JPH02184556A - ビスマス系酸化物超電導成形体の製造方法 - Google Patents
ビスマス系酸化物超電導成形体の製造方法Info
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- JPH02184556A JPH02184556A JP1005543A JP554389A JPH02184556A JP H02184556 A JPH02184556 A JP H02184556A JP 1005543 A JP1005543 A JP 1005543A JP 554389 A JP554389 A JP 554389A JP H02184556 A JPH02184556 A JP H02184556A
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Landscapes
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、Ｂｉ系酸化物超電導成形体の製造方法に関す
る。
る。
最近周知のように液体窒素温度で使用できる酸化物超電
導体が見出され、この新超電導体の応用研究が内外で活
発になされている。特にＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系
等のＢｉ系酸化物超電導体は、水に対しても安定な上、
希土類元素を含まないので資源的利点もあり、多くの注
目を集めている。
導体が見出され、この新超電導体の応用研究が内外で活
発になされている。特にＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系
等のＢｉ系酸化物超電導体は、水に対しても安定な上、
希土類元素を含まないので資源的利点もあり、多くの注
目を集めている。
ところでこれらの酸化物超電導体は、脆い為、これを成
形体に加工するには、主に粉末焼結法が用いられている
。
形体に加工するには、主に粉末焼結法が用いられている
。
この粉末焼結法は、例えばＳ ｒ ＣＯｚ 、Ｃａ Ｃ
Ｏ，、Ｂ ｉ、ｏｓ 、Ｃｕｂ、ＰｂＯ等の化合物粉末
を所定量秤量して混合し、この混合粉体を所定温度に加
熱して仮焼成し、これを粉砕分級して原料物質となし、
次いでこの原料物質を所望形状に圧粉成形したのち、酸
素含有雰囲気中で所定温度にて加熱処理してＢｉ系酸化
物超電導成形体となすものである。
Ｏ，、Ｂ ｉ、ｏｓ 、Ｃｕｂ、ＰｂＯ等の化合物粉末
を所定量秤量して混合し、この混合粉体を所定温度に加
熱して仮焼成し、これを粉砕分級して原料物質となし、
次いでこの原料物質を所望形状に圧粉成形したのち、酸
素含有雰囲気中で所定温度にて加熱処理してＢｉ系酸化
物超電導成形体となすものである。
しかしながらこのような粉末焼結法にあっては、圧粉成
形体は、加熱処理の際高温に加熱されて軟化し変形して
しまうという問題があり、又得られるＢｉ系酸化物超電
導成形体は、脆いので強靭な基体に複合させて用いるこ
とが望ましいこともあって、圧粉成形体を金属又はＡＩ
ｔｚＯｓ 、Ｚ ｒ Ｏｘ等の通常のセラミックス板上
にのせて加熱処理して、超電導成形体の変形防止と基体
との複合化を同時に行わせる方法が提案されている。
形体は、加熱処理の際高温に加熱されて軟化し変形して
しまうという問題があり、又得られるＢｉ系酸化物超電
導成形体は、脆いので強靭な基体に複合させて用いるこ
とが望ましいこともあって、圧粉成形体を金属又はＡＩ
ｔｚＯｓ 、Ｚ ｒ Ｏｘ等の通常のセラミックス板上
にのせて加熱処理して、超電導成形体の変形防止と基体
との複合化を同時に行わせる方法が提案されている。
しかしながらこれらの方法においては基体の構成元素が
超電導体中へ拡散してＭｉ電導特性が低下したり、基体
との熱膨張差から超電導成形体に変形や割れが生じたり
、或いは、基体と超電導成形体との間の接合強度が弱い
等の種々の問題があった。
超電導体中へ拡散してＭｉ電導特性が低下したり、基体
との熱膨張差から超電導成形体に変形や割れが生じたり
、或いは、基体と超電導成形体との間の接合強度が弱い
等の種々の問題があった。
〔課題を解決するための手段及び作用］本発明は、かか
る状況に鑑みなされたものでその目的とするところは、
超電導特性に優れ、かつＢｉ系酸化物超電導体層と基体
との接合強度の高いＢｉ系酸化物超電導成形体の製造方
法を提供することにある。
る状況に鑑みなされたものでその目的とするところは、
超電導特性に優れ、かつＢｉ系酸化物超電導体層と基体
との接合強度の高いＢｉ系酸化物超電導成形体の製造方
法を提供することにある。
即ち本発明は、Ｃｕ及び少なくともＳｒ又はＣａの一種
を含む酸化物の焼結体からなる基体上に、ビスマス系酸
化物超電導体となし得る原料物質層を形成し、次いで、
この原料物質層が形成された基体を酸素含有雰囲気中で
加熱処理することを特徴とするものである。
を含む酸化物の焼結体からなる基体上に、ビスマス系酸
化物超電導体となし得る原料物質層を形成し、次いで、
この原料物質層が形成された基体を酸素含有雰囲気中で
加熱処理することを特徴とするものである。
本発明方法において、Ｂｉ系酸化物超電導体が形成され
る酸化物の焼結体からなる基体は、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕ又
はＳ「、Ｃｕ又はＣａ、Ｃｕなどの元素を含有する酸化
物の焼結体であって、いずれも融点が高く、Ｂｉ系酸化
物超電導体への加熱処理に際し、軟化して変形するよう
なことがない。
る酸化物の焼結体からなる基体は、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕ又
はＳ「、Ｃｕ又はＣａ、Ｃｕなどの元素を含有する酸化
物の焼結体であって、いずれも融点が高く、Ｂｉ系酸化
物超電導体への加熱処理に際し、軟化して変形するよう
なことがない。
父上記の基体の構成元素は、Ｂｉ系酸化物超電導体に含
まれる元素なので得られるＢｉ系酸化物超電導体は基体
により汚染されることがない。
まれる元素なので得られるＢｉ系酸化物超電導体は基体
により汚染されることがない。
更に上記基体上に成形されるＢｉ系酸化物超電導体層中
に含まれるＢｉｔＯｓやＰｂＯは融点が低く、加熱処理
時に一部が基体表面に滲出して基体との接合強度が高ま
る。
に含まれるＢｉｔＯｓやＰｂＯは融点が低く、加熱処理
時に一部が基体表面に滲出して基体との接合強度が高ま
る。
本発明方法において、基体となすＣｕ及びＳｒ又はＣａ
の少なくとも一種を含む酸化物焼結体の構成元素比率は
、特に限定するものではないが、Ｓｒ ：Ｃａ＝３ ：
１〜２ ： ３、（Ｓｒ＋Ｃａ）：Ｃｕ＝３ ： ２
〜１：３程度であれば、基体の接合界面部分が、Ｂｉ系
酸化物超電導体から滲出するＢｉｇ（）＋やＰｂＯと反
応してＢｉ系酸化物超電導体となり、その結果基体と超
電導体層との接合強度が高まると同時に、成形体全体の
超電導特性が向上し好ましいものである。
の少なくとも一種を含む酸化物焼結体の構成元素比率は
、特に限定するものではないが、Ｓｒ ：Ｃａ＝３ ：
１〜２ ： ３、（Ｓｒ＋Ｃａ）：Ｃｕ＝３ ： ２
〜１：３程度であれば、基体の接合界面部分が、Ｂｉ系
酸化物超電導体から滲出するＢｉｇ（）＋やＰｂＯと反
応してＢｉ系酸化物超電導体となり、その結果基体と超
電導体層との接合強度が高まると同時に、成形体全体の
超電導特性が向上し好ましいものである。
本発明方法において、Ｃｕ及びＳｒ又はＣａの少なくと
も一種を含む酸化物焼結体からなる基体内にＢｉ系酸化
物超電導体層の特性に影響を及ぼさない元素、例えばＡ
ｕ、Ａｇ、ＰＬ等の貴金属元素又はＢｉ、Ｐｂ等の超電
導体構成元素を酸化物等の化合物としてｉａ量混合して
おいても差し支えない。
も一種を含む酸化物焼結体からなる基体内にＢｉ系酸化
物超電導体層の特性に影響を及ぼさない元素、例えばＡ
ｕ、Ａｇ、ＰＬ等の貴金属元素又はＢｉ、Ｐｂ等の超電
導体構成元素を酸化物等の化合物としてｉａ量混合して
おいても差し支えない。
上記において、特に基体内にＢｉ又はＰｂが含有されて
いると、加熱処理時にＢｉ系酸化物超電導体層から滲出
してくるＢｉｚＯｉやＰｂＯに上記Ｂｉやｐｂが加わっ
て、基体表面近傍にＢｌ系酸化物超電導体層が形成され
易くなり好ましいものである。しかしながら基体内にＢ
ｉやＰｂが含有されていると基体の軟化温度が低下する
ので、Ｃｕ及びＳｒ、又はＣａ少なくとも一種を含む酸
化物焼結体からなる基体はＣｕ、ＳＵＳ又はセラミック
ス板等の上に形成するのが望ましい。
いると、加熱処理時にＢｉ系酸化物超電導体層から滲出
してくるＢｉｚＯｉやＰｂＯに上記Ｂｉやｐｂが加わっ
て、基体表面近傍にＢｌ系酸化物超電導体層が形成され
易くなり好ましいものである。しかしながら基体内にＢ
ｉやＰｂが含有されていると基体の軟化温度が低下する
ので、Ｃｕ及びＳｒ、又はＣａ少なくとも一種を含む酸
化物焼結体からなる基体はＣｕ、ＳＵＳ又はセラミック
ス板等の上に形成するのが望ましい。
上記のように本発明方法においては、Ｂｉ系酸化物超電
導体となし得る原料物質層中のＢｉｔＯｓやＰｂＯの一
部は、加熱処理の際、基体内に滲出して減少するので、
前記原料物質中にはＢｉｚＯｘやＰｂＯは多口に配合し
ておくのが望ましい。
導体となし得る原料物質層中のＢｉｔＯｓやＰｂＯの一
部は、加熱処理の際、基体内に滲出して減少するので、
前記原料物質中にはＢｉｚＯｘやＰｂＯは多口に配合し
ておくのが望ましい。
本発明方法において、Ｂｉ系酸化物超電導体となし得る
原料物質とは、例えばＢｉ、Ｏ，、ＰｂＯ１ＳｒＣＯｘ
、ＣａＣＯ３、ＣｕＯ等のＢｉ系酸化物超電導体の構
成元素をそれぞれ含有する化合物を各々所定量秤量し混
合したのち、これを加熱焼成し粉砕分級して得た焼成粉
体、或いはＢｉ系酸化物超電導体の構成元素をそれぞれ
含有する酸化物又は複合酸化物を各々所定量秤量し混合
した混合粉体等である。
原料物質とは、例えばＢｉ、Ｏ，、ＰｂＯ１ＳｒＣＯｘ
、ＣａＣＯ３、ＣｕＯ等のＢｉ系酸化物超電導体の構
成元素をそれぞれ含有する化合物を各々所定量秤量し混
合したのち、これを加熱焼成し粉砕分級して得た焼成粉
体、或いはＢｉ系酸化物超電導体の構成元素をそれぞれ
含有する酸化物又は複合酸化物を各々所定量秤量し混合
した混合粉体等である。
本発明方法において、Ｃｕ及びＳｒ又はＣａの少なくと
も一種を含む酸化物焼結体からなる基体上にＢｉ系酸化
物超電導体となし得る原料物質を層状に形成する方法と
しては、前記原料物質を前記基体上に圧粉成形する方法
、又は前記原料物質をニトロセルロースやブトキシエト
キシブタノール等と混練してペースト状となし、これを
前記基体上に塗布する方法等が適用される。
も一種を含む酸化物焼結体からなる基体上にＢｉ系酸化
物超電導体となし得る原料物質を層状に形成する方法と
しては、前記原料物質を前記基体上に圧粉成形する方法
、又は前記原料物質をニトロセルロースやブトキシエト
キシブタノール等と混練してペースト状となし、これを
前記基体上に塗布する方法等が適用される。
本発明方法において、Ｃｕ及びＳｒ又はＣａの少なくと
も一種を含む酸化物焼結体からなる基体上に層状に形成
されたＢｉ系酸化物超電導体となし得る原料物質は、酸
素含有雰囲気中で８００〜１０００°Ｃの温度にて加熱
処理がなされ、この加熱処理により前記原料物質は焼結
とともに、酸素の補給並びに結晶構造の調整がなされて
Ｂｉ系酸化物超電導体に反応するものである。
も一種を含む酸化物焼結体からなる基体上に層状に形成
されたＢｉ系酸化物超電導体となし得る原料物質は、酸
素含有雰囲気中で８００〜１０００°Ｃの温度にて加熱
処理がなされ、この加熱処理により前記原料物質は焼結
とともに、酸素の補給並びに結晶構造の調整がなされて
Ｂｉ系酸化物超電導体に反応するものである。
以下に本発明方法を実施例により詳細に説明する。
実施例１
ＳｒＣＯａ 、ＣａＣ０，、ＣｕＯをＳｒ：Ｃａ：Ｃｕ
が原子比で２＝１：２又は２ ： ２ ： ３ニなるよ
うに秤量して混合し、次いでこの原料混合粉体杏大気中
で９００“Ｃ６Ｈ仮焼成したのち、これを粉砕分級して
仮焼成粉体となし、次いでこの仮焼成粉体を５０Ｘ５０
Ｘ５＋ｎ＋＋＋の板状体に成形し、この板状体を９００
°Ｃ６Ｈ加熱焼結して基体を作製した。
が原子比で２＝１：２又は２ ： ２ ： ３ニなるよ
うに秤量して混合し、次いでこの原料混合粉体杏大気中
で９００“Ｃ６Ｈ仮焼成したのち、これを粉砕分級して
仮焼成粉体となし、次いでこの仮焼成粉体を５０Ｘ５０
Ｘ５＋ｎ＋＋＋の板状体に成形し、この板状体を９００
°Ｃ６Ｈ加熱焼結して基体を作製した。
他方、前記の仮焼成粉と同じ組成の仮焼成粉にＢｔｚＯ
ｚをＢｉ ：Ｓｒ ：Ｃａ ：Ｃｕが原子比で２、１
： ２ ： Ｉ ： ２になるように秤量し混合して原
料物質となし、次いでこの原料物質を前記基体上に厚さ
２聞の層状に圧粉成形し、次いでこれに大気中にて８５
０°Ｃ２Ｈ加熱処理を施してＢｉ系酸化物超電導成形体
を製造した。
ｚをＢｉ ：Ｓｒ ：Ｃａ ：Ｃｕが原子比で２、１
： ２ ： Ｉ ： ２になるように秤量し混合して原
料物質となし、次いでこの原料物質を前記基体上に厚さ
２聞の層状に圧粉成形し、次いでこれに大気中にて８５
０°Ｃ２Ｈ加熱処理を施してＢｉ系酸化物超電導成形体
を製造した。
実施例２
実施例１において、基体の作製を原料混合粉体にＣａＣ
Ｏ５とＣｕＯをＣａ：Ｃｕが原子比で１：２になるよう
に秤量し混合した混合粉体を用いて行った他は、実施例
１と同じ方法でＢｉ系酸化物超電導成形体を製造した。
Ｏ５とＣｕＯをＣａ：Ｃｕが原子比で１：２になるよう
に秤量し混合した混合粉体を用いて行った他は、実施例
１と同じ方法でＢｉ系酸化物超電導成形体を製造した。
実施例３
実施例１において、基体の作製を原料混合粉体に５ｒＣ
Ｏ，とＣｕＯをＳｒ：Ｃｕが原子比で１：１になるよう
に秤量し混合した混合粉体を用いて行った他は、実施例
１と同じ方法でＢｉ系酸化物超電導成形体を製造した。
Ｏ，とＣｕＯをＳｒ：Ｃｕが原子比で１：１になるよう
に秤量し混合した混合粉体を用いて行った他は、実施例
１と同じ方法でＢｉ系酸化物超電導成形体を製造した。
実施例４
Ｂｉ系酸化物超電導体となす原料物質に、実施例１で用
いたと同じ組成の仮焼成粉にＢｉｚＯｓ及びＰｂＯをＢ
ｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕが原子比で１．６：０．４
：２：２８３になるように混合した原料物質を用いた他
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。
いたと同じ組成の仮焼成粉にＢｉｚＯｓ及びＰｂＯをＢ
ｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕが原子比で１．６：０．４
：２：２８３になるように混合した原料物質を用いた他
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。
比較例１
基体にＳＵＳ又はＡ１．０３を用いた他は、実施例１と
同じ方法によりＢｉ系酸化物超電導体を製造した。
同じ方法によりＢｉ系酸化物超電導体を製造した。
斯くの如くして得られた各々のＢｉ系酸化物超電導成形
体について、形状、基体と超電導体層との接合性、Ｔ、
及びＪ、を測定した。尚、Ｊｃは、液体窒素（７７Ｋ）
中にて４端子法により測定した。
体について、形状、基体と超電導体層との接合性、Ｔ、
及びＪ、を測定した。尚、Ｊｃは、液体窒素（７７Ｋ）
中にて４端子法により測定した。
第１表より明らかなように本発明方法品（実施例１〜４
）は、比較方法孔（比較例１）に較べて超電導特性、接
合性及び形状に優れている。
）は、比較方法孔（比較例１）に較べて超電導特性、接
合性及び形状に優れている。
本発明方法品のうち実施例１． ４は酸化物焼結体から
なる基体にＳｒ、Ｃａ、Ｃｕ元素が含有されているので
、加熱焼結時Ｂｉｉ酸化物超電導体層からＢｉ、Ｏ，又
は／及びＰｂＯが滲出して基体表面近傍にＢｉ系超超電
導体層形成されて、Ｊ。
なる基体にＳｒ、Ｃａ、Ｃｕ元素が含有されているので
、加熱焼結時Ｂｉｉ酸化物超電導体層からＢｉ、Ｏ，又
は／及びＰｂＯが滲出して基体表面近傍にＢｉ系超超電
導体層形成されて、Ｊ。
が特に高い値のものとなった。
他方、比較方法孔は、いずれも接合性に劣り、その結果
超電導体層に変形が生じた。更に基体にＳＵＳを用いた
ものは、基体からＮｉ、Ｃｒ等の合金元素がＢｉ系超超
電導体層拡散してＴｃ及びＪ、が大幅に低下した。
超電導体層に変形が生じた。更に基体にＳＵＳを用いた
ものは、基体からＮｉ、Ｃｒ等の合金元素がＢｉ系超超
電導体層拡散してＴｃ及びＪ、が大幅に低下した。
以上述べたように本発明方法によれば、接合性並びに形
状が良好で、且つＴ、やＪｃ等の超電導特性に優れたＢ
ｉｉ酸化物超電導成形体が得られるので、工業上顕著な
効果を奏する。
状が良好で、且つＴ、やＪｃ等の超電導特性に優れたＢ
ｉｉ酸化物超電導成形体が得られるので、工業上顕著な
効果を奏する。
Claims (1)
- 銅及び少なくともストロンチウム又はカルシウムの一種
を含む酸化物の焼結体からなる基体上に、ビスマス系酸
化物超電導体となし得る原料物質層を形成し、次いで、
この原料物質層が形成された基体を酸素含有雰囲気中で
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
成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1005543A JPH02184556A (ja) | 1989-01-12 | 1989-01-12 | ビスマス系酸化物超電導成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1005543A JPH02184556A (ja) | 1989-01-12 | 1989-01-12 | ビスマス系酸化物超電導成形体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02184556A true JPH02184556A (ja) | 1990-07-19 |
Family
ID=11614105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1005543A Pending JPH02184556A (ja) | 1989-01-12 | 1989-01-12 | ビスマス系酸化物超電導成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02184556A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02217320A (ja) * | 1989-02-20 | 1990-08-30 | Tokai Univ | Ｂｉ基酸化物超電導体の製造方法 |
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1989
- 1989-01-12 JP JP1005543A patent/JPH02184556A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02217320A (ja) * | 1989-02-20 | 1990-08-30 | Tokai Univ | Ｂｉ基酸化物超電導体の製造方法 |
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