JPH07106894B2 - 酸化物超伝導材料とその製造方法 - Google Patents
酸化物超伝導材料とその製造方法Info
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- JPH07106894B2 JPH07106894B2 JP62115079A JP11507987A JPH07106894B2 JP H07106894 B2 JPH07106894 B2 JP H07106894B2 JP 62115079 A JP62115079 A JP 62115079A JP 11507987 A JP11507987 A JP 11507987A JP H07106894 B2 JPH07106894 B2 JP H07106894B2
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- superconducting material
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、超強力電磁石やジョセフソン素子等に用いら
れる超伝導材料に関するものである。
れる超伝導材料に関するものである。
従来の技術 従来、超伝導材料として知られていた物質は、いずれも
超伝導状態への転移温度が30K以下と低かった。しか
し、最近新規な超伝導材料、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系酸化物が
発見され、その転移温度は、液体窒素温度（77K）以上
になった。
超伝導状態への転移温度が30K以下と低かった。しか
し、最近新規な超伝導材料、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系酸化物が
発見され、その転移温度は、液体窒素温度（77K）以上
になった。
発明が解決しようとする問題点 しかし、このＹ−Ba−Cu−Ｏ系酸化物は、難焼結性であ
り、ホットプレス等を用いない通常の量産性のある結晶
方法では、高密度焼結体を得るのが困難であった。その
ため、この焼結体は機械的強度も低く、得られる電流密
度も低く実用的な面で問題があった。
り、ホットプレス等を用いない通常の量産性のある結晶
方法では、高密度焼結体を得るのが困難であった。その
ため、この焼結体は機械的強度も低く、得られる電流密
度も低く実用的な面で問題があった。
問題点を解決するための手段 YBa2Cu3O7-yで表される化合物におけるBaをSrで置換す
る。その置換量は、Ｙ（Ba1-xSrx）2Cu3O7-yで表したと
き、０＜Ｘ≦0.6の範囲とする。
る。その置換量は、Ｙ（Ba1-xSrx）2Cu3O7-yで表したと
き、０＜Ｘ≦0.6の範囲とする。
作用 本発明の化合物は、低い焼成温度でも容易に単一相がえ
られ、しかも非常に易焼結性である。そのため、この化
合物は、ホットプレス等を用いない通常の量産性のある
焼結方法を用いて容易に高密度焼結体が得られる。
られ、しかも非常に易焼結性である。そのため、この化
合物は、ホットプレス等を用いない通常の量産性のある
焼結方法を用いて容易に高密度焼結体が得られる。
実施例 出発原料として、BaCO3、SrCO3、Y2O3、CuOを用い、そ
れらを所定のモル比になるように秤量後、エタノールを
用いてボールミル混合した。その混合物を乾燥後、空気
中において900℃、６時間の条件で焼成し、単一相から
なるYBa2Cu3O7-y化合物を得た。単一相であることは粉
末Ｘ線解析で確認した。第１図にＸ＝0.4の場合の粉末
Ｘ線図形を示した。
れらを所定のモル比になるように秤量後、エタノールを
用いてボールミル混合した。その混合物を乾燥後、空気
中において900℃、６時間の条件で焼成し、単一相から
なるYBa2Cu3O7-y化合物を得た。単一相であることは粉
末Ｘ線解析で確認した。第１図にＸ＝0.4の場合の粉末
Ｘ線図形を示した。
それぞれの化合物粉末をらいかい機を用いて粉砕した
後、ポリビニルアルコール溶液をバインダーとして混合
し、4mm×12mm×20mmの大きさに成形した。この成形体
を950℃３時間焼成した。その後、それぞれの焼成体を2
mm×2mm×15mmの大きさに切断した。その試料片を表１
に示した温度と時間で熱処理した後、室温まで表１に示
した速度で冷却した。
後、ポリビニルアルコール溶液をバインダーとして混合
し、4mm×12mm×20mmの大きさに成形した。この成形体
を950℃３時間焼成した。その後、それぞれの焼成体を2
mm×2mm×15mmの大きさに切断した。その試料片を表１
に示した温度と時間で熱処理した後、室温まで表１に示
した速度で冷却した。
得られた焼結体の密度はアルキメデス法を用いて測定し
た。この密度から相対密度を計算し、第１表に示した。
理論密度は、焼結体の粉末Ｘ線回折図形（主要なピーク
は、斜方晶系のペロブスカイト相からなる）から求めた
ペロブスカイト相の格子定数と、それぞれの試料の組成
分析値から算出した。焼結体の粉末Ｘ線回折図形から確
認した相状態を第１表に示した。ここで、Ｐと示したの
はペロブスカイト相であり、αと示したのは不純物相で
ある。格子定数については、試料１から10について正確
に求めたのでそれぞれの値も表１に示した。これを見る
と、Ｘの値の増加とともにａ、ｂ、ｃいずれの値も小さ
くなることがわかる。
た。この密度から相対密度を計算し、第１表に示した。
理論密度は、焼結体の粉末Ｘ線回折図形（主要なピーク
は、斜方晶系のペロブスカイト相からなる）から求めた
ペロブスカイト相の格子定数と、それぞれの試料の組成
分析値から算出した。焼結体の粉末Ｘ線回折図形から確
認した相状態を第１表に示した。ここで、Ｐと示したの
はペロブスカイト相であり、αと示したのは不純物相で
ある。格子定数については、試料１から10について正確
に求めたのでそれぞれの値も表１に示した。これを見る
と、Ｘの値の増加とともにａ、ｂ、ｃいずれの値も小さ
くなることがわかる。
超伝導転移温度は、交流を用いた試料の帯磁率の測定
（マイスナー効果の現れ始める温度）と、四端子法によ
る抵抗測定（抵抗が０になる温度）の両方から求めた。
試料５（Ｘ＝0.2）のインピーダンスと抵抗率の温度変
化を第２図と第３図に示した。その様にして求めた超伝
導転移温度も第１表に示した。なお、77K以下記載した
ものは、超伝導転移温度が77K以上で観測できないこと
を示す。
（マイスナー効果の現れ始める温度）と、四端子法によ
る抵抗測定（抵抗が０になる温度）の両方から求めた。
試料５（Ｘ＝0.2）のインピーダンスと抵抗率の温度変
化を第２図と第３図に示した。その様にして求めた超伝
導転移温度も第１表に示した。なお、77K以下記載した
ものは、超伝導転移温度が77K以上で観測できないこと
を示す。
また、第１表の評価には、相対密度が90％以上で、しか
も超伝導転移温度が、帯磁率測定でも、抵抗測定でも90
K以上の試料は、非常に実用性が高いので○、相対密度
が90％以上で、しかも超伝導転移温度が、帯磁率測定で
も、抵抗測定でも液体窒素温度である77K以上の試料
は、実用性が高いので△、それ以外の試料については、
実用性に問題があるのでＸとした。
も超伝導転移温度が、帯磁率測定でも、抵抗測定でも90
K以上の試料は、非常に実用性が高いので○、相対密度
が90％以上で、しかも超伝導転移温度が、帯磁率測定で
も、抵抗測定でも液体窒素温度である77K以上の試料
は、実用性が高いので△、それ以外の試料については、
実用性に問題があるのでＸとした。
第１表の試料の特性を解析する。
まず、Ｘの値を０から0.7の範囲で変化させた試料１か
ら試料10を比較する。試料（Ｘ＝０）のYBa2Cu3O7-yで
は、この合成条件では単一相にはならず、しかも、作製
した焼結体の非常に低かった。BaのところをSrで2mol％
置換した試料２では、焼結体の相対密度は90％になり超
伝導転移温度が95Kとなる。Ｘの増加とともに焼結体の
相対密度が高くなり、超伝導転移温は少しづつ低下す
る。Ｘ＝0.7になると得られた試料は、不純物相を含む
ようになる。そのため、相対密度は87％まで低下し、抵
抗測定から求めた超伝導転移温度は77K以下になる。
ら試料10を比較する。試料（Ｘ＝０）のYBa2Cu3O7-yで
は、この合成条件では単一相にはならず、しかも、作製
した焼結体の非常に低かった。BaのところをSrで2mol％
置換した試料２では、焼結体の相対密度は90％になり超
伝導転移温度が95Kとなる。Ｘの増加とともに焼結体の
相対密度が高くなり、超伝導転移温は少しづつ低下す
る。Ｘ＝0.7になると得られた試料は、不純物相を含む
ようになる。そのため、相対密度は87％まで低下し、抵
抗測定から求めた超伝導転移温度は77K以下になる。
Ｘ＝0.2と材料組成を一定にして熱処理時間を変化させ
た試料11から試料13、それに試料５を比較すると、熱処
理時間が０の場合には抵抗から求めた超伝導転移温度
は、77K以下である。熱処理時間が長くなるとともにそ
の温度は高くなり、５時間の場合には88K、100時間にな
ると94Kまで高くなる。したがって熱処理時間は長いほ
ど良いことがわかる。
た試料11から試料13、それに試料５を比較すると、熱処
理時間が０の場合には抵抗から求めた超伝導転移温度
は、77K以下である。熱処理時間が長くなるとともにそ
の温度は高くなり、５時間の場合には88K、100時間にな
ると94Kまで高くなる。したがって熱処理時間は長いほ
ど良いことがわかる。
試料５と試料15を比較すると熱処理雰囲気としては、空
気中でも酸素中でも同様の特性が得られることがわか
る。
気中でも酸素中でも同様の特性が得られることがわか
る。
熱処理後の冷却速度を変化させた試料５、試料16、17、
18を比較すると冷却速度が速いと超伝導転移温度が77K
以下に低下することがわかる。
18を比較すると冷却速度が速いと超伝導転移温度が77K
以下に低下することがわかる。
試料５と試料19を比較すると熱処理温度としては、焼成
温度よりも低いほうがいいことがわかる。
温度よりも低いほうがいいことがわかる。
以上をまとめると、実用性の高い材料組成としてはＹ
（Ba1-xSrx）2Cu3O7-yで表される化学式のＸが０＜Ｘ≦
0.6の範囲にあり、好ましい焼結体の製造方法として
は、化合物の成形体を焼結後少なくとも焼結温度よりも
50℃低い温度で熱処理し、徐冷することである。
（Ba1-xSrx）2Cu3O7-yで表される化学式のＸが０＜Ｘ≦
0.6の範囲にあり、好ましい焼結体の製造方法として
は、化合物の成形体を焼結後少なくとも焼結温度よりも
50℃低い温度で熱処理し、徐冷することである。
発明の効果 本発明の酸化物超伝導材料は、YBa2Cu3O7-yにおけるBa
を一部Srで置換しているので、低い焼成温度でも容易に
単一相がえられ、しかも非常に易焼結性である。それ
で、この化合物はホットプレス等を用いない通常の量産
性のある焼結方法で高密度焼成体が得られる。
を一部Srで置換しているので、低い焼成温度でも容易に
単一相がえられ、しかも非常に易焼結性である。それ
で、この化合物はホットプレス等を用いない通常の量産
性のある焼結方法で高密度焼成体が得られる。
したがって本発明の酸化物超伝導材料は、超強力電磁石
やジョセフソン素子等にきわめて適したものである。
やジョセフソン素子等にきわめて適したものである。
第１図は、Ｘ＝0.4の場合の粉末化合物粉末の粉末Ｘ線
回折図、第２図と第３図は、試料５（Ｘ＝0.2）のイン
ピーダンスと抵抗率の温度変化を示すグラフである。
回折図、第２図と第３図は、試料５（Ｘ＝0.2）のイン
ピーダンスと抵抗率の温度変化を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河島 俊一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 三原 敏弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖ ｏｌ．26 Ｎｏ．５ Ｐ．Ｌ706−Ｌ708 （1987)
Claims (2)
- 【請求項１】Ｙ（Ba1-xSrx）2Cu3O7-yで表される化合物
において、Ｘが0.5＜Ｘ≦0.6の範囲にある酸化物超伝導
材料。 - 【請求項２】Ｙ（Ba1-xSrx）2Cu3O7-yで表される化合物
（但し、0.5＜Ｘ≦0.6）の焼結体を作製する際に、上記
化合物の成形体を焼結後、少なくとも焼結温度よりも50
℃以上低い温度で熱処理し、徐冷することを特徴とする
酸化物超伝導材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62115079A JPH07106894B2 (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | 酸化物超伝導材料とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62115079A JPH07106894B2 (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | 酸化物超伝導材料とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63282119A JPS63282119A (ja) | 1988-11-18 |
| JPH07106894B2 true JPH07106894B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=14653660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62115079A Expired - Fee Related JPH07106894B2 (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | 酸化物超伝導材料とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106894B2 (ja) |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6638894B1 (en) * | 1987-01-09 | 2003-10-28 | Lucent Technologies Inc. | Devices and systems based on novel superconducting material |
| US6630425B1 (en) * | 1987-01-09 | 2003-10-07 | Lucent Technologies Inc. | Devices and systems based on novel superconducting material |
| JPS646323A (en) * | 1987-03-05 | 1989-01-10 | Toray Industries | Superconductive material |
| JPS646329A (en) * | 1987-03-26 | 1989-01-10 | Toray Industries | Manufacture of superconductor |
| JPS63260817A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-27 | Hitachi Ltd | 超電導体 |
| JPS6428272A (en) * | 1987-04-20 | 1989-01-30 | Toray Industries | Production of superconducting material |
| JPS63270315A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-08 | Tdk Corp | 超伝導酸化物セラミツク粉体の製造方法 |
| JPS63270340A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-08 | Tdk Corp | 超伝導酸化物セラミクス焼結体の製造方法 |
| JPS63270341A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-08 | Tdk Corp | 超伝導酸化物セラミクスの製造方法 |
| JPS63274031A (ja) * | 1987-05-01 | 1988-11-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 超伝導電線の製造方法 |
-
1987
- 1987-05-12 JP JP62115079A patent/JPH07106894B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．２６Ｎｏ．５Ｐ．Ｌ７０６−Ｌ７０８（１９８７） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63282119A (ja) | 1988-11-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |