JPH07157311A - 酸化物超電導体の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導体の製造方法Info
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- JPH07157311A JPH07157311A JP5302880A JP30288093A JPH07157311A JP H07157311 A JPH07157311 A JP H07157311A JP 5302880 A JP5302880 A JP 5302880A JP 30288093 A JP30288093 A JP 30288093A JP H07157311 A JPH07157311 A JP H07157311A
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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)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸化物超電導体のピンニング効果を向上させ
て臨界電流密度を高めることを目的とする。 【構成】 本発明は、噴霧熱分解法やゾル・ゲル法など
のμｍ以下の微細なＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 系酸化物超電
導体を作製するプロセスにおいて、その原料組成をＹリ
ッチにすることによって、内部にサブμｍ以下のＹ2 Ｂ
ａＣｕＯ5 絶縁相結晶を含むＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 系の
酸化物超電導体を製造する。
て臨界電流密度を高めることを目的とする。 【構成】 本発明は、噴霧熱分解法やゾル・ゲル法など
のμｍ以下の微細なＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 系酸化物超電
導体を作製するプロセスにおいて、その原料組成をＹリ
ッチにすることによって、内部にサブμｍ以下のＹ2 Ｂ
ａＣｕＯ5 絶縁相結晶を含むＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 系の
酸化物超電導体を製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イットリウム系の酸化
物超電導体の製造方法に関する。
物超電導体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導体に超電導電流が流れると、一般
に、自己通電により発生した磁束線、あるいは外部から
加えられた磁束線に対して、超電導電流により誘起され
たロ−レンツ力がかかるため、この磁束線がロ−レンツ
力で動いてしまうと、超電導電流と同じ方向に電圧が誘
起され、超電導体に抵抗が生じるため、超電導状態が壊
れる。そこで、上記磁束線がロ−レンツ力で動かないよ
うにするためのピンニング手段が必要である。
に、自己通電により発生した磁束線、あるいは外部から
加えられた磁束線に対して、超電導電流により誘起され
たロ−レンツ力がかかるため、この磁束線がロ−レンツ
力で動いてしまうと、超電導電流と同じ方向に電圧が誘
起され、超電導体に抵抗が生じるため、超電導状態が壊
れる。そこで、上記磁束線がロ−レンツ力で動かないよ
うにするためのピンニング手段が必要である。
【０００３】従来、ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸化物超電
導体の包晶反応による溶解・凝固プロセスで、ＹＢａ2
Ｃｕ3 Ｏ7-x 超電導結晶中へのＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相
を導入して、比較的強いピンニング効果を実現してい
る。
導体の包晶反応による溶解・凝固プロセスで、ＹＢａ2
Ｃｕ3 Ｏ7-x 超電導結晶中へのＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相
を導入して、比較的強いピンニング効果を実現してい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなピンニン
グ効果は、Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶の量とサイズに
左右され、Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶のサイズを小さ
くするに従ってピンニング効果が高くなることが確かめ
られているが、現状のＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶のサ
イズは数μｍ程度であるため、更にピンニング効果を高
めるためには、Ｙ 2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶を更にサブ
μｍのオ−ダ−に微細化することが必要である。そこで
本発明では、Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶をサブμｍ以
下に微細化することにより、ピンニング効果を高めるこ
とを解決すべき技術的課題とするものである。
グ効果は、Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶の量とサイズに
左右され、Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶のサイズを小さ
くするに従ってピンニング効果が高くなることが確かめ
られているが、現状のＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶のサ
イズは数μｍ程度であるため、更にピンニング効果を高
めるためには、Ｙ 2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶を更にサブ
μｍのオ−ダ−に微細化することが必要である。そこで
本発明では、Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶をサブμｍ以
下に微細化することにより、ピンニング効果を高めるこ
とを解決すべき技術的課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の技術的手段は、直径がμｍ以下の微細な粒子から成る
ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸化物超電導体を製造するプロ
セスで、その原料組成をＹリッチ状態にすることによ
り、粒径がサブμｍの微粒子から成るＹ2 ＢａＣｕＯ5
絶縁相結晶を内部に含むＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系超電導
体を製造することである。
の技術的手段は、直径がμｍ以下の微細な粒子から成る
ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸化物超電導体を製造するプロ
セスで、その原料組成をＹリッチ状態にすることによ
り、粒径がサブμｍの微粒子から成るＹ2 ＢａＣｕＯ5
絶縁相結晶を内部に含むＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系超電導
体を製造することである。
【０００６】
【作用】噴霧熱分解法やゾル・ゲル法などにより微細な
ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸化物超電導体を製造すると
き、その原料組成をＹリッチにすることにより、過剰に
添加されているＹ成分に応じたＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相
が反応残サとしてＹＢａ2Ｃｕ3 Ｏ7-x 結晶の中心に核
の形で存在する。この際、Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶
の大きさは、その原料組成の添加量を調整することによ
って、Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶をサブμｍ以下に微
細化することができる。尚、本体であるＹＢａ2 Ｃｕ3
Ｏ7-x 結晶自体のサイズを小さくすることによっても、
Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶を微細化することができ
る。
ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸化物超電導体を製造すると
き、その原料組成をＹリッチにすることにより、過剰に
添加されているＹ成分に応じたＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相
が反応残サとしてＹＢａ2Ｃｕ3 Ｏ7-x 結晶の中心に核
の形で存在する。この際、Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶
の大きさは、その原料組成の添加量を調整することによ
って、Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶をサブμｍ以下に微
細化することができる。尚、本体であるＹＢａ2 Ｃｕ3
Ｏ7-x 結晶自体のサイズを小さくすることによっても、
Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶を微細化することができ
る。
【０００７】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。図
１は、直径がμｍ以下の微細なＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系
酸化物超電導体を噴霧熱分解法により製造する製造装置
を略体的に示したものであり、以下にその装置を用いて
ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸化物超電導体を製造する方法
について説明する。最初、Ｙ、Ｂａ、Ｃｕの硝酸塩を使
用して各構成元素の比を、Ｙ0.7+0.6 Ｂａ1.4+0.3 Ｃｕ
2.1+0.3 、即ち、ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸化物超電導
体×０．７＋Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相×０．３になるよ
うに計量して、これを硝酸に０．５モル／Ｌの濃度に溶
かしたものを超音波噴霧器１によって霧状にする。
１は、直径がμｍ以下の微細なＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系
酸化物超電導体を噴霧熱分解法により製造する製造装置
を略体的に示したものであり、以下にその装置を用いて
ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸化物超電導体を製造する方法
について説明する。最初、Ｙ、Ｂａ、Ｃｕの硝酸塩を使
用して各構成元素の比を、Ｙ0.7+0.6 Ｂａ1.4+0.3 Ｃｕ
2.1+0.3 、即ち、ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸化物超電導
体×０．７＋Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相×０．３になるよ
うに計量して、これを硝酸に０．５モル／Ｌの濃度に溶
かしたものを超音波噴霧器１によって霧状にする。
【０００８】上記超電導原料霧を、ガス供給装置２から
供給された酸素ガスＯ2 をキャリヤ−として、９８０℃
に設定した管状電気炉３に導入し、脱硝、熱分解、結晶
化を行い、平均粒径が０．８μｍのＹ系超電導微粒子を
合成する。このとき図２に示すように、この微粒子Ａ
は、核にＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相Ｂを含んでいる。尚、
図３は、Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶を含まないＹＢａ
2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸化物超電導体の断面図である。
供給された酸素ガスＯ2 をキャリヤ−として、９８０℃
に設定した管状電気炉３に導入し、脱硝、熱分解、結晶
化を行い、平均粒径が０．８μｍのＹ系超電導微粒子を
合成する。このとき図２に示すように、この微粒子Ａ
は、核にＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相Ｂを含んでいる。尚、
図３は、Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶を含まないＹＢａ
2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸化物超電導体の断面図である。
【０００９】上記原料粉を１０００ｋｇ／cm2 の圧力で
直径２０ｍｍ、高さ１０ｍｍのペレットに成形し、１０
５０℃で２０分保持したのち、１０００℃に素早く降下
させ、１℃／ｈｏｕｒの降温速度で６００℃まで降温
し、更に室温まで３℃／ｍｉｎの速度で徐冷し、Ｙ系超
電導バルク体を合成した。
直径２０ｍｍ、高さ１０ｍｍのペレットに成形し、１０
５０℃で２０分保持したのち、１０００℃に素早く降下
させ、１℃／ｈｏｕｒの降温速度で６００℃まで降温
し、更に室温まで３℃／ｍｉｎの速度で徐冷し、Ｙ系超
電導バルク体を合成した。
【００１０】上記Ｙ系超電導バルク体は、ＹＢａ2 Ｃｕ
3 Ｏ7-x 超電導結晶粒中に平均粒径が０．１μｍ程度の
微細なＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶を含んでおり、その
電流密度は、温度が７７Ｋ（ケルビン）及び無磁場状態
で、１×１０5 Ａ／cm2 であった。
3 Ｏ7-x 超電導結晶粒中に平均粒径が０．１μｍ程度の
微細なＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶を含んでおり、その
電流密度は、温度が７７Ｋ（ケルビン）及び無磁場状態
で、１×１０5 Ａ／cm2 であった。
【００１１】次に、他の実施例を説明する。Ｙ、Ｂａ、
Ｃｕの硝酸塩を使用して各構成元素の比を、Ｙ0.7+0.6
Ｂａ1.4+0.3 Ｃｕ2.1+0.3 、即ち、ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-x 系酸化物超電導体×０．７＋Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁
相×０．３になるように計量して、これを硝酸に０．０
５モル／Ｌの濃度に溶かしたものを、超音波噴霧器１に
よって霧状にする。
Ｃｕの硝酸塩を使用して各構成元素の比を、Ｙ0.7+0.6
Ｂａ1.4+0.3 Ｃｕ2.1+0.3 、即ち、ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-x 系酸化物超電導体×０．７＋Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁
相×０．３になるように計量して、これを硝酸に０．０
５モル／Ｌの濃度に溶かしたものを、超音波噴霧器１に
よって霧状にする。
【００１２】上記超電導原料霧を、ガス供給装置２から
供給された酸素ガスＯ2 をキャリヤ−として、９８０℃
に設定した管状電気炉３に導入し、脱硝、熱分解、結晶
化を行い、平均粒径が０．２μｍのＹ系超電導微粒子を
合成する。このとき、前記実施例と同様に、この微粒子
は核にＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶を含んでいる。
供給された酸素ガスＯ2 をキャリヤ−として、９８０℃
に設定した管状電気炉３に導入し、脱硝、熱分解、結晶
化を行い、平均粒径が０．２μｍのＹ系超電導微粒子を
合成する。このとき、前記実施例と同様に、この微粒子
は核にＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶を含んでいる。
【００１３】上記原料粉を１０００ｋｇ／cm2 の圧力で
直径２０ｍｍ、高さ１０ｍｍのペレットに成形し、１０
５０℃で２０分保持したのち、１０００℃に素早く降下
させ、１℃／ｈｏｕｒの降温速度で６００℃まで降温
し、更に室温まで３℃／ｍｉｎの速度で徐冷し、Ｙ系超
電導バルク体を合成した。
直径２０ｍｍ、高さ１０ｍｍのペレットに成形し、１０
５０℃で２０分保持したのち、１０００℃に素早く降下
させ、１℃／ｈｏｕｒの降温速度で６００℃まで降温
し、更に室温まで３℃／ｍｉｎの速度で徐冷し、Ｙ系超
電導バルク体を合成した。
【００１４】上記Ｙ系超電導バルク体は、ＹＢａ2 Ｃｕ
3 Ｏ7-x 超電導結晶粒中に平均粒径が０．０５μｍ程度
の微細なＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶を含んでおり、そ
の電流密度は、７７Ｋ（ケルビン）及び無磁場状態で３
×１０5 Ａ／cm2 であった。
3 Ｏ7-x 超電導結晶粒中に平均粒径が０．０５μｍ程度
の微細なＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶を含んでおり、そ
の電流密度は、７７Ｋ（ケルビン）及び無磁場状態で３
×１０5 Ａ／cm2 であった。
【００１５】図４は、従来のＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 酸化
物超電導体、及び本実施例のＹＢａ 2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 酸化
物超電導体におけるＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶のサイ
ズ分布及び平均サイズ、更には臨界温度、臨界電流密度
を示した表図である。図４に示されるように、ＹＢａ2
Ｃｕ3 Ｏ7-x 酸化物超電導体におけるＹ2 ＢａＣｕＯ5
絶縁相の微粒子を微細化したことにより、臨界電流密度
が高くなることが確認できた。
物超電導体、及び本実施例のＹＢａ 2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 酸化
物超電導体におけるＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶のサイ
ズ分布及び平均サイズ、更には臨界温度、臨界電流密度
を示した表図である。図４に示されるように、ＹＢａ2
Ｃｕ3 Ｏ7-x 酸化物超電導体におけるＹ2 ＢａＣｕＯ5
絶縁相の微粒子を微細化したことにより、臨界電流密度
が高くなることが確認できた。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、直径がμ
ｍ以下の微細な粒子から成るＹＢａ2Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸
化物超電導体を製造するプロセスで、その原料組成をＹ
リッチ状態にすることにより、粒径がサブμｍの微粒子
から成るＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶を内部に含むＹＢ
ａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸化物超電導体を製造することがで
きるため、ピンニング効果を高め、磁場中でもＹＢａ2
Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸化物超電導体の臨界電流密度を大きく
することができるという効果がある。
ｍ以下の微細な粒子から成るＹＢａ2Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸
化物超電導体を製造するプロセスで、その原料組成をＹ
リッチ状態にすることにより、粒径がサブμｍの微粒子
から成るＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相結晶を内部に含むＹＢ
ａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸化物超電導体を製造することがで
きるため、ピンニング効果を高め、磁場中でもＹＢａ2
Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸化物超電導体の臨界電流密度を大きく
することができるという効果がある。
【図１】酸化物超電導体の微粒子を噴霧熱分解法により
製造する装置を略体的に示した構造図である。
製造する装置を略体的に示した構造図である。
【図２】粒径がサブμｍの微粒子から成るＹ2 ＢａＣｕ
Ｏ5 絶縁相結晶を内部に含むＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸
化物超電導体の断面図である。
Ｏ5 絶縁相結晶を内部に含むＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸
化物超電導体の断面図である。
【図３】ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸化物超電導体の単結
晶断面図である。
晶断面図である。
【図４】本発明により製造されたＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x
系酸化物超電導体と、従来のＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸
化物超電導体との特性を示した表図である。
系酸化物超電導体と、従来のＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系酸
化物超電導体との特性を示した表図である。
１ 超音波噴霧器 ２ ガス供給装置 ３ 管状電気炉 Ａ Ｙ系超電導微粒子 Ｂ Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相
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 Ｈ０１Ｌ 39/24 ＺＡＡ Ｂ 9276−4Ｍ // Ｈ０１Ｂ 12/00 ＺＡＡ 7244−5Ｇ
Claims (3)
- 【請求項１】 直径がμｍ以下の微細な粒子から成るＹ
Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x系酸化物超電導体を製造するプロセ
スで、その原料組成をＹリッチ状態にすることにより、
粒径がサブμｍの微粒子から成るＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁
相結晶を内部に含むＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系超電導体を
製造することを特徴とする酸化物超電導体の製造方法。 - 【請求項２】 合成条件をＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系超電
導体が安定である反応領域にとることによって、優先的
にＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 結晶を成長させ、過剰に添加さ
れているＹ成分に応じたＹ2 ＢａＣｕＯ5 絶縁相を反応
残サとして結晶内に残すことを特徴とする請求項１の酸
化物超電導体の製造方法。 - 【請求項３】 原料組成の調整によって、Ｙ2 ＢａＣｕ
Ｏ5 絶縁相の大きさをコントロ−ルすることを特徴とす
る請求項１の酸化物超電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5302880A JPH07157311A (ja) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | 酸化物超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5302880A JPH07157311A (ja) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | 酸化物超電導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07157311A true JPH07157311A (ja) | 1995-06-20 |
Family
ID=17914220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5302880A Pending JPH07157311A (ja) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | 酸化物超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07157311A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009011149A1 (ja) * | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 酸化物超電導体原料粉末の製造方法 |
| JP2009238500A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Chubu Electric Power Co Inc | 酸化物超電導線材及び酸化物超電導線材の製造方法 |
-
1993
- 1993-12-02 JP JP5302880A patent/JPH07157311A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009011149A1 (ja) * | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 酸化物超電導体原料粉末の製造方法 |
| JP2009238500A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Chubu Electric Power Co Inc | 酸化物超電導線材及び酸化物超電導線材の製造方法 |
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