JPH06271317A - Rare-earth based superconductive material and production thereof - Google Patents

Rare-earth based superconductive material and production thereof

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JPH06271317A
JPH06271317A JP5061846A JP6184693A JPH06271317A JP H06271317 A JPH06271317 A JP H06271317A JP 5061846 A JP5061846 A JP 5061846A JP 6184693 A JP6184693 A JP 6184693A JP H06271317 A JPH06271317 A JP H06271317A
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JP
Japan
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rare earth
superconducting material
based superconducting
reca
particles
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JP5061846A
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Japanese (ja)
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Naoyuki Ogawa
尚之 小川
Hideyuki Baba
英行 馬場
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To finely disperse 211 phase particles acting as the pin centers in the crystal grains consisting of 123 phase without using any expensive metal by sintering, slowly cooling, heat-treating in a nonoxidizing atmosphere and then heat-treating in an oxidizing atmosphere, moldings contg. a rare earth element (RE), Ba, Cu, O and Ca under specified conditions. CONSTITUTION:The temp. of the moldings contg. RE, Ba, Cu, O and Ca is maintained at a temp. higher than that, at which the compound represented by the formula I decomposablly melts into the compound represented by the formula II and a liquid phase, and lower than that, at which the compound of the formula II decomposablly melts, so that the moldings are brought into a sintered state. The Ca content of the moldings is 2 to 15mol per mol of RE. In the formula I, RE is Re; X is from 0 to 1. The objective superconductive material is produced by (1) sintering as described above, (2) slowly cooling the resulting sintered compact to grow the crystal grains consisting of the compound of formula I and to disperse the particles consisting of the compound of formula II in the inside of the crystal grains, (3) nonoxidizingly heat-treating the slowly cooled sintered compact in a nonoxidizing atmosphere and further (4) oxidizingly heat-treating the resulting heat-treated sintered compact at a temp. lower than the above slow-cooling temp. in an oxidizing atmosphere.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、希土類系超電導性材料
及びその製造方法の改良に関し、更に詳しくは、ピン中
心として作用するいわゆる211相の粒子がいわゆる1
23相からなるマトリックスに微細分散をしている希土
類系超電導性材料及びその製造方法に関する。本発明に
係るバルク状の希土類系超電導性材料は、フライホイー
ルや磁気シールド等に用いることができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improvement of a rare earth-based superconducting material and a method for producing the same, and more specifically, so-called 211 phase particles that act as pin centers are referred to as "1".
The present invention relates to a rare earth-based superconducting material finely dispersed in a matrix of 23 phases and a method for producing the same. The bulk rare earth-based superconducting material according to the present invention can be used for flywheels, magnetic shields, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】超電導体が完全反磁性を示すというマイ
スナー効果は、早くから知られてきたが、酸化物超電導
体は、Nb-Ti等の合金、Nb3Sn等の金属間化合物等と比べ
て臨界温度が遥かに高いことが解り、にわかに注目を浴
びている。このマイスナー効果を利用して、超電導体を
磁場遮蔽材又は磁気浮上材に応用できるのではないかと
いう目的があるわけである。当然、超電導電流値が大き
いことが実用化では所望される。従って、酸化物超電導
体の臨界磁場及び臨界電流密度を向上させるため、活発
に研究が行われている。
2. Description of the Related Art The Meissner effect of superconductors exhibiting complete diamagnetism has been known for a long time, but oxide superconductors are superior to alloys such as Nb-Ti and intermetallic compounds such as Nb 3 Sn. It turned out that the critical temperature was much higher, and it is suddenly drawing attention. There is a purpose that the superconductor can be applied to a magnetic field shielding material or a magnetic levitation material by utilizing this Meissner effect. Naturally, a large superconducting current value is desired for practical use. Therefore, active research is being conducted to improve the critical magnetic field and the critical current density of oxide superconductors.

【0003】完全反磁性では、超電導体の内部に磁束線
が入り込むことはありえないが、第二種超電導体は、下
部臨界磁場で磁束の侵入が始まっても上部臨界磁場に達
するまでは電気抵抗を発生しないという性質を有してい
る。そこで、下部臨界磁場以上の磁場中で超電導体中に
磁束の侵入が始まってもローレンツ力による磁束線の移
動を妨げることができるいわゆるピン中心が大量に存在
すれば、超電導電流値を向上することができる。例え
ば、格子欠陥がピン中心として作用するのが知られてい
る。
In the case of perfect diamagnetism, magnetic flux lines cannot enter the inside of the superconductor, but the second-class superconductor has an electric resistance until the upper critical magnetic field is reached even if the magnetic flux starts to enter in the lower critical magnetic field. It has the property that it does not occur. Therefore, if there are a large number of so-called pin centers that can prevent the movement of magnetic flux lines due to Lorentz force even if the magnetic flux begins to penetrate into the superconductor in a magnetic field above the lower critical magnetic field, the superconducting current value should be improved. You can For example, it is known that lattice defects act as pin centers.

【0004】ところが、最近は意図的にピン中心として
作用する微細粒子を酸化物超電導体中に分散させること
により超電導電流密度の向上を図る試みも盛んである。
例えば、小川、吉田、平林 ISTEC ジャーナル
Vol.4 No.3 1991:p 30には、希土
類系酸化物超電導体において、原料となる仮焼体粉末に
白金粉末を混合し、1100℃まで加熱して、Y2BaCuO5
(以下、適宜、「211相」という。)の固相と液相と
が共存している部分溶融状態とした後に徐冷するという
溶融法の一種の白金添加法が発表されている。すると、
YBa2Cu3O7-x (以下、適宜、「123相」という。)の
結晶粒にY2BaCuO5の微粒子が分散し、そしてこの微粒子
がピン中心として作用することで酸化物超電導体が磁場
中でも高い臨界電流密度(Jc)を示すことが報告されてい
る。
However, recently, attempts are being made to improve the superconducting current density by intentionally dispersing fine particles acting as pin centers in the oxide superconductor.
For example, Ogawa, Yoshida, Hirabayashi ISEC journal
Vol. 4 No. 3 1991: p30, in a rare earth oxide superconductor, platinum powder was mixed with a calcined powder as a raw material, heated to 1100 ° C., and Y 2 BaCuO 5 was added.
A platinum addition method, which is a melting method, has been announced in which a solid phase (hereinafter, appropriately referred to as "211 phase") and a liquid phase coexist in a partially molten state and then gradually cooled. Then,
Fine particles of Y 2 BaCuO 5 are dispersed in the crystal grains of YBa 2 Cu 3 O 7-x (hereinafter, appropriately referred to as “123 phase”), and these fine particles act as pin centers to form oxide superconductors. It has been reported to show a high critical current density (Jc) even in a magnetic field.

【0005】同様に、出願人は、微量の白金若しくはロ
ジウム又は何れかの金属化合物を添加することで、RE2B
aCuO5 (REは、Y,Gd、Dy、Ho、Er及びYb
を表す)の微粒子をREBa2Cu3O7-xからなるマトリックス
に細かく分散する希土類系酸化物超電導体及びその製造
方法を提案した(特願平2ー412529)。RE2BaCuO
5の微粒子がピン中心と作用する。また、Y:Ba:Cu =
1.5:2.25:3.25の組成からなる仮焼粉末に
白金を0.5重量%添加し、1100℃に加熱し、その
温度に1時間、保持した後、1000℃から940℃ま
で1時間あたり1℃で徐冷することにより、Y2BaCuO5
微粒子がYBa2Cu3O7-x からなる結晶粒中に細かく分散す
る微構造が得られることが報告されている(Physica C 1
77 (1991) 101)。また、こうして得られた超電導体で
は、温度が77K、磁束密度が1Tにおける臨界電流密
度が向上することも報告されている。
Similarly, Applicants have added RE 2 B by adding a trace amount of platinum or rhodium or any metal compound.
aCuO 5 (RE is Y, Gd, Dy, Ho, Er and Yb
A rare earth-based oxide superconductor in which fine particles of ( 1 ) are finely dispersed in a matrix made of REBa 2 Cu 3 O 7-x and a method for producing the same (Japanese Patent Application No. 412529). RE 2 BaCuO
Fine particles of 5 act with the pin center. Also, Y: Ba: Cu =
After adding 0.5% by weight of platinum to a calcined powder having a composition of 1.5: 2.25: 3.25, heating to 1100 ° C. and holding at that temperature for 1 hour, 1000 ° C. to 940 ° C. It has been reported that by slowly cooling at 1 ° C per hour until that time, a fine structure in which fine particles of Y 2 BaCuO 5 are finely dispersed in crystal grains of YBa 2 Cu 3 O 7-x can be obtained (Physica C 1
77 (1991) 101). It has also been reported that the superconductor thus obtained has an improved critical current density at a temperature of 77K and a magnetic flux density of 1T.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、211相がマ
トリックスの123相中に微細に分散した希土類系超電
導性材料を、白金又はロジウムを添加した溶融法で得る
ことは、実験室レベルではともかく大量生産をする工業
レベルでは、高価な貴金属を用いるため、コスト的に好
ましくない。そこで、このような高価な貴金属を用いる
ことなく、123相からなる結晶粒中にピン中心として
作用する211相粒子を、微細に分散させることが本発
明の目的である。
However, obtaining a rare earth-based superconducting material in which the 211 phase is finely dispersed in the 123 phase of the matrix by the melting method to which platinum or rhodium is added is, at any rate, in the laboratory level. At the industrial level of production, expensive precious metals are used, which is not preferable in terms of cost. Therefore, it is an object of the present invention to finely disperse the 211-phase particles that act as pin centers in the crystal grains of the 123 phase without using such an expensive noble metal.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、マトリ
ックスを構成する(RECa)Ba2Cu3O7-xからなる結晶粒と、
当該結晶粒の内部に分散する(RECa)2BaCuO5 からなる多
数の粒子とを有していて、当該REは希土類元素であり、
当該xが0以上1以下であり、上記粒子の98%以上
は、20μm以下の粒径を有する希土類系超電導性材料
であって、上記希土類系超電導性材料に含有するCa元
素が、上記希土類系超電導性材料に含有するRE元素の2
〜15モル%であることを特徴とする希土類系超電導性
材料が提供される。本発明において、上記粒子の90%
以上は、5μm以下の粒径を有していることが好まし
い。また、本発明において、上記希土類系超電導性材料
に含有するCa元素が、上記希土類系超電導性材料に含
有するRE元素の5〜12モル%であることが好ましい。
また、本発明において、77Kで、磁束密度が0.5テ
スラにおける上記希土類系超電導性材料の臨界電流密度
が、9000アンペア/cm2 以上であることが好まし
い。更に本発明において、上記希土類元素が、Y、S
m、Eu、Dy、Ho、Er及びYbからなる群のなか
の少なくとも一元素からなることが好ましい。更にまた
本発明において、上記希土類元素が、Yを含有すること
が好ましい。
According to the present invention, a crystal grain composed of (RECa) Ba 2 Cu 3 O 7-x constituting a matrix,
Having a large number of particles (RECa) 2 BaCuO 5 dispersed inside the crystal grains, the RE is a rare earth element,
The x is 0 or more and 1 or less, and 98% or more of the particles are rare earth superconducting materials having a particle size of 20 μm or less, and the Ca element contained in the rare earth superconducting material is the rare earth superconducting material. 2 of RE elements contained in superconducting materials
There is provided a rare earth-based superconducting material characterized by being ˜15 mol%. In the present invention, 90% of the above particles
The above preferably has a particle size of 5 μm or less. Further, in the present invention, the Ca element contained in the rare earth-based superconducting material is preferably 5 to 12 mol% of the RE element contained in the rare earth-based superconducting material.
In the present invention, the critical current density of the rare earth-based superconducting material at 77 K and magnetic flux density of 0.5 Tesla is preferably 9000 amperes / cm 2 or more. Further, in the present invention, the rare earth element is Y, S
It is preferable to be composed of at least one element selected from the group consisting of m, Eu, Dy, Ho, Er and Yb. Furthermore, in the present invention, it is preferable that the rare earth element contains Y.

【0008】また本発明によれば、(1)少なくともR
E、Ba、Cu、O及びCa 元素を含む成形体を、(RECa)Ba2Cu
3O7-xが(RECa)2BaCuO5 と液相とに分解融解する温度以
上であって、当該(RECa)2BaCuO5 が分解融解する温度以
下に保持して、これにより、当該成形体を焼成して半溶
融状態にし、当該Ca元素が、当該成形体に、当該RE元素
の2〜15モル%含有し、当該REは希土類元素であり、
当該xが0以上1以下であって、(2)当該焼成体を徐
冷して、これにより、(RECa)Ba2Cu3O7-xからなる結晶粒
を成長させ、当該結晶粒の内部には、(RECa)2BaCuO5
らなる粒子が分散していて、(3)非酸化雰囲気中で、
当該焼成体を非酸化熱処理し、次いで、(4)酸化雰囲
気中で、当該徐冷温度より低い温度で、当該焼成体を酸
化熱処理することを特徴とする希土類系超電導性材料の
製造方法が提供される。本発明において、上記非酸化熱
処理工程で、当該焼成体を500℃以上900℃以下で
保持することが好ましい。また、本発明において、上記
(1)の保持工程で、上記成形体を、1050〜120
0℃で0.2〜5時間保持し、上記(2)の徐冷工程
で、焼成体を1050〜950℃の温度から、0.1〜
2℃の冷却速度で、80℃以上、徐冷し、上記(4)の
酸化熱処理工程で、焼成体を300〜600℃に保持す
ることが好ましい。
According to the present invention, (1) at least R
A molded body containing E, Ba, Cu, O and Ca elements was (RECa) Ba 2 Cu
A is 3 O 7-x is (RECa) 2 BaCuO 5 and liquid phases and the resolution melting temperature or higher, and the (RECa) 2 BaCuO 5 is kept below the temperature at which decomposition melted, thereby, the molded body Is calcined to a semi-molten state, the Ca element is contained in the molded body in an amount of 2 to 15 mol% of the RE element, and the RE is a rare earth element,
The x is 0 or more and 1 or less, and (2) the fired body is gradually cooled, whereby crystal grains composed of (RECa) Ba 2 Cu 3 O 7-x are grown, and inside the crystal grains. Particles of (RECa) 2 BaCuO 5 are dispersed in (3) in a non-oxidizing atmosphere,
A method for producing a rare earth-based superconducting material, which comprises subjecting the fired body to a non-oxidative heat treatment, and then (4) oxidizing the fired body in an oxidizing atmosphere at a temperature lower than the annealing temperature. To be done. In the present invention, it is preferable to hold the fired body at 500 ° C. or higher and 900 ° C. or lower in the non-oxidation heat treatment step. Further, in the present invention, in the holding step (1), the molded body is treated with 1050 to 120
The temperature is maintained at 0 ° C. for 0.2 to 5 hours, and in the slow cooling step (2), the calcined body is heated to a temperature of 1050 to 950 ° C.
It is preferable to gradually cool at 80 ° C. or more at a cooling rate of 2 ° C., and to hold the calcined body at 300 to 600 ° C. in the oxidative heat treatment step (4).

【0009】[0009]

【作用】本発明の希土類系超電導性材料では、(RECa)Ba
2Cu3O7-xからなる結晶粒の内部に(RECa)2BaCuO5からな
る粒子が分散している。(RECa)Ba2Cu3O7-x からなる多
くの結晶粒が、本発明の超電導性材料のマトリックスと
なる。(RECa)Ba2Cu3O7-x及び(RECa)2BaCuO5における(RE
Ca)という表記は、REとCa とが等モルあることを意味す
るのではなく、REとCaとの両元素の和が(RECa)Ba2Cu3O
7-x及び(RECa)2BaCuO5 のいずれの組成式でも1単位に
なることを意味する。即ち、(RECa)Ba2Cu3O7-x では、R
EとCaとの和、Ba、Cu、Oのモル比が、1:2:3:7−
xになることを意味する。(RECa)2BaCuO5でも同様に、R
EとCaとの和、Ba、Cu、O のモル比が、2:1:1:5
になることを意味する。本発明では、CaがREを置換
していると考えられるからである。本発明の希土類系超
電導性材料に含有するCa元素が、希土類系超電導性材
料に含有するRE元素の2〜15モル%である。この範囲
で、211相が、123相に微細に分散し、超電導性材
料の臨界電流密度が高くなるからである。Ca元素がR
E元素の2モル%より小さくては、(RECa)2BaCuO5 粒子
が、充分に微細に分散し難いからであると考えられる。
また、希土類系超電導性材料に含有するCa元素が、上
記希土類系超電導性材料に含有するRE元素の5〜12モ
ル%であることが好ましい。この範囲で、超電導性材料
の臨界電流密度が更に高くなるからである。
[Function] In the rare earth-based superconducting material of the present invention, (RECa) Ba
Particles made of (RECa) 2 BaCuO 5 are dispersed inside crystal grains made of 2 Cu 3 O 7-x . Many crystal grains composed of (RECa) Ba 2 Cu 3 O 7-x form the matrix of the superconducting material of the present invention. In (RECa) Ba 2 Cu 3 O 7-x and (RECa) 2 BaCuO 5 , (RE
The notation (Ca) does not mean that RE and Ca are equimolar, but the sum of both elements RE and Ca is (RECa) Ba 2 Cu 3 O.
It means that it is 1 unit in any of the composition formulas of 7-x and (RECa) 2 BaCuO 5 . That is, in (RECa) Ba 2 Cu 3 O 7-x , R
The sum of E and Ca and the molar ratio of Ba, Cu and O are 1: 2: 3: 7-
means x. Similarly for (RECa) 2 BaCuO 5 , R
The sum of E and Ca and the molar ratio of Ba, Cu and O are 2: 1: 1: 5.
Means to be. This is because Ca is considered to replace RE in the present invention. The Ca element contained in the rare earth-based superconducting material of the present invention is 2 to 15 mol% of the RE element contained in the rare earth-based superconducting material. This is because within this range, the 211 phase is finely dispersed in the 123 phase, and the critical current density of the superconducting material becomes high. Ca element is R
It is considered that when the content is less than 2 mol% of the E element, the (RECa) 2 BaCuO 5 particles are difficult to disperse sufficiently finely.
The Ca element contained in the rare earth-based superconducting material is preferably 5 to 12 mol% of the RE element contained in the rare earth-based superconducting material. This is because the critical current density of the superconducting material is further increased in this range.

【0010】(RECa)Ba2Cu3O7-xからなる結晶粒でも、(R
ECa)2BaCuO5 からなる粒子でも、REは希土類元素であ
る。希土類元素は、互いに物理的性質及び化学的性質が
互いに近似しているので、いずれの希土類元素を用いて
も、希土類系超電導性材料に、予見されない格別の性質
を示すことはない。また、いずれの希土類元素を用いて
も、本発明の希土類系超電導性材料の製造方法は、特に
変わることがない。REと表す希土類元素は、必ずしも一
元素のみに限られるわけではなく、任意の二以上の希土
類元素を混在させてもよく、このような例としては、RE
がYyYb1-y (yは0以上1以下の実数)と表せる場合等
がある。また、REが、Y、Sm、Eu、Dy、Ho、
Er及びYbからなる群のなかの少なくとも一元素から
なることが好ましい。これらの希土類元素は、互いに物
理的性質及び化学的性質が特に、互いに近似している。
また、希土類元素が、Yを含有することが更に好まし
い。また、(RECa)Ba2Cu3O7-xが非化学量論的なので、x
は、0以上1以下という不定比を示し、適当な雰囲気の
熱処理により、この範囲でxを変化させることができ
る。xが、0.1以上0.5以下であることが好まし
い。この範囲で、超電導特性を発現し得るからである。
また、(RECa)Ba2Cu3O7-xの結晶構造は、何れの希土類元
素であっても共通の特徴があり、多層ペロブスカイト構
造を有する。マトリックスの具体例としては、(YCa)Ba2
Cu3O7-xが挙げられる。
Even with a crystal grain composed of (RECa) Ba 2 Cu 3 O 7-x ,
Even in particles composed of ECa) 2 BaCuO 5 , RE is a rare earth element. Since rare earth elements are similar in physical and chemical properties to each other, no matter what kind of rare earth element is used, the rare earth superconducting material does not exhibit unpredictable special properties. Further, no matter which rare earth element is used, the method for producing the rare earth-based superconducting material of the present invention is not particularly changed. The rare earth element represented by RE is not necessarily limited to one element, and any two or more rare earth elements may be mixed.
Can be expressed as Y y Yb 1-y (y is a real number between 0 and 1 inclusive). Moreover, RE is Y, Sm, Eu, Dy, Ho,
It is preferable that at least one element in the group consisting of Er and Yb is formed. These rare earth elements are particularly close to one another in physical and chemical properties.
Further, it is more preferable that the rare earth element contains Y. Also, since (RECa) Ba 2 Cu 3 O 7-x is non-stoichiometric, x
Indicates a non-stoichiometric ratio of 0 or more and 1 or less, and x can be changed in this range by heat treatment in an appropriate atmosphere. It is preferable that x is 0.1 or more and 0.5 or less. This is because superconducting properties can be exhibited within this range.
Further, the crystal structure of (RECa) Ba 2 Cu 3 O 7-x has a common feature regardless of the rare earth element and has a multi-layer perovskite structure. Specific examples of the matrix include (YCa) Ba 2
Cu 3 O 7-x can be mentioned.

【0011】本発明では、各々の結晶粒の内部には、(R
ECa)2BaCuO5 からなる多数の粒子が分散する。この粒子
がピン中心として作用し、ピン止め効果を発揮する。即
ち、第2種超電導体となる本発明の希土類系超電導性材
料が、下部臨界磁場以上であって上部臨界磁場以下の磁
場で、この希土類系超電導性材料の内部に磁束の侵入が
始まっても、磁束がこれらの211相粒子に捕捉され
て、ローレンツ力によって磁束線が移動することを妨げ
ることができる。本発明で、(RECa)2BaCuO5 からなる粒
子、即ち、いわゆる211相がマトリックス中に分散す
ることは、Caを添加して溶融法を行ったからだと考え
られる。従って、本発明の超電導性材料を得るために
は、211相を分散させるために従来添加する白金、ロ
ジウム、セリウム等の化合物を添加する必要がない。し
かし、本発明の超電導性材料が白金、ロジウム、セリウ
ム等を含有することを妨げない。
In the present invention, (R
A large number of particles composed of ECa) 2 BaCuO 5 are dispersed. This particle acts as the pin center and exerts a pinning effect. That is, even if the rare earth-based superconducting material of the present invention, which is a second-type superconductor, has a magnetic field that is greater than or equal to the lower critical magnetic field and less than or equal to the upper critical magnetic field, magnetic flux intrusion into the rare earth-based superconducting material begins. The magnetic flux can be trapped by these 211 phase particles and prevent the magnetic flux lines from moving due to Lorentz force. In the present invention, the reason why the particles composed of (RECa) 2 BaCuO 5 , that is, the so-called 211 phase is dispersed in the matrix is considered to be because Ca was added and the melting method was performed. Therefore, in order to obtain the superconducting material of the present invention, it is not necessary to add a compound such as platinum, rhodium, or cerium, which is conventionally added to disperse the 211 phase. However, it does not prevent the superconducting material of the present invention from containing platinum, rhodium, cerium or the like.

【0012】本発明では、上記粒子の98%以上は、2
0μm以下の粒径を有する。このように粒子が微細であ
る方が、粒子の体積率が一定であるときでも、ピン止め
効果がより効果的だからである。また、粒子の90%以
上は、5μm以下の粒径を有していることが好ましく、
粒子の95%以上は、5μm以下の粒径を有しているこ
とが更に好ましい。臨界電流密度が向上77Kで、磁束
密度が0.5テスラにおける上記希土類系超電導性材料
の臨界電流密度が、9000アンペア/cm2 以上であ
ることが好ましく、12000アンペア/cm2 以上で
あることが更に好ましい。本発明の超電導性材料は、上
記したように211相が微細に分散していて、かつ、下
記に説明する非酸化熱処理を行うので、このような臨界
電流密度を示すことができる。
In the present invention, 98% or more of the particles are 2
It has a particle size of 0 μm or less. This is because the finer the particles are, the more effective the pinning effect is, even when the volume ratio of the particles is constant. Further, 90% or more of the particles preferably have a particle size of 5 μm or less,
More preferably, 95% or more of the particles have a particle size of 5 μm or less. The critical current density of the rare earth-based superconducting material when the critical current density is improved to 77K and the magnetic flux density is 0.5 Tesla is preferably 9000 amps / cm 2 or more, and 12000 amps / cm 2 or more. More preferable. The superconducting material of the present invention can exhibit such a critical current density because the 211 phase is finely dispersed as described above and the non-oxidation heat treatment described below is performed.

【0013】以下、本発明の希土類系超電導性材料の製
造方法を説明する。この本発明の製造方法が、希土類系
超電導性材料を製造する従来の溶融法と異なることは、
(a)成形体に、Ca元素をRE元素の2〜15モル%含
有することと、(b)成形体を焼成し徐冷した後であっ
て、通常の酸化雰囲気中の熱処理の前に、焼成体を非酸
化雰囲気中で熱処理をすることである。成形体がCa元
素を含有するので、123相のマトリックス中に211
相が分散すると考えらえる。また、この非酸化熱処理工
程により、超電導性材料の臨界電流密度が格段に向上す
る。
The method for producing the rare earth-based superconducting material of the present invention will be described below. This manufacturing method of the present invention is different from the conventional melting method for manufacturing a rare earth-based superconducting material,
(A) the molded body contains Ca element in an amount of 2 to 15 mol% of the RE element, and (b) after the molded body is baked and gradually cooled, before heat treatment in a normal oxidizing atmosphere, That is, the fired body is heat-treated in a non-oxidizing atmosphere. Since the molded body contains Ca element, 211 is contained in the 123-phase matrix.
It is thought that the phases are dispersed. Moreover, the critical current density of the superconducting material is remarkably improved by this non-oxidizing heat treatment step.

【0014】以下、本発明の製造方法を、順次、説明す
る。まず、少なくともRE、Ba、Cu、O及びCa 元素を含む
成形体を準備する。所定の組成に配合した粉末を用いる
ことが好ましい。例えば、RE2O3 等の希土類元素酸化
物、水酸化物若しくは炭酸塩、Baの炭酸塩、水酸化
物、酸化物、若しくは過酸化物、及びCuの酸化物、水
酸化物若しくは炭酸塩等の粉末を用いることができる。
また、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシ
ウム等を用いることができる。また、これらのRE、Ba、
Cu、O及びCa 元素を2元素以上含有する化合物を用いて
もよい。これら何れかの化合物を混合した混合粉末、仮
焼粉末、若しくはフリット粉末も用いられる。焼成後(R
ECa)Ba2Cu3O7-xと(RECa)2BaCuO5 を構成するように配合
されたものであればよく、特に限定されるものでない。
また、原料粉末の粒径も特に制限されるものでないが、
一般的には、1〜10μmの粒径のものが用いられる。
これらの粉末等を公知方法により、均一に混合し、混合
粉末にする。混合方法は、湿式でも乾式でもよい。次い
で、このようにして得られた混合粉末を用いて、所定の
形状となるように、プレス成形、射出成形、鋳込成形、
等方加圧成形等公知の成形方法を用いて成形体を得る。
成形体の形状は任意であり、必要に応じて円柱、多角
柱、平行六面体、直方体、円錐、多角錐、回転楕円体、
球等の形状を含有する。また、成形体の形状は、これら
の形状を任意の方向に塑性変形して得られる形状、ある
いはこれらの形状を任意の方向に平面もしくは曲面で切
断して得られる形状も含有する。成形体の形状は、更
に、前記の何れかの形状に1以上の穴を開けた形状、例
えば、円筒、ドーナツ形状も含有する。
The manufacturing method of the present invention will be described below in sequence. First, a molded body containing at least RE, Ba, Cu, O and Ca elements is prepared. It is preferable to use a powder compounded in a predetermined composition. For example, rare earth element oxides such as RE 2 O 3 , hydroxides or carbonates, carbonates of Ba, hydroxides, oxides or peroxides, and oxides of Cu, hydroxides or carbonates, etc. The powder of can be used.
Further, calcium oxide, calcium carbonate, calcium hydroxide or the like can be used. Also, these RE, Ba,
A compound containing two or more elements of Cu, O and Ca may be used. A mixed powder obtained by mixing any of these compounds, a calcined powder, or a frit powder is also used. After firing (R
It is not particularly limited as long as it is blended so as to form ECa) Ba 2 Cu 3 O 7-x and (RECa) 2 BaCuO 5 .
Also, the particle size of the raw material powder is not particularly limited,
Generally, particles having a particle size of 1 to 10 μm are used.
These powders and the like are uniformly mixed into a mixed powder by a known method. The mixing method may be wet or dry. Then, using the mixed powder thus obtained, in order to have a predetermined shape, press molding, injection molding, cast molding,
A molded body is obtained using a known molding method such as isotropic pressure molding.
The shape of the molded body is arbitrary, and if necessary, a cylinder, a polygonal prism, a parallelepiped, a rectangular parallelepiped, a cone, a polygonal pyramid, a spheroid,
Contains shapes such as spheres. Further, the shape of the molded body also includes a shape obtained by plastically deforming these shapes in an arbitrary direction, or a shape obtained by cutting these shapes with a flat surface or a curved surface in an arbitrary direction. The shape of the molded body further includes a shape in which one or more holes are formed in any of the above shapes, for example, a cylinder or a donut shape.

【0015】(RECa)Ba2Cu3O7-xが(RECa)2BaCuO5 と液相
とに分解融解する温度以上であって、(RECa)2BaCuO5
分解融解する温度以下に、成形体を保持して、これによ
り、当該成形体を焼成して半溶融状態にする。この焼成
工程で、(RECa)Ba2Cu3O7-xが固相の(RECa)2BaCuO5と液
相とに分解融解する。この成形体を大気雰囲気で保持す
ることは、操作が簡便であるので好ましい。成形体を保
持温度まで加熱してもよい。例えば、1時間あたり、1
00〜400℃の範囲で加熱することができる。また、
予め、焼成温度に保たれている炉に、成形体を入れるこ
ともできる。
When (RECa) Ba 2 Cu 3 O 7-x is decomposed and melted into (RECa) 2 BaCuO 5 and a liquid phase, and is formed at a temperature not higher than (RECa) 2 BaCuO 5 is decomposed and melted. The body is held so that the compact is fired into a semi-molten state. In this firing step, (RECa) Ba 2 Cu 3 O 7-x is decomposed and melted into a solid phase (RECa) 2 BaCuO 5 and a liquid phase. It is preferable to hold the molded body in the atmosphere because the operation is simple. The molded body may be heated to the holding temperature. For example, 1 per hour
It can be heated in the range of 00 to 400 ° C. Also,
It is also possible to put the molded body in a furnace kept at the firing temperature in advance.

【0016】この焼成温度は、成形体に用いられた成分
に含有する希土類元素、成形体の大きさ、加熱条件等に
考慮を払い、適宜選択される。具体的には、希土類元素
が、Yであれば約1000〜1200℃、Smであれば
約1040〜1230℃、Euであれば約1030〜1
200℃、Gdであれば約1080〜1230℃、Dy
であれば約1030〜1210℃、Hoであれば約10
40〜1190℃、Erであれば約1020〜1170
℃、Ybであれば約950〜1150℃の範囲で適宜選
択すればよい。この焼成温度に、0.2〜5時間、加熱
された成形体を保持することは、好ましい。0.5〜3
時間、保持することは、更に好ましい。次いで、この焼
成体を焼成温度から、徐冷を開始する温度まで冷却す
る。この冷却速度は、特に限定されるものではない。し
かし、時間の効率より、1時間あたり50〜400℃が
好ましい。
The firing temperature is appropriately selected in consideration of the rare earth elements contained in the components used in the molded product, the size of the molded product, the heating conditions and the like. Specifically, if the rare earth element is Y, it is about 1000 to 1200 ° C., if it is Sm, it is about 1040 to 1230 ° C., and if it is Eu, it is about 1030 to 1 ° C.
200 ° C, Gd approx. 1080-1230 ° C, Dy
If about 1030 ~ 1210 ℃, Ho about 10
40 to 1190 ° C, if Er is about 1020 to 1170
In the case of C and Yb, it may be appropriately selected within the range of about 950 to 1150C. It is preferable to hold the heated compact at this firing temperature for 0.2 to 5 hours. 0.5-3
Holding for a time is more preferable. Next, this fired body is cooled from the firing temperature to a temperature at which gradual cooling is started. This cooling rate is not particularly limited. However, from the time efficiency, 50 to 400 ° C. per hour is preferable.

【0017】焼成体を徐冷して、これにより、(RECa)Ba
2Cu3O7-xからなる結晶粒を成長させ、結晶粒の内部に
は、(RECa)2BaCuO5 からなる粒子を分散させる。この徐
冷工程で、(RECa)2BaCuO5結晶を包むように結晶表面の
(RECa)2BaCuO5が界面で液相とが反応しながら、(RECa)B
a2Cu3O7-xが界面に析出していき、(RECa)Ba2Cu3O7-x
らなる結晶粒が成長していくと考えられる。徐冷の開始
温度は、包晶点から約20℃前後の温度範囲から適宜、
選択する。包晶点より、高い温度から徐冷を開始するこ
とが好ましい。徐冷速度は、1時間あたり0.1〜2℃
とすることは、好ましく、0.2〜1.5℃とすること
は、更に好ましい。徐冷により、70℃以上、温度を下
げることが好ましく、通常は、80〜150℃、温度を
下げている。しかし、それよりも低い温度にまで徐冷し
ても、時間がかかることを除けば、特に問題はない。例
えば、(YCa)Ba2Cu3O7- x では、1050℃から980℃
のある温度から、940℃から850℃のある温度まで
徐冷することは、好ましい。
The fired body is gradually cooled, whereby (RECa) Ba
Crystal grains made of 2 Cu 3 O 7-x are grown, and grains made of (RECa) 2 BaCuO 5 are dispersed inside the crystal grains. In this slow cooling step, the crystal surface is covered so as to enclose the (RECa) 2 BaCuO 5 crystal.
While (RECa) 2 BaCuO 5 reacts with the liquid phase at the interface, (RECa) B
It is considered that a 2 Cu 3 O 7-x is precipitated at the interface and crystal grains composed of (RECa) Ba 2 Cu 3 O 7-x grow. The gradual cooling start temperature is appropriately selected from the temperature range of about 20 ° C. from the peritectic point,
select. It is preferable to start gradual cooling from a temperature higher than the peritectic point. Slow cooling rate is 0.1-2 ° C per hour
Is preferably, and more preferably 0.2 to 1.5 ° C. It is preferable to lower the temperature by 70 ° C. or more by slow cooling, and usually the temperature is lowered by 80 to 150 ° C. However, even if gradually cooled to a temperature lower than that, there is no particular problem except that it takes time. For example, for (YCa) Ba 2 Cu 3 O 7- x , 1050 ° C to 980 ° C
It is preferable to gradually cool from a certain temperature of 940 ° C to a certain temperature of 850 ° C.

【0018】本発明の製造方法では、徐冷後に、非酸化
雰囲気中で、徐冷温度より低い温度で、当該成形体を保
持して、熱処理する。この熱処理を、通常の酸化雰囲気
の熱処理の前に行うことにより、Caを含有する焼成体
であっても、希土類系超電導性組成物が満足する超電導
特性を発揮するのである。非酸化雰囲気は、酸素等の酸
化力のあるガスを含有しない雰囲気をいう。非酸化雰囲
気は、窒素、アルゴン、等の不活性気体からなる不活性
雰囲気であることが好ましい。非酸化雰囲気に、水素を
含有していてもよい。この熱処理として、焼成体を50
0℃以上900℃以下で保持することが好ましい。90
0℃より高い温度で保持すると、123相が分解してし
まうおそれがある。また、500℃より低い温度である
と、この熱処理の効果を得るのに、長時間かかるので好
ましくない。この熱処理温度は、600℃以上900℃
以下であることが更に好ましい。徐冷工程後であって、
この非酸化熱処理工程の前は、徐冷してからそのまま熱
処理温度まで温度を下げてもよいし、又は、一度、室温
にまで温度を下げてから、再び、熱処理温度にまで加熱
してもよい。
In the manufacturing method of the present invention, after the gradual cooling, the molded body is held at a temperature lower than the gradual cooling temperature in a non-oxidizing atmosphere and heat-treated. By performing this heat treatment before the heat treatment in the usual oxidizing atmosphere, even if the calcined body contains Ca, the rare earth-based superconducting composition exhibits satisfactory superconducting properties. The non-oxidizing atmosphere is an atmosphere that does not contain a gas having an oxidizing power such as oxygen. The non-oxidizing atmosphere is preferably an inert atmosphere made of an inert gas such as nitrogen or argon. Hydrogen may be contained in the non-oxidizing atmosphere. As the heat treatment, 50
It is preferable to maintain the temperature at 0 ° C or higher and 900 ° C or lower. 90
If the temperature is kept higher than 0 ° C, the 123 phase may be decomposed. Further, if the temperature is lower than 500 ° C., it takes a long time to obtain the effect of this heat treatment, which is not preferable. This heat treatment temperature is 600 ° C or higher and 900 ° C
The following is more preferable. After the slow cooling step,
Before this non-oxidizing heat treatment step, the temperature may be gradually cooled and then lowered to the heat treatment temperature as it is, or the temperature may be once lowered to room temperature and then heated again to the heat treatment temperature. .

【0019】この非酸化熱処理工程の後に、希土類系超
電導性材料の溶融法で通常行われる熱処理をする。即
ち、酸化雰囲気中で、徐冷温度より低い温度で、焼成体
を保持する。酸化雰囲気としては、酸素を30容量%以
上含有する雰囲気が好ましく、酸素を90容量%以上含
有する雰囲気が更に好ましく、酸素を99容量%以上含
有する雰囲気が更になお好ましい。この酸化熱処理によ
り、超電導性材料のマトリックスの(RECa)Ba2Cu3O7-x
適度な量の酸素を吸収させ、酸素の組成比xを調整す
る。300〜600℃の温度でこの熱処理を行うことが
好ましい。例えば、600℃でならば5〜40時間、5
00℃でならば10〜70時間、400℃ならば、20
〜100時間、保持するのが好ましい。
After this non-oxidizing heat treatment step, a heat treatment which is usually carried out by a melting method of the rare earth superconducting material is performed. That is, the fired body is held at a temperature lower than the slow cooling temperature in an oxidizing atmosphere. The oxidizing atmosphere is preferably an atmosphere containing 30% by volume or more of oxygen, more preferably an atmosphere containing 90% by volume or more of oxygen, still more preferably an atmosphere containing 99% by volume or more of oxygen. By this oxidation heat treatment, an appropriate amount of oxygen is absorbed in the (RECa) Ba 2 Cu 3 O 7-x of the matrix of the superconducting material, and the oxygen composition ratio x is adjusted. This heat treatment is preferably performed at a temperature of 300 to 600 ° C. For example, at 600 ° C., 5 to 40 hours, 5
10 to 70 hours at 00 ° C, 20 at 400 ° C
It is preferred to hold for ~ 100 hours.

【0020】[0020]

【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1−5;比較例1、2)Y2O3、CaCO3、BaCO3
びCuOの粉末を、Y元素、Ca元素、Ba元素及びCu元素のモ
ル比が表1に示す比率になるように混合した。即ち、Y
とCaとの和:Ba:Cu のモル比が、1.8、2.4:
3.4となるように混合し、Y元素に対するCa 元素のモ
ル比を0〜16.1に変化させた。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples. (Example 1-5; Comparative Examples 1 and 2) a Y 2 O 3, CaCO 3, BaCO 3 and CuO powders, Y element, Ca elements, the molar ratio of Ba element, and Cu element in the ratios shown in Table 1 Mixed so that That is, Y
And Ca: the molar ratio of Ba: Cu is 1.8: 2.4:
The mixture was mixed so as to be 3.4, and the molar ratio of the Ca element to the Y element was changed from 0 to 16.1.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】この各々の混合粉末をエタノールを溶媒と
して湿式ボールミルで5時間混合し、次いで乾燥させ
た。この乾燥した混合粉末に酸素気流を流しながら、7
00℃で10時間、焼成して仮焼した。次いで、この仮
焼体をジルコニア玉石を用いた回転ミルで15時間粉砕
して、平均粒径は約3μmであって仕込み組成として、
(YCa)1.8Ba2.4Cu3.4O7-xである仮焼粉末を得た。この仮
焼粉末を、100kgf/cm2 の圧力でプレス成形
し、直径が30mm、高さが10mmの円盤状の成形体
に成形した。大気雰囲気の電気炉で1150℃で1時間
保持して、高純度アルミナ板上のこの成形体を焼成して
半溶融状態にした。次いで、1150℃から1000℃
まで1時間あたり100℃の速度でこの焼成体を冷却し
た。次いで、1000℃から900℃まで1時間あたり
1.0℃の速度でこの焼成体を徐冷し、(RECa)Ba2Cu3O
7-xの結晶粒を成長させた。
Each of the mixed powders was mixed with ethanol as a solvent in a wet ball mill for 5 hours and then dried. While flowing an oxygen stream to the dried mixed powder,
It was calcined by calcination at 00 ° C. for 10 hours. Next, this calcined body was pulverized for 15 hours in a rotary mill using zirconia boulders, and the average particle size was about 3 μm, and the composition was as follows.
(YCa) to obtain a calcined powder is 1.8 Ba 2.4 Cu 3.4 O 7- x. This calcined powder was press-molded at a pressure of 100 kgf / cm 2 to form a disc-shaped compact having a diameter of 30 mm and a height of 10 mm. The molded body on a high-purity alumina plate was baked in an electric furnace in the air atmosphere at 1150 ° C. for 1 hour to be in a semi-molten state. Then 1150 ° C to 1000 ° C
The fired body was cooled at a rate of 100 ° C. per hour. Then, the fired body was gradually cooled from 1000 ° C. to 900 ° C. at a rate of 1.0 ° C. per hour, and (RECa) Ba 2 Cu 3 O was added.
7-x grains were grown.

【0023】この焼成体を室温まで炉冷し、焼成体を二
分割した。次いで、この一つの焼成体に付いて、本発明
の熱処理Aを行い、もう一方の焼成体に付いて従来の熱
処理Bを行った。本発明の熱処理Aでは、窒素雰囲気の
炉内で、焼成体を800℃で20時間保持し、次いで、
酸素雰囲気にして、この焼成体を450℃で72時間保
持した。一方、従来の熱処理Bでは、酸素雰囲気の炉内
で、焼成体を450℃で72時間保持した。それぞれの
焼成体から、直方体形状(1mm×1mm×5mm)の
試料を切り出し、磁化法により、77K、磁束密度が
0.5テスラのときの臨界電流密度を測定した。この臨
界電流密度の測定結果を表1にまとめる。
The fired body was furnace-cooled to room temperature, and the fired body was divided into two. Next, this one fired body was subjected to the heat treatment A of the present invention, and the other fired body was subjected to the conventional heat treatment B. In the heat treatment A of the present invention, the fired body was held at 800 ° C. for 20 hours in a furnace in a nitrogen atmosphere, and then,
The fired body was kept in an oxygen atmosphere at 450 ° C. for 72 hours. On the other hand, in the conventional heat treatment B, the fired body was held at 450 ° C. for 72 hours in a furnace in an oxygen atmosphere. A sample having a rectangular parallelepiped shape (1 mm × 1 mm × 5 mm) was cut out from each fired body, and the critical current density at 77 K and a magnetic flux density of 0.5 Tesla was measured by a magnetization method. The measurement results of this critical current density are summarized in Table 1.

【0024】こうして得られた希土類系超電導性材料の
表面を研磨し、光学顕微鏡を観察すると、実施例1〜5
及び比較例2のCaを含有する希土類系超電導性材料で
は、211相の粒子の98%以上は、20μm以下の粒
径を有していた。また、粒子の95%以上は、5μm以
下の粒径を有していた。実施例1〜5のいずれでの焼成
体でも、本発明の熱処理Aを行う方が従来の熱処理Bを
行うよりも、臨界電流密度が顕著に向上した。この傾向
は、特にCaの含有量が大きくなると著しかった。
When the surface of the rare earth superconducting material thus obtained was polished and observed with an optical microscope, Examples 1 to 5 were obtained.
In the rare earth-based superconducting material containing Ca of Comparative Example 2, 98% or more of the 211 phase particles had a particle size of 20 μm or less. Further, 95% or more of the particles had a particle size of 5 μm or less. In any of the fired bodies of Examples 1 to 5, the critical current density was significantly improved when the heat treatment A of the present invention was performed than when the conventional heat treatment B was performed. This tendency was remarkable especially when the Ca content increased.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明の希土類系超電導性材料では、所
定量のCaを含有させることで、123相のマトリック
ス中に211相からなる粒子が微細に分散させる。従っ
て、この粒子がピン中心として作用し、希土類系超電導
性材料の下部臨界磁場以上であって上部臨界磁場以下の
磁場で、この希土類系超電導性材料の内部に磁束の侵入
が始まっても、ローレンツ力によって磁束線が移動する
ことを妨げることができる。また、本発明の希土類系超
電導性材料の製造方法では、成形体が所定量のCaを含
有するので、希土類系超電導性材料における123相の
マトリックス中に211相を分散させることができる。
また、本発明の希土類系超電導性材料の製造方法では、
焼成体を徐冷した後であって通常の酸化雰囲気中の熱処
理の前に、焼成体を非酸化雰囲気中で熱処理をすること
により、所定量のCaを含有する希土類系超電導性材料
の臨界電流密度を格段に向上させることができる。
In the rare earth-based superconducting material of the present invention, the particles of the 211 phase are finely dispersed in the 123 phase matrix by containing a predetermined amount of Ca. Therefore, even if the magnetic flux acts as a pin center and the magnetic flux starts to penetrate into the rare earth-based superconducting material in a magnetic field that is greater than or equal to the lower critical magnetic field of the rare earth-based superconducting material and less than or equal to the upper critical magnetic field, the Lorentz The force can prevent the magnetic flux lines from moving. Further, in the method for producing a rare earth-based superconducting material of the present invention, since the molded body contains a predetermined amount of Ca, the 211 phase can be dispersed in the 123-phase matrix in the rare earth-based superconducting material.
Further, in the method for producing a rare earth-based superconducting material of the present invention,
By subjecting the fired body to a heat treatment in a non-oxidizing atmosphere after the fired body is gradually cooled and before the heat treatment in a normal oxidizing atmosphere, the critical current of the rare earth-based superconducting material containing a predetermined amount of Ca. The density can be remarkably improved.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マトリックスを構成する(RECa)Ba2Cu3O
7-xからなる結晶粒と、当該結晶粒の内部に分散する(RE
Ca)2BaCuO5 からなる多数の粒子とを有していて、当該R
Eは希土類元素であり、当該xが0以上1以下であり、
上記粒子の98%以上は、20μm以下の粒径を有する
希土類系超電導性材料であって、 上記希土類系超電導性材料に含有するCa元素が、上記
希土類系超電導性材料に含有するRE元素の2〜15モル
%であることを特徴とする希土類系超電導性材料。
1. A (RECa) Ba 2 Cu 3 O constituting a matrix.
7-x crystal grains and dispersed inside the crystal grains (RE
Ca) 2 BaCuO 5 and a large number of particles
E is a rare earth element, and x is 0 or more and 1 or less,
98% or more of the particles are rare earth-based superconducting materials having a particle size of 20 μm or less, and Ca element contained in the rare earth-based superconducting material is 2 of RE elements contained in the rare earth-based superconducting material. The rare earth-based superconducting material is characterized by being ˜15 mol%.
【請求項2】 上記粒子の90%以上は、5μm以下の
粒径を有していることを特徴とする請求項1に記載の希
土類系超電導性材料。
2. The rare earth-based superconducting material according to claim 1, wherein 90% or more of the particles have a particle size of 5 μm or less.
【請求項3】 上記希土類系超電導性材料に含有するC
a元素が、上記希土類系超電導性材料に含有するRE元素
の5〜12モル%であることを特徴とする請求項1又は
2に希土類系超電導性材料。
3. C contained in the rare earth-based superconducting material
The rare earth superconducting material according to claim 1 or 2, wherein the element a is 5 to 12 mol% of the RE element contained in the rare earth superconducting material.
【請求項4】 77Kで、磁束密度が0.5テスラにお
ける上記希土類系超電導性材料の臨界電流密度が、90
00アンペア/cm2 以上であることを特徴とする請求
項1、2、又は3に記載の希土類系超電導性材料。
4. The critical current density of the rare earth-based superconducting material at a magnetic flux density of 0.5 Tesla at 77K is 90.
The rare earth-based superconducting material according to claim 1, 2 or 3, wherein the amperage is 00 amperes / cm 2 or more.
【請求項5】 上記希土類元素が、Y、Sm、Eu、D
y、Ho、Er及びYbからなる群のなかの少なくとも
一元素からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれ
かに記載の希土類系超電導性材料。
5. The rare earth element is Y, Sm, Eu or D.
The rare earth-based superconducting material according to claim 1, wherein the rare earth-based superconducting material is made of at least one element selected from the group consisting of y, Ho, Er, and Yb.
【請求項6】 上記希土類元素が、Yを含有することを
特徴とする請求項5に記載の希土類系超電導性材料。
6. The rare earth-based superconducting material according to claim 5, wherein the rare earth element contains Y.
【請求項7】 (1) 少なくともRE、Ba、Cu、O 及び
Ca元素を含む成形体を、(RECa)Ba2Cu3O7-xが(RECa)2BaC
uO5 と液相とに分解融解する温度以上であって、当該(R
ECa)2BaCuO5 が分解融解する温度以下に保持して、これ
により、当該成形体を焼成して半溶融状態にし、 当該Ca元素が、当該成形体に、当該RE元素の2〜15モ
ル%含有し、 当該REは希土類元素であり、当該xが0以上1以下であ
って、 (2) 当該焼成体を徐冷して、これにより、(RECa)Ba
2Cu3O7-xからなる結晶粒を成長させ、当該結晶粒の内部
には、(RECa)2BaCuO5 からなる粒子が分散していて、
(3) 非酸化雰囲気中で、当該焼成体を非酸化熱処理
し、次いで、(4) 酸化雰囲気中で、当該徐冷温度よ
り低い温度で、当該焼成体を酸化熱処理することを特徴
とする希土類系超電導性材料の製造方法。
7. (1) At least RE, Ba, Cu, O 2 and
(RECa) Ba 2 Cu 3 O 7-x is (RECa) 2 BaC
It is higher than the temperature at which it decomposes and melts into uO 5 and liquid phase,
ECa) 2 BaCuO 5 is maintained below the temperature at which it decomposes and melts, whereby the compact is fired into a semi-molten state, and the Ca element is contained in the compact in an amount of 2 to 15 mol% of the RE element. Contained, the RE is a rare earth element, the x is 0 or more and 1 or less, and (2) the fired body is gradually cooled, whereby (RECa) Ba
A crystal grain composed of 2 Cu 3 O 7-x is grown, and inside the crystal grain, particles composed of (RECa) 2 BaCuO 5 are dispersed,
(3) Rare earth characterized by subjecting the fired body to a non-oxidizing heat treatment in a non-oxidizing atmosphere, and then (4) subjecting the fired body to an oxidative heat treatment at a temperature lower than the annealing temperature in an oxidizing atmosphere. -Based superconducting material manufacturing method.
【請求項8】 上記非酸化熱処理工程で、当該焼成体を
500℃以上900℃以下で保持することを特徴とする
請求項7に記載の希土類系超電導性材料の製造方法。
8. The method for producing a rare earth-based superconducting material according to claim 7, wherein the fired body is held at 500 ° C. or higher and 900 ° C. or lower in the non-oxidation heat treatment step.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6974888B2 (en) * 2002-02-06 2005-12-13 Shell Oil Company Process for preparing organic hydroperoxide containing product

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