JPH07115923B2 - 酸化物高温超伝導体の製造法 - Google Patents
酸化物高温超伝導体の製造法Info
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- JPH07115923B2 JPH07115923B2 JP1211327A JP21132789A JPH07115923B2 JP H07115923 B2 JPH07115923 B2 JP H07115923B2 JP 1211327 A JP1211327 A JP 1211327A JP 21132789 A JP21132789 A JP 21132789A JP H07115923 B2 JPH07115923 B2 JP H07115923B2
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- producing
- high temperature
- oxide
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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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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、酸化物高温超伝導体の製造方法に関する。特
に、揮発性の高い成分を構成元素中に有する酸化物高温
超伝導体の製造方法に関する。
に、揮発性の高い成分を構成元素中に有する酸化物高温
超伝導体の製造方法に関する。
［従来の技術及び発明が解決しようとする問題点］ 酸化物超伝導体の合成法には、固相反応法、融液反応
法、気相反応法がある。簡便な方法として、固相反応法
が用いられる場合が多い。然し乍ら、揮発性成分、例え
ば、Pb、Tl、Biなどを含む超伝導体の合成では、焼結時
に、特性の成分即ち揮発性成分のみが揮発し、全体の組
成が化学量論組成からずれる場合が多かった。従って、
あらかじめ、揮発性成分を過剰に加え、大気中で合成す
る方法、又は真空封入法で合成されてきた、揮発性成分
を過剰に加えるだけでは、組成制御が困難であるという
問題、また、揮発性成分が、Tlのように、有害物質であ
る場合、揮発性ガスの回収に特に注意する必要があっ
た。一方、真空封入法では、化学量論組成からの組成ず
れは、避けられているものの、超伝導体の特性が、合成
時の高真空、H2、Ar、N2などの雰囲気に大きく左右さ
れ、、特に、減圧下では超伝導特性が劣化するという問
題があった。
法、気相反応法がある。簡便な方法として、固相反応法
が用いられる場合が多い。然し乍ら、揮発性成分、例え
ば、Pb、Tl、Biなどを含む超伝導体の合成では、焼結時
に、特性の成分即ち揮発性成分のみが揮発し、全体の組
成が化学量論組成からずれる場合が多かった。従って、
あらかじめ、揮発性成分を過剰に加え、大気中で合成す
る方法、又は真空封入法で合成されてきた、揮発性成分
を過剰に加えるだけでは、組成制御が困難であるという
問題、また、揮発性成分が、Tlのように、有害物質であ
る場合、揮発性ガスの回収に特に注意する必要があっ
た。一方、真空封入法では、化学量論組成からの組成ず
れは、避けられているものの、超伝導体の特性が、合成
時の高真空、H2、Ar、N2などの雰囲気に大きく左右さ
れ、、特に、減圧下では超伝導特性が劣化するという問
題があった。
従って、揮発性成分の揮発量を抑え、雰囲気ガスの調整
ができる方法が望まれてきた。
ができる方法が望まれてきた。
本発明は、上記のような技術的課題を解決するため、揮
発性成分の揮発を抑え、雰囲気ガスの調整を必要とする
超伝導体の製造法を提供することを目的にする。
発性成分の揮発を抑え、雰囲気ガスの調整を必要とする
超伝導体の製造法を提供することを目的にする。
［発明の構成］ ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記の技術的な課題を解決するために、構成
元素の中に揮発性の高い成分を有する超伝導体の製造法
において、構成元素よりなる混合物を成形した成形体
を、高温で該成形体と反応を起こし難い金属材でつつ
み、更に、このつつみを封入用筒状容器に入れ、その封
入用筒状容器の一方の端部を密閉し、その反対側の端部
を毛細管状にし、その封入用筒状容器を、ガスフロー可
能な熱処理装置中で加熱焼成することを特徴とする前記
超伝導体の製造法を提供する。
元素の中に揮発性の高い成分を有する超伝導体の製造法
において、構成元素よりなる混合物を成形した成形体
を、高温で該成形体と反応を起こし難い金属材でつつ
み、更に、このつつみを封入用筒状容器に入れ、その封
入用筒状容器の一方の端部を密閉し、その反対側の端部
を毛細管状にし、その封入用筒状容器を、ガスフロー可
能な熱処理装置中で加熱焼成することを特徴とする前記
超伝導体の製造法を提供する。
本発明による超伝導体の製造方法によると、Tlなどの揮
発性の高い元素を構成元素に含む超伝導材料を所望の組
成割合に混合し、所定の形状に成形し、その成形体を、
白金等の高温で超伝導材料と反応しない材料でつつん
で、それを、石英筒状体等の封入容器に入れる。この封
入容器は、一方の端部を密閉し、他方の端を毛細管状に
する。そして、超伝導成形体を、中に有するこのような
封入容器を、ガスフローの可能な熱処理手段により、熱
処理する。すると熱処理により、超伝導材料の組成のず
れがほとんどない超伝導体が、得られる。
発性の高い元素を構成元素に含む超伝導材料を所望の組
成割合に混合し、所定の形状に成形し、その成形体を、
白金等の高温で超伝導材料と反応しない材料でつつん
で、それを、石英筒状体等の封入容器に入れる。この封
入容器は、一方の端部を密閉し、他方の端を毛細管状に
する。そして、超伝導成形体を、中に有するこのような
封入容器を、ガスフローの可能な熱処理手段により、熱
処理する。すると熱処理により、超伝導材料の組成のず
れがほとんどない超伝導体が、得られる。
ここで、高温で超伝導材料と反応し難い材料には、白金
の他に、金（Au）、銀（Ag）等の金属箔を用いることが
できる。
の他に、金（Au）、銀（Ag）等の金属箔を用いることが
できる。
また、以上の熱処理する手段は、ガスフローの可能な管
状炉等が好適な熱処理炉である 更に、本発明の超伝導体の製法を、従来製法と比較し
て、詳細に説明すると、以下のようである。
状炉等が好適な熱処理炉である 更に、本発明の超伝導体の製法を、従来製法と比較し
て、詳細に説明すると、以下のようである。
即ち、従来の超伝導体の合成方法では、揮発性成分によ
る組成のずれを抑えること、合成時の雰囲気ガスの調整
を同時に行なうことが困難であった。この対策として
は、従来、揮発性成分を過剰に加える方法又は真空封入
法が取られた。過剰に加える方法では、組成ずれを正確
に制御することが困難であり、真空封入法では、密閉容
器を用いるため、雰囲気の制御ができなかった。
る組成のずれを抑えること、合成時の雰囲気ガスの調整
を同時に行なうことが困難であった。この対策として
は、従来、揮発性成分を過剰に加える方法又は真空封入
法が取られた。過剰に加える方法では、組成ずれを正確
に制御することが困難であり、真空封入法では、密閉容
器を用いるため、雰囲気の制御ができなかった。
これに対して、本発明に従うと、例えば、Tl2O3、BaCuO
2、Ca2CuO3をTl:Ba:Ca:Cu＝2:2:2:3の組成割合になるよ
うに配合した混合粉末を成形し、そのまま、第１図Ａ、
Ｂに示すように、成形した試料１を白金容器２に入れ、
更に、石英管３に入れる。この石英管３は、一方の端を
封入し、他の一方の端はは、図示のように、キャピラリ
（毛細管）状にしたものである。更に、この石英管３を
第１図Ｂに示すように、ガスフロー６のある管状電気炉
５中に入れ、酸素フロー６中で、905℃で10分間焼結し
た。
2、Ca2CuO3をTl:Ba:Ca:Cu＝2:2:2:3の組成割合になるよ
うに配合した混合粉末を成形し、そのまま、第１図Ａ、
Ｂに示すように、成形した試料１を白金容器２に入れ、
更に、石英管３に入れる。この石英管３は、一方の端を
封入し、他の一方の端はは、図示のように、キャピラリ
（毛細管）状にしたものである。更に、この石英管３を
第１図Ｂに示すように、ガスフロー６のある管状電気炉
５中に入れ、酸素フロー６中で、905℃で10分間焼結し
た。
次に、従来の製法による超伝導体と、本発明の製法によ
る超伝導体について、得られる超伝導体の特性を比較す
るために、従来法による試料と本発明による試料の二つ
の試料のＸ線回折パターンを第２図（Ａ）、（Ｂ）に示
す。第２図（Ａ）は、従来法と同じように、単に真空封
入で合成した超伝導体試料のＸ線回折パターンを示し、
第２図（Ｂ）は、上記のように、本発明により合成した
超伝導体試料のＸ線回折パターンを示す。
る超伝導体について、得られる超伝導体の特性を比較す
るために、従来法による試料と本発明による試料の二つ
の試料のＸ線回折パターンを第２図（Ａ）、（Ｂ）に示
す。第２図（Ａ）は、従来法と同じように、単に真空封
入で合成した超伝導体試料のＸ線回折パターンを示し、
第２図（Ｂ）は、上記のように、本発明により合成した
超伝導体試料のＸ線回折パターンを示す。
更に、第３図は、以上の従来法による試料（Ａ）と本発
明による試料（Ｂ）について、温度に対する抵抗率の変
化を測定した結果をグラフに表わしたものである。
明による試料（Ｂ）について、温度に対する抵抗率の変
化を測定した結果をグラフに表わしたものである。
第２図（Ａ）から、従来の製法の開放形式では、超伝導
体の組成のずれが見られ、低Tc相（2212相）と、高TC高
（2223相）の混在相が見られ、そして、110Kから電気抵
抗値の低下を示し、零抵抗は得られていない。
体の組成のずれが見られ、低Tc相（2212相）と、高TC高
（2223相）の混在相が見られ、そして、110Kから電気抵
抗値の低下を示し、零抵抗は得られていない。
これに対して、本発明によるキャピラリ形式で製造され
た酸化物超伝導体では、第２図（Ｂ）に示すＸ線回折パ
ターンによる観察では、高い臨界温度の相の単一相が得
られ、また、第３図のグラフの曲線（Ｂ）に示すよう
に、その臨界温度も115Kであった。
た酸化物超伝導体では、第２図（Ｂ）に示すＸ線回折パ
ターンによる観察では、高い臨界温度の相の単一相が得
られ、また、第３図のグラフの曲線（Ｂ）に示すよう
に、その臨界温度も115Kであった。
本発明による製造方法を用いると、酸化物高温超伝導体
の組成のずれが避けられ、再現性良く、所望の組成の超
伝導体を作成することができ、超伝導特性のすぐれた超
伝導試料の合成が可能となった。
の組成のずれが避けられ、再現性良く、所望の組成の超
伝導体を作成することができ、超伝導特性のすぐれた超
伝導試料の合成が可能となった。
本発明は、Tl系超伝導体の合成に限定されるものではな
く、揮発性元素を含有する超伝導体のすべての合成に利
用できるものである。
く、揮発性元素を含有する超伝導体のすべての合成に利
用できるものである。
次に、本発明の酸化物超伝導体の作製方法を具体的に実
施例により説明するが、本発明はそれらによって限定さ
れるものではない。
施例により説明するが、本発明はそれらによって限定さ
れるものではない。
［実施例］ Tl2O3、BaO、CuO、Ca2CuO3の原料粉末を、元素割合で Tl:Ba:Ca:Cu＝2:2:1:2、2:2:2:3及び2:2:3:4の３種の組
成配分の試料を作成するように混合した後に、100Mpaの
圧力で加圧し、8mmΦ×3mmのプレットに成形した。この
成形プレットを白金カプセルに入れた後に、石英管に入
れ、一方の端を密閉し、他の端をキャピラリ状にした。
これを管状炉５（第１図（Ａ）、（Ｂ）参照）に入れ、
酸素ガスフロー６中で、10分間焼成した。
成配分の試料を作成するように混合した後に、100Mpaの
圧力で加圧し、8mmΦ×3mmのプレットに成形した。この
成形プレットを白金カプセルに入れた後に、石英管に入
れ、一方の端を密閉し、他の端をキャピラリ状にした。
これを管状炉５（第１図（Ａ）、（Ｂ）参照）に入れ、
酸素ガスフロー６中で、10分間焼成した。
以上のようにして得られた３種の酸化物超伝導焼結体試
料をＸ線回折で観察した。その各々のＸ線会析パターン
を、第４図（１）、（２）及び（３）に示す。これらの
Ｘ線回折パターンから、いずれも各々の単一相が得られ
ていることが分かる。
料をＸ線回折で観察した。その各々のＸ線会析パターン
を、第４図（１）、（２）及び（３）に示す。これらの
Ｘ線回折パターンから、いずれも各々の単一相が得られ
ていることが分かる。
更に、この３種の酸化物超伝導体試料の臨界温度を測定
した。３種の超伝導体試料の臨界温度は、上記の順に、
100K、115K及び100Kであった。この値は、各々の単結晶
試料作成で確認された臨界温度値とほぼ等しいものであ
った。
した。３種の超伝導体試料の臨界温度は、上記の順に、
100K、115K及び100Kであった。この値は、各々の単結晶
試料作成で確認された臨界温度値とほぼ等しいものであ
った。
更に、３種の試料のうちのTl:Ba:Ca:Cu＝2:2:3:4の配分
組成の超伝導体試料の結晶構造ついては、透過型電子顕
微鏡で観察した。その透過電子顕微鏡の写真を、第５図
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す。第５図（Ａ）、（Ｂ）
（Ｃ）は各々，［００］、［１０］及び［３０］
の面の電子線回折パターンを示す。第５図各図から、得
られた酸化物超伝導焼結体は、結晶性のすぐれた焼結体
であることが明らかにされた。
組成の超伝導体試料の結晶構造ついては、透過型電子顕
微鏡で観察した。その透過電子顕微鏡の写真を、第５図
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す。第５図（Ａ）、（Ｂ）
（Ｃ）は各々，［００］、［１０］及び［３０］
の面の電子線回折パターンを示す。第５図各図から、得
られた酸化物超伝導焼結体は、結晶性のすぐれた焼結体
であることが明らかにされた。
このように、組成のずれの見られない、超伝導特性のす
ぐれた超伝導試料が得られることが分かった。
ぐれた超伝導試料が得られることが分かった。
［発明の効果］ 本発明の酸化物超伝導体の合成方法により、次のような
顕著な技術的効果が得られた。
顕著な技術的効果が得られた。
第１に、従来の酸化物超伝導体作製法における超伝導材
料組成のずれがほとんど見られない酸化物超伝導体の作
製方法を提供できる。
料組成のずれがほとんど見られない酸化物超伝導体の作
製方法を提供できる。
第２に、即ち、構成元素の揮発を抑え、雰囲気制御を同
時に行なうことにより、超伝導特性のすぐれた超伝導体
試料を再現性良く合成する方法を提供する。
時に行なうことにより、超伝導特性のすぐれた超伝導体
試料を再現性良く合成する方法を提供する。
第１図（Ａ）、（Ｂ）は、本発明による酸化物高温超伝
導体の製造のための装置と熱処理法を示す模式断面図で
ある。 第２図（Ａ）、（Ｂ）は、本発明による酸化物超伝導体
と比較例による超伝導体の各々のＸ線回折パターンを示
す。 第３図は、本発明による酸化物超伝導体と比較例による
超伝導体の各々について、温度に対する電気抵抗率を測
定した結果を示すグラフである。 第４図（１）、（２）及び（３）は、本発明により製造
された３種の酸化物超伝導体の結晶性を観察したＸ線回
折パターンをとったものである。 第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明により製造さ
れた酸化物超伝導体の結晶構造を明らかにするためにそ
の各々に示す方向の結晶面について観察された透過電子
顕微鏡写真である。 ［主要部分の符号の説明］ １……超伝導体試料 ２……白金箔（反応しない材料による）つつみ ３……石英管（封入容器） ４……毛細管状端部 ５……管状炉（ガスフロー可能な炉）
導体の製造のための装置と熱処理法を示す模式断面図で
ある。 第２図（Ａ）、（Ｂ）は、本発明による酸化物超伝導体
と比較例による超伝導体の各々のＸ線回折パターンを示
す。 第３図は、本発明による酸化物超伝導体と比較例による
超伝導体の各々について、温度に対する電気抵抗率を測
定した結果を示すグラフである。 第４図（１）、（２）及び（３）は、本発明により製造
された３種の酸化物超伝導体の結晶性を観察したＸ線回
折パターンをとったものである。 第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明により製造さ
れた酸化物超伝導体の結晶構造を明らかにするためにそ
の各々に示す方向の結晶面について観察された透過電子
顕微鏡写真である。 ［主要部分の符号の説明］ １……超伝導体試料 ２……白金箔（反応しない材料による）つつみ ３……石英管（封入容器） ４……毛細管状端部 ５……管状炉（ガスフロー可能な炉）
Claims (1)
- 【請求項１】構成元素の中に揮発性の高い成分を有する
超伝導体の製造法において、 構成元素よりなる混合物を成形した成形体を、高温で該
成形体と反応を起こし難い金属材でつつみ、更に、この
つつみを封入用筒状容器に入れ、その封入用筒状容器の
一方の端部を密閉し、その反対側の端部を毛細管状に
し、その封入用筒状容器を、ガスフロー可能な熱処理装
置中で加熱焼成することを特徴とする前記超伝導体の製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1211327A JPH07115923B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 酸化物高温超伝導体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1211327A JPH07115923B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 酸化物高温超伝導体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0375260A JPH0375260A (ja) | 1991-03-29 |
| JPH07115923B2 true JPH07115923B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=16604119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1211327A Expired - Lifetime JPH07115923B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 酸化物高温超伝導体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07115923B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4870052A (en) * | 1988-03-08 | 1989-09-26 | International Business Machines Corporation | Tl-Ca-Ba-Cu-O compositions electrically superconducting above 120 degree K and processes for their preparation |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP1211327A patent/JPH07115923B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0375260A (ja) | 1991-03-29 |
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