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
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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
５００ ２ ８９０℃、５時間 ５
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８００ ４ ９１０℃、５時間 ３０
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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