JPH03112852A - 酸化物超伝導材料 - Google Patents
酸化物超伝導材料Info
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- JPH03112852A JPH03112852A JP1252830A JP25283089A JPH03112852A JP H03112852 A JPH03112852 A JP H03112852A JP 1252830 A JP1252830 A JP 1252830A JP 25283089 A JP25283089 A JP 25283089A JP H03112852 A JPH03112852 A JP H03112852A
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Links
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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)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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Ｔｃを持つ酸化物超伝導
材料に関するものであも 従来の技術 超伝導材料（よ イ）電気抵抗がゼロであベ ロ）完全
反磁性であゑ ハ）ジョセフソン効果があ収といった他
の材料にない特性を持っており、電力輸送 発電縁 核
融合プラズマ閉込 磁気浮上刊本 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いも ところ力（従来の金属系超伝導体で（友 超伝導転移温
度Ｔｃ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云 工業上大きな問題であった こ
のたべ より高温で超伝導体となる材料の探索が行われ
てい九１９８６年にベドノルツ（Ｂｅｄｎｏｒｚ）とミ
ュラー（Ｍｕｌｌｅｒ）により約４０にという高い超伝
導転移温度Ｔｃを持ス 酸化物系超伝導材料（Ｌａｄ−
ｚＳｒｚ）＊Ｃｕ０ｘが見出され それ以後・ＹＢａ＊
Ｃｕ５Ｏ×、Ｂ ｉ −３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０、Ｔｌ−
Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０などでより高い温度での超伝導転
移が報告されていも 超伝導転移温度Ｔｃが高いほど冷却が容易となり、又同
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
くなることが予想され 応用範囲も広がるものと期待さ
れも このため現在 これらの材料の製造法 物也 応
用等に関して多くの研究がなされていも 発明が解決しようとする課題 しかし上記従来例において、（Ｌ ａｔ−ｚＳ ｒｚ）
倉Ｃｕ０ｘζ戴 超伝導転移温度Ｔｃが４０に以下であ
るためへ 冷却に安価な液体窒素を用いることができな
（〜 又ＹＢａ２Ｃｕ倉０．ｉ上 超伝導転移温度Ｔｃが約９
０にと液体窒素温度以上ではあるがその差が小さい土
焼成時に雰囲気を制御する必要があム又Ｂ ｉ −８ｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−０で超伝導転移温度Ｔｃが１００Ｋ以上
の単一相試料を得ることは非常に困難であも 更にＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０やＴｌ−Ｐｂ−３ｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−ｏｌ；Ｌ 人体に対して有害なＴＩを含
へ そのＴＩは蒸発するために組成を一定に保つことが
困難であム 本発明は上記問題点に鑑へ 従来例に比べて高い超伝導
転移温度Ｔｃを有Ｌ 人体に対して有害なＴＩの含有量
も従来例に比べると少なく、しかもこのＴＩの蒸発を抑
制することができ組成の制御が容易である酸化物超伝導
材料を提供することを目的とすも 課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するた八 化学式が（Ｔ１＋−
ｘ−ｗ Ｂｉｇ Ｐｂｙ）＋ Ｓ ｒａ Ｃａｎ Ｃｕ
４０ｔで表され ｘ、 ｙ、 ｚが次の条餓０．０
５≦ｘ≦０．５５ ０≦ｙ≦０．５５ ｘ＋ｙ≦０．６５ ２は任意 を満たすものであることを特徴とすも 作 用 本発明者等（よ 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・研究した結果 上記の材料にお
いて、約１２０にという高い温度における超伝導転移を
見出した 又人体に対して有害なＴＩの含有量（友 路間等の超伝
導転移温度Ｔｃを有する従来のＴ１ｔＢａ＊Ｃａ２Ｃｕ
＊ＯｘやＴ Ｉ ｔＢ ａ２ｃ ａｓｃ ｔｚＯ×及び
Ｔ Ｉ ｓ、ｓｐ ｂｓ、ｓＳ ｒａｃ ａｅｃ ｕｓ
ｃ）＋ に比べて少な（− 更く Ｔｌの蒸発が抑制されるの六 組成を一定に保つ
ことが容易になった 実施例 出発原料として、純度９９％以上のＴＩ２’ｓ、Ｂｉｔ
’ｓ、Ｐｂへ ５ｒＣＯ＊、ＣａＣＯ５及びＣｕＯの各
粉末を用いた 先ず始めＥ、５ｒＣＯ＊、ＣａＣＯ５及びＣｕＯをＳｒ
： Ｃａ： Ｃｕ＝２： ３： ４となるよう
に配合し 仮焼して得られた粉末番Ｑ Ｔ ｌ ＊Ｏ
ｓ、 Ｂ ｒ象Ｏｓ及びＰｂＯを所定量加えて混合（
組成Ｎ００１〜２４）ＬＡ 成形の後焼成して３９種の
試料を作製し九 つまり、所定の組成となるように秤量ＬＳｒＣｏｔ、Ｃ
ａＣＯ５及びＣｕＯを振動ミルにて直径２ｍｍのＺｒＯ
２ボールを月収 エタノール４０ｍ１を分散媒として１
時間粉砕混合した 混合終了衡 分散媒ごと全量を乾燥
機中で１２０℃で乾燥させ九 得られた粉末を８６０℃
で２４時阻生気中で仮焼成した Ｔ ｌ ＊Ｏｓ、
Ｂ ｉ ｇｏｓ、Ｐｂ０を所定量加えた抵 振動ミルに
て前述と同様の方法で３０分間粉砕及び混合Ｌ １２
０℃で乾燥させ九 この粉末の ０．４ ｇを、 １５
ｍｍｘ５ｍｍの金型中で５００ｋｇ／ｃｍ”の圧力で一
軸加圧成形し九 この成形体をＡｕ箔で包へ 更に石英
チューブ中に減圧状態で封込へ 電気炉にて焼成して試
料を得ｔ＝ ａ 昇降温速度はいずれの試料も４０
０℃／ｈとし九 こうして作製した試料の配合組成（組成Ｎｏ、１〜２４
）を図に示す。但り、 （Ｔｌ１Ｂｉ＋Ｐｂ）：Ｓｒ
： Ｃａ： Ｃｕ＝１： ２： ３： ４で
あａ焼結体試料には銀電極を付けて通常の四端子法によ
り、電気抵抗の温度変化を測定電流１０ｍＡで３００Ｋ
から１５Ｋまで測定し九 超伝導転移により電気抵抗が
急激に低下し始める電気抵抗低下開始温度（Ｔ１）
と、抵抗がゼロとなる電気抵抗消失温度（Ｔ２） と
を求め九 又 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マイス
ナー効果開始温度（Ｔ３）を求め九 これらの結果を次表に示す。
材料に関するものであも 従来の技術 超伝導材料（よ イ）電気抵抗がゼロであベ ロ）完全
反磁性であゑ ハ）ジョセフソン効果があ収といった他
の材料にない特性を持っており、電力輸送 発電縁 核
融合プラズマ閉込 磁気浮上刊本 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いも ところ力（従来の金属系超伝導体で（友 超伝導転移温
度Ｔｃ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云 工業上大きな問題であった こ
のたべ より高温で超伝導体となる材料の探索が行われ
てい九１９８６年にベドノルツ（Ｂｅｄｎｏｒｚ）とミ
ュラー（Ｍｕｌｌｅｒ）により約４０にという高い超伝
導転移温度Ｔｃを持ス 酸化物系超伝導材料（Ｌａｄ−
ｚＳｒｚ）＊Ｃｕ０ｘが見出され それ以後・ＹＢａ＊
Ｃｕ５Ｏ×、Ｂ ｉ −３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０、Ｔｌ−
Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０などでより高い温度での超伝導転
移が報告されていも 超伝導転移温度Ｔｃが高いほど冷却が容易となり、又同
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
くなることが予想され 応用範囲も広がるものと期待さ
れも このため現在 これらの材料の製造法 物也 応
用等に関して多くの研究がなされていも 発明が解決しようとする課題 しかし上記従来例において、（Ｌ ａｔ−ｚＳ ｒｚ）
倉Ｃｕ０ｘζ戴 超伝導転移温度Ｔｃが４０に以下であ
るためへ 冷却に安価な液体窒素を用いることができな
（〜 又ＹＢａ２Ｃｕ倉０．ｉ上 超伝導転移温度Ｔｃが約９
０にと液体窒素温度以上ではあるがその差が小さい土
焼成時に雰囲気を制御する必要があム又Ｂ ｉ −８ｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−０で超伝導転移温度Ｔｃが１００Ｋ以上
の単一相試料を得ることは非常に困難であも 更にＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０やＴｌ−Ｐｂ−３ｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−ｏｌ；Ｌ 人体に対して有害なＴＩを含
へ そのＴＩは蒸発するために組成を一定に保つことが
困難であム 本発明は上記問題点に鑑へ 従来例に比べて高い超伝導
転移温度Ｔｃを有Ｌ 人体に対して有害なＴＩの含有量
も従来例に比べると少なく、しかもこのＴＩの蒸発を抑
制することができ組成の制御が容易である酸化物超伝導
材料を提供することを目的とすも 課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するた八 化学式が（Ｔ１＋−
ｘ−ｗ Ｂｉｇ Ｐｂｙ）＋ Ｓ ｒａ Ｃａｎ Ｃｕ
４０ｔで表され ｘ、 ｙ、 ｚが次の条餓０．０
５≦ｘ≦０．５５ ０≦ｙ≦０．５５ ｘ＋ｙ≦０．６５ ２は任意 を満たすものであることを特徴とすも 作 用 本発明者等（よ 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・研究した結果 上記の材料にお
いて、約１２０にという高い温度における超伝導転移を
見出した 又人体に対して有害なＴＩの含有量（友 路間等の超伝
導転移温度Ｔｃを有する従来のＴ１ｔＢａ＊Ｃａ２Ｃｕ
＊ＯｘやＴ Ｉ ｔＢ ａ２ｃ ａｓｃ ｔｚＯ×及び
Ｔ Ｉ ｓ、ｓｐ ｂｓ、ｓＳ ｒａｃ ａｅｃ ｕｓ
ｃ）＋ に比べて少な（− 更く Ｔｌの蒸発が抑制されるの六 組成を一定に保つ
ことが容易になった 実施例 出発原料として、純度９９％以上のＴＩ２’ｓ、Ｂｉｔ
’ｓ、Ｐｂへ ５ｒＣＯ＊、ＣａＣＯ５及びＣｕＯの各
粉末を用いた 先ず始めＥ、５ｒＣＯ＊、ＣａＣＯ５及びＣｕＯをＳｒ
： Ｃａ： Ｃｕ＝２： ３： ４となるよう
に配合し 仮焼して得られた粉末番Ｑ Ｔ ｌ ＊Ｏ
ｓ、 Ｂ ｒ象Ｏｓ及びＰｂＯを所定量加えて混合（
組成Ｎ００１〜２４）ＬＡ 成形の後焼成して３９種の
試料を作製し九 つまり、所定の組成となるように秤量ＬＳｒＣｏｔ、Ｃ
ａＣＯ５及びＣｕＯを振動ミルにて直径２ｍｍのＺｒＯ
２ボールを月収 エタノール４０ｍ１を分散媒として１
時間粉砕混合した 混合終了衡 分散媒ごと全量を乾燥
機中で１２０℃で乾燥させ九 得られた粉末を８６０℃
で２４時阻生気中で仮焼成した Ｔ ｌ ＊Ｏｓ、
Ｂ ｉ ｇｏｓ、Ｐｂ０を所定量加えた抵 振動ミルに
て前述と同様の方法で３０分間粉砕及び混合Ｌ １２
０℃で乾燥させ九 この粉末の ０．４ ｇを、 １５
ｍｍｘ５ｍｍの金型中で５００ｋｇ／ｃｍ”の圧力で一
軸加圧成形し九 この成形体をＡｕ箔で包へ 更に石英
チューブ中に減圧状態で封込へ 電気炉にて焼成して試
料を得ｔ＝ ａ 昇降温速度はいずれの試料も４０
０℃／ｈとし九 こうして作製した試料の配合組成（組成Ｎｏ、１〜２４
）を図に示す。但り、 （Ｔｌ１Ｂｉ＋Ｐｂ）：Ｓｒ
： Ｃａ： Ｃｕ＝１： ２： ３： ４で
あａ焼結体試料には銀電極を付けて通常の四端子法によ
り、電気抵抗の温度変化を測定電流１０ｍＡで３００Ｋ
から１５Ｋまで測定し九 超伝導転移により電気抵抗が
急激に低下し始める電気抵抗低下開始温度（Ｔ１）
と、抵抗がゼロとなる電気抵抗消失温度（Ｔ２） と
を求め九 又 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マイス
ナー効果開始温度（Ｔ３）を求め九 これらの結果を次表に示す。
表
表
（続き）
表
（続き）
Ｔ１：電気抵抗低下開始温度（Ｔ ｃ ｏｎｓｅｔ）Ｔ
２：電気抵抗消失温度 （ＴｃＲ＝Ｏ）Ｔ３：マイス
ナー効果開始温度 表より明らかなようＧＱ Ｂ ｉが含まれない場合（
Ｎｏ、 １、４、７、８、１０）は焼成時間を長くする
と、ＴＩの蒸発のため組成が変化し超伝導転移温度Ｔｃ
は著しく減少すも しかしＢｉを加えると、長時間の焼
成を行ってもＴＩの蒸発は抑えられ 高い超伝導転移温
度Ｔｃを維持することができも 長時間の焼成が可能で
あること１表 最適の焼成条件が広がっただけでなく、
均質性を高める点においても有利になったことを示して
いａ 又ｐｂでＴＩを置換した場合も同様に高い超伝導
転移温度Ｔｃが得られ 有害なＴＩをより少なくするこ
とができも これらの焼結体を粉砕しＸ線回折にかけて分析したとこ
へ 化学式（Ｔ Ｉ ｌ−１−１１Ｂ ｉ ＸＰ ｂ
ｙ）Ｉ Ｓ ｒ２ＣａｓＣｕ４０ｚて ０．０５≦ｘ≦
０．５５、Ｏ≦ｙ≦０．５５、ｘ＋ｙ≦０．６５の範囲
でζ瓜 ２θ＝４．６ 付近に鋭いピークを持つ回折パ
ターンがみられた これは化学式（Ｔ１ト。−、Ｂｉｘ
Ｐｂ１＋）＋Ｓ ｒａｃａｓｃｕ４Ｑｚ で表される
相が生成していると考えられも 透過型電子顕微鏡でＸ線回折パターンの２θ＝４．６
付近のピークに対応する １９．２人の周期構造を有す
る粒子を観察し その部分の組成をＸ線マイクロアナラ
イザーで分析したとこ＆ＴＬＢｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｃａ及
びＣｕの元素が上記範囲の組成比で存在していることが
確認された発明の効果 本発明の酸化物超伝導材料は 約１２０にという高い超
伝導転移温度Ｔｃを有すも 又本発明によると、人体に対して有害なＴＩの含有量Ｌ
路間等の超伝導転移温度Ｔｃを有する従来の酸化物超
伝導材料であるＴ］ａＢａ＊ＣａｔＣｕ＄０×やＴ Ｉ
＋ＢａｒｃａｓＣｕａｏｗ及びＴＩ＠、ｓＰｂ＠、ｓｓ
ｒｔｃ ａｔｃｕｓｏｘ に比ヘテ少な１．％更に本
発明によると、ＴＩの蒸発を抑制できるので、焼成時に
おける雰囲気の制御が容易であム
２：電気抵抗消失温度 （ＴｃＲ＝Ｏ）Ｔ３：マイス
ナー効果開始温度 表より明らかなようＧＱ Ｂ ｉが含まれない場合（
Ｎｏ、 １、４、７、８、１０）は焼成時間を長くする
と、ＴＩの蒸発のため組成が変化し超伝導転移温度Ｔｃ
は著しく減少すも しかしＢｉを加えると、長時間の焼
成を行ってもＴＩの蒸発は抑えられ 高い超伝導転移温
度Ｔｃを維持することができも 長時間の焼成が可能で
あること１表 最適の焼成条件が広がっただけでなく、
均質性を高める点においても有利になったことを示して
いａ 又ｐｂでＴＩを置換した場合も同様に高い超伝導
転移温度Ｔｃが得られ 有害なＴＩをより少なくするこ
とができも これらの焼結体を粉砕しＸ線回折にかけて分析したとこ
へ 化学式（Ｔ Ｉ ｌ−１−１１Ｂ ｉ ＸＰ ｂ
ｙ）Ｉ Ｓ ｒ２ＣａｓＣｕ４０ｚて ０．０５≦ｘ≦
０．５５、Ｏ≦ｙ≦０．５５、ｘ＋ｙ≦０．６５の範囲
でζ瓜 ２θ＝４．６ 付近に鋭いピークを持つ回折パ
ターンがみられた これは化学式（Ｔ１ト。−、Ｂｉｘ
Ｐｂ１＋）＋Ｓ ｒａｃａｓｃｕ４Ｑｚ で表される
相が生成していると考えられも 透過型電子顕微鏡でＸ線回折パターンの２θ＝４．６
付近のピークに対応する １９．２人の周期構造を有す
る粒子を観察し その部分の組成をＸ線マイクロアナラ
イザーで分析したとこ＆ＴＬＢｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｃａ及
びＣｕの元素が上記範囲の組成比で存在していることが
確認された発明の効果 本発明の酸化物超伝導材料は 約１２０にという高い超
伝導転移温度Ｔｃを有すも 又本発明によると、人体に対して有害なＴＩの含有量Ｌ
路間等の超伝導転移温度Ｔｃを有する従来の酸化物超
伝導材料であるＴ］ａＢａ＊ＣａｔＣｕ＄０×やＴ Ｉ
＋ＢａｒｃａｓＣｕａｏｗ及びＴＩ＠、ｓＰｂ＠、ｓｓ
ｒｔｃ ａｔｃｕｓｏｘ に比ヘテ少な１．％更に本
発明によると、ＴＩの蒸発を抑制できるので、焼成時に
おける雰囲気の制御が容易であム
図は本発明の実施例における作製試料の配合組成図であ
ム
ム
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 化学式が（Ｔｌ＿１＿−＿ｘ＿−＿ｙＢｉ＿ｘＰｂ＿
ｙ）＿１Ｓｒ＿２Ｃａ＿３Ｃｕ＿４Ｏ＿ｚで表され、ｘ
、ｙ、ｚが次の条件０．０５≦ｘ≦０．５５ ０≦ｙ≦０．５５ ｘ＋ｙ≦０．６５ ｚは任意 を満たすものである酸化物超伝導材料。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252830A JPH03112852A (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 酸化物超伝導材料 |
| DE69024190T DE69024190T2 (de) | 1989-09-05 | 1990-09-05 | Supraleitendes material und seine herstellung |
| PCT/JP1990/001139 WO1991003426A1 (en) | 1989-09-05 | 1990-09-05 | Superconducting material and production thereof |
| EP90913259A EP0441986B1 (en) | 1989-09-05 | 1990-09-05 | Superconducting material and production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252830A JPH03112852A (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 酸化物超伝導材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03112852A true JPH03112852A (ja) | 1991-05-14 |
Family
ID=17242798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1252830A Pending JPH03112852A (ja) | 1989-09-05 | 1989-09-27 | 酸化物超伝導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03112852A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007207481A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | リレースイッチ引き抜き具及びリレースイッチ引き抜き装置 |
-
1989
- 1989-09-27 JP JP1252830A patent/JPH03112852A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007207481A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | リレースイッチ引き抜き具及びリレースイッチ引き抜き装置 |
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| Chen et al. | ad, Effee |