JPH04317411A - 酸化物超伝導体組成物の製造方法 - Google Patents
酸化物超伝導体組成物の製造方法Info
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- JPH04317411A JPH04317411A JP3106465A JP10646591A JPH04317411A JP H04317411 A JPH04317411 A JP H04317411A JP 3106465 A JP3106465 A JP 3106465A JP 10646591 A JP10646591 A JP 10646591A JP H04317411 A JPH04317411 A JP H04317411A
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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
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の超伝導応用装置
や超伝導素子に使用される酸化物超伝導体組成物の製造
方法に関するものである。
や超伝導素子に使用される酸化物超伝導体組成物の製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、超伝導材料としては、すでに金属
・合金系超伝導材料、化合物超伝導材料などが実用化さ
れている。超伝導材料は超伝導磁石用のコイルやジョセ
フソン素子などのエレクトロニクスデバイスなどを作る
のに用いられ、特にジョセフソン接合の高感度性、高精
度性、低雑音性を利用したSQUIDや精密計測への応
用の他、ジョセフソン接合の高速応答性と低消費電力性
に着目した電子計算機への応用が期待されている。超伝
導材料の応用を考えた場合、その超伝導転移温度(Tc
)は、できるだけ高いことが望まれる。金属・合金系超
伝導材料、化合物超伝導材料は、冷媒として高価で希少
な液体ヘリウムを用いなければならず、このことがこれ
らの超伝導体の広い分野への応用を妨げる一因となって
いる。この点では銅酸化物系超伝導体は、従来の超伝導
体よりもはるかに優れており、30KのTcを持つLa
−Ba−Cu−O系酸化物超伝導体の発見以来、90K
級のBa−Y−Cu−O系、110K級のBi−Sr−
Ca−Cu−O系、120K級のTl−Ba−Ca−C
u−O系などが相次いで発見されてきた。液体窒素温度
をはるかに越えたTcを持つ材料の発見は、実用材料と
しての期待をますます高めている。
・合金系超伝導材料、化合物超伝導材料などが実用化さ
れている。超伝導材料は超伝導磁石用のコイルやジョセ
フソン素子などのエレクトロニクスデバイスなどを作る
のに用いられ、特にジョセフソン接合の高感度性、高精
度性、低雑音性を利用したSQUIDや精密計測への応
用の他、ジョセフソン接合の高速応答性と低消費電力性
に着目した電子計算機への応用が期待されている。超伝
導材料の応用を考えた場合、その超伝導転移温度(Tc
)は、できるだけ高いことが望まれる。金属・合金系超
伝導材料、化合物超伝導材料は、冷媒として高価で希少
な液体ヘリウムを用いなければならず、このことがこれ
らの超伝導体の広い分野への応用を妨げる一因となって
いる。この点では銅酸化物系超伝導体は、従来の超伝導
体よりもはるかに優れており、30KのTcを持つLa
−Ba−Cu−O系酸化物超伝導体の発見以来、90K
級のBa−Y−Cu−O系、110K級のBi−Sr−
Ca−Cu−O系、120K級のTl−Ba−Ca−C
u−O系などが相次いで発見されてきた。液体窒素温度
をはるかに越えたTcを持つ材料の発見は、実用材料と
しての期待をますます高めている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】超伝導材料をエレクト
ロニクスデバイスに応用する際には臨界温度(Tc)は
できるだけ高いことが望ましい。また、臨界電流密度(
Jc)が大きいことも配線材料を考える上で重要である
。しかしながら、Tl−Sr−Ca−Cu−O系超伝導
体およびTl−Ba−Ca−Cu−O系超伝導体は、通
常のセラミックス製造方法に従って、焼成後徐冷した場
合には液体ヘリウム温度においても超伝導転移を示さな
い。本発明の目的は、Tl−Sr−Ca−Cu−O系材
料およびTl−Ba−Ca−Cu−O系材料を用いて、
従来のものよりも高いTcを持ち、かつ高いJcを持つ
超伝導体の製造方法を提供することにある。
ロニクスデバイスに応用する際には臨界温度(Tc)は
できるだけ高いことが望ましい。また、臨界電流密度(
Jc)が大きいことも配線材料を考える上で重要である
。しかしながら、Tl−Sr−Ca−Cu−O系超伝導
体およびTl−Ba−Ca−Cu−O系超伝導体は、通
常のセラミックス製造方法に従って、焼成後徐冷した場
合には液体ヘリウム温度においても超伝導転移を示さな
い。本発明の目的は、Tl−Sr−Ca−Cu−O系材
料およびTl−Ba−Ca−Cu−O系材料を用いて、
従来のものよりも高いTcを持ち、かつ高いJcを持つ
超伝導体の製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、Tl2O3、
SrO、CaOおよびCuO粉末を混合し、プレス成形
した後、890℃から920℃の温度範囲で熱処理し、
引き続いて100℃/秒以上の速度で室温まで急速降温
することを特徴とするTlSr2CaCu2Ox(ただ
し、6.5≦x≦7.5)で表される酸化物超伝導体組
成物の製造方法、およびTl2O3、BaO、CaOお
よびCuO粉末を混合し、プレス成形した後、890℃
から920℃の温度範囲で熱処理し、引き続いて100
℃/秒以上の速度で室温まで急速降温することを特徴と
するTlBa2CaCu2Oy(ただし、6.5≦y≦
7.5)で表される酸化物超伝導体組成物の製造方法で
ある。また、本発明の方法で、プレス成形体を890℃
から920℃の温度範囲で熱処理する際に、金箔に包ん
で熱処理を行うと、上記各組成物の特性がさらに向上す
る。
SrO、CaOおよびCuO粉末を混合し、プレス成形
した後、890℃から920℃の温度範囲で熱処理し、
引き続いて100℃/秒以上の速度で室温まで急速降温
することを特徴とするTlSr2CaCu2Ox(ただ
し、6.5≦x≦7.5)で表される酸化物超伝導体組
成物の製造方法、およびTl2O3、BaO、CaOお
よびCuO粉末を混合し、プレス成形した後、890℃
から920℃の温度範囲で熱処理し、引き続いて100
℃/秒以上の速度で室温まで急速降温することを特徴と
するTlBa2CaCu2Oy(ただし、6.5≦y≦
7.5)で表される酸化物超伝導体組成物の製造方法で
ある。また、本発明の方法で、プレス成形体を890℃
から920℃の温度範囲で熱処理する際に、金箔に包ん
で熱処理を行うと、上記各組成物の特性がさらに向上す
る。
【0005】
【作用】TlSr2CaCu2O7では、910℃で5
時間焼成した後、粉砕して再び910℃、5時間焼成し
て徐冷した試料は、液体ヘリウムの沸点(4.2K)以
上の温度では超伝導転移を示さなかった。しかるに、T
lSr2CaCu2O7で、910℃で5時間、2回目
の焼成をした後、500℃/秒で急速降温したものはT
cが70Kとなり、また30KにおけるJcも1000
A/cm2であることが確認された。また、TlBa2
CaCu2Oyで同様の焼成をした後、500℃/秒で
急速降温したものはTcが65Kとなり、30Kにおけ
るJcも950A/cm2であることが確認された。
時間焼成した後、粉砕して再び910℃、5時間焼成し
て徐冷した試料は、液体ヘリウムの沸点(4.2K)以
上の温度では超伝導転移を示さなかった。しかるに、T
lSr2CaCu2O7で、910℃で5時間、2回目
の焼成をした後、500℃/秒で急速降温したものはT
cが70Kとなり、また30KにおけるJcも1000
A/cm2であることが確認された。また、TlBa2
CaCu2Oyで同様の焼成をした後、500℃/秒で
急速降温したものはTcが65Kとなり、30Kにおけ
るJcも950A/cm2であることが確認された。
【0006】
【実施例】以下、実施例により、本発明を具体的に説明
する。出発原料として、純度99%以上の酸化タリウム
(Tl2O3)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化
バリウム(BaO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化
第2銅(CuO)を使用し、TlSr2CaCu2O7
およびTlBa2CaCu2O7の配合比になるように
各々秤量した。次に秤量した各材料を乳鉢でよく混合し
た後、プレスして5mm×10mm×1mmのプレス体
を作成した。このプレス体を酸素雰囲気中で890〜9
20℃で5時間焼成した後、粉砕して再び同温度範囲で
5時間焼成した後、100℃/秒から500℃/秒の速
度で急速降温を行った。
する。出発原料として、純度99%以上の酸化タリウム
(Tl2O3)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化
バリウム(BaO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化
第2銅(CuO)を使用し、TlSr2CaCu2O7
およびTlBa2CaCu2O7の配合比になるように
各々秤量した。次に秤量した各材料を乳鉢でよく混合し
た後、プレスして5mm×10mm×1mmのプレス体
を作成した。このプレス体を酸素雰囲気中で890〜9
20℃で5時間焼成した後、粉砕して再び同温度範囲で
5時間焼成した後、100℃/秒から500℃/秒の速
度で急速降温を行った。
【0007】超伝導特性の評価は、得られた試料の抵抗
率、臨界電流密度、超伝導体積分率の測定により行った
。抵抗率は直流4端子法によって行った。電極は金をス
パッタリング法にて取り付け、リ−ドとして錫メッキ銅
線を用いた。臨界電流密度も直流4端子法により求めた
。30Kにおいて電圧端子間に0.1μV以上の電圧が
生じたときの電流をJcとした。超伝導体積分率は交流
帯磁率測定より求めた。交流帯磁率はコイルの中にサン
プルを入れ、コイルのLの変化を測定することによって
行った。体積分率は、同体積、同じ形状の鉛の4.2K
における△Lを100として算出した。抵抗測定は室温
から抵抗が0になる温度まで、帯磁率測定は室温から4
.2Kまで行った。表1にTl−Sr−Ca−Cu−O
系超伝導体における焼成条件および冷却速度と電気抵抗
が0になる臨界温度(Tc)、30Kでの臨界電流密度
(Jc)を示す。
率、臨界電流密度、超伝導体積分率の測定により行った
。抵抗率は直流4端子法によって行った。電極は金をス
パッタリング法にて取り付け、リ−ドとして錫メッキ銅
線を用いた。臨界電流密度も直流4端子法により求めた
。30Kにおいて電圧端子間に0.1μV以上の電圧が
生じたときの電流をJcとした。超伝導体積分率は交流
帯磁率測定より求めた。交流帯磁率はコイルの中にサン
プルを入れ、コイルのLの変化を測定することによって
行った。体積分率は、同体積、同じ形状の鉛の4.2K
における△Lを100として算出した。抵抗測定は室温
から抵抗が0になる温度まで、帯磁率測定は室温から4
.2Kまで行った。表1にTl−Sr−Ca−Cu−O
系超伝導体における焼成条件および冷却速度と電気抵抗
が0になる臨界温度(Tc)、30Kでの臨界電流密度
(Jc)を示す。
【0008】
【表1】
─────────────────────────
───── 試料 焼成条件
冷却速度 Tc Jc 番号
(K/秒)
(K) (A/cm2)────────────
────────────────── 1
890℃、5時間 100 50
500 2 890℃、5時間 5
00 57 770 3 9
00℃、5時間 300 62
800 4 910℃、5時間 30
0 65 900 5 91
0℃、5時間 500 70 10
00───────────────────────
───────
───── 試料 焼成条件
冷却速度 Tc Jc 番号
(K/秒)
(K) (A/cm2)────────────
────────────────── 1
890℃、5時間 100 50
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0 65 900 5 91
0℃、5時間 500 70 10
00───────────────────────
───────
【0009】なお、金箔で包んで焼成し
た場合には、臨界電流密度(Jc)や超伝導体積分率に
おいて10%程度の向上が見られた。また100℃/秒
より冷却速度が遅い場合や、組成範囲が本発明の範囲外
となる場合には、超伝導特性が低下して実用に適した材
料を得ることが困難となる。
た場合には、臨界電流密度(Jc)や超伝導体積分率に
おいて10%程度の向上が見られた。また100℃/秒
より冷却速度が遅い場合や、組成範囲が本発明の範囲外
となる場合には、超伝導特性が低下して実用に適した材
料を得ることが困難となる。
【0010】
【発明の効果】以上のように、本発明の方法は、高い超
伝導転移温度を持ち、かつ臨界電流密度の大きい超伝導
材料の製造方法として非常に実用性の高いものである。
伝導転移温度を持ち、かつ臨界電流密度の大きい超伝導
材料の製造方法として非常に実用性の高いものである。
Claims (3)
- 【請求項1】 Tl2O3、SrO、CaOおよびC
uO粉末を混合し、プレス成形した後、890℃から9
20℃の温度範囲で熱処理し、引き続いて100℃/秒
以上の速度で室温まで急速降温することを特徴とするT
lSr2CaCu2Ox(ただし、6.5≦x≦7.5
)で表される酸化物超伝導体組成物の製造方法。 - 【請求項2】 Tl2O3、BaO、CaOおよびC
uO粉末を混合し、プレス成形した後、890℃から9
20℃の温度範囲で熱処理し、引き続いて100℃/秒
以上の速度で室温まで急速降温することを特徴とするT
lBa2CaCu2Oy(ただし、6.5≦y≦7.5
)で表される酸化物超伝導体組成物の製造方法。 - 【請求項3】 プレス成形体を890℃から920℃
の温度範囲で熱処理する際に、金箔に包んで熱処理を行
うことを特徴とする請求項1または2に記載の酸化物超
伝導体組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3106465A JPH04317411A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 酸化物超伝導体組成物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3106465A JPH04317411A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 酸化物超伝導体組成物の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04317411A true JPH04317411A (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=14434312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3106465A Pending JPH04317411A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 酸化物超伝導体組成物の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04317411A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5210267B2 (ja) * | 1972-10-04 | 1977-03-23 |
-
1991
- 1991-04-12 JP JP3106465A patent/JPH04317411A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5210267B2 (ja) * | 1972-10-04 | 1977-03-23 |
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