JPH03261647A - Y↓1Ba↓2C↓u↓3O↓7↓−↓x系酸化物超電導体焼結体の製造法 - Google Patents
Y↓1Ba↓2C↓u↓3O↓7↓−↓x系酸化物超電導体焼結体の製造法Info
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- JPH03261647A JPH03261647A JP2059112A JP5911290A JPH03261647A JP H03261647 A JPH03261647 A JP H03261647A JP 2059112 A JP2059112 A JP 2059112A JP 5911290 A JP5911290 A JP 5911290A JP H03261647 A JPH03261647 A JP H03261647A
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- 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
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- 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
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (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、酸化ビスマス(Bi203)を添加すること
により強磁場下においても高臨界電流密度の超電導特性
を示すY1Ba2Cu30□−1系酸化物超電導体焼結
体の製造法に関する。
により強磁場下においても高臨界電流密度の超電導特性
を示すY1Ba2Cu30□−1系酸化物超電導体焼結
体の製造法に関する。
[従来の技術]
Y1Ba2Cu30□−1系酸化物超電導体焼結体の成
形体を製造する方法としては、従来から溶融法と焼結法
とが知られている。
形体を製造する方法としては、従来から溶融法と焼結法
とが知られている。
溶融法は、酸化物超電導体材料の原料である酸化イツト
リウム(Y2O2)、炭酸バリウム(B a C03)
および酸化銅(Cub、)(7)混合物、または、Yl
B a 2 Cu 307−!のバルク材を1.400
〜1,500℃で溶かして型に流し込み、急冷してディ
スク状の成形体を形成する。こうして得られた成形体を
1,200〜1,000℃付近で焼成してY2 Ba、
Cu、0.の微結晶を作り、次いで、1.000℃以下
でこれにBaCuO2およびCuOを包晶反応させてY
HB a 2 CLl 307−xの超電導体を形成
する。
リウム(Y2O2)、炭酸バリウム(B a C03)
および酸化銅(Cub、)(7)混合物、または、Yl
B a 2 Cu 307−!のバルク材を1.400
〜1,500℃で溶かして型に流し込み、急冷してディ
スク状の成形体を形成する。こうして得られた成形体を
1,200〜1,000℃付近で焼成してY2 Ba、
Cu、0.の微結晶を作り、次いで、1.000℃以下
でこれにBaCuO2およびCuOを包晶反応させてY
HB a 2 CLl 307−xの超電導体を形成
する。
この溶融法では、臨界電流密度(以下、Jcという)の
比較的高い超電導体が得られるが、前記型に流し込んで
急冷する際にクラックが発生し易い。また、前記焼成は
、前記ディスク状成形体を敷き板に載置して行われるが
、このときディスク状成形体の一部が溶けて敷き板に融
着し、焼成後これをはがすときに破壊されることが多い
。それゆえ、この溶融法では、大きな成形体として、超
電導体を得ることが困難であった。
比較的高い超電導体が得られるが、前記型に流し込んで
急冷する際にクラックが発生し易い。また、前記焼成は
、前記ディスク状成形体を敷き板に載置して行われるが
、このときディスク状成形体の一部が溶けて敷き板に融
着し、焼成後これをはがすときに破壊されることが多い
。それゆえ、この溶融法では、大きな成形体として、超
電導体を得ることが困難であった。
一方焼結法には、2つの方法がある。
その1つは酸化イツトリウム(Y2O3)、炭酸バリウ
ム(BaCOi)および酸化銅(Cu01)の各粉末、
または、酸化イツトリウム(Y203 ) 、酸化バリ
ウム(BaO,)(1≦X≦2)および酸化銅(Cub
、)(1/2≦y≦1)の各粉末を所定量ずつよく混合
した後に、900〜950℃で焼威し、Y 1B a
2 Cu 307−Xバルクを形成する方法である。他
の1つは、酸化イツトリウム(Y2O3)、炭酸バリウ
ム(BaCO3)および酸化銅(Cub、)の各粉末を
所定量硝酸で溶かした後、シュウ酸(HOOC−COO
H)で共沈させてY:Ba:Cu−1:2:3の組成の
共沈物を作成し、これを850℃〜950℃で焼成して
Y 1B a 2 Cu 307−xの微粉を作り、こ
の粉末を用いてYlB a 2 Cu 307−xのバ
ルクを形成する方法である。これら、いずれの焼結法も
前記溶融法に比較して外形寸法の大きい超電導体が得ら
れる。
ム(BaCOi)および酸化銅(Cu01)の各粉末、
または、酸化イツトリウム(Y203 ) 、酸化バリ
ウム(BaO,)(1≦X≦2)および酸化銅(Cub
、)(1/2≦y≦1)の各粉末を所定量ずつよく混合
した後に、900〜950℃で焼威し、Y 1B a
2 Cu 307−Xバルクを形成する方法である。他
の1つは、酸化イツトリウム(Y2O3)、炭酸バリウ
ム(BaCO3)および酸化銅(Cub、)の各粉末を
所定量硝酸で溶かした後、シュウ酸(HOOC−COO
H)で共沈させてY:Ba:Cu−1:2:3の組成の
共沈物を作成し、これを850℃〜950℃で焼成して
Y 1B a 2 Cu 307−xの微粉を作り、こ
の粉末を用いてYlB a 2 Cu 307−xのバ
ルクを形成する方法である。これら、いずれの焼結法も
前記溶融法に比較して外形寸法の大きい超電導体が得ら
れる。
[発明が解決しようとする課題]
ところが、上述の従来の焼結法は、いずれも、高い臨界
電流密度を有する焼結体を得るのが難しく、特に磁場下
(He、以上)では内部に侵入した磁束のクリープによ
って電流方向に抵抗を発生してしまうため、磁場下(H
c、以上)での臨界電流密度の減少が著しいという欠点
があった。
電流密度を有する焼結体を得るのが難しく、特に磁場下
(He、以上)では内部に侵入した磁束のクリープによ
って電流方向に抵抗を発生してしまうため、磁場下(H
c、以上)での臨界電流密度の減少が著しいという欠点
があった。
本発明は、上述の背景のもとでなされたものであり、強
磁場下(Hc、以上)においても高い臨界電流密度を維
持できるYlB a 2 Cu 307−*系酸化物超
電導体焼結体の製造法を提供するものである。
磁場下(Hc、以上)においても高い臨界電流密度を維
持できるYlB a 2 Cu 307−*系酸化物超
電導体焼結体の製造法を提供するものである。
[課題を解決するための手段]
本発明者らは、斯る課題を解決するため鋭意研究した結
果、Y1Ba2Cu307−xの微粉末に、所定量のB
i2O,の微粉末を添加することによって強磁場下にお
いても高い臨界電流密度を維持する超電導体の焼結体が
得られることを見い出し、本発明に到達した。
果、Y1Ba2Cu307−xの微粉末に、所定量のB
i2O,の微粉末を添加することによって強磁場下にお
いても高い臨界電流密度を維持する超電導体の焼結体が
得られることを見い出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、平均粒径10zoe以下のY。
Ba2 CuI20t−xの粉末と、平均粒径10m以
下のBi2O3の粉末とをY 1B a 2 Cu 3
07−xに対しB12Q3が4.5重量%以下となる割
合、好ましくは0.5〜3.5重量%となる割合で混合
し、次いで、得られた混合物を930”C〜1.OH’
cの温度下で焼成してYlB a 2’ Cu 307
−Xを主相とする焼結体を得ることを特徴とするYIB
a2Cu3Q□−1系酸化物超電導体焼結体の製造法を
提供する。
下のBi2O3の粉末とをY 1B a 2 Cu 3
07−xに対しB12Q3が4.5重量%以下となる割
合、好ましくは0.5〜3.5重量%となる割合で混合
し、次いで、得られた混合物を930”C〜1.OH’
cの温度下で焼成してYlB a 2’ Cu 307
−Xを主相とする焼結体を得ることを特徴とするYIB
a2Cu3Q□−1系酸化物超電導体焼結体の製造法を
提供する。
[作 用]
本発明で得られる焼結体は、粒径数10m以上の結晶粒
からなり、零磁場J c (77K)が数10(IA/
Cm2以上であり、がっ、十分な大きさの外形寸法を有
するYlB a 2 Cu 307−*系酸化物超電導
体焼結体である。
からなり、零磁場J c (77K)が数10(IA/
Cm2以上であり、がっ、十分な大きさの外形寸法を有
するYlB a 2 Cu 307−*系酸化物超電導
体焼結体である。
本発明の方法で使用するY、 Ba2Cu。
07−xの粉末およびBi2O3の粉末の平均、粒径を
それぞれ10血以下としたのは、これらの粉末の粒径が
lOzcmを越えると、得られる焼結体の磁場下におけ
るJcの減少が著しくなるからである。
それぞれ10血以下としたのは、これらの粉末の粒径が
lOzcmを越えると、得られる焼結体の磁場下におけ
るJcの減少が著しくなるからである。
また、前記焼成温度を930〜1,000℃としたのは
、930℃未満ては焼成の効果が得られなくなり、一方
、1.000℃を超えると、焼成の際に、Y1Ba2
CuI207−tの結晶相以外の結晶相ができ、これが
ため、磁場下でのJcが著しく小さくなるからである。
、930℃未満ては焼成の効果が得られなくなり、一方
、1.000℃を超えると、焼成の際に、Y1Ba2
CuI207−tの結晶相以外の結晶相ができ、これが
ため、磁場下でのJcが著しく小さくなるからである。
上述の方法で得たY 1B a 2 Cu 307−x
からなる焼結体は、従来の方法によって得た焼結体と比
較して、結晶粒1つ1つの表面近傍に、添加したBi2
O3が均等に分散しているため、焼結体にHc1以上の
磁場がかけられて磁束が超電導体に侵入しても、分散し
たB12Q、が有効な磁束ピン止めの中心になり、Jc
減少の原因となっている磁束クリープを抑えて磁場下で
も高い臨界電流密度を維持できるものと推定される。
からなる焼結体は、従来の方法によって得た焼結体と比
較して、結晶粒1つ1つの表面近傍に、添加したBi2
O3が均等に分散しているため、焼結体にHc1以上の
磁場がかけられて磁束が超電導体に侵入しても、分散し
たB12Q、が有効な磁束ピン止めの中心になり、Jc
減少の原因となっている磁束クリープを抑えて磁場下で
も高い臨界電流密度を維持できるものと推定される。
[実施例1]
Y2O31BaOおよびCuOの、平均粒径がそれぞれ
3uT@以下の粉末をY:Ba:Cu−2:1:1にな
るように混合し、この混合粉を940℃にて20時間焼
成してY2 B a 1Cu + 05の焼結体を得た
。
3uT@以下の粉末をY:Ba:Cu−2:1:1にな
るように混合し、この混合粉を940℃にて20時間焼
成してY2 B a 1Cu + 05の焼結体を得た
。
次に、この焼結体を粉砕して平均粒径3血以下のY2
B a lCu + 0.からなる第1の粉末を作製し
た。
B a lCu + 0.からなる第1の粉末を作製し
た。
一方1BaOとCuOの平均粒径がそれぞれ3血以下の
粉末を3:5の割合で混合し、この混合物を850℃に
て20時間焼成した後、粉砕して平均粒径3血以下の第
2の粉末を作製した。
粉末を3:5の割合で混合し、この混合物を850℃に
て20時間焼成した後、粉砕して平均粒径3血以下の第
2の粉末を作製した。
次いで得られた、前記第1の粉末と第2の粉末とをY:
Ba:Cu−1:2:3の割合になるように混合し、L
ton/c11!2の圧力でプレス成型したものを9
70℃にて20時間、酸素雰囲気中で焼成したところ、
100zo++角の板状結晶を主相とするY1Ba2C
u307−1の焼結体を得た。
Ba:Cu−1:2:3の割合になるように混合し、L
ton/c11!2の圧力でプレス成型したものを9
70℃にて20時間、酸素雰囲気中で焼成したところ、
100zo++角の板状結晶を主相とするY1Ba2C
u307−1の焼結体を得た。
次いで得られた焼結体を粉砕して平均粒径10血以下の
Y 1B a 2 Cu 307−xの合成粉となした
後、該粉末中に平均粒径10血のBi2O3の粉末をY
) B a 2 Cu 307−xに対しB12Q3
が1重量%となる割合で混合し、この混合物を945℃
の温度下で30時間焼成してY、 Ba2(:、 u
307−xを主相とする焼結体を得た。
Y 1B a 2 Cu 307−xの合成粉となした
後、該粉末中に平均粒径10血のBi2O3の粉末をY
) B a 2 Cu 307−xに対しB12Q3
が1重量%となる割合で混合し、この混合物を945℃
の温度下で30時間焼成してY、 Ba2(:、 u
307−xを主相とする焼結体を得た。
この焼結体の臨界温度(J c)は90にで、零磁場J
cは77にで103A/cm2以上であった。また、外
部磁場を15f)Gaussかけたときの77にでのJ
cは800 A/c1であった。
cは77にで103A/cm2以上であった。また、外
部磁場を15f)Gaussかけたときの77にでのJ
cは800 A/c1であった。
フラックスのピンニングポテンシャルを測定したところ
0.7eVであった。
0.7eVであった。
[実施例2]
実施例1の工程で得られた平均粒径10伽以下のY1B
a2 Cu307−xの合成粉に、平均粒径1゜血以下
Bi2O3の粉末を前者に対し後者が2重量%の割合で
混合し、945℃の温度下で30時間焼成してY1Ba
2 Cu307−Xを主相とする焼結体を得た。
a2 Cu307−xの合成粉に、平均粒径1゜血以下
Bi2O3の粉末を前者に対し後者が2重量%の割合で
混合し、945℃の温度下で30時間焼成してY1Ba
2 Cu307−Xを主相とする焼結体を得た。
得られた焼結体に外部磁場を150Gaussかけたと
きの77にでのJcは、400A/cn2であった。な
お、臨界温度(Tc)と零磁場Jcの値は実施例1と同
等であった。
きの77にでのJcは、400A/cn2であった。な
お、臨界温度(Tc)と零磁場Jcの値は実施例1と同
等であった。
[比較例1コ
実施例1の工程で得られた平均粒径1o血以下のY )
B a 2 CLl 307−tの合成粉に、平均粒
径10血以下Bi2O3の粉末を前者に対し後者が5重
量%の割合で混合し、945℃の温度下で30時間焼成
してY1Ba2 Cu307−1を主相とする焼結体を
得た。
B a 2 CLl 307−tの合成粉に、平均粒
径10血以下Bi2O3の粉末を前者に対し後者が5重
量%の割合で混合し、945℃の温度下で30時間焼成
してY1Ba2 Cu307−1を主相とする焼結体を
得た。
得られた焼結体に外部磁場を150Gaussかけたと
きの77にでのJcは、30A/em2と大幅に減少し
た。
きの77にでのJcは、30A/em2と大幅に減少し
た。
[比較例2ユ
実施例1の工程で得られた” Ba2 Cu307−!
の焼結体を粉砕することなく、そのまま使用して外部磁
場を150Gaussかげた時の77にでのJcは、1
00/cff12であった。
の焼結体を粉砕することなく、そのまま使用して外部磁
場を150Gaussかげた時の77にでのJcは、1
00/cff12であった。
また、フラックスのピンニングポテンシャルを測定した
ところ0.5eVであった。
ところ0.5eVであった。
以上の実施例から、Bi2O,の粉末の添加は、4.5
重量%以下とするのが好ましいことがゎかった。
重量%以下とするのが好ましいことがゎかった。
[発明の効果〕
本発明は上述のようにBi2O,の粉末を添加すること
によって、YlB a 2 Cu 307−焼結体の結
晶粒1つ1つの表面近傍に均等にBi2O3が分散され
るようにしたため、磁場がこれらの焼結体に侵入したと
きに、これらBi2O,粒子が有効な磁束ピン止めの中
心として作用し、ピンニングポテンシャルが高くなるこ
とで磁束クリープを抑えて、強磁場下ても高い臨界電流
密度を示すY1Ba2 Cu3 o7−!系酸化物超電
導体焼結体が得られるようになった。
によって、YlB a 2 Cu 307−焼結体の結
晶粒1つ1つの表面近傍に均等にBi2O3が分散され
るようにしたため、磁場がこれらの焼結体に侵入したと
きに、これらBi2O,粒子が有効な磁束ピン止めの中
心として作用し、ピンニングポテンシャルが高くなるこ
とで磁束クリープを抑えて、強磁場下ても高い臨界電流
密度を示すY1Ba2 Cu3 o7−!系酸化物超電
導体焼結体が得られるようになった。
Claims (1)
- 平均粒径10μm以下のY_1Ba_2Cu_3O_7
_−_xの粉末と、平均粒径10μm以下のBi_2O
_3の粉末とをY_1Ba_2Cu_3O_7_−_x
に対しBi_2O_3の量が4.5重量%以下となる割
合で混合し、次いで、得られた混合物を930℃〜1,
000℃の温度下で焼成してY_1Ba_2Cu_3O
_7_−_xを主相とする焼結体を得ることを特徴とす
るY_1Ba_2Cu_3O_7_−_x系酸化物超電
導体焼結体の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2059112A JPH03261647A (ja) | 1990-03-10 | 1990-03-10 | Y↓1Ba↓2C↓u↓3O↓7↓−↓x系酸化物超電導体焼結体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2059112A JPH03261647A (ja) | 1990-03-10 | 1990-03-10 | Y↓1Ba↓2C↓u↓3O↓7↓−↓x系酸化物超電導体焼結体の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03261647A true JPH03261647A (ja) | 1991-11-21 |
Family
ID=13103908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2059112A Pending JPH03261647A (ja) | 1990-03-10 | 1990-03-10 | Y↓1Ba↓2C↓u↓3O↓7↓−↓x系酸化物超電導体焼結体の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03261647A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63303851A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-12 | Nippon Steel Corp | 超電導セラミックス焼結体 |
-
1990
- 1990-03-10 JP JP2059112A patent/JPH03261647A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63303851A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-12 | Nippon Steel Corp | 超電導セラミックス焼結体 |
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