JPH07115921B2 - 酸化物超電導物質の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導物質の製造方法Info
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- JPH07115921B2 JPH07115921B2 JP1135621A JP13562189A JPH07115921B2 JP H07115921 B2 JPH07115921 B2 JP H07115921B2 JP 1135621 A JP1135621 A JP 1135621A JP 13562189 A JP13562189 A JP 13562189A JP H07115921 B2 JPH07115921 B2 JP H07115921B2
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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
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は酸化物超電導物質の製造方法に関し、更に詳し
く言えば臨界温度（以下、Tcという）が高く輸送臨界電
流密度（以下、Jctという）大きな酸化物超電導物質の
製造方法に関する。本発明は、超電導磁石、超電動デバ
イス、超電動を用いた電力貯蔵又は輸送関連技術等に利
用される。
く言えば臨界温度（以下、Tcという）が高く輸送臨界電
流密度（以下、Jctという）大きな酸化物超電導物質の
製造方法に関する。本発明は、超電導磁石、超電動デバ
イス、超電動を用いた電力貯蔵又は輸送関連技術等に利
用される。
近年、酸化物超電導物質は、従来の合金系又は金属間化
合物系超電導物質に比べると臨界温度が高く、実用上極
めて有望を超電導材料とされている。この酸化物超電導
物質のTcはＹ系で約90K、Bi系で110Kが上限である。こ
のBi系は、Ｙ系よりも約20KもTcが高く、かつ希土類元
素（金属）を用いないので、低価格であり、液体窒素下
での実用には向いていると考えられる。
合物系超電導物質に比べると臨界温度が高く、実用上極
めて有望を超電導材料とされている。この酸化物超電導
物質のTcはＹ系で約90K、Bi系で110Kが上限である。こ
のBi系は、Ｙ系よりも約20KもTcが高く、かつ希土類元
素（金属）を用いないので、低価格であり、液体窒素下
での実用には向いていると考えられる。
前記Bi系超電導物質において、バルク焼結体の77Kにお
けるJctは低いため、浮遊帯溶融法やレーザをアシスト
した溶融配向制御化により、超電導相の単一方向成長と
粒界部の弱結合を除去したプロセスにより、Jctの改善
が行われている。また、Bi系では、Ｙ系でいわれている
双晶が磁束のピン止め中心の役割を果たしていないた
め、磁束のピン止め中心が弱く、その主体は、結晶内の
ａ−ｂ面の微小へき開面等があげられている。従って、
Jctが高い実用的なBi系酸化物超電導物質の開発が望ま
れている。
けるJctは低いため、浮遊帯溶融法やレーザをアシスト
した溶融配向制御化により、超電導相の単一方向成長と
粒界部の弱結合を除去したプロセスにより、Jctの改善
が行われている。また、Bi系では、Ｙ系でいわれている
双晶が磁束のピン止め中心の役割を果たしていないた
め、磁束のピン止め中心が弱く、その主体は、結晶内の
ａ−ｂ面の微小へき開面等があげられている。従って、
Jctが高い実用的なBi系酸化物超電導物質の開発が望ま
れている。
本発明は、高Tcを維持しつつ粒界の改質を図りJctを改
良して極めて実用的な酸化物超電導物質の製造方法を提
供することを目的とする。
良して極めて実用的な酸化物超電導物質の製造方法を提
供することを目的とする。
本第１発明の酸化物超電導物質の製造方法は、（Bi,P
b）2Sr2Ca2Cu3Oy組成の複合酸化物粉末と、Ca2CuO3粉
末、CaCu2O3粉末及びCaO粉末のうち１種又は２種以上の
粉末とを配合し、この際の上記Ca2CuO3粉末、上記CaCu2
O3粉末及び上記CaO粉末のうち１種又は２種以上の粉末
の配合割合は、上記複合酸化物粉末の１モルに対して、
上記Ca2CuO3、上記CaCu2O3及び上記CaOのうちの添加さ
れる粉末の合計が0.01〜60重量％であり、その後、加熱
して焼成することを特徴とする。本第２発明の酸化物超
電導物質の製造方法は、使用する複合酸化物粉末として
Bi2Sr2Ca2Cu3Oy組成の複合酸化物粉末を用いること以外
は、上記本第１発明に示すと同様の方法により行うもの
である。
b）2Sr2Ca2Cu3Oy組成の複合酸化物粉末と、Ca2CuO3粉
末、CaCu2O3粉末及びCaO粉末のうち１種又は２種以上の
粉末とを配合し、この際の上記Ca2CuO3粉末、上記CaCu2
O3粉末及び上記CaO粉末のうち１種又は２種以上の粉末
の配合割合は、上記複合酸化物粉末の１モルに対して、
上記Ca2CuO3、上記CaCu2O3及び上記CaOのうちの添加さ
れる粉末の合計が0.01〜60重量％であり、その後、加熱
して焼成することを特徴とする。本第２発明の酸化物超
電導物質の製造方法は、使用する複合酸化物粉末として
Bi2Sr2Ca2Cu3Oy組成の複合酸化物粉末を用いること以外
は、上記本第１発明に示すと同様の方法により行うもの
である。
ここで、前記添加物の添加割合の下限値を0.01％とする
のは、この添加量が0.005％以下では添加効果が十分で
なくJctが十分に向上しないが、0.01％以上では著しく
うJctが向上するからである。また、上限値を60％とす
るのは、その70％以上の添加では絶縁体となり、60％以
下では良好な超電導性を示すからである。
のは、この添加量が0.005％以下では添加効果が十分で
なくJctが十分に向上しないが、0.01％以上では著しく
うJctが向上するからである。また、上限値を60％とす
るのは、その70％以上の添加では絶縁体となり、60％以
下では良好な超電導性を示すからである。
以下、一実施例により本発明を明らかにする。
実施例１ 本実施例は、（Bi,Pb）2Sr2Ca2Cu3Oy化合物１モルに対
するCa2CuO3、CaCu2O3又はCaOの各１種類の化合物の添
加効果を検討したものである。
するCa2CuO3、CaCu2O3又はCaOの各１種類の化合物の添
加効果を検討したものである。
まず、Bi2O3、Pb3O4、SrCO3、CaCO3、CuO（99.9％以
上）が、例えばBi:Pb:Sr:Cr:Ca;Cu＝1.85:0.35:1.9:2.
1:3.1の比になるように混合された。これらを830℃、20
時間、空気中で仮焼し、その後粉砕した。
上）が、例えばBi:Pb:Sr:Cr:Ca;Cu＝1.85:0.35:1.9:2.
1:3.1の比になるように混合された。これらを830℃、20
時間、空気中で仮焼し、その後粉砕した。
次いで、Ca2CuO3、CaCu2O3又はCaOの各粉末を第１表に
示すように所定量秤量し、前記Bi化合物に加え、混合
し、１〜２トン/cm2の圧力で15mmφ、1.5mm厚さに成形
した。そのペレットを860〜870℃で100〜200時間、窒素
ガスフロー下で第１段階の焼成とした。この段階で単一
な2223相（110K高温相）ができる。しかし、密度が小さ
いので、このペレットをもう一度粉砕し、プレス成形し
直して、830℃、３時間で第２段階の焼成を行った。
尚、この焼成温度及び焼成時間を第１表に示した。
示すように所定量秤量し、前記Bi化合物に加え、混合
し、１〜２トン/cm2の圧力で15mmφ、1.5mm厚さに成形
した。そのペレットを860〜870℃で100〜200時間、窒素
ガスフロー下で第１段階の焼成とした。この段階で単一
な2223相（110K高温相）ができる。しかし、密度が小さ
いので、このペレットをもう一度粉砕し、プレス成形し
直して、830℃、３時間で第２段階の焼成を行った。
尚、この焼成温度及び焼成時間を第１表に示した。
この焼成ペレットを短冊状に11×５×１（厚さ）mmに切
断し、約１μｍ厚さの金蒸着を行い、四端子の電極を設
ける。電極にエナメル線（約0.1mmφ）をハンダ付けで
固定し、その上にAgペーストを塗って、乾燥機中で乾燥
させて、各測定用試料（No.1〜40）を作製し、以下の方
法により特性（Tc、Jct）を調べ、その結果を第１表に
示した。
断し、約１μｍ厚さの金蒸着を行い、四端子の電極を設
ける。電極にエナメル線（約0.1mmφ）をハンダ付けで
固定し、その上にAgペーストを塗って、乾燥機中で乾燥
させて、各測定用試料（No.1〜40）を作製し、以下の方
法により特性（Tc、Jct）を調べ、その結果を第１表に
示した。
この試料をクライオスタットヘッドのプローグにハンダ
付けをし、電気抵抗を測定した。Jctの測定は、試料に
大電流を通電し超電導状態が得た最大の電流値を10μV/
cmをしきい値として77Kで測定した。
付けをし、電気抵抗を測定した。Jctの測定は、試料に
大電流を通電し超電導状態が得た最大の電流値を10μV/
cmをしきい値として77Kで測定した。
この結果によれば、Ca2CuO3、CaCu2O3、CaO各添加物を
いずれも本発明の添加範囲の上限値を越える70％添加し
た物質（試料No.14、27、40）は超電導性を呈さず絶縁
体を示した。また、前記添加物を添加しない物質（試料
No.1）及び本発明の添加範囲の下限値に満たない0.005
％を添加した物質（試料No.2、１ ５、28）は、いずれもJctが小さく、添加効果が十分で
ない。一方、前記添加物を0.01〜50％の範囲で添加した
本発明の超電導物質（試料No.3〜14、16〜27、29〜39）
は、いずれも臨界温度Tcの低下を少なくしつつJctは従
来と比べるとよい。特に、0.01％の添加でも無添加と比
べて10〜13倍と大きく、極めて添加効果が大きい。
いずれも本発明の添加範囲の上限値を越える70％添加し
た物質（試料No.14、27、40）は超電導性を呈さず絶縁
体を示した。また、前記添加物を添加しない物質（試料
No.1）及び本発明の添加範囲の下限値に満たない0.005
％を添加した物質（試料No.2、１ ５、28）は、いずれもJctが小さく、添加効果が十分で
ない。一方、前記添加物を0.01〜50％の範囲で添加した
本発明の超電導物質（試料No.3〜14、16〜27、29〜39）
は、いずれも臨界温度Tcの低下を少なくしつつJctは従
来と比べるとよい。特に、0.01％の添加でも無添加と比
べて10〜13倍と大きく、極めて添加効果が大きい。
特に、Ca2CuO3又はCaCu2O3の添加量が0.01〜50.0％の物
質（No.3〜12、16〜25）はJctが150以上で大変高い。更
に、CaOの添加量が0.01〜50.0％の物質（試料No.29〜3
8）はJctが120以上と高く、いずれも大変、実用的であ
る。
質（No.3〜12、16〜25）はJctが150以上で大変高い。更
に、CaOの添加量が0.01〜50.0％の物質（試料No.29〜3
8）はJctが120以上と高く、いずれも大変、実用的であ
る。
実施例２ 本実施例は、Ca2CuO3、CaCu2O3及びCaOのうちの２種類
又は３種類を添加した場合の添加効果を検討したもので
あり、他の条件は実施例１と実質上同様である。
又は３種類を添加した場合の添加効果を検討したもので
あり、他の条件は実施例１と実質上同様である。
この試料結果を第２表に示す。試料No.1〜15 はCa2CuO3とCaCu2O3の２種類、No.16〜35はCa2CuO3とCa
Cu2O3とCaOの３種類を複合添加したものである。
Cu2O3とCaOの３種類を複合添加したものである。
この結果によれば、複合添加物の合計添加量が本発明の
上限値を越える75％（試料No.15）、80％（試料No.25、
29、34）、105％（試料No.30、35）の場合は、いずれも
絶縁体を示した。また、65％添加した物質（試料No.2
8、33）はJctが十分に測定できなかった。一方、複合添
加物の添加量が合計0.02〜60％の範囲内にある本発明の
超電導物質（試料No.1〜14、16〜24、26、27、31、32）
は、Tc、Jctいずれの特性も良好である。
上限値を越える75％（試料No.15）、80％（試料No.25、
29、34）、105％（試料No.30、35）の場合は、いずれも
絶縁体を示した。また、65％添加した物質（試料No.2
8、33）はJctが十分に測定できなかった。一方、複合添
加物の添加量が合計0.02〜60％の範囲内にある本発明の
超電導物質（試料No.1〜14、16〜24、26、27、31、32）
は、Tc、Jctいずれの特性も良好である。
特に、Ca2CuO3とCaCu2O3の２種類の添加が35％以下の物
質（No.1〜９、11〜13）はTcが92K以上でありその低下
も少なく、Jctも200以上と極めて大きく、更に、Ca2CuO
3とCaCu2O3とCaOの３種類の添加が40％以下の物質（試
料No.16〜19、21〜23）はTcが93K以上でありその低下も
少なく、Jctも180以上と極めて大きく、いずれも単一添
加のものに比べて、より一層実用的である。
質（No.1〜９、11〜13）はTcが92K以上でありその低下
も少なく、Jctも200以上と極めて大きく、更に、Ca2CuO
3とCaCu2O3とCaOの３種類の添加が40％以下の物質（試
料No.16〜19、21〜23）はTcが93K以上でありその低下も
少なく、Jctも180以上と極めて大きく、いずれも単一添
加のものに比べて、より一層実用的である。
尚、本発明においては、上記具体的実施例に示すものに
限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変
更した実施例とすることができる。即ち、Ca2CuO3等が
添加されるBi系化合物としては、他にBi2Sr2Ca2Cu3Oy又
はこれらの２種の混合としても、同様の効果を得ること
ができる。また、CaCu2O3等を複合添加する場合も前記
の組合せに限らず、CaCu2O3とCaOのの組合せ、Ca2CuO3
とCaOの組合せとすることもできる。更に、処理工程、
焼成条件（温度、時間、雰囲気等）等は前記の具体的実
施例に限らず種々選択できる。使用原料も、加熱により
所定酸化物になるものであればよく、前記に限定されな
い。
限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変
更した実施例とすることができる。即ち、Ca2CuO3等が
添加されるBi系化合物としては、他にBi2Sr2Ca2Cu3Oy又
はこれらの２種の混合としても、同様の効果を得ること
ができる。また、CaCu2O3等を複合添加する場合も前記
の組合せに限らず、CaCu2O3とCaOのの組合せ、Ca2CuO3
とCaOの組合せとすることもできる。更に、処理工程、
焼成条件（温度、時間、雰囲気等）等は前記の具体的実
施例に限らず種々選択できる。使用原料も、加熱により
所定酸化物になるものであればよく、前記に限定されな
い。
本発明の製造方法により製造される超電導物質は、Bi系
の酸化物であり、臨界温度が高いうえに、針状の結晶形
態をもつCa2CuO3、CaCu2O3、又は板状の結晶形態をもつ
CaOを所定量添加してなるもののため、粒界が改質され
て輸送臨界電流密度が著しく改善される。従って、本発
明の製造方法により製造される超電導物質は、Ｙ系と比
べて安価で、T1系と比べて毒性も少なく、極めて実用的
である。
の酸化物であり、臨界温度が高いうえに、針状の結晶形
態をもつCa2CuO3、CaCu2O3、又は板状の結晶形態をもつ
CaOを所定量添加してなるもののため、粒界が改質され
て輸送臨界電流密度が著しく改善される。従って、本発
明の製造方法により製造される超電導物質は、Ｙ系と比
べて安価で、T1系と比べて毒性も少なく、極めて実用的
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｂ 12/00 ＺＡＡ (72)発明者 水野 文夫 愛知県名古屋市熱田区六野２丁目４番１号 財団法人国際超電導産業技術研究センタ ー名古屋研究室内 (72)発明者 平林 泉 愛知県名古屋市熱田区六野２丁目４番１号 財団法人国際超電導産業技術研究センタ ー名古屋研究室内 (56)参考文献 特開 平２−133321（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】（Bi,Pb）2Sr2Ca2Cu3Oy組成の複合酸化物
粉末と、Ca2CuO3粉末、CaCu2O3粉末及びCaO粉末のうち
の１種又は２種以上の粉末とを配合し、この際の上記Ca
2CuO3粉末、上記CaCu2O3粉末及び上記CaO粉末のうちの
１種又は２種以上の粉末の配合割合は、上記複合酸化物
粉末の１モルに対して、上記Ca2CuO3、上記CaCu2O3及び
上記CaOのうちの添加される粉末の合計が0.01〜60重量
％であり、 その後、加熱して焼成することを特徴とする酸化物超電
導物質の製造方法。 - 【請求項２】Bi2Sr2Ca2Cu3Oy組成の複合酸化物粉末と、
Ca2CuO3粉末、CaCu2O3粉末及びCaO粉末のうちの１種又
は２種以上の粉末とを配合し、この際の上記Ca2CuO3粉
末、上記CaCu2O3粉末及び上記CaO粉末のうち１種又は２
種以上の粉末の配合割合は、上記複合酸化物粉末の１モ
ルに対して、上記Ca2CuO3、上記CaCu2O3及び上記CaOの
うちの添加される粉末の合計が0.01〜60重量％であり、 その後、加熱して焼成することを特徴とする酸化物超電
導物質の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1135621A JPH07115921B2 (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 酸化物超電導物質の製造方法 |
| EP19900905625 EP0431170A4 (en) | 1989-05-27 | 1990-03-30 | Oxide superconductor |
| PCT/JP1990/000443 WO1990015023A1 (en) | 1989-05-27 | 1990-03-30 | Oxide superconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1135621A JPH07115921B2 (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 酸化物超電導物質の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04144956A JPH04144956A (ja) | 1992-05-19 |
| JPH07115921B2 true JPH07115921B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=15156089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1135621A Expired - Fee Related JPH07115921B2 (ja) | 1989-05-27 | 1989-05-29 | 酸化物超電導物質の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07115921B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2727608B2 (ja) * | 1988-07-25 | 1998-03-11 | 富士通株式会社 | 超伝導物質の製造方法 |
-
1989
- 1989-05-29 JP JP1135621A patent/JPH07115921B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04144956A (ja) | 1992-05-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |