JPH05229825A - 酸化物超電導体及びその製造法及び酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導体及びその製造法及び酸化物超電導線材の製造方法Info
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- JPH05229825A JPH05229825A JP4069861A JP6986192A JPH05229825A JP H05229825 A JPH05229825 A JP H05229825A JP 4069861 A JP4069861 A JP 4069861A JP 6986192 A JP6986192 A JP 6986192A JP H05229825 A JPH05229825 A JP H05229825A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】タリウム系超電導体にアルカリ元素を添加する
か、あるいは超電導体の一部をアルカリ元素により置換
し、熱処理により結晶成長させ、プレス加工などのプロ
セスを組合わせる。この熱処理は従来のタリウム系超電
導線材の焼結温度よりも約１５０℃低いため、タリウム
の揮散を抑制し、組成ずれを防ぐことが出来る。また、
熱処理によりタリウム系超電導体の結晶粒径は、約１２
０μｍの板状晶に結晶成長するため、タリウム系超電導
体の配向化に有効であり、超電導臨界電流密度を向上さ
せるのに有効である。 【効果】液体ヘリウム及び液体窒素によって冷却したタ
リウム系超電導線材は、配向化しているため高い臨界電
流密度を持つことが出来る。
か、あるいは超電導体の一部をアルカリ元素により置換
し、熱処理により結晶成長させ、プレス加工などのプロ
セスを組合わせる。この熱処理は従来のタリウム系超電
導線材の焼結温度よりも約１５０℃低いため、タリウム
の揮散を抑制し、組成ずれを防ぐことが出来る。また、
熱処理によりタリウム系超電導体の結晶粒径は、約１２
０μｍの板状晶に結晶成長するため、タリウム系超電導
体の配向化に有効であり、超電導臨界電流密度を向上さ
せるのに有効である。 【効果】液体ヘリウム及び液体窒素によって冷却したタ
リウム系超電導線材は、配向化しているため高い臨界電
流密度を持つことが出来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ元素を添加し
たＴｌ−Ｍ（ＭはＢａまたはＳｒの少なくとも一方）−
Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体、その製造方法並びに超電導
線材を製造する方法に関する。
たＴｌ−Ｍ（ＭはＢａまたはＳｒの少なくとも一方）−
Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体、その製造方法並びに超電導
線材を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導体の用途は、強電分野の線材，超
電導コイル，弱電分野のエクトロニクスデバイス等が挙
げられる。
電導コイル，弱電分野のエクトロニクスデバイス等が挙
げられる。
【０００３】超電導体の分野で、Ｙ系，Ｂｉ系，Ｔｌ
系、等の酸化物超電導体が、最近注目されている。この
超電導体は臨界温度（以下Ｔｃと略す）が液体窒素温度
７７Ｋを大きく上回っており安価な液体窒素で超電導特
性を得ることができる。このため、超電導材料として実
用化が要望されている。酸化物超電導体はペロブスカイ
ト構造を元にした層状の結晶構造であり、電流は結晶の
ａ軸ｂ軸面であるＣｕＯ導電面を流れる。このため、酸
化物超電導体に電流を流す場合、結晶の導電面を揃えて
配向化する必要がある。酸化物超電導体に結晶成長させ
配向化を行う従来の技術は、特開平1−224261 号公報に
記載のように、希土類−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電導
体にアルカリ金属元素を加え、３０μｍ以上の板状の酸
化物超電導材料を得ることが知られていた。
系、等の酸化物超電導体が、最近注目されている。この
超電導体は臨界温度（以下Ｔｃと略す）が液体窒素温度
７７Ｋを大きく上回っており安価な液体窒素で超電導特
性を得ることができる。このため、超電導材料として実
用化が要望されている。酸化物超電導体はペロブスカイ
ト構造を元にした層状の結晶構造であり、電流は結晶の
ａ軸ｂ軸面であるＣｕＯ導電面を流れる。このため、酸
化物超電導体に電流を流す場合、結晶の導電面を揃えて
配向化する必要がある。酸化物超電導体に結晶成長させ
配向化を行う従来の技術は、特開平1−224261 号公報に
記載のように、希土類−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電導
体にアルカリ金属元素を加え、３０μｍ以上の板状の酸
化物超電導材料を得ることが知られていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、超電
導体としてＹ系あるいはＬａ系の希土類元素について、
結晶成長させ配向化することを検討したが、Ｔｌ系につ
いては考慮されていなかった。
導体としてＹ系あるいはＬａ系の希土類元素について、
結晶成長させ配向化することを検討したが、Ｔｌ系につ
いては考慮されていなかった。
【０００５】本発明の超電導体は、従来よりも低温で熱
処理を行い結晶成長させることを特徴とする。
処理を行い結晶成長させることを特徴とする。
【０００６】まず、Ｔｌ系超電導体を結晶成長させると
きに生じる問題点について述べる。従来、Ｔｌ系超電導
体に結晶成長させるために必要な熱処理は、８３０℃〜
890℃であり、これ以上熱処理温度をあげると、Ｔｃが
１２０Ｋである Ｔｌ2Ｂａ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10（以下、Ｔｌ−２２２３とす
る）相は、Ｔｃが１１０ＫであるＴｌ2Ｂａ2Ｃａ1Ｃｕ2
Ｏ8(以下、Ｔｌ−２２１２とする）相に分解する。ま
た、Ｔｌは蒸気圧が高いため、熱処理時にＴｌが揮散
し、組成ずれの原因となった。そして、結晶成長したＴ
ｌ−２２２３相の粒径も１５μｍ程度であった。
きに生じる問題点について述べる。従来、Ｔｌ系超電導
体に結晶成長させるために必要な熱処理は、８３０℃〜
890℃であり、これ以上熱処理温度をあげると、Ｔｃが
１２０Ｋである Ｔｌ2Ｂａ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10（以下、Ｔｌ−２２２３とす
る）相は、Ｔｃが１１０ＫであるＴｌ2Ｂａ2Ｃａ1Ｃｕ2
Ｏ8(以下、Ｔｌ−２２１２とする）相に分解する。ま
た、Ｔｌは蒸気圧が高いため、熱処理時にＴｌが揮散
し、組成ずれの原因となった。そして、結晶成長したＴ
ｌ−２２２３相の粒径も１５μｍ程度であった。
【０００７】次に、従来のＴｌ系超電導体の線材化技術
について述べる。超電導体粉末を金属パイプ等に充填
し、線引き圧延加工することにより、テープ状線材とす
る。この後、熱処理あるいはプレス加工により、線材の
長手方向に結晶を成長させ配向化させる。図１はこのよ
うにしてできた超電導線材の横断面図を示す。だが、上
記のように、Ｔｌ−２２２３相の結晶成長は１５μｍほ
どであったため、配向性が不十分であった。
について述べる。超電導体粉末を金属パイプ等に充填
し、線引き圧延加工することにより、テープ状線材とす
る。この後、熱処理あるいはプレス加工により、線材の
長手方向に結晶を成長させ配向化させる。図１はこのよ
うにしてできた超電導線材の横断面図を示す。だが、上
記のように、Ｔｌ−２２２３相の結晶成長は１５μｍほ
どであったため、配向性が不十分であった。
【０００８】本発明の目的は、Ｔｌ系についても結晶成
長し配向化したＪｃの高い新規な酸化物超電導体を提供
することにある。
長し配向化したＪｃの高い新規な酸化物超電導体を提供
することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】Ｔｌ−２２２３相が結晶
成長しないという問題を解決するため、Ｔｌ−2223相に
結晶成長助剤であるカリウムを添加するか、あるいは、
Ｔｌ−２２２３のＭサイトにカリウムを置換することに
より、Ｔｌ−２２２３相を結晶成長させることを考案し
た。
成長しないという問題を解決するため、Ｔｌ−2223相に
結晶成長助剤であるカリウムを添加するか、あるいは、
Ｔｌ−２２２３のＭサイトにカリウムを置換することに
より、Ｔｌ−２２２３相を結晶成長させることを考案し
た。
【００１０】この結晶成長する超電導粉末を金属パイプ
等に充填し、線引き圧延加工することにより、テープ状
線材とした。この後、熱処理あるいはプレス加工によ
り、線材の長手方向に結晶を成長させて配向化させた。
また、このテープ状線材にホットプレス、あるいはゾー
ンメルトを行いて配向化を達成した。
等に充填し、線引き圧延加工することにより、テープ状
線材とした。この後、熱処理あるいはプレス加工によ
り、線材の長手方向に結晶を成長させて配向化させた。
また、このテープ状線材にホットプレス、あるいはゾー
ンメルトを行いて配向化を達成した。
【００１１】
【作用】以下では、一例にＴｌ系超電導体（Ｔｌ−２２
２３）にカリウムを含有させた場合についての検討を示
し、本発明の作用を示す。
２３）にカリウムを含有させた場合についての検討を示
し、本発明の作用を示す。
【００１２】Ｔｌ−２２２３に、炭酸カリウムや硝酸カ
リウムなどのカリウム化合物を混合法または含浸法など
を用いて添加する。次に、このカリウムを含む超電導粉
末を金属パイプ等に充填し、線引き圧延加工によりテー
プ状線材に加工する。この線材に請求項２の熱処理を行
った結果、熱処理温度と粒径の関係を図２に示す。この
結果から、Ｔｌ−２２２３にカリウムを添加すると、熱
処理温度７００℃付近で、非常に結晶が成長することが
明らかになった。結晶が成長した線材の横断面の偏光顕
微鏡視した説明図を図３（ａ）に、比較のために調製時
にカリウムを含有させなかった線材を図３（ｂ）に示
す。調製時にカリウムを含有させた線材の結晶粒径は１
８０μｍ程度であり、含有させなかった線材の結晶粒径
は１０μｍ程度であった。この結晶成長した線材の横断
面の微小部Ｘ線回折結果を図４に示す。この結果から、
成長した結晶相はＴｌ−２２２３相であることが明らか
になった。次に、プレス加工と熱処理を組み合わせて行
った線材の横断面の偏光顕微鏡観察結果を図５に示す。
倍率が一千倍であるこの図から、Ｔｌ−２２２３相がシ
ース材に沿って配向したことが明らかになった。
リウムなどのカリウム化合物を混合法または含浸法など
を用いて添加する。次に、このカリウムを含む超電導粉
末を金属パイプ等に充填し、線引き圧延加工によりテー
プ状線材に加工する。この線材に請求項２の熱処理を行
った結果、熱処理温度と粒径の関係を図２に示す。この
結果から、Ｔｌ−２２２３にカリウムを添加すると、熱
処理温度７００℃付近で、非常に結晶が成長することが
明らかになった。結晶が成長した線材の横断面の偏光顕
微鏡視した説明図を図３（ａ）に、比較のために調製時
にカリウムを含有させなかった線材を図３（ｂ）に示
す。調製時にカリウムを含有させた線材の結晶粒径は１
８０μｍ程度であり、含有させなかった線材の結晶粒径
は１０μｍ程度であった。この結晶成長した線材の横断
面の微小部Ｘ線回折結果を図４に示す。この結果から、
成長した結晶相はＴｌ−２２２３相であることが明らか
になった。次に、プレス加工と熱処理を組み合わせて行
った線材の横断面の偏光顕微鏡観察結果を図５に示す。
倍率が一千倍であるこの図から、Ｔｌ−２２２３相がシ
ース材に沿って配向したことが明らかになった。
【００１３】
〈実施例−１〉Ｔｌ−２２２３組成（Ｔｌ：Ｂａ：Ｓ
ｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：１.６：０.４：２：２：３）とな
るように、酸化タリウム，酸化バリウム，酸化ストロン
チウム，酸化カルシウム，酸化銅を秤量した。まず、酸
化バリウム，酸化ストロンチウム，酸化カルシウム，酸
化銅をメノウ製のライカイ機で十分に混合した。これを
９００℃で二時間仮焼した後、粉砕する。この粉末に酸
化タリウムを、ライカイ機で十分に混合し、φ３０mm×
３mmｔにペレット化し８４５℃で四時間焼成してＴｌ−
２２２３超電導体を得た。これを粉砕し、炭酸カリウム
と混合し、エタノールを溶媒として遠心ボールミルで二
時間湿式混合を行った。次に、エタノールを湯せんで蒸
発させた後、ライカイ機で十分に混合した。この粉末を
外径６mm，内径５mmのＡｇパイプに充填し、φ１.０mm
まで線引きし、厚さ０.３mm まで冷間圧延してテープ状
線材を得た。この線材を、大気中７００℃で二十時間焼
成した。次にプレス加工を行い板厚０.３mm から０.２m
m とした後、再度７００℃で二十時間熱処理し、プレス
加工により板厚０.２mm から０.１５mm としてから、三
回目の熱処理（７００℃／２０ｈ）を行い配向した線材
を得た。
ｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：１.６：０.４：２：２：３）とな
るように、酸化タリウム，酸化バリウム，酸化ストロン
チウム，酸化カルシウム，酸化銅を秤量した。まず、酸
化バリウム，酸化ストロンチウム，酸化カルシウム，酸
化銅をメノウ製のライカイ機で十分に混合した。これを
９００℃で二時間仮焼した後、粉砕する。この粉末に酸
化タリウムを、ライカイ機で十分に混合し、φ３０mm×
３mmｔにペレット化し８４５℃で四時間焼成してＴｌ−
２２２３超電導体を得た。これを粉砕し、炭酸カリウム
と混合し、エタノールを溶媒として遠心ボールミルで二
時間湿式混合を行った。次に、エタノールを湯せんで蒸
発させた後、ライカイ機で十分に混合した。この粉末を
外径６mm，内径５mmのＡｇパイプに充填し、φ１.０mm
まで線引きし、厚さ０.３mm まで冷間圧延してテープ状
線材を得た。この線材を、大気中７００℃で二十時間焼
成した。次にプレス加工を行い板厚０.３mm から０.２m
m とした後、再度７００℃で二十時間熱処理し、プレス
加工により板厚０.２mm から０.１５mm としてから、三
回目の熱処理（７００℃／２０ｈ）を行い配向した線材
を得た。
【００１４】〈実施例−２〉まず、Ｔｌ−Ｍ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系のＭサイトをカリウムで置換するため、Ｔｌ：
Ｂａ：Ｓｒ：Ｋ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：１.４：０.４：０.
２：２：３の組成となるように、酸化タリウム，酸化バ
リウム，酸化ストロンチウム，炭酸カリウム，酸化カル
シウム，酸化銅を秤量した。まず、酸化バリウム，酸化
ストロンチウム，酸化カルシウム，炭酸カリウム，酸化
銅をメノウ製のライカイ機で十分に混合した。これを９
００℃で二時間仮焼した後、粉砕する。この粉末に酸化
タリウムを、ライカイ機で十分に混合し、φ３０mm×３
mmｔにペレット化し８４５℃で四時間焼成してＭサイト
をカリウムで置換したＴｌ系超電導体を得た。この粉末
をＡｇパイプに充填し、φ１.０mm まで線引きし、厚さ
０.３mm まで冷間圧延してテープ状線材を得た。この線
材を、大気中７００℃で二十時間焼成した。次にプレス
加工を行い板厚０.３mm から０.２mm とした後、再度７
００℃で二十時間熱処理し、プレス加工により板厚０.
２mm から０.１５mm としてから、三回目の熱処理を行
い配向した線材を得た。
ｕ−Ｏ系のＭサイトをカリウムで置換するため、Ｔｌ：
Ｂａ：Ｓｒ：Ｋ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：１.４：０.４：０.
２：２：３の組成となるように、酸化タリウム，酸化バ
リウム，酸化ストロンチウム，炭酸カリウム，酸化カル
シウム，酸化銅を秤量した。まず、酸化バリウム，酸化
ストロンチウム，酸化カルシウム，炭酸カリウム，酸化
銅をメノウ製のライカイ機で十分に混合した。これを９
００℃で二時間仮焼した後、粉砕する。この粉末に酸化
タリウムを、ライカイ機で十分に混合し、φ３０mm×３
mmｔにペレット化し８４５℃で四時間焼成してＭサイト
をカリウムで置換したＴｌ系超電導体を得た。この粉末
をＡｇパイプに充填し、φ１.０mm まで線引きし、厚さ
０.３mm まで冷間圧延してテープ状線材を得た。この線
材を、大気中７００℃で二十時間焼成した。次にプレス
加工を行い板厚０.３mm から０.２mm とした後、再度７
００℃で二十時間熱処理し、プレス加工により板厚０.
２mm から０.１５mm としてから、三回目の熱処理を行
い配向した線材を得た。
【００１５】〈実施例−３〉Ｔｌ−２２２３組成（Ｔ
ｌ：Ｂａ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：１.６：０.４：２：
２：３）となるように、酸化タリウム，酸化バリウム，
酸化ストロンチウム，酸化カルシウム，酸化銅を秤量し
た。まず、酸化バリウム，酸化ストロンチウム，酸化カ
ルシウム，酸化銅をメノウ製のライカイ機で十分に混合
した。これを９００℃で二時間仮焼した後、粉砕する。
この粉末に酸化タリウムを、ライカイ機で十分に混合
し、φ３０mm×３mmｔにペレット化し８４５℃で四時間
焼成してＴｌ系超電導体を得た。これを粉砕し、炭酸カ
リウムと混合し、エタノールを溶媒として遠心ボールミ
ルで二時間湿式混合した。エタノールを湯せんで蒸発さ
せた後、ライカイ機で十分に混合した。この粉末をＡｇ
パイプに充填し、φ１.０mmまで線引きし、厚さ０.３mm
まで冷間圧延してテープ状線材を得た。このテープ状
線材に、熱処理温度７００℃，圧力１ton／cm2で四時間
のホットプレスを行い配向した。
ｌ：Ｂａ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：１.６：０.４：２：
２：３）となるように、酸化タリウム，酸化バリウム，
酸化ストロンチウム，酸化カルシウム，酸化銅を秤量し
た。まず、酸化バリウム，酸化ストロンチウム，酸化カ
ルシウム，酸化銅をメノウ製のライカイ機で十分に混合
した。これを９００℃で二時間仮焼した後、粉砕する。
この粉末に酸化タリウムを、ライカイ機で十分に混合
し、φ３０mm×３mmｔにペレット化し８４５℃で四時間
焼成してＴｌ系超電導体を得た。これを粉砕し、炭酸カ
リウムと混合し、エタノールを溶媒として遠心ボールミ
ルで二時間湿式混合した。エタノールを湯せんで蒸発さ
せた後、ライカイ機で十分に混合した。この粉末をＡｇ
パイプに充填し、φ１.０mmまで線引きし、厚さ０.３mm
まで冷間圧延してテープ状線材を得た。このテープ状
線材に、熱処理温度７００℃，圧力１ton／cm2で四時間
のホットプレスを行い配向した。
【００１６】〈実施例−４〉まず、Ｔｌ−Ｍ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系のＭサイトをカリウムで置換するため、Ｔｌ：
Ｂａ：Ｓｒ：Ｋ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：１.４：０.４：０.
２：２：３の組成となるように、酸化タリウム，酸化バ
リウム，酸化ストロンチウム，炭酸カリウム，酸化カル
シウム，酸化銅を秤量した。まず、酸化バリウム，酸化
ストロンチウム，酸化カルシウム，炭酸カリウム，酸化
銅をメノウ製のライカイ機で十分に混合した。これを９
００℃で二時間仮焼した後、粉砕する。この粉末に酸化
タリウムを、ライカイ機で十分に混合し、φ３０mm×３
mmｔにペレット化し８４５℃で四時間焼成してＭサイト
をカリウムで置換したＴｌ系超電導体を得た。この粉末
をＡｇパイプに充填し、φ１.０mm まで線引きし、厚さ
０.３mm のテープ状線材を得た。このテープ状線材に、
熱処理温度７００℃，圧力１ton／cm2で四時間のホット
プレスを行い配向させた。
ｕ−Ｏ系のＭサイトをカリウムで置換するため、Ｔｌ：
Ｂａ：Ｓｒ：Ｋ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：１.４：０.４：０.
２：２：３の組成となるように、酸化タリウム，酸化バ
リウム，酸化ストロンチウム，炭酸カリウム，酸化カル
シウム，酸化銅を秤量した。まず、酸化バリウム，酸化
ストロンチウム，酸化カルシウム，炭酸カリウム，酸化
銅をメノウ製のライカイ機で十分に混合した。これを９
００℃で二時間仮焼した後、粉砕する。この粉末に酸化
タリウムを、ライカイ機で十分に混合し、φ３０mm×３
mmｔにペレット化し８４５℃で四時間焼成してＭサイト
をカリウムで置換したＴｌ系超電導体を得た。この粉末
をＡｇパイプに充填し、φ１.０mm まで線引きし、厚さ
０.３mm のテープ状線材を得た。このテープ状線材に、
熱処理温度７００℃，圧力１ton／cm2で四時間のホット
プレスを行い配向させた。
【００１７】〈実施例−５〉Ｔｌ−２２２３組成（Ｔ
ｌ：Ｂａ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：１.６：０.４：２：
２：３）となるように、酸化タリウム，酸化バリウム，
酸化ストロンチウム，酸化カルシウム，酸化銅を秤量し
た。まず、酸化バリウム，酸化ストロンチウム，酸化カ
ルシウム，酸化銅をメノウ製のライカイ機で十分に混合
した。これを９００℃で二時間仮焼した後、粉砕する。
この粉末に酸化タリウムを、ライカイ機で十分に混合
し、φ３０mm×３mmｔにペレット化し８４５℃で四時間
焼成してＴｌ系超電導体を得た。これを粉砕し、炭酸カ
リウムと混合し、エタノールを溶媒として遠心ボールミ
ルで二時間湿式混合した。エタノールを湯せんで蒸発さ
せた後、ライカイ機で十分に混合した。この粉末をＡｇ
パイプに充填し、φ１.０mmまで線引きし、厚さ０.３mm
まで冷間圧延してテープ状線材を得た。このテープ状
線材に、熱処理温度７００℃，溶融帯移動速度６mm／ｈ
でゾーンメルトを行い、ゾーンメルトの温度勾配により
熱的に配向化した。
ｌ：Ｂａ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：１.６：０.４：２：
２：３）となるように、酸化タリウム，酸化バリウム，
酸化ストロンチウム，酸化カルシウム，酸化銅を秤量し
た。まず、酸化バリウム，酸化ストロンチウム，酸化カ
ルシウム，酸化銅をメノウ製のライカイ機で十分に混合
した。これを９００℃で二時間仮焼した後、粉砕する。
この粉末に酸化タリウムを、ライカイ機で十分に混合
し、φ３０mm×３mmｔにペレット化し８４５℃で四時間
焼成してＴｌ系超電導体を得た。これを粉砕し、炭酸カ
リウムと混合し、エタノールを溶媒として遠心ボールミ
ルで二時間湿式混合した。エタノールを湯せんで蒸発さ
せた後、ライカイ機で十分に混合した。この粉末をＡｇ
パイプに充填し、φ１.０mmまで線引きし、厚さ０.３mm
まで冷間圧延してテープ状線材を得た。このテープ状
線材に、熱処理温度７００℃，溶融帯移動速度６mm／ｈ
でゾーンメルトを行い、ゾーンメルトの温度勾配により
熱的に配向化した。
【００１８】〈実施例−６〉まず、Ｔｌ−Ｍ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系のＭサイトをカリウムで置換するため、Ｔｌ：
Ｂａ：Ｓｒ：Ｋ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：１.４：０.４：０.
２：２：３の組成となるように、酸化タリウム，酸化バ
リウム，酸化ストロンチウム，炭酸カリウム，酸化カル
シウム，酸化銅を秤量した。まず、酸化バリウム，酸化
ストロンチウム，酸化カルシウム，炭酸カリウム，酸化
銅をメノウ製のライカイ機で十分に混合した。これを９
００℃で二時間仮焼した後、粉砕する。この粉末に酸化
タリウムを、ライカイ機で十分に混合し、φ３０mm×３
mmｔにペレット化し８４５℃で四時間焼成してＭサイト
をカリウムで置換したＴｌ系超電導体を得た。この粉末
をＡｇパイプに充填し、φ１.０mm まで線引きし、厚さ
０.３mm まで冷間圧延してテープ状線材を得た。このテ
ープ状線材に、熱処理温度７００℃，溶融帯移動速度６
mm／ｈでゾーンメルトを行い、ゾーンメルトの温度勾配
により熱的に配向化した。
ｕ−Ｏ系のＭサイトをカリウムで置換するため、Ｔｌ：
Ｂａ：Ｓｒ：Ｋ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：１.４：０.４：０.
２：２：３の組成となるように、酸化タリウム，酸化バ
リウム，酸化ストロンチウム，炭酸カリウム，酸化カル
シウム，酸化銅を秤量した。まず、酸化バリウム，酸化
ストロンチウム，酸化カルシウム，炭酸カリウム，酸化
銅をメノウ製のライカイ機で十分に混合した。これを９
００℃で二時間仮焼した後、粉砕する。この粉末に酸化
タリウムを、ライカイ機で十分に混合し、φ３０mm×３
mmｔにペレット化し８４５℃で四時間焼成してＭサイト
をカリウムで置換したＴｌ系超電導体を得た。この粉末
をＡｇパイプに充填し、φ１.０mm まで線引きし、厚さ
０.３mm まで冷間圧延してテープ状線材を得た。このテ
ープ状線材に、熱処理温度７００℃，溶融帯移動速度６
mm／ｈでゾーンメルトを行い、ゾーンメルトの温度勾配
により熱的に配向化した。
【００１９】
【発明の効果】従来の固相焼結法（熱処理温度８４０
℃）によると、Ｔｌ系超電導体のＴｃ＝１２０Ｋの高温
相であるＴｌ−２２２３相の結晶粒径は約１５μｍであ
った。さらに、熱処理温度を上げてこれ以上の結晶成長
を行おうとするとＴｌ−２２２３相はＴｃ＝１１０Ｋで
あるＴｌ−２２１２相に分解してしまう。本発明のアル
カリ金属添加あるいは置換により、熱処理温度を８００
℃以下Ｔｌ−２２２３相を結晶成長させ、その結晶粒径
は５０〜１５０μｍに成長する。また、従来法と比較し
て低温で結晶成長させることが出来るため、タリウムの
蒸発を抑制することが出来る。
℃）によると、Ｔｌ系超電導体のＴｃ＝１２０Ｋの高温
相であるＴｌ−２２２３相の結晶粒径は約１５μｍであ
った。さらに、熱処理温度を上げてこれ以上の結晶成長
を行おうとするとＴｌ−２２２３相はＴｃ＝１１０Ｋで
あるＴｌ−２２１２相に分解してしまう。本発明のアル
カリ金属添加あるいは置換により、熱処理温度を８００
℃以下Ｔｌ−２２２３相を結晶成長させ、その結晶粒径
は５０〜１５０μｍに成長する。また、従来法と比較し
て低温で結晶成長させることが出来るため、タリウムの
蒸発を抑制することが出来る。
【図１】従来法による結晶成長の光学顕微鏡によるタリ
ウム系超電導線材の組織観察結果の説明図。
ウム系超電導線材の組織観察結果の説明図。
【図２】カリウム添加した線材の熱処理温度と結晶粒径
の関係の説明図。
の関係の説明図。
【図３】カリウム添加及びカリウム添加線材の熱処理後
の光学顕微鏡の組織観察結果の説明図。
の光学顕微鏡の組織観察結果の説明図。
【図４】カリウム添加線材の微小部Ｘ線回折結果の説明
図。
図。
【図５】配向化したカリウム添加線材の偏光顕微鏡観察
結果の説明図。
結果の説明図。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１２月１８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来法により結晶成長させたタリウム系超電導
線材の結晶構造を示す光学顕微鏡写真。
線材の結晶構造を示す光学顕微鏡写真。
【図２】カリウム添加した線材の熱処理温度と結晶粒径
の関係の説明図。
の関係の説明図。
【図３】カリウム添加及びカリウム添加線材の熱処理後
の結晶構造を示す光学顕微鏡写真。
の結晶構造を示す光学顕微鏡写真。
【図４】カリウム添加線材の微小部Ｘ線回析結果の説明
図。
図。
【図５】配向化したカリウム添加線材の結晶構造を示す
偏光顕微鏡写真。
偏光顕微鏡写真。
Claims (5)
- 【請求項１】Ｃｕを含むＴｌ系超電導体において、アル
カリ金属を少なくとも一種を３０％以下添加したことを
特徴とする酸化超電導体。 - 【請求項２】請求項１において、前記超電導体を６００
〜８００℃で熱処理する酸化物超電導体の製造方法。 - 【請求項３】請求項２の熱処理により、結晶粒径が５０
〜１５０μｍに結晶成長した超電導体。 - 【請求項４】請求項２において、８００℃以下の熱処理
温度で、液相が存在する超電導体。 - 【請求項５】請求項３において、結晶成長した前記超電
導体の元素分析を行った結果、0.1mol％ 以上のアルカ
リ元素検出する超電導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4069861A JPH05229825A (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 酸化物超電導体及びその製造法及び酸化物超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4069861A JPH05229825A (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 酸化物超電導体及びその製造法及び酸化物超電導線材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05229825A true JPH05229825A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=13415012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4069861A Pending JPH05229825A (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 酸化物超電導体及びその製造法及び酸化物超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05229825A (ja) |
-
1992
- 1992-02-19 JP JP4069861A patent/JPH05229825A/ja active Pending
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