JPH02255556A - 酸化物超電導体の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、酸化物超電導体及びその製造方法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

近年、酸化物超電導体は高い臨界温度を示すことで注目
を集め、電力分野、核磁気共鳴装置、磁気シールド等の
各分野での用途が期待されている。

これら酸化物超電導体の中・大型品または複雑形状品を
成形して焼結体として得るためには、通常のセラミック
スの製造法と同様に原料粉末に結合剤、可塑剤、分散剤
等の成形助剤を添加して成形、焼成することになる。更
に原料粉末をスラリー化または湿式粉砕するには、酸化
物超電導粉末が水との反応で劣化するため有機溶媒を用
いることになる。従来、セラミックス成形体を焼成する
場合、通常、酸化性雰囲気中５００″Ｃ以下、主に１５
０〜３００℃の温度で一定時間保持し成形助剤、残留炭
素成分を分解除去する焼成スケジュールを経て、その後
本焼成している。アルミナ、ジルコニア等従来のセラミ
ックスでは、７００℃までの熱処理で通常の成形助剤、
有機溶媒の残留物はほぼ完全に分解除去され焼結体中の
残留炭素量は約０゜１重量％以下になり、焼結体に及ぼ
す影響は少なかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

発明者らは、上記の従来から行われていたセラミックス
焼成法を、成形助剤を添加し、及び／または有機溶媒中
で処理した酸化物超電導成形体において適用した場合、
５００℃以下で成形助剤等による残留炭素分の大部分は
分解除去されるが、焼成後の焼結体中の残留炭素量を０
．５重量％以下にすることができず、超電導特性が成形
助剤等を用いない乾式法による超電導体に比較して著し
く低下することを見出した。

そこで、成形助剤等を用いた酸化物超電導成形体におい
ても、成形体助剤等を用いない場合と同等の超電導特性
を有する酸化物超電導焼結体を得ることを目的として本
発明を完成した。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、酸化物超電導体原料を成形助剤または
／及び有機溶媒を用いて成形体とし、該成形体を酸化性
雰囲気中８００〜９３０℃で所定時間以上熱処理した後
、焼成することを特徴とする酸化物超電導体の製造方法
が提供される。さらに、酸化物超電導焼結体中の残留炭
素量が０．３重量％以下であることを特徴とする酸化物
超電導体が提供される。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明における酸化物超電導体としては、例えば、要す
れば微量のＣａが混入してもよいＭ−Ｂａ−Ｃｕ−０透
化合物（但し、ＭはＳｃ、ＴＩ２゜Ｙ及びＬａ、、Ｅｕ
、、Ｃｒｄ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕ等のランタニドから選ば
れる一種以上を表す。）及びＢ　ｉ　−３ｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−０透化合物等の多層ペロブスカイト構造を有するも
のが挙げられる。

本発明おいて上記の酸化物超電導体等は１．上記Ｍに該
当する例えば、インＩ・リウム酸化物粉体、スカンジウ
ム酸化物粉体、ランタン酸化物粉体等の金属酸化物粉体
、炭酸バリウム粉体、銅酸化物粉体、ビスマス酸化物粉
体及び炭酸カルシウム粉体等の混合粉体を仮焼して酸化
物超電導体組成物を得る。その後、その組成物に、通常
、結合剤、可塑剤等成形助剤を添加し、有機溶媒を用い
てスラリー等を形成し、必要であれば造粒後金型等によ
り成形体に成型して、最終的には焼成して焼結体を得る
。

本発明においては、焼成の予備処理として酸素雰囲気中
８００〜９３０℃１好ましくは８６０〜９００℃で一定
時間熱処理した後、焼成焼結する。

熱処理温度が８００℃未満及び９３０℃を越えると残留
炭素分が０．５重量％以上となり、超電導特性が低下す
る。

上記熱処理のための時間は、成形体密度及び成形体の肉
厚等により異なり、密度が高く、肉厚が厚い稈長時間必
要になる。−船釣には５〜４０時間熱処理するのが好ま
しく、例えば密度６０％（酸化物超電導体を形成する酸
化物の理論密度に対する相対密度の比率）で厚さ５〜１
０ｍｍの酸化物超電導成形体を得る場合には、１０〜２
０時間熱処理する必要がある。

通常のセラミックス成形体の湿式成形における焼成の前
処理としての熱処理は５００℃前後で行われるのに対し
、本発明の酸化物超電導体においては炭素との結合力が
強く、８００℃以上でかつ所定の時間熱処理しなければ
炭素分の除去が行われない。また９３０℃を越えると酸
化物超電導成形体の焼結が顕著となるため、残留炭素分
と雰囲気酸素との反応が進まず炭素分を含有したまま緻
密化が生じ残留炭素分の除去が十分でなくなるものと考
えられる。本発明においては、上記した８００〜９３０
　’Ｃの温度で酸素雰囲気中で熱処理することにより超
電導特性の優れた超電導成形体を得ることができるもの
である。本発明における酸化性雰囲気は、酸素ガスが好
ましいが空気を用いても実施することができる。

上記本発明の方法により製造される酸化物超電導体は、
酸化物超電導焼結体中の残留炭素量が０゜３重里％以下
となり、極めて超電導特性が高いものとなる。酸化物超
電導焼結体中の残留炭素は、主に粒界或いは粒子表面に
存在すると考えられるため、残留炭素量が０．３重量％
を超えると超電導特性を阻害するものと推定される。酸
化物超電導焼結体の残留炭素量が０．１５重量％以下に
なると、酸化物超電導体の超電導特性はさらに優れたも
のとなる。

〔実施例〕

以下、本発明について実施例によりさらに詳しく説明す
る。なお、本発明は本実施例に限定されるものでない。

実施例１〜９及び比較例１〜４ 純度９９．９％のＹ２Ｏ，粉末（平均粒径０．４μｍ）
　、Ｂ　ａ　Ｃ０ｗｌ粉末（平均粒径０．８μｍ）及び
ＣｕＯ粉末（平均粒径２．５μｍ）をモル比で１：４：
６となるように調整した後、大気中９４０　”Ｃで１０
時間仮焼し、ＹＢａＣｕ３０７粉末を合成した。

次いでこのＹＢａＣｕ３０．粉末２ｋｇに結合剤として
ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）５０ｇ及び非イオン系
分散剤５ｇを混合し、ポリポット容器内のトルエン２１
中にジルコニア玉石１ｋｇと共に入れ、回転ミルで１６
時間粉砕・混合してスラリーを作製した。このスラリー
をスプレードライヤーにより平均粒径５０μｍに造粒し
た。この粉末を鉄製金型を用いて、３０Ｘ４０Ｘ５乃至
１０ｍｍの成形体に成型し、２．５トン／ｃｍ２の静水
圧でラバープレスした。

得られた成形体を第１図に示した焼成スケジュールによ
り第１表に示した温度及び時間で熱処理して焼成した。

得られた焼結体の嵩密度は、溶液にケロシンを用いてア
ルキメデス法により測定した。残留炭素量は化学分析に
より測定した。臨界電流密度は焼結体を２０Ｘ４Ｘ２ｍ
ｍに加工して、４端子法により液体窒素中（７７Ｋ）で
測定した。

以上の結果を第１表に示した。

（以下、余白） 上記実施例及び比較例から明らかなように、本発明の８
００〜９３０℃で熱処理したものは、残留炭素量が０．
３０重量％以下となり、臨界電界密度が５０Ａ／ｃｍ２
以上を示し超電導体としての特性を十分備えているのに
対し、比較例の熱処理をしないもの、９４０℃及び７８
０　’Ｃで処理したものは残留炭素量が０．６重量％以
上であり、また８８０℃で２時間しか保持しないものは
、残留炭素量が０．５重量％以上で、臨界電界密度がＩ
ＯＡ／ｃｍ”以下となり超電導特性が劣る。

〔発明の効果〕

本発明は、酸化物超電導体の焼結体を得るため、従来の
セラミックス成形体の焼成スケジュールでは優れた超電
導特性を得ることができないという知見を得たことに基
づき達成されたもので、焼成前の熱処理温度を８００〜
９３０℃の高温で所定時間保持するものである。

本発明によれば、残留炭素量が０．３重量％以下の十分
な超電導特性を有する各種形状の酸化物超電導体を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明における一実施例の焼成スケジュール
を表したものである。縦軸は温度を、横軸は時間を示し
ている。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化物超電導体原料を成形助剤または／及び有機
   溶媒を用いて成形体とし、該成形体を酸化性雰囲気中８
   ００〜９３０℃で所定時間以上熱処理した後、焼成する
   ことを特徴とする酸化物超電導体の製造方法。
2. （２）酸化物超電導焼結体中の残留炭素量が０．３重量
   ％以下であることを特徴とする酸化物超電導体。