JPH0692634A - Ｔｌ系酸化物超伝導体の製造方法 - Google Patents
Ｔｌ系酸化物超伝導体の製造方法Info
- Publication number
- JPH0692634A JPH0692634A JP3203583A JP20358391A JPH0692634A JP H0692634 A JPH0692634 A JP H0692634A JP 3203583 A JP3203583 A JP 3203583A JP 20358391 A JP20358391 A JP 20358391A JP H0692634 A JPH0692634 A JP H0692634A
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- JP
- Japan
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- based oxide
- oxide superconductor
- raw material
- oxygen
- integer
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- Pending
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-
- 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)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】Ｔｌ，Ｂａ，Ｃａ，Ｙ及びＣｕを原子比で実質
的に２：２：（１−ｘ）（ｎ−１）：ｘ（ｎ−１）：ｎ
の割合で含有する原料（ｎは２以上の整数、０＜ｘ＜
０．５）を準備し、この原料を８８０乃至９００℃の酸
素含有雰囲気中で１乃至１．５時間焼成する。 【効果】ＴｌＢａ2 （Ｃａ1-x Ｙx ）n-1 Ｃｕn Ｏ
y （ただし、ｎは２以上の整数、０＜ｘ＜０．５、ｙは
原子価の要求を満たす数）で表される組成のほぼ単相の
Ｔｌ系酸化物超伝導体が提供される。
的に２：２：（１−ｘ）（ｎ−１）：ｘ（ｎ−１）：ｎ
の割合で含有する原料（ｎは２以上の整数、０＜ｘ＜
０．５）を準備し、この原料を８８０乃至９００℃の酸
素含有雰囲気中で１乃至１．５時間焼成する。 【効果】ＴｌＢａ2 （Ｃａ1-x Ｙx ）n-1 Ｃｕn Ｏ
y （ただし、ｎは２以上の整数、０＜ｘ＜０．５、ｙは
原子価の要求を満たす数）で表される組成のほぼ単相の
Ｔｌ系酸化物超伝導体が提供される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、タリウム（Ｔｌ）系
の酸化物超伝導体の製造方法に関する。
の酸化物超伝導体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物超伝導体が１０
０Ｋ以上という高い臨界温度（Ｔｃ）を有することが発
表されて以来、Ｔｌ系の酸化物超伝導体に関する研究が
盛んに行われている。従来、このようなＴｌ系酸化物超
伝導体を合成する場合には、金属元素の比率が目的組成
と同様になるように出発原料を混合して焼成している。
Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物超伝導体が１０
０Ｋ以上という高い臨界温度（Ｔｃ）を有することが発
表されて以来、Ｔｌ系の酸化物超伝導体に関する研究が
盛んに行われている。従来、このようなＴｌ系酸化物超
伝導体を合成する場合には、金属元素の比率が目的組成
と同様になるように出発原料を混合して焼成している。
【０００３】ところで、Ｔｌ系の酸化物超伝導体の中で
良好な超伝導特性を示すものとして、ＴｌＢａ2 Ｃａ
1-x Ｙx Ｃｕ2 Ｏy に代表される ＴｌＢａ2 （Ｃａ1-x Ｙx ）n-1 Ｃｕn Ｏy （ただし、
ｎは２以上の整数、０＜ｘ＜１、ｙは原子価の要求を満
たす数である）で表される組成のものが研究されてお
り、この組成の酸化物を合成する際にも上述のような方
法が採用されている。
良好な超伝導特性を示すものとして、ＴｌＢａ2 Ｃａ
1-x Ｙx Ｃｕ2 Ｏy に代表される ＴｌＢａ2 （Ｃａ1-x Ｙx ）n-1 Ｃｕn Ｏy （ただし、
ｎは２以上の整数、０＜ｘ＜１、ｙは原子価の要求を満
たす数である）で表される組成のものが研究されてお
り、この組成の酸化物を合成する際にも上述のような方
法が採用されている。
【０００４】しかしながら、この組成の酸化物を得るた
めの原料を上述のようにして焼成した場合、多量のＢａ
ＣｕＯ2 が生成され、ＴｌＢａ2 （Ｃａ1-x Ｙx ）n-1
Ｃｕn Ｏy を単相として合成する方法は現在まで報告さ
れていない。
めの原料を上述のようにして焼成した場合、多量のＢａ
ＣｕＯ2 が生成され、ＴｌＢａ2 （Ｃａ1-x Ｙx ）n-1
Ｃｕn Ｏy を単相として合成する方法は現在まで報告さ
れていない。
【０００５】この発明は、このような実情に鑑みてなさ
れたものであって、ＴｌＢａ2 （Ｃａ1-x Ｙx ）n-1 Ｃ
ｕn Ｏy で表される組成の単相のＴｌ系酸化物超伝導体
を製造する方法を提供することを目的とする。
れたものであって、ＴｌＢａ2 （Ｃａ1-x Ｙx ）n-1 Ｃ
ｕn Ｏy で表される組成の単相のＴｌ系酸化物超伝導体
を製造する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明に係る
Ｔｌ系酸化物超伝導体の製造方法は、Ｔｌ，Ｂａ，Ｃ
ａ，Ｙ及びＣｕを原子比で実質的に２：２：（１−ｘ）
（ｎ−１）：ｘ（ｎ−１）：ｎの割合で含有する原料
（ｎは２以上の整数、０＜ｘ＜０．５）を準備する工程
と、この原料を８８０乃至９００℃の酸素含有雰囲気中
で１乃至１．５時間焼成する工程とを具備することを特
徴とする。
Ｔｌ系酸化物超伝導体の製造方法は、Ｔｌ，Ｂａ，Ｃ
ａ，Ｙ及びＣｕを原子比で実質的に２：２：（１−ｘ）
（ｎ−１）：ｘ（ｎ−１）：ｎの割合で含有する原料
（ｎは２以上の整数、０＜ｘ＜０．５）を準備する工程
と、この原料を８８０乃至９００℃の酸素含有雰囲気中
で１乃至１．５時間焼成する工程とを具備することを特
徴とする。
【０００７】このようにして製造された物質は、一般式 ＴｌＢａ2 （Ｃａ1-x Ｙx ）n-1 Ｃｕn Ｏy （ただし、
ｎは２以上の整数、０＜ｘ＜０．５、ｙは原子価の要求
を満たす数）で表される組成のほぼ単相の正方晶系酸化
物超伝導体であり、１００Ｋ近傍の極めて高い超伝導転
移温度（臨界温度）を得ることができる。
ｎは２以上の整数、０＜ｘ＜０．５、ｙは原子価の要求
を満たす数）で表される組成のほぼ単相の正方晶系酸化
物超伝導体であり、１００Ｋ近傍の極めて高い超伝導転
移温度（臨界温度）を得ることができる。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
【０００９】先ず、出発原料としてＴｌ2 Ｏ3 、ＢａＯ
2 、ＣａＯ、Ｙ2 Ｏ3 、ＣｕＯの微粉末を用い、これら
を混合してＴｌ，Ｂａ，Ｃａ，及びＣｕを原子比で２：
２：１−ｘ：ｘ：２の割合で含有する混合粉末原料を作
製した。なお、この際の粉末原料はｘを０．２、０．
３、０．４に設定した３種類のものを調製した。この場
合に、Ｔｌは有毒であるから、これらの作業をグロ−ブ
ボックス内で行った。
2 、ＣａＯ、Ｙ2 Ｏ3 、ＣｕＯの微粉末を用い、これら
を混合してＴｌ，Ｂａ，Ｃａ，及びＣｕを原子比で２：
２：１−ｘ：ｘ：２の割合で含有する混合粉末原料を作
製した。なお、この際の粉末原料はｘを０．２、０．
３、０．４に設定した３種類のものを調製した。この場
合に、Ｔｌは有毒であるから、これらの作業をグロ−ブ
ボックス内で行った。
【００１０】次に、このような混合粉末原料を約２００
kg／cm2 の圧力で成形し、直径１０mm、厚さ１〜１．５
mmのペレット状の試料を作製した。
kg／cm2 の圧力で成形し、直径１０mm、厚さ１〜１．５
mmのペレット状の試料を作製した。
【００１１】その後、Ｔｌの高反応性に鑑み、試料をＴ
ｌと反応しにくい金箔でゆるく包み、またＴｌの有毒性
のため、石英管内で更に二重のトラップを付けて流量１
２０ｍｌ／分の酸素気流中８９０℃で１時間焼成し、次
いで１０℃／分の速度で冷却して試料を作製した。
ｌと反応しにくい金箔でゆるく包み、またＴｌの有毒性
のため、石英管内で更に二重のトラップを付けて流量１
２０ｍｌ／分の酸素気流中８９０℃で１時間焼成し、次
いで１０℃／分の速度で冷却して試料を作製した。
【００１２】なお、焼成の際に試料を包む材料は、金箔
に限らずＴｌと反応しにくいものであればよい。
に限らずＴｌと反応しにくいものであればよい。
【００１３】図１はこの試料のＣｕのＫα線による粉末
Ｘ線回折パタ−ンを示す図である。図中回折ピ−クの上
に表示している数字は、正方晶系のミラ−面指数を表す
ものである。この図に示すように、ｘがいずれの値でも
ほぼ正方晶単相の指数付けができることが確認された。
すなわち、ほぼ単相のＴｌＢａ2 Ｃａ1-x Ｙx Ｃｕ2Ｏ
y 相が合成されたことが確認された。また、焼結後の試
料の臨界温度を四端子法による抵抗率の温度変化から求
めた結果、９０〜１１０Ｋという極めて高い値が得られ
た。
Ｘ線回折パタ−ンを示す図である。図中回折ピ−クの上
に表示している数字は、正方晶系のミラ−面指数を表す
ものである。この図に示すように、ｘがいずれの値でも
ほぼ正方晶単相の指数付けができることが確認された。
すなわち、ほぼ単相のＴｌＢａ2 Ｃａ1-x Ｙx Ｃｕ2Ｏ
y 相が合成されたことが確認された。また、焼結後の試
料の臨界温度を四端子法による抵抗率の温度変化から求
めた結果、９０〜１１０Ｋという極めて高い値が得られ
た。
【００１４】次に、このようにして製造した場合のＴｌ
Ｂａ2 Ｃａ1-x Ｙx Ｃｕ2 Ｏy 相の酸素量を把握する試
験を行った。先ず、上述したのと同じ原料を用い、Ｔ
ｌ，Ｂａ，Ｃａ，及びＣｕを原子比で２：２：１−ｘ：
ｘ：２の割合で含有する混合粉末原料を作製した。ここ
ではｘを０、０．２、０．３、０．４、０．５、０．
６、０．８、１．０に設定した８種類のものを調整し
た。この原料を用いて上述と同様にペレットを作製し
た。
Ｂａ2 Ｃａ1-x Ｙx Ｃｕ2 Ｏy 相の酸素量を把握する試
験を行った。先ず、上述したのと同じ原料を用い、Ｔ
ｌ，Ｂａ，Ｃａ，及びＣｕを原子比で２：２：１−ｘ：
ｘ：２の割合で含有する混合粉末原料を作製した。ここ
ではｘを０、０．２、０．３、０．４、０．５、０．
６、０．８、１．０に設定した８種類のものを調整し
た。この原料を用いて上述と同様にペレットを作製し
た。
【００１５】このペレットを流量１２０ｍｌ／分の酸素
気流中８９０℃で１時間焼成し、次いで１０℃／分の速
度で冷却し、さらに流量１２０ｍｌ／分の酸素気流中４
００℃で３０時間アニ−ルし、再び１０℃／分の速度で
冷却した。なお、このアニ−ル処理は結晶中に酸素をフ
ルに取込ませるための処理であり、この処理は焼成後の
徐冷（上述の、１０℃／分の速度での冷却）中に行って
もよいし、また、焼成後の徐冷が完了した後行ってもよ
い。これにより、８種類の焼結体試料が形成された。
気流中８９０℃で１時間焼成し、次いで１０℃／分の速
度で冷却し、さらに流量１２０ｍｌ／分の酸素気流中４
００℃で３０時間アニ−ルし、再び１０℃／分の速度で
冷却した。なお、このアニ−ル処理は結晶中に酸素をフ
ルに取込ませるための処理であり、この処理は焼成後の
徐冷（上述の、１０℃／分の速度での冷却）中に行って
もよいし、また、焼成後の徐冷が完了した後行ってもよ
い。これにより、８種類の焼結体試料が形成された。
【００１６】これら８種類の試料について抵抗率の温度
変化を把握したところ、ｘが０．２，０．３、０．４の
ものでは超伝導特性を示したが、他は超伝導特性を示さ
ないことが確認された。
変化を把握したところ、ｘが０．２，０．３、０．４の
ものでは超伝導特性を示したが、他は超伝導特性を示さ
ないことが確認された。
【００１７】次に、ヨウ素還元滴定法により、これら試
料の酸素量を測定した。その結果を図２に示す。図２に
示すように、いずれの組成の場合も酸素量ｙはストイキ
オメトリ−から考えられる量（ｙ＝７）よりも欠損して
おり、その欠損量はｘが小さい程大きいことがわかる。
また、超伝導特性を示すｘ＝０．２、０．３、０．４の
ものは、夫々酸素量ｙが夫々６．７８、６．８１、６．
８３であることが確認される。逆に言えば、ＴｌＢａ2
Ｃａ1-x Ｙx Ｃｕ2 Ｏy で示される素材は、図２に示し
た酸素量であれば臨界温度１００Ｋ程度の超伝導素材と
することができることが確認された。
料の酸素量を測定した。その結果を図２に示す。図２に
示すように、いずれの組成の場合も酸素量ｙはストイキ
オメトリ−から考えられる量（ｙ＝７）よりも欠損して
おり、その欠損量はｘが小さい程大きいことがわかる。
また、超伝導特性を示すｘ＝０．２、０．３、０．４の
ものは、夫々酸素量ｙが夫々６．７８、６．８１、６．
８３であることが確認される。逆に言えば、ＴｌＢａ2
Ｃａ1-x Ｙx Ｃｕ2 Ｏy で示される素材は、図２に示し
た酸素量であれば臨界温度１００Ｋ程度の超伝導素材と
することができることが確認された。
【００１８】なお、上記実施例ではｎ＝２の場合につい
て示したが、ｎが３以上でもよいことはもちろんであ
る。
て示したが、ｎが３以上でもよいことはもちろんであ
る。
【００１９】
【発明の効果】この発明によれば、ＴｌＢａ2 （Ｃａ
1-x Ｙx ）n-1 Ｃｕn Ｏy （ただし、ｎは２以上の整
数、０＜ｘ＜０．５、ｙは原子価の要求を満たす数）で
表される組成のほぼ単相のＴｌ系酸化物超伝導体を製造
することができる。
1-x Ｙx ）n-1 Ｃｕn Ｏy （ただし、ｎは２以上の整
数、０＜ｘ＜０．５、ｙは原子価の要求を満たす数）で
表される組成のほぼ単相のＴｌ系酸化物超伝導体を製造
することができる。
【００２０】この発明に係る酸化物超伝導体は、臨界温
度が高く、ジョセフソン接合を有するジョセフソン素子
及びＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉計）、超伝導発電機に
適用することが期待され、またエネルギ損失の少ない超
伝導電力貯蔵、さらにはエネルギ損失の少ない送電ケ−
ブル等の多方面の超伝導機器の実用化に寄与することが
期待される。
度が高く、ジョセフソン接合を有するジョセフソン素子
及びＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉計）、超伝導発電機に
適用することが期待され、またエネルギ損失の少ない超
伝導電力貯蔵、さらにはエネルギ損失の少ない送電ケ−
ブル等の多方面の超伝導機器の実用化に寄与することが
期待される。
【図１】この発明の実施例に係る方法によって製造した
試料の粉末Ｘ線回折パタ−ンを示す図。
試料の粉末Ｘ線回折パタ−ンを示す図。
【図２】ｘの値と酸素欠損との関係を示す図。
フロントページの続き (72)発明者 中島 理 東京都八王子市石川町2951番地の５ カシ オ計算機株式会社八王子研究所内 (72)発明者 菊地 昌枝 宮城県仙台市太白区三神峯二丁目11番５号 (72)発明者 庄野 安彦 宮城県仙台市青葉区吉成三丁目12番12号 (72)発明者 小林 典男 宮城県仙台市泉区長命ヶ丘二丁目16番11号
Claims (1)
- 【請求項１】 一般式ＴｌＢａ2 （Ｃａ1-x Ｙx ）n-1
Ｃｕn Ｏy （ただし、ｎは２以上の整数、０＜ｘ＜０．
５、ｙは原子価の要求を満たす数）で表されるＴｌ系酸
化物超伝導体の製造方法であって、Ｔｌ，Ｂａ，Ｃａ，
Ｙ及びＣｕを原子比で実質的に２：２：（１−ｘ）（ｎ
−１）：ｘ（ｎ−１）：ｎの割合で含有する原料を準備
する工程と、この原料を８８０乃至９００℃の酸素含有
雰囲気中で１乃至１．５時間焼成する工程とを具備する
ことを特徴とするＴｌ系酸化物超伝導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3203583A JPH0692634A (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | Ｔｌ系酸化物超伝導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3203583A JPH0692634A (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | Ｔｌ系酸化物超伝導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0692634A true JPH0692634A (ja) | 1994-04-05 |
Family
ID=16476496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3203583A Pending JPH0692634A (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | Ｔｌ系酸化物超伝導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0692634A (ja) |
-
1991
- 1991-07-19 JP JP3203583A patent/JPH0692634A/ja active Pending
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