JPH03252349A - 酸化物超電導ペーストおよび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ペーストおよび酸化物超電導体の
製造方法に係り、特に比較的低温で短時間の熱処理によ
り、結晶の配向性に優れた酸化物超電導体の生成を可能
にし、その臨界電流密度（Ｊ　ｃ）等の特性に優れた酸
化物超電導体を容易に製造することのできるペーストお
よびこのペーストを用いた酸化物超電導体の製造方法の
改良に関する。

［従来の技術］ 酸化物系の超電導物質からなる膜体は、シールド材、テ
ープ材あるいは超電導回路やデバイス等の様々な分野に
利用し得ることが期待されている。

このような膜体を作成する場合、超電導ペーストを基体
上に塗布した後、これを焼成する方法が知られている。

上記の超電導ペーストとしては、固相法または共沈法等
で作成した超電導粉末と有機系のビヒクル、即ち有機バ
インダーや有機溶剤等とを混合したものが一般に用いら
れている。この超電導粉末は、固相法においては酸化物
または炭酸塩粉末を混合し、焼成、粉砕、混合の各工程
を繰返すことにより一方共沈法では、混合硝酸塩水溶液
等にシュウ酸水溶液等を加えて共沈させた沈殿物を乾燥
、焼成することにより製造されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の固相合成粉を機械的に粉砕した粒
子からなるペーストでは、比較的大きな粒子が小さい粒
子を液相を介して吸収しながら成長するため、ある程度
の結晶の配向性は得られるものの、固相法による粉末は
その粒度分布が０５〜２０μｍ程度と広範囲に亘ってい
るため、粒成長を促進して配向性を向上させるためには
高温での焼成が必要となり、このため焼成時に分解、基
材との反応や拡散を生じ易い上、クラックも発生し易く
その超電導特性を向上させることが困難であった。

一方、共沈法ではサブミクロンの微粉末が得られるため
、この粉末からなるペーストでは比較的低温での焼成が
可能であるが、粒成長はランダムで膜の配向性を向上さ
せることは非常に困難である。

本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、
高い温度で長時間の熱処理を必要とせず、比較的低温で
短時間の熱処理により、配向性に優れた、即ち特性の優
れた酸化物超電導体を製造するために用いられるペース
トおよびこのペーストにより超電導体を製造する方法を
提供することをその目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本願箱１の発明は、酸化物
系超電導物質からなる粉末と有機系のビヒクルを混合し
た超電導ペーストにおいて、前記粉末は、厚さ１μｍ以
上の平板状粒子からなる粉末（Ａ）と、粒径１μｍ以下
の微粒子からなる粉末（Ｂ）との混合粉末であることを
特徴とするものであり、また本願箱２の発明の酸化物超
電導体の製造方法は、酸化物系超電導物質からなり、厚
さ１μｍ以上の平板状粒子からなる粉末（Ａ）と、前記
物質と同一の物質からなり、粒径１μｍ以下の微粒子か
らなる粉末（Ｂ）とを有機系のビヒクルと混合したペー
ストを基体上に塗布した後、熱処理を施すものである。

上記発明における酸化物系超電導物質としては、特に限
定されず、例えばＹＢａ、ｃｕ８０．、ＢｉｔＳｒｓＣ
ａ、ＣｕａＯｘやこれ等の酸化物に他の元素を置換また
は添加したものに適用される。

本発明において、粉末（Ａ）、（Ｂ）は上記の物質によ
り形成されるが、粉末（Ａ）は固相合成粉を機械的に粉
砕してこれを選別した厚さ１μｍ以上の平板状粒子が用
いられ、一方粉末（Ｂ）は、スプレーパイロリシス法（
噴霧熱分解法）、共沈法、ゾル−ゲル法または固相反応
法により粉砕された粒径１μｍ以下の微粒子が用いられ
る。

粉末（Ａ）のアスペクト比（幅対厚さの比）は、成膜時
に粒子の板面が膜面に平行に配置され易くするために２
以上とすることが好ましく、アスペクト比が２未満であ
ると板面は膜面に対してランダムに位置し易くなり特性
が低下する。また厚さはこの粒子を核として粒成長させ
るために必要な大きさとして限定される。

一方粉末（Ｂ）の粒径は微粒子の有する低温焼結性を利
用する目的で１μｍ以下に限定される。

本発明の方法においては、粉末（Ａ）、（Ｂ）と有機バ
インダーおよび有機溶剤等とを混合して作成したペース
トをｙｓｚ　（イツトリウム安定化ジルコニア）　、Ｍ
ｇＯ，ＡＪ！＊Ｏａ等からなる基板上に塗布した後、好
ましくは酸化性雰囲気や酸素気流中で熱処理を施して焼
成する。

［作用］ 上記構成により、本発明の酸化物超電導ペーストおよび
酸化物超電導体の製造方法によれば、アスペクト比の大
きな平板状粒子と粒径の小さな微粒子とを複合させるこ
とにより、微粒子の有する低温焼結性と平板状粒子を核
として成長することによるＣ軸配向性の向上が可能とな
り、臨界電流密度（Ｊ　ｃ）の高い膜体が得られる。

即ち、アスペクト比の大きな平板状粒子は、成脱時にそ
の板面が膜面と平行になり易く、この板面が超電導体の
電流が流れ易い面（ａ−ｂ面）と一致しており、さらに
微粒子が平板状粒子を覆う形で２種類の粉末が一様に分
布する膜を焼成すると、平板状粒子が液相を介して微粒
子を吸収しながら成長するために、極めて配向性が高く
、かつ高密度の膜の製造が可能になる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例および比較例について説明する。

実施例Ｉ ＹＢａ、Ｃｕ、Ｏ，、からなる粉末（Ａ）、（Ｂ）を原
料粉とし、この原料粉７５ｗｔ％と有機系のビヒクル２
５ｗｔ％即ち、エチルセルロース２５　Ｗ　ｔ％、テル
ピネオール７．５ｗｔ％、フタル酸ジブチル１２．５ｗ
ｔ％およびブチルカルピトールアセテート２．５ｗ　ｔ
％を混合して超電導ペーストを作成した。

上記の原料粉の種類、粒径、配合比と、このペーストを
ＹＳＺ基板上に０　、１　ｍｎ＋の厚さに塗布した後の
焼成条件および焼成後の膜体の臨界温度（Ｔｃ）および
臨界電流密度（Ｊ　ｃ　：　７７に、　ＯＴ）の値を同
時に第１表に示す。

第１表 注）ｔ・・・厚さ、α・・・アスペクト比実施例２ Ｙ　Ｂ　ａ　ｔｃ　ｕ　ｔｏ　ｑ−ｔから粉末（Ａ）、
（Ｂ）を原料粉とし、この原料粉７５ｗｔ％と有機系の
ビヒクル２５　ｗ　ｔ％を実施例１と同様にして混合し
、超電導ペーストを作成した。

上記のペーストを実施例１と同様に基板上に塗布後、こ
れを焼成して製造した超電導膜体のＴｃおよびＪ　ｅ　
（７７に、ＯＴ）の値を第１表に示した。

比較例Ｉ Ｙ　Ｂ　ａ　２Ｃｕ　ｓｏ　７−１組成の共沈粉を原料
粉として、この原料粉７５ｗｔ％と有機系のビヒクル２
５ｗｔ％を実施例１と同様に混合して基板上に塗布した
後、これを焼成して超電導膜体を製造した。

上記の焼成条件および得られた膜体のＴｃおよびＪ　ｃ
　（７７に、ＯＴ）を第２表に示す。

比較例２ 固相反応法により作成した粉末（粒径０．５〜２０μｍ
、平均粒径８μｍ）を原料粉として、この原料粉７５ｗ
ｔ％と、有機系のビヒクル２５ｗｔ％を混合したペース
トを用い、原料粉の種類と焼成条件以外は比較例１と同
様の方法により超電導膜体を製造した。

」１記の膜体のＴｃおよびＪ　ｃ　（７７に、ＯＴ）を
第２表に示した。

第２表 ［発明の効果］ 以上述べたように、本発明の超電導ペーストおよび酸化
物超電導体の製造方法によれば、（イ）比較的低温で短
時間の熱処理における拡散反応により、配向性に優れた
酸化物超電導体を製造することができ、溶融法における
容器材質や基材との反応および偏析等の問題を防止する
ことができる、（ロ）固相法等による粉末を用いたペー
ストと比較して特性が著しく向上する、等の効果を有す
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．酸化物系超電導物質からなる粉末と有機系のビヒク
   ルを混合した超電導ペーストにおいて、前記粉末は、厚
   さ１μｍ以上の平板状粒子からなる粉末（Ａ）と、粒径
   １μｍ以下の微粒子からなる粉末（Ｂ）との混合粉末で
   あることを特徴とする酸化物超電導ペースト。
2. ２．酸化物系超電導物質からなり、厚さ１μｍ以上の平
   板状粒子からなる粉末（Ａ）と、前記物質と同一の物質
   からなり、粒径１μｍ以下の微粒子からなる粉末（Ｂ）
   とを有機系のビヒクルと混合したペーストを基体上に塗
   布した後、熱処理を施すことを特徴とする酸化物超電導
   体の製造方法。
3. ３．粉末（Ａ）はアスペクト比が２以上である請求項１
   記載の酸化物超電導ペースト。
4. ４．粉末（Ａ）はアスペクト比が２以上である請求項２
   記載の酸化物超電導体の製造方法。