powder to produce a sintered body having an open porosity in the range of 0 to about 20% (by volume). and then (i) cooling said sintered body in an oxidizing atmosphere using a rate such as to produce a superconductor.
2.yが0〜約0.7の範囲内の値を有する請求項1記
載の方法。
2. The method of claim 1, wherein y has a value within the range of 0 to about 0.7.
3.前記Lnの酸化物が前記Yおよび(または)Laの
酸化物の約2〜約5(容量)%の範囲内にある請求項1
記載の方法。
3. 2. The oxide of Ln is within the range of about 2% to about 5% (by volume) of the oxide of Y and/or La.
Method described.
4.前記焼結性粉末が1ミクロン未満から約10ミクロ
ンまでの範囲内の平均粒度を有する請求項1記載の方法
4. The method of claim 1, wherein the sinterable powder has an average particle size within the range of less than 1 micron to about 10 microns.
5.前記混合物が空気中において反応させられる請求項
1記載の方法。
5. The method of claim 1, wherein the mixture is reacted in air.
6.前記反応温度が約850〜1000℃の範囲内にあ
る請求項1記載の方法。
6. 2. The method of claim 1, wherein said reaction temperature is within the range of about 850-1000<0>C.
7.前記焼結性粉末から圧縮体を形成する前記工程中に
も前記焼結性粉末に前記整列用磁界が印加される請求項
1記載の方法。
7. 2. The method of claim 1, wherein the alignment magnetic field is applied to the sinterable powder also during the step of forming a compact from the sinterable powder.
8.前記焼結工程が酸素中において実施される請求項1
記載の方法。
8. Claim 1, wherein the sintering step is carried out in oxygen.
Method described.
9.前記焼結温度が約900〜約1000℃の範囲内に
ある請求項1記載の方法。
9. 2. The method of claim 1, wherein said sintering temperature is within the range of about 900 to about 1000<0>C.
10.前記冷却工程が酸素中において実施される請求項
1記載の方法。
10. 2. The method of claim 1, wherein said cooling step is carried out in oxygen.
11.LnがErである請求項1記載の方法。11. 2. The method of claim 1, wherein Ln is Er. 12.Y_1_−_x(Ln)_xBa_2Cu_3O
_7_−_y、La_1_−_x(Ln)_xBa_2
Cu_3O_7_−_yおよびそれらの組合せ(ただし
、xは約0.01〜約0.2の範囲内の値を有し、yは
0〜約0.3の範囲内の値を有し、そしてLnはNd、
Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Ybおよびそれ
らの組合せから成る群より選ばれた元素である)から成
る群より選ばれた組成を有し、長軸方向において約5ミ
クロンまでの結晶粒度を有し、かつ約20(容量)%ま
での開放気孔率を有することを特徴とする多結晶質超伝
導体。
12. Y_1_-_x(Ln)_xBa_2Cu_3O
_7_-_y, La_1_-_x(Ln)_xBa_2
Cu_3O_7_-_y and combinations thereof, where x has a value within the range of about 0.01 to about 0.2, y has a value within the range of 0 to about 0.3, and Ln Nd,
a crystal of up to about 5 microns in the long axis direction A polycrystalline superconductor characterized in that it has a grain size and an open porosity of up to about 20% (by volume).
13.xが約0.02〜約0.05の範囲内の値を有す
る請求項12記載の超伝導体。
13. 13. The superconductor of claim 12, wherein x has a value within the range of about 0.02 to about 0.05.
14.yが0〜約0.2の範囲内の値を有する請求項1
2記載の超伝導体。
14. Claim 1 wherein y has a value within the range of 0 to about 0.2.
2. The superconductor according to 2.
15.約5〜約15(容量)%の開放気孔率を有する請
求項12記載の超伝導体。
15. 13. The superconductor of claim 12 having an open porosity of about 5 to about 15% (by volume).
16.長軸方向において約2〜約5ミクロンの結晶粒度
を有する請求項12記載の超伝導体。
16. 13. The superconductor of claim 12 having a grain size of about 2 to about 5 microns in the longitudinal direction.
17.約77Kより高いゼロ抵抗転移温度を有する請求
項12記載の超伝導体。
17. 13. The superconductor of claim 12 having a zero resistance transition temperature greater than about 77K.
18.LnがErである請求項12記載の超伝導体。18. 13. The superconductor according to claim 12, wherein Ln is Er. 19.Y_1_−_x(Ln)_xBa_2Cu_3O
_7_−_y(ただし、xは約0.01〜約0.05の
範囲内の値を有し、yは0〜約0.2範囲内の値を有し
、そしてLnはNd、Em、Gd、Dy、Ho、Er、
Tm、Ybおよびそれらの組合せから成る群より選ばれ
た元素である)から主として成る組成を有し、長軸方向
において約5ミクロンまでの粒度を持った外周の不規則
な板状結晶粒から成り、かつ約20(容量)%までの開
放気孔率を有することを特徴とする多結晶質超伝導体。
19. Y_1_-_x(Ln)_xBa_2Cu_3O
_7_-_y (where x has a value within the range of about 0.01 to about 0.05, y has a value within the range of 0 to about 0.2, and Ln is Nd, Em, Gd ,Dy,Ho,Er,
It has a composition consisting mainly of elements selected from the group consisting of Tm, Yb and combinations thereof), and is composed of irregular plate-like grains with an irregular outer circumference and a grain size of up to about 5 microns in the long axis direction. and an open porosity of up to about 20% (by volume).
20.LnがErである請求項19記載の超伝導体。20. The superconductor according to claim 19, wherein Ln is Er.
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