JPH0234516A - Tl−Ba−Ca−Cu−O系超電導セラミックスの製造法 - Google Patents

Tl−Ba−Ca−Cu−O系超電導セラミックスの製造法

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JPH0234516A
JPH0234516A JP63182975A JP18297588A JPH0234516A JP H0234516 A JPH0234516 A JP H0234516A JP 63182975 A JP63182975 A JP 63182975A JP 18297588 A JP18297588 A JP 18297588A JP H0234516 A JPH0234516 A JP H0234516A
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JP
Japan
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powder
oxide
carbonate
superconducting ceramics
temperature
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JP63182975A
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Inventor
Takuo Takeshita
武下 拓夫
Tadashi Sugihara
杉原 忠
Yukihiro Ouchi
大内 幸弘
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Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Publication date
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Priority to EP89902822A priority patent/EP0358777B1/en
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Priority to PCT/JP1989/000199 priority patent/WO1989008077A1/ja
Priority to DE68920240T priority patent/DE68920240T2/de
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、炭素含有量が著しく低く、したがって−段
とすぐれた超電導特性を有するT、17−Ba −Ca
 −Cu −0系超電導セラミックスの製造法に関する
ものである。
〔従来の技術〕
近年、Tfj −Ba −Ca −Cu −0系超電導
セラミックスが提案され、これが、まず、原料粉末とし
てTJ酸化物(以下T I) 20 aで示す)、Ba
炭酸塩(以下B a COaで示す) 、Ca炭酸塩(
以下Ca COaで示す)、およびCu酸化物(以下C
uOで示す)の粉末を用意し、これら原料粉末を所定の
割合に配合し、混合した後、この混合粉末に、600〜
700℃の範囲内の温度に所定時間保持の焼成処理と粉
砕を2〜3回繰り返し施してTll −Ba −Ca 
−Cu −0系超電導酸化物粉末とし、ついで、この超
電導酸化物粉末を原料粉末として用いて、通常の条件で
圧粉体にプレス成形した後、焼結することによって製造
されることは良く知られるところである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上記の従来法で製造されたTJ7−Ba −C
a −Cu −0系超電導酸化物粉末においては、上記
のように焼成を繰り返し行なっても炭−素が残留し、例
えば5回の焼成および粉砕を繰り返し行なっても炭素含
有量を0.5u量%以下に低減することはきわめて困難
であり、このような炭素含有量の高いTfl −Ba 
−Ca −Cu −0系超電導酸化物粉末を原料粉末と
して用いて超電導セラミックスを製造した場合、焼結時
に残留炭素が粒界に析出するようになって十分満足する
超電導特性を示さないのが現状である。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、残留炭
素含有量の少ないTit −Ba −Ca −Cu−0
系超電導セラミックスを製造すべく研究を行なった結果
、まず、原料粉末としてBaC0粉末、Ca COa粉
末、およびCuO粉末を用い、これら原料粉末の所定割
合の混合粉末を850−1050℃の高温で焼成してB
aとCaとCuの複合酸化物(以下Ba −Ca −C
u −0系酸化物という)とすると、このBa−Ca−
Cu−0系酸化物は、上記の通り高温焼成処理のために
炭酸塩の分解が完全に起ることから、はとんど炭素を含
有せず、含有してもわずかであり、ついで上記Ba −
Ca −Cu −0系酸化物を粉砕してBa −Ca 
−Cu −0系酸化物粉末とし、上記Ba −Ca −
Cu −0系酸化物粉末に所定の割合のTl203粉末
を配合し、混合した後、この混合粉末を、 (1)  成形して圧粉体とした後400〜890℃の
範囲内の所定の温度で焼結するか、または、(2)  
400〜890℃の範囲内の所定の温度でホットプレス
することにより、 TI −Ba −Ca −Cu −0系超電導セラミッ
クスを製造し、このようにして製造した上記Tl −B
a −Ca −Cu −0系超電導セラミックスは、炭
素含有による超電導特性の低下がなく、焼結温度を上げ
ることができるので、−段と高い臨界電流値(J c)
と臨界温度(Tc)を示すようになるという知見を得た
のである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、 (a) 原料粉末として、TR203粉末、B a C
Oa粉末、Ca COa粉末、およびCuO粉末を用意
し、 (b)  まず、これら原料粉末のうちのB a CO
a粉末、Ca COa粉末、およびCuO粉末を所定割
合に配合し、混合した後、850〜1050℃の範囲内
の所定温度で焼成して、Ba −Ca −Cu −0系
酸化物を形成し、 (c)  このBa −Ca −Cu −0系酸化物を
粉砕して、Ba−Ca −Cu −0系酸化物粉末とし
、(d)  −)いで、このBa −Ca −Cu −
0系酸化物粉末に、所定割合のT II 20 a粉末
を配合し、混合した後、この混合粉末を、 (1)  成形して圧粉体としたものを400〜890
’Cの範囲内の所定温度で焼結するか、または(N) 
400〜890℃の範囲内の所定の温度でホッドブレス
することにより、 炭素含有量の著しく低い、超電導特性を損なわないTI
 −Ba −Ca −Cu −0系超電導セラミックス
を製造する方法に特徴を有するものである。
なお、この発明の方法において、焼成温度を850〜1
050℃と定めたのは、その温度が85CI’C未満で
は炭酸塩の分解が不十分で、反応後相対的に多量の炭素
が残留するのが避けられず、この多量の炭素残留は最終
的に超電導セラミックス材の特性劣化の原因となるもの
であり、一方その温度が1050℃を越えるとCuOが
溶融するようになって均質なりa −Ca −Cu −
0系酸化物の形成が不可能になるという理由によるもの
であり、また、焼結温度またはホットプレス温度を40
0〜890℃に限定したのは、その温度が400℃未満
ではT I 20 aとBa −Ca −Cu −0%
酸化物との反応が不十分で、かつ超電導セラミックスを
形成することができず、一方その温度が890℃を越え
ると、焼結体が軟化して超電導セラミックスの形成がで
きなくなるという理由によるものである。
〔実 施 例〕
つぎに、この発明の方法を実施例により具体的に説明す
る。
原料粉末として、いずれも7−の平均粒径を有し、かつ
純度: 99.9%のB a COa粉末、CaC0粉
末、CuO粉末、およびTΩ203粉末を用意し、まず
、これら原料粉末のうちのBaC0粉末、Ca COa
粉末、およびCu0粉末を用い、これら原料粉末を第1
表に示される配合組成に配合し、ボールミルにて3時間
湿式混合し、乾燥した後、アルミナ容器に入れ、大気中
、第1表に示される温度に5時間保持の条件で焼成を行
なってBa −Ca −Cu −0系酸化物を形成し、
ついで、このCa −Sr −Cu −0系酸化物を粉
砕して、平均粒径:5−のBa−Ca−Cu−0系酸化
物粉末を製造した。
上記Ba −Ca −Cu−0系酸化物粉末に、第1表
に示される割合(全体で100重二%)の上記平均粒径
ニアmのTfJ203粉末を配合し、ボールミルにて3
時間湿式混合し、乾燥した後、この混合粉末を用い、次
の方法によりTl−BaCa−Cu−0系超電導セラミ
ックス(以下、超電導セラミックスという)を製造した
(a)焼結法 第1表の本発明法1〜8および比較法1〜4に示される
配合組成のBa −Ca −Cu −0系酸化物粉末と
Tρ203粉末の混合粉末を、2 ton/cdの圧力
でプレス成形して圧粉体とし、ついでこの圧粉体を大気
中にて、第1表に示される温度および時間保持の条件で
焼結することにより、断面=5mmX5mmX長さ=l
O關の寸法を有する超電導セラミックスを製造した。
(b)  ホットプレス法 上記焼結法で用いた混合粉末と同じ混合粉末をホットプ
レス用金型に装入し、このホ・ットブレス用金型内の混
合粉末に、150kg/cdの圧力をかけながら加熱速
度二100℃/時間で加熱し、第1表に示される温度お
よび時間保持の条件でホットプレスしたのち炉冷し、断
面:5mmx5mmx長さ:10mmの寸法を有する超
電導セラミックスを製造した。
なお、比較法1〜4は、いずれもBa−Ca−Cu−0
系酸化物粉末の焼成温度またはBa −Ca−Cu−0
系酸化物粉末とTl203の混合粉末を焼結またはホッ
トプレスする温度がこの発明の範囲から外れた条件で行
なったもので、この発明の条件を外れた値に*印を付し
て示した。
さらに比較のために、上記原料粉末を用い、これら原料
粉末を、重量%で、B a COa : 30 、8%
、Ca COa : 15.5%、CuO:Tl、5%
TlI2O3:35.4%の割合で配合し、混合した後
、乾燥し、ついで大気中、温度ニア00℃に10時間保
持したのち粉砕し、得られたTl −Ba −Ca −
Cu−0系酸化物粉末をプレス成形して圧粉体としたの
ち、大気中で、昇温速度=20℃/時間、温度=880
℃、3時間保持の条件で焼結し、断面:5IimX51
1IIix長さ: 10mmの寸法を有する超電導セラ
ミックスを従来法により製造した。
上記本発明法、比較法および従来法により製造した超電
導セラミックスの炭素含有量を測定し、さらに臨界電流
密度Jc  (A/cj)および臨界温度Tc  (”
K)を測定し、これらの測定結果を第1表に示した。
〔発明の効果〕
第1表に示されるように、本発明法で製造された超電導
セラミックスは、従来法で製造された超電導セラミック
スよりも炭素含有量が低く、−層すぐれた超電導特性を
示すことがわかり、一方、比較法1〜4に見られるよう
に焼成温度、並びに焼結およびホットプレスの保持温度
のいずれかでも、この発明の範囲から外れると、超電導
セラミックスの中に相当量の炭素が残留したりあるいは
超電導セラミックスが軟化して所定の形状が得られない
ことから、これにより製造された超電導セラミックスに
はすぐれた超電導特性を期待することができないことが
明らかである。
上述のように、この発明の方法により超電導セラミック
スを製造すると、製造された超電導セラミックスに含ま
れる炭素含有量はきわめて低い値となり、すぐれた超電
導特性を具備した超電導セラミックスが得られる効果が
ある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)原料粉末として、Tl酸化物、Ba炭酸塩、Ca
    炭酸塩、およびCu酸化物の粉末を用意し、まず、これ
    ら原料粉末のうちのBa炭酸塩、Ca炭酸塩、およびC
    u酸化物の粉末を所定割合に混合した後、850〜10
    50℃の範囲内の所定温度で焼成して、BaとCaとC
    uの複合酸化物を形成し、 ついで、このBaとCaとCuの複合酸化物を粉砕して
    BaとCaとCuの複合酸化物粉末とし、上記BaとC
    aとCuの複合酸化物粉末に、所定の割合のTl酸化物
    粉末を配合し、混合した後、この混合粉末をプレス成形
    して圧粉体とし、ついでこの圧粉体を400〜890℃
    の範囲内の所定の温度で焼結することを特徴とするTl
    −Ba−Ca−Cu−O系超電導セラミックスの製造法
  2. (2)原料粉末として、Tl酸化物、Ba炭酸塩、Ca
    炭酸塩、およびCu酸化物の粉末を用意し、まず、これ
    ら原料粉末のうちのBa炭酸塩、Ca炭酸塩、およびC
    u酸化物の粉末を所定割合に混合した後、850〜10
    50℃の範囲内の所定温度で焼成して、BaとCaとC
    uの複合酸化物を形成し、 ついで、このBaとCaとCuの複合酸化物を粉砕して
    BaとCaとCuの複合酸化物粉末とし、上記BaとC
    aとCuの複合酸化物粉末に、所定の割合のTl酸化物
    粉末を配合し、混合した後、この混合粉末を、400〜
    890℃の範囲内の所定の温度でホットプレスすること
    を特徴とするTl−Ba−Ca−Cu−O系超電導セラ
    ミックスの製造法。
JP63182975A 1988-02-26 1988-07-22 Tl−Ba−Ca−Cu−O系超電導セラミックスの製造法 Pending JPH0234516A (ja)

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JP63182975A JPH0234516A (ja) 1988-07-22 1988-07-22 Tl−Ba−Ca−Cu−O系超電導セラミックスの製造法
US07/445,629 US5236889A (en) 1988-02-26 1989-02-27 Process for producing bi-ca-sr-cu-o, tl-ca-sr-cu-o and tl-ba-ca-cu-o superconducting ceramics
EP89902822A EP0358777B1 (en) 1988-02-26 1989-02-27 PROCESS FOR PRODUCING Bi-Ca-Sr-Cu-O, Tl-Ca-Sr-Cu-O AND Tl-Ba-Ca-Cu-O SUPERCONDUCTING CERAMICS
KR1019890701968A KR960011344B1 (ko) 1988-02-26 1989-02-27 Bi-Ca-Sr-Cu-O계. Tl-Ca-Sr-Cu-O계 및 Tl-Ca-Ba-Cu-O계 초전도 세라믹스의 제조방법
PCT/JP1989/000199 WO1989008077A1 (en) 1988-02-26 1989-02-27 PROCESS FOR PRODUCING SUPERCONDUCTING (Bi, Tl)-Ca-(Sr, Ba)-Cu-O CERAMIC
DE68920240T DE68920240T2 (de) 1988-02-26 1989-02-27 VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG KERAMISCHER SUPRALEITER AUF BASIS VON Bi-Ca-Sr-Cu-O, Tl-Ca-Sr-Cu-O UND Tl-Ba-Ca-Cu-O.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07138019A (ja) * 1993-11-16 1995-05-30 Nec Corp タリウム系酸化物超伝導体の製造方法
US9085055B2 (en) 2012-05-08 2015-07-21 Honda Motor Co., Ltd. Nut feeding system

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