JPH0578198A - Ｂｉ系酸化物超伝導体の単結晶の製造方法 - Google Patents
Ｂｉ系酸化物超伝導体の単結晶の製造方法Info
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- JPH0578198A JPH0578198A JP3058501A JP5850191A JPH0578198A JP H0578198 A JPH0578198 A JP H0578198A JP 3058501 A JP3058501 A JP 3058501A JP 5850191 A JP5850191 A JP 5850191A JP H0578198 A JPH0578198 A JP H0578198A
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- 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
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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】ピンニングポテンシャル(Uo)が大きく、磁場中
でのJcの低下の小さいるBi系酸化物超伝導体単結晶の製
造。 【構成】溶融法を用いてBi系酸化物超伝導体の単結晶を
製造するに際し、Pbが原料粉中のBiの10〜20原子％に相
当する割合で、原料粉に PbOを添加する。 【効果】PbがピンニングセンターとなってUoが大きくな
り、磁場中でも高いJc を保持するBi系酸化物超伝導体
の単結晶が得られる。
でのJcの低下の小さいるBi系酸化物超伝導体単結晶の製
造。 【構成】溶融法を用いてBi系酸化物超伝導体の単結晶を
製造するに際し、Pbが原料粉中のBiの10〜20原子％に相
当する割合で、原料粉に PbOを添加する。 【効果】PbがピンニングセンターとなってUoが大きくな
り、磁場中でも高いJc を保持するBi系酸化物超伝導体
の単結晶が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ピンニングポテンシ
ャル(Uo)が高く、磁場中でも高い臨界電流密度(Jc)を維
持することができるBi系酸化物超伝導体の単結晶を製造
する方法に関する。
ャル(Uo)が高く、磁場中でも高い臨界電流密度(Jc)を維
持することができるBi系酸化物超伝導体の単結晶を製造
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温超伝導物質の一つとしてBi−Sr−Ca
−Cu−0 系のBi系酸化物超伝導体が知られているが、溶
融法で作製したBi系酸化物超伝導体の単結晶は、そのま
ま（無加工）では超伝導状態を保持する力が弱く、特に
磁場中では臨界電流密度(Jc)が激減する。
−Cu−0 系のBi系酸化物超伝導体が知られているが、溶
融法で作製したBi系酸化物超伝導体の単結晶は、そのま
ま（無加工）では超伝導状態を保持する力が弱く、特に
磁場中では臨界電流密度(Jc)が激減する。
【０００３】超伝導酸化物の超伝導特性を向上させる方
法としては熱処理(アニール) が一般的であり、Bi系単
結晶体においても同様である〔Yasunao Suzuki et.al.
JJAPVol.29 No.7(1990) P.1089〕。
法としては熱処理(アニール) が一般的であり、Bi系単
結晶体においても同様である〔Yasunao Suzuki et.al.
JJAPVol.29 No.7(1990) P.1089〕。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】単結晶の作製方法は幾
つかあるが、その一つの溶融法は、 KCl−flux法のよ
うにKCl 等の余分の成分による悪影響がない、 FZ 法
のように作製装置に可動部分を必要とせず、装置が簡単
である、他の方法によるよりも大きな面（ａｂ面) を
持った単結晶ができる、という利点がある。しかし、前
記のように、溶融法で作製したBi系酸化物超伝導体の単
結晶は、そのままでは磁場中での超伝導特性の低下（特
にJcの低下) が激しく、実用化が難しい。
つかあるが、その一つの溶融法は、 KCl−flux法のよ
うにKCl 等の余分の成分による悪影響がない、 FZ 法
のように作製装置に可動部分を必要とせず、装置が簡単
である、他の方法によるよりも大きな面（ａｂ面) を
持った単結晶ができる、という利点がある。しかし、前
記のように、溶融法で作製したBi系酸化物超伝導体の単
結晶は、そのままでは磁場中での超伝導特性の低下（特
にJcの低下) が激しく、実用化が難しい。
【０００５】本発明の目的は、ピンニングポテンシャル
(Uo)が大きく、磁場中でのJcの低下の小さいるBi系酸化
物超伝導体の単結晶を製造する方法の提供にある。
(Uo)が大きく、磁場中でのJcの低下の小さいるBi系酸化
物超伝導体の単結晶を製造する方法の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のBi系酸化物超伝
導体の単結晶の製造方法は、上記の溶融法を用いてBi系
酸化物超伝導体の単結晶を製造するに際して、原料粉に
PbOを添加することを特徴とする。このPb0 は、Pbが原
料粉中のBiの10〜20原子％に相当するような割合で添加
しなければならない。
導体の単結晶の製造方法は、上記の溶融法を用いてBi系
酸化物超伝導体の単結晶を製造するに際して、原料粉に
PbOを添加することを特徴とする。このPb0 は、Pbが原
料粉中のBiの10〜20原子％に相当するような割合で添加
しなければならない。
【０００７】
【作用】溶融法には前記のような利点があり、Bi系超伝
導酸化物単結晶をこの方法で作製すると約７mm×７mmの
面（ａｂ面) を持った単結晶が得られる。この単結晶
は、そのままでは超伝導特性(Uo 、Jc) が悪いが、得ら
れたBi系単結晶にアニールやＸ線照射等の処理を施すと
その超伝導特性が向上する。これは、超伝導状態を保と
うとする力（ピンニング力）が加工処理を施こすことに
よって強まるためである。
導酸化物単結晶をこの方法で作製すると約７mm×７mmの
面（ａｂ面) を持った単結晶が得られる。この単結晶
は、そのままでは超伝導特性(Uo 、Jc) が悪いが、得ら
れたBi系単結晶にアニールやＸ線照射等の処理を施すと
その超伝導特性が向上する。これは、超伝導状態を保と
うとする力（ピンニング力）が加工処理を施こすことに
よって強まるためである。
【０００８】一方、ピンニング力を強める（ピンニング
ポテンシャルを向上させる）方法の一つとして、ピンと
なる不純物を添加する方法がある。本発明は、このよう
な働きをする不純物としてPb（鉛）を利用しようとする
ものである。即ち、溶解する原料粉の中に、適正な量の
Pb0 を添加して、得られる単結晶中にPbを存在させ、こ
れをピンニングセンターとして、ピンニング力が強め、
磁場中におけるJcの低下を防ぐのである。
ポテンシャルを向上させる）方法の一つとして、ピンと
なる不純物を添加する方法がある。本発明は、このよう
な働きをする不純物としてPb（鉛）を利用しようとする
ものである。即ち、溶解する原料粉の中に、適正な量の
Pb0 を添加して、得られる単結晶中にPbを存在させ、こ
れをピンニングセンターとして、ピンニング力が強め、
磁場中におけるJcの低下を防ぐのである。
【０００９】本発明において、不純物としてPbを選んだ
のは、Pbはイオン半径がBiとほぼ等しいため、単結晶体
中のBiの位置にPbが入りピンニングセンターとなり易
く、ピンニングポテンシャル(Uo)を向上させて磁場中で
の臨界電流密度(Jc)の低下を防止する効果が大きいから
である。このようなPbの作用効果は、Pbの添加量がBiの
10〜20原子％に相当する場合に顕著である。例えば、Pb
の添加量がBiの５原子％に相当する量の場合には、Pb添
加の効果は見られない。一方、20％を超える添加量にな
ると再びUoは低下し、磁場中のJcは減少する。従って、
原料粉の配合に際しては、PbがBiの10〜20原子％に相当
するように PbOを配合しなければならない。
のは、Pbはイオン半径がBiとほぼ等しいため、単結晶体
中のBiの位置にPbが入りピンニングセンターとなり易
く、ピンニングポテンシャル(Uo)を向上させて磁場中で
の臨界電流密度(Jc)の低下を防止する効果が大きいから
である。このようなPbの作用効果は、Pbの添加量がBiの
10〜20原子％に相当する場合に顕著である。例えば、Pb
の添加量がBiの５原子％に相当する量の場合には、Pb添
加の効果は見られない。一方、20％を超える添加量にな
ると再びUoは低下し、磁場中のJcは減少する。従って、
原料粉の配合に際しては、PbがBiの10〜20原子％に相当
するように PbOを配合しなければならない。
【００１０】
【実施例１】Bi2O3、 PbO、 SrCO3、 CaCO3および CuO
をBi: Pb: Sr: Ca:Cu＝1.7: 0.3 :１: １: ２となるよ
うに配合して混合した粉末を原料粉とし 800℃で12時間
加熱する仮焼を２回行って仮焼粉を作製した。
をBi: Pb: Sr: Ca:Cu＝1.7: 0.3 :１: １: ２となるよ
うに配合して混合した粉末を原料粉とし 800℃で12時間
加熱する仮焼を２回行って仮焼粉を作製した。
【００１１】この仮焼粉200gを、径50cm、高さ5.6cm の
アルミナるつぼに入れ、 940℃で10時間溶融し、４℃/h
で 830℃まで温度を下げ、その後炉冷で室温まで下げて
単結晶を作製した。これらの処理はすべて大気中で行っ
た。
アルミナるつぼに入れ、 940℃で10時間溶融し、４℃/h
で 830℃まで温度を下げ、その後炉冷で室温まで下げて
単結晶を作製した。これらの処理はすべて大気中で行っ
た。
【００１２】単結晶は、アルミナるつぼをプレス機で破
壊することによって取り出し、へき開面が５mm×３mm以
上の物を採取し試料とした。
壊することによって取り出し、へき開面が５mm×３mm以
上の物を採取し試料とした。
【００１３】一方、比較例１として、出発原料の組成を
Bi: Sr: Ca: Cu＝２: １: １: ２とし、Pbを添加してい
ない単結晶をを実施例と同じ条件で作製した。
Bi: Sr: Ca: Cu＝２: １: １: ２とし、Pbを添加してい
ない単結晶をを実施例と同じ条件で作製した。
【００１４】更に、比較例２として、出発原料の組成を
Bi: Pb: Sr: Ca: Cu＝1.5 : 0.5 :１: １: ２と、実施
例よりも少し多くPbを添加した単結晶を同様に作製し
た。
Bi: Pb: Sr: Ca: Cu＝1.5 : 0.5 :１: １: ２と、実施
例よりも少し多くPbを添加した単結晶を同様に作製し
た。
【００１５】上記のようにして作製した試料について超
伝導特性、即ち、臨界電流密度(Jc)、磁場中臨界温度(T
c)およびピンニングポテンシャル(Uo)の評価を行った。
伝導特性、即ち、臨界電流密度(Jc)、磁場中臨界温度(T
c)およびピンニングポテンシャル(Uo)の評価を行った。
【００１６】表１に磁場 0と 1 T の磁場 (ただし印加
磁場は単結晶のＣ軸に対して垂直方向) 中でのJcの値を
示す。
磁場は単結晶のＣ軸に対して垂直方向) 中でのJcの値を
示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１に明らかなように、本発明方法で作製
した試料のJcは比較例のそれに勝り、特に磁場中でのJc
の低下割合が小さい。
した試料のJcは比較例のそれに勝り、特に磁場中でのJc
の低下割合が小さい。
【００１９】図１は、ピンニングポテンシャル(Uo)の磁
場依存性を示す。実施例のUoは強い磁場内でも高い値を
維持できることが明らかである。
場依存性を示す。実施例のUoは強い磁場内でも高い値を
維持できることが明らかである。
【００２０】
【発明の効果】本発明の方法によれば、磁場中でも高い
Jc を維持するBi系酸化物超伝導体単結晶の製造が可能
である。
Jc を維持するBi系酸化物超伝導体単結晶の製造が可能
である。
【図１】本発明方法および比較例の方法で得られたBi系
酸化物超伝導体単結晶のピンニングポテンシャルの磁場
依存性を示す図である。
酸化物超伝導体単結晶のピンニングポテンシャルの磁場
依存性を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 昭彦 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】溶融法によってBi系酸化物超伝導体の単結
晶を製造するに際し、Pbが原料粉中のBiの10〜20原子％
に相当すように原料粉に PbOを添加することを特徴とす
るBi系酸化物超伝導体の単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3058501A JPH0578198A (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Ｂｉ系酸化物超伝導体の単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3058501A JPH0578198A (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Ｂｉ系酸化物超伝導体の単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0578198A true JPH0578198A (ja) | 1993-03-30 |
Family
ID=13086172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3058501A Pending JPH0578198A (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Ｂｉ系酸化物超伝導体の単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0578198A (ja) |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP3058501A patent/JPH0578198A/ja active Pending
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