JPH0249316A - セラミツクス超電導体用シートの製造法及び該シートを用いたセラミツクス超電導体の製造法 - 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） 本発明はセラミックス超電導体用シート及び該シートを
用いたセラミックス超電導体の製造法に関する。

（従来の技術） 従来、セラミックス超電導体は、固相反応法。

共沈法、蓚酸法等の方法によって得られた混合粉を焼成
（仮焼）、粉砕後成形し、これを焼成して成形体を焼結
して製造していた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記の方法で得られたセラミックス超電導
体は、超電導特性における臨界温度は高いが、臨界電流
密度が低く、必ずしもそのままで実用化されるレベルで
はなかった。

また、　Ｂ１−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系のセラミックス
超電導体には高温相（臨界温度１０５Ｋ）と低温和（臨
界温度８０Ｋ）との２つの超電導相が存在しておシ、高
温相のみの単相化は困難である。このため従来のようＫ
Ｂｉ−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系超電導体組成物管焼成、
粉砕して、メカニカルプレスなどで成形した後焼結して
得られるセラミックス超電導体は、高温相同士のつなが
シが悪く、臨界電流密度は低い。

本発明は、かかる欠点を解決し、臨界電流密度の改善さ
れたセラミックス超電導体を得るためのセラミックス超
電導体用シートの製造法及び該シートを用いたセラミッ
クス超電導体の製造法を提供することを目的とするもの
である。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、セラミックス超電導体の臨界電流密度を
向上させるため種々検討を行なった結果。

セラミックス超電導体は、超電導電流の流れる方ルビウ
ム、ホルミウム、ジスグロシウム、ガドリニウム等の希
土類元素）化合物のセラミックス超電導体の場合、結晶
の（００／）面の方向に超電導電流が流れ易いという性
質を呈し、また超電導体粒子は（ＯＯＩり面方向に発達
し、Ｃ軸方向がうすく比較的偏平形状になることが知ら
れておシ、そこで超電導体となる結晶粒子を配向させた
状態でシート状に成形し、さらにこれをち密化すること
Ｋよシ、特性は大幅に向上することを究明し本発明を完
成するに至った。

本発明はセラミックス超電導体用組成物を焼成して粉砕
した後４溶液に分散してスラリーとし。

該スラリーをシート状に加工し、ついで該シートを延伸
するセラミックス超電導体用シートの製造法、このセラ
ミックス超電導体用シートを圧延するセラミックス超電
導体用シートの製造法、セラミックス超電導体用組成物
を焼成して粉砕した後。

溶液に分散してスラリーと［５，該スラリーをシート状
に加工し、ついで該シートを延伸した後焼成するセラミ
ックス超電導体の製造法及びセラミックス超電導体用組
成物を焼成して粉砕した後、溶液に分散してスラリーと
し、該スラリーをシート状に加工し、ついで該シートを
延伸し、さらに圧延した後焼成するセラミックス超電導
体の製造法に関する。

本発明において用いられるセラミックス超電導体用組成
物には％に制限はないが２例えばイツトリウム、エルビ
ウム、ホルミウム、ジスプロシウム、ガドリニウム等の
希土類化合物とバリウム化合物及び銅化合物を所定の比
率で混合したもの。

若しくはこれらを成分とした組成物、またはビスマス化
合物、ストロンチウム化合物、カルシウム化合物及び銅
化合物を所定の比率で混合し九もの。

若しくはこれらを成分とした組成物を用いることが好ま
しい。

セラミックス超電導体用組成物の焼成物の粉砕方法につ
いては特に制限はない。

また粉砕物を分散する溶液は、パラフィン、ポリイソブ
チルメタクリレート、ポリビニルピロリドン、ポリビニ
ルブチラール等の有機質のバイングーをアルコール類、
ケトン、芳香族系又は脂肪族系の炭化水素等の溶剤に溶
解した有機溶液でもスラリーをシート状に加工する方法
及びその後工程のシートを延伸する方法については特に
制限はないが、このうちシート状に加工する場合２例え
ばテープギヤスティング法によれば効率よくシート化で
きるので好ましい。

延伸する割合も特に制限はないが、切断しないチ以上延
伸すればさらに好ましい。

延伸した超電導シートを圧延する方法についても特に制
限はないが、圧延ロールで圧着して圧延すれば、長尺化
に対応するので好ましい。またこれ以外の方法２例えば
プレスで両面から圧力をかける方法でも圧延することが
でき、ち密化が促進されるので好ましい。

超電導体となる結晶粒子を配向させるには、スラリーを
シート状にした後延伸すればよく、延伸後さらに圧延す
ればよりち密化できるので好ましい。

焼成温度については＃に制限はなく、使用するセラミッ
クス超電導体用原料粉の種類によ）適宜選定される。例
えばセラミックス超電導体用原料粉の組成が、イツトリ
ウム、バリウム及び銅の場合は８５０〜９６０℃の範囲
の温度で焼成するこ（実施例） 以下本発明の詳細な説明する。

実施例１ イツトリウム、バリウム及び銅のモル比が１：２：３と
なるように酸化イツトリウム（信越化学工業製、純度９
９．９係）３０．２６ｇ、炭酸バリウム（高純度化学研
究新製、純度９９．９チ）１０５．７８９及び酸化銅（
高純度化学研究新製、純度９９．９％）６＆５９９を秤
量し、これを、樹脂で被覆したボールミル内に樹脂で被
覆したボール及びメタノールと共に充填し、毎分６０回
転の条件で６０時時間式混合、粉砕した。乾燥後、粉砕
物を酸素雰囲気中で９４０℃で１２時間焼成し、冷却後
メノウ乳鉢で粉砕し、ついでこの粉砕物を樹脂で被覆し
九ボールミル内にジルコニアボール及びメタノールと共
に充填し、毎分６０回転の条件で６０時時間式混合、粉
砕し、このものを乾燥して平均粒径がａ５μｍのセラミ
ックス超電導体用組成物を得た。

次に上記のセラミックス超電導体用組成物１００重量部
にアクリル系のバインダー（デュポン製。

商品名÷５２００３７０重量部、フタル酸エステル系の
可塑剤（三菱モンサント製、商品名Ｄ−１６０）２５重
量部及び１．１．１−トリクロロエタン（和光純薬工業
製、和光１級）１５０重量部を添加し、均一に混合した
後キャスティングマシンを用いてキャスティングし、厚
さ０．２６−のグリーンシートを得た。

この後グリーンシートを１００℃に加熱し、その両端を
引張り試験機で引張り（延伸し）４５チ引伸ばしてセラ
ミックス超電導体用シートを得た。

次にセラミックス超電導体用シートを酸素雰囲気中で９
４０℃で１０時間焼成して、厚さ０．２　ａｙｍのセラ
ミックス超電導体を得た。

該セラミックス超電導体を＠５−×長さ５０■に切断後
、臨界電流密度を四端子法で測定したところ、７７Ｋ（
液体窒素中）において１４００Ａ／Ｃがであった。

比較例１ 実施例１で得たセラミックス超電導体用組成物１００重
量部にパラフィン（和光純薬工業製、和光１級）３１ｉ
量部及び酢酸エチル（関東化学制。

電子工業用）７０重量部を添加して混合し、さらに乾燥
、粉砕して成形粉とし、この成形粉を金型内に入れ、２
トン／ｄの圧力で成形し、成形物を酸素雰囲気中で９４
０℃で１０時間焼成して、厚さ０．２−のセラミックス
超電導体を得な。

該セラミックス超電導体について実施例１と同様の方法
で臨界電流密度を測定した。その結果７７Ｋにおいて４
２０　Ａ／ｃｍであった。

実施例２ 実施例１で得たセラミックス超電導体用組成物１００重
量部に実施例１と同様のバインダー、可塑剤及び１．１
．１−　）リクロロエタンを実施例１と同量添加し、均
一に混合した後キャスティングマシンを用いてキャステ
ィングし、厚さ０．２６ｍｍのグリーンシートを得た。

ついでグリーンシートを１００℃に加熱し、その両端を
引張シ試験機で引張シ４５チ延伸し、この後延伸したグ
リーンシートを双ロール間にはさみ１００　ｋｇ／ｃ−
の圧力で圧延してセラミックス超電導体用シートを得た
。

以下実施例１と同様の条件で焼成して、厚さ０．１５ｍ
のセラミックス超電導体を得た。

該セラミックス超電導体について実施例１と同様の方法
で臨界電流密度を測定した。その結果７７Ｋにおいて１
６００Ａ／ｃｍ”であった。

比較例２ 比較例１で得た成形粉を金型内に入れ、２トン／Ｃｉの
圧力で成形し、成形物を酸素雰囲気中で９４０℃で１０
時間焼成して厚さ０．１５ｍｍのセラミックス超電導体
を得た。

該セラミックス超電導体について実施例１と同様の方法
で臨界電流密度を測定した。その結果７７Ｋにおいて４
３０　Ａ／ｃｆ［ｌ！であった。

実施例３ ビスマス、ストロンチウム、カルシウム及ヒ銅のモル比
が１：１：１：２となるように、三酸化ビスマス（高純
度化学研究新製、純度９９．９％）７２．８３９．炭酸
ストロンチウム（レアメタリック製、純度９９．９９チ
）４ａ１５ｇ、炭酸カルシウム（高純度化学研究新製、
純度ｅ　９．９９　％　）３１．２９９及び酸化鏑（高
純度化学研究新製、純度９９．９％）４９．７３９を秤
量し、これを、実施例１と同様の方法で湿式混合、粉砕
した。乾燥後。

粉砕物を大気中で８００℃で２４時間焼成し、冷却後実
施例１と同様の工程を経て平均粒径が１５μｍのセラミ
ックス超電導体用組成物を得念。

以下実施例１と同様の工程を経てセラミックス超電導体
用シートを得た。この後セラミックス超電導体用シート
を大気中で８８０℃で１２時間焼成して厚さ０．２　ｍ
ｍのセラミックス超電導体を得た。

該セラミックス超電導体について実施例１と同様の方法
で臨界電流密度を測定した。その結果６５Ｋにおいて４
２０Ａ／ａｎ”であった。

比較例３ 実施例３で得たセラミックス超電導体用組成物１００重
量部に比較例１と同様のバインダー及び溶剤を比較例１
と同量添加して混合し、さらに乾燥、粉砕して成形粉と
し、この成形粉を金型内に入れ、２トン／ｃｍ”の圧力
で成形し、成形物を大気中で８８０℃で１２時間焼成し
て、厚さ０．２０のセラミックス超電導体を得だ。

該セラミックス超電導体について実施例１と同様の方法
で臨界密度を測定した。その結果６５Ｋにおいて９７Ａ
／ｃｍ”であった。

実施例４ 実施例３で得たセラミックス超電導体用組成物１００重
量部に実施例１と同様のバインダー、可塑剤及び１．１
．１−　）リクロロエタンを実施例１と同量添加し、均
一に混合した後キャスティングマシンを用いてキャステ
ィングし、厚さ０．２６ｍｍのグリーンシートを得た。

ついでグリーンシートを１００℃に加熱し、その両端を
引張シ試験機で引張り４５チ延伸し、この後延伸し九グ
リーンシートを双ロール間にはさみ１００ｋｇ／Ｃｌ１
ｌｌＩ２の圧力で圧延してセラミックス超ｔ４体用シー
トを得た。

以下実施例３と同様の条件で焼成して、厚さ０．１５珊
のセラミックス超電導体を得た。

該セラミックス超電導体について、実施例１と同様の方
法で臨界電流密度を測定した。その結果６５Ｋにおいて
５００Ａ／ｃがであった。

比較例４ 比較例３で得た成形粉を金型内に入れ、２トン／ｃｒｎ
”の圧力で成形し、成形物を大気中で８８０℃で１２時
間焼成して、厚さ０．１５　ｍのセラミックス超電導体
を得た。

該セラミックス超電導体について実施例１と同様の方法
で臨界密度を測定した。その結果６５Ｋにおいて９４　
ｋｌＣＩ［＋１であった。

（発明の効果） 本発明によれば、臨界電流密度を大幅に改善したセラミ
ックス超電導体を得ることができ、また上記の効果を有
するセラミックス超電導体を提供するセラミックス超電
導体用シートを得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミックス超電導体用組成物を焼成して粉砕した
   後、溶液に分散してスラリーとし、該スラリーをシート
   状に加工し、ついで該シートを延伸することを特徴とす
   るセラミックス超電導体用シートの製造法。 ２、請求項１記載のセラミックス超電導体用シートを圧
   延することを特徴とするセラミックス超電導体用シート
   の製造法。 ３、請求項１記載のセラミックス超電導体用シートを焼
   成することを特徴とするセラミックス超電導体の製造法
   。 ４、請求項１記載のセラミックス超電導体用シートを圧
   延した後焼成することを特徴とするセラミックス超電導
   体の製造法。