JPH0524825A - 希土類系酸化物超電導体の製造方法とその原料粉末 - Google Patents
希土類系酸化物超電導体の製造方法とその原料粉末Info
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- JPH0524825A JPH0524825A JP3200028A JP20002891A JPH0524825A JP H0524825 A JPH0524825 A JP H0524825A JP 3200028 A JP3200028 A JP 3200028A JP 20002891 A JP20002891 A JP 20002891A JP H0524825 A JPH0524825 A JP H0524825A
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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
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高磁場においても優れた臨界電流密度を示す
希土類系酸化物超電導体を操作が簡便な従来の溶融法で
製造する。 【構成】 BEＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy （BEは、Ｙ、Ｇｄ、Ｄ
ｙ，Ｈｏ、ＥｒまたはＹｂを表す。）酸化物超電導体を
構成する成分粒子と共にＲｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ及びＯ
ｓの少なくとも１種の元素成分を元素基準で０．０１〜
５重量％分散含有してなる溶融凝固粉末を原料粉末とし
て用いて、成形、分解溶融、焼成、徐冷、熱処理の工程
にて処理する。
希土類系酸化物超電導体を操作が簡便な従来の溶融法で
製造する。 【構成】 BEＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy （BEは、Ｙ、Ｇｄ、Ｄ
ｙ，Ｈｏ、ＥｒまたはＹｂを表す。）酸化物超電導体を
構成する成分粒子と共にＲｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ及びＯ
ｓの少なくとも１種の元素成分を元素基準で０．０１〜
５重量％分散含有してなる溶融凝固粉末を原料粉末とし
て用いて、成形、分解溶融、焼成、徐冷、熱処理の工程
にて処理する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、希土類系酸化物超電導
体に関し、更に詳しくは、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ及び
Ｏｓの少なくとも１種の元素成分を均一に分散してなる
高磁場下でも高い臨界電流密度を示すREＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
y （REは、Ｙ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、ＥｒまたはＹｂを表
す。）酸化物超電導体の製造方法とその原料粉末に関す
る。
体に関し、更に詳しくは、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ及び
Ｏｓの少なくとも１種の元素成分を均一に分散してなる
高磁場下でも高い臨界電流密度を示すREＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
y （REは、Ｙ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、ＥｒまたはＹｂを表
す。）酸化物超電導体の製造方法とその原料粉末に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】酸化物超電導体は臨界温度が高いことか
ら実用化への研究が盛んに行われている。これら酸化物
超電導体をバルク材として得る方法としては、従来、焼
結法が一般的であった。焼結法により製造した酸化物超
電導体は、結晶粒が小さく内部に多数の粒界が存在する
微細結晶構造を有する。このような焼結法による酸化物
超電導バルク体では、個々の超電導粒子は弱結合で連結
されており、臨界電流密度(Jc)はこの弱結合に支配され
ることになり高いJcが得られていない。
ら実用化への研究が盛んに行われている。これら酸化物
超電導体をバルク材として得る方法としては、従来、焼
結法が一般的であった。焼結法により製造した酸化物超
電導体は、結晶粒が小さく内部に多数の粒界が存在する
微細結晶構造を有する。このような焼結法による酸化物
超電導バルク体では、個々の超電導粒子は弱結合で連結
されており、臨界電流密度(Jc)はこの弱結合に支配され
ることになり高いJcが得られていない。
【０００３】一方、単結晶の超電導体においては上記し
た粒界の問題が無く、高磁場においても高いJcを示すこ
とが知られており、上記焼結法により得られる微細構造
の超電導体を単結晶構造に近似させる試みが検討され、
また、非超電導相の微細構造粒子を超電導相中に分散さ
せ、侵入した磁束線を固定させるいわゆるピンニングセ
ンターの導入が提案されている。例えば、ＭＴＧ法（Me
lt Textured Growth法) に代表される溶融法が提案され
ている。このＭＴＧ法は、酸化物超電導体において、一
般に１２３相（ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 、但しＹはＹを含む
希土類元素）の分解溶融温度から徐冷することにより、
２１１相（Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 ）と液相との包晶反応を起
こさせ結晶成長させるもので、成長した結晶内部には２
１１相が存在しピンニングセンターとして作用する。こ
のため、得られた酸化物超電導体は磁場中でも高いJcを
示す。しかし、この溶融法で得られる酸化物超電導体
は、２１１層の粒径が大きく、且つその分布が不均一で
あり結晶成長方向に沿ったクラックが存在する等の不都
合があった。
た粒界の問題が無く、高磁場においても高いJcを示すこ
とが知られており、上記焼結法により得られる微細構造
の超電導体を単結晶構造に近似させる試みが検討され、
また、非超電導相の微細構造粒子を超電導相中に分散さ
せ、侵入した磁束線を固定させるいわゆるピンニングセ
ンターの導入が提案されている。例えば、ＭＴＧ法（Me
lt Textured Growth法) に代表される溶融法が提案され
ている。このＭＴＧ法は、酸化物超電導体において、一
般に１２３相（ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 、但しＹはＹを含む
希土類元素）の分解溶融温度から徐冷することにより、
２１１相（Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 ）と液相との包晶反応を起
こさせ結晶成長させるもので、成長した結晶内部には２
１１相が存在しピンニングセンターとして作用する。こ
のため、得られた酸化物超電導体は磁場中でも高いJcを
示す。しかし、この溶融法で得られる酸化物超電導体
は、２１１層の粒径が大きく、且つその分布が不均一で
あり結晶成長方向に沿ったクラックが存在する等の不都
合があった。
【０００４】また、２１１相の粒径を小さく且つ均一に
分散させ、バルク体のクラック等の欠陥を防止する方法
も提案されている。例えば、特開平２−１５３８０３号
公報にはＱＭＧ法（Quench and Melt Growth法) が提案
され、更にまた、ＱＭＧ法における成形性を向上させる
方法のＭＰＭＧ法（Melt Powder and Melt Growth 法)
も提案されている。これらは、極めて強力なピン止め効
果を発揮し高磁場中で優れたJcを示すことが開示されて
いる。
分散させ、バルク体のクラック等の欠陥を防止する方法
も提案されている。例えば、特開平２−１５３８０３号
公報にはＱＭＧ法（Quench and Melt Growth法) が提案
され、更にまた、ＱＭＧ法における成形性を向上させる
方法のＭＰＭＧ法（Melt Powder and Melt Growth 法)
も提案されている。これらは、極めて強力なピン止め効
果を発揮し高磁場中で優れたJcを示すことが開示されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平２−１
５３８０３号公報で提案されたＱＭＧ法は、上記２１１
相が比較的均一に分散された１２３相の結晶を得ること
ができるが、酸化物超電導体原料の溶融急冷凝固により
ＢａＣｕ酸化物相中に５０μｍ以下のＹ2 Ｏ3 相等を均
質に分散させた中間体を得た後、またはＹ2 Ｏ3 とＢａ
Ｃｕ酸化物とを混合して厚さ５mm以下の板状または線状
の成形体とし、更に、上記１２３相の分解溶融温度で半
溶融状態に加熱して、その温度から所定の冷却速度で徐
冷することで内部に２０μｍ以下の２１１相が微細で均
質に分散存在する１２３相を結晶成長させるもので、特
定形状に成形するか、または、溶融−急冷凝固−半溶融
−徐冷と溶融状態を２段階で行う必要があり操作が煩雑
となる。更にまた、Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 相の凝集を防止し
微細分散組織とさせるための急冷凝固を経由する場合に
は、白金ルツボが必須となり、白金と希土類系酸化物超
電導体との反応による超電導特性の低下または特性のば
らつきのおそれ、高速急冷のための手段等の問題もあ
る。そのため工業的には簡単な操作で大きな結晶を成長
させ、同様な効果が得られる酸化物超電導体の製造方法
が望まれている。
５３８０３号公報で提案されたＱＭＧ法は、上記２１１
相が比較的均一に分散された１２３相の結晶を得ること
ができるが、酸化物超電導体原料の溶融急冷凝固により
ＢａＣｕ酸化物相中に５０μｍ以下のＹ2 Ｏ3 相等を均
質に分散させた中間体を得た後、またはＹ2 Ｏ3 とＢａ
Ｃｕ酸化物とを混合して厚さ５mm以下の板状または線状
の成形体とし、更に、上記１２３相の分解溶融温度で半
溶融状態に加熱して、その温度から所定の冷却速度で徐
冷することで内部に２０μｍ以下の２１１相が微細で均
質に分散存在する１２３相を結晶成長させるもので、特
定形状に成形するか、または、溶融−急冷凝固−半溶融
−徐冷と溶融状態を２段階で行う必要があり操作が煩雑
となる。更にまた、Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 相の凝集を防止し
微細分散組織とさせるための急冷凝固を経由する場合に
は、白金ルツボが必須となり、白金と希土類系酸化物超
電導体との反応による超電導特性の低下または特性のば
らつきのおそれ、高速急冷のための手段等の問題もあ
る。そのため工業的には簡単な操作で大きな結晶を成長
させ、同様な効果が得られる酸化物超電導体の製造方法
が望まれている。
【０００６】本発明は、溶融法の操作上の簡便さを生か
し、且つＱＭＧ法やＭＰＭＧ法で得られる酸化物超電導
体と同様、あるいはそれ以上に強力なピン止め効果を発
揮し高磁場中で優れたJcを示すように、１２３超電導相
に微細な２１１相が極めて均一に分散するREＢａ2 Ｃｕ
3 Ｏy （REは、Ｙ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、ＥｒまたはＹｂ
を表す。）酸化物超電導体を得る方法について鋭意研究
した結果、本発明を完成した。
し、且つＱＭＧ法やＭＰＭＧ法で得られる酸化物超電導
体と同様、あるいはそれ以上に強力なピン止め効果を発
揮し高磁場中で優れたJcを示すように、１２３超電導相
に微細な２１１相が極めて均一に分散するREＢａ2 Ｃｕ
3 Ｏy （REは、Ｙ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、ＥｒまたはＹｂ
を表す。）酸化物超電導体を得る方法について鋭意研究
した結果、本発明を完成した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、REＢａ
2 Ｃｕ3 Ｏy （REは、Ｙ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒまた
はＹｂを表す。）酸化物超電導体を構成するRE、Ｂａ及
びＣｕ成分を含むと共に、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ及び
Ｏｓの少なくとも１種の元素成分を元素基準で０．０１
〜５重量％分散含有されて粉末状に溶融凝固してなるRE
Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏy 酸化物超電導体用の原料粉末が提供さ
れる。
2 Ｃｕ3 Ｏy （REは、Ｙ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒまた
はＹｂを表す。）酸化物超電導体を構成するRE、Ｂａ及
びＣｕ成分を含むと共に、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ及び
Ｏｓの少なくとも１種の元素成分を元素基準で０．０１
〜５重量％分散含有されて粉末状に溶融凝固してなるRE
Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏy 酸化物超電導体用の原料粉末が提供さ
れる。
【０００８】また、上記記載の原料粉末を用いて成形
し、該成形体を該酸化物超電導体の分解溶融温度以上の
温度に加熱処理して、徐冷、熱処理してREＢａ2 Ｃｕ3
Ｏy 酸化物超電導体を得ることを特徴とする希土類系酸
化物超電導体の製造方法が提供される。
し、該成形体を該酸化物超電導体の分解溶融温度以上の
温度に加熱処理して、徐冷、熱処理してREＢａ2 Ｃｕ3
Ｏy 酸化物超電導体を得ることを特徴とする希土類系酸
化物超電導体の製造方法が提供される。
【０００９】
【作 用】本発明の希土類系酸化物超電導体は上記のよ
うに構成されて、REＢａ2 Ｃｕ3Ｏy 酸化物超電導体に
Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ及びＯｓの少なくとも１種の元
素成分（以下、単にＰｔ等成分とする。）が粒子として
均一に分散含有されることにより、ピン止め効果を発揮
するRE2 ＢａＣｕＯ5 の２１１相がREＢａ2 Ｃｕ3Ｏy
の１２３相中に微細且つ均一に分散され全体として均質
で優れた超電導特性を示し、ＱＭＧ法やＭＰＭＧ法と同
様に高いJcを有する。また、Ｐｔ等の粒子を均一分散す
るためには、REＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 酸化物超電導体を構成
する原料のRE、Ｂａ及びＣｕ成分を含むと共に、Ｒｈ、
Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ及びＯｓの少なくとも１種の元素成分
を元素基準で０．０１〜５重量％分散含有されて粉末状
に溶融凝固して得た粉末を原料として用いることによ
り、目的のＰｔ等成分の粒子を均一に分散させることが
できる。
うに構成されて、REＢａ2 Ｃｕ3Ｏy 酸化物超電導体に
Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ及びＯｓの少なくとも１種の元
素成分（以下、単にＰｔ等成分とする。）が粒子として
均一に分散含有されることにより、ピン止め効果を発揮
するRE2 ＢａＣｕＯ5 の２１１相がREＢａ2 Ｃｕ3Ｏy
の１２３相中に微細且つ均一に分散され全体として均質
で優れた超電導特性を示し、ＱＭＧ法やＭＰＭＧ法と同
様に高いJcを有する。また、Ｐｔ等の粒子を均一分散す
るためには、REＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 酸化物超電導体を構成
する原料のRE、Ｂａ及びＣｕ成分を含むと共に、Ｒｈ、
Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ及びＯｓの少なくとも１種の元素成分
を元素基準で０．０１〜５重量％分散含有されて粉末状
に溶融凝固して得た粉末を原料として用いることによ
り、目的のＰｔ等成分の粒子を均一に分散させることが
できる。
【００１０】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明のREＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 酸化物超電導体は、RE
が、Ｙ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、ＥｒまたはＹｂである希土
類元素を含む多層ペロブスカイト構造を有する、例え
ば、ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 等の希土類系酸化物超電導体で
ある。本発明の希土類系酸化物超電導体は、REＢａ2 Ｃ
ｕ3 Ｏy 酸化物を構成するための原料のRE即ちＹ、Ｇ
ｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、ＥｒまたはＹｂの酸化物、Ｂａの炭酸
塩及びＣｕの酸化物を混合した酸化物混合粉末、その酸
化物混合粉末の仮焼粉末、その酸化物混合粉末のフリッ
ト粉末等を、焼成後REＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy とRE2 ＢａＣｕ
Ｏ5 を構成するように配合されたものにＰｔ等成分を添
加し、溶融凝固して得られる均一に分散混合された粉末
を用いて、成形、溶融分解、徐冷、熱処理等の一連の工
程を経て得ることができる。この場合、溶融凝固処理す
るRE、Ｂａ及びＣｕ成分、及びＰｔ等成分の原料粉末の
粒径は、特に制限されるものでないが、一般的には、２
０μｍ以下、特に１〜５μｍの微粉が好ましい。２０μ
ｍを超える原料粉末は、分解溶融温度時に組成の不均一
が生じるため好ましくない。
る。本発明のREＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 酸化物超電導体は、RE
が、Ｙ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、ＥｒまたはＹｂである希土
類元素を含む多層ペロブスカイト構造を有する、例え
ば、ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 等の希土類系酸化物超電導体で
ある。本発明の希土類系酸化物超電導体は、REＢａ2 Ｃ
ｕ3 Ｏy 酸化物を構成するための原料のRE即ちＹ、Ｇ
ｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、ＥｒまたはＹｂの酸化物、Ｂａの炭酸
塩及びＣｕの酸化物を混合した酸化物混合粉末、その酸
化物混合粉末の仮焼粉末、その酸化物混合粉末のフリッ
ト粉末等を、焼成後REＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy とRE2 ＢａＣｕ
Ｏ5 を構成するように配合されたものにＰｔ等成分を添
加し、溶融凝固して得られる均一に分散混合された粉末
を用いて、成形、溶融分解、徐冷、熱処理等の一連の工
程を経て得ることができる。この場合、溶融凝固処理す
るRE、Ｂａ及びＣｕ成分、及びＰｔ等成分の原料粉末の
粒径は、特に制限されるものでないが、一般的には、２
０μｍ以下、特に１〜５μｍの微粉が好ましい。２０μ
ｍを超える原料粉末は、分解溶融温度時に組成の不均一
が生じるため好ましくない。
【００１１】また、本発明において、好ましくは、各成
分原料を粉末として用いるのがよく、特に好ましくは、
上記したREＢａ2 Ｃｕ3Ｏy 酸化物を構成するための原
料のRE、Ｂａ及びＣｕ成分と所定量のＰｔ等成分を粉末
状に溶融凝固して得られる粉末を用いるのがよい。本発
明において、好ましい粉末を得る上記の溶融凝固法は、
通常、下記のような工程で行うことができる。即ち、先
ず、REＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 酸化物を構成する原料の各成分
を配合した混合物に、RE、Ｂａ及びＣｕの各成分とほぼ
同様な粒径のＰｔ等成分の１種以上の元素粉末を添加し
て混合して、粉砕し、更に、好ましくはスプレードライ
ヤー等により造粒し、２〜３００μｍに粒度を調整す
る。得られた造粒混合粉末を更に、例えば、酸素・水素
炎等の火炎溶融を利用した溶射法を用い、窒素等の不活
性ガス中に溶射することにより、全原料粉末が均一に分
散した溶融凝固粉末とする。この場合、溶射条件により
得られる粉末の性状、粒度分布等が異なるが、本発明に
おいては、通常、溶射量１〜５０ｇ／分で、溶射温度１
３００〜１６００℃で行うのが好ましい。
分原料を粉末として用いるのがよく、特に好ましくは、
上記したREＢａ2 Ｃｕ3Ｏy 酸化物を構成するための原
料のRE、Ｂａ及びＣｕ成分と所定量のＰｔ等成分を粉末
状に溶融凝固して得られる粉末を用いるのがよい。本発
明において、好ましい粉末を得る上記の溶融凝固法は、
通常、下記のような工程で行うことができる。即ち、先
ず、REＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 酸化物を構成する原料の各成分
を配合した混合物に、RE、Ｂａ及びＣｕの各成分とほぼ
同様な粒径のＰｔ等成分の１種以上の元素粉末を添加し
て混合して、粉砕し、更に、好ましくはスプレードライ
ヤー等により造粒し、２〜３００μｍに粒度を調整す
る。得られた造粒混合粉末を更に、例えば、酸素・水素
炎等の火炎溶融を利用した溶射法を用い、窒素等の不活
性ガス中に溶射することにより、全原料粉末が均一に分
散した溶融凝固粉末とする。この場合、溶射条件により
得られる粉末の性状、粒度分布等が異なるが、本発明に
おいては、通常、溶射量１〜５０ｇ／分で、溶射温度１
３００〜１６００℃で行うのが好ましい。
【００１２】上記溶融・凝固により得られる粉末は、一
般に、焼成後にREＢａ2 Ｃｕ3 ＯyとRE2 ＢａＣｕＯ5
を構成するような成分比で配合されたREの酸化物、Ｂａ
の酸化物及びＣｕの酸化物とＰｔ等成分が均一に分散混
合されたものと推定される。本発明において、Ｐｔ等成
分の添加量は、最終的に得られる希土類系酸化物超電導
体において元素基準でそれぞれ０．０１〜５重量％含有
されるようにする。添加量が０．０１重量％未満では本
発明の目的とする形態の酸化物超電導体を得ることでき
ず、また、５重量％を超える場合はREＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy
結晶相以外の結晶相の析出量が多くなり好ましくない。
本発明において、上記のＰｔ等成分が均一に分散混合さ
れた粉末を用いることは、成形後の溶融分解処理時にＰ
ｔ等成分を存在させることにより、得られるREＢａ2 Ｃ
ｕ3 Ｏy の超電導特性を顕著に向上させることができ
る。この理由は、明らかでないが均一に分散したＰｔ等
成分粒子が上記２１１相の生成の核として作用し、１２
３相中に２１１相を極めて均一且つ微細に分散させるこ
とができるものと推定される。
般に、焼成後にREＢａ2 Ｃｕ3 ＯyとRE2 ＢａＣｕＯ5
を構成するような成分比で配合されたREの酸化物、Ｂａ
の酸化物及びＣｕの酸化物とＰｔ等成分が均一に分散混
合されたものと推定される。本発明において、Ｐｔ等成
分の添加量は、最終的に得られる希土類系酸化物超電導
体において元素基準でそれぞれ０．０１〜５重量％含有
されるようにする。添加量が０．０１重量％未満では本
発明の目的とする形態の酸化物超電導体を得ることでき
ず、また、５重量％を超える場合はREＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy
結晶相以外の結晶相の析出量が多くなり好ましくない。
本発明において、上記のＰｔ等成分が均一に分散混合さ
れた粉末を用いることは、成形後の溶融分解処理時にＰ
ｔ等成分を存在させることにより、得られるREＢａ2 Ｃ
ｕ3 Ｏy の超電導特性を顕著に向上させることができ
る。この理由は、明らかでないが均一に分散したＰｔ等
成分粒子が上記２１１相の生成の核として作用し、１２
３相中に２１１相を極めて均一且つ微細に分散させるこ
とができるものと推定される。
【００１３】本発明においては、上記した粉末をを用い
て所定の形状に成形した後、対応するREＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
y 酸化物超電導体の分解溶融温度以上の温度に加熱処理
し、公知の溶融法と同様に徐冷、酸素雰囲気下で熱処理
することにより得ることができる。成形方法は、ドクタ
ーブレード法、プレス成形法、鋳込成形法等公知の成形
方法を用い希土類系酸化物超電導体のバルク体として得
ることができる。また、金属、セラミックス等の基板上
に上記粉末によりスプレー塗布、パウダー塗布等で成形
体層を形成した成形体として得ることもできる。
て所定の形状に成形した後、対応するREＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
y 酸化物超電導体の分解溶融温度以上の温度に加熱処理
し、公知の溶融法と同様に徐冷、酸素雰囲気下で熱処理
することにより得ることができる。成形方法は、ドクタ
ーブレード法、プレス成形法、鋳込成形法等公知の成形
方法を用い希土類系酸化物超電導体のバルク体として得
ることができる。また、金属、セラミックス等の基板上
に上記粉末によりスプレー塗布、パウダー塗布等で成形
体層を形成した成形体として得ることもできる。
【００１４】本発明における分解溶融温度以上の温度
は、RE成分がＹ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂのいず
れかにより異なり、Ｙであれば約１０００〜１２００
℃、Ｇｄは約１０５０〜１２５０℃、Ｄｙは約１０００
〜１２００℃、Ｈｏは約１０００〜１１５０℃、Ｅｒは
約９５０〜１１００℃、Ｙｂは約９００〜１１００℃の
範囲の温度で、RE成分により上記範囲内の温度で、加熱
条件や成形体の大きさ等より適宜選択すればよい。ま
た、加熱処理は上記温度範囲に所定時間保持することに
より行う。保持時間はとくに制限されるものでなく、上
記の温度範囲と同様に加熱条件等により適宜選択するこ
とができ、通常は、２０分〜２時間である。上記加熱処
理後は、通常の溶融法と同様に徐冷して、酸素雰囲気
下、所定温度で保持して熱処理することによりREＢａ2
Ｃｕ3 Ｏy 酸化物超電導体を得ることができる。この場
合、徐冷は降温速度約１〜５℃／分で行うのが好まし
い。また、熱処理は酸素雰囲気下、通常６５０〜４００
℃で、約１０〜５０時間保持するのが好ましい。
は、RE成分がＹ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂのいず
れかにより異なり、Ｙであれば約１０００〜１２００
℃、Ｇｄは約１０５０〜１２５０℃、Ｄｙは約１０００
〜１２００℃、Ｈｏは約１０００〜１１５０℃、Ｅｒは
約９５０〜１１００℃、Ｙｂは約９００〜１１００℃の
範囲の温度で、RE成分により上記範囲内の温度で、加熱
条件や成形体の大きさ等より適宜選択すればよい。ま
た、加熱処理は上記温度範囲に所定時間保持することに
より行う。保持時間はとくに制限されるものでなく、上
記の温度範囲と同様に加熱条件等により適宜選択するこ
とができ、通常は、２０分〜２時間である。上記加熱処
理後は、通常の溶融法と同様に徐冷して、酸素雰囲気
下、所定温度で保持して熱処理することによりREＢａ2
Ｃｕ3 Ｏy 酸化物超電導体を得ることができる。この場
合、徐冷は降温速度約１〜５℃／分で行うのが好まし
い。また、熱処理は酸素雰囲気下、通常６５０〜４００
℃で、約１０〜５０時間保持するのが好ましい。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。但し、本発明は下記実施例により制限されるもので
ない。 実施例１ Ｙ2 Ｏ3 、ＢａＣＯ3 、ＣｕＯをモル比でＹ：Ｂａ：Ｃ
ｕ＝１．８：２．４：３．４となるように秤量し、更に
表１に示した添加量でＰｔ粉末を添加して混合した後、
９００℃で１０時間仮焼して、仮焼粉末を得た。得られ
た仮焼粉末をエタノールを用いて湿式粉砕混合し、更に
スプレードライヤーで造粒して粒度を１００〜３００μ
ｍに調整した。得られた造粒粉末を酸素−水素炎の溶射
装置を用い、窒素雰囲気中に噴射し、銅板上に溶融凝固
粉末を捕集した。得られた溶融凝固粉末をイソプロピル
アルコール中でジルコニア玉石を用いた回転ミルにより
粉砕した。上記で得られた各粉砕粉末をそれぞれプレス
成形により厚さ１０mmで、直径２０mmφのペレットに成
形した。得られたペレットを大気雰囲気の電気炉内に設
置して、１１５０℃で１時間保持し分解溶融し、次い
で、９８０℃から９２０℃まで１℃／時間で徐冷した。
その後、更に、炉内雰囲気を酸素雰囲気として４５０℃
で１００時間熱処理してペレット状の酸化物超電導体を
得た。得られた各酸化物超電導体のペレットから切り出
した各試料について、それぞれ磁化ヒステリシスをＳＱ
ＵＩＤ磁測計を用いて測定し、温度７７Ｋ、磁場１Ｔに
おけるJc（Ａ／ｃｍ2 ）を算出した。その結果を表１に
示した。
る。但し、本発明は下記実施例により制限されるもので
ない。 実施例１ Ｙ2 Ｏ3 、ＢａＣＯ3 、ＣｕＯをモル比でＹ：Ｂａ：Ｃ
ｕ＝１．８：２．４：３．４となるように秤量し、更に
表１に示した添加量でＰｔ粉末を添加して混合した後、
９００℃で１０時間仮焼して、仮焼粉末を得た。得られ
た仮焼粉末をエタノールを用いて湿式粉砕混合し、更に
スプレードライヤーで造粒して粒度を１００〜３００μ
ｍに調整した。得られた造粒粉末を酸素−水素炎の溶射
装置を用い、窒素雰囲気中に噴射し、銅板上に溶融凝固
粉末を捕集した。得られた溶融凝固粉末をイソプロピル
アルコール中でジルコニア玉石を用いた回転ミルにより
粉砕した。上記で得られた各粉砕粉末をそれぞれプレス
成形により厚さ１０mmで、直径２０mmφのペレットに成
形した。得られたペレットを大気雰囲気の電気炉内に設
置して、１１５０℃で１時間保持し分解溶融し、次い
で、９８０℃から９２０℃まで１℃／時間で徐冷した。
その後、更に、炉内雰囲気を酸素雰囲気として４５０℃
で１００時間熱処理してペレット状の酸化物超電導体を
得た。得られた各酸化物超電導体のペレットから切り出
した各試料について、それぞれ磁化ヒステリシスをＳＱ
ＵＩＤ磁測計を用いて測定し、温度７７Ｋ、磁場１Ｔに
おけるJc（Ａ／ｃｍ2 ）を算出した。その結果を表１に
示した。
【００１６】
【表１】
【００１７】実施例２
Ｙ2 Ｏ3 の替わりにＧｄ2 Ｏ3 を用いた以外は、実施例
１と同様にして各溶融凝固粉末を調製し、更に同様にペ
レット状に成形し、各成形体を大気中、１１５０℃で２
時間保持し分解溶融し、次いで、１０５０℃から９５０
℃まで２℃／時間で徐冷した以外は、実施例１と同様に
してペレット状の各酸化物超電導体を得た。得られた各
酸化物超電導体のペレットから切り出した各試料につい
て、それぞれ実施例１と同様にしてJcを算出し、その結
果を表２に示した。
１と同様にして各溶融凝固粉末を調製し、更に同様にペ
レット状に成形し、各成形体を大気中、１１５０℃で２
時間保持し分解溶融し、次いで、１０５０℃から９５０
℃まで２℃／時間で徐冷した以外は、実施例１と同様に
してペレット状の各酸化物超電導体を得た。得られた各
酸化物超電導体のペレットから切り出した各試料につい
て、それぞれ実施例１と同様にしてJcを算出し、その結
果を表２に示した。
【００１８】
【表２】
【００１９】実施例３
Ｙ2 Ｏ3 の替わりにＤｙ2 Ｏ3 を用いた以外は、実施例
１と同様にして各溶融凝固粉末を調製し、更に同様にペ
レット状に成形し、各成形体を大気中、１１００℃で１
時間保持し分解溶融し、次いで９８０℃から９００℃ま
で５０時間で徐冷した以外は、実施例１と同様にしてペ
レット状の各酸化物超電導体を得た。得られた各酸化物
超電導体のペレットから切り出した各試料について、そ
れぞれ実施例１と同様にしてJcを算出し、その結果を表
３に示した。
１と同様にして各溶融凝固粉末を調製し、更に同様にペ
レット状に成形し、各成形体を大気中、１１００℃で１
時間保持し分解溶融し、次いで９８０℃から９００℃ま
で５０時間で徐冷した以外は、実施例１と同様にしてペ
レット状の各酸化物超電導体を得た。得られた各酸化物
超電導体のペレットから切り出した各試料について、そ
れぞれ実施例１と同様にしてJcを算出し、その結果を表
３に示した。
【００２０】
【表３】
【００２１】実施例４
Ｙ2 Ｏ3 の替わりにＨｏ2 Ｏ3 を用いた以外は、実施例
１と同様にして各溶融凝固粉末を調製し、更に同様にペ
レット状に成形し、各成形体を大気中、１１００℃で１
時間保持し分解溶融し、次いで、１０００℃から９００
℃まで１℃／時間で徐冷した以外は、実施例１と同様に
してペレット状の各酸化物超電導体を得た。得られた各
酸化物超電導体のペレットから切り出した各試料につい
て、それぞれ実施例１と同様にしてJcを算出し、その結
果を表４に示した。
１と同様にして各溶融凝固粉末を調製し、更に同様にペ
レット状に成形し、各成形体を大気中、１１００℃で１
時間保持し分解溶融し、次いで、１０００℃から９００
℃まで１℃／時間で徐冷した以外は、実施例１と同様に
してペレット状の各酸化物超電導体を得た。得られた各
酸化物超電導体のペレットから切り出した各試料につい
て、それぞれ実施例１と同様にしてJcを算出し、その結
果を表４に示した。
【００２２】
【表４】
【００２３】実施例５
Ｙ2 Ｏ3 の替わりにＥｒ2 Ｏ3 を用いた以外は、実施例
１と同様にして各溶融凝固粉末を調製し、更に、同様に
ペレット状に成形し、各成形体を大気中、１０５０℃で
２時間保持し分解溶融し、次いで、９５０℃から８７０
℃まで１℃／時間で徐冷した以外は、実施例１と同様に
してペレット状の各酸化物超電導体を得た。得られた各
酸化物超電導体のペレットから切り出した各試料につい
て、それぞれ実施例１と同様にしてJcを算出し、その結
果を表５に示した。
１と同様にして各溶融凝固粉末を調製し、更に、同様に
ペレット状に成形し、各成形体を大気中、１０５０℃で
２時間保持し分解溶融し、次いで、９５０℃から８７０
℃まで１℃／時間で徐冷した以外は、実施例１と同様に
してペレット状の各酸化物超電導体を得た。得られた各
酸化物超電導体のペレットから切り出した各試料につい
て、それぞれ実施例１と同様にしてJcを算出し、その結
果を表５に示した。
【００２４】
【表５】
【００２５】実施例６
Ｙ2 Ｏ3 の替わりにＹｂ2 Ｏ3 を用いた以外は、実施例
１と同様にして各溶融凝固粉末を調製し、更に、同様に
ペレット状に成形し、各成形体を大気中、１０５０℃で
１時間保持し分解溶融し、次いで、９５０℃から９００
℃まで２℃／時間で徐冷した以外は、実施例１と同様に
してペレット状の各酸化物超電導体を得た。得られた各
酸化物超電導体のペレットから切り出した各試料につい
て、それぞれ実施例１と同様にしてJcを算出し、その結
果を表６に示した。
１と同様にして各溶融凝固粉末を調製し、更に、同様に
ペレット状に成形し、各成形体を大気中、１０５０℃で
１時間保持し分解溶融し、次いで、９５０℃から９００
℃まで２℃／時間で徐冷した以外は、実施例１と同様に
してペレット状の各酸化物超電導体を得た。得られた各
酸化物超電導体のペレットから切り出した各試料につい
て、それぞれ実施例１と同様にしてJcを算出し、その結
果を表６に示した。
【００２６】
【表６】
【００２７】上記実施例より、REＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 酸化
物超電導体を構成する粒子と共にＰｔ等成分を０．０１
〜０．５重量％分散含有させた溶融凝固粉末を用いて得
られた希土類系酸化物超電導体が、極めて高Jcを示すこ
とが分かる。
物超電導体を構成する粒子と共にＰｔ等成分を０．０１
〜０．５重量％分散含有させた溶融凝固粉末を用いて得
られた希土類系酸化物超電導体が、極めて高Jcを示すこ
とが分かる。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、特定の溶融凝固粉末を用い従
来の溶融法により、磁束線を固定する２１１相が微細に
且つ均一に分散するREＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 酸化物超電導体
を得ることができ、得られる希土類系酸化物超電導体は
Jcが高く、製造操作も極めて簡便であり、工業上有用で
ある。
来の溶融法により、磁束線を固定する２１１相が微細に
且つ均一に分散するREＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 酸化物超電導体
を得ることができ、得られる希土類系酸化物超電導体は
Jcが高く、製造操作も極めて簡便であり、工業上有用で
ある。
Claims (2)
- 【請求項１】 REＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy （REは、Ｙ、Ｇｄ、
Ｄｙ、Ｈｏ、ＥｒまたはＹｂを表す。）酸化物超電導体
を構成するRE、Ｂａ及びＣｕ成分を含むと共に、Ｒｈ、
Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ及びＯｓの少なくとも１種の元素成分
を元素基準で０．０１〜５重量％含有されて粉末状に溶
融凝固してなるREＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy酸化物超電導体用の
原料粉末。 - 【請求項２】 請求項１記載の原料粉末を用いて成形
し、該成形体を該酸化物超電導体の分解溶融温度以上の
温度に加熱処理して、徐冷、熱処理してREＢａ2 Ｃｕ3
Ｏy 酸化物超電導体を得ることを特徴とする希土類系酸
化物超電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3200028A JP2931446B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 希土類系酸化物超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3200028A JP2931446B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 希土類系酸化物超電導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0524825A true JPH0524825A (ja) | 1993-02-02 |
| JP2931446B2 JP2931446B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=16417619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3200028A Expired - Fee Related JP2931446B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 希土類系酸化物超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2931446B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010100496A (ja) * | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Railway Technical Res Inst | 酸化物超電導バルク体の製造方法および酸化物超電導バルク体 |
-
1991
- 1991-07-15 JP JP3200028A patent/JP2931446B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010100496A (ja) * | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Railway Technical Res Inst | 酸化物超電導バルク体の製造方法および酸化物超電導バルク体 |
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|---|---|
| JP2931446B2 (ja) | 1999-08-09 |
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