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

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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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JP
Japan
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powder
bi2o3
y1ba2cu3o7
sintered body
average particle
Prior art date
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Pending
Application number
JP2059112A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Kojima
正大 小嶋
Yuichi Ishikawa
雄一 石川
Hideji Yoshizawa
吉澤 秀二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dowa Holdings Co Ltd
Original Assignee
Dowa Mining Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH03261647A publication Critical patent/JPH03261647A/ja
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    • YGENERAL 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
    • 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

Landscapes

  • 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。

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。
[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。
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。
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。
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。
[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。
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。
[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。
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。
[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。
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。
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。
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。
[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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
[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。
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。
[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。
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。
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。
[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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP2059112A 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 Pending JPH03261647A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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