JPH04243917A - 酸化物超電導焼結体の作製方法 - Google Patents

酸化物超電導焼結体の作製方法

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JPH04243917A
JPH04243917A JP3094668A JP9466891A JPH04243917A JP H04243917 A JPH04243917 A JP H04243917A JP 3094668 A JP3094668 A JP 3094668A JP 9466891 A JP9466891 A JP 9466891A JP H04243917 A JPH04243917 A JP H04243917A
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JP
Japan
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phase
sintered body
oxide superconducting
powder
sintered compact
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Pending
Application number
JP3094668A
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English (en)
Inventor
Yuichi Ishikawa
雄一 石川
Shiyuuichi Kobayashi
秀一 小早志
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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    • 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

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導特性に優れ、か
つ反発力の強いY1Ba2Cu3Ox(以下、Y系12
3相という)酸化物超電導焼結体、あるいはNd1Ba
2Cu3Ox(以下、Nd系123相という)酸化物超
電導焼結体の作製方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】酸化物超電導焼結体の作製方法としては
、従来から多くの方法が提案されているが、代表的な方
法としては、焼結法,溶融法及び部分溶融法がある。 しかしながら、いずれの方法も一長一短があり、下記の
ような欠点がある。
【0003】a)焼結法:通常に焼成する方法であり、
950℃程度で焼成した焼結体は多結晶体が生成され、
結晶粒界に不純物相や空隙等が生成されるため、超電導
特性である高臨界電流密度や高密度化が達成できず、反
発力も非常に弱い。
【0004】b)溶融法:Y系123相の粉体を145
0℃程度で白金ルツボ中で溶融し、Y2O3分散の溶体
を作り、該溶体を急冷する。この急冷したものを粉砕し
、次にこの粉体をプレス成形した後、1100℃以上で
焼成し、Y2Ba1Cu1Oy相(以下、Y系211相
という)主相のバルクを生成させ、次に1000℃以下
でY系123相の結晶成長を行なうのである。しかし、
この方法では形状の大きな焼結体の作製が難しく、プロ
セスが複雑で長時間を必要とするので、作製コストが極
めて高い。ただし、反発力は非常に強い。
【0005】c)部分溶融法:まずY系123相の粉体
をプレス成形し、これを1100℃程度でY系123相
を分解させ、Y系211相主相のバルクを生成し、次に
1000℃以下でY系123相の結晶成長を行なうので
ある。この方法では、上記溶融法に比べて形状の大きな
ものが作製できるが、多結晶体が生成されるので、超電
導特性である臨界電流密度が3000A/cm2程度で
、それ以上は高くできず、反発力も弱い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、Y系123
相(又はNd系123相)酸化物超電導焼結体の高密度
化,高臨界電流密度化を達成すること、及び焼結体の大
型化を達成すること、更にY系211相が微細に分散し
た結晶を生成させることにより、非常に大きな反発力を
有する酸化物超電導焼結体の作製を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ba−Cu−
Oを粉体合成で作製し、これにY2O3がバルク内で均
一に分散した状態を形成させ、これを900〜1000
℃の焼成でY系123相を含有した組織を生成させた焼
結体を1050〜1200℃で焼成して、Y系211相
を主相として生成させた後、900〜1000℃焼成で
Y系123相の結晶を成長させることにより、焼結体の
大型化ができると共に、高密度化及び高臨界電流密度化
が可能となり、しかもY系123相結晶内に微細なY系
211相結晶を均一に分散させて大きな反発力を有する
酸化物超電導焼結体の作製方法を提供するものである。
【0008】即ち、本発明は、酸化物超電導焼結体を作
製するにあたり、(1)バリウム化合物と銅化合物とを
混合して焼成し、バリウム・銅の酸化物を生成する第1
工程、(2)第1工程で得られた酸化物とR化合物(R
はY,Nd,Dy,Ho,Er,Gdのうちの少なくと
も1種)とを混合した後成形する第2工程、(3)第2
工程で得られた成形体を900〜1000℃で焼成して
R1Ba2Cu3Ox相を生成する第3工程、(4)第
3工程で得られた焼結体を1050〜1200℃で焼成
してR2Ba1Cu1Oy相を主相とする第4工程、(
5)第4工程で得られた焼結体を900〜1000℃で
焼成してR1Ba2Cu3Ox相を成長させる第5工程
、からなり、R2Ba1Cu1Oy相がR1Ba2Cu
3Ox相中に微細に分散されてなることを特徴とする酸
化物超電導焼結体の作製方法である。以下、本発明法を
詳細に説明する。
【0009】原料粉としてBaCO3とCuOを所定比
で混合し、これを800〜850℃で仮焼した後、更に
900℃前後で焼成する。焼成後、粉砕してバリウムと
銅の混合酸化物の粉体を生成する。次に、この粉体とY
2O3の粉体とを混合し、この混合粉をプレス成形した
後、900〜1000℃でY系123相を含有した焼結
体を作製する。この段階で、融点の高いY系123相の
生成と密度の向上が達成され、更に1100℃前後の熱
処理過程における形状の崩れが防止されるのである。
【0010】上記Y系123相を生成させた焼結体を1
050〜1200℃で熱処理して微細なY系211相を
主相とするバルクを形成した後に、該バルクを900〜
1000℃でY系123相の結晶成長を行なうことによ
り、Y系211相の微細な結晶がY系123相の結晶内
に均一に分散されて生成する。これにより、反発力の高
い酸化物超電導焼結体が作製されるのである。
【0011】上記のように構成される本発明法によれば
、高密度で高臨界電流密度を有する大型の焼結体が作製
でき、該焼結体の反発力は極めて高いのである。以上は
、Y−Ba−Cu−O系について説明したが、Yに代え
又はYと共にNd,Dy,Ho,Er,Gd系でも充分
満足できる酸化物超電導焼結体が作製できる。
【0012】
【実施例】実施例1 原料粉としてBaCO3,CuOを3:4のMol比に
混合し、800℃で5時間仮焼した後、900℃で20
時間焼成した。この焼結体を微粉砕して粒径20μm以
下の微粉体とし、この粉体に粒径3μm程度のY2O3
粉末を混合した。この混合粉をプレス成形した後、該成
形体を昇温速度20℃/分で950℃まで昇温し、95
0℃で3時間焼成した後、更に昇温速度1℃/分で11
50℃まで昇温させて1150℃で3時間焼成した。
【0013】次に、20℃/分の降温速度で970℃ま
で降温した後、更に0.5℃/Hrの降温速度で950
℃まで降温した。次に、1℃/分の降温速度で20℃ま
で徐冷し、目的のY系酸化物超電導焼結体を作製した。
【0014】得られた4inchφ×(厚さ)20mm
のペレットについて、超電導特性の臨界電流密度を測定
した結果、5×103A/cm2であった。また、反発
力試験では、1inchのSmCo系磁石(2500G
)で、1Kgfの反発力であった。
【0015】実施例2 原料粉としてBaCO3,CuOを1:2のMol比に
混合し、800℃で5時間仮焼した後、900℃で20
時間焼成した。この焼結体を微粉砕して粒径20μm以
下の微粉体とし、この粉体に粒径3μm程度のNd2O
3粉末を混合した。この混合粉をプレス成形した後、該
成形体を昇温速度20℃/分で950℃まで昇温し、9
50℃で2時間焼成した後、更に昇温速度0.5℃/分
で1100℃まで昇温させて1100℃で1時間焼成し
た。
【0016】次に、20℃/分の降温速度で970℃ま
で降温した後、更に0.5℃/Hrの降温速度で940
℃まで降温した。次に、1℃/分の降温速度で20℃ま
で徐冷し、目的のNd系酸化物超電導焼結体を作製した
【0017】得られた4inchφ×(厚さ)20mm
のペレットについて、超電導特性の臨界電流密度を測定
した結果、6×103A/cm2であった。また、反発
力試験では、1inchのSmCo系磁石(2500G
)で、1Kgfの反発力であった。
【0018】実施例3 原料粉としてシュウ酸バリウム,シュウ酸銅を3:4の
Molとなるように共沈物を生成させ、この共沈物を5
00℃で5時間仮焼した後、800℃で5時間焼成した
。この焼成体を微粉砕して粒径10μm以下の微粉体と
し、この粉体にシュウ酸イットリウムを混合した。この
混合物をプレス成形した後、該成形体を300℃で仮焼
し、次に昇温速度10℃/分で900℃まで昇温して9
00℃で5時間焼成した後、更に10℃/分の昇温速度
で1050℃まで昇温させて1050℃で1時間焼成し
た。
【0019】次に、20℃/分の降温速度で970℃ま
で降温させた後、引続いて降温速度0.5℃/Hrで9
50℃まで降温した。次に、1℃/分の降温速度で20
℃まで徐冷して、Y系酸化物超電導焼結体を作製した。
【0020】得られた4inchφ×(厚さ)20mm
のペレットについて、超導電特性の臨界電流密度を測定
した結果、4×103A/cm2であった。また、反発
力試験では、1inchのSmCo系磁石(2500G
)で、0.4Kgfの反発力であった。
【0021】比較例 本比較例は上記実施例1との比較であって、即ち原料粉
としてBaCO3とCuOを3:4のMolに混合し、
800℃で5時間仮焼した後、900℃で20時間焼成
した。この焼結体を微粉砕して、粒径20μm以下の微
粉体とし、この粉体に粒径3μm程度のY2O3粉末を
混合した。この混合粉をプレス成形した後、該成形体を
昇温速度20℃/分で1150℃まで昇温し、1150
℃で3時間焼成した。
【0022】次に、20℃/分の降温速度で970℃ま
で降温した後、引続いて0.5℃/Hrの降温速度で9
50℃まで降温した。次に、1℃/分の降温速度で20
℃まで徐冷して、実施例1と同様にY系酸化物超導電焼
結体を作製した。
【0023】その結果、焼成過程でバルクが溶け出し、
形状が崩れた。得られた、4inchφ×(厚さ)20
mmのペレットについて、臨界電流密度を測定した結果
、3×103A/cm2であった。また、反発力試験で
は、1inchのSmCo系磁石(2500G)で、0
.1Kgfの反発力であった。
【0024】このことから、第3工程の900〜100
0℃で焼成しY1Ba2Cu3Ox相を生成させる処理
工程を行なわないだけで、得られた焼結体の超電導特性
と反発力が著しく劣化することが分る。
【0025】
【発明の効果】本発明法は上記のように構成され、所定
の成分組成を有する成形体を焼成して、まずR1Ba2
Cu3Ox相を生成させ、次にR2BalCu1Oy相
を主相として生成させた後、R1Ba2Cu3Ox相結
晶を成長させることにより、R1Ba2Cu3Ox相中
にR2Ba1Cu1Oy相結晶が均一かつ微細に分散さ
れるので、高密度,高臨界電流密度で高反発力を有する
超電導特性に優れた酸化物超電導焼結体が安定して作製
でき、しかも焼結体の大型化が達成できるのである。
【0026】更に、本発明法によれば、従来の溶融法等
に比べて処理工程が簡単で、熱処理温度も比較的低く、
品質的に安定した酸化物超電導焼結体が低コストで作製
できる利点がある。
【0027】なお、上記実施例でほ、Y−Ba−Cu−
O系とNd−Ba−Cu−O系の酸化物超電導焼結体に
ついて説明したが、Dy,Ho,Er,Gd系の酸化物
超電導体にも本発明法を適用できることは勿論である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  酸化物超電導焼結体を作製するにあた
    り、(1)バリウム化合物と銅化合物とを混合して焼成
    し、バリウム・銅の酸化物を生成する第1工程、(2)
    第1工程で得られた酸化物とR化合物(RはY,Nd,
    Dy,Ho,Er,Gdのうち少なくとも1種)とを混
    合した後成形する第2工程、(3)第2工程で得られた
    成形体を900〜1000℃で焼成してR1Ba2Cu
    3Ox相を生成する第3工程、(4)第3工程で得られ
    た焼結体を1050〜1200℃で焼成してR2Ba1
    Cu1Oy相を主相とする第4工程、(5)第4工程で
    得られた焼結体を900〜1000℃で焼成してR1B
    a2Cu3Ox相を成長させる第5工程、からなり、R
    2Ba1Cu1Oy相がR1Ba2Cu3Ox相中に微
    細分散されてなることを特徴をする酸化物超電導焼結体
    の作製方法。
JP3094668A 1991-01-29 1991-01-29 酸化物超電導焼結体の作製方法 Pending JPH04243917A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07187671A (ja) * 1993-12-27 1995-07-25 Kokusai Chodendo Sangyo Gijutsu Kenkyu Center 酸化物超電導体及びその製造方法
JPH07232917A (ja) * 1994-02-18 1995-09-05 Kokusai Chodendo Sangyo Gijutsu Kenkyu Center 酸化物超電導体及びその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07187671A (ja) * 1993-12-27 1995-07-25 Kokusai Chodendo Sangyo Gijutsu Kenkyu Center 酸化物超電導体及びその製造方法
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