JPH03265507A - 超電導層の製造方法 - Google Patents
超電導層の製造方法Info
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- JPH03265507A JPH03265507A JP2065580A JP6558090A JPH03265507A JP H03265507 A JPH03265507 A JP H03265507A JP 2065580 A JP2065580 A JP 2065580A JP 6558090 A JP6558090 A JP 6558090A JP H03265507 A JPH03265507 A JP H03265507A
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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
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、多重管構造のノズルを用いて均一性に優れる
酸化物超電導層を基板上に形成するようにした超電導層
の製造方法に関する。
酸化物超電導層を基板上に形成するようにした超電導層
の製造方法に関する。
従来の技術及び課題
酸化物超電導体の形成元素を含有する液体可溶性の化合
物からなる原料の混合液のミストを加熱したセラミック
基板上に供給して、酸化物超電導体を形成する組成の原
料混合物からなる乾燥堆積層を形成したのち、それを前
記原料の熱分解温度以上に加熱してセラミック基板上に
酸化物超電導層を形成する方法が提案されている。
物からなる原料の混合液のミストを加熱したセラミック
基板上に供給して、酸化物超電導体を形成する組成の原
料混合物からなる乾燥堆積層を形成したのち、それを前
記原料の熱分解温度以上に加熱してセラミック基板上に
酸化物超電導層を形成する方法が提案されている。
従来、前記の方法において原料混合物の乾燥堆積層を形
成する方式としては、第３図に例示した如く一重構造の
管からなる噴霧ノズル５を介してミスト２を形成しつつ
、そのミスト２を加熱したセラミック基板６上に供給す
る方式が知られていた。
成する方式としては、第３図に例示した如く一重構造の
管からなる噴霧ノズル５を介してミスト２を形成しつつ
、そのミスト２を加熱したセラミック基板６上に供給す
る方式が知られていた。
しかしながら、回倒の如くセラミック基板６上に形成さ
れる原料混合物からなる乾燥堆積層３の厚さのバラツキ
が大きく、形成される超電導層が実用性に乏しい問題点
があった。基板やノズルを移動して乾燥堆積層の厚さを
調節するのでは、その移動機構を要して装置が複雑にな
るし、基板外に逃散するミスト量が多（なって原料無駄
が大きい。
れる原料混合物からなる乾燥堆積層３の厚さのバラツキ
が大きく、形成される超電導層が実用性に乏しい問題点
があった。基板やノズルを移動して乾燥堆積層の厚さを
調節するのでは、その移動機構を要して装置が複雑にな
るし、基板外に逃散するミスト量が多（なって原料無駄
が大きい。
課題を解決するための手段
本発明は、多重管構造のノズルを用いることにより前記
の課題を克服したものである。
の課題を克服したものである。
すなわち本発明は、二重以上の多重管構造のノズルを介
し、酸化物超電導体の形成元素を含有する液体可溶性の
化合物からなる原料の混合液のミストを加熱基板上に供
給して、酸化物超電導体を形成する組成の原料混合物か
らなる乾燥堆積層を形成したのち、それを前記原料の熱
分解温度以上に加熱して基板上に酸化物超電導層を形成
することを特徴とする超電導層の製造方法を提供するも
のである。
し、酸化物超電導体の形成元素を含有する液体可溶性の
化合物からなる原料の混合液のミストを加熱基板上に供
給して、酸化物超電導体を形成する組成の原料混合物か
らなる乾燥堆積層を形成したのち、それを前記原料の熱
分解温度以上に加熱して基板上に酸化物超電導層を形成
することを特徴とする超電導層の製造方法を提供するも
のである。
作用
二重以上の多重管構造のノズルを介してミストを供給す
る方式とすることにより、噴霧条件の相違等により生じ
る堆積勾配に応じて各部分に対するミストの供給量を制
御することができ、基板やノズルを移動させることなし
に均一性に優れる原料混合物の乾燥堆積層を形成するこ
とができ、使用原料を効率よく基板上に供給できて無駄
になるミスト量が少ない。
る方式とすることにより、噴霧条件の相違等により生じ
る堆積勾配に応じて各部分に対するミストの供給量を制
御することができ、基板やノズルを移動させることなし
に均一性に優れる原料混合物の乾燥堆積層を形成するこ
とができ、使用原料を効率よく基板上に供給できて無駄
になるミスト量が少ない。
発明の構成要素の例示
第１図に本発明において用いる多重管構造のノズルを例
示した。図には同心状に配置された三重管１１．１２．
１３からなる構造のノズルｌを示した。本発明では二重
以上の多重管構造であればよい。一般には三重管〜十重
管からなる同心同径構造のストレートノズルが用いられ
る。
示した。図には同心状に配置された三重管１１．１２．
１３からなる構造のノズルｌを示した。本発明では二重
以上の多重管構造であればよい。一般には三重管〜十重
管からなる同心同径構造のストレートノズルが用いられ
る。
ノズルを介し加熱基板上に供給するミストは、酸化物超
電導層を形成するための原料の混合液からなるものであ
る。ミストの形成は、例えば噴霧ノズルによる方式や超
音波による霧化方式、加熱蒸発方式など、適宜な方式で
行ってよい。形成したミストが自己移動力を有しない場
合には、キャリアガス等を介してノズルより基板上に供
給される。ミストの供給に際しては、例えば第２図に例
示した如く、基板４上に形成された原料混合物の乾燥堆
積層３の厚さのバラツキに応じ、ノズル１における各構
成管１１，１２．１３に対するミスト２の供給量を制御
して、乾燥堆積層３の厚さが可及的に均一になるよう操
作される。
電導層を形成するための原料の混合液からなるものであ
る。ミストの形成は、例えば噴霧ノズルによる方式や超
音波による霧化方式、加熱蒸発方式など、適宜な方式で
行ってよい。形成したミストが自己移動力を有しない場
合には、キャリアガス等を介してノズルより基板上に供
給される。ミストの供給に際しては、例えば第２図に例
示した如く、基板４上に形成された原料混合物の乾燥堆
積層３の厚さのバラツキに応じ、ノズル１における各構
成管１１，１２．１３に対するミスト２の供給量を制御
して、乾燥堆積層３の厚さが可及的に均一になるよう操
作される。
用いる原料は、硝酸塩や酢酸塩の如く液体可溶性、就中
水溶性の状態で酸化物超電導体の形成元素を含有する化
合物形態のものである。酸化物超電導体の形成元素以外
の構成元素が酸化物等としてガス化し、気散しやすい化
合物形態を有するものが好ましく用いうる。混合液にお
ける各原料の組成は、酸化物超電導体を形成する組成と
することが好ましいが、２種以上の混合液を形成してそ
れらのミストを基板上で融和させて酸化物超電導層を形
成する方式などもとりうるので、その方式に応じ適宜に
決定してよい。従って、本発明においてはミスト方式に
より、酸化物超電導体を形成する組成の原料混合物の乾
燥堆積層が基板上に結果的に形成されればよい。混合液
の濃度は、ミスト化が可能な範囲で適宜に決定してよい
。一般には５〜７０重量％、就中１０〜３０重量％とさ
れる。
水溶性の状態で酸化物超電導体の形成元素を含有する化
合物形態のものである。酸化物超電導体の形成元素以外
の構成元素が酸化物等としてガス化し、気散しやすい化
合物形態を有するものが好ましく用いうる。混合液にお
ける各原料の組成は、酸化物超電導体を形成する組成と
することが好ましいが、２種以上の混合液を形成してそ
れらのミストを基板上で融和させて酸化物超電導層を形
成する方式などもとりうるので、その方式に応じ適宜に
決定してよい。従って、本発明においてはミスト方式に
より、酸化物超電導体を形成する組成の原料混合物の乾
燥堆積層が基板上に結果的に形成されればよい。混合液
の濃度は、ミスト化が可能な範囲で適宜に決定してよい
。一般には５〜７０重量％、就中１０〜３０重量％とさ
れる。
加熱基板上に供給されたミストは、基板の熱に基づき乾
燥し、堆積する。基板の加熱温度は前記原料の熱分解温
度未満である。これにより、組成ムラの原因となる原料
の急激な熱分解等を防止しつつ、ミストを乾燥させるこ
とができ、基板上に酸化物超電導体を形成する組成の原
料混合物からなる乾燥堆積層を形成することができる。
燥し、堆積する。基板の加熱温度は前記原料の熱分解温
度未満である。これにより、組成ムラの原因となる原料
の急激な熱分解等を防止しつつ、ミストを乾燥させるこ
とができ、基板上に酸化物超電導体を形成する組成の原
料混合物からなる乾燥堆積層を形成することができる。
ちなみに、熱分解温度が通例５００〜９００℃、就中５
５０〜７５０℃である硝酸塩形態の原料を用いる場合、
基板の加熱温度は、２００〜６００℃が乾燥効率や組成
ムラの発生防止などの点より適当である。
５０〜７５０℃である硝酸塩形態の原料を用いる場合、
基板の加熱温度は、２００〜６００℃が乾燥効率や組成
ムラの発生防止などの点より適当である。
基板としては、セラミック基板のほか、貴金属基板やそ
のメツキ基板等からなる可撓性を有する金属基板なども
用いうる。基板の形態は、平板体が通例であるが、これ
に限定されず適宜な形態であってよい。本発明において
は、ノズルを介してミストの供給量を部分的に制御しつ
るので、段差を有する基板なども用いうる。その場合、
基板の段差等の形態に対応した断面形態を有する多重管
構造のノズルを用いることにより、より均一性に優れる
原料混合物の乾燥堆積層を形成することができる。なお
原料混合物の乾燥堆積層は、基板の全面に設けてもよい
し、部分的に設けてもよい。
のメツキ基板等からなる可撓性を有する金属基板なども
用いうる。基板の形態は、平板体が通例であるが、これ
に限定されず適宜な形態であってよい。本発明において
は、ノズルを介してミストの供給量を部分的に制御しつ
るので、段差を有する基板なども用いうる。その場合、
基板の段差等の形態に対応した断面形態を有する多重管
構造のノズルを用いることにより、より均一性に優れる
原料混合物の乾燥堆積層を形成することができる。なお
原料混合物の乾燥堆積層は、基板の全面に設けてもよい
し、部分的に設けてもよい。
部分的な乾燥堆積層の付設は、例えば基板の必要部分を
マスクする方式などにより行うことができる。
マスクする方式などにより行うことができる。
基板上に形成された原料混合物の乾燥堆積層は原料の熱
分解温度以上に加熱処理されて酸化物超電導層とされる
。加熱処理は、原料の分解工程と残存する酸化物超電導
体の形成元素含有成分の焼結工程に分けて行ってもよい
し、−工程で行ってもよい。加熱温度は、原料や形成酸
化物超電導体の種類等に応じ適宜に決定してよい。一般
的な加熱温度は７００〜１２００℃であり、加熱時間は
２〜１００時間である。
分解温度以上に加熱処理されて酸化物超電導層とされる
。加熱処理は、原料の分解工程と残存する酸化物超電導
体の形成元素含有成分の焼結工程に分けて行ってもよい
し、−工程で行ってもよい。加熱温度は、原料や形成酸
化物超電導体の種類等に応じ適宜に決定してよい。一般
的な加熱温度は７００〜１２００℃であり、加熱時間は
２〜１００時間である。
上記により、基板上に酸化物超電導体からなる連続層が
密着性よく形成される。形成する超電導層の厚さは適宜
に決定してよいが、一般には５０μ−以下、就中１０μ
Ｉ以下である。
密着性よく形成される。形成する超電導層の厚さは適宜
に決定してよいが、一般には５０μ−以下、就中１０μ
Ｉ以下である。
本発明において製造しつる酸化物超電導層は、液体可溶
性の化合物からなる原料を形成しうるものであり、その
種類については特に限定はない。
性の化合物からなる原料を形成しうるものであり、その
種類については特に限定はない。
従って例えばＢ１２−ｘ Ｐｂｘ ５ｒ２Ｃａ２Ｃｕ３
０ｙやＢｉ２５ｒ２ Ｃａｘ−ＩＣｕｘ Ｏｙの如きＢ
ｉ系酸化物超電導層、ＹＢａ２Ｃｕ３０ｙの如きＹ系酸
化物超電導層、Ｂａｔ−ｘ ＫＸ ＢｉＯ３の如きＢＰ
ＢＯ系酸化物超電導層、Ｎｄ２−Ｘ ＣｅｘＣｕＯｙの
如きＮｄ系酸化物超電導層、その化Ｌａ系酸化物超電導
層、ＴＩ系酸化物超電導層、Ｐｂ系酸化物超電導層、ま
た前記のＹ等の成分を他の希土類元素で置換したもの、
ないしＢａ等の成分を他のアルカリ土類金属で置換した
ものなどからなる酸化物超電導層等を形成することがで
きる。
０ｙやＢｉ２５ｒ２ Ｃａｘ−ＩＣｕｘ Ｏｙの如きＢ
ｉ系酸化物超電導層、ＹＢａ２Ｃｕ３０ｙの如きＹ系酸
化物超電導層、Ｂａｔ−ｘ ＫＸ ＢｉＯ３の如きＢＰ
ＢＯ系酸化物超電導層、Ｎｄ２−Ｘ ＣｅｘＣｕＯｙの
如きＮｄ系酸化物超電導層、その化Ｌａ系酸化物超電導
層、ＴＩ系酸化物超電導層、Ｐｂ系酸化物超電導層、ま
た前記のＹ等の成分を他の希土類元素で置換したもの、
ないしＢａ等の成分を他のアルカリ土類金属で置換した
ものなどからなる酸化物超電導層等を形成することがで
きる。
本発明により形成された超電導層は、種々の用途に用い
ることができ、可撓性基板を用いた場合には帯状コイル
などとして好ましく用いることができる。
ることができ、可撓性基板を用いた場合には帯状コイル
などとして好ましく用いることができる。
発明の効果
本発明によれば多重管構造のノズルを介し原料混合物の
乾燥堆積層を形成するようにしたので、基板やノズルの
移動操作を行う必要な（、従ってその移動機構を要しな
い簡便な装置により、かつ供給ミストを効率よ（基板上
に堆積させて均一性に優れる原料混合物の乾燥堆積層を
形成することができ、ひいては均一性に優れる酸化物超
電導層を形成することができる。また、形成された酸化
物超電導層は基板との密着力に優れており、可撓性基板
の場合には良好な変形追随性を示して耐久性に優れ、長
尺体の製造も容易である。
乾燥堆積層を形成するようにしたので、基板やノズルの
移動操作を行う必要な（、従ってその移動機構を要しな
い簡便な装置により、かつ供給ミストを効率よ（基板上
に堆積させて均一性に優れる原料混合物の乾燥堆積層を
形成することができ、ひいては均一性に優れる酸化物超
電導層を形成することができる。また、形成された酸化
物超電導層は基板との密着力に優れており、可撓性基板
の場合には良好な変形追随性を示して耐久性に優れ、長
尺体の製造も容易である。
実施例
Ｂｉｓ Ｐｂｓ Ｓｒ、Ｃａ及びＣｕの各硝酸塩をＢ１
２−ＸＰｂｘ Ｓｒ２ Ｃａ２Ｃｕ３０ｙ （ｘ ＝
０．６）の原子組成となる割合で水中に添加して３０重
量％混合水溶液を調製し、噴霧ノズルを介しその水溶液
をミスト化し、形成したミストをキャリアガス（空気）
を介して三重管からなる同心同径構造の長さが１００■
のストレートノズル（第２図参照）の一端に供給し、ノ
ズルの他端より約４００℃に加熱した直径２０−１厚さ
約０．５ｍ＋＋の銀板上に供給し、前記三重管における
各管に対するミストの供給量を制御して厚さ約１０ｕｍ
の原料混合物からなる乾燥堆積層を形成した。
２−ＸＰｂｘ Ｓｒ２ Ｃａ２Ｃｕ３０ｙ （ｘ ＝
０．６）の原子組成となる割合で水中に添加して３０重
量％混合水溶液を調製し、噴霧ノズルを介しその水溶液
をミスト化し、形成したミストをキャリアガス（空気）
を介して三重管からなる同心同径構造の長さが１００■
のストレートノズル（第２図参照）の一端に供給し、ノ
ズルの他端より約４００℃に加熱した直径２０−１厚さ
約０．５ｍ＋＋の銀板上に供給し、前記三重管における
各管に対するミストの供給量を制御して厚さ約１０ｕｍ
の原料混合物からなる乾燥堆積層を形成した。
前記により形成された乾燥堆積層の種々の断面における
厚さを測定したところ、１０±１μｓの範囲であった。
厚さを測定したところ、１０±１μｓの範囲であった。
次に、前記の乾燥堆積層付き銀板を８００〜８５０℃で
２０時間加熱処理して超電導層が強固に密着した銀板を
得た。このものは、可撓性を有しており、その断面形態
は銀板上に厚さ約５４の均一性に優れるＢｉ系酸化物超
電導層を有するものであり、その臨界温度は８５にであ
った。また、Ｂｉ系酸化物超電導層は銀板の折り曲げに
密着性よく追随した。なお、臨界温度はＯ、ｌ Ａ ／
ｃｄの電流密度下、液体ヘリウムで冷却しなから４端
子法により電気抵抗の温度による変化を測定し、電圧端
子間の発生電圧がＯとなったときの温度である。
２０時間加熱処理して超電導層が強固に密着した銀板を
得た。このものは、可撓性を有しており、その断面形態
は銀板上に厚さ約５４の均一性に優れるＢｉ系酸化物超
電導層を有するものであり、その臨界温度は８５にであ
った。また、Ｂｉ系酸化物超電導層は銀板の折り曲げに
密着性よく追随した。なお、臨界温度はＯ、ｌ Ａ ／
ｃｄの電流密度下、液体ヘリウムで冷却しなから４端
子法により電気抵抗の温度による変化を測定し、電圧端
子間の発生電圧がＯとなったときの温度である。
比較例
三重管からなる同心同径構造のストレートノズルに代え
て、噴霧ノズルから噴霧されたミストを噴霧ノズル先端
より１０ ｃｄ離した銀板上に供給したほかは実施例に
準じて原料混合物の乾燥堆積層を形成した。
て、噴霧ノズルから噴霧されたミストを噴霧ノズル先端
より１０ ｃｄ離した銀板上に供給したほかは実施例に
準じて原料混合物の乾燥堆積層を形成した。
前記により形成された乾燥堆積層は山形のもので、その
種々の断面における厚さを測定したところ、中央部で２
０±５μ腸、端部で５±５μ勝、それらの中間部で１５
±５μ−の範囲であった。
種々の断面における厚さを測定したところ、中央部で２
０±５μ腸、端部で５±５μ勝、それらの中間部で１５
±５μ−の範囲であった。
次に、前記の乾燥堆積層付き銀板を実施例に準じ加熱処
理して超電導層材の銀板を得た。このものは、厚さのバ
ラツキのため可撓性に乏しく、その断面形態は銀板上に
厚さ約２〜１２μ■の山形のＢｉ系酸化物超電導層を有
するものであった。
理して超電導層材の銀板を得た。このものは、厚さのバ
ラツキのため可撓性に乏しく、その断面形態は銀板上に
厚さ約２〜１２μ■の山形のＢｉ系酸化物超電導層を有
するものであった。
第１図は多重管構造のノズルを例示した断面図、第２図
は本発明の方法を例示した説明断面図、第３図は従来方
法の説明断面図である。 １：多重管構造のノズル １１．１２．１３：構成管 ２：ミスト ３：原料混合物の乾燥堆積層 ４．６：基板
は本発明の方法を例示した説明断面図、第３図は従来方
法の説明断面図である。 １：多重管構造のノズル １１．１２．１３：構成管 ２：ミスト ３：原料混合物の乾燥堆積層 ４．６：基板
Claims (1)
- １、二重以上の多重管構造のノズルを介し、酸化物超電
導体の形成元素を含有する液体可溶性の化合物からなる
原料の混合液のミストを加熱基板上に供給して、酸化物
超電導体を形成する組成の原料混合物からなる乾燥堆積
層を形成したのち、それを前記原料の熱分解温度以上に
加熱して基板上に酸化物超電導層を形成することを特徴
とする超電導層の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2065580A JPH03265507A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 超電導層の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2065580A JPH03265507A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 超電導層の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03265507A true JPH03265507A (ja) | 1991-11-26 |
Family
ID=13291090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2065580A Pending JPH03265507A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 超電導層の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03265507A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8119187B2 (en) * | 2003-12-15 | 2012-02-21 | Superpower, Inc. | Chemical vapor deposition process using novel precursors |
-
1990
- 1990-03-15 JP JP2065580A patent/JPH03265507A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8119187B2 (en) * | 2003-12-15 | 2012-02-21 | Superpower, Inc. | Chemical vapor deposition process using novel precursors |
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