JPH07223817A - ビスマス系酸化物超電導体用の原料粉末 - Google Patents
ビスマス系酸化物超電導体用の原料粉末Info
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- JPH07223817A JPH07223817A JP6015451A JP1545194A JPH07223817A JP H07223817 A JPH07223817 A JP H07223817A JP 6015451 A JP6015451 A JP 6015451A JP 1545194 A JP1545194 A JP 1545194A JP H07223817 A JPH07223817 A JP H07223817A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】溶融凝固処理時の第二相等の析出による弊害を
防止し、高い臨界電流密度を有するビスマス２２１２相
系酸化物超電導体を製造する。 【構成】Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物であっ
て、構成金属元素のモル数の比がＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃ
ｕ＝１．９５：２．１７：０．９８：２近傍の組成で、
平均粒径が０．５μｍ程度の酸化物仮焼粉末を、ドクタ
ーブレード法で厚膜状に成形した後、溶融凝固処理す
る。
防止し、高い臨界電流密度を有するビスマス２２１２相
系酸化物超電導体を製造する。 【構成】Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物であっ
て、構成金属元素のモル数の比がＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃ
ｕ＝１．９５：２．１７：０．９８：２近傍の組成で、
平均粒径が０．５μｍ程度の酸化物仮焼粉末を、ドクタ
ーブレード法で厚膜状に成形した後、溶融凝固処理す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビスマス系酸化物超電
導体用の原料粉末、特に溶融凝固法に用いるビスマス系
酸化物超電導体用の原料粉末に関するものである。
導体用の原料粉末、特に溶融凝固法に用いるビスマス系
酸化物超電導体用の原料粉末に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、液体窒素温度以上で超電導転移を
示す酸化物超電導体が次々と発見され、その応用のため
に線材やテープ材等への成形方法が報告されている。代
表的な製法例としてドクターブレード法、ディップコー
ト法、金属シース法が挙げられる。
示す酸化物超電導体が次々と発見され、その応用のため
に線材やテープ材等への成形方法が報告されている。代
表的な製法例としてドクターブレード法、ディップコー
ト法、金属シース法が挙げられる。
【０００３】ドクターブレード法は、仮焼・粉砕を繰り
返して作製した酸化物超電導体の微粉末に、結合剤・可
塑剤の役割を有する有機溶媒、分散剤等を加えてスラリ
ー状とし、これを１〜３００μｍ程度の間隙から離型性
の良好なフィルム上に連続的に流し出すことにより、グ
リーンシートを成形し、目的形状に加工した後、熱処理
により有機溶媒の蒸発・酸化除去、酸化物超電導体の焼
結や溶融凝固等を行って、テープ材料を得る方法であ
る。
返して作製した酸化物超電導体の微粉末に、結合剤・可
塑剤の役割を有する有機溶媒、分散剤等を加えてスラリ
ー状とし、これを１〜３００μｍ程度の間隙から離型性
の良好なフィルム上に連続的に流し出すことにより、グ
リーンシートを成形し、目的形状に加工した後、熱処理
により有機溶媒の蒸発・酸化除去、酸化物超電導体の焼
結や溶融凝固等を行って、テープ材料を得る方法であ
る。
【０００４】また、上記と同様のスラリーに、基材を浸
漬した後引き上げることにより基材上に酸化物超電導体
層を形成するディップコート法も開発されている。ディ
ップコート法は、ドクターブレード法に比べて、より簡
便に長尺のテープ材料を製造することが可能である。
漬した後引き上げることにより基材上に酸化物超電導体
層を形成するディップコート法も開発されている。ディ
ップコート法は、ドクターブレード法に比べて、より簡
便に長尺のテープ材料を製造することが可能である。
【０００５】金属シース法を利用した製法は、酸化物超
電導体仮焼粉末を銀などの金属パイプに充填し、線引
き、圧延、高温での熱処理等を行うことにより超電導線
材を作製するというものである。
電導体仮焼粉末を銀などの金属パイプに充填し、線引
き、圧延、高温での熱処理等を行うことにより超電導線
材を作製するというものである。
【０００６】液体窒素温度以上で超電導転移を示す酸化
物超電導体の一種であるビスマス系酸化物超電導体で
は、組成式がＢｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏy （ｙは酸素
量）からなる結晶相（以下２２１２相という）につい
て、ドクターブレード法、ディップコート法、金属シー
ス法と溶融凝固法を組み合わせることにより、臨界電流
密度の高い超電導材料を製造することが可能になってい
る。
物超電導体の一種であるビスマス系酸化物超電導体で
は、組成式がＢｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏy （ｙは酸素
量）からなる結晶相（以下２２１２相という）につい
て、ドクターブレード法、ディップコート法、金属シー
ス法と溶融凝固法を組み合わせることにより、臨界電流
密度の高い超電導材料を製造することが可能になってい
る。
【０００７】ドクターブレード法やディップコート法を
用いた場合では、仮焼・粉砕を繰り返して２２１２相の
微粉末を作製し、基体状に２２１２相の微粉末を含むド
クターブレード層あるいはディップコート層を成形し、
２２１２相が分解溶融する温度よりやや高い温度から凝
固温度より低い温度まで徐冷することにより超電導線材
を作製する。このとき超電導電流の流れやすい配向組織
が得られ、臨界電流密度の高い超電導材料が得られる。
このときの基体としては銀が好ましいこと、また高温熱
加熱中のビスマス成分の飛散による組成変動を防ぐた
め、溶融凝固処理は酸化ビスマス蒸気中で行うことが好
ましいことが知られている。
用いた場合では、仮焼・粉砕を繰り返して２２１２相の
微粉末を作製し、基体状に２２１２相の微粉末を含むド
クターブレード層あるいはディップコート層を成形し、
２２１２相が分解溶融する温度よりやや高い温度から凝
固温度より低い温度まで徐冷することにより超電導線材
を作製する。このとき超電導電流の流れやすい配向組織
が得られ、臨界電流密度の高い超電導材料が得られる。
このときの基体としては銀が好ましいこと、また高温熱
加熱中のビスマス成分の飛散による組成変動を防ぐた
め、溶融凝固処理は酸化ビスマス蒸気中で行うことが好
ましいことが知られている。
【０００８】金属シース法を用いた場合も、上記と同様
に仮焼・粉砕を繰り返して２２１２相の微粉末を作製
し、金属パイプに２２１２微粉末を充填し、線引き・圧
延等の工程を繰り返し、２２１２相が分解溶融する温度
よりやや高い温度で溶融し、この温度から凝固温度より
低い温度まで徐冷することにより超電導線材を作製す
る。このとき超電導電流の流れやすい配向組織が得ら
れ、臨界電流密度の高い超電導材料が得られる。
に仮焼・粉砕を繰り返して２２１２相の微粉末を作製
し、金属パイプに２２１２微粉末を充填し、線引き・圧
延等の工程を繰り返し、２２１２相が分解溶融する温度
よりやや高い温度で溶融し、この温度から凝固温度より
低い温度まで徐冷することにより超電導線材を作製す
る。このとき超電導電流の流れやすい配向組織が得ら
れ、臨界電流密度の高い超電導材料が得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、溶融凝固処理
過程において２２１２相のみを単相で析出、配向させる
のは非常に困難で、粒界等に不純物相である第二相等が
析出し、臨界電流密度を低下させる要因となっている。
特に、粗大な第二相等が生じてしまうと、超電導体層の
組織、特性の均質性は大きく低下し、臨界電流密度の低
下が著しくなるという問題点があった。本発明は、溶融
凝固法による２２１２相系酸化物超電導体を作製する
際、第二相等の析出による弊害を防止し、高い臨界電流
密度を有する酸化物超電導体を作製することを目的とす
る。
過程において２２１２相のみを単相で析出、配向させる
のは非常に困難で、粒界等に不純物相である第二相等が
析出し、臨界電流密度を低下させる要因となっている。
特に、粗大な第二相等が生じてしまうと、超電導体層の
組織、特性の均質性は大きく低下し、臨界電流密度の低
下が著しくなるという問題点があった。本発明は、溶融
凝固法による２２１２相系酸化物超電導体を作製する
際、第二相等の析出による弊害を防止し、高い臨界電流
密度を有する酸化物超電導体を作製することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｂｉ−Ｓｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物粉末であって、構成金属元素
のモル数の比をＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝ａ：ｂ：ｃ：
２としたときに、 １．９０＜ａ＜２．００ ２．１０＜ｂ＜２．２５ ０．９０＜ｃ＜１．０２ の条件を満たす組成のビスマス系酸化物超電導体用の原
料粉末を提供するものである。
Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物粉末であって、構成金属元素
のモル数の比をＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝ａ：ｂ：ｃ：
２としたときに、 １．９０＜ａ＜２．００ ２．１０＜ｂ＜２．２５ ０．９０＜ｃ＜１．０２ の条件を満たす組成のビスマス系酸化物超電導体用の原
料粉末を提供するものである。
【００１１】本発明の原料粉末は、２２１２相に比較し
てややＳｒが多く、Ｂｉ，Ｃａの少ない組成を有するも
のであり、構成金属元素のモル数の比がＢｉ：Ｓｒ：Ｃ
ａ：Ｃｕ＝１．９５：２．１７：０．９８：２を中心と
する組成を有する。ａ，ｂ，ｃのさらに好ましい範囲
は、 １．９３＜ａ＜１．９８ ２．１５＜ｂ＜２．２０ ０．９５＜ｃ＜１．００ である。
てややＳｒが多く、Ｂｉ，Ｃａの少ない組成を有するも
のであり、構成金属元素のモル数の比がＢｉ：Ｓｒ：Ｃ
ａ：Ｃｕ＝１．９５：２．１７：０．９８：２を中心と
する組成を有する。ａ，ｂ，ｃのさらに好ましい範囲
は、 １．９３＜ａ＜１．９８ ２．１５＜ｂ＜２．２０ ０．９５＜ｃ＜１．００ である。
【００１２】本発明の原料粉末において、ａ≧２．００
の場合は、超電導粉末の分解溶融時の粘度が低下し、溶
融時の形状保持が困難になり、さらに、Ｂｉ−（Ｓｒ，
Ｃａ）−Ｏ等の化合物が析出量が増大し、臨界電流密度
が低下するので不適当である。
の場合は、超電導粉末の分解溶融時の粘度が低下し、溶
融時の形状保持が困難になり、さらに、Ｂｉ−（Ｓｒ，
Ｃａ）−Ｏ等の化合物が析出量が増大し、臨界電流密度
が低下するので不適当である。
【００１３】ｂ≦２．１０の場合は、溶融凝固処理時に
（Ｓｒ，Ｃａ）−Ｃｕ−Ｏ等の化合物が粗大成長し、臨
界電流密度が低下するので不適当である。
（Ｓｒ，Ｃａ）−Ｃｕ−Ｏ等の化合物が粗大成長し、臨
界電流密度が低下するので不適当である。
【００１４】ａ≦１．９０またはｂ≦２．１０である場
合は、仮焼粉末を溶融凝固処理すると、第二相の（Ｓ
ｒ，Ｃａ）−Ｃｕ−Ｏ等の化合物が粗大成長し、臨界電
流密度が低下するので不適当である。ａ≧２．００また
はｂ≧２．２５である場合は、粉末を溶融凝固するとＢ
ｉ2 Ｓｒ2 ＣｕＯy （以下２２０１相という）の析出量
が多くなり臨界電流密度が低下する。
合は、仮焼粉末を溶融凝固処理すると、第二相の（Ｓ
ｒ，Ｃａ）−Ｃｕ−Ｏ等の化合物が粗大成長し、臨界電
流密度が低下するので不適当である。ａ≧２．００また
はｂ≧２．２５である場合は、粉末を溶融凝固するとＢ
ｉ2 Ｓｒ2 ＣｕＯy （以下２２０１相という）の析出量
が多くなり臨界電流密度が低下する。
【００１５】ｃ≦０．９０の場合は、粉末を溶融凝固処
理したときにＢｉ−（Ｓｒ，Ｃａ）−Ｏ等の化合物が析
出し、臨界電流密度が低下する。ｃ≧１．０２の場合
は、（Ｓｒ，Ｃａ）−Ｃｕ−Ｏ等の化合物が多く析出
し、臨界電流密度が低下する。
理したときにＢｉ−（Ｓｒ，Ｃａ）−Ｏ等の化合物が析
出し、臨界電流密度が低下する。ｃ≧１．０２の場合
は、（Ｓｒ，Ｃａ）−Ｃｕ−Ｏ等の化合物が多く析出
し、臨界電流密度が低下する。
【００１６】粉末の平均粒径は、１．０μｍ以下である
ことが好ましい。平均粒径が１．０μｍを超える場合
は、溶融凝固処理した後で均一な凝固組織が得にいので
好ましくない。さらに好ましい平均粒径の範囲は、０．
３〜０．８μｍである。特に、粒径が１．３μｍ以下の
粉末が個数基準で９０％以上の場合は特に好ましい。
ことが好ましい。平均粒径が１．０μｍを超える場合
は、溶融凝固処理した後で均一な凝固組織が得にいので
好ましくない。さらに好ましい平均粒径の範囲は、０．
３〜０．８μｍである。特に、粒径が１．３μｍ以下の
粉末が個数基準で９０％以上の場合は特に好ましい。
【００１７】この粉末は、単一の結晶相からなる必要は
なく複数の結晶相の混合物からなるものでもよい。主結
晶相として２２１２相を含む場合は、溶融凝固の際に均
一な組織が得られるので好ましい。２２１２相の好まし
い含有量は７０重量％以上である。特に好ましい含有量
は９０重量％である。
なく複数の結晶相の混合物からなるものでもよい。主結
晶相として２２１２相を含む場合は、溶融凝固の際に均
一な組織が得られるので好ましい。２２１２相の好まし
い含有量は７０重量％以上である。特に好ましい含有量
は９０重量％である。
【００１８】本発明のビスマス系酸化物超電導体用の原
料粉末の製造方法としては、特に限定されない。粉末を
構成する金属元素を含有する化合物を、所定の組成にな
るように混合し、仮焼・粉砕を繰り返す方法が、組成的
に均一で、かつ２２１２相の含有量の多い粉末が得られ
る点で好ましい。
料粉末の製造方法としては、特に限定されない。粉末を
構成する金属元素を含有する化合物を、所定の組成にな
るように混合し、仮焼・粉砕を繰り返す方法が、組成的
に均一で、かつ２２１２相の含有量の多い粉末が得られ
る点で好ましい。
【００１９】本発明のビスマス系酸化物超電導体用の原
料粉末は、その少なくとも一部を溶融した後、冷却して
凝固することにより、実質的に２２１２相単相からなる
高い特性の酸化物超電導体を得ることができる。具体的
には、基体上にドクターブレード法またはディップコー
ト法により上記原料粉末を厚膜状に成形した後、溶融凝
固する場合、あるいは、金属シースに充填し、溶融凝固
する場合は、基体上に主析出相である２２１２相の結晶
のｃ軸が基体の長手方向に垂直に配向した組織を持つの
で好ましい。
料粉末は、その少なくとも一部を溶融した後、冷却して
凝固することにより、実質的に２２１２相単相からなる
高い特性の酸化物超電導体を得ることができる。具体的
には、基体上にドクターブレード法またはディップコー
ト法により上記原料粉末を厚膜状に成形した後、溶融凝
固する場合、あるいは、金属シースに充填し、溶融凝固
する場合は、基体上に主析出相である２２１２相の結晶
のｃ軸が基体の長手方向に垂直に配向した組織を持つの
で好ましい。
【００２０】このときの基体としては、ビスマス系酸化
物超電導体組成の融液と反応して特性の劣化しないもの
であれば、適宜、金属またはセラミックスを使用するこ
とができる。特に、組成物の部分溶融温度を低下させ、
２２１２相の配向を促進する銀または銀合金が好まし
い。
物超電導体組成の融液と反応して特性の劣化しないもの
であれば、適宜、金属またはセラミックスを使用するこ
とができる。特に、組成物の部分溶融温度を低下させ、
２２１２相の配向を促進する銀または銀合金が好まし
い。
【００２１】
【作用】本発明の原料粉末を溶融凝固処理すると、処理
後に得られる超電導体の組織中で２２１２相以外の不純
物相、特に（Ｓｒ，Ｃａ）−Ｃｕ−Ｏ相の成長が抑制さ
れ、量的にも減少し、その分布も微細化かつ平均化され
る。このため均一性の高い高臨界電流密度の超電導材料
が再現性よく得られるものと考えられる。
後に得られる超電導体の組織中で２２１２相以外の不純
物相、特に（Ｓｒ，Ｃａ）−Ｃｕ−Ｏ相の成長が抑制さ
れ、量的にも減少し、その分布も微細化かつ平均化され
る。このため均一性の高い高臨界電流密度の超電導材料
が再現性よく得られるものと考えられる。
【００２２】
実施例１ 種々の配合比で酸化物原料粉末を混合し、８００℃から
８１０℃で１０時間程度の仮焼と粉砕を数回繰り返し
て、２２１２相を主とするビスマス系酸化物超電導体用
の原料粉末を作製した。２２１２相の含有量はいずれも
９０重量％以上であった。この粉末５ｍｇを５０ｍｌの
９Ｎ硝酸で溶解し、ＩＣＰ（誘導結合高周波プラズマ）
発光分光分析により組成を求めた。組成例を表１に示
す。また走査型電子顕微鏡で粉末を観察し、画像解析に
より平均粒径を求めたところ、いずれも０．３〜０．７
μｍの範囲内であった。
８１０℃で１０時間程度の仮焼と粉砕を数回繰り返し
て、２２１２相を主とするビスマス系酸化物超電導体用
の原料粉末を作製した。２２１２相の含有量はいずれも
９０重量％以上であった。この粉末５ｍｇを５０ｍｌの
９Ｎ硝酸で溶解し、ＩＣＰ（誘導結合高周波プラズマ）
発光分光分析により組成を求めた。組成例を表１に示
す。また走査型電子顕微鏡で粉末を観察し、画像解析に
より平均粒径を求めたところ、いずれも０．３〜０．７
μｍの範囲内であった。
【００２３】これらの粉末を用いてドクターブレード法
により厚さ約３０μｍの厚膜を成形した。これを幅３ｍ
ｍ長さ２０ｍｍに切断し、厚さ５０μｍの銀箔上に載置
し、約３００℃／時で８９１℃まで昇温し、この温度で
５分間保持し、５℃／時で８３５℃まで徐冷後、８３５
℃で１時間保持することにより溶融凝固処理を行い、さ
らに室温まで空冷した。溶融凝固処理は、Ｂｉ2 Ｏ3 と
Ａｌ2 Ｏ3 混合粉末を内部に含む準密閉容器中で行い、
雰囲気を調整した。次に、約０．０４％の酸素を含む雰
囲気下で５００℃まで５００℃／時の昇温速度で昇温
し、５００℃で５時間保持後、約１０００℃／時で室温
まで降温してアニールを施した。
により厚さ約３０μｍの厚膜を成形した。これを幅３ｍ
ｍ長さ２０ｍｍに切断し、厚さ５０μｍの銀箔上に載置
し、約３００℃／時で８９１℃まで昇温し、この温度で
５分間保持し、５℃／時で８３５℃まで徐冷後、８３５
℃で１時間保持することにより溶融凝固処理を行い、さ
らに室温まで空冷した。溶融凝固処理は、Ｂｉ2 Ｏ3 と
Ａｌ2 Ｏ3 混合粉末を内部に含む準密閉容器中で行い、
雰囲気を調整した。次に、約０．０４％の酸素を含む雰
囲気下で５００℃まで５００℃／時の昇温速度で昇温
し、５００℃で５時間保持後、約１０００℃／時で室温
まで降温してアニールを施した。
【００２４】この熱処理により、２２１２相が主な析出
相となる超電導体厚膜線材が得られた。超電導体層の厚
さは５〜６μｍであり、２２１２相はｃ面配向組織を形
成した。この結果得られた超電導体について、直流四端
子法により７７Ｋでの臨界電流密度を測定した。結果を
表１に示す。組成番号の後に＊があるのは、本発明の原
料粉体であり、いずれも２５０００Ａ／ｃｍ2 以上の高
い臨界電流密度を示した。
相となる超電導体厚膜線材が得られた。超電導体層の厚
さは５〜６μｍであり、２２１２相はｃ面配向組織を形
成した。この結果得られた超電導体について、直流四端
子法により７７Ｋでの臨界電流密度を測定した。結果を
表１に示す。組成番号の後に＊があるのは、本発明の原
料粉体であり、いずれも２５０００Ａ／ｃｍ2 以上の高
い臨界電流密度を示した。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１に示した比較例において、本発明の組
成よりＣａが多い組成では、（Ｓｒ，Ｃａ）−Ｃｕ−Ｏ
等の化合物の粗大な粒子が成長しており、これが原因で
臨界電流密度が低下するものと考えられる。本発明の組
成よりＢｉが多い組成の粉末を溶融凝固した場合は、組
成物の部分溶融温度が低下し、溶融の粘度が低下して形
状保持が困難になり、さらにＢｉ−（Ｓｒ，Ｃａ）−Ｏ
等の化合物が多く析出するために臨界電流密度が低下す
ると考えられる。本発明の組成よりＳｒが多い組成の粉
末を溶融凝固した場合は、２２０１相の析出が多くなる
ため、臨界電流密度が低下すると考えられる。
成よりＣａが多い組成では、（Ｓｒ，Ｃａ）−Ｃｕ−Ｏ
等の化合物の粗大な粒子が成長しており、これが原因で
臨界電流密度が低下するものと考えられる。本発明の組
成よりＢｉが多い組成の粉末を溶融凝固した場合は、組
成物の部分溶融温度が低下し、溶融の粘度が低下して形
状保持が困難になり、さらにＢｉ−（Ｓｒ，Ｃａ）−Ｏ
等の化合物が多く析出するために臨界電流密度が低下す
ると考えられる。本発明の組成よりＳｒが多い組成の粉
末を溶融凝固した場合は、２２０１相の析出が多くなる
ため、臨界電流密度が低下すると考えられる。
【００２７】実施例２ 実施例１で作成した種々の原料粉末を銀パイプ中に充填
し、線引き、圧延、プレスを数回繰り返してテープ状短
尺線材を作製した。これら試料を、約３００℃／時で８
９１℃まで昇温し、この温度で５分間保持し、５℃／時
で８３５℃まで徐冷後、８３５℃で１時間保持すること
により溶融凝固処理を行い、さらに室温まで空冷した。
次に、約０．０４％の酸素を含む雰囲気下で５００℃ま
で５００℃／時の昇温速度で昇温し、５００℃で５時間
保持後、約１０００℃／時で室温まで降温してアニール
を施した。
し、線引き、圧延、プレスを数回繰り返してテープ状短
尺線材を作製した。これら試料を、約３００℃／時で８
９１℃まで昇温し、この温度で５分間保持し、５℃／時
で８３５℃まで徐冷後、８３５℃で１時間保持すること
により溶融凝固処理を行い、さらに室温まで空冷した。
次に、約０．０４％の酸素を含む雰囲気下で５００℃ま
で５００℃／時の昇温速度で昇温し、５００℃で５時間
保持後、約１０００℃／時で室温まで降温してアニール
を施した。
【００２８】この熱処理により、実質的に２２１２相が
主な結晶相となる超電導体シース線材が得られた。２２
１２相はｃ面配向組織を形成した。この結果得られた超
電導体について、直流四端子法により７７Ｋでの臨界電
流密度を測定した。結果を表２に示す。組成番号の後に
＊があるのは、本発明の原料粉体であり、いずれも２０
０００Ａ／ｃｍ2 以上の高い臨界電流密度を示した。
主な結晶相となる超電導体シース線材が得られた。２２
１２相はｃ面配向組織を形成した。この結果得られた超
電導体について、直流四端子法により７７Ｋでの臨界電
流密度を測定した。結果を表２に示す。組成番号の後に
＊があるのは、本発明の原料粉体であり、いずれも２０
０００Ａ／ｃｍ2 以上の高い臨界電流密度を示した。
【００２９】
【表２】
【００３０】実施例３ 混合粉末の組成がモル比でＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝
１．９５：２．１７：０．９８：２になる配合で酸化物
原料粉末を混合し、８００℃から８１０℃で１０時間程
度の仮焼と粉砕を数回繰り返し、２２１２相が９０重量
％含まれる粉末を作製した。このとき粉末の平均粒径が
表３のようになるように粉砕工程を調整した。これらの
粉末を用いてドクターブレード法により厚さ約３０μｍ
の厚膜を成形した。これを幅３ｍｍ長さ２０ｍｍに切断
し、厚さ５０μｍの銀箔上に載置し、これをＢｉ2 Ｏ3
とＡｌ2 Ｏ3 混合粉末上に置き、準密閉容器中に入れ、
実施例１と同様な溶融凝固処理を行った。
１．９５：２．１７：０．９８：２になる配合で酸化物
原料粉末を混合し、８００℃から８１０℃で１０時間程
度の仮焼と粉砕を数回繰り返し、２２１２相が９０重量
％含まれる粉末を作製した。このとき粉末の平均粒径が
表３のようになるように粉砕工程を調整した。これらの
粉末を用いてドクターブレード法により厚さ約３０μｍ
の厚膜を成形した。これを幅３ｍｍ長さ２０ｍｍに切断
し、厚さ５０μｍの銀箔上に載置し、これをＢｉ2 Ｏ3
とＡｌ2 Ｏ3 混合粉末上に置き、準密閉容器中に入れ、
実施例１と同様な溶融凝固処理を行った。
【００３１】この結果得られた超電導体を、直流四端子
法により７７Ｋでの臨界電流密度を測定した。表３に、
粉末平均粒径と、溶融凝固処理後の臨界電流密度を示
す。組成番号の後ろに＊があるのは本発明の組成物で、
いずれも２５０００Ａ／ｃｍ2以上の高い臨界電流密度
を示した。最も臨界電流密度の高かった平均粒径０．５
μｍの粉末について、ＢＥＴ法により非表面積を測定し
たところ４．２ｍ2 ／ｇであった。平均粒径が１．０μ
ｍを超える場合は、平均粒径が大きくなにしたがい溶融
凝固処理後の組織が不均一になるために臨界電流密度が
低下すると考えられる。
法により７７Ｋでの臨界電流密度を測定した。表３に、
粉末平均粒径と、溶融凝固処理後の臨界電流密度を示
す。組成番号の後ろに＊があるのは本発明の組成物で、
いずれも２５０００Ａ／ｃｍ2以上の高い臨界電流密度
を示した。最も臨界電流密度の高かった平均粒径０．５
μｍの粉末について、ＢＥＴ法により非表面積を測定し
たところ４．２ｍ2 ／ｇであった。平均粒径が１．０μ
ｍを超える場合は、平均粒径が大きくなにしたがい溶融
凝固処理後の組織が不均一になるために臨界電流密度が
低下すると考えられる。
【００３２】
【表３】
【００３３】
【発明の効果】本発明のビスマス系酸化物超電導体用の
原料粉末は、溶融凝固した場合に、２２１２相内の不純
物相、特に（Ｓｒ，Ｃａ）−Ｃｕ−Ｏ等の不純物相の成
長が抑制され、量的にも析出量が減少し、さらにその分
布も微細かつ平均的になる。このため、均一性が高く、
かつ高臨界電流密度の超電導材料が、再現性よく製造で
きる。
原料粉末は、溶融凝固した場合に、２２１２相内の不純
物相、特に（Ｓｒ，Ｃａ）−Ｃｕ−Ｏ等の不純物相の成
長が抑制され、量的にも析出量が減少し、さらにその分
布も微細かつ平均的になる。このため、均一性が高く、
かつ高臨界電流密度の超電導材料が、再現性よく製造で
きる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 13/00 ５６５ Ｄ
Claims (6)
- 【請求項１】Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物粉
末であって、構成金属元素のモル数の比をＢｉ：Ｓｒ：
Ｃａ：Ｃｕ＝ａ：ｂ：ｃ：２としたときに、 １．９０＜ａ＜２．００ ２．１０＜ｂ＜２．２５ ０．９０＜ｃ＜１．０２ の条件を満たす組成のビスマス系酸化物超電導体用の原
料粉末。 - 【請求項２】平均粒径が０．３〜１．０μｍである請求
項１のビスマス系酸化物超電導体用の原料粉末。 - 【請求項３】組成式がＢｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏy
（ｙは酸素量）からなる結晶相の含有量が７０重量％以
上である請求項１または請求項２のビスマス系酸化物超
電導体用の原料粉末。 - 【請求項４】請求項１〜３いずれか１のビスマス系酸化
物超電導体用の原料粉末を、溶融凝固するビスマス系酸
化物超電導体の製造方法。 - 【請求項５】ビスマス系酸化物超電導体用の原料粉末
を、ドクターブレード法またはディップコート法により
厚膜状に成形した後、溶融凝固する請求項４のビスマス
系酸化物超電導体の製造方法。 - 【請求項６】ビスマス系酸化物超電導体用の原料粉末
を、金属シースに充填し、溶融凝固する請求項４のビス
マス系酸化物超電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6015451A JPH07223817A (ja) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | ビスマス系酸化物超電導体用の原料粉末 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6015451A JPH07223817A (ja) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | ビスマス系酸化物超電導体用の原料粉末 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07223817A true JPH07223817A (ja) | 1995-08-22 |
Family
ID=11889174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6015451A Pending JPH07223817A (ja) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | ビスマス系酸化物超電導体用の原料粉末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07223817A (ja) |
-
1994
- 1994-02-09 JP JP6015451A patent/JPH07223817A/ja active Pending
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