JPH0710731B2 - ランタン―アルカリ土類金属―銅―酸素系超伝導材料の合成法 - Google Patents

ランタン―アルカリ土類金属―銅―酸素系超伝導材料の合成法

Info

Publication number
JPH0710731B2
JPH0710731B2 JP1199540A JP19954089A JPH0710731B2 JP H0710731 B2 JPH0710731 B2 JP H0710731B2 JP 1199540 A JP1199540 A JP 1199540A JP 19954089 A JP19954089 A JP 19954089A JP H0710731 B2 JPH0710731 B2 JP H0710731B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide
alkali metal
metal chloride
chloride solvent
solvent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1199540A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0283212A (ja
Inventor
ロナルド・ヘンリー・アレンドト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JPH0283212A publication Critical patent/JPH0283212A/ja
Publication of JPH0710731B2 publication Critical patent/JPH0710731B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/01Manufacture or treatment
    • H10N60/0268Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/45Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides
    • C04B35/4504Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides containing rare earth oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/653Processes involving a melting step
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/01Manufacture or treatment
    • H10N60/0268Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
    • H10N60/0772Processes including the use of non-gaseous precursors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明に関連する米国特許および米国特許出願を以下に
示すが、これらはいずれも本発明の場合と同じ譲受人に
譲渡されたものである。
「メタアルミン酸リチウム粉末の溶融塩合成法」と称す
るアレント(Arendt)等の米国特許第4201760号明細書
中には、(a)アルカリ金属塩化物溶媒、(b)水酸化
リチウム、硝酸リチウム、炭酸リチウムおよびそれらの
組合せから成る群より選ばれたリチウム塩反応体、並び
に(c)水酸化アルミニウム、α−アルミナ、γ−アル
ミナおよびそれらの組合せから成る群より選ばれたアル
ミニウム塩反応体の混合物を調製し、次いで前記混合物
を加熱してアルカリ金属塩化物溶媒を融解し、かつリチ
ウム塩反応体およびアルミニウム塩反応体を該溶媒中に
溶解して反応させることによってメタアルミン酸リチウ
ム析出させるような方法が開示されている。
アレント(Arendt)等によって1979年2月9日に提出さ
れた、「マグネシウムアルミニウムスピネル」と称する
米国特許出願第010747号(放棄済み)の明細書中には、
酸化マグネシウム、酸化アルミニウムおよびアルカリ金
属塩化物溶媒の混合物を調製し、次いで前記混合物を加
熱してアルカリ金属塩化物溶媒を融解し、かつ酸化マグ
ネシウムおよび酸化アルミニウムを該溶媒中に溶解して
反応させることによってアルミン酸マグネシウムを析出
させるような方法が開示されている。
アレント(Arendt)等によって1979年2月12日に提出さ
れた、「マグネシウムクロムスピネル」と称する米国特
許出願第011100号(放棄済み)の明細書中には、酸化マ
グネシウム、酸化クロムおよびアルカリ金属塩化物溶媒
の混合物を調製し、次いで前記混合物を加熱してアルカ
リ金属塩化物溶媒を融解し、かつ酸化マグネシウムおよ
び酸化クロムを該溶媒中に溶解して反応させることによ
って亜クロム酸マグネシウムを析出させるような方法が
開示されている。
「斜方晶系メタニオブ酸鉛粉末の溶融塩合成法」と称す
るアレント(Arendt)等の米国特許第4234558号明細書
中には、酸化鉛、五酸化ニオブおよびアルカリ金属塩化
物溶媒の混合物を調製し、次いで前記混合物を加熱して
アルカリ金属塩化物溶媒を融解し、かつ酸化鉛および五
酸化ニオブを該溶媒中に溶解して反応させることによっ
て斜め方晶系のメタニオブ酸鉛を析出させるような方法
が開示されている。
「変性アルカリ金属ニオブ酸塩粉末の溶融塩合成法」と
称するアレント(Arendt)等の米国特許第4234436号明
細書中には、(a)五酸化ニオブ、(b)ナトリウム、
カリウムおよびそれらの組合せから成る群より選ばれた
アルカリ金属の酸化物、(c)鉛、カドミウムおよびそ
れらの組合せから成る群より選ばれた金属の酸化物、並
びに(d)アルカリ金属塩化物溶媒の混合物を調製し、
次いで前記混合物を加熱してアルカリ金属塩化物溶媒を
融解し、かつ全ての酸化物を該溶媒中に溶解して反応さ
せることによって変性アルカリ金属ニオブ酸塩を析出さ
せるような方法が開示されている。
「アルカリ金属ニオブ酸塩粉末の溶融塩合成法」と称す
るアレント(Arendt)等の米国特許第4234557号明細書
中には、(a)五酸化ニオブ、(b)ナトリウム、カリ
ウム、リチウムおよびそれらの組合せから成る群より選
ばれたアルカリ金属の酸化物、並びに(c)アルカリ金
属塩化物溶媒の混合物を調製し、次いで前記混合物を加
熱してアルカリ金属塩化物溶媒を融解し、かつ五酸化ニ
オブおよびアルカリ金属酸化物を該溶媒中に溶解して反
応させることによってアルカリ金属ニオブ酸塩を析出さ
せるような方法が開示されている。
「チタン酸バリウムおよび(または)ストロンチウム粉
末の溶融塩合成法」と称するアール・エイチ・アレント
(R.H.Arendt)等の米国特許第4233282号明細書中に
は、(a)アルカリ金属塩化物溶媒、(b)酸化チタ
ン、並びに(c)酸化バリウム、酸化ストロンチウムお
よびそれらの組合せから成る群より選ばれたアルカリ土
類金属反応体の粒子状混合物を調製し、次いで前記混合
物を加熱してアルカリ金属塩化物溶媒を融解し、かつ酸
化チタンおよびアルカリ土類金属反応体を該溶媒中に溶
解して反応させることにより、チタン酸バリウム、チタ
ン酸ストロンチウムおよびそれらの組合せから成る群よ
り選ばれたチタン酸塩を析出させるような方法が開示さ
れている。
本発明は、ランタン−アルカリ土類金属−銅−酸素系の
粉末状酸化物超伝導材料の製造方法に関するものであ
る。
このような超伝導材料を製造するための従来の方法とし
ては、粒子状酸化物あるいは加熱に際して該酸化物を生
成する化合物から成る均質混合物を固相反応させる方
法、および化合物の生成を容易にするために均質混合物
中の陽イオンを何らかの塩として共沈させてから加熱に
よって酸化物を生成させる方法があった。実際にはいず
れの方法も固相輸送現象によって支配されるのであっ
て、その場合の輸送距離は前者の方が後者よりも遥かに
長い。このような輸送現象は比較的遅いものでるから、
有限の時間内に完全な反応を達成することは困難であ
る。後者の方法においてはまた、大量の水溶液を処理す
る必要があり、従って多量の材料を製造する場合には大
幅な経費の増加が生じるという欠点もある。
本発明の方法は、上記のごとき従来方法の欠点を解消さ
せるため、固相反応の代りに溶融塩溶媒を用いた液相反
応を行って生成物を析出させるというものである。本発
明方法の場合、反応体は溶融塩溶媒中に僅かに可溶であ
るから、液相中においては文字通り原子レベルでの反応
体の混合が達成される。反応体の溶解度は、溶融塩溶媒
中における反応生成物の溶解度積によって決定される対
応した溶解度よりも大きい。それ故、反応生成物は溶融
塩溶媒からひとりでに析出することになる。反応体が連
続的に溶解する結果として、反応体で飽和された溶液が
維持されるが、この状態は反応生成物の生成によって反
応体が完全に消費されるまで継続する。反応生成物の回
収は、反応混合物を冷却して凝固させた後、アルカリ金
属塩化物相を水に溶解することによって行われる。
本発明の方法は、超伝導性を付与し得るような組成を持
った粉末の製造を目的とするものである。かかる粉末
は、式 La2-xAxCuO4+y (式中、Aはストロンチウム、バリウムおよびそれらの
組合せから成る群より選ばれたアルカリ土類金属であ
り、xは約0.1〜約0.2の範囲内の値を有し、かつyは0
〜約0.2の範囲内の値を有する)によって表わすことが
できる。上記のアルカリ土類金属はストロンチルムであ
ることが好ましい。また、xは約0.15〜約0.2の範囲内
の値を有し、かつyは約0.1〜約0.2の範囲内の値を有す
ることが好ましい。かかる粉末のゼロ抵抗転移温度(す
なわち、電気抵抗が存在しなくなる温度)は少なくとも
約30Kであることが好ましい。なお、ゼロ抵抗転移温度
が少なくとも約35Kであれば一層好ましく、また少なく
とも約38Kあるいはそれ以上であれば最も好ましい。一
般に、かかる粉末は約30〜約38Kあるいは約35〜約38Kの
範囲内のゼロ抵抗転移温度を有することが多い。
上記のごとき式La2-xAxCuO4+yによって表わされる超伝
導体粉末を製造するための本発明方法は、簡単に述べれ
ば、(a)粒子状の酸化ランタンまたはそれの前駆物質
を用意し、(b)酸化バリウム、酸化ストロンチウムお
よびそれらの組合せから成る群より選ばれた粒子状のア
ルカリ土類金属酸化物またはそれの前駆物質を用意し、
(c)粒子状の酸化銅またはそれの前駆物質を用意し、
(d)塩化ナトリウム、塩化カリウムおよびそれらの組
合せから成る群より選ばれかつ溶融状態において前記酸
化物に対する溶媒として役立つアルカリ金属塩化物溶媒
を用意し、(e)前記超伝導体粉末を生成するように配
合された前記酸化物および(または)前記前駆物質と、
少なくとも前記超伝導体粉末の生成を達成するのに十分
な量の前記アルカリ金属塩化物溶媒とから成る混合物を
調製し、(f)少なくとも前記アルカリ金属塩化物溶媒
を融解するのに十分な反応温度にまで前記混合物を加熱
し、(g)前記反応温度を維持することにより、生成し
た溶融アルカリ金属塩化物溶媒中に前記酸化物および
(または)かかる反応温度以下でそれぞれ分解して前記
酸化物と副生ガスを生成する前記前駆物質を連続的に溶
解し、かつ前記溶融アルカリ金属塩化物溶媒中に溶解し
た前記酸化物を連続的に反応させて前記超伝導体粉末を
析出させ、(h)こうして得られた反応塊を冷却して前
記溶融アルカリ金属塩化物溶媒を凝固させ、次いで
(i)こうして得られた凝固物に水を添加することによ
り、前記アルカリ金属塩化物溶媒を溶解して前記超伝導
体粉末を回収する諸工程から成るものである。
本発明方法の実施に際しては、酸化物反応体は所望の組
成を持った超伝導体粉末を生成するような量で使用され
るのであって、かかる量は実験的に決定することができ
る。なお、酸化銅は酸化第二銅から成るか、あるいは実
質的に酸化第二銅から成ることが好ましい。
所望ならば、酸化物反応体の粒子状無機前駆物質を使用
することもできる。かかる前駆物質は反応温度あるいは
それ以下の温度において分解するものでなければならな
いが、溶融アルカリ金属塩化物溶媒中に溶解してから分
解するものであってもよい。また、かかる前駆物質は完
全に分解して対応する酸化物および副生ガスを生成し、
そして反応塊中にいかなる汚染物をも残留させないよう
なものでなければならない。本発明方法において有用な
酸化物反応体の前駆物質の代表例としては炭酸塩、水酸
化物および硝酸塩が挙げられる。かかる前駆物質は、所
望量の対応する酸化物を生成するのに十分な量で使用す
ることが必要である。なお、アルカリ土類金属酸化物の
前駆物質としては炭酸塩を使用することが好ましい。一
般的に述べれば、アルカリ土類金属炭酸塩はそれの部分
分解によって生じたアルカリ土類金属酸化物と共に反応
温度下で溶融アルカリ金属塩化物溶媒中に連続的に溶解
し、そして該溶媒中で分解して酸化物を生成する。
酸化物反応体またはそれらの前駆物質は、反応の生起を
可能にするような粒度を有していなければならない。一
般に、酸化物反応体またはそれらの前駆物質は商業的に
入手可能な粒度範囲内で使用すれば満足すべき結果が得
られるのであって、かかる粒度範囲は通例1ミクロン未
満から約100ミクロンにまでわたっている。これらの反
応体粉末はまた、大きい粒度(すなわち、約100ミクロ
ンを実質的に越える粒度)の硬い凝集体(aggregate)
を含まないことが好ましい。なぜなら、かかる凝集体は
混合操作後にも残留して反応体同士の十分な接触を妨
げ、それによって反応速度の低下を招くことがあるから
である。
本発明方法においては、アルカリ金属塩化物溶媒は塩化
ナトリウム、塩化カリウムおよびそれらの組合せから成
る群より選ばれる。かかるアルカリ金属塩化物溶媒は、
少なくとも超伝導体粉末の生成を達成するのに十分な
量、すなわち溶融状態において酸化物を溶解しかつ反応
させて超伝導体粉末を析出させるのに少なくとも十分な
量で使用される。かかる量は経験的に決められる。一般
的に述べれば、アルカリ金属塩化物溶媒は酸化物反応体
およびアルカリ金属塩化物溶媒の合計量を基準として少
なくとも約20(重量)%の量で使用され、また通例は約
50(重量)%の量で使用される。アルカリ金属塩化物溶
媒の量が約20(重量)%より少ないと、所望の反応が進
行しないので実用的でない。アルカリ金属塩化物溶媒の
使用量に上限はないが、酸化物反応体およびアルカリ金
属酸化物溶媒の合計量を基準として約80(重量)%より
多い量で使用しても顕著な利益は得られない。
上記のごとき酸化物反応体またはそれらの前駆物質と上
記のアルカリ金属塩化物溶媒とを混合することにより、
本発明の反応を生起させて超伝導体粉末を析出させるの
に十分な程度に均質な混合物が調製される。良好な接触
および完全な反応を達成するため、かかる混合物は実質
的に均質なものであることが好ましい。実際の混合作業
は、得られる生成物中に望ましくない不純物を導入しな
いような各種の従来技術に従って行うことができる。好
ましくは、酸化物反応体またはそれらの前駆物質および
アルカリ金属塩化物溶媒に対し、攪拌下において少なく
ともスラリーを生成するのに十分な量で常温の水が混合
される。かかる湿式混合は、たとえば、プラスチック粉
砕媒体を用いて行うか、あるいは高速ブレンダーを用い
て行うことができる。その際には、蒸留水または脱イオ
ン水を使用しながら、ステンレス鋼もしくはプラスチッ
ク(好ましくはテフロン)で内張りした容器内において
ステンレス鋼もしくはプラスチック製の攪拌機(たとえ
ばプロペラ)を用いて混合を行うことが好ましい。
こうして得られた反応混合物は、本発明方法の実施に際
して安定な通常のセラミックるつぼ(たとえばアルミナ
製のるつぼ)内に収容すればよい。
かかる反応混合物が反応温度にまで加熱される。反応温
度の最低値は、アルカリ金属塩化物溶媒が融解する温度
(すなわち、アルカリ金属塩化物溶媒が溶融状態になる
温度)である。溶融状態においては、アルカリ金属塩化
物溶媒は酸化物反応体に対する溶媒として役立つ。な
お、反応温度はアルカリ金属塩化物溶媒の融点(すなわ
ち液相線温度)より少なくとも約10Kだけ高いことが好
ましい。なぜなら、かかる高い反応温度はアルカリ金属
塩化物溶媒を完全に融解させると共に、溶融アルカリ金
属塩化物溶媒の流動性を増大させて反応混合物の湿潤性
を向上させるからである。実際に使用される反応温度
は、使用するアルカリ金属塩化物溶媒の種類および所望
の反応速度(すなわち、所望の超伝導体粉末の析出速
度)に大きく依存する。一般に、反応温度が高くなるほ
ど反応速度は早くなる。単独の塩化ナトリウムの融点
(または液相線温度)は約1073K(800℃)であるのに対
し、単独の塩化カリウムの融点は約1063K(790℃)であ
る。塩化ナトリウムと塩化カリウムとのいかなる混合物
も単独の塩化ナトリウムの融点より低い融点を有する。
反応温度は50(モル)%の塩化ナトリウムと50(モル)
%の塩化カリウムとから成る共融混合物を用いた場合に
最低値を取るのであって、その値は931K(658℃)であ
る。反応温度の最高値は析出する超伝導体粉末の融点よ
りも常に低いことが必要であって、一般的に述べれば、
その値は約1100℃以下である。反応温度はまた、アルカ
リ金属塩化物溶媒が顕著に蒸発する温度よりも低く保つ
必要がある。特に好適な反応温度は約1073K(800℃)か
ら約1273K(1000℃)の範囲内にある。なぜなら、かか
る反応温度は維持するのが困難でない上、溶融アルカリ
金属塩化物溶媒の顕著な蒸発なしに早い反応速度が得ら
れるからである。
反応温度においては、アルカリ金属塩化物溶媒は融解す
る。こうして生じた溶融アルカリ金属塩化物溶媒中に酸
化物反応体が溶解して反応し、その結果として超伝導体
粉末が析出する。その際には、全ての反応体が消費され
るまで反応温度を維持することが好ましい。実際の反応
時間は反応温度およびアルカリ金属塩化物溶媒の使用量
に大きく依存するのであって、これは実験的に決定する
ことができる。
本発明方法における反応温度は溶融アルカリ金属塩化物
溶媒中において適度の反応速度を達成するのに十分なも
のであることが好ましいが、それでも対応する従来の固
相合成法の場合よりは顕著に低くすることができる。同
様に、従来の固相反応の所要時間が数時間であったのに
対し、本発明方法における反応時間は約30分あるいはそ
れ以下に過ぎないのである。反応が完了した後、反応塊
が凝固させられる。その際には、反応塊を任意適宜の速
度で冷却すればよい。なお、空気中においてほぼ室温
(すなわち、一般に約20〜約35℃の範囲内の温度)にま
で冷却することが好ましい。
本発明方法は、空気中において大気圧またはその付近の
圧力下で実施することができる。
冷却後の反応塊は、一般に、凝固したアルカリ金属塩化
物溶媒の母体中に超伝導体粒子が分散して成る固体であ
る。超伝導体粒子は、上記の母体中に包埋された離散状
態の第二相微結晶として存在している。こうして得られ
た凝固物を水で崩壊させることにより、超伝導体の微結
晶およびアルカリ金属塩化物溶媒の水溶液が得られる。
更に詳しく述べれば、少なくともアルカリ金属塩化物溶
媒を完全に溶解するのに十分な量の水が凝固物に添加さ
れる。その際には、不純物の導入を防止するため、室温
の蒸留水または脱イオン水を使用することが好ましい。
本発明のアルカリ金属塩化物溶媒の溶解度は、室温にお
いて水1当り約0.3kgである。かかる溶解操作はプラ
スチック容器内において行うことが好ましい。また実際
には、溶解時間を実質的に短縮するため、たとえば電動
式のプラスチックまたはステンレス鋼製攪拌機を用いて
混合を行うことが好ましい。アルカリ金属塩化物溶媒が
溶解するのに伴い、凝固物は崩壊して超伝導体粉末が残
る。一般に、この超伝導体粉末は目に見えるほどの凝集
体は含んでいない。次に、かかる超伝導体粉末が回収さ
れ、洗浄され、そして乾燥される。
超伝導体粉末をアルカリ金属塩化物溶媒の水溶液から回
収するためには、各種の従来技術を使用することができ
る。たとえば、水溶液の上澄みをデカンテーションによ
って捨て、次いで超伝導体粉末を空気中において乾燥す
ることによって回収することができる。実際の回収技術
は、存在する可能性のある不純物の種類および超伝導体
粉末から製造すべきセラミックやその他の製品において
要求される純度に依存する。好ましくは、得られたスラ
リーが空気中において室温下で約20分間にわたり混合さ
れる。混合の停止後、水溶性の有機凝集剤(好ましくは
陰イオン凝集剤)が添加される。その場合の使用量は、
超伝導体粉末を凝集させて沈降させるのに十分なもので
ある。数回の洗浄および沈降を行った後、濡れた粉末が
乾燥される。好ましくは、凝集剤は水溶液の状態で添加
されるが、その場合には水100g当り凝集剤約0.1gの濃度
が通例使用される。なお、凝集剤は超伝導体粉末を沈降
させるのに必要な最小限の量で使用することが好まし
い。高純度の超伝導体粉末を製造するためには、空気中
において超伝導体粉末の融点[好ましくは約1073K(800
℃)以下の温度]で加熱することによって凝集剤を除去
し得ることが必要である。なお、残留する水および凝集
剤を完全に除去するため、超伝導体粉末を約773K(500
℃)で約20分間にわたり加熱することが好ましい。
本発明の超伝導体粉末は、不純物を全くもしくはほとん
ど含まない状態で製造することができる。それ故、同じ
操作手順を使用すれば、それの性質をバッチ間において
再現することができる。
一般に、本発明の超伝導体粉末は自由流動性を示す。か
かる超伝導体粉末は凝集体、個別の結晶粒あるいはそれ
ら両者の混合物から成っている。一般的に述べれば、凝
集体は小さい結晶粒同士が自発的に弱く結合して成る集
合体であって、その場合の結合はファンデルワールスカ
または自己結合(すなわち、結晶粒間の頸部成長)によ
って生じるものと考えられている。一般に、個別の結晶
粒は約10ミクロンまでの平均粒度を有しているが、それ
らの平均粒度は約2ミクロン未満である場合が多い。凝
集体は砕け易くて、非常に穏やかな手段によって容易に
粉砕することができる。
本発明の超伝導体粉末から超伝導性焼結体を製造するた
めには、通常のセラミック加工技術を使用すればよい。
詳しく述べれば、本発明の超伝導体粉末を圧縮して所望
の寸法および形状を持った未焼結体を形成した後、酸素
または空気中においてそれの融点より低い温度(一般に
約950〜1075℃の範囲内の温度)および大気圧付近の圧
力下で公知のごとくに焼結を施せば、少なくとも約30K
のゼロ抵抗転移温度を有する焼結体が得られる。かかる
焼結体は、たとえば、低温下における磁気遮蔽体のごと
き超伝導装置として有用である。
本発明を一層詳しく説明するため、以下に実施例を示
す。
実施例1 式0.900(La2O3)・0.20SrO・CuO1+yまたはLa2-xSrxCuO
4+y(ただし、xは約0.2である)で表わされる組成を持
った粉末が生成されるように反応体を処方した。
本実施例においては試薬用の材料を使用した。反応体お
よびアルカリ金属塩化物溶媒は約100ミクロンまでの粒
度を有していた。詳しく述べれば、高密度のジルコニア
から成る直径3/8インチのシリンダーを半分まで充填し
た1のポリエチレン製ジャーの中に37.26gのLa2O3
3.75gのSrCO3、10.11gのCuO、14.65gのNaClおよび18.69
gのKClを入れ、そして室温で30分間にわたり乾式粉砕を
施した。アルカリ金属塩化物溶媒は混合物全体の40(重
量)%を占めていた。また、アルカリ金属塩化物溶媒の
組成は50(モル)%のNaClと50(モル)%のKClとから
成っていた。こうして得られた均質混合物を媒体から分
離した後、500mlの高密度アルミナ製るつぼ内に入れ、
そしてセラミック製の蓋で覆った。かかる混合物を空気
中において100℃/時の速度で1000℃にまで加熱し、そ
の温度を4時間にわたって保持し、次いで室温にまで炉
内冷却した。その結果、高密度の黒色塊状物が得られ
た。
かかる塊状物に室温下で蒸留水を添加してアルカリ金属
塩化物相を溶解したところ、塊状物は崩壊して微細な黒
色粉末となった。かかる生成物粉末を濾別し、蒸留水で
洗い、次いで空気中において乾燥した。
こうして得られた生成物粉末は実質的に一様な小さい粒
度の微結晶から成っていて、それらの平均粒度は約2ミ
クロン未満であるように思われた。
生成物粉末のX線回折分析によれば、それは3.7728Åお
よび13.2414Åの格子定数を持った所望の正方晶系フッ
化ニッケルカリウム構造を有する単一相から成ることが
判明した。従来の方法によって製造された材料とは異な
り、異種物質に由来するスペクトル線は全く認められな
かった。詳しく述べれば、生成物粉末は式La1.8Sr0.2Cu
O4+yによって表わされる組成を有していた。過去の経験
に基づけば、yは0〜約0.2の範囲内の値を有すること
が知られている。
通常の方法(すなわち交流磁化率法)によって生成物粉
末の超伝導性を測定した。この方法は、LC共振回路中に
おいて該粉末を能動素子として使用しながら、共振周波
数を回路温度の関数として測定するというものである。
この場合、共振周波数がバックグラウンドよりも大きい
増加を示した時の温度が転移温度である。
その結果、生成物粉末は約35〜38Kのゼロ抵抗転移温度
を有することが判明した。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式 La2-xAxCuO4+y (式中、Aはストロンチウム、バリウムおよびそれらの
    組合せから成る群より選ばれたアルカリ土類金属であ
    り、xは約0.1〜約0.2の範囲内の値を有し、かつyは0
    〜約0.2の範囲内の値を有する)で表わされる組成を持
    った超伝導体粉末の製造方法において、(a)粒子状の
    酸化ランタンまたはそれの前駆物質を用意し、(b)酸
    化バリウム、酸化ストロンチウムおよびそれらの組合せ
    から成る群より選ばれた粒子状のアルカリ土類金属酸化
    物またはそれの前駆物質を用意し、(c)粒子状の酸化
    銅またはそれの前駆物質を用意し、(d)塩化ナトリウ
    ム、塩化カリウムおよびそれらの組合せから成る群より
    選ばれたアルカリ金属塩化物溶媒を用意し、(e)前記
    超伝導体粉末を生成するように配合された前記酸化物お
    よび(または)前記前駆物質と、少なくとも前記超伝導
    体粉末の生成を達成するのに十分な量の前記アルカリ金
    属塩化物溶媒とから成る混合物を調製し、(f)少なく
    とも前記アルカリ金属塩化物溶媒を融解するのに十分な
    反応温度にまで前記混合物を加熱し、(g)前記反応温
    度を維持することにより、生成した溶融アルカリ金属塩
    化物溶媒中に前記酸化物および(または)前記反応温度
    以下でそれぞれ分解して前記酸化物と副生ガスを生成す
    る前記前駆物質を連続的に溶解し、かつ前記溶融アルカ
    リ金属塩化物溶媒中に溶解した前記酸化物を連続的に反
    応させて前記超伝導体粉末を析出させ、(h)こうして
    得られた反応塊を冷却して前記溶融アルカリ金属塩化物
    溶媒を凝固させ、次いで(i)こうして得られた凝固物
    に水を添加することにより、前記アルカリ金属塩化物溶
    媒を溶解して前記超伝導体粉末を回収する諸工程から成
    ることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】前記アルカリ土類金属酸化物が酸化バリウ
    ムであり、かつそれの前駆物質として炭酸バリウムが使
    用される請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】前記アルカリ土類金属酸化物が酸化ストロ
    ンチウムであり、かつそれの前駆物質として炭酸ストロ
    ンチウムが使用される請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】前記酸化物またはそれらの前駆物質が約10
    0ミクロンまでの粒度を有する請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】前記アルカリ金属塩化物溶媒が50(モル)
    %の塩化ナトリウムと50(モル)%の塩化カリウムとか
    ら成る混合物であり、かつ前記反応温度の最低値が約65
    8℃である請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】前記式中において、xが約0.15〜約0.2の
    範囲内の値を有し、かつyが約0.1〜約0.2の範囲内の値
    を有する請求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】前記酸化銅が実質的に酸化第二銅から成る
    請求項1記載の方法。
  8. 【請求項8】式 La2-xAxCuO4+y (式中、Aはストロンチウム、バリウムおよびそれらの
    組合せから成る群より選ばれたアルカリ土類金属であ
    り、xは約0.1〜約0.2の範囲内の値を有し、かつyは0
    〜約0.2の範囲内の値を有する)で表わされる組成を持
    った超伝導体粉末の製造方法において、(a)粒子状の
    酸化ランタンまたはそれの前駆物質を用意し、(b)炭
    酸バリウム、炭酸ストロンチウムおよびそれらの組合せ
    から成る群より選ばれた粒子状のアルカリ土類金属炭酸
    塩を用意し、(c)実質的に酸化第二銅から成る粒子状
    の酸化銅を用意し、(d)塩化ナトリウム、塩化カリウ
    ムおよびそれらの組合せから成る群より選ばれたアルカ
    リ金属塩化物溶媒を用意し、(e)前記超伝導体粉末を
    生成するように配合された前記酸化物および前記炭酸塩
    と、少なくとも前記超伝導体粉末の生成を達成するのに
    十分な量の前記アルカリ金属塩化物溶媒とから成る混合
    物を調製し、(f)少なくとも前記アルカリ金属塩化物
    溶媒を融解するのに十分な反応温度にまで前記混合物を
    加熱し、(g)前記反応温度を維持することにより、生
    成した溶融アルカリ金属塩化物溶媒中に前記酸化物およ
    び前記反応温度で連続的に分解してアルカリ土類金属酸
    化物と副生ガスを生成する前記炭酸塩を連続的に溶解
    し、前記溶融アルカリ金属塩化物溶媒中に溶解した前記
    炭酸塩を分解して前記アルカリ土類金属酸化物を生成さ
    せ、かつ前記溶融アルカリ金属塩化物溶媒中に溶解した
    前記酸化物を連続的に反応させて前記超伝導体粉末を析
    出させ、(h)こうして得られた反応塊を冷却して前記
    溶融アルカリ金属塩化物溶媒を凝固させ、次いで(i)
    こうして得られた凝固物に水を添加することにより、前
    記アルカリ金属塩化物溶媒を溶解して前記超伝導体粉末
    を回収する諸工程から成ることを特徴とする方法。
  9. 【請求項9】前記アルカリ土類金属炭酸塩が炭酸バリウ
    ムである請求項8記載の方法。
  10. 【請求項10】前記アルカリ土類金属炭酸塩が炭酸スト
    ロンチウムである請求項8記載の方法。
  11. 【請求項11】前記アルカリ金属塩化物溶媒が50(モ
    ル)%の塩化ナトリウムと50(モル)%の塩化カリウム
    とから成る混合物であり、かつ前記反応温度の最低値が
    約658℃である請求項8記載の方法。
  12. 【請求項12】前記式中において、xが約0.15〜約0.2
    の範囲内の値を有し、かつyが約0.1〜約0.2の範囲内の
    値を有する請求項8記載の方法。
JP1199540A 1988-08-03 1989-08-02 ランタン―アルカリ土類金属―銅―酸素系超伝導材料の合成法 Expired - Lifetime JPH0710731B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US22784088A 1988-08-03 1988-08-03
US227840 1988-08-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0283212A JPH0283212A (ja) 1990-03-23
JPH0710731B2 true JPH0710731B2 (ja) 1995-02-08

Family

ID=22854677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1199540A Expired - Lifetime JPH0710731B2 (ja) 1988-08-03 1989-08-02 ランタン―アルカリ土類金属―銅―酸素系超伝導材料の合成法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5043319A (ja)
EP (1) EP0353595B1 (ja)
JP (1) JPH0710731B2 (ja)
DE (1) DE68902894T2 (ja)
IL (1) IL90809A0 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5096879A (en) * 1989-08-28 1992-03-17 General Electric Company Synthesis of bi-ca-sr-cu-o superconductive material
US5385882A (en) * 1991-04-12 1995-01-31 Alfred Univeristy Process for preparing a thallium-containing superconductor
US5270293A (en) * 1991-04-12 1993-12-14 Alfred University Molten salt synthesis of anisotropic powders
CN113332948B (zh) * 2021-01-28 2023-04-25 华中科技大学 一种通过添加碱性离子阻断剂减少吸附剂中复合熔融盐的方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4152281A (en) * 1978-04-17 1979-05-01 General Electric Company Molten salt synthesis of lead zirconate titanate solid solution powder
US4152280A (en) * 1978-04-17 1979-05-01 General Electric Company Molten salt synthesis of modified lead zirconate titanate solid solution powder
US4201760A (en) * 1979-02-02 1980-05-06 General Electric Company Molten salt synthesis of lithium meta-aluminate powder
US4234557A (en) * 1979-10-18 1980-11-18 General Electric Company Molten salt synthesis of alkali niobate powders
US4234558A (en) * 1979-10-18 1980-11-18 General Electric Company Molten salt synthesis of orthorhombic lead metaniobate powder
US4233282A (en) * 1979-10-18 1980-11-11 General Electric Company Molten salt synthesis of barium and/or strontium titanate powder
US4234436A (en) * 1979-10-18 1980-11-18 General Electric Company Molten salt synthesis of modified alkali niobate powders
US4293534A (en) * 1980-08-22 1981-10-06 General Electric Company Molten salt synthesis of alkaline earth titanates, zirconates and their solid solutions
US4293535A (en) * 1980-08-22 1981-10-06 General Electric Company Molten salt synthesis of alkaline zirconate powder
US4308299A (en) * 1980-09-26 1981-12-29 General Electric Company Lithiated nickel oxide
US4374117A (en) * 1981-11-12 1983-02-15 General Electric Company Preparation of ultrafine BaZrO3
JPS5938196B2 (ja) * 1982-02-05 1984-09-14 日本電信電話株式会社 鉛ビスマス酸バリウム単結晶の成長方法
US4487755A (en) * 1982-07-01 1984-12-11 General Electric Company Preparation of large crystal sized barium and/or strontium titanate powder
US4534956A (en) * 1983-07-08 1985-08-13 General Electric Company Molten salt synthesis of barium and/or strontium titanate powder
JPS63274619A (ja) * 1987-04-30 1988-11-11 Mitsubishi Electric Corp 酸化物超電導体の製造方法
JP2672533B2 (ja) * 1987-12-03 1997-11-05 株式会社東芝 酸化物超電導体結晶の製造方法
JPH01100018A (ja) * 1987-07-31 1989-04-18 Ube Ind Ltd 高温超電導セラミックス原料粉末の調製法
DE68902853T2 (de) * 1988-03-21 1993-02-04 American Telephone & Telegraph Wachstum von supraleitermaterial aus einer flussmittel-schmelze, sowie fertigungsartikel.
JPH01275492A (ja) * 1988-04-25 1989-11-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 酸化物単結晶の成長方法

Also Published As

Publication number Publication date
US5043319A (en) 1991-08-27
JPH0283212A (ja) 1990-03-23
IL90809A0 (en) 1990-01-18
EP0353595B1 (en) 1992-09-16
DE68902894T2 (de) 1993-04-15
EP0353595A2 (en) 1990-02-07
EP0353595A3 (en) 1990-11-28
DE68902894D1 (de) 1992-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4293534A (en) Molten salt synthesis of alkaline earth titanates, zirconates and their solid solutions
US4233282A (en) Molten salt synthesis of barium and/or strontium titanate powder
US4293535A (en) Molten salt synthesis of alkaline zirconate powder
US4534956A (en) Molten salt synthesis of barium and/or strontium titanate powder
JPH0920504A (ja) 金属酸化物粉末の製造方法
US4152281A (en) Molten salt synthesis of lead zirconate titanate solid solution powder
US5096879A (en) Synthesis of bi-ca-sr-cu-o superconductive material
JP3713758B2 (ja) 鉄含有複合酸化物粉末の製造方法
US4152280A (en) Molten salt synthesis of modified lead zirconate titanate solid solution powder
US4201760A (en) Molten salt synthesis of lithium meta-aluminate powder
US4308299A (en) Lithiated nickel oxide
US5057488A (en) Synthesis of Bi-Pb-Ca-Sr-Cu-O superconductive material
US4234557A (en) Molten salt synthesis of alkali niobate powders
JPH0710731B2 (ja) ランタン―アルカリ土類金属―銅―酸素系超伝導材料の合成法
JP3509498B2 (ja) 板状セラミックス粒子
US4234436A (en) Molten salt synthesis of modified alkali niobate powders
US4234558A (en) Molten salt synthesis of orthorhombic lead metaniobate powder
JPH03141115A (ja) 酸化イットリウム微粉末の製造方法
JPH1135322A (ja) ジルコニア粉およびその製造方法
JP3450882B2 (ja) タリウム系超伝導体粉末の合成法
US20100207075A1 (en) Method for producing metal complex oxide powder
JPH0522651B2 (ja)
JPH0255375B2 (ja)
JP3444930B2 (ja) 酸化物超電導体の製造方法
JPH02137709A (ja) 酸化物超電導体粉末の製造方法