JPH07277730A - 高ダンピング酸化物超伝導材料およびその製造方法 - Google Patents
高ダンピング酸化物超伝導材料およびその製造方法Info
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- JPH07277730A JPH07277730A JP6097933A JP9793394A JPH07277730A JP H07277730 A JPH07277730 A JP H07277730A JP 6097933 A JP6097933 A JP 6097933A JP 9793394 A JP9793394 A JP 9793394A JP H07277730 A JPH07277730 A JP H07277730A
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気浮上装置などで振動の減衰のために用い
るダンピング特性の大きい酸化物超伝導材料を提供す
る。 【構成】 ＲＥ、Ｂａ、Ｃｕの酸化物を含む前駆体から
成形体を作製し、これを成形体中が２１１相と液相から
なる半溶融状態に加熱し、その後酸化性雰囲気中で徐冷
することで単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 相中にＲ
Ｅ2 ＢａＣｕＯ5が分散した組織または、さらにＢａＣ
ｕＯ2 、ＣｕＯ、またはＡｇが粒状に分散した組織を有
する超伝導材料を製造し、７７Ｋ、１ＴにおいてＪC が
２０００Ａ／ｃｍ2 以下である高ダンピング酸化物超伝
導材料。
るダンピング特性の大きい酸化物超伝導材料を提供す
る。 【構成】 ＲＥ、Ｂａ、Ｃｕの酸化物を含む前駆体から
成形体を作製し、これを成形体中が２１１相と液相から
なる半溶融状態に加熱し、その後酸化性雰囲気中で徐冷
することで単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 相中にＲ
Ｅ2 ＢａＣｕＯ5が分散した組織または、さらにＢａＣ
ｕＯ2 、ＣｕＯ、またはＡｇが粒状に分散した組織を有
する超伝導材料を製造し、７７Ｋ、１ＴにおいてＪC が
２０００Ａ／ｃｍ2 以下である高ダンピング酸化物超伝
導材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃ
ｕ3 Ｏ7-x （０≦ｘ≦０．３）（以下すべてＲＥはＹ、
Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｙｂ、Ｌｕからなる希土類元素のいずれかまたはこ
れらの組み合わせ）中に少なくともＲＥ2 ＢａＣｕＯ5
を含む酸化物超伝導ダンピング材料およびその製造方法
に関するものであり、主に磁気浮上関連の分野に用いら
れる。
ｕ3 Ｏ7-x （０≦ｘ≦０．３）（以下すべてＲＥはＹ、
Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｙｂ、Ｌｕからなる希土類元素のいずれかまたはこ
れらの組み合わせ）中に少なくともＲＥ2 ＢａＣｕＯ5
を含む酸化物超伝導ダンピング材料およびその製造方法
に関するものであり、主に磁気浮上関連の分野に用いら
れる。
【０００２】
【従来の技術】臨界温度が液体窒素温度（７７Ｋ）を超
える酸化物超伝導材料の発見により、超伝導材料の利用
分野も多岐に亘るようになっている。この中で単結晶状
のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 中にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 がが
微細分散したバルク超伝導材料（いわゆるＱＭＧ材料）
はその高い臨界電流密度（ＪC ）特性のために、磁気浮
上搬送、磁気浮上ベアリング、磁気浮上フライホイール
等へ応用が期待されている。この様な磁気浮上は図２に
原理図を示すが、高いＪC を有するＱＭＧ材料１と永久
磁石２とを組み合わせ、永久磁石の磁束をＱＭＧ材料が
トラップすることによって、安定に浮上させるものであ
る。この様な状態においては、平衡状態からずれた場
合、元の位置に戻そうとする力が働き、この結果高度な
制御機構が無くても安定に浮上させることが可能にな
る。なお図中３は断熱材、４は液体窒素である。
える酸化物超伝導材料の発見により、超伝導材料の利用
分野も多岐に亘るようになっている。この中で単結晶状
のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 中にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 がが
微細分散したバルク超伝導材料（いわゆるＱＭＧ材料）
はその高い臨界電流密度（ＪC ）特性のために、磁気浮
上搬送、磁気浮上ベアリング、磁気浮上フライホイール
等へ応用が期待されている。この様な磁気浮上は図２に
原理図を示すが、高いＪC を有するＱＭＧ材料１と永久
磁石２とを組み合わせ、永久磁石の磁束をＱＭＧ材料が
トラップすることによって、安定に浮上させるものであ
る。この様な状態においては、平衡状態からずれた場
合、元の位置に戻そうとする力が働き、この結果高度な
制御機構が無くても安定に浮上させることが可能にな
る。なお図中３は断熱材、４は液体窒素である。
【０００３】しかしながら、この様な磁気浮上を上記応
用分野に適用する場合、平衡位置での振動を抑制する必
要がある。例えば磁気浮上搬送では搬送されているもの
が平衡点で長時間振動することになり、位置決め精度が
悪くなる。また磁気浮上ベアリングでは、回転数が固有
振動数に達した時に、共振現象により振動が増大し、回
転軸がはずれてしまうことになる。上記のような振動を
減衰させる機構はダンピングと呼ばれるものであり、十
分に大きなダンピングが磁気浮上応用には必要である。
用分野に適用する場合、平衡位置での振動を抑制する必
要がある。例えば磁気浮上搬送では搬送されているもの
が平衡点で長時間振動することになり、位置決め精度が
悪くなる。また磁気浮上ベアリングでは、回転数が固有
振動数に達した時に、共振現象により振動が増大し、回
転軸がはずれてしまうことになる。上記のような振動を
減衰させる機構はダンピングと呼ばれるものであり、十
分に大きなダンピングが磁気浮上応用には必要である。
【０００４】磁気的な振動を減衰させる方法には、銅や
銀等の高い電気伝導率を有する金属材料を振動する磁場
空間に配置し、電磁誘導による電流を金属材料中に流
し、ジュール熱にして放出する方法が良く知られてい
る。すなわち金属材料を用い振動のエネルギーを電気エ
ネルギーに変えさらに熱エネルギーに変えてダンピング
させている。この時、電気伝導率の大きなものほどダン
ピング効率は高くなる。
銀等の高い電気伝導率を有する金属材料を振動する磁場
空間に配置し、電磁誘導による電流を金属材料中に流
し、ジュール熱にして放出する方法が良く知られてい
る。すなわち金属材料を用い振動のエネルギーを電気エ
ネルギーに変えさらに熱エネルギーに変えてダンピング
させている。この時、電気伝導率の大きなものほどダン
ピング効率は高くなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、窒素の
沸点や融点等の温度領域では、格子振動が電気抵抗の主
たる要因になるため、焼きなました無酸素銅や高純度の
銀でさえ、１０7 〔１／Ω・ｃｍ〕以下の電気伝導率を
得ることは原理的に不可能であり、ダンピング効率に限
界があった。そこで本発明者は超伝導材料を用いること
ではじめてこの限界を克服し、高ダンピング特性を有す
る超伝導材料およびその製造方法を提供するものであ
る。
沸点や融点等の温度領域では、格子振動が電気抵抗の主
たる要因になるため、焼きなました無酸素銅や高純度の
銀でさえ、１０7 〔１／Ω・ｃｍ〕以下の電気伝導率を
得ることは原理的に不可能であり、ダンピング効率に限
界があった。そこで本発明者は超伝導材料を用いること
ではじめてこの限界を克服し、高ダンピング特性を有す
る超伝導材料およびその製造方法を提供するものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7- x
相中にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 が分散しており、かつ７７
Ｋ、１Ｔにおいて局所のＪC が２０００Ａ／ｃｍ2 以下
であることを特徴とする高ダンピング酸化物超伝導材料
である。
するものであって、単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7- x
相中にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 が分散しており、かつ７７
Ｋ、１Ｔにおいて局所のＪC が２０００Ａ／ｃｍ2 以下
であることを特徴とする高ダンピング酸化物超伝導材料
である。
【０００７】また、単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x
相中にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 が分散し、さらにＢａＣｕＯ
2 またはＣｕＯが粒状に分散した組織を有することを特
徴とする高ダンピング酸化物超伝導材料である。ここに
おいて、さらにＡｇが粒状に分散していること、７７
Ｋ、１Ｔにおいて局所のＪC が５００Ａ／ｃｍ2 以下で
あることも特徴とする。
相中にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 が分散し、さらにＢａＣｕＯ
2 またはＣｕＯが粒状に分散した組織を有することを特
徴とする高ダンピング酸化物超伝導材料である。ここに
おいて、さらにＡｇが粒状に分散していること、７７
Ｋ、１Ｔにおいて局所のＪC が５００Ａ／ｃｍ2 以下で
あることも特徴とする。
【０００８】また、７７Ｋ、１Ｔにおいて１００００Ａ
／ｃｍ2 以上の臨界電流密度を有する超伝導材料と前記
いずれかの超伝導材料とが一体となっていることを特徴
とする高ダンピング酸化物超伝導材料である。
／ｃｍ2 以上の臨界電流密度を有する超伝導材料と前記
いずれかの超伝導材料とが一体となっていることを特徴
とする高ダンピング酸化物超伝導材料である。
【０００９】またさらに、ＲＥ、Ｂａ、Ｃｕの酸化物を
含む前駆体から成形体を作製し、成形体を種結晶の上に
配置し、これを成形体中が２１１相と液相からなる半溶
融状態に加熱し、その後酸化性雰囲気中で徐冷すること
で単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 相中にＲＥ2 Ｂａ
ＣｕＯ5 が微細分散した組織を有する超伝導材料を含
み、７７Ｋ、１Ｔにおいて局所のＪC が２０００Ａ／ｃ
ｍ2 以下であることを特徴とする高ダンピング酸化物超
伝導材料の製造方法である。
含む前駆体から成形体を作製し、成形体を種結晶の上に
配置し、これを成形体中が２１１相と液相からなる半溶
融状態に加熱し、その後酸化性雰囲気中で徐冷すること
で単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 相中にＲＥ2 Ｂａ
ＣｕＯ5 が微細分散した組織を有する超伝導材料を含
み、７７Ｋ、１Ｔにおいて局所のＪC が２０００Ａ／ｃ
ｍ2 以下であることを特徴とする高ダンピング酸化物超
伝導材料の製造方法である。
【００１０】また、ＲＥ、Ｂａ、Ｃｕの酸化物を含む前
駆体から成形体を作製し、成形体を種結晶の上に配置
し、これを成形体中が２１１相と液相からなる半溶融状
態に加熱し、その後、酸化性雰囲気中で徐冷することで
単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 相中にＲＥ2 ＢａＣ
ｕＯ5 が分散し、さらにＢａＣｕＯ2 またはＣｕＯが粒
状に分散した組織を有する超伝導材料を含むことを特徴
とする高ダンピング酸化物超伝導材料の製造方法であ
る。ここにおいて、前駆体中にＡｇが添加されているこ
とも特徴とする。
駆体から成形体を作製し、成形体を種結晶の上に配置
し、これを成形体中が２１１相と液相からなる半溶融状
態に加熱し、その後、酸化性雰囲気中で徐冷することで
単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 相中にＲＥ2 ＢａＣ
ｕＯ5 が分散し、さらにＢａＣｕＯ2 またはＣｕＯが粒
状に分散した組織を有する超伝導材料を含むことを特徴
とする高ダンピング酸化物超伝導材料の製造方法であ
る。ここにおいて、前駆体中にＡｇが添加されているこ
とも特徴とする。
【００１１】またさらに、単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3
Ｏ7-x 相中にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 が分散しており、かつ
０．０１〜２．０ｗｔ％のＰｔまたはＲｈを含む酸化物
超伝導材料と、前記いずれかに記載の高ダンピング酸化
物超伝導材料とを組み合わせ、永久磁石と対向させたこ
とを特徴とする磁気浮上システムである。また、この磁
気浮上システムを含むことを特徴とする軸受けである。
Ｏ7-x 相中にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 が分散しており、かつ
０．０１〜２．０ｗｔ％のＰｔまたはＲｈを含む酸化物
超伝導材料と、前記いずれかに記載の高ダンピング酸化
物超伝導材料とを組み合わせ、永久磁石と対向させたこ
とを特徴とする磁気浮上システムである。また、この磁
気浮上システムを含むことを特徴とする軸受けである。
【００１２】
【作用】従来のＱＭＧ材料は高いＪC 特性を得るために
単結晶状の１２３相中に２１１相を微細分散させたもの
である。出発組成（ＲＥ：Ｂａ：Ｃｕ）を１：２：３か
ら２１１側にずらしかつ微細化させるためにＰｔやＲｈ
を添加し、７７Ｋ、１Ｔで約３５０００Ａ／ｃｍ2 程度
の高いＪC を得ている。これに対し本発明者は、高いダ
ンピング特性を得るためには、高いＨC2（上部臨界磁
場）と低いＪC 特性が必要であることをはじめて認識す
ることによって、上記高ＪC のＱＭＧ材料とは全く逆の
発想および手法により、高ダンピング材を製造し得たも
のである。
単結晶状の１２３相中に２１１相を微細分散させたもの
である。出発組成（ＲＥ：Ｂａ：Ｃｕ）を１：２：３か
ら２１１側にずらしかつ微細化させるためにＰｔやＲｈ
を添加し、７７Ｋ、１Ｔで約３５０００Ａ／ｃｍ2 程度
の高いＪC を得ている。これに対し本発明者は、高いダ
ンピング特性を得るためには、高いＨC2（上部臨界磁
場）と低いＪC 特性が必要であることをはじめて認識す
ることによって、上記高ＪC のＱＭＧ材料とは全く逆の
発想および手法により、高ダンピング材を製造し得たも
のである。
【００１３】具体的には単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-x 相中に少なくともＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 が分散してお
り、約９０Ｋの臨界温度を有し、かつ７７Ｋ、１Ｔにお
いて局所のＪC が２０００Ａ／ｃｍ2 以下である酸化物
超伝導材料である。これは１２３相中の２１１粒をより
大きくし、かつ２１１粒の体積率をより少なくするプロ
セスにより製造された。
7-x 相中に少なくともＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 が分散してお
り、約９０Ｋの臨界温度を有し、かつ７７Ｋ、１Ｔにお
いて局所のＪC が２０００Ａ／ｃｍ2 以下である酸化物
超伝導材料である。これは１２３相中の２１１粒をより
大きくし、かつ２１１粒の体積率をより少なくするプロ
セスにより製造された。
【００１４】また、単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x
相中にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 が分散しさらにＢａＣｕＯ2
またはＣｕＯが球状に分散した組織を有することを特徴
とする酸化物超伝導材料は、未反応の２１１相を減らす
ようにＢａ、Ｃｕを過剰に加え熱処理したときに得られ
るもので、２１１相が減少した分、複合材として機械的
強度を高めている。そして、７７Ｋ、１Ｔにおいて局所
のＪC が５００Ａ／ｃｍ2 以下である酸化物超伝導ダン
ピング材料となる。
相中にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 が分散しさらにＢａＣｕＯ2
またはＣｕＯが球状に分散した組織を有することを特徴
とする酸化物超伝導材料は、未反応の２１１相を減らす
ようにＢａ、Ｃｕを過剰に加え熱処理したときに得られ
るもので、２１１相が減少した分、複合材として機械的
強度を高めている。そして、７７Ｋ、１Ｔにおいて局所
のＪC が５００Ａ／ｃｍ2 以下である酸化物超伝導ダン
ピング材料となる。
【００１５】上記のようなダンピング材５を図３のよう
に配置することにより先に図２について述べた振動を減
衰させることができ、安定した磁気浮上システムが得ら
れる。すなわち単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 相中
にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 が分散しており、かつ０．０１〜
２．０ｗｔ％のＰｔまたはＲｈを含む高いＪC のすなわ
ち１００００Ａ／ｃｍ2 以上のＪC を有する酸化物超伝
導材料と上記の低いＪC の高ダンピング酸化物超伝導材
料とを組み合わせ、永久磁石と対向させることによって
磁気浮上システムとする。なお図３において、ダンピン
グ材５と高ＪC超伝導材料１とは一体化されていても単
に重なっている時と同様の効果が得られることは、明ら
かである。さらにこの磁気浮上システムは磁気浮上軸受
けにも適用できる。
に配置することにより先に図２について述べた振動を減
衰させることができ、安定した磁気浮上システムが得ら
れる。すなわち単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 相中
にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 が分散しており、かつ０．０１〜
２．０ｗｔ％のＰｔまたはＲｈを含む高いＪC のすなわ
ち１００００Ａ／ｃｍ2 以上のＪC を有する酸化物超伝
導材料と上記の低いＪC の高ダンピング酸化物超伝導材
料とを組み合わせ、永久磁石と対向させることによって
磁気浮上システムとする。なお図３において、ダンピン
グ材５と高ＪC超伝導材料１とは一体化されていても単
に重なっている時と同様の効果が得られることは、明ら
かである。さらにこの磁気浮上システムは磁気浮上軸受
けにも適用できる。
【００１６】超伝導体を用いたダンピングの原理を以下
に述べる。まず、超伝導体内の量子化磁束が変位するこ
とによって電場が形成される。この電場に対応して量子
化磁束内の常伝導電子が流れをつくることになる。その
結果、常伝導電子が結晶格子と相互作用し熱エネルギー
として放出されることになる。このような損失パワー
（Ｗ）は、核内と核外での損失パワーに分けて計算さ
れ、それぞれをＷ1 、Ｗ2とすると数１、数２で表され
る。
に述べる。まず、超伝導体内の量子化磁束が変位するこ
とによって電場が形成される。この電場に対応して量子
化磁束内の常伝導電子が流れをつくることになる。その
結果、常伝導電子が結晶格子と相互作用し熱エネルギー
として放出されることになる。このような損失パワー
（Ｗ）は、核内と核外での損失パワーに分けて計算さ
れ、それぞれをＷ1 、Ｗ2とすると数１、数２で表され
る。
【００１７】
【数１】
【００１８】
【数２】
【００１９】ここで、 Ｂ ：磁場 ＨC2：上部臨界磁場 Ｖ ：磁束の移動速度 Ｒ0 ：磁束格子のユニットセル ρn ：常伝導比抵抗 μ0 ：真空の透磁率 ξ ：コヒーレンス長さ である。
【００２０】全損失パワー（Ｗ1 ＋Ｗ2 ）を一つの比抵
抗（フロー比抵抗ρf ）をもつ等価な常伝導導体におけ
る損失パワー（πＲ0 2Ｂ2 Ｖ2 ／ρf ）に等しいとおい
てρf を求めると、数３のようになる。
抗（フロー比抵抗ρf ）をもつ等価な常伝導導体におけ
る損失パワー（πＲ0 2Ｂ2 Ｖ2 ／ρf ）に等しいとおい
てρf を求めると、数３のようになる。
【００２１】
【数３】
【００２２】ここで、Ｂ≪μ0 ＨC2が成り立つ場合、数
４のように近似することができる。
４のように近似することができる。
【００２３】
【数４】
【００２４】この式から、以下のことがわかる。 （１）ある温度において、常伝導材料（高電気伝導率を
有する金属材料等）とある超伝導材料とをダンピング特
性において比較する場合、常伝導材料の比抵抗ρ（Ｍ）
と超伝導材料のρf とを比較すれば良いことがわかる。
そして、このことから常伝導材料で不可能なダンピング
を超伝導材料により可能にできうることがわかる。 （２）超伝導ダンピング材料に適した材料は、ＨC2が大
きくρn が小さな材料であることがわかる。 （３）また、このことから焼結体などの弱結合を多く含
む材料は弱結合部のＨC2が小さくなるため、単結晶状の
材料がより望ましいことがわかる。しかしながら、実質
的に単結晶状の材料がいくつか集まった材料でもほぼ同
様の特性が期待できることは明らかである。なお、本発
明において単結晶状というのは完璧な単結晶でなく小傾
角粒界など実用に差支えない欠陥を有するものも包含す
るという意味である。
有する金属材料等）とある超伝導材料とをダンピング特
性において比較する場合、常伝導材料の比抵抗ρ（Ｍ）
と超伝導材料のρf とを比較すれば良いことがわかる。
そして、このことから常伝導材料で不可能なダンピング
を超伝導材料により可能にできうることがわかる。 （２）超伝導ダンピング材料に適した材料は、ＨC2が大
きくρn が小さな材料であることがわかる。 （３）また、このことから焼結体などの弱結合を多く含
む材料は弱結合部のＨC2が小さくなるため、単結晶状の
材料がより望ましいことがわかる。しかしながら、実質
的に単結晶状の材料がいくつか集まった材料でもほぼ同
様の特性が期待できることは明らかである。なお、本発
明において単結晶状というのは完璧な単結晶でなく小傾
角粒界など実用に差支えない欠陥を有するものも包含す
るという意味である。
【００２５】次に実際に超伝導体に磁束があり、外部磁
場分布が変化する場合を考える。超伝導体のＪC （すな
わちピンニング力）が大きい場合、磁束の動きを止める
力が大きいため、超伝導体内の磁束の変位はＪC が小さ
いものに比べて小さくなる。損失パワーは体積に比例す
るため、ＨC2やρn が同じ材料の場合、結果的にＪCが
低い材料の方がより高いダンピングを達成することにな
る。
場分布が変化する場合を考える。超伝導体のＪC （すな
わちピンニング力）が大きい場合、磁束の動きを止める
力が大きいため、超伝導体内の磁束の変位はＪC が小さ
いものに比べて小さくなる。損失パワーは体積に比例す
るため、ＨC2やρn が同じ材料の場合、結果的にＪCが
低い材料の方がより高いダンピングを達成することにな
る。
【００２６】つぎに上記知見を基に、実際の材料にあて
はめて説明する。本発明の要旨において述べられている
ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 相（１２３相）およびＲＥ2 Ｂ
ａＣｕＯ5 相（２１１相）におけるＲＥは、Ｙ、Ｌａ、
Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙ
ｂ、Ｌｕからなる希土類元素およびそれらの組み合わせ
であり、ＬａとＮｄを含む系に関しては１：２：３の化
学量論組成からはずれ、ＲＥのサイトにＢａが一部置換
した状態になることもある。また２１１相においてもＬ
ａ、ＮｂはＹ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、
Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕとは幾分異なり、金属元素の比が非化
学量論的組成であったり結晶構造が異なっていることが
知られている。
はめて説明する。本発明の要旨において述べられている
ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 相（１２３相）およびＲＥ2 Ｂ
ａＣｕＯ5 相（２１１相）におけるＲＥは、Ｙ、Ｌａ、
Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙ
ｂ、Ｌｕからなる希土類元素およびそれらの組み合わせ
であり、ＬａとＮｄを含む系に関しては１：２：３の化
学量論組成からはずれ、ＲＥのサイトにＢａが一部置換
した状態になることもある。また２１１相においてもＬ
ａ、ＮｂはＹ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、
Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕとは幾分異なり、金属元素の比が非化
学量論的組成であったり結晶構造が異なっていることが
知られている。
【００２７】そしてこの１２３相は２１１相とＢａとＣ
ｕとの複合酸化物からなる液相との包晶反応 ２１１相＋液相（ＢａとＣｕの複合酸化物）→１２３相 によりできる。この包晶反応により１２３相ができる温
度（Ｔf ：１２３相生成温度）はほぼＲＥ元素のイオン
半径に関連し、イオン半径の減少に伴いＴf も低くな
る。
ｕとの複合酸化物からなる液相との包晶反応 ２１１相＋液相（ＢａとＣｕの複合酸化物）→１２３相 によりできる。この包晶反応により１２３相ができる温
度（Ｔf ：１２３相生成温度）はほぼＲＥ元素のイオン
半径に関連し、イオン半径の減少に伴いＴf も低くな
る。
【００２８】単結晶状の１２３相中に２１１相が微細分
散したＱＭＧ材料は１２３相が結晶成長するさい、未反
応の２１１粒が１２３相中に取り残されるためにでき
る。すなわち高ダンピング材ＱＭＧ材料は、 ２１１相＋液相（ＢａとＣｕの複合酸化物）→１２３相
＋２１１相・・（１） または、 ２１１相＋液相→１２３相＋２１１相＋ＢａＣｕＯ2 ＋
ＣｕＯ ・・（２） で示される反応によりできる。
散したＱＭＧ材料は１２３相が結晶成長するさい、未反
応の２１１粒が１２３相中に取り残されるためにでき
る。すなわち高ダンピング材ＱＭＧ材料は、 ２１１相＋液相（ＢａとＣｕの複合酸化物）→１２３相
＋２１１相・・（１） または、 ２１１相＋液相→１２３相＋２１１相＋ＢａＣｕＯ2 ＋
ＣｕＯ ・・（２） で示される反応によりできる。
【００２９】ＪC を下げる（すなわち、ピン力を低下さ
せる）には、１２３相中の非超伝導相の粒の体積率を低
下させ、さらに粒径を大きくする必要がある。ピン力を
減らすためには、（２）で示される反応を起すことが有
効である。２１１相の量を減らすには、液相成分である
Ｂａ、Ｃｕを１２３組成の近傍もしくは、幾分液相成分
寄りに出発組成を調整し、極力２１１相と液相成分とを
反応させ１２３相に変える必要がある。しかしながら、
２１１相はある程度減少するが全くなくすことは、反応
機構から難しい。逆に２１１を減らすために過剰に加え
た液相成分がＣｕＯおよびＢａＣｕＯ2 となって材料中
に分散する。このとき、ＣｕＯおよびＢａＣｕＯ2 は５
０〜１００μｍ程度の粒状になる。２１１粒の大きさ
は、数十μｍであるため、粒状のＣｕＯおよびＢａＣｕ
Ｏ2 は、２１１粒よりピン力が小さく、ＪC を更に下げ
る働きがあると言える。このような材料の代表的な組織
のスケッチを図１に示す。またこのような材料の磁化曲
線を高ＪC 材料の磁化曲線図４（ｂ）と比較して図４
（ａ）に示す。とくに５０００ガウス（０．５Ｔ）を超
える外部磁場では極めてＪC が低くなり、ピン力が低下
していることがわかる。
せる）には、１２３相中の非超伝導相の粒の体積率を低
下させ、さらに粒径を大きくする必要がある。ピン力を
減らすためには、（２）で示される反応を起すことが有
効である。２１１相の量を減らすには、液相成分である
Ｂａ、Ｃｕを１２３組成の近傍もしくは、幾分液相成分
寄りに出発組成を調整し、極力２１１相と液相成分とを
反応させ１２３相に変える必要がある。しかしながら、
２１１相はある程度減少するが全くなくすことは、反応
機構から難しい。逆に２１１を減らすために過剰に加え
た液相成分がＣｕＯおよびＢａＣｕＯ2 となって材料中
に分散する。このとき、ＣｕＯおよびＢａＣｕＯ2 は５
０〜１００μｍ程度の粒状になる。２１１粒の大きさ
は、数十μｍであるため、粒状のＣｕＯおよびＢａＣｕ
Ｏ2 は、２１１粒よりピン力が小さく、ＪC を更に下げ
る働きがあると言える。このような材料の代表的な組織
のスケッチを図１に示す。またこのような材料の磁化曲
線を高ＪC 材料の磁化曲線図４（ｂ）と比較して図４
（ａ）に示す。とくに５０００ガウス（０．５Ｔ）を超
える外部磁場では極めてＪC が低くなり、ピン力が低下
していることがわかる。
【００３０】ＱＭＧ材料中の第２相（２１１相、ＣｕＯ
およびＢａＣｕＯ2 ）の分散は、ダンピング向上（ＪC
の減少）の観点から極めて重要である。これら第２相に
は次のような働きがある。 （１）２次元的な結晶構造を有する１２３相中に分散す
ることで、極めて劈開しやすい１２３相を機械的に強化
しバルク材料として成り立たせている。 （２）２１１相は１２３相の成長過程において液相中に
不足しているＲＥ成分をファセットを介して供給し１２
３相のファセット成長を安定化することにより、１２３
相の単結晶化に寄与している。 （３）１２３相中に分散することによって、ＪC を上げ
る働きをしている。
およびＢａＣｕＯ2 ）の分散は、ダンピング向上（ＪC
の減少）の観点から極めて重要である。これら第２相に
は次のような働きがある。 （１）２次元的な結晶構造を有する１２３相中に分散す
ることで、極めて劈開しやすい１２３相を機械的に強化
しバルク材料として成り立たせている。 （２）２１１相は１２３相の成長過程において液相中に
不足しているＲＥ成分をファセットを介して供給し１２
３相のファセット成長を安定化することにより、１２３
相の単結晶化に寄与している。 （３）１２３相中に分散することによって、ＪC を上げ
る働きをしている。
【００３１】また、前駆体の製造工程に約５ｗｔ％のＡ
ｇを添加した場合、ＢａＣｕＯ2 やＣｕＯ中にＡｇが含
まれたり、比較的純度の高い数１００μｍのＡｇ粒が分
散する。このような材料もほぼ同等のダンピング特性を
有する。また、Ａｇ添加された材料は１２３相生成温度
が添加量によって４０℃程度低下するので徐冷の温度領
域を幾分低くして、材料を作製する必要がある。
ｇを添加した場合、ＢａＣｕＯ2 やＣｕＯ中にＡｇが含
まれたり、比較的純度の高い数１００μｍのＡｇ粒が分
散する。このような材料もほぼ同等のダンピング特性を
有する。また、Ａｇ添加された材料は１２３相生成温度
が添加量によって４０℃程度低下するので徐冷の温度領
域を幾分低くして、材料を作製する必要がある。
【００３２】
実施例１ 市販されている純度９９．９％の各試薬Ｙ2 Ｏ3 、Ｂａ
Ｏ2 、ＣｕＯをＹ：Ｂａ：Ｃｕの金属元素のモル比が１
１：１９：２８（すなわち最終組織の１２３：２１１の
モル比が９：１）になるように混合した。混合粉は一旦
８００℃で８時間仮焼されさらに粉砕された。仮焼粉は
内径６０ｍｍの円筒状金型により厚さ約７ｍｍの円盤状
に成形された。
Ｏ2 、ＣｕＯをＹ：Ｂａ：Ｃｕの金属元素のモル比が１
１：１９：２８（すなわち最終組織の１２３：２１１の
モル比が９：１）になるように混合した。混合粉は一旦
８００℃で８時間仮焼されさらに粉砕された。仮焼粉は
内径６０ｍｍの円筒状金型により厚さ約７ｍｍの円盤状
に成形された。
【００３３】予め用意しておいた、Ｓｍ系種結晶（直径
５５ｍｍ、厚さ５ｍｍ）に乗せ、さらにＡｌ2 Ｏ3 の支
持材の上に置き、電気炉内に配置した。種結晶の方位は
ｃ軸が円盤状の前駆体の法線になるように、前駆体の下
に配置した。成形体は大気中において１０５０℃まで８
時間で昇温、３０分保持された後、１００５〜９８０℃
まで１００時間かけて徐冷しＹ系ＱＭＧ結晶の成長を行
った。室温まで約１５時間かけて冷却した。酸素気流中
で約６００〜３５０℃まで５０時間で冷却し酸素富化処
理を行った。厚さ約３ｍｍに切りだし、円盤型の単結晶
状のＹ系ＱＭＧ結晶を得た。
５５ｍｍ、厚さ５ｍｍ）に乗せ、さらにＡｌ2 Ｏ3 の支
持材の上に置き、電気炉内に配置した。種結晶の方位は
ｃ軸が円盤状の前駆体の法線になるように、前駆体の下
に配置した。成形体は大気中において１０５０℃まで８
時間で昇温、３０分保持された後、１００５〜９８０℃
まで１００時間かけて徐冷しＹ系ＱＭＧ結晶の成長を行
った。室温まで約１５時間かけて冷却した。酸素気流中
で約６００〜３５０℃まで５０時間で冷却し酸素富化処
理を行った。厚さ約３ｍｍに切りだし、円盤型の単結晶
状のＹ系ＱＭＧ結晶を得た。
【００３４】得られた材料の微細組織は、５〜２０μｍ
程度の２１１相が５〜１０体積％程度分散していた。数
ｍｍ角の小片を切りだし、試料振動型磁束計を用い磁化
曲線から、７７Ｋ、１Ｔにおける臨界電流密度（ＪC ）
を算出したところ、９５０Ａ／ｃｍ2 であった。
程度の２１１相が５〜１０体積％程度分散していた。数
ｍｍ角の小片を切りだし、試料振動型磁束計を用い磁化
曲線から、７７Ｋ、１Ｔにおける臨界電流密度（ＪC ）
を算出したところ、９５０Ａ／ｃｍ2 であった。
【００３５】ダンピング特性を評価するために、次のよ
うな実験を行った。図２の様に、高いＪC を有する浮上
用ＱＭＧ材料の上に１０ｍｍのスペーサーをはさんで２
０ｍｍ角、厚さ８ｍｍのＳｍ−Ｃｏ系永久磁石を配置し
た。その後、液体窒素を浮上用ＱＭＧ材の表面から約３
ｍｍの高さまで注いだ。激しい沸騰が収まり、十分ＱＭ
Ｇ材が冷却した後、スペーサーをはずしたところ、ＱＭ
Ｇ材から約８ｍｍの高さに磁石が浮上した。プラスチッ
ク製のピンセットを用い、この磁石を約４５度ひねり、
解放したところ、磁石は、ほぼ水平に回転振動した。こ
の振動は約１０秒後も肉眼で観察できた。
うな実験を行った。図２の様に、高いＪC を有する浮上
用ＱＭＧ材料の上に１０ｍｍのスペーサーをはさんで２
０ｍｍ角、厚さ８ｍｍのＳｍ−Ｃｏ系永久磁石を配置し
た。その後、液体窒素を浮上用ＱＭＧ材の表面から約３
ｍｍの高さまで注いだ。激しい沸騰が収まり、十分ＱＭ
Ｇ材が冷却した後、スペーサーをはずしたところ、ＱＭ
Ｇ材から約８ｍｍの高さに磁石が浮上した。プラスチッ
ク製のピンセットを用い、この磁石を約４５度ひねり、
解放したところ、磁石は、ほぼ水平に回転振動した。こ
の振動は約１０秒後も肉眼で観察できた。
【００３６】そこで、ダンピング材料を浮上用材料と磁
石の間に挿入し、同様の実験を行ったところ、平衡位置
を中心に、約５／４往復して振動が観察されなくなり、
約１秒以内に減衰した。これにより、上記ダンピング材
料は、すぐれたダンピング特性を有していることがわか
った。
石の間に挿入し、同様の実験を行ったところ、平衡位置
を中心に、約５／４往復して振動が観察されなくなり、
約１秒以内に減衰した。これにより、上記ダンピング材
料は、すぐれたダンピング特性を有していることがわか
った。
【００３７】また比較材として厚さ３ｍｍ直径５０ｍｍ
の銅板および同様の形状を有するＹ系焼結体を用い、そ
れぞれを浮上材料と磁石の間に配置し同様の実験を行っ
た。その結果、銅板は約７／４往復して振動が観察され
なくなった。また、Ｙ系焼結体も７／４往復して振動が
観察されなくなった。これにより、上記ダンピング材料
はＣｕや焼結体以上のダンピング特性を有することがわ
かった。
の銅板および同様の形状を有するＹ系焼結体を用い、そ
れぞれを浮上材料と磁石の間に配置し同様の実験を行っ
た。その結果、銅板は約７／４往復して振動が観察され
なくなった。また、Ｙ系焼結体も７／４往復して振動が
観察されなくなった。これにより、上記ダンピング材料
はＣｕや焼結体以上のダンピング特性を有することがわ
かった。
【００３８】実施例２ 実施例１のＲＥ（希土類組成）、金属元素のモル比およ
び熱処理条件を表１のように変え、同様の実験を行っ
た。その結果、ＪC は表１の様になり、これらのダンピ
ング材料を浮上用材料と磁石の間に挿入し、同様の実験
を行ったところ、平衡位置を中心に、約５／４往復して
振動が観察されなくなり、約１秒以内に減衰した。この
ことから、これらの材料は優れたダンピング特性を有し
ていることがわかった。
び熱処理条件を表１のように変え、同様の実験を行っ
た。その結果、ＪC は表１の様になり、これらのダンピ
ング材料を浮上用材料と磁石の間に挿入し、同様の実験
を行ったところ、平衡位置を中心に、約５／４往復して
振動が観察されなくなり、約１秒以内に減衰した。この
ことから、これらの材料は優れたダンピング特性を有し
ていることがわかった。
【００３９】
【表１】
【００４０】実施例３ 市販されている純度９９．９％の各試薬Ｙ2 Ｏ3 、Ｂａ
Ｏ2 、ＣｕＯをＹ：Ｂａ：Ｃｕの金属元素のモル比が１
９：３９：５８（すなわち最終組織の１２３：２１１の
モル比が１９：１）になるように混合した。混合粉は一
旦８７０℃で６時間仮焼されさらに粉砕された。仮焼粉
は内径５０ｍｍの円筒状金型により厚さ約９ｍｍの円盤
状に成形された。
Ｏ2 、ＣｕＯをＹ：Ｂａ：Ｃｕの金属元素のモル比が１
９：３９：５８（すなわち最終組織の１２３：２１１の
モル比が１９：１）になるように混合した。混合粉は一
旦８７０℃で６時間仮焼されさらに粉砕された。仮焼粉
は内径５０ｍｍの円筒状金型により厚さ約９ｍｍの円盤
状に成形された。
【００４１】予め用意しておいた、Ｓｍ系種結晶〔直径
５０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、ＪC ＝２１０００Ａ／ｃｍ2
（７７Ｋ、１Ｔ）〕に乗せ、さらにＡｌ2 Ｏ3 の支持材
の上に置き、電気炉内に配置した。種結晶の方位はｃ軸
が円盤状の前駆体の法線になるように、前駆体の下に配
置した。成形体は酸素中において１０７０℃まで９時間
で昇温、３０分保持された後、１０３５〜９９０℃まで
４０時間かけて冷却しＹ系ＱＭＧ結晶の成長を行った。
室温まで約１０時間かけて冷却した。この段階で、円盤
型の高いＪC を有するＳｍ系超伝導材料と比較的低いＪ
C を有するＹ系超伝導材料が一体になった超伝導材料が
得られた。これからＹ系超伝導材料を切りだし以下の組
織観察、特性評価を行った。
５０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、ＪC ＝２１０００Ａ／ｃｍ2
（７７Ｋ、１Ｔ）〕に乗せ、さらにＡｌ2 Ｏ3 の支持材
の上に置き、電気炉内に配置した。種結晶の方位はｃ軸
が円盤状の前駆体の法線になるように、前駆体の下に配
置した。成形体は酸素中において１０７０℃まで９時間
で昇温、３０分保持された後、１０３５〜９９０℃まで
４０時間かけて冷却しＹ系ＱＭＧ結晶の成長を行った。
室温まで約１０時間かけて冷却した。この段階で、円盤
型の高いＪC を有するＳｍ系超伝導材料と比較的低いＪ
C を有するＹ系超伝導材料が一体になった超伝導材料が
得られた。これからＹ系超伝導材料を切りだし以下の組
織観察、特性評価を行った。
【００４２】得られた材料の微細組織は、５〜２０μｍ
程度の２１１相が５〜１０体積％程度分散しており、ま
た２０〜５０μｍ程度のＢａＣｕＯ2 またはＣｕＯが５
〜１０体積％みられた。数ｍｍ角の小片を切りだし、試
料振動型磁束計を用い磁化曲線から、７７Ｋ、１Ｔにお
ける臨界電流密度（ＪC ）を算出したところ、３００Ａ
／ｃｍ2 であった。
程度の２１１相が５〜１０体積％程度分散しており、ま
た２０〜５０μｍ程度のＢａＣｕＯ2 またはＣｕＯが５
〜１０体積％みられた。数ｍｍ角の小片を切りだし、試
料振動型磁束計を用い磁化曲線から、７７Ｋ、１Ｔにお
ける臨界電流密度（ＪC ）を算出したところ、３００Ａ
／ｃｍ2 であった。
【００４３】ダンピング特性を評価するために、次のよ
うな実験を行った。図２の様に、高いＪC を有する浮上
用ＱＭＧ材料の上に１０ｍｍのスペーサーをはさんで２
０ｍｍ角、厚さ８ｍｍのＳｍ−Ｃｏ系永久磁石を配置し
た。その後、液体窒素を浮上用ＱＭＧ材の表面から約３
ｍｍの高さまで注いだ。激しい沸騰が収まり、十分ＱＭ
Ｇ材が冷却した後、スペーサーをはずしたところ、ＱＭ
Ｇ材から約８ｍｍの高さに磁石が浮上した。プラスチッ
ク製のピンセットを用い、この磁石を約４５度ひねり、
解放したところ、磁石は、ほぼ水平に回転振動した。こ
の振動は約１０秒後も肉眼で観察できた。
うな実験を行った。図２の様に、高いＪC を有する浮上
用ＱＭＧ材料の上に１０ｍｍのスペーサーをはさんで２
０ｍｍ角、厚さ８ｍｍのＳｍ−Ｃｏ系永久磁石を配置し
た。その後、液体窒素を浮上用ＱＭＧ材の表面から約３
ｍｍの高さまで注いだ。激しい沸騰が収まり、十分ＱＭ
Ｇ材が冷却した後、スペーサーをはずしたところ、ＱＭ
Ｇ材から約８ｍｍの高さに磁石が浮上した。プラスチッ
ク製のピンセットを用い、この磁石を約４５度ひねり、
解放したところ、磁石は、ほぼ水平に回転振動した。こ
の振動は約１０秒後も肉眼で観察できた。
【００４４】そこで、ダンピング材料を浮上用材料と磁
石の間に挿入し、同様の実験を行ったところ、平衡位置
を中心に、約３／４往復して振動が観察されなくなり、
約１秒以内に減衰した。これにより、上記ダンピング材
料は、すぐれたダンピング特性を有していることがわか
った。
石の間に挿入し、同様の実験を行ったところ、平衡位置
を中心に、約３／４往復して振動が観察されなくなり、
約１秒以内に減衰した。これにより、上記ダンピング材
料は、すぐれたダンピング特性を有していることがわか
った。
【００４５】また比較材として厚さ３ｍｍ直径５０ｍｍ
の銅板および同様の形状を有するＹ系焼結体を用い、そ
れぞれを浮上材料と磁石の間に配置し同様の実験を行っ
た。その結果、銅板は約７／４往復して振動が観察され
なくなった。また、Ｙ系焼結体も７／４往復して振動が
観察されなくなった。これにより、上記ダンピング材料
はＣｕや焼結体以上のダンピング特性を有することがわ
かった。
の銅板および同様の形状を有するＹ系焼結体を用い、そ
れぞれを浮上材料と磁石の間に配置し同様の実験を行っ
た。その結果、銅板は約７／４往復して振動が観察され
なくなった。また、Ｙ系焼結体も７／４往復して振動が
観察されなくなった。これにより、上記ダンピング材料
はＣｕや焼結体以上のダンピング特性を有することがわ
かった。
【００４６】実施例４ 実施例３のＲＥ（希土類組成）、雰囲気、金属元素のモ
ル比および熱処理条件を表２のように変え、同様の実験
を行った。その結果、ＪC は表２の様になり、これらの
ダンピング材料を浮上用材料と磁石の間に挿入し、同様
の実験を行ったところ、平衡位置を中心に、約３／４往
復して振動が観察されなくなり、約１秒以内に減衰し
た。このことから、これらの材料は優れたダンピング特
性を有していることがわかった。
ル比および熱処理条件を表２のように変え、同様の実験
を行った。その結果、ＪC は表２の様になり、これらの
ダンピング材料を浮上用材料と磁石の間に挿入し、同様
の実験を行ったところ、平衡位置を中心に、約３／４往
復して振動が観察されなくなり、約１秒以内に減衰し
た。このことから、これらの材料は優れたダンピング特
性を有していることがわかった。
【００４７】
【表２】
【００４８】実施例５ 実施例３の記載の製造方法において、混合粉製造工程で
金属Ａｇ粉末を５ｗｔ％添加して前駆体を作製し、また
徐冷温度域を９９０〜９４０℃に変え、残りは同様の工
程で円盤型の単結晶状のＹ系ＱＭＧ結晶を得た。
金属Ａｇ粉末を５ｗｔ％添加して前駆体を作製し、また
徐冷温度域を９９０〜９４０℃に変え、残りは同様の工
程で円盤型の単結晶状のＹ系ＱＭＧ結晶を得た。
【００４９】得られた材料の微細組織は、５〜２０μｍ
程度の２１１相が５〜１０体積％程度分散しており、ま
た２０〜３０μｍ程度のＢａＣｕＯ2 またはＣｕＯおよ
びＡｇが５〜１０体積％みられた。数ｍｍ角の小片を切
りだし、試料振動型磁束計を用い磁化曲線から、７７
Ｋ、１Ｔにおける臨界電流密度（ＪC ）を算出したとこ
ろ、３００Ａ／ｃｍ2 であった。
程度の２１１相が５〜１０体積％程度分散しており、ま
た２０〜３０μｍ程度のＢａＣｕＯ2 またはＣｕＯおよ
びＡｇが５〜１０体積％みられた。数ｍｍ角の小片を切
りだし、試料振動型磁束計を用い磁化曲線から、７７
Ｋ、１Ｔにおける臨界電流密度（ＪC ）を算出したとこ
ろ、３００Ａ／ｃｍ2 であった。
【００５０】ダンピング特性を評価するために、次のよ
うな実験を行った。図２の様に、高いＪC を有する浮上
用ＱＭＧ材料の上に１０ｍｍのスペーサーをはさんで２
０ｍｍ角、厚さ８ｍｍのＳｍ−Ｃｏ系永久磁石を配置し
た。その後、液体窒素を浮上用ＱＭＧ材の表面から約３
ｍｍの高さまで注いだ。激しい沸騰が収まり、十分ＱＭ
Ｇ材が冷却した後、スペーサーをはずしたところ、ＱＭ
Ｇ材から約８ｍｍの高さに磁石が浮上した。プラスチッ
ク製のピンセットを用い、この磁石を約４５度ひねり、
解放したところ、磁石は、ほぼ水平に回転振動した。こ
の振動は約１０秒後も肉眼で観察できた。
うな実験を行った。図２の様に、高いＪC を有する浮上
用ＱＭＧ材料の上に１０ｍｍのスペーサーをはさんで２
０ｍｍ角、厚さ８ｍｍのＳｍ−Ｃｏ系永久磁石を配置し
た。その後、液体窒素を浮上用ＱＭＧ材の表面から約３
ｍｍの高さまで注いだ。激しい沸騰が収まり、十分ＱＭ
Ｇ材が冷却した後、スペーサーをはずしたところ、ＱＭ
Ｇ材から約８ｍｍの高さに磁石が浮上した。プラスチッ
ク製のピンセットを用い、この磁石を約４５度ひねり、
解放したところ、磁石は、ほぼ水平に回転振動した。こ
の振動は約１０秒後も肉眼で観察できた。
【００５１】そこで、ダンピング材料を浮上用材料と磁
石の間に挿入し、同様の実験を行ったところ、平衡位置
を中心に、約３／４往復して振動が観察されなくなり、
約１秒以内に減衰した。これにより、上記ダンピング材
料は、すぐれたダンピング特性を有していることがわか
った。
石の間に挿入し、同様の実験を行ったところ、平衡位置
を中心に、約３／４往復して振動が観察されなくなり、
約１秒以内に減衰した。これにより、上記ダンピング材
料は、すぐれたダンピング特性を有していることがわか
った。
【００５２】
【発明の効果】以上詳述したごとく本発明は、高品位の
酸化物超伝導ダンピング材料をおよび磁気浮上システム
を可能にするもので各種分野での応用が可能であり、極
めて工業的効果が大きい。具体例としては、磁気浮上搬
送、磁気浮上ベアリング、磁気浮上フライホイール等が
あげられる。
酸化物超伝導ダンピング材料をおよび磁気浮上システム
を可能にするもので各種分野での応用が可能であり、極
めて工業的効果が大きい。具体例としては、磁気浮上搬
送、磁気浮上ベアリング、磁気浮上フライホイール等が
あげられる。
【図１】ダンピング材料の組織のスケッチ図
【図２】ダンピング特性を評価した磁気浮上システムを
示す図
示す図
【図３】ダンピング特性を評価した磁気浮上システムを
示す図
示す図
【図４】（ａ）ダンピング材料と、（ｂ）比較材の磁化
曲線を示すグラフ
曲線を示すグラフ
１ 高ＪC 超伝導材料 ２ 磁石 ３ 断熱材 ４ 液体窒素 ５ ダンピング材
Claims (10)
- 【請求項１】 単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 相
（ＲＥはＹを含む希土類元素およびそれらの組み合わ
せ）中にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 が分散しており、かつ７７
Ｋ、１Ｔにおいて局所のＪC が２０００Ａ／ｃｍ2 以下
であることを特徴とする高ダンピング酸化物超伝導材
料。 - 【請求項２】 単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 相
（ＲＥはＹを含む希土類元素およびそれらの組み合わ
せ）中にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 が分散し、さらにＢａＣｕ
Ｏ2 またはＣｕＯが粒状に分散した組織を有することを
特徴とする高ダンピング酸化物超伝導材料。 - 【請求項３】 さらにＡｇが粒状に分散していることを
特徴とする請求項２に記載の高ダンピング酸化物超伝導
材料。 - 【請求項４】 ７７Ｋ、１Ｔにおいて局所のＪC が５０
０Ａ／ｃｍ2 以下であることを特徴とする請求項２また
は３に記載の高ダンピング酸化物超伝導材料。 - 【請求項５】 ７７Ｋ、１Ｔにおいて１００００Ａ／ｃ
ｍ2 以上の臨界電流密度を有する超伝導材料と請求項１
ないし４のいずれかに記載の超伝導材料とが一体となっ
ていることを特徴とする高ダンピング酸化物超伝導材
料。 - 【請求項６】 ＲＥ、Ｂａ、Ｃｕの酸化物を含む前駆体
から成形体を作製し、成形体を種結晶の上に配置し、こ
れを成形体中が２１１相と液相からなる半溶融状態に加
熱し、その後酸化性雰囲気中で徐冷することで単結晶状
のＲＥＢａ2Ｃｕ3 Ｏ7-x 相中にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 が
微細分散した組織を有する超伝導材料を含み、７７Ｋ、
１Ｔにおいて局所のＪC が２０００Ａ／ｃｍ2 以下であ
ることを特徴とする高ダンピング酸化物超伝導材料の製
造方法。 - 【請求項７】 ＲＥ、Ｂａ、Ｃｕの酸化物を含む前駆体
から成形体を作製し、成形体を種結晶の上に配置し、こ
れを成形体中が２１１相と液相からなる半溶融状態に加
熱し、その後、酸化性雰囲気中で徐冷することで単結晶
状のＲＥＢａ 2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 相中にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5
が分散し、さらにＢａＣｕＯ2 またはＣｕＯが粒状に分
散した組織を有する超伝導材料を含むことを特徴とする
高ダンピング酸化物超伝導材料の製造方法。 - 【請求項８】 前駆体中にＡｇが添加されていることを
特徴とする請求項７に記載の高ダンピング酸化物超伝導
材料の製造方法。 - 【請求項９】 単結晶状のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 相
（ＲＥはＹを含む希土類元素およびそれらの組み合わ
せ）中にＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 が分散しており、かつ０．
０１〜２．０ｗｔ％のＰｔまたはＲｈを含む酸化物超伝
導材料と、請求項１ないし５のいずれかに記載の高ダン
ピング酸化物超伝導材料とを組み合わせ、永久磁石と対
向させたことを特徴とする磁気浮上システム。 - 【請求項１０】 請求項９記載の磁気浮上システムを含
むことを特徴とする軸受け。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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