JPH06219736A - 超電導体 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 結晶粒内部にピンニングセンターを持つ酸化
物超電導物質を用いた超電導体の輸送臨界電流密度を高
め、磁場中においても高い臨界電流密度を備える。 【構成】 高い不可逆磁場を有する超電導物質をその結
晶のｃ軸が揃っているような状態であるように超電導体
を構成する。これを具体的に実現する方法として、高い
不可逆磁場を有する超電導物質(組成５）を結晶が板状
に成長しやすい性質を持つBi2Sr2CaCu2O8とともに熱処
理する。 【効果】 液体ヘリウムによる冷却は勿論、液体窒素に
よる冷却によって運転され、高磁界中においても高い超
電導臨界電流密度が得られる。
物超電導物質を用いた超電導体の輸送臨界電流密度を高
め、磁場中においても高い臨界電流密度を備える。 【構成】 高い不可逆磁場を有する超電導物質をその結
晶のｃ軸が揃っているような状態であるように超電導体
を構成する。これを具体的に実現する方法として、高い
不可逆磁場を有する超電導物質(組成５）を結晶が板状
に成長しやすい性質を持つBi2Sr2CaCu2O8とともに熱処
理する。 【効果】 液体ヘリウムによる冷却は勿論、液体窒素に
よる冷却によって運転され、高磁界中においても高い超
電導臨界電流密度が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体ヘリウム又は液体
窒素で冷却することによって超電導性を発現する酸化物
系超電導物質に係り、液体ヘリウムまた液体窒素で冷却
することにより超電導電流を流すことを可能とする超電
導体、製造方法及びそれを用いた超電導線材、超電導コ
イル、磁気シ−ルド材に関する。
窒素で冷却することによって超電導性を発現する酸化物
系超電導物質に係り、液体ヘリウムまた液体窒素で冷却
することにより超電導電流を流すことを可能とする超電
導体、製造方法及びそれを用いた超電導線材、超電導コ
イル、磁気シ−ルド材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＴｌ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｏを主
要成分元素をして含む酸化物系高温超電導物質は、フイ
ジカＣ 第１８３巻 ６７〜７２ページ（Physica C v
ol.183, pp67-72) 及び1991年Materials Research Soci
ety 主催の秋期学会（１９９１年１２月１日〜６日、於
ボストン、特願平３ー６６００１号及び特願平３ー１５
１３３７号）で報告されているように、超電導臨界温度
が約１２０Ｋと高く、更に、高い臨界電流密度を得るた
めの必要条件であるピンニングセンタの導入に成功して
いる非常に有望な材料であるが、超電導線材を作製した
とき、高い臨界電流密度を（輸送電流として）得ること
が難しく、実際に超電導電流を流す応用製品を作製する
のが困難であった。
要成分元素をして含む酸化物系高温超電導物質は、フイ
ジカＣ 第１８３巻 ６７〜７２ページ（Physica C v
ol.183, pp67-72) 及び1991年Materials Research Soci
ety 主催の秋期学会（１９９１年１２月１日〜６日、於
ボストン、特願平３ー６６００１号及び特願平３ー１５
１３３７号）で報告されているように、超電導臨界温度
が約１２０Ｋと高く、更に、高い臨界電流密度を得るた
めの必要条件であるピンニングセンタの導入に成功して
いる非常に有望な材料であるが、超電導線材を作製した
とき、高い臨界電流密度を（輸送電流として）得ること
が難しく、実際に超電導電流を流す応用製品を作製する
のが困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の超電導線材中の
超電導物質結晶粒子同士の電気的な接合、つまり結晶粒
子界面を超電導電流が十分に流れるような接合について
十分な配慮がなされておらず、僅かな磁場が超電導物質
に印加されただけで臨界電流密度が大きく低下するとい
う問題があった。
超電導物質結晶粒子同士の電気的な接合、つまり結晶粒
子界面を超電導電流が十分に流れるような接合について
十分な配慮がなされておらず、僅かな磁場が超電導物質
に印加されただけで臨界電流密度が大きく低下するとい
う問題があった。
【０００４】本発明の目的は、酸化物系高温超電導物質
を用いた超電導体中の超電導物質結晶粒子同士の電気的
な接合を高め、磁場中でも高い臨界電流密度を有する超
電導体を提供することにある。
を用いた超電導体中の超電導物質結晶粒子同士の電気的
な接合を高め、磁場中でも高い臨界電流密度を有する超
電導体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る超電導体は、板状に結晶が成長する非
超電導物質又は超電導物質と、７７Ｋ以上の温度で超電
導状態を保つ超電導物質との少なくともそれぞれの物質
を含有してなる構成とする。
め、本発明に係る超電導体は、板状に結晶が成長する非
超電導物質又は超電導物質と、７７Ｋ以上の温度で超電
導状態を保つ超電導物質との少なくともそれぞれの物質
を含有してなる構成とする。
【０００６】そして非超電導物質又は超電導物質と他の
超電導物質とが積層された構造を有する要素体よりな
り、それぞれの要素体のほぼ８０％は積層方向が超電導
電流を流す方向と９０゜の角度をなしている構成でもよ
い。
超電導物質とが積層された構造を有する要素体よりな
り、それぞれの要素体のほぼ８０％は積層方向が超電導
電流を流す方向と９０゜の角度をなしている構成でもよ
い。
【０００７】また少なくともＴｌ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕ及
びＯの成分元素を含む超電導物質と、少なくともＢｉ、
Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕ及びＯの成分元素を含む超電導物質と
の少なくともそれぞれの超電導物質を含有してなる構成
でもよい。
びＯの成分元素を含む超電導物質と、少なくともＢｉ、
Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕ及びＯの成分元素を含む超電導物質と
の少なくともそれぞれの超電導物質を含有してなる構成
でもよい。
【０００８】さらに少なくともＴｌ、Ｂａ、Ｃａ、Ｃｕ
及びＯの成分元素を含む超電導物質と、少なくともＢ
ｉ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕ及びＯの成分元素を含む超電導物
質との少なくともそれぞれの超電導物質を含有してなる
構成でもよい。
及びＯの成分元素を含む超電導物質と、少なくともＢ
ｉ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕ及びＯの成分元素を含む超電導物
質との少なくともそれぞれの超電導物質を含有してなる
構成でもよい。
【０００９】そして化学組成が（組成１）で表される超
電導物質と、化学組成が（組成２）で表される超電導物
質との少なくともそれぞれの物質を含有してなる構成で
もよい。
電導物質と、化学組成が（組成２）で表される超電導物
質との少なくともそれぞれの物質を含有してなる構成で
もよい。
【００１０】また化学組成が（組成３）で表される超電
導物質と、化学組成が（組成４）で表される超電導物質
との少なくともそれぞれの物質を含有してなる構成でも
よい。
導物質と、化学組成が（組成４）で表される超電導物質
との少なくともそれぞれの物質を含有してなる構成でも
よい。
【００１１】さらに化学組成が（組成５）で表される超
電導物質と、化学組成が（組成６）で表される超電導物
質との少なくともそれぞれの物質を含有してなる構成で
もよい。
電導物質と、化学組成が（組成６）で表される超電導物
質との少なくともそれぞれの物質を含有してなる構成で
もよい。
【００１２】そして化学組成が（組成７）で表される超
電導物質と、化学組成が（組成８）で表される超電導物
質との少なくともそれぞれの物質を含有してなる構成で
もよい。
電導物質と、化学組成が（組成８）で表される超電導物
質との少なくともそれぞれの物質を含有してなる構成で
もよい。
【００１３】また請求項５〜７のいずれか１項記載の超
電導体において、超電導物質の成分元素がＸ３＝０でか
つＸ６＝０である構成でもよい。
電導体において、超電導物質の成分元素がＸ３＝０でか
つＸ６＝０である構成でもよい。
【００１４】さらに請求項５〜８のいずれか１項記載の
超電導体において、２種類の超電導物質が交互に積層さ
れた構造を有する要素体よりなり、それぞれの要素体の
ほぼ８０％は積層方向が超電導電流を流す方向と９０゜
の角度をなしている構成でもよい。
超電導体において、２種類の超電導物質が交互に積層さ
れた構造を有する要素体よりなり、それぞれの要素体の
ほぼ８０％は積層方向が超電導電流を流す方向と９０゜
の角度をなしている構成でもよい。
【００１５】そして請求項９記載の超電導体において、
積層される超電導物質の厚さがそれぞれ５ｎm以上５μm
以下である構成でもよい。
積層される超電導物質の厚さがそれぞれ５ｎm以上５μm
以下である構成でもよい。
【００１６】また７７Ｋにおける不可逆磁場の値が１テ
スラーより大きい超電導物質と、０.７テスラーより小
さい超電導物質との少なくともそれぞれの物質を含有し
てなる構成でもよい。
スラーより大きい超電導物質と、０.７テスラーより小
さい超電導物質との少なくともそれぞれの物質を含有し
てなる構成でもよい。
【００１７】さらに超電導体の製造方法においては、ア
スペクト比１０以上で最長部分の長さが１０μm以上の
超電導物質又は非超電導物質の結晶粉末と、７７Ｋにお
ける不可逆磁場の値が１テスラーより大きい超電導物質
又はその前駆体とを混合する工程と、その混合物を所定
の形状に加工する工程と、熱処理する工程とを含む構成
とする。
スペクト比１０以上で最長部分の長さが１０μm以上の
超電導物質又は非超電導物質の結晶粉末と、７７Ｋにお
ける不可逆磁場の値が１テスラーより大きい超電導物質
又はその前駆体とを混合する工程と、その混合物を所定
の形状に加工する工程と、熱処理する工程とを含む構成
とする。
【００１８】そして超電導線材においては、前記いずれ
か１つの超電導体で形成された構成とする。
か１つの超電導体で形成された構成とする。
【００１９】またマグネットにおいては、前記いずれか
１つの超電導体で形成された構成とする。
１つの超電導体で形成された構成とする。
【００２０】さらにＮＭＲ装置、ＭＲＩ装置、磁気浮上
列車、発電装置、エネルギー貯蔵装置、磁気シールド装
置、シンクロトロン放射光発生装置、磁気分別装置及び
素粒子加速器においては、前記いずれか１つの超電導体
で形成された超電導線材を用いた構成とする。
列車、発電装置、エネルギー貯蔵装置、磁気シールド装
置、シンクロトロン放射光発生装置、磁気分別装置及び
素粒子加速器においては、前記いずれか１つの超電導体
で形成された超電導線材を用いた構成とする。
【００２１】すなわち７７Ｋ以上の温度で必要とする磁
場よりも高い不可逆磁場を有している超電導物質を、板
状に結晶が成長する性質を有する非超電導物質もしくは
超電導物質の表面に沿って沿面成長させて、その複合体
を特定の向きに並べることによって、高い不可逆磁場を
有している超電導物質の結晶のｃ軸方向を一定の方向に
揃えた超電導体を作製することができる。
場よりも高い不可逆磁場を有している超電導物質を、板
状に結晶が成長する性質を有する非超電導物質もしくは
超電導物質の表面に沿って沿面成長させて、その複合体
を特定の向きに並べることによって、高い不可逆磁場を
有している超電導物質の結晶のｃ軸方向を一定の方向に
揃えた超電導体を作製することができる。
【００２２】この時板状に結晶が成長する性質を有する
非超電導物質又は超電導物質は、この超電導体を動作さ
せようとする温度で超電導状態になるような超電導物質
であることが望ましい。しかし板状に結晶が成長する性
質を有して、７７Ｋ以上の温度で必要とする磁場よりも
高い不可逆磁場を有している超電導物質の性質を、超電
導体の熱処理時に損なわないものであれば非超電導物質
であっても構わない。
非超電導物質又は超電導物質は、この超電導体を動作さ
せようとする温度で超電導状態になるような超電導物質
であることが望ましい。しかし板状に結晶が成長する性
質を有して、７７Ｋ以上の温度で必要とする磁場よりも
高い不可逆磁場を有している超電導物質の性質を、超電
導体の熱処理時に損なわないものであれば非超電導物質
であっても構わない。
【００２３】板状に結晶が成長する性質を有する物質の
具体的な例としては、（組成２）に示す物質である。こ
の物質はn＝1のときＴｃが３０Ｋ以下の超電導物質又は
非超電導物質であり、n＝2,3のときＴｃが液体窒素の沸
点温度７７Ｋを越える超電導物質となる。
具体的な例としては、（組成２）に示す物質である。こ
の物質はn＝1のときＴｃが３０Ｋ以下の超電導物質又は
非超電導物質であり、n＝2,3のときＴｃが液体窒素の沸
点温度７７Ｋを越える超電導物質となる。
【００２４】７７Ｋ以上の温度で必要とする磁場よりも
高い不可逆磁場を有している超電導物質としては色々な
酸化物超電導物質が考えられる。そのなかでも特にTl,S
r,Ca,Cu,Oをベースにして合成された超電導物質が高い
Ｔｃと高い不可逆磁場Ｈcを有するため好ましい。この
超電導物質群はフレキシビリテイーに富んでおり結晶の
サイトの元素置換が非常に起こりやすい。具体的な組成
式を示すと（組成１）の物質である。
高い不可逆磁場を有している超電導物質としては色々な
酸化物超電導物質が考えられる。そのなかでも特にTl,S
r,Ca,Cu,Oをベースにして合成された超電導物質が高い
Ｔｃと高い不可逆磁場Ｈcを有するため好ましい。この
超電導物質群はフレキシビリテイーに富んでおり結晶の
サイトの元素置換が非常に起こりやすい。具体的な組成
式を示すと（組成１）の物質である。
【００２５】板状に結晶が成長する性質を有する物質の
具体的な例としては、（組成２）の物質である。この物
質はn＝1のときＴｃは３０Ｋ以下と非常に低く、n＝2,3
のときＴｃは液体窒素の沸点温度７７Ｋを越える。これ
らの物質の成分元素は前記の７７Ｋ以上の温度で必要と
する磁場よりも高い不可逆磁場を有している超電導物質
（組成１）に非常に近いので、両者の組み合わせは非常
に好ましい。そしてその組み合わせのうちX3＝0とX6＝0
の時のものは不要な結晶相の生成が起こり難く好まし
い。
具体的な例としては、（組成２）の物質である。この物
質はn＝1のときＴｃは３０Ｋ以下と非常に低く、n＝2,3
のときＴｃは液体窒素の沸点温度７７Ｋを越える。これ
らの物質の成分元素は前記の７７Ｋ以上の温度で必要と
する磁場よりも高い不可逆磁場を有している超電導物質
（組成１）に非常に近いので、両者の組み合わせは非常
に好ましい。そしてその組み合わせのうちX3＝0とX6＝0
の時のものは不要な結晶相の生成が起こり難く好まし
い。
【００２６】
【作用】本発明によれば、図１、２及び３に示す結晶構
造をもつ超電導物質が高い不可逆磁場（ある温度におい
て、電気抵抗がゼロである超電導電流を試料に流すこと
が可能である最大印加磁場の値のこと。これ以上の磁場
を試料に印加すると試料は抵抗を発生する。）を持ち得
ることを示し、その超電導物質にピンニングセンタを導
入して高い不可逆磁場を持つ超電導体を作製する過程
で、不可逆磁場を高くすることのできる超電導物質を用
いて多結晶体（単結晶ではなく、結晶粒界が存在する超
電導体）で超電導線材を作製する際は、超電導物質の結
晶のｃ軸が同じ方向を向く（配向）ようにした方がより
高いＪｃを持った超電導体ができる。結晶の異方性が大
きく、平板状に成長した結晶からなる粉末を用いてパウ
ダーイン チューブ（powder-in-tube）法によって超電
導線材を作製すると、内部に含まれる結晶が特定の方向
を向いて揃いやすい。この際、結晶のアスペクト比（最
長部分と最短部分の長さの比）が１０以下ではこのよう
な効果は余り見られず、アスペクト比１０を越えたとき
配向化が進む。
造をもつ超電導物質が高い不可逆磁場（ある温度におい
て、電気抵抗がゼロである超電導電流を試料に流すこと
が可能である最大印加磁場の値のこと。これ以上の磁場
を試料に印加すると試料は抵抗を発生する。）を持ち得
ることを示し、その超電導物質にピンニングセンタを導
入して高い不可逆磁場を持つ超電導体を作製する過程
で、不可逆磁場を高くすることのできる超電導物質を用
いて多結晶体（単結晶ではなく、結晶粒界が存在する超
電導体）で超電導線材を作製する際は、超電導物質の結
晶のｃ軸が同じ方向を向く（配向）ようにした方がより
高いＪｃを持った超電導体ができる。結晶の異方性が大
きく、平板状に成長した結晶からなる粉末を用いてパウ
ダーイン チューブ（powder-in-tube）法によって超電
導線材を作製すると、内部に含まれる結晶が特定の方向
を向いて揃いやすい。この際、結晶のアスペクト比（最
長部分と最短部分の長さの比）が１０以下ではこのよう
な効果は余り見られず、アスペクト比１０を越えたとき
配向化が進む。
【００２７】一方、一般的に高温超電導物質はその成分
元素の数が多く、結晶の成長速度は速くない。従って、
板状の結晶が側にあるとその表面に沿って沿面成長しや
すい特徴を持っているため、板状に結晶が成長しやすい
結晶の表面に沿って高い不可逆磁場を有する超電導物質
を成長させた要素体を生成させ、その要素体のアスペク
ト比は大きいのでその要素体を配向させることにより、
結果的に高い不可逆磁場を有する超電導物質の結晶を配
向させ、磁場中においても高いＪｃを有する超電導体が
作製される。本発明に記載の超電導物質、非超電導物質
及びその他の物質の組成は、厳密にこの値だけに限られ
るものではない。実際には、これらの酸化物には若干の
組成不定性があり各構成元素の含有比率が、十数パ−セ
ントから3０パ−セント程度までずれることもある。従
って、本発明に記載している物質の組成が若干異なって
いても、その結晶構造が基本的に同じであれば、本発明
に記載の物質と同じものである。
元素の数が多く、結晶の成長速度は速くない。従って、
板状の結晶が側にあるとその表面に沿って沿面成長しや
すい特徴を持っているため、板状に結晶が成長しやすい
結晶の表面に沿って高い不可逆磁場を有する超電導物質
を成長させた要素体を生成させ、その要素体のアスペク
ト比は大きいのでその要素体を配向させることにより、
結果的に高い不可逆磁場を有する超電導物質の結晶を配
向させ、磁場中においても高いＪｃを有する超電導体が
作製される。本発明に記載の超電導物質、非超電導物質
及びその他の物質の組成は、厳密にこの値だけに限られ
るものではない。実際には、これらの酸化物には若干の
組成不定性があり各構成元素の含有比率が、十数パ−セ
ントから3０パ−セント程度までずれることもある。従
って、本発明に記載している物質の組成が若干異なって
いても、その結晶構造が基本的に同じであれば、本発明
に記載の物質と同じものである。
【００２８】
【実施例】本発明の各実施例を説明する。 ［実施例１］出発原料としては、純度99%以上のTl2O3，
Bi2O3，SrO，CaO，CuO，PbO，BaOを用い、まず最初に
（組成１）のn=2として（組成３）の超電導物質を作製
した。
Bi2O3，SrO，CaO，CuO，PbO，BaOを用い、まず最初に
（組成１）のn=2として（組成３）の超電導物質を作製
した。
【００２９】
【化９】
【００３０】
【化１０】
【００３１】ただしX1=0，X2=0，X3=0とし、X4は0では
ない範囲だが超電導物質の機械的性質，結晶構造に影響
を与えない因子である。SrO，CaO，CuOをそれぞれSr:C
a:Cuの原子比率が2:1:2になるように混合し、900℃で20
時間大気中で焼成する。この粉末をめのう乳鉢で粉砕
し、得られた粉末にTl:Sr:Ca:Cuの原子比率が1:2:1:2と
なるようにTl2O3を混合する。乳鉢でよく混合した後の
粉末を直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、
蓋の付いたアルミナるつぼにいれて880℃の温度で大気
中5時間の焼成を行ない、その後Arガス気流中400℃で50
時間アニールする。出来上がった焼結体の粉末Ｘ線回折
測定を実行し、結果をリートベルト法で解析したとこ
ろ、図１に示すようなTl原子，Pb原子又はBi原子１と，
Sr原子又はBa原子２と，Ca原子３と，Cu原子４と，O原
子(酸素原子)５とよりなる結晶構造を有する超電導物質
が90％以上含まれていることが確認された。この焼結体
の超電導臨界温度を直流4端子法で測定したところ80Kで
電気抵抗がゼロになることが確認できた。
ない範囲だが超電導物質の機械的性質，結晶構造に影響
を与えない因子である。SrO，CaO，CuOをそれぞれSr:C
a:Cuの原子比率が2:1:2になるように混合し、900℃で20
時間大気中で焼成する。この粉末をめのう乳鉢で粉砕
し、得られた粉末にTl:Sr:Ca:Cuの原子比率が1:2:1:2と
なるようにTl2O3を混合する。乳鉢でよく混合した後の
粉末を直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、
蓋の付いたアルミナるつぼにいれて880℃の温度で大気
中5時間の焼成を行ない、その後Arガス気流中400℃で50
時間アニールする。出来上がった焼結体の粉末Ｘ線回折
測定を実行し、結果をリートベルト法で解析したとこ
ろ、図１に示すようなTl原子，Pb原子又はBi原子１と，
Sr原子又はBa原子２と，Ca原子３と，Cu原子４と，O原
子(酸素原子)５とよりなる結晶構造を有する超電導物質
が90％以上含まれていることが確認された。この焼結体
の超電導臨界温度を直流4端子法で測定したところ80Kで
電気抵抗がゼロになることが確認できた。
【００３２】次にもう一種類の（組成２）のn=2として
（組成４）の超電導物質を作製する。
（組成４）の超電導物質を作製する。
【００３３】
【化１１】
【００３４】
【化１２】
【００３５】ただしX5=0，X6=0とし、X7は0ではない範
囲だが超電導物質の機械的性質，結晶構造に影響を与え
ない因子である。SrO，CaO，CuOをそれぞれSr:Ca:Cuの
原子比率が2:1:2になるように混合し、900℃で20時間大
気中で焼成する。この粉末をめのう乳鉢で粉砕し、得ら
れた粉末にBi:Sr:Ca:Cuの原子比率が2:2:1:2となるよう
にBi2O3を混合する。乳鉢でよく混合した後の粉末を直
径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、蓋の付い
たアルミナるつぼにいれて830℃の温度で大気中20時間
の焼成を行ない、その後Arガス気流中400℃で50時間ア
ニールする。出来上がった焼結体の粉末Ｘ線回折測定を
実行し、結果をリ-トベルト法で解析したところ、図５
に示すような結晶構造を有する超電導物質が90％以上含
まれていることが確認された。この焼結体の超電導臨界
温度を直流4端子法で測定したところ93Kで電気抵抗がゼ
ロになることが確認できた。
囲だが超電導物質の機械的性質，結晶構造に影響を与え
ない因子である。SrO，CaO，CuOをそれぞれSr:Ca:Cuの
原子比率が2:1:2になるように混合し、900℃で20時間大
気中で焼成する。この粉末をめのう乳鉢で粉砕し、得ら
れた粉末にBi:Sr:Ca:Cuの原子比率が2:2:1:2となるよう
にBi2O3を混合する。乳鉢でよく混合した後の粉末を直
径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、蓋の付い
たアルミナるつぼにいれて830℃の温度で大気中20時間
の焼成を行ない、その後Arガス気流中400℃で50時間ア
ニールする。出来上がった焼結体の粉末Ｘ線回折測定を
実行し、結果をリ-トベルト法で解析したところ、図５
に示すような結晶構造を有する超電導物質が90％以上含
まれていることが確認された。この焼結体の超電導臨界
温度を直流4端子法で測定したところ93Kで電気抵抗がゼ
ロになることが確認できた。
【００３６】これら２種類の超電導物質TlSr2CaCu2O7と
Bi2Sr2CaCu2O8の粉末を0.5モルずつ秤量して混合し、直
径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、蓋の付い
たアルミナるつぼにいれて840℃の温度で大気中20時間
の焼成を行なう。焼成後の燒結体をプレスし、再び840
℃の温度で大気中20時間の焼成を行なう。この工程を後
3回繰り返してトータルの焼成時間が100時間に達した
後、その後Arガス気流中400℃で50時間アニールする。
試料を20mm×1mm×1mmの棒状に切り出し、直流４端子法
で超電導臨界電流密度（Ｊｃ）の測定を行なった。７７
Ｋにおいて磁場を掛けない状態、0.01Ｔ、0.1Ｔ、1Ｔ、
5Ｔの磁場を試料の長手方向に対して直角な方向に印加
したときのＪｃはそれぞれ10000，9000，8500，8000，7
700A/cm2であった。
Bi2Sr2CaCu2O8の粉末を0.5モルずつ秤量して混合し、直
径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、蓋の付い
たアルミナるつぼにいれて840℃の温度で大気中20時間
の焼成を行なう。焼成後の燒結体をプレスし、再び840
℃の温度で大気中20時間の焼成を行なう。この工程を後
3回繰り返してトータルの焼成時間が100時間に達した
後、その後Arガス気流中400℃で50時間アニールする。
試料を20mm×1mm×1mmの棒状に切り出し、直流４端子法
で超電導臨界電流密度（Ｊｃ）の測定を行なった。７７
Ｋにおいて磁場を掛けない状態、0.01Ｔ、0.1Ｔ、1Ｔ、
5Ｔの磁場を試料の長手方向に対して直角な方向に印加
したときのＪｃはそれぞれ10000，9000，8500，8000，7
700A/cm2であった。
【００３７】比較のために、作製したTlSr2CaCu2O7のみ
の粉末を直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型
し、蓋の付いたアルミナるつぼにいれて840℃の温度で
大気中100時間の焼成を行ない、その後Arガス気流中400
℃で50時間アニールした。焼成後の試料を20mm×1mm×1
mmの棒状に切り出し、直流４端子法でＪｃの測定を行な
った。77Kにおいて磁場を掛けない状態、0.01Ｔ、0.1
Ｔ、1Ｔ、5Ｔの磁場を試料の長手方向に対して直角な方
向に印加したときのＪｃはそれぞれ5000，900，500，50
0，500A/cm2であった。
の粉末を直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型
し、蓋の付いたアルミナるつぼにいれて840℃の温度で
大気中100時間の焼成を行ない、その後Arガス気流中400
℃で50時間アニールした。焼成後の試料を20mm×1mm×1
mmの棒状に切り出し、直流４端子法でＪｃの測定を行な
った。77Kにおいて磁場を掛けない状態、0.01Ｔ、0.1
Ｔ、1Ｔ、5Ｔの磁場を試料の長手方向に対して直角な方
向に印加したときのＪｃはそれぞれ5000，900，500，50
0，500A/cm2であった。
【００３８】棒状の試料の内部組織を走査型電子顕微鏡
（SEM)とＸ線回折装置によって評価した。Bi2Sr2CaCu2O
8の50μm×50μm×0.5μm程度の大きさの板状の結晶粒
子の表面にもう一種類の超電導物質TlSr2CaCu2O7の20μ
m×20μm×0.5μm程度の結晶粒子が、TlSr2CaCu2O7とBi
2Sr2CaCu2O8の結晶のｃ軸が平行になるように成長して
いて積層され、このような繰り返しが10から20周期で、
すなわち50μm×50μm×10μm程度のサブグレインが形
成されていることが観察された。さらにＸ線回折測定に
よって結晶のｃ軸がどの方向を向いているかの分布を採
ったところ、80％以上の結晶のｃ軸が切りだした試料の
長手方向に直角な方向、すなわちプレス圧力を掛けた方
向に平行な方向に向いていることが分かった。一方、比
較のために作製したTlSr2CaCu2O7のみからなる燒結体の
内部組織をSEMで観察したところ、超電導物質TlSr2CaCu
2O7の結晶粒子の大きさは5μm×5μm×1μm程度の結晶
粒子であった。またＸ線回折測定によって結晶のｃ軸が
どの方向を向いているか分布を測定したところ、結晶の
ｃ軸が向いている方向はランダムであった。
（SEM)とＸ線回折装置によって評価した。Bi2Sr2CaCu2O
8の50μm×50μm×0.5μm程度の大きさの板状の結晶粒
子の表面にもう一種類の超電導物質TlSr2CaCu2O7の20μ
m×20μm×0.5μm程度の結晶粒子が、TlSr2CaCu2O7とBi
2Sr2CaCu2O8の結晶のｃ軸が平行になるように成長して
いて積層され、このような繰り返しが10から20周期で、
すなわち50μm×50μm×10μm程度のサブグレインが形
成されていることが観察された。さらにＸ線回折測定に
よって結晶のｃ軸がどの方向を向いているかの分布を採
ったところ、80％以上の結晶のｃ軸が切りだした試料の
長手方向に直角な方向、すなわちプレス圧力を掛けた方
向に平行な方向に向いていることが分かった。一方、比
較のために作製したTlSr2CaCu2O7のみからなる燒結体の
内部組織をSEMで観察したところ、超電導物質TlSr2CaCu
2O7の結晶粒子の大きさは5μm×5μm×1μm程度の結晶
粒子であった。またＸ線回折測定によって結晶のｃ軸が
どの方向を向いているか分布を測定したところ、結晶の
ｃ軸が向いている方向はランダムであった。
【００３９】以上のことから、 （１）結晶が偏平に成長する性質をもったBi2Sr2CaCu2O
8の結晶表面に沿ってTlSr2CaCu2O7が沿面成長する。
8の結晶表面に沿ってTlSr2CaCu2O7が沿面成長する。
【００４０】（２）プレスのような一軸の圧力を与える
ことによって偏平に成長する性質をもったBi2Sr2CaCu2O
8の結晶の向きはある程度揃うので、それにつられてTlS
r2CaCu2O7の結晶の向きもある程度揃う。
ことによって偏平に成長する性質をもったBi2Sr2CaCu2O
8の結晶の向きはある程度揃うので、それにつられてTlS
r2CaCu2O7の結晶の向きもある程度揃う。
【００４１】（３）TlSr2CaCu2O7の結晶の向きを揃える
ことによって、磁場中におけるＪｃの値は大幅に向上す
る。
ことによって、磁場中におけるＪｃの値は大幅に向上す
る。
【００４２】であることが分かる。
【００４３】［実施例２］出発原料としては、純度99％
以上のTl2O3，Bi2O3，SrO，CaO，CuO，PbO，BaOを用
い、まず最初に（組成１）のｎ=3としての超電導物質
（組成５）を作製した。
以上のTl2O3，Bi2O3，SrO，CaO，CuO，PbO，BaOを用
い、まず最初に（組成１）のｎ=3としての超電導物質
（組成５）を作製した。
【００４４】
【化１３】
【００４５】ただしX1=0，X2=0，X3=0，X4は0ではない
範囲であるが超電導物質の機械的性質，結晶構造に影響
を与えない因子である。SrO，CaO，CuOをそれぞれSr:C
a:Cuの原子比率が2:2:3になるように混合し、900℃で20
時間大気中で焼成する。この粉末をめのう乳鉢で粉砕
し、得られた粉末にTl:Sr:Ca:Cuの原子比率が1:2:2:3と
なるようにTl2O3を混合する。乳鉢でよく混合した後の
粉末を直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、
蓋の付いたアルミナるつぼにいれて880℃の温度で大気
中5時間の焼成を行ない、その後Arガス気流中400℃で50
時間アニールする。出来上がった焼結体の粉末Ｘ線回折
測定を実行し、結果をリ-トベルト法で解析したとこ
ろ、図２に示すような結晶構造を有する超電導物質が90
％以上含まれていることが確認された。この焼結体の超
電導臨界温度を直流4端子法で測定したところ100Kで電
気抵抗がゼロになることが確認できた。
範囲であるが超電導物質の機械的性質，結晶構造に影響
を与えない因子である。SrO，CaO，CuOをそれぞれSr:C
a:Cuの原子比率が2:2:3になるように混合し、900℃で20
時間大気中で焼成する。この粉末をめのう乳鉢で粉砕
し、得られた粉末にTl:Sr:Ca:Cuの原子比率が1:2:2:3と
なるようにTl2O3を混合する。乳鉢でよく混合した後の
粉末を直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、
蓋の付いたアルミナるつぼにいれて880℃の温度で大気
中5時間の焼成を行ない、その後Arガス気流中400℃で50
時間アニールする。出来上がった焼結体の粉末Ｘ線回折
測定を実行し、結果をリ-トベルト法で解析したとこ
ろ、図２に示すような結晶構造を有する超電導物質が90
％以上含まれていることが確認された。この焼結体の超
電導臨界温度を直流4端子法で測定したところ100Kで電
気抵抗がゼロになることが確認できた。
【００４６】次にもう一種類の（組成２）のｎ=2として
の超電導物質（組成６）を作製する。
の超電導物質（組成６）を作製する。
【００４７】
【化１４】
【００４８】ただしX5=0，X6=0，X7は0ではない範囲で
あるが超電導物質の機械的性質，結晶構造に影響を与え
ない因子である。SrO，CaO，CuOをそれぞれSr:Ca:Cuの
原子比率が2:1:2になるように混合し、900℃で20時間大
気中で焼成する。この粉末をめのう乳鉢で粉砕し、得ら
れた粉末にBi:Sr:Ca:Cuの原子比率が2:2:1:2となるよう
にBi2O3を混合する。乳鉢でよく混合した後の粉末を直
径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、蓋の付い
たアルミナるつぼにいれて830℃の温度で大気中20時間
の焼成を行ない、その後Arガス気流中400℃で50時間ア
ニールする。出来上がった焼結体の粉末Ｘ線回折測定を
実行し、結果をリ-トベルト法で解析したところ、図５
に示すような結晶構造を有する超電導物質が90％以上含
まれていることが確認された。この焼結体の超電導臨界
温度を直流4端子法で測定したところ93Kで電気抵抗がゼ
ロになることが確認できた。
あるが超電導物質の機械的性質，結晶構造に影響を与え
ない因子である。SrO，CaO，CuOをそれぞれSr:Ca:Cuの
原子比率が2:1:2になるように混合し、900℃で20時間大
気中で焼成する。この粉末をめのう乳鉢で粉砕し、得ら
れた粉末にBi:Sr:Ca:Cuの原子比率が2:2:1:2となるよう
にBi2O3を混合する。乳鉢でよく混合した後の粉末を直
径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、蓋の付い
たアルミナるつぼにいれて830℃の温度で大気中20時間
の焼成を行ない、その後Arガス気流中400℃で50時間ア
ニールする。出来上がった焼結体の粉末Ｘ線回折測定を
実行し、結果をリ-トベルト法で解析したところ、図５
に示すような結晶構造を有する超電導物質が90％以上含
まれていることが確認された。この焼結体の超電導臨界
温度を直流4端子法で測定したところ93Kで電気抵抗がゼ
ロになることが確認できた。
【００４９】これら２種類の超電導物質TlSr2Ca2Cu3O9
とBi2Sr2CaCu2O8の粉末を0.5モルずつ秤量して混合し、
直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、蓋の付
いたアルミナるつぼにいれて840℃の温度で大気中20時
間の焼成を行なう。焼成後の燒結体をプレスし、再び84
0℃の温度で大気中20時間の焼成を行なう。この工程を
後３回繰り返してトータルの焼成時間が100時間に達し
たら、その後Arガス気流中400℃で50時間アニールす
る。試料を20mm×1mm×1mmの棒状に切り出し、直流４端
子法で超電導臨界電流密度（Ｊｃ）の測定を行なった。
77Kにおいて磁場を掛けない状態，0.01Ｔ，0.1Ｔ，1
Ｔ，5Ｔの磁場を試料の長手方向に対して直角な方向に
印加したときのＪｃはそれぞれ19000，13000，11000，1
0000，9500A/cm2であった。
とBi2Sr2CaCu2O8の粉末を0.5モルずつ秤量して混合し、
直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、蓋の付
いたアルミナるつぼにいれて840℃の温度で大気中20時
間の焼成を行なう。焼成後の燒結体をプレスし、再び84
0℃の温度で大気中20時間の焼成を行なう。この工程を
後３回繰り返してトータルの焼成時間が100時間に達し
たら、その後Arガス気流中400℃で50時間アニールす
る。試料を20mm×1mm×1mmの棒状に切り出し、直流４端
子法で超電導臨界電流密度（Ｊｃ）の測定を行なった。
77Kにおいて磁場を掛けない状態，0.01Ｔ，0.1Ｔ，1
Ｔ，5Ｔの磁場を試料の長手方向に対して直角な方向に
印加したときのＪｃはそれぞれ19000，13000，11000，1
0000，9500A/cm2であった。
【００５０】比較のために、作製したTlSr2Ca2Cu3O9の
みの粉末を直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型
し、蓋の付いたアルミナるつぼにいれて840℃の温度で
大気中100時間の焼成を行ない、その後Arガス気流中400
℃で50時間アニールした。焼成後の試料を20mm×1mm×1
mmの棒状に切り出し、直流４端子法で超電導臨界電流密
度（Ｊｃ）の測定を行なった。77Kにおいて磁場を掛け
ない状態，0.01Ｔ，0.1Ｔ，1Ｔ，5Ｔの磁場を試料の長
手方向に対して直角な方向に印加したときのＪｃはそれ
ぞれ9000，1100，1000，900，900A/cm2であった。
みの粉末を直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型
し、蓋の付いたアルミナるつぼにいれて840℃の温度で
大気中100時間の焼成を行ない、その後Arガス気流中400
℃で50時間アニールした。焼成後の試料を20mm×1mm×1
mmの棒状に切り出し、直流４端子法で超電導臨界電流密
度（Ｊｃ）の測定を行なった。77Kにおいて磁場を掛け
ない状態，0.01Ｔ，0.1Ｔ，1Ｔ，5Ｔの磁場を試料の長
手方向に対して直角な方向に印加したときのＪｃはそれ
ぞれ9000，1100，1000，900，900A/cm2であった。
【００５１】試料の内部組織を走査型電子顕微鏡（SEM)
とＸ線回折装置によって評価した。Bi2Sr2CaCu2O8の50
μm×50μm×0.5μm程度の大きさの板状の結晶粒子の表
面にもう一種類の超電導物質TlSr2Ca2Cu3O9の20μm×20
μm×0.5μm程度の結晶粒子が、TlSr2Ca2Cu3O9とBi2Sr2
CaCu2O8の結晶のｃ軸が平行になるように成長してい
て、このような繰り返しが10から20周期、すなわち50μ
m×50μm×10μm程度のサブグレインが形成されている
ことが観察された。さらにＸ線回折測定によって結晶の
ｃ軸がどの方向を向いているか分布を採ったところ、80
％以上の結晶のｃ軸が切りだした試料の長手方向に直角
な方向、すなわちプレス圧力を掛けた方向に平行な方向
に向いていることが分かった。
とＸ線回折装置によって評価した。Bi2Sr2CaCu2O8の50
μm×50μm×0.5μm程度の大きさの板状の結晶粒子の表
面にもう一種類の超電導物質TlSr2Ca2Cu3O9の20μm×20
μm×0.5μm程度の結晶粒子が、TlSr2Ca2Cu3O9とBi2Sr2
CaCu2O8の結晶のｃ軸が平行になるように成長してい
て、このような繰り返しが10から20周期、すなわち50μ
m×50μm×10μm程度のサブグレインが形成されている
ことが観察された。さらにＸ線回折測定によって結晶の
ｃ軸がどの方向を向いているか分布を採ったところ、80
％以上の結晶のｃ軸が切りだした試料の長手方向に直角
な方向、すなわちプレス圧力を掛けた方向に平行な方向
に向いていることが分かった。
【００５２】一方、比較のために作製したTlSr2Ca2Cu3O
9のみからなる燒結体の内部組織をSEMで観察したとこ
ろ、超電導物質TlSr2Ca2Cu3O9の結晶粒子の大きさは5μ
m×5μm×1μm程度の結晶粒子であった。またＸ線回折
測定によって結晶のｃ軸がどの方向を向いているか分布
を測定したところ、結晶のｃ軸が向いている方向はラン
ダムであった。
9のみからなる燒結体の内部組織をSEMで観察したとこ
ろ、超電導物質TlSr2Ca2Cu3O9の結晶粒子の大きさは5μ
m×5μm×1μm程度の結晶粒子であった。またＸ線回折
測定によって結晶のｃ軸がどの方向を向いているか分布
を測定したところ、結晶のｃ軸が向いている方向はラン
ダムであった。
【００５３】［実施例３］出発原料としては、純度99%
以上のTl2O3，Bi2O3，SrO，CaO，CuO，PbO，BaOを用
い、まず最初に（組成１）のｎ=4として超電導物質（組
成７）を作製した。
以上のTl2O3，Bi2O3，SrO，CaO，CuO，PbO，BaOを用
い、まず最初に（組成１）のｎ=4として超電導物質（組
成７）を作製した。
【００５４】
【化１５】
【００５５】ただしX1=0，X2=0，X3=0，X4は0ではない
範囲であるが超電導物質の機械的性質，結晶構造に影響
を与えない因子である。SrO，CaO，CuOをそれぞれSr:C
a:Cuの原子比率が2:3:4になるように混合し、900℃で20
時間大気中で焼成する。この粉末をめのう乳鉢で粉砕
し、得られた粉末にTl:Sr:Ca:Cuの原子比率が1:2:3:4と
なるようにTl2O3を混合する。乳鉢でよく混合した後の
粉末を直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、
蓋の付いたアルミナるつぼにいれて880℃の温度で大気
中5時間の焼成を行ない、その後Arガス気流中400℃で50
時間アニールする。出来上がった焼結体の粉末Ｘ線回折
測定を実行し、結果をリ-トベルト法で解析したとこ
ろ、図３に示すような結晶構造を有する超電導物質が90
％以上含まれていることが確認された。この焼結体の超
電導臨界温度を直流4端子法で測定したところ103Kで電
気抵抗がゼロになることが確認できた。
範囲であるが超電導物質の機械的性質，結晶構造に影響
を与えない因子である。SrO，CaO，CuOをそれぞれSr:C
a:Cuの原子比率が2:3:4になるように混合し、900℃で20
時間大気中で焼成する。この粉末をめのう乳鉢で粉砕
し、得られた粉末にTl:Sr:Ca:Cuの原子比率が1:2:3:4と
なるようにTl2O3を混合する。乳鉢でよく混合した後の
粉末を直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、
蓋の付いたアルミナるつぼにいれて880℃の温度で大気
中5時間の焼成を行ない、その後Arガス気流中400℃で50
時間アニールする。出来上がった焼結体の粉末Ｘ線回折
測定を実行し、結果をリ-トベルト法で解析したとこ
ろ、図３に示すような結晶構造を有する超電導物質が90
％以上含まれていることが確認された。この焼結体の超
電導臨界温度を直流4端子法で測定したところ103Kで電
気抵抗がゼロになることが確認できた。
【００５６】次にもう一種類の（組成２）のｎ=2として
超電導物質（組成８）を作製する。
超電導物質（組成８）を作製する。
【００５７】
【化１６】
【００５８】ただしX5=0，X6=0，X7は0ではない範囲で
あるが超電導物質の機械的性質，結晶構造に影響を与え
ない因子である。SrO，CaO，CuOをそれぞれSr:Ca:Cuの
原子比率が2:1:2になるように混合し、900℃で20時間大
気中で焼成する。この粉末をめのう乳鉢で粉砕し、得ら
れた粉末にBi:Sr:Ca:Cuの原子比率が2:2:1:2となるよう
にBi2O3を混合する。乳鉢でよく混合した後の粉末を直
径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、蓋の付い
たアルミナるつぼにいれて830℃の温度で大気中20時間
の焼成を行ない、その後Arガス気流中400℃で50時間ア
ニールする。出来上がった焼結体の粉末Ｘ線回折測定を
実行し、結果をリ-トベルト法で解析したところ、図５
に示すような結晶構造を有する超電導物質が90％以上含
まれていることが確認された。この焼結体の超電導臨界
温度を直流4端子法で測定したところ93Kで電気抵抗がゼ
ロになることが確認できた。
あるが超電導物質の機械的性質，結晶構造に影響を与え
ない因子である。SrO，CaO，CuOをそれぞれSr:Ca:Cuの
原子比率が2:1:2になるように混合し、900℃で20時間大
気中で焼成する。この粉末をめのう乳鉢で粉砕し、得ら
れた粉末にBi:Sr:Ca:Cuの原子比率が2:2:1:2となるよう
にBi2O3を混合する。乳鉢でよく混合した後の粉末を直
径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、蓋の付い
たアルミナるつぼにいれて830℃の温度で大気中20時間
の焼成を行ない、その後Arガス気流中400℃で50時間ア
ニールする。出来上がった焼結体の粉末Ｘ線回折測定を
実行し、結果をリ-トベルト法で解析したところ、図５
に示すような結晶構造を有する超電導物質が90％以上含
まれていることが確認された。この焼結体の超電導臨界
温度を直流4端子法で測定したところ93Kで電気抵抗がゼ
ロになることが確認できた。
【００５９】これら２種類の超電導物質TlSr2Ca3Cu4O11
とBi2Sr2CaCu2O8の粉末を0.5モルずつ秤量して混合し、
直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、蓋の付
いたアルミナるつぼにいれて840℃の温度で大気中20時
間の焼成を行なう。焼成後の燒結体をプレスし、再び84
0℃の温度で大気中20時間の焼成を行なう。この工程を
後3回繰り返してトータルの焼成時間が100時間に達した
後、Arガス気流中400℃で50時間アニールする。試料を2
0mm×1mm×1mmの棒状に切り出し、直流４端子法で超電
導臨界電流密度（Ｊｃ）の測定を行なった。77Kにおい
て磁場を掛けない状態、0.01Ｔ、0.1Ｔ、1Ｔ、5Ｔの磁
場を試料の長手方向に対して直角な方向に印加したとき
のＪｃはそれぞれ20000，15000，12000，10000，9000A/
cm2であった。
とBi2Sr2CaCu2O8の粉末を0.5モルずつ秤量して混合し、
直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型し、蓋の付
いたアルミナるつぼにいれて840℃の温度で大気中20時
間の焼成を行なう。焼成後の燒結体をプレスし、再び84
0℃の温度で大気中20時間の焼成を行なう。この工程を
後3回繰り返してトータルの焼成時間が100時間に達した
後、Arガス気流中400℃で50時間アニールする。試料を2
0mm×1mm×1mmの棒状に切り出し、直流４端子法で超電
導臨界電流密度（Ｊｃ）の測定を行なった。77Kにおい
て磁場を掛けない状態、0.01Ｔ、0.1Ｔ、1Ｔ、5Ｔの磁
場を試料の長手方向に対して直角な方向に印加したとき
のＪｃはそれぞれ20000，15000，12000，10000，9000A/
cm2であった。
【００６０】比較のために、作製したTlSr2Ca3Cu4O11の
みの粉末を直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型
し、蓋の付いたアルミナるつぼにいれて840℃の温度で
大気中100時間の焼成を行ない、その後Arガス気流中400
℃で50時間アニールした。焼成後の試料を20mm×1mm×1
mmの棒状に切り出し、直流４端子法で超電導臨界電流密
度（Ｊｃ）の測定を行なった。77Kにおいて磁場を掛け
ない状態、0.01Ｔ，0.1Ｔ，1Ｔ，5Ｔの磁場を試料の長
手方向に対して直角な方向に印加したときのＪｃはそれ
ぞれ8000，1000，900，800，700A/cm2であった。
みの粉末を直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉成型
し、蓋の付いたアルミナるつぼにいれて840℃の温度で
大気中100時間の焼成を行ない、その後Arガス気流中400
℃で50時間アニールした。焼成後の試料を20mm×1mm×1
mmの棒状に切り出し、直流４端子法で超電導臨界電流密
度（Ｊｃ）の測定を行なった。77Kにおいて磁場を掛け
ない状態、0.01Ｔ，0.1Ｔ，1Ｔ，5Ｔの磁場を試料の長
手方向に対して直角な方向に印加したときのＪｃはそれ
ぞれ8000，1000，900，800，700A/cm2であった。
【００６１】試料の内部組織を走査型電子顕微鏡（SEM)
とＸ線回折装置によって評価した。Bi2Sr2CaCu2O8の50
μm×50μm×0.5μm程度の大きさの板状の結晶粒子の表
面にもう一種類の超電導物質TlSr2Ca3Cu4O11の20μm×2
0μm×0.5μm程度の結晶粒子が、TlSr2Ca3Cu4O11とBi2S
r2CaCu2O8の結晶のｃ軸が平行になるように成長してい
て、このような繰り返しが10から20周期、即ち50μm×5
0μm×10μm程度のサブグレインが形成されていること
が観察された。さらにＸ線回折測定によって結晶のｃ軸
がどの方向を向いているかの分布を採ったところ、80％
以上の結晶のｃ軸が切りだした試料の長手方向に直角な
方向、すなわちプレス圧力を掛けた方向に平行な方向に
向いていることが分かった。
とＸ線回折装置によって評価した。Bi2Sr2CaCu2O8の50
μm×50μm×0.5μm程度の大きさの板状の結晶粒子の表
面にもう一種類の超電導物質TlSr2Ca3Cu4O11の20μm×2
0μm×0.5μm程度の結晶粒子が、TlSr2Ca3Cu4O11とBi2S
r2CaCu2O8の結晶のｃ軸が平行になるように成長してい
て、このような繰り返しが10から20周期、即ち50μm×5
0μm×10μm程度のサブグレインが形成されていること
が観察された。さらにＸ線回折測定によって結晶のｃ軸
がどの方向を向いているかの分布を採ったところ、80％
以上の結晶のｃ軸が切りだした試料の長手方向に直角な
方向、すなわちプレス圧力を掛けた方向に平行な方向に
向いていることが分かった。
【００６２】一方、比較のために作製したTlSr2Ca3Cu4O
11のみからなる燒結体の内部組織をSEMで観察したとこ
ろ、超電導物質TlSr2Ca3Cu4O11の結晶粒子の大きさは5
μm×5μm×1μmm程度の結晶粒子であった。またＸ線回
折測定によって結晶のｃ軸がどの方向を向いているかの
分布を測定したところ、結晶のｃ軸が向いている方向は
ランダムであった。
11のみからなる燒結体の内部組織をSEMで観察したとこ
ろ、超電導物質TlSr2Ca3Cu4O11の結晶粒子の大きさは5
μm×5μm×1μmm程度の結晶粒子であった。またＸ線回
折測定によって結晶のｃ軸がどの方向を向いているかの
分布を測定したところ、結晶のｃ軸が向いている方向は
ランダムであった。
【００６３】［実施例４］実施例１、２及び３におい
て、Bi2Sr2CaCu2O8の代わりに（組成９）の物質（図６
に示す様な結晶構造を有する）を用いて本発明による試
料を作製したところ、実施例１、２及び３と同様の結果
が得られた。
て、Bi2Sr2CaCu2O8の代わりに（組成９）の物質（図６
に示す様な結晶構造を有する）を用いて本発明による試
料を作製したところ、実施例１、２及び３と同様の結果
が得られた。
【００６４】
【化１７】
【００６５】またBi2Sr2CuO6（図４に示す様な結晶構造
を有する）を用いた場合も同様であった。
を有する）を用いた場合も同様であった。
【００６６】［実施例５］実施例１において、超電導物
質（組成３）としてTlSr2CaCu2O7の代わりにPb，Bi，Ba
の置換率、すなわちX1，X2，X3の値を変えた超電導物質
を用いて同様の方法で本発明による試料と比較のための
試料を作製した。77Kにおいて磁場を１Ｔ掛けたときの
両者のＪｃの値を表１及び表２に示す。
質（組成３）としてTlSr2CaCu2O7の代わりにPb，Bi，Ba
の置換率、すなわちX1，X2，X3の値を変えた超電導物質
を用いて同様の方法で本発明による試料と比較のための
試料を作製した。77Kにおいて磁場を１Ｔ掛けたときの
両者のＪｃの値を表１及び表２に示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】
【表２】
【００６９】［実施例６］実施例２において、超電導物
質(組成５)としてTlSr2Ca2Cu3O9の代わりにPb，Bi，Ba
の置換率、すなわちX1，X2，X3の値を変えた超電導物質
を用いて同様の方法で本発明による試料と比較の為の試
料を作製した。77Kにおいて磁場を１Ｔ掛けたときの両
者のＪｃの値を表３及び表４に示す。
質(組成５)としてTlSr2Ca2Cu3O9の代わりにPb，Bi，Ba
の置換率、すなわちX1，X2，X3の値を変えた超電導物質
を用いて同様の方法で本発明による試料と比較の為の試
料を作製した。77Kにおいて磁場を１Ｔ掛けたときの両
者のＪｃの値を表３及び表４に示す。
【００７０】
【表３】
【００７１】
【表４】
【００７２】［実施例７］実施例３において、超電導物
質(組成７)としてTlSr2Ca3Cu4O11の代わりにPb，Bi，Ba
の置換率、すなわちX1，X2，X3の値を変えた超電導物質
を用いて同様の方法で本発明による試料と比較のための
試料とを作製した。77Kにいて磁場を１Ｔ掛けたときの
両者のＪｃの値を表５及び表６に示す。
質(組成７)としてTlSr2Ca3Cu4O11の代わりにPb，Bi，Ba
の置換率、すなわちX1，X2，X3の値を変えた超電導物質
を用いて同様の方法で本発明による試料と比較のための
試料とを作製した。77Kにいて磁場を１Ｔ掛けたときの
両者のＪｃの値を表５及び表６に示す。
【００７３】
【表５】
【００７４】
【表６】
【００７５】［実施例８］出発原料としては、純度99％
以上のTl2O3，Bi2O3，SrO，CaO，CuO，PbO，BaOを用い
た。まず最初に超電導物質(組成５)を作製した。SrO，B
aO，CaO，CuOをそれぞれSr:Ba:Ca:Cuの原子比率が1.6:
0.4:2:3になるように混合し、900℃で20時間大気中で焼
成する。この粉末をめのう乳鉢で粉砕し、得られた粉末
にTl:Pb:Sr:Ba:Ca:Cuの原子比率が0.6:0.4:1.6:0.4:2:3
となるようにTl2O3とPbOとを混合する。乳鉢でよく混合
した後の粉末を直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉
成型し、蓋の付いたアルミナるつぼにいれて880℃の温
度で大気中5時間の焼成を行なった。出来上がった焼結
体の粉末Ｘ線回折測定を実行し、結果をリ-トベルト法
で解析したところ、図２に示すような結晶構造を有する
超電導物質が90％以上含まれていることが確認された。
この焼結体の超電導臨界温度を直流4端子法で測定した
ところ118Kで電気抵抗がゼロになることが確認できた。
以上のTl2O3，Bi2O3，SrO，CaO，CuO，PbO，BaOを用い
た。まず最初に超電導物質(組成５)を作製した。SrO，B
aO，CaO，CuOをそれぞれSr:Ba:Ca:Cuの原子比率が1.6:
0.4:2:3になるように混合し、900℃で20時間大気中で焼
成する。この粉末をめのう乳鉢で粉砕し、得られた粉末
にTl:Pb:Sr:Ba:Ca:Cuの原子比率が0.6:0.4:1.6:0.4:2:3
となるようにTl2O3とPbOとを混合する。乳鉢でよく混合
した後の粉末を直径20mm，厚さ2mmのディスク状に圧粉
成型し、蓋の付いたアルミナるつぼにいれて880℃の温
度で大気中5時間の焼成を行なった。出来上がった焼結
体の粉末Ｘ線回折測定を実行し、結果をリ-トベルト法
で解析したところ、図２に示すような結晶構造を有する
超電導物質が90％以上含まれていることが確認された。
この焼結体の超電導臨界温度を直流4端子法で測定した
ところ118Kで電気抵抗がゼロになることが確認できた。
【００７６】次にもう一種類の超電導物質(組成１０)を
作製する。
作製する。
【００７７】
【化１８】
【００７８】SrO，BaO，CaO，CuOをそれぞれSr:Ca:Cuの
原子比率が1.9:0.1:2:3になるように混合し、900℃で20
時間大気中で焼成する。この粉末をめのう乳鉢で粉砕
し、得られた粉末にBi:Pb:Sr:Ba:Ca:Cuの原子比率が1.
7:0.3:1.9:0.1:2:3となるようにBi2O3とPbOとを混合す
る。乳鉢でよく混合した後の粉末を直径20mm，厚さ2mm
のディスク状に圧粉成型し、蓋の付いたアルミナるつぼ
にいれて845℃の温度で大気中100時間の焼成を行なっ
た。出来上がった焼結体の粉末Ｘ線回折測定を実行し、
結果をリ-トベルト法で解析したところ、図６に示すよ
うな結晶構造を有する超電導物質が90％以上含まれてい
ることが確認された。この焼結体の超電導臨界温度を直
流4端子法で測定したところ93Kで電気抵抗がゼロになる
ことが確認できた。
原子比率が1.9:0.1:2:3になるように混合し、900℃で20
時間大気中で焼成する。この粉末をめのう乳鉢で粉砕
し、得られた粉末にBi:Pb:Sr:Ba:Ca:Cuの原子比率が1.
7:0.3:1.9:0.1:2:3となるようにBi2O3とPbOとを混合す
る。乳鉢でよく混合した後の粉末を直径20mm，厚さ2mm
のディスク状に圧粉成型し、蓋の付いたアルミナるつぼ
にいれて845℃の温度で大気中100時間の焼成を行なっ
た。出来上がった焼結体の粉末Ｘ線回折測定を実行し、
結果をリ-トベルト法で解析したところ、図６に示すよ
うな結晶構造を有する超電導物質が90％以上含まれてい
ることが確認された。この焼結体の超電導臨界温度を直
流4端子法で測定したところ93Kで電気抵抗がゼロになる
ことが確認できた。
【００７９】これら２種類の超電導物質（組成１１）0.
7モルと（組成１２）の粉末とを0.3モルずつ秤量して混
合し、外径6mm，内径4mmの銀パイプに充填し、外径0.8m
mまで線引きした後、厚さ0.1mmまで圧延した。
7モルと（組成１２）の粉末とを0.3モルずつ秤量して混
合し、外径6mm，内径4mmの銀パイプに充填し、外径0.8m
mまで線引きした後、厚さ0.1mmまで圧延した。
【００８０】
【化１９】
【００８１】
【化２０】
【００８２】これを30mmの試験片として切り出し、845
℃の温度で大気中で20時間熱処理した後、室温まで8時
間かけて冷却した。焼成後の試験片をプレスし、再び84
5℃の温度で大気中20時間の焼成を行なう。この工程を
後3回繰り返してトータルの焼成時間が100時間に達した
ら、その後Arガス気流中400℃で50時間アニールする。
直流４端子法で超電導臨界電流密度（Ｊｃ）の測定を行
なった。77kにおいて磁場を掛けない状態、0.01Ｔ、0.1
Ｔ、1Ｔ、5Ｔの磁場を試料の長手方向に対して直角な方
向に印加したときのＪｃはそれぞれ59000，50000，4500
0，32000，30000A/cm2であった。
℃の温度で大気中で20時間熱処理した後、室温まで8時
間かけて冷却した。焼成後の試験片をプレスし、再び84
5℃の温度で大気中20時間の焼成を行なう。この工程を
後3回繰り返してトータルの焼成時間が100時間に達した
ら、その後Arガス気流中400℃で50時間アニールする。
直流４端子法で超電導臨界電流密度（Ｊｃ）の測定を行
なった。77kにおいて磁場を掛けない状態、0.01Ｔ、0.1
Ｔ、1Ｔ、5Ｔの磁場を試料の長手方向に対して直角な方
向に印加したときのＪｃはそれぞれ59000，50000，4500
0，32000，30000A/cm2であった。
【００８３】比較のために、作製した（組成１１）のみ
の粉末を外径6mm，内径4mmの銀パイプに充填し、外径0.
8mmまで線引きした後、厚さ0.1mmまで圧延した。これを
30mmの試験片として切り出し、845℃の温度で大気中で2
0時間熱処理した後、室温まで8時間かけて冷却した。焼
成後の試験片をプレスし、再び845℃の温度で大気中20
時間の焼成を行なう。この工程を後3回繰り返してトー
タルの焼成時間が１００時間に達したら、その後Arガス
気流中400℃で50時間アニールする。直流４端子法で超
電導臨界電流密度（Ｊｃ）の測定を行なった。77kにお
いて磁場を掛けない状態、0.01Ｔ、0.1Ｔ、1Ｔ、5Ｔの
磁場を試料の長手方向に対して直角な方向に印加したと
きのＪｃはそれぞれ15000，2200，1600，1100，1000A/c
m2であった。
の粉末を外径6mm，内径4mmの銀パイプに充填し、外径0.
8mmまで線引きした後、厚さ0.1mmまで圧延した。これを
30mmの試験片として切り出し、845℃の温度で大気中で2
0時間熱処理した後、室温まで8時間かけて冷却した。焼
成後の試験片をプレスし、再び845℃の温度で大気中20
時間の焼成を行なう。この工程を後3回繰り返してトー
タルの焼成時間が１００時間に達したら、その後Arガス
気流中400℃で50時間アニールする。直流４端子法で超
電導臨界電流密度（Ｊｃ）の測定を行なった。77kにお
いて磁場を掛けない状態、0.01Ｔ、0.1Ｔ、1Ｔ、5Ｔの
磁場を試料の長手方向に対して直角な方向に印加したと
きのＪｃはそれぞれ15000，2200，1600，1100，1000A/c
m2であった。
【００８４】試料の内部組織を走査型電子顕微鏡（SEM)
とＸ線回折装置によって評価した。（組成１２）の60μ
m×60μm×0.5μm程度の大きさの板状の結晶粒子の表面
にもう一種類の超電導物質（組成１１）の20μmm×20μ
m×0.5μm程度の結晶粒子が、（組成１１）と（組成１
２）の結晶のｃ軸が平行になるように成長していて、こ
のような繰り返しが10から20周期、すなわち60μm×60
μm×10μm程度のサブグレインが形成されていることが
観察された。さらにＸ線回折測定によって結晶のｃ軸が
どの方向を向いているかの分布を測ったところ、80％以
上の結晶のｃ軸がテープ状試料の表面に直角な方向、す
なわちプレス圧力を掛けた方向に平行な方向に向いてい
ることが分かった。
とＸ線回折装置によって評価した。（組成１２）の60μ
m×60μm×0.5μm程度の大きさの板状の結晶粒子の表面
にもう一種類の超電導物質（組成１１）の20μmm×20μ
m×0.5μm程度の結晶粒子が、（組成１１）と（組成１
２）の結晶のｃ軸が平行になるように成長していて、こ
のような繰り返しが10から20周期、すなわち60μm×60
μm×10μm程度のサブグレインが形成されていることが
観察された。さらにＸ線回折測定によって結晶のｃ軸が
どの方向を向いているかの分布を測ったところ、80％以
上の結晶のｃ軸がテープ状試料の表面に直角な方向、す
なわちプレス圧力を掛けた方向に平行な方向に向いてい
ることが分かった。
【００８５】一方、比較のために作製した（組成１１）
のみからなる燒結体の内部組織をSEMで観察したとこ
ろ、超電導物質（組成１１）の結晶粒子の大きさは20μ
m×20μm×1μm程度の結晶粒子であった。またＸ線回折
測定によって結晶のｃ軸がどの方向を向いているかの分
布を測定したところ、結晶のｃ軸が向いている方向はラ
ンダムであった。
のみからなる燒結体の内部組織をSEMで観察したとこ
ろ、超電導物質（組成１１）の結晶粒子の大きさは20μ
m×20μm×1μm程度の結晶粒子であった。またＸ線回折
測定によって結晶のｃ軸がどの方向を向いているかの分
布を測定したところ、結晶のｃ軸が向いている方向はラ
ンダムであった。
【００８６】以上のことから、板状に結晶が成長する特
徴をもつ超電導物質を機械的加工の力を利用して結晶の
特定の軸が同じ方向を向け（配向化）、それにつられて
別の板状に結晶が成長する性質の弱い超電導物質も配向
させることが可能であり、このようにして作製された超
電導線材の磁場中におけるＪｃの値は非常に高いことが
分かる。
徴をもつ超電導物質を機械的加工の力を利用して結晶の
特定の軸が同じ方向を向け（配向化）、それにつられて
別の板状に結晶が成長する性質の弱い超電導物質も配向
させることが可能であり、このようにして作製された超
電導線材の磁場中におけるＪｃの値は非常に高いことが
分かる。
【００８７】さらに板状に結晶が成長する特徴をもつ超
電導物質として（組成１２）の代わりに77Kでは超電導
にならないBi2Sr2CuO6を用いて同様の線材を作製した。
直流４端子法で超電導臨界電流密度（Ｊｃ）の測定を行
なった。77Kにおいて磁場を掛けない状態、0.01Ｔ、0.1
Ｔ、1Ｔ、5Ｔの磁場を試料の長手方向に対して直角な方
向に印加したときのＪｃはそれぞれ48000，43000，3200
0，21000，20000A/cm2であった。
電導物質として（組成１２）の代わりに77Kでは超電導
にならないBi2Sr2CuO6を用いて同様の線材を作製した。
直流４端子法で超電導臨界電流密度（Ｊｃ）の測定を行
なった。77Kにおいて磁場を掛けない状態、0.01Ｔ、0.1
Ｔ、1Ｔ、5Ｔの磁場を試料の長手方向に対して直角な方
向に印加したときのＪｃはそれぞれ48000，43000，3200
0，21000，20000A/cm2であった。
【００８８】このことより、不可逆磁場の高い超電導物
質を、板状に結晶が成長する特徴をもつ物質又は超電導
物質を利用して配向させることによって、磁場中におけ
るＪｃの値を高くした超電導体を得ることができるよう
になることが分かる。
質を、板状に結晶が成長する特徴をもつ物質又は超電導
物質を利用して配向させることによって、磁場中におけ
るＪｃの値を高くした超電導体を得ることができるよう
になることが分かる。
【００８９】［実施例９］実施例８と同様な方法で長さ
100ｍの超電導線材を作製した。ただしプレスの代わり
に今回はロールの直径が大きい圧延装置を用いて処理を
行なった。最終の熱処理後の線材のＪｃを測定したとこ
ろ０磁場において30000A/cm2であった。磁場中でのＪｃ
を測定するために100ｍの線材より10ｃｍ長さの試料片
を10ピース無作為に切りだして直流４端子法でＪｃを測
定した。最も特性の悪かった試料片の測定結果は、77K
において磁場を掛けない状態、0.01Ｔ、0.1Ｔ、1Ｔ、5
Ｔの磁場を試料の長手方向に対して直角な方向に印加し
たときのＪｃはそれぞれ33000，26000，23000，21000，
20000A/cm2であった。
100ｍの超電導線材を作製した。ただしプレスの代わり
に今回はロールの直径が大きい圧延装置を用いて処理を
行なった。最終の熱処理後の線材のＪｃを測定したとこ
ろ０磁場において30000A/cm2であった。磁場中でのＪｃ
を測定するために100ｍの線材より10ｃｍ長さの試料片
を10ピース無作為に切りだして直流４端子法でＪｃを測
定した。最も特性の悪かった試料片の測定結果は、77K
において磁場を掛けない状態、0.01Ｔ、0.1Ｔ、1Ｔ、5
Ｔの磁場を試料の長手方向に対して直角な方向に印加し
たときのＪｃはそれぞれ33000，26000，23000，21000，
20000A/cm2であった。
【００９０】［実施例１０］実施例９と同様な方法で長
さ100ｍの超電導線材を作製した。この線材を用いてソ
レノイドタイプの超電導コイルを作製した。コイルを液
体窒素に浸漬し、電流を流して磁場を発生させたとこ
ろ、最大磁場2.1テスラーを発生させることができた。
さ100ｍの超電導線材を作製した。この線材を用いてソ
レノイドタイプの超電導コイルを作製した。コイルを液
体窒素に浸漬し、電流を流して磁場を発生させたとこ
ろ、最大磁場2.1テスラーを発生させることができた。
【００９１】［実施例１１］実施例１０で作製した超電
導マグネットを使用してNMR装置を作製し、水素原子の
核磁気共鳴が測定できることを確認した。市販のHe冷却
で運転するタイプの物に比べて、断熱が簡略化出来るこ
とから、製造コストが10％以上削減できることが分かっ
た。また高価な液体ヘリウムを用いないですむことから
運転コストも大幅に低減できることが分かった。NMR装
置とMRI装置の基本的な動作原理は同じであるので本発
明による超電導体を用いて作製した超電導線材を使用し
た超電導マグネットを使ったMRI装置の作製が可能であ
ることが分かる。製造コストを見積ったところ、ヘリウ
ム冷凍機の代わりに構造がずっと簡単で安価な窒素冷凍
機で済むこと、断熱が１重で済むことから、少なくとも
20％のコストダウンが可能であることが分かった。
導マグネットを使用してNMR装置を作製し、水素原子の
核磁気共鳴が測定できることを確認した。市販のHe冷却
で運転するタイプの物に比べて、断熱が簡略化出来るこ
とから、製造コストが10％以上削減できることが分かっ
た。また高価な液体ヘリウムを用いないですむことから
運転コストも大幅に低減できることが分かった。NMR装
置とMRI装置の基本的な動作原理は同じであるので本発
明による超電導体を用いて作製した超電導線材を使用し
た超電導マグネットを使ったMRI装置の作製が可能であ
ることが分かる。製造コストを見積ったところ、ヘリウ
ム冷凍機の代わりに構造がずっと簡単で安価な窒素冷凍
機で済むこと、断熱が１重で済むことから、少なくとも
20％のコストダウンが可能であることが分かった。
【００９２】［実施例１２］本発明で作製した超電導線
材を使用した磁気浮上列車の製造コストを見積った。ヘ
リウム冷凍機の代わりに構造がずっと簡単で安価な窒素
冷凍機で済むこと、断熱が１重で済むこと、超電導線材
の比熱が大きいことから、磁気浮上列車の信頼性が大き
く向上するとともに、少なくとも5％の製造コストダウ
ンが可能であることが分かった。
材を使用した磁気浮上列車の製造コストを見積った。ヘ
リウム冷凍機の代わりに構造がずっと簡単で安価な窒素
冷凍機で済むこと、断熱が１重で済むこと、超電導線材
の比熱が大きいことから、磁気浮上列車の信頼性が大き
く向上するとともに、少なくとも5％の製造コストダウ
ンが可能であることが分かった。
【００９３】［実施例１３］本発明で作製した超電導体
を使用した磁気シールドを作製した。厚さ3cmの超電導
体の板で立方体を作製し、78Kの窒素ガスで冷却し、シ
ールド超電導状態にして、外部より50ガウスの磁場を与
えた。内部に入れたホール素子で内部の磁場を測定した
ところ、ホール素子の検出可能限界以下の小さな磁場で
あった。外部磁場を3000ガウスにしたとき内部の磁場は
１ガウス程度であった。本発明による超電導体を用いて
作製した磁気シールドは十分な特性を有することが確認
できた。 ［実施例１４］大型の粒子加速器、例えばリ
ングの直径が１ｋｍの加速器リングにつける粒子ビーム
収束用の４極電磁石をすべて本発明による超電導線材を
用いたマグネットで作製した場合、従来の液体ヘリウム
冷却の超電導マグネットで作製した場合に比べてどの程
度のコスト低減になるかを見積った。ヘリウム冷凍機の
代わりに構造がずっと簡単で安価な窒素冷凍機で済むこ
と、断熱が簡単で良いこと、比熱の大きい液体窒素であ
ることから冷媒を超電導マグネットに供給するシステム
が非常に簡略化出来ることから、20％以上のコスト低減
になることが分かった。
を使用した磁気シールドを作製した。厚さ3cmの超電導
体の板で立方体を作製し、78Kの窒素ガスで冷却し、シ
ールド超電導状態にして、外部より50ガウスの磁場を与
えた。内部に入れたホール素子で内部の磁場を測定した
ところ、ホール素子の検出可能限界以下の小さな磁場で
あった。外部磁場を3000ガウスにしたとき内部の磁場は
１ガウス程度であった。本発明による超電導体を用いて
作製した磁気シールドは十分な特性を有することが確認
できた。 ［実施例１４］大型の粒子加速器、例えばリ
ングの直径が１ｋｍの加速器リングにつける粒子ビーム
収束用の４極電磁石をすべて本発明による超電導線材を
用いたマグネットで作製した場合、従来の液体ヘリウム
冷却の超電導マグネットで作製した場合に比べてどの程
度のコスト低減になるかを見積った。ヘリウム冷凍機の
代わりに構造がずっと簡単で安価な窒素冷凍機で済むこ
と、断熱が簡単で良いこと、比熱の大きい液体窒素であ
ることから冷媒を超電導マグネットに供給するシステム
が非常に簡略化出来ることから、20％以上のコスト低減
になることが分かった。
【００９４】本発明によって作製した超電導体を使用す
ることによって、液体窒素冷却で動作する、特性の良い
超電導マグネットの作製が可能になる。そしてこのマグ
ネットを使用することによって液体窒素冷却で動作する
NMR装置，SQUID装置、MRI装置，磁気浮上列車等の作製
が可能になる。超電導マグネットを利用した装置の全て
を、本発明の超電導体を使用した線材を使用した超電導
体で置き換えることが可能であり、そのことによって液
体窒素冷却で動作するようにできる。液体窒素冷却で動
作する用にすることによって、単に運転コスト（液体ヘ
リウムと液体窒素の価格差）が安くなるメリット以上に
超電導装置の信頼性（クエンチと呼ばれる超電導が急激
に破壊する現象を抑え込むために、種々の措置が施され
る必要がある）を確保するためのコスト、冷凍機に掛か
るコスト、断熱にかかるコストが大幅に低減さる。従っ
て、本発明による超電導線材、コイルを用いて超電導装
置を作製することによって、装置の価格を大幅に低減す
ることが可能になる。
ることによって、液体窒素冷却で動作する、特性の良い
超電導マグネットの作製が可能になる。そしてこのマグ
ネットを使用することによって液体窒素冷却で動作する
NMR装置，SQUID装置、MRI装置，磁気浮上列車等の作製
が可能になる。超電導マグネットを利用した装置の全て
を、本発明の超電導体を使用した線材を使用した超電導
体で置き換えることが可能であり、そのことによって液
体窒素冷却で動作するようにできる。液体窒素冷却で動
作する用にすることによって、単に運転コスト（液体ヘ
リウムと液体窒素の価格差）が安くなるメリット以上に
超電導装置の信頼性（クエンチと呼ばれる超電導が急激
に破壊する現象を抑え込むために、種々の措置が施され
る必要がある）を確保するためのコスト、冷凍機に掛か
るコスト、断熱にかかるコストが大幅に低減さる。従っ
て、本発明による超電導線材、コイルを用いて超電導装
置を作製することによって、装置の価格を大幅に低減す
ることが可能になる。
【００９５】
【発明の効果】本発明によれば、液体ヘリウムによる冷
却は勿論、液体窒素による冷却によって運転され、高磁
界中においても高い超電導臨界電流密度を有する超電導
体が得られる。この超電導体を用いることにより、液体
窒素による冷却で運転することが可能になるため、冷却
システム、断熱構造及びクエンチ対策などが簡素化さ
れ、コストを低減した超電導利用機器を提供できる。
却は勿論、液体窒素による冷却によって運転され、高磁
界中においても高い超電導臨界電流密度を有する超電導
体が得られる。この超電導体を用いることにより、液体
窒素による冷却で運転することが可能になるため、冷却
システム、断熱構造及びクエンチ対策などが簡素化さ
れ、コストを低減した超電導利用機器を提供できる。
【図１】本発明の実施例１の結晶構造を示す図である。
【図２】本発明の実施例２の結晶構造を示す図である。
【図３】本発明の実施例３の結晶構造を示す図である。
【図４】本発明の実施例４の板状に結晶が成長する性質
をもつ物質の結晶構造を示す図である。
をもつ物質の結晶構造を示す図である。
【図５】本発明の実施例１の板状に結晶が成長する性質
をもつ物質の結晶構造を示す図である。
をもつ物質の結晶構造を示す図である。
【図６】本発明の実施例４の結晶構造を示す図である。
１ Tl原子，Pb原子又はBi原子 ２ Sr原子又はBa原子 ３ Ca原子 ４ Cu原子 ５ 酸素原子 ６ Bi原子又はPb原子 ７ Sr原子又はBa原子 ８ Ca原子 ９ Cu原子 １０ 酸素原子
フロントページの続き (72)発明者 加茂 友一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 松田 臣平 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (24)
- 【請求項１】 板状に結晶が成長する非超電導物質又は
超電導物質と、７７Ｋ以上の温度で超電導状態を保つ超
電導物質との少なくともそれぞれの物質を含有してなる
ことを特徴とする超電導体。 - 【請求項２】 非超電導物質又は超電導物質と他の超電
導物質とが積層された構造を有する要素体よりなり、そ
れぞれの要素体のほぼ８０％は積層方向が超電導電流を
流す方向と９０゜の角度をなしていることを特徴とする
超電導体。 - 【請求項３】 少なくともＴｌ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕ及び
Ｏの成分元素を含む超電導物質と、少なくともＢｉ、Ｓ
ｒ、Ｃａ、Ｃｕ及びＯの成分元素を含む超電導物質との
少なくともそれぞれの超電導物質を含有してなることを
特徴とする超電導体。 - 【請求項４】 少なくともＴｌ、Ｂａ、Ｃａ、Ｃｕ及び
Ｏの成分元素を含む超電導物質と、少なくともＢｉ、Ｓ
ｒ、Ｃａ、Ｃｕ及びＯの成分元素を含む超電導物質との
少なくともそれぞれの超電導物質を含有してなることを
特徴とする超電導体。 - 【請求項５】 化学組成が（組成１）で表される超電導
物質と、化学組成が（組成２）で表される超電導物質と
の少なくともそれぞれの物質を含有してなることを特徴
とする超電導体。 【化１】 【化２】 - 【請求項６】 化学組成が（組成３）で表される超電導
物質と、化学組成が（組成４）で表される超電導物質と
の少なくともそれぞれの物質を含有してなることを特徴
とする超電導体。 【化３】 【化４】 - 【請求項７】 化学組成が（組成５）で表される超電導
物質と、化学組成が（組成６）で表される超電導物質と
の少なくともそれぞれの物質を含有してなることを特徴
とする超電導体。 【化５】 【化６】 - 【請求項８】 化学組成が（組成７）で表される超電導
物質と、化学組成が（組成８）で表される超電導物質と
の少なくともそれぞれの物質を含有してなることを特徴
とする超電導体。 【化７】 【化８】 - 【請求項９】 請求項５〜７のいずれか１項記載の超電
導体において、超電導物質の成分元素がＸ３＝０でかつ
Ｘ６＝０であることを特徴とする超電導体。 - 【請求項１０】 請求項５〜８のいずれか１項記載の超
電導体において、２種類の超電導物質が交互に積層され
た構造を有する要素体よりなり、それぞれの要素体のほ
ぼ８０％は積層方向が超電導電流を流す方向と９０゜の
角度をなしていることを特徴とする超電導体。 - 【請求項１１】 請求項９記載の超電導体において、積
層される超電導物質の厚さがそれぞれ５ｎm以上５μm以
下であることを特徴とする超電導体。 - 【請求項１２】 ７７Ｋにおける不可逆磁場の値が１テ
スラーより大きい超電導物質と、０.７テスラーより小
さい超電導物質との少なくともそれぞれの物質を含有し
てなることを特徴とする超電導体。 - 【請求項１３】 アスペクト比１０以上で最長部分の長
さが１０μm以上の超電導物質又は非超電導物質の結晶
粉末と、７７Ｋにおける不可逆磁場の値が１テスラーよ
り大きい超電導物質又はその前駆体とを混合する工程
と、その混合物を所定の形状に加工する工程と、熱処理
する工程とを含むことを特徴とする超電導体の製造方
法。 - 【請求項１４】 請求項１〜１２のいずれか１項記載の
超電導体で形成されたことを特徴とする超電導線材。 - 【請求項１５】 請求項１〜１２のいずれか１項記載の
超電導体で形成された超電導線材を用いたことを特徴と
するマグネット。 - 【請求項１６】 請求項１〜１２のいずれか１項記載の
超電導体で形成された超電導線材を用いたことを特徴と
するＮＭＲ装置。 - 【請求項１７】 請求項１〜１２のいずれか１項記載の
超電導体で形成された超電導線材を用いたことを特徴と
するＭＲＩ装置。 - 【請求項１８】 請求項１〜１２のいずれか１項記載の
超電導体で形成された超電導線材を用いたことを特徴と
する磁気浮上列車。 - 【請求項１９】 請求項１〜１２のいずれか１項記載の
超電導体で形成された超電導線材を用いたことを特徴と
する発電装置。 - 【請求項２０】 請求項１〜１２のいずれか１項記載の
超電導体で形成された超電導線材を用いたことを特徴と
するエネルギー貯蔵装置。 - 【請求項２１】 請求項１〜１２のいずれか１項記載の
超電導体で形成された超電導線材をことを特徴とする磁
気シールド装置。 - 【請求項２２】 請求項１〜１２のいずれか１項記載の
超電導体で形成された超電導線材を用いたことを特徴と
するシンクロトロン放射光発生装置。 - 【請求項２３】 請求項１〜１２のいずれか１項記載の
超電導体で形成された超電導線材を用いたことを特徴と
する磁気分別装置。 - 【請求項２４】 請求項１〜１２のいずれか１項記載の
超電導体で形成された超電導線材を用いたことを特徴と
する素粒子加速器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5011730A JPH06219736A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 超電導体 |
| EP94100980A EP0612113A3 (en) | 1993-01-27 | 1994-01-24 | Composite superconductor. |
| US08/186,545 US5502029A (en) | 1993-01-27 | 1994-01-26 | Laminated super conductor oxide with strontium, calcium, copper and at least one of thallium, lead, and bismuth |
| KR1019940001428A KR940018318A (ko) | 1993-01-27 | 1994-01-27 | 초전도체 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5011730A JPH06219736A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 超電導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06219736A true JPH06219736A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=11786154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5011730A Pending JPH06219736A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 超電導体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5502029A (ja) |
| EP (1) | EP0612113A3 (ja) |
| JP (1) | JPH06219736A (ja) |
| KR (1) | KR940018318A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9409660D0 (en) * | 1994-05-13 | 1994-07-06 | Merck Patent Gmbh | Process for the preparation of multi-element metaloxide powders |
| JPH0881221A (ja) * | 1994-09-13 | 1996-03-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 酸化物超電導体およびその製造方法 |
| US5591696A (en) * | 1994-10-06 | 1997-01-07 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Chemically tailored corrosion resistant high-TC superconductors |
| US5885938A (en) * | 1995-11-07 | 1999-03-23 | American Superconductor Corporation | Low-aspect ratio superconductor wire |
| US5874383A (en) * | 1997-04-08 | 1999-02-23 | University Technology Corporation | Tibibacacuo based superconductors |
| WO2000058218A1 (fr) * | 1999-03-26 | 2000-10-05 | Japan Science And Technology Corporation | Supraconducteur haute temperature selectivement reducteur et procede d'elaboration |
| DE60236881D1 (de) * | 2001-09-06 | 2010-08-12 | Japan Science & Tech Agency | Hochtemperatursupraleiter und herstellungsverfahren dafür |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5028585A (en) * | 1988-02-12 | 1991-07-02 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Superconducting oxide FCC oxide composite compositions and method of making such compositions |
| US5049541A (en) * | 1988-07-25 | 1991-09-17 | Fujitsu Limited | Process for preparing superconductor |
| US4894361A (en) * | 1988-08-10 | 1990-01-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Superconducting metal oxide Tl-Pb-Ca-Sr-O compositions and processes for manufacture and use |
| GB8824630D0 (en) * | 1988-10-20 | 1988-11-23 | Evetts J E | Improvements in & relating to super-conducting composite conductors |
| EP0385485A3 (en) * | 1989-03-03 | 1991-01-16 | Hitachi, Ltd. | Oxide superconductor, superconducting wire and coil using the same, and method of production thereof |
| US5087605A (en) * | 1989-06-01 | 1992-02-11 | Bell Communications Research, Inc. | Layered lattice-matched superconducting device and method of making |
| US5264414A (en) * | 1989-08-09 | 1993-11-23 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Superconducting metal oxide (Tl,Bi)1 Sr2 Ca2 Cu3 O.sub.y |
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| JPH05894A (ja) * | 1990-06-28 | 1993-01-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 複合酸化物超電導薄膜 |
| JPH0764560B2 (ja) * | 1990-10-31 | 1995-07-12 | 財団法人国際超電導産業技術研究センター | 層状銅酸化物 |
| US5300482A (en) * | 1991-03-01 | 1994-04-05 | Hitachi, Ltd. | Oxide superconductors |
| EP0511734B1 (en) * | 1991-03-29 | 1998-10-14 | Hitachi, Ltd. | A superconductive body and a method of forming such a superconductive body |
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