JPH02307828A - ビスマス系酸化物高温超電導体 - Google Patents
ビスマス系酸化物高温超電導体Info
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- JPH02307828A JPH02307828A JP1124407A JP12440789A JPH02307828A JP H02307828 A JPH02307828 A JP H02307828A JP 1124407 A JP1124407 A JP 1124407A JP 12440789 A JP12440789 A JP 12440789A JP H02307828 A JPH02307828 A JP H02307828A
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- 239000002887 superconductor Substances 0.000 title claims abstract description 32
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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
- 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)
- 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Ｓｂ、Ｉｎ、Ｓｎ等の金属元素が含まれたビス
マス系酸化物高温超電導体に関するものである。
マス系酸化物高温超電導体に関するものである。
（従来の技術）
従来、酸化物超電導体を用いて９５に以上での完全ゼロ
抵抗を実現するためには、イツトリウム系の超電導体で
は実現困難であるため、ビスマス系やタリウム系の酸化
物超電導体が用いられていた。
抵抗を実現するためには、イツトリウム系の超電導体で
は実現困難であるため、ビスマス系やタリウム系の酸化
物超電導体が用いられていた。
ビスマス系において９５に以上での完全ゼロ抵抗を実現
するためには、例えばＴＪａｄａ ｅｔ ａｌ、がＪｐ
ｎ、 Ｊ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 ２７ｆ１９８８
）Ｌ１０３１に述べているように、原料物質を空気中で
６０ｈ以上の長時間焼成するか、或は、ｕ、Ｔａｋａｎ
ｏ ｅｔ ａｔ がｊｐｎ。
するためには、例えばＴＪａｄａ ｅｔ ａｌ、がＪｐ
ｎ、 Ｊ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 ２７ｆ１９８８
）Ｌ１０３１に述べているように、原料物質を空気中で
６０ｈ以上の長時間焼成するか、或は、ｕ、Ｔａｋａｎ
ｏ ｅｔ ａｔ がｊｐｎ。
Ｊ、Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 ２７ ｆ１９８８１ Ｌ
１０４１に、またＵ、Ｅｎｄｏ ｅｔａｌ がＪｐｎ
、 Ｊ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 ２７ｆ１９８８）
１１４７６に述べているように、Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−０系にｐｂを添加することが有効であった。
１０４１に、またＵ、Ｅｎｄｏ ｅｔａｌ がＪｐｎ
、 Ｊ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 ２７ｆ１９８８）
１１４７６に述べているように、Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−０系にｐｂを添加することが有効であった。
またビスマス系酸化物高温超電導体の原料は、ある程度
の温度（部分溶融温度）になると部分的に溶融して液相
ができ、それ以上の高温（完全溶融温度）になると完全
に溶融する。この液相ができると酸化物超電導体のｌｌ
０Ｋ相の成長が促進され、焼成時間が短縮される。従っ
てビスマス系酸化物高温超電導体を得る場合は、液相が
でき、しかも完全溶融しない温度、即ち部分溶融温度と
完全溶融温度との間の温度で焼成するのが効率的である
。しかもこの焼成温度は高いほど焼成時間が短縮され、
また部分溶融温度と完全溶融温度の差が大きいほど、焼
成温度が設定し易い。
の温度（部分溶融温度）になると部分的に溶融して液相
ができ、それ以上の高温（完全溶融温度）になると完全
に溶融する。この液相ができると酸化物超電導体のｌｌ
０Ｋ相の成長が促進され、焼成時間が短縮される。従っ
てビスマス系酸化物高温超電導体を得る場合は、液相が
でき、しかも完全溶融しない温度、即ち部分溶融温度と
完全溶融温度との間の温度で焼成するのが効率的である
。しかもこの焼成温度は高いほど焼成時間が短縮され、
また部分溶融温度と完全溶融温度の差が大きいほど、焼
成温度が設定し易い。
（発明が解決しようとする課題）
１、Ｌかし、従来のビスマス系酸化物超電導体には次の
ような問題があった。
ような問題があった。
■、９５に以上で完全ゼロ抵抗を実現する超電導体を得
るには、６０時間以上もの長時間の焼成処理が必要であ
った。
るには、６０時間以上もの長時間の焼成処理が必要であ
った。
■９部分溶溶融度と完全溶融温度の差が小さいので適正
な焼成温度が得られにくり、温度制御が面倒であった。
な焼成温度が得られにくり、温度制御が面倒であった。
■１組成、焼成雰囲気が変動すると得られるビスマス系
酸化物超電導体の品質が大幅にばらつくので、安定した
品質のビスマス系酸化物超電導体を得るためには極めて
厳密な組成、焼成雰囲気の酸素分圧制御が必要であり、
非常に面倒であった。
酸化物超電導体の品質が大幅にばらつくので、安定した
品質のビスマス系酸化物超電導体を得るためには極めて
厳密な組成、焼成雰囲気の酸素分圧制御が必要であり、
非常に面倒であった。
■、■〜■の問題があるため、９５に以上で完全ゼロ抵
抗を示すビスマス系酸化物超電導体の工業的応用を考え
た場合、コストの面でも、品質の面でも大きな難点があ
った。
抗を示すビスマス系酸化物超電導体の工業的応用を考え
た場合、コストの面でも、品質の面でも大きな難点があ
った。
Ｉｌ、従来のタリウム系酸化物超電導体は、短時間の焼
成で１００Ｋ以上で完全ゼロ抵抗のものが得られるので
、ビスマス系酸化物超電導体よりも製造が容易であるが
、タリウムの毒性のため実用化が困難である。また実用
化された場合でも装造工程における毒性除害のための設
備に多額の費用がかかることが予想される。
成で１００Ｋ以上で完全ゼロ抵抗のものが得られるので
、ビスマス系酸化物超電導体よりも製造が容易であるが
、タリウムの毒性のため実用化が困難である。また実用
化された場合でも装造工程における毒性除害のための設
備に多額の費用がかかることが予想される。
（発明の目的）
本発明の目的は、空気中で短時間の焼成で容易に製造可
能な９５に以上で完全ゼロ抵抗を示し、品質が安定した
ビスマス系酸化物高温超電導体を提供することにある。
能な９５に以上で完全ゼロ抵抗を示し、品質が安定した
ビスマス系酸化物高温超電導体を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明のビスマス系酸化物高温超電導体はＢｉ、Ｓｒ、
Ｃａ、Ｃｕ及びＡ、或はＢｉ、Ｐｂ。
Ｃａ、Ｃｕ及びＡ、或はＢｉ、Ｐｂ。
Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕ及びＡＣただしＡはＳｂ、Ｉｎ、Ｓｎ
の中より選ばれた一種または二種以上の金属元素）より
なる金属元素及び酸素を含む酸化物超電導体であって、
上記Ａの比率がＢｉとＡとの和の５０％以下或はＢｉと
ｐｂとＡとの和の５０％以下であることを特徴とするも
のである。
の中より選ばれた一種または二種以上の金属元素）より
なる金属元素及び酸素を含む酸化物超電導体であって、
上記Ａの比率がＢｉとＡとの和の５０％以下或はＢｉと
ｐｂとＡとの和の５０％以下であることを特徴とするも
のである。
本発明におけるビスマス系酸化物超電導体の組成は１例
えば下記の組成式で表される範囲にあることが望ましい
。
えば下記の組成式で表される範囲にあることが望ましい
。
（Ｂｉ、Ｐｂ、Ａｅ）、（Ｓ ｒ ａ Ｃａ、）ｙ Ｃ
ｕｔ・・・・■ 但し式中のａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｘ、ｙ、ｚはｘ＋ｙ＋
ｚ＝Ｉ Ｏ，２≦Ｘ≦０．２５０．４≦ｙ≦０．
５ ０．３≦Ｚ≦０．３５ａ＋ｂ＋ｃ＝Ｉ
Ｏ，６≦ａ≦０．９０≦ｂ≦０．２ ［＋＜ｃ
≦［１，２ｄ＋ｅ＝Ｉ Ｏ，２５≦ｄ≦０．７
５０．２５≦ｅ≦０．７５ を満足する範囲にある数を表わす。
ｕｔ・・・・■ 但し式中のａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｘ、ｙ、ｚはｘ＋ｙ＋
ｚ＝Ｉ Ｏ，２≦Ｘ≦０．２５０．４≦ｙ≦０．
５ ０．３≦Ｚ≦０．３５ａ＋ｂ＋ｃ＝Ｉ
Ｏ，６≦ａ≦０．９０≦ｂ≦０．２ ［＋＜ｃ
≦［１，２ｄ＋ｅ＝Ｉ Ｏ，２５≦ｄ≦０．７
５０．２５≦ｅ≦０．７５ を満足する範囲にある数を表わす。
前記Ａの比率が５０％以下とは０式におけるＸに対する
ものである。
ものである。
ちなみに１本発明においてＡの比率が５０％以下の場合
は、３０時間以下の焼成で完全ゼロ抵抗が９５に以上の
酸化物超電導体が得られるため、所間の目的を達成でき
るが、同比率が５０％以上になると、高Ｔｃ用のつなが
りが悪くなり、完全ゼロ抵抗を示す温度が９５に未満と
なるため、所間の目的を達成することができなくなる。
は、３０時間以下の焼成で完全ゼロ抵抗が９５に以上の
酸化物超電導体が得られるため、所間の目的を達成でき
るが、同比率が５０％以上になると、高Ｔｃ用のつなが
りが悪くなり、完全ゼロ抵抗を示す温度が９５に未満と
なるため、所間の目的を達成することができなくなる。
（作用）
本発明のビスマス系酸化物高温超電導体は、その原料物
質に低融点のＡ （Ｓｂ、Ｉｎ、Ｓｎの中より泗ばれた
一種または二種以上の金属元素）またはこのＡと低融点
のｐｂとが含まれているので部分溶融温度が低下する。
質に低融点のＡ （Ｓｂ、Ｉｎ、Ｓｎの中より泗ばれた
一種または二種以上の金属元素）またはこのＡと低融点
のｐｂとが含まれているので部分溶融温度が低下する。
一方、完全溶融温度は従来の完全溶融温度と変わらない
。従って部分溶融温度と完全溶融温度の差が大きくなり
、両温度の間の所望とする焼成温度が得られ易（、しか
も完全溶融温度寄りの高い焼成温度を容易に得ることが
できる。このため液相が発生し且つ完全溶融温度に近い
高温で焼成できるので焼成時間が従来の約１／２に短縮
される。
。従って部分溶融温度と完全溶融温度の差が大きくなり
、両温度の間の所望とする焼成温度が得られ易（、しか
も完全溶融温度寄りの高い焼成温度を容易に得ることが
できる。このため液相が発生し且つ完全溶融温度に近い
高温で焼成できるので焼成時間が従来の約１／２に短縮
される。
しかも焼成温度が高温であるため、ｌｌ０Ｋ超電導転移
相のつながりの良い高品質のビスマス系酸化物高温超電
導体が得られる。
相のつながりの良い高品質のビスマス系酸化物高温超電
導体が得られる。
（実施例１）
本発明のビスマス系酸化物高温超電導体の試料を次のよ
うにして得た。
うにして得た。
Ｂｉｔ’ｓ、ＰｂＯ，５ｂｉ０３．５ｒＣＯ：＋。
ＣａＣ０ｚ、ＣｕＯを原料として金属元素のモル比が、
Ｂｉ ：Ｐｂ：Ｓｂ：Ｓｒ二Ｃａ：Ｃｕが１．６：０．
３２：０．０８＋２：２：３となるように坪量し、それ
らを混合し、これを所望形状に成形後８２０℃で仮焼し
た。その後空気中で８６０℃で３０時間焼成して試料を
得た。
Ｂｉ ：Ｐｂ：Ｓｂ：Ｓｒ二Ｃａ：Ｃｕが１．６：０．
３２：０．０８＋２：２：３となるように坪量し、それ
らを混合し、これを所望形状に成形後８２０℃で仮焼し
た。その後空気中で８６０℃で３０時間焼成して試料を
得た。
この試料の電気抵抗率一温度特性は第１図に示されてい
る通りである。この図から、この試料は１１０に付近で
超電導転移を開始し、１０７Ｋにおいて完全ゼロ抵抗を
示すことがわかる。また、同図において完全ゼロ抵抗が
１０７に以下において連続しているため、同試料はその
端から端まで１１’ＯＫ相が連続している高品質のもの
であることもわかる。
る通りである。この図から、この試料は１１０に付近で
超電導転移を開始し、１０７Ｋにおいて完全ゼロ抵抗を
示すことがわかる。また、同図において完全ゼロ抵抗が
１０７に以下において連続しているため、同試料はその
端から端まで１１’ＯＫ相が連続している高品質のもの
であることもわかる。
同試料のＸ線回折結果は第２図に示されている通りであ
る。この図において上に○印が付されているピークはｌ
ｌ０Ｋ相（超電導転移１品度が１１０にである相）、Δ
印が付されているピークは８０に相、Ｘ印が付されてい
るピークは７に相である。従って第２図より、同試料は
ビスマス系の３種の超電導相の混合相であることがわか
る。しかも同図では１１０に相のピークが明瞭にｔａｎ
される。ちなみに、従来のビスマス系酸化物超電導体で
は成長が遅いので、この実施例１と同じ３０時間焼成で
はｌｌ０Ｋ相のピークはほとんど確認できない。
る。この図において上に○印が付されているピークはｌ
ｌ０Ｋ相（超電導転移１品度が１１０にである相）、Δ
印が付されているピークは８０に相、Ｘ印が付されてい
るピークは７に相である。従って第２図より、同試料は
ビスマス系の３種の超電導相の混合相であることがわか
る。しかも同図では１１０に相のピークが明瞭にｔａｎ
される。ちなみに、従来のビスマス系酸化物超電導体で
は成長が遅いので、この実施例１と同じ３０時間焼成で
はｌｌ０Ｋ相のピークはほとんど確認できない。
（実施例２）
実施例１におけるｓｂ、ｏ、の代りにＩｎ、Ｏｌを原料
として用い、Ｂｌ・Ｐｂ：Ｉｎ・Ｓｒ・Ｃａ：Ｃｕ＝１
．６５：０．２３：０．１２：２：２・３となるように
ｆｆｆｆ１し、それらを混合し、実施例１と同一焼成条
件で焼成して試料を（）た。
として用い、Ｂｌ・Ｐｂ：Ｉｎ・Ｓｒ・Ｃａ：Ｃｕ＝１
．６５：０．２３：０．１２：２：２・３となるように
ｆｆｆｆ１し、それらを混合し、実施例１と同一焼成条
件で焼成して試料を（）た。
この試料はｌｌ０Ｋ付近で超電導転移を開始し、９８に
で完全ゼロ抵抗を示した。
で完全ゼロ抵抗を示した。
（実施例３）
ＡとしてＳｂ十Ｓｎを用い、Ｓｎの原料としてＳ ｎ
Ｏｘを用い、Ｂｉ ：Ｐｂ：Ａ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１
．６：０．２５：０．１５：２：２：２８、Ｓｂ ：
５ｎ＝ｌ ： ｌとなるように秤看し、それらを混合し
、空気中で８６５℃、３０時間焼成して試料を得た。こ
の試料はｌｌ０Ｋ付近で超電導転移を開始し９５にで完
全ゼロ抵抗を示した。
Ｏｘを用い、Ｂｉ ：Ｐｂ：Ａ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１
．６：０．２５：０．１５：２：２：２８、Ｓｂ ：
５ｎ＝ｌ ： ｌとなるように秤看し、それらを混合し
、空気中で８６５℃、３０時間焼成して試料を得た。こ
の試料はｌｌ０Ｋ付近で超電導転移を開始し９５にで完
全ゼロ抵抗を示した。
なお、焼成温度は８２０℃以上８６５℃未満が望ましく
、８４０℃以上８６５℃未満がより好ましい。また、８
６０℃の焼成温度は最も好ましい。空気中で焼成する場
合、８６５℃より高いと、得られる酸化物超電導体は超
電導転移温度が９５により下になり、所期の目的を達成
することができない場合があり、また、８２０℃より低
いと低すぎて成長が遅くなる。
、８４０℃以上８６５℃未満がより好ましい。また、８
６０℃の焼成温度は最も好ましい。空気中で焼成する場
合、８６５℃より高いと、得られる酸化物超電導体は超
電導転移温度が９５により下になり、所期の目的を達成
することができない場合があり、また、８２０℃より低
いと低すぎて成長が遅くなる。
（発明の効果）
本発明のビスマス系酸化物高温超電導体は次のような効
果がある。
果がある。
■、１００Ｋ以上に超電導転移温度Ｔｃを有する相（高
Ｔｃ相）を比較的多く含み、従来のイツトリウム系酸化
物超電導体を凌ぐ９５に以上で完全ゼロ抵抗を示し、し
かもそのつながりがよいので、従来のビスマス系酸化物
超電導体よりも高品質である。
Ｔｃ相）を比較的多く含み、従来のイツトリウム系酸化
物超電導体を凌ぐ９５に以上で完全ゼロ抵抗を示し、し
かもそのつながりがよいので、従来のビスマス系酸化物
超電導体よりも高品質である。
■、空気中で、従来のビスマス系酸化物超電導体の約１
／２の焼成時間で製造可能であるため、主産性が向上す
る。
／２の焼成時間で製造可能であるため、主産性が向上す
る。
■、従来のビスマス系酸化物超電導体を得る場合のよう
に、厳密な温度制御を行なわなくとも所望とする焼成温
度を得ることができ、また、組成や焼成雰囲気の酸素分
圧制御なども従来のように厳密に行なう必要がないので
、５Ｊ造し易く、またコストも低減し、ニオ化も実現可
能となる。
に、厳密な温度制御を行なわなくとも所望とする焼成温
度を得ることができ、また、組成や焼成雰囲気の酸素分
圧制御なども従来のように厳密に行なう必要がないので
、５Ｊ造し易く、またコストも低減し、ニオ化も実現可
能となる。
■、ビスマス系であるため低毒性であり、実用化する上
で毒害の問題がない。
で毒害の問題がない。
第１図は本発明の実施例１の試料の電気抵抗率と温度と
の関係を示す説明図、第２図は同試料のＸ線回折パター
ンの説明図である。 第１圓 第２図
の関係を示す説明図、第２図は同試料のＸ線回折パター
ンの説明図である。 第１圓 第２図
Claims (1)
- Ｂｉ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｃｕ，及びＡ，或はＢｉ，Ｐｂ，Ｓ
ｒ，Ｃａ，Ｃｕ，及びＡ（ただしＡはＳｂ，Ｉｎ，Ｓｎ
の中より選ばれた一種または二種以上の金属元素）より
なる金属元素及び酸素を含む酸化物超電導体であって、
上記Ａの比率がＢｉとＡとの和の５０％以下或はＢｉと
ＰｂとＡとの和の５０％以下であることを特徴とするビ
スマス系酸化物高温超電導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1124407A JPH02307828A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | ビスマス系酸化物高温超電導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1124407A JPH02307828A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | ビスマス系酸化物高温超電導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02307828A true JPH02307828A (ja) | 1990-12-21 |
Family
ID=14884701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1124407A Pending JPH02307828A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | ビスマス系酸化物高温超電導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02307828A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02307860A (ja) * | 1989-05-23 | 1990-12-21 | Fujitsu Ltd | 超伝導物質及びその製造方法 |
| JP2013041682A (ja) * | 2011-08-11 | 2013-02-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｂｉ系超電導線材およびその製造方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01301522A (ja) * | 1988-05-30 | 1989-12-05 | Seiko Epson Corp | セラミック系導電材料 |
| JPH01305820A (ja) * | 1988-06-02 | 1989-12-11 | Seiko Instr Inc | 超電導材料 |
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