JPH0354113A - 超電導物質の製法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、超電導物質の製法に関する。

［従来の技術］ 従来より超電導現像の利用範囲を拡大することを目的と
して、超電導現像へ移行する温度（臨界温度）の高温化
、いわゆる高温超電導の研究が行なわれている。この高
温超電導を起こす材料として、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系材
料が知られている。このＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超電導物
質は、たとえば第４図に示すように、Ｙ２０３　　（純
度９９．９％）　、ＢａＣＯｓ　　（純度９９％）、Ｃ
ｕｂ（純度９０％以上）の粉末を所望割合で混合し、２
ｔ／ｃｊの圧力で圧縮し、空気中で９１６℃×４時間焼
成し、微粉化・混合し、２ｔ／ｃｊの圧力で圧縮し、空
気中で９１６℃×１０時間焼結して製造される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このようにして所定の成分割合で混合・
焼成を行なっても、Ｙ２　ＢａＣｕ０５などの異相が形
成されるために超電導物質の粒界で・の組成は超電導物
質の組成とずれを生じていた。そのため臨界電流密度が
低いという問題があった。

本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなされたものであ
って、粒界での不純物をなくし臨界電流密度の高い超電
導体をうろことのできる超電導物質の製法を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の超電導物質の製法は、超電導物質を製造する際
、仕込み原料の組成をＹｘＢａｙＣｕ３（式中Ｘおよび
ｙは１（Ｘ（１．５　、２＜ｙ＜２．１　）の範囲で所
望の超電導物質の組成よりずらしたことを特徴としてい
る。

［作　用］ 本発明においては、超電導物質を製造する際、仕込み原
料の組成をＹｘＢａｙＣｕ３（式中Ｘおよびｙは１＜Ｘ
＜１．５　、２＜ｙ＜２．１　＞の範囲で所望の超電導
物質の組成からずらしてあるので、Ｙ２　ＢａＣｕＯｓ
の析出などによって粒界に不純物が折出しても、該不純
物と仕込原料が結晶化アニールにより適宜反応し所望の
超電導物質かえられる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は
かかる実施例のみに限定されるものではない。

第１図は本発明の製法の一実施例のフローチャートであ
る。以下、フローチャートにしたがって説明する。

Ｙ２０３　、ＢａＣＯ３、ＣｕＯの粉末を混合する。こ
れらの粉末は仕込原料が適宜反応し所望の超電導物質か
えられる範囲であれば、いかなる範囲のものも採用でき
る。Ｙ２０３　、ＢａＣＯ３　、ＣｕＯの粉末の拉径は
、密度を向上させる見地より数十ミクロン以下の範囲に
あれば実用上問題はないが、Ｙ　％　Ｂａ−Ｃｕを均一
に混合する見地より１０ミクロン以下とするのが好まし
い。混合時間は、１０分〜１００時間の範囲であれば実
用上問題はないが、充分混合し混合容器などからの不純
の混入を防ぐ見地より１〜５時間の範囲とするのが好ま
しい。混合装置は従来この種の混合に使用されているも
のならいかなるものをも使用しうるが、原料を充分混合
する見地よりボールミルを使用するのが好ましい。

混合が終了したのち、該混合物をプレス金型に移し、プ
レス装置により圧縮成形を行なう。圧縮成形時の圧力は
０．５〜３ｔ／Ｃｄの範囲あれば実用上問題はないが、
圧力が低すぎると密度が低く、また圧力が高すぎるとプ
レス割れを起こすために１〜”ｌｔ／ｃｄの範囲にある
のが好ましい。圧縮成形装置は、従来この種の圧縮成形
に使用されているものならいかなるものをも使用しうる
が、充分プレスするの見地より圧縮強度が強いもの（た
とえばＳＵＳ　４０２　Ｊ２）を使用するのが好ましい
。

圧縮成形が終了したのち、仮焼結を行なう。焼結温度は
原料粉末を反応させほぼＹＢａｚ　Ｃｕｘ０　７−δと
する見地から　８５０〜１０００℃の範囲にあれば実用
上問題はないが、ＹＢａ２Ｃｕ３０　　　化合物ができ
や７−δ すくする見地より　９００〜９５０℃の範囲にあるのが
好ましい。焼結時間は焼結温度との関係で適宜決定され
、たとえば焼結温度が９００℃、９５０℃、１０００℃
であれば、焼結時間はそれぞれ５時間、２時間、１時間
とすることができる。ただし、８５０〜１０００℃の範
囲であれば実用上問題を生じない。

焼結装置は従来この種の焼結に使用されているものなら
いかなるものをも使用しうるが、温度分布が少ないとい
う見地より電気炉を使用するのが好ましい。

仮焼結が終了したのち、高温溶融を行なう。溶融温度は
、結晶粒同士を結合させるためには１０５０℃以上あれ
ばよいが、結晶粒同士を充分結合させ、かつ基板との反
応を防ぐ見知から１１５０〜１２５０℃の範囲にあるの
が好ましい。溶融時間は溶融温度との関係で適宜決定さ
れ、たとえば溶融温度が１２００℃のときは１〜５分の
範囲とすることができる。

ただし、ＩＯ５０〜ｉ３００℃の範囲であれば実用上問
題を生じない。高温溶融装置は、温度分布が少ないとい
う見地からマツフル炉（箱型炉）、管状炉を用いるのが
好ましく、雰囲気を制御しやすいという見地から管状炉
を用いるのがとくに好ましい。

高温溶融が終了したのち、炉内温度を低下させ、結晶化
アニールを行なう。該アニール温度は溶融したＹ−Ｂａ
−Ｃｕ−０結晶化させるためには、８５０〜１０００℃
の範囲にあればよいが、粒界を結合させたまま超電導化
する見地から９００〜９４０℃の範囲にあるのが好まし
い。アニール時間はアニール温度との関係で適宜決定さ
れ、たとえば９００℃の温度であれば１〜｛００時間の
範囲となる。結晶化アニール温度および時間がこの範囲
未満では均一に超電導とはならず、またこの範囲を超え
れば結合した粒界が再び離れてしまい、いずれも所期の
目的を達することができない。

結晶化アニールが終了したのち、酸素雰囲気中で徐冷を
行なう。徐冷速度は酸素を結晶中に導入するという点か
ら　２００〜２０℃／ｈとするのが好ましく、５０℃／
ｈとするのがとくに好ましい。徐冷速度がこの範囲未満
では酸素が導入されず超電導とはならず、またこの範囲
を超えれば低融点化合物であるＢａＣｕ０２などの異相
が析出し、いずれも問題を生じる。

第２図はこのようにしてえられた超電導物質の概略構成
図である。第２図において、（１）および（２）は式（
Ｉ）： ＹＢａｚ　　ＣＬＩ３　　０ｙ　　　　　　　　　　　
　　（１）で表わされる超電導体であり、（５）および
（６）は、式（■）： Ｙ２　ＢａＣｕ０５　　　　　　　　［Ｉ）で示される
酸化物である。

実施例１〜３および比較例 超電導物質の組成割合を第１表に示すように種々変化さ
せた実施例１〜３につきアニール時間と臨界電流密度Ｕ
ｃ）との関係を調べ、その結果を第３図示す。また比較
例として第１表に示す超電導物質につきアニール時間と
臨界電流密度との関係を調べその結果を第３図に併せて
示す。

第 １ 表 第３図より、実施例１〜３はアニール時間が長くなると
比較例に比して臨界電流密度が向上しているのがわかる
。

以上、本発明の製法をＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超電導物質
による実施例に基づき説明したが、本発明の製法は他の
酸化物系超電導物質、たとえばＢ１−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ
−０系およびＴＩ−Ｂａ−Ｓｒ−Ｃｕ−０系超電導物質
についても好適に用いることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の製法によれば高い臨界電
流密度を有する超電導物質をえることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製法の一実施例を示すフローチャート
、第２図は第１図の製法にしたがって製造された超電導
物の概略構成図、第３図は臨界電流密度（Ｊｅ）とアニ
ール時間との関係を示すグラフ、第４図は従来の製法例
のフローチャートである。 （図面の符号） （１）、（２）二超電導体 （５）、（６）二酸化物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）超電導物質を製造する際、仕込み原料の組成をＹ
   ｘＢａｙＣｕ＿３（式中ｘおよびｙは１＜ｘ＜１．５、
   ２＜ｙ＜２．１）の範囲で所望の超電導物質の組成より
   ずらしたことを特徴とする超電導物質の製法。