JPH0597441A - 高温酸化物超伝導体 - Google Patents
高温酸化物超伝導体Info
- Publication number
- JPH0597441A JPH0597441A JP3290760A JP29076091A JPH0597441A JP H0597441 A JPH0597441 A JP H0597441A JP 3290760 A JP3290760 A JP 3290760A JP 29076091 A JP29076091 A JP 29076091A JP H0597441 A JPH0597441 A JP H0597441A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconductor
- oxide superconductor
- oxide
- thallium
- mixture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 銅、バリウム、ストロンチウム、カルシウ
ム、ビスマス及びタリウムを含有する酸化物超伝導体で
あって、その各元素に対応する原料として原料中の該元
素量を前記の元素順に化学量論比で４：１：１：６：
０．４：１．６に調整したものを用い、これを固相反応
に付して調製した格子定数ａ＝３．８３Å、ｃ＝１５．
７Åの高温酸化物超伝導体を提供する。 【効果】 上記超伝導体は新規であって、Ｔｌの一部を
Ｂｉ置換することにより有毒なタリウムの含有率を低減
させ、使用時の危険性を低下させうる。
ム、ビスマス及びタリウムを含有する酸化物超伝導体で
あって、その各元素に対応する原料として原料中の該元
素量を前記の元素順に化学量論比で４：１：１：６：
０．４：１．６に調整したものを用い、これを固相反応
に付して調製した格子定数ａ＝３．８３Å、ｃ＝１５．
７Åの高温酸化物超伝導体を提供する。 【効果】 上記超伝導体は新規であって、Ｔｌの一部を
Ｂｉ置換することにより有毒なタリウムの含有率を低減
させ、使用時の危険性を低下させうる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有毒なタリウムの含有
率を低減させた新規な高温酸化物超伝導体に関するもの
である。
率を低減させた新規な高温酸化物超伝導体に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】高温酸化物超伝導体は、液体窒素温度以
上で超伝導状態になる複合酸化物であって、その超伝導
特性を利用し、超伝導コイルに成形して超伝導磁石や電
力貯蔵装置などの強電機器分野で、また薄膜としてＳＱ
ＵＩＤやジョセフソン素子などの弱電素子分野で脚光を
浴びており、さらに塊状のままピン止め点を導入するこ
とにより磁石やフライホイール、軸受などとしての利用
も検討されている。
上で超伝導状態になる複合酸化物であって、その超伝導
特性を利用し、超伝導コイルに成形して超伝導磁石や電
力貯蔵装置などの強電機器分野で、また薄膜としてＳＱ
ＵＩＤやジョセフソン素子などの弱電素子分野で脚光を
浴びており、さらに塊状のままピン止め点を導入するこ
とにより磁石やフライホイール、軸受などとしての利用
も検討されている。
【０００３】タリウム系酸化物超伝導体については、臨
界温度２０Ｋ以下のものが佐藤、秋光らにより最初に発
見され、次いでＨａｒｍａｎｎらにより８５Ｋの臨界温
度を有するＴｌ‐Ｂａ‐Ｃｕ系のものが発見され、現在
では酸化物超伝導体としては最高の臨界温度１３１Ｋを
もつものが報告されている。しかし、タリウムを含有す
る超伝導体の実用化には、タリウムのもつ毒性が問題で
あり、超伝導体に含まれるタリウム濃度を低下させるこ
とが課題とされている。
界温度２０Ｋ以下のものが佐藤、秋光らにより最初に発
見され、次いでＨａｒｍａｎｎらにより８５Ｋの臨界温
度を有するＴｌ‐Ｂａ‐Ｃｕ系のものが発見され、現在
では酸化物超伝導体としては最高の臨界温度１３１Ｋを
もつものが報告されている。しかし、タリウムを含有す
る超伝導体の実用化には、タリウムのもつ毒性が問題で
あり、超伝導体に含まれるタリウム濃度を低下させるこ
とが課題とされている。
【０００４】また、ビスマス系酸化物超伝導体は前田ら
により最初に見いだされたもので、単位胞中のビスマス
層は常に２層であるという特徴を有し、長時間の焼成に
より高温相を調製できることが知られている。
により最初に見いだされたもので、単位胞中のビスマス
層は常に２層であるという特徴を有し、長時間の焼成に
より高温相を調製できることが知られている。
【０００５】また、鉛系酸化物超伝導体はＣａｖａらに
より見いだされたもので、イットリウム系やビスマス系
やタリウム系ほど一般的なものではないが、液体窒素温
度で超伝導状態になる高温超伝導体の１つである。
より見いだされたもので、イットリウム系やビスマス系
やタリウム系ほど一般的なものではないが、液体窒素温
度で超伝導状態になる高温超伝導体の１つである。
【０００６】他方、アルカリ土類金属としてバリウム、
ストロンチウム、カルシウムを同時に含有する酸化物超
伝導体としては、超伝導体を構成する銅元素とアルカリ
土類金属以外の元素として、イットリウム元素のみある
いはタリウム元素のみを含有するものが知られているに
すぎない。
ストロンチウム、カルシウムを同時に含有する酸化物超
伝導体としては、超伝導体を構成する銅元素とアルカリ
土類金属以外の元素として、イットリウム元素のみある
いはタリウム元素のみを含有するものが知られているに
すぎない。
【０００７】ところで、ビスマス系酸化物超伝導体では
高温相を安定化するために鉛を添加することが知られて
いるが、これはアルカリ土類金属としてストロンチウム
とカルシウムとを含む系の場合であり、これにさらにバ
リウムを含有する系においては、ビスマスとバリウムと
の反応により超伝導体の生成が阻害されるため、超伝導
体を調製することができなかった。
高温相を安定化するために鉛を添加することが知られて
いるが、これはアルカリ土類金属としてストロンチウム
とカルシウムとを含む系の場合であり、これにさらにバ
リウムを含有する系においては、ビスマスとバリウムと
の反応により超伝導体の生成が阻害されるため、超伝導
体を調製することができなかった。
【０００８】このビスマス系酸化物超伝導体の例に見ら
れるように、固相反応法により複数の元素を混合して、
新規な化学組成を有する超伝導体の調製を行う場合に
は、反応させる元素間の相性により、副生成物を生じた
り、超伝導体内の元素を置換固溶して超伝導を阻害する
ことにより超伝導体を調製しえない場合がしばしばあ
り、より複雑な新規組成の超伝導体を調製することは極
めて困難であった。
れるように、固相反応法により複数の元素を混合して、
新規な化学組成を有する超伝導体の調製を行う場合に
は、反応させる元素間の相性により、副生成物を生じた
り、超伝導体内の元素を置換固溶して超伝導を阻害する
ことにより超伝導体を調製しえない場合がしばしばあ
り、より複雑な新規組成の超伝導体を調製することは極
めて困難であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情の下、タリウムの含有率を低減させた複雑な多成分
系の新規な高温酸化物超伝導体を提供することを目的と
してなされたものである。
事情の下、タリウムの含有率を低減させた複雑な多成分
系の新規な高温酸化物超伝導体を提供することを目的と
してなされたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の好
ましい特徴を有する高温酸化物超伝導体を開発するため
に種々研究を重ねた結果、原料中の所定元素の量比を特
定するとともに、該原料を固相反応に付すことにより調
製された新規な酸化物超伝導体が、その目的に適合する
ことを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに
至った。
ましい特徴を有する高温酸化物超伝導体を開発するため
に種々研究を重ねた結果、原料中の所定元素の量比を特
定するとともに、該原料を固相反応に付すことにより調
製された新規な酸化物超伝導体が、その目的に適合する
ことを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに
至った。
【００１１】すなわち、本発明は、銅、バリウム、スト
ロンチウム、カルシウム、ビスマス及びタリウムを含有
する酸化物超伝導体であって、その各元素に対応する原
料として原料中の該元素量を前記の元素順に化学量論比
で４：１：１：６：０．４：１．６に調整したものを用
い、これを固相反応に付すことによって調製して成る高
温酸化物超伝導体を提供するものである。
ロンチウム、カルシウム、ビスマス及びタリウムを含有
する酸化物超伝導体であって、その各元素に対応する原
料として原料中の該元素量を前記の元素順に化学量論比
で４：１：１：６：０．４：１．６に調整したものを用
い、これを固相反応に付すことによって調製して成る高
温酸化物超伝導体を提供するものである。
【００１２】本発明の超伝導体を調製するには、あらか
じめ銅、バリウム、ストロンチウム、カルシウム、ビス
マス及びタリウムの各元素に対応する原料として、原料
中の該元素量を前記の元素順に化学量論比で４：１：
１：６：０．４：１．６に調整したものを用い、これら
の原料を固相反応に付せばよい。特に有利な調製法とし
ては、先ず酸化第二銅、炭酸バリウム、炭酸ストロンチ
ウム、炭酸カルシウム及び酸化ビスマスを各原料中の金
属元素の化学量論比がＣｕ：Ｂａ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｂｉ＝
４：１：１：６：０．４の割合となるように混合し、こ
の混合物を８５０〜９５０℃で１２〜２４時間焼成し、
次いで酸化タリウムを前記混合物中の酸化ビスマスに対
しこれら酸化物中の金属元素の化学量論比がＴｌ：Ｂｉ
＝１．６：０．４の割合となるように添加し、これを８
５０〜９５０℃で０．３〜１時間焼成する方法が好まし
い。
じめ銅、バリウム、ストロンチウム、カルシウム、ビス
マス及びタリウムの各元素に対応する原料として、原料
中の該元素量を前記の元素順に化学量論比で４：１：
１：６：０．４：１．６に調整したものを用い、これら
の原料を固相反応に付せばよい。特に有利な調製法とし
ては、先ず酸化第二銅、炭酸バリウム、炭酸ストロンチ
ウム、炭酸カルシウム及び酸化ビスマスを各原料中の金
属元素の化学量論比がＣｕ：Ｂａ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｂｉ＝
４：１：１：６：０．４の割合となるように混合し、こ
の混合物を８５０〜９５０℃で１２〜２４時間焼成し、
次いで酸化タリウムを前記混合物中の酸化ビスマスに対
しこれら酸化物中の金属元素の化学量論比がＴｌ：Ｂｉ
＝１．６：０．４の割合となるように添加し、これを８
５０〜９５０℃で０．３〜１時間焼成する方法が好まし
い。
【００１３】本発明の超伝導体の臨界温度は、例えば超
伝導体のマイスナー効果の温度依存性を室温から３０ｋ
までの温度範囲で測定する方法などにより求めることが
でき、その結果約１００Ｋであることが判明した。
伝導体のマイスナー効果の温度依存性を室温から３０ｋ
までの温度範囲で測定する方法などにより求めることが
でき、その結果約１００Ｋであることが判明した。
【００１４】本発明の超伝導体は、その結晶構造がＸＲ
Ｄパターンを解析した結果、アルカリ土類金属としてＢ
ａ、Ｓｒ、Ｃａを含有し、Ｂｉ、Ｔｌを含む公知の超伝
導体のそれとは全く異なる（１２２３）構造であること
が判明し、本発明に係る超伝導体は格子定数ａ＝３．８
３Å、ｃ＝１５．７Åの新規な超伝導体であることが裏
付けられた。
Ｄパターンを解析した結果、アルカリ土類金属としてＢ
ａ、Ｓｒ、Ｃａを含有し、Ｂｉ、Ｔｌを含む公知の超伝
導体のそれとは全く異なる（１２２３）構造であること
が判明し、本発明に係る超伝導体は格子定数ａ＝３．８
３Å、ｃ＝１５．７Åの新規な超伝導体であることが裏
付けられた。
【００１５】
【発明の効果】本発明の超伝導体は、新規であって、Ｔ
ｌの一部をＢｉ置換することにより有毒なタリウムの含
有率を低減させ、使用時の危険性を低下させうるという
顕著な効果を奏する。
ｌの一部をＢｉ置換することにより有毒なタリウムの含
有率を低減させ、使用時の危険性を低下させうるという
顕著な効果を奏する。
【００１６】
【実施例】次に実施例によって本発明をさらに詳細に説
明する。
明する。
【００１７】実施例 酸化ビスマス、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、炭
酸カルシウム及び酸化第二銅をＢｉ：Ｂａ：Ｓｒ：Ｃ
ａ：Ｃｕ＝０．４：１：１：６：４の割合で混合し、こ
の混合物を９００℃で２０時間仮焼（仮焼成）したの
ち、酸化タリウムを前記混合物中の酸化ビスマス当りに
してＴｌ：Ｂｉ＝１．６：０．４の割合で添加し、８５
０℃で１５〜４５分間再焼成して超伝導体試料を作成し
た。この試料のマイスナー効果の温度依存性を室温〜３
０Ｋの温度範囲で測定することによって臨界温度を求め
るとともに、Ｘ線回折分析を行って結晶構造を同定し
た。その結果、（１００）面の反射位置からこの配合で
は、ＣａＣｕＯ2の副生やＣａＣＯ3の残留が認められる
ものの、（１２２３）構造の結晶構造のものが生成して
いることが確認された。図１にこの系のＸＲＤパターン
を示す。臨界温度は約１００Ｋとなった。
酸カルシウム及び酸化第二銅をＢｉ：Ｂａ：Ｓｒ：Ｃ
ａ：Ｃｕ＝０．４：１：１：６：４の割合で混合し、こ
の混合物を９００℃で２０時間仮焼（仮焼成）したの
ち、酸化タリウムを前記混合物中の酸化ビスマス当りに
してＴｌ：Ｂｉ＝１．６：０．４の割合で添加し、８５
０℃で１５〜４５分間再焼成して超伝導体試料を作成し
た。この試料のマイスナー効果の温度依存性を室温〜３
０Ｋの温度範囲で測定することによって臨界温度を求め
るとともに、Ｘ線回折分析を行って結晶構造を同定し
た。その結果、（１００）面の反射位置からこの配合で
は、ＣａＣｕＯ2の副生やＣａＣＯ3の残留が認められる
ものの、（１２２３）構造の結晶構造のものが生成して
いることが確認された。図１にこの系のＸＲＤパターン
を示す。臨界温度は約１００Ｋとなった。
【図１】 本発明の超伝導体のＸＲＤパターンのグラ
フ。
フ。
Claims (1)
- 【請求項１】 銅、バリウム、ストロンチウム、カルシ
ウム、ビスマス及びタリウムを含有する酸化物超伝導体
であって、その各元素に対応する原料として原料中の該
元素量を前記の元素順に化学量論比で４：１：１：６：
０．４：１．６に調整したものを用い、これを固相反応
に付すことによって調製して成る格子定数ａ＝３．８３
Å、ｃ＝１５．７Åの高温酸化物超伝導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3290760A JPH0597441A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 高温酸化物超伝導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3290760A JPH0597441A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 高温酸化物超伝導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0597441A true JPH0597441A (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=17760180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3290760A Pending JPH0597441A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 高温酸化物超伝導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0597441A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03131521A (ja) * | 1989-04-10 | 1991-06-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化物超伝導体およびその製造方法 |
| JPH04300202A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-23 | Hitachi Ltd | 酸化物を用いた超電導体及びその作製方法 |
-
1991
- 1991-10-09 JP JP3290760A patent/JPH0597441A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03131521A (ja) * | 1989-04-10 | 1991-06-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化物超伝導体およびその製造方法 |
| JPH04300202A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-23 | Hitachi Ltd | 酸化物を用いた超電導体及びその作製方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5024992A (en) | Preparation of highly oxidized RBa2 Cu4 O8 superconductors | |
| US5510323A (en) | Tl1 (Ba1-x Sr8)2 Ca2 Cu3 Oy oxide superconductor and method of producing the same | |
| EP0443827B1 (en) | Rare earth substituted thallium-based superconductors | |
| US5389603A (en) | Oxide superconductors, and devices and systems comprising such a superconductor | |
| KR970002894B1 (ko) | 초전도 산화 금속 조성물 | |
| US5446017A (en) | Superconductive copper-containing oxide materials of the formula Ap Bq Cu2 O4±r | |
| JP2703036B2 (ja) | 超伝導物質 | |
| US5665662A (en) | High-temperature superconductor | |
| US5348935A (en) | Highly oxidized superconductors | |
| JPH0597441A (ja) | 高温酸化物超伝導体 | |
| Kwei et al. | Structure of Tl (Sr0. 65Nd0. 35) 2CaCu2O7: Neutron powder diffraction study of cation ordering and oxygen stoichiometry | |
| RU2056068C1 (ru) | Сверхпроводящая композиция и способ ее получения | |
| US4835136A (en) | Lanthanum: sodium copper superconducting metal oxide compositions and process for manufacture | |
| JP2786292B2 (ja) | ハロゲンを含む銅酸化物超伝導体 | |
| JP2555505B2 (ja) | 金属酸化物材料 | |
| JP2748161B2 (ja) | Ｉｎ―Ｂａ―Ｙ及び／又はＣａ―Ｃｕ―Ｏ系超電導物質 | |
| JPH05279038A (ja) | 高温タリウム系酸化物超伝導体 | |
| JP2749194B2 (ja) | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の製法 | |
| JP2820480B2 (ja) | 酸化物超伝導体及びその製造方法 | |
| JP2671881B2 (ja) | 超伝導物質 | |
| JP3247914B2 (ja) | 金属酸化物材料 | |
| JP3291628B2 (ja) | 希土置換タリウム基超伝導体 | |
| JP3205996B2 (ja) | 超電導体 | |
| JPH0616419A (ja) | 無限層超伝導体 | |
| Subramanian et al. | Synthesis and structure-property relationships of Tl and Bi containing copper-oxide superconductors |