JPH02225318A - 酸化物超伝導材料 - Google Patents
酸化物超伝導材料Info
- Publication number
- JPH02225318A JPH02225318A JP1043704A JP4370489A JPH02225318A JP H02225318 A JPH02225318 A JP H02225318A JP 1043704 A JP1043704 A JP 1043704A JP 4370489 A JP4370489 A JP 4370489A JP H02225318 A JPH02225318 A JP H02225318A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide superconductor
- transition temperature
- temperature
- superconductor
- crystal structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 title abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 7
- WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N bismuth(iii) oxide Chemical compound O=[Bi]O[Bi]=O WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract 2
- 229910002480 Cu-O Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 abstract 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 abstract 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract 1
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N oxo(oxolanthaniooxy)lanthanum Chemical compound O=[La]O[La]=O KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000012856 weighed raw material Substances 0.000 abstract 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 abstract 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 2
- 230000005668 Josephson effect Effects 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000005292 diamagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
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
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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、高い超伝導転移温度を持つ酸化物超伝導材料
に関するものである。
に関するものである。
従来の技術
超伝導材料は、1)電気抵抗がゼロである、2)完全反
磁性である、 3)ジョセフソン効果がある、といった
、他の材料にない特性を持っており、既に超伝導マグネ
ットや、5QtJID等に利用されている。また今後も
、電力輸送、発電器、核融合プラズマ閉じ込め、磁気浮
上列車、磁気シールド、高速コンピュータ等の幅広い応
用が期待されて(′する。その材料としては、従来、N
bxGe 等の金属系の超伝導体が用いられていた。
磁性である、 3)ジョセフソン効果がある、といった
、他の材料にない特性を持っており、既に超伝導マグネ
ットや、5QtJID等に利用されている。また今後も
、電力輸送、発電器、核融合プラズマ閉じ込め、磁気浮
上列車、磁気シールド、高速コンピュータ等の幅広い応
用が期待されて(′する。その材料としては、従来、N
bxGe 等の金属系の超伝導体が用いられていた。
発明が解決しようとする課題
ところが、金属系超伝導体では、超伝導転移温度は最も
高いものでも23に程度であり、実使用時には高価な液
体ヘリウムと大がかりな断熱装置を使って冷却しなけれ
ばならず、工業上大きな問題であった。このため、より
高温で超伝導体となる材料の探索が行われていた。
高いものでも23に程度であり、実使用時には高価な液
体ヘリウムと大がかりな断熱装置を使って冷却しなけれ
ばならず、工業上大きな問題であった。このため、より
高温で超伝導体となる材料の探索が行われていた。
1986年にへ°ト°ノルフ(Bednorz)とミュ
ーラー(Mutter)により約40にという高い超伝
導転移温度をもつ、酸化物系超伝導材料(L at−z
s rz)*Cu OXが見いだされ、それ以後Y B
a 2 Cu s Owe B1−5r−Ca−C
u−0などで、あいついでより高い温度での超伝導転移
が報告されている。超伝導転移温度が高いほど冷却が容
易となり、また同じ温度で使用した場合の臨界電流密度
や臨界磁場も大きくなる事が予想され、応用範囲も広が
るものと期待される。本発明は、これら新しい酸化物超
伝導体組成の一つである。
ーラー(Mutter)により約40にという高い超伝
導転移温度をもつ、酸化物系超伝導材料(L at−z
s rz)*Cu OXが見いだされ、それ以後Y B
a 2 Cu s Owe B1−5r−Ca−C
u−0などで、あいついでより高い温度での超伝導転移
が報告されている。超伝導転移温度が高いほど冷却が容
易となり、また同じ温度で使用した場合の臨界電流密度
や臨界磁場も大きくなる事が予想され、応用範囲も広が
るものと期待される。本発明は、これら新しい酸化物超
伝導体組成の一つである。
課題を解決するための手段
組成として、少なくともBi、La+CaおよびCuを
含み、格子定数がa=o、54nrrh c=2.9
8nmの正方晶系に属する結晶+14造を有することを
特徴とする、酸化物超伝導材料。
含み、格子定数がa=o、54nrrh c=2.9
8nmの正方晶系に属する結晶+14造を有することを
特徴とする、酸化物超伝導材料。
作用
発明者等は、従来知られていない酸化物高温超伝導体の
組成比を鋭意探索一研究した結果、上記の組成からなる
物質において、比較的高(X温度番こおける超伝導転移
を見いだした。その超伝導転移温度は約50にであり、
従来の金属系材料はもちろん、(L at−zS rz
)2Cu OXよりも高囚実施例 出発原料として、純度99%以上のBi2O3+L a
20a+c a COs+Cu Oの各粉末を用も)た
。
組成比を鋭意探索一研究した結果、上記の組成からなる
物質において、比較的高(X温度番こおける超伝導転移
を見いだした。その超伝導転移温度は約50にであり、
従来の金属系材料はもちろん、(L at−zS rz
)2Cu OXよりも高囚実施例 出発原料として、純度99%以上のBi2O3+L a
20a+c a COs+Cu Oの各粉末を用も)た
。
これらの粉末を、表1の組成比となり、かつ粉末の総重
量が20gとなるようにそれぞれ秤量した。
量が20gとなるようにそれぞれ秤量した。
表1.配合組成比(モル比)
秤量粉末を振動ミルにて直径2mmのZrC)2ボール
を用い、エタノール20m1を分散媒として1時間粉砕
混合した。混合終了後、分散媒ごと全量を乾燥機中で1
20°Cで乾燥させた。得られた粉末を750℃で5時
間、空気中で仮焼した後、振動ミルにて前述と同様の方
法で30分間粉砕し、120℃で乾燥させた。この粉末
の0.6g を18mmX4mmの金型中で800Kg
/cm”の圧力で一軸加圧成形した。この成形体を、電
気炉にて空気中で830℃または850℃で72時間焼
成し、冷却した。昇降温速度はいずれも300℃/hと
した。
を用い、エタノール20m1を分散媒として1時間粉砕
混合した。混合終了後、分散媒ごと全量を乾燥機中で1
20°Cで乾燥させた。得られた粉末を750℃で5時
間、空気中で仮焼した後、振動ミルにて前述と同様の方
法で30分間粉砕し、120℃で乾燥させた。この粉末
の0.6g を18mmX4mmの金型中で800Kg
/cm”の圧力で一軸加圧成形した。この成形体を、電
気炉にて空気中で830℃または850℃で72時間焼
成し、冷却した。昇降温速度はいずれも300℃/hと
した。
焼結体は銀電極を付け、通常の4端子法により電気抵抗
の温度変化を測定電流L OmAで300I〈から 5
Kまで測定し、超伝導転移により電気抵抗が急救に低下
し始める温度(TI)と、抵抗が0となる温度(T2)
を求めた。また、焼結体の帯磁率の温度変化を測定し、
マイスナー効果により帯磁率が急激に変化し始める温度
(T3)を求めた。
の温度変化を測定電流L OmAで300I〈から 5
Kまで測定し、超伝導転移により電気抵抗が急救に低下
し始める温度(TI)と、抵抗が0となる温度(T2)
を求めた。また、焼結体の帯磁率の温度変化を測定し、
マイスナー効果により帯磁率が急激に変化し始める温度
(T3)を求めた。
結果を表2に示した。
表2.焼結体の特性(単位K)
TIニア!!気低抵抗低下開始温度Tc onset)
T2:電気抵抗消失温度 (Tc R=0)T3:マ
イスナー効果開始温度 表2より明らかなように、No、Iの試料では、超伝導
転移は観察されず、電気抵抗は半導体的に増加した。一
方、No、2. No、3の試料では、300−100
に間では電気抵抗がやや減少するか、はぼ一定であり、
No、2の825℃焼成で50 K1No、3の825
℃で58により電気抵抗が太き(減少しはじめ、それぞ
れ17にと22にで電気抵抗が実質杖消失した。また、
マイスナー効果による帯磁率の変化もそれぞれ27にと
29にで観察された。
T2:電気抵抗消失温度 (Tc R=0)T3:マ
イスナー効果開始温度 表2より明らかなように、No、Iの試料では、超伝導
転移は観察されず、電気抵抗は半導体的に増加した。一
方、No、2. No、3の試料では、300−100
に間では電気抵抗がやや減少するか、はぼ一定であり、
No、2の825℃焼成で50 K1No、3の825
℃で58により電気抵抗が太き(減少しはじめ、それぞ
れ17にと22にで電気抵抗が実質杖消失した。また、
マイスナー効果による帯磁率の変化もそれぞれ27にと
29にで観察された。
No、2.3の試料の850℃焼成では、温度は若干低
下するもののやはり超伝導転移が認められた。
下するもののやはり超伝導転移が認められた。
また、No、3の試料では、38に以外に84に付近に
も、電気抵抗変化の小さな折れ曲がりが観察された。
も、電気抵抗変化の小さな折れ曲がりが観察された。
次に表2に示した各焼結体を粉砕し、粉末X線回折測定
を行ったところ、超伝導を示さないNo、1の試料では
、約20にの超伝導転移温度を持つ、B r e S
r 2 Cu OX と同じ回折パターンが得られ、a
=0.54nm1 c:2.38nmの正方晶系に属す
る相が主要相として生成していた。一方、超伝導転移を
示す、No、2.3の試料では、主要な回折ピークのパ
ターンは、80にの超伝導転移温度を持つ、B i2S
r2caCu20xとの回折パターンと類似のもので
あった。ただしNBI2Sr2CaCu 20 tが、
a=0.54nms c=3.O8nmの正方品で
あるのに対して、本組成系の主要州は、a、=0.54
nm1 c=2.98nm と、C軸長が少し短くなっ
ていた。Sr、Ca+ Laのイオン半径は、それぞ
れり、25 1.12 1.18(8配位)である
ので、この相はBi25reCaCu s Ox組成の
SrがLaとCaで置換されているものと考えられる。
を行ったところ、超伝導を示さないNo、1の試料では
、約20にの超伝導転移温度を持つ、B r e S
r 2 Cu OX と同じ回折パターンが得られ、a
=0.54nm1 c:2.38nmの正方晶系に属す
る相が主要相として生成していた。一方、超伝導転移を
示す、No、2.3の試料では、主要な回折ピークのパ
ターンは、80にの超伝導転移温度を持つ、B i2S
r2caCu20xとの回折パターンと類似のもので
あった。ただしNBI2Sr2CaCu 20 tが、
a=0.54nms c=3.O8nmの正方品で
あるのに対して、本組成系の主要州は、a、=0.54
nm1 c=2.98nm と、C軸長が少し短くなっ
ていた。Sr、Ca+ Laのイオン半径は、それぞ
れり、25 1.12 1.18(8配位)である
ので、この相はBi25reCaCu s Ox組成の
SrがLaとCaで置換されているものと考えられる。
B i+ L a + Ca + Cu の組合せで
は、(L a 1−XCax)2Cu Oaが、約40
に程度の転移温度を持った超伝導体として知られている
が、X線回折ではこの相は観察されず、また転移温度も
より高くなっている。さらに表1の、B i 2L a
s、sc a2.sCu 20 KおよびB 12La
++、5ca3.5cusox組成の、B i+ L
a + Ca * Cuそれぞれ一成分を除いた組成で
同様にして焼結体を作製し、電気抵抗変化等を測定した
が、はとんどの場合に試料は絶縁体となり、超伝導転移
を示す試料は得られなかった。
は、(L a 1−XCax)2Cu Oaが、約40
に程度の転移温度を持った超伝導体として知られている
が、X線回折ではこの相は観察されず、また転移温度も
より高くなっている。さらに表1の、B i 2L a
s、sc a2.sCu 20 KおよびB 12La
++、5ca3.5cusox組成の、B i+ L
a + Ca * Cuそれぞれ一成分を除いた組成で
同様にして焼結体を作製し、電気抵抗変化等を測定した
が、はとんどの場合に試料は絶縁体となり、超伝導転移
を示す試料は得られなかった。
従って、Bi、La、CaおよびCuを含み、格子定数
がa=o、54nmz c=2.98.nmの正方晶
系に属する結晶構造を存する相が本発明における超伝導
相である。
がa=o、54nmz c=2.98.nmの正方晶
系に属する結晶構造を存する相が本発明における超伝導
相である。
発明の効果
本発明は従来にない組成、B1−La−Ca −Cu−
0系組成の酸化物超伝導体である。得られたセラミック
スの転移温度は、(L at−xs rx)zCuOz
相の40Kを越えるものである。
0系組成の酸化物超伝導体である。得られたセラミック
スの転移温度は、(L at−xs rx)zCuOz
相の40Kを越えるものである。
Claims (1)
- 組成として、少なくともBi,La,CaおよびCuを
含み、格子定数がa=0.54nm,c:2.98nm
の正方晶系に属する結晶構造を有することを特徴とする
、酸化物超伝導材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1043704A JPH02225318A (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | 酸化物超伝導材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1043704A JPH02225318A (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | 酸化物超伝導材料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02225318A true JPH02225318A (ja) | 1990-09-07 |
Family
ID=12671206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1043704A Pending JPH02225318A (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | 酸化物超伝導材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02225318A (ja) |
-
1989
- 1989-02-23 JP JP1043704A patent/JPH02225318A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH02225318A (ja) | 酸化物超伝導材料 | |
JPH02252622A (ja) | 酸化物超伝導材料 | |
JPH02129022A (ja) | 酸化物超伝導材料 | |
JPH02229718A (ja) | 酸化物超伝導材料とその製造方法 | |
JPH02107518A (ja) | 酸化物超伝導材料 | |
JPH02275720A (ja) | 酸化物超伝導材料 | |
JPH02129023A (ja) | 酸化物超伝導材料 | |
JP2675998B2 (ja) | 粒子高配向性高緻密焼結体の製造法 | |
JPH02133317A (ja) | 酸化物超伝導材料 | |
JPS63291853A (ja) | 超電導体の製造方法 | |
JPH02248319A (ja) | 酸化物超伝導材料の製造方法 | |
JPH01160861A (ja) | 超電導セラミクスの異方成長法 | |
JPH01208329A (ja) | 酸化物超電導物質とその製造方法 | |
JPS63252953A (ja) | 磁器組成物 | |
JPH03112852A (ja) | 酸化物超伝導材料 | |
JPS63291850A (ja) | 超電導体の製造方法 | |
JPS63288947A (ja) | 超電導体とその製造方法 | |
JPS63291852A (ja) | 超電導体の製造方法 | |
JPH0234555A (ja) | 酸化物超電導材料の製造方法 | |
JPS63288951A (ja) | 超電導体の製造方法 | |
JPH03131521A (ja) | 酸化物超伝導体およびその製造方法 | |
JPS63291851A (ja) | 超電導体の製造方法 | |
JPS63288953A (ja) | 超電導体とその製造方法 | |
EP0392430A2 (en) | Oxide superconductor and method of the production thereof | |
JPH0437607A (ja) | 酸化物超伝導材料 |