JPH0741381A - 酸化物超電導体の結晶育成方法 - Google Patents
酸化物超電導体の結晶育成方法Info
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- JPH0741381A JPH0741381A JP5208715A JP20871593A JPH0741381A JP H0741381 A JPH0741381 A JP H0741381A JP 5208715 A JP5208715 A JP 5208715A JP 20871593 A JP20871593 A JP 20871593A JP H0741381 A JPH0741381 A JP H0741381A
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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)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気軸受けや強磁場シールド体用に用いるこ
とのできるピンニングサイトのある１２３相酸化物超電
導体の大型結晶の育成方法を提供すること。 【構成】 まず、所望組成の１２３層結晶に比較的寸法
の小さい種結晶１をつくり、次に同じ組成で上記種結晶
よりも大きい寸法の成形体（結晶の前駆体２）をつく
り、半溶融状態にした後、種結晶１と前駆体２とを例え
ば図１に見るように接触させる。これを、０．５〜２℃
／ｈｒの割合で、結晶を成長させながら徐冷すると、前
駆体２は種結晶１と同一の結晶配向を有する結晶体とな
る。こうして得た結晶体の一部を切り取って種結晶とし
て用い前駆体の寸法も前より大きくして接触させて同じ
ことを順次繰り返すことにより、大型の結晶を得ること
ができる。
とのできるピンニングサイトのある１２３相酸化物超電
導体の大型結晶の育成方法を提供すること。 【構成】 まず、所望組成の１２３層結晶に比較的寸法
の小さい種結晶１をつくり、次に同じ組成で上記種結晶
よりも大きい寸法の成形体（結晶の前駆体２）をつく
り、半溶融状態にした後、種結晶１と前駆体２とを例え
ば図１に見るように接触させる。これを、０．５〜２℃
／ｈｒの割合で、結晶を成長させながら徐冷すると、前
駆体２は種結晶１と同一の結晶配向を有する結晶体とな
る。こうして得た結晶体の一部を切り取って種結晶とし
て用い前駆体の寸法も前より大きくして接触させて同じ
ことを順次繰り返すことにより、大型の結晶を得ること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導体を用いた磁気
軸受けや強磁場シールド体に用いるための酸化物超電導
体の大型結晶育成方法に関し、さらに詳しくは、所定条
件下において種結晶と同一方向の配向性を有する酸化物
超電導体結晶を育成する方法に関する。
軸受けや強磁場シールド体に用いるための酸化物超電導
体の大型結晶育成方法に関し、さらに詳しくは、所定条
件下において種結晶と同一方向の配向性を有する酸化物
超電導体結晶を育成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、酸化物超電導体の結晶の育成方法
としては、自己フラックス法やフラックス法、ＴＳＦＺ
法、ＦＺ法、ブリッヂマン法等が知られ、これらの方法
で１２３相酸化物超電導体結晶の育成を行うことが実験
的に研究されてきた。
としては、自己フラックス法やフラックス法、ＴＳＦＺ
法、ＦＺ法、ブリッヂマン法等が知られ、これらの方法
で１２３相酸化物超電導体結晶の育成を行うことが実験
的に研究されてきた。
【０００３】これらの方法のうちフラックス法において
は、１２３相に不純物がない単結晶が育成され、数mm角
の結晶が報告されている他、該フラックス法をさらに改
良して、溶液中に種結晶を保持して液と接触させ、その
種結晶方位に結晶を成長させながら結晶成長段階で溶液
中に結晶組成の原料を随時補充することにより、１cm角
程度の結晶育成に成功した例も知られている。その他の
方法では今のところ１２３相の単結晶が育成された例は
少ない。
は、１２３相に不純物がない単結晶が育成され、数mm角
の結晶が報告されている他、該フラックス法をさらに改
良して、溶液中に種結晶を保持して液と接触させ、その
種結晶方位に結晶を成長させながら結晶成長段階で溶液
中に結晶組成の原料を随時補充することにより、１cm角
程度の結晶育成に成功した例も知られている。その他の
方法では今のところ１２３相の単結晶が育成された例は
少ない。
【０００４】上記方法によって育成された結晶では、１
２３相中に不純物相を含まないために、応用上必要とな
るピンニングサイトがないので、磁気軸受けや磁気シー
ルド体として用いることができなかった。これは、これ
らの応用物においては外部磁場の侵入がピンニングサイ
トになる不純物相で磁束が止められることによりシール
ドされることが基本的な特性のメカニズムになっている
ことに起因する。
２３相中に不純物相を含まないために、応用上必要とな
るピンニングサイトがないので、磁気軸受けや磁気シー
ルド体として用いることができなかった。これは、これ
らの応用物においては外部磁場の侵入がピンニングサイ
トになる不純物相で磁束が止められることによりシール
ドされることが基本的な特性のメカニズムになっている
ことに起因する。
【０００５】したがって、上記手法で１２３相の単結晶
を作製しても、目的とする結晶は得られず、このためこ
れらの問題を解決する方法として部分溶融法を用い、２
１１相が微細分散した１２３相の結晶を育成する手法が
一般的に用いられるようになった。
を作製しても、目的とする結晶は得られず、このためこ
れらの問題を解決する方法として部分溶融法を用い、２
１１相が微細分散した１２３相の結晶を育成する手法が
一般的に用いられるようになった。
【０００６】この方法は、２１１相と液相成分の包晶反
応から１２３相を生成しながら結晶育成を制御すること
によって、大型の結晶や結晶配向の試料を作製するもの
である。
応から１２３相を生成しながら結晶育成を制御すること
によって、大型の結晶や結晶配向の試料を作製するもの
である。
【０００７】この方法で作製した組織は、包晶反応の未
反応物として残存する２１１相が１２３相中に１〜１０
ミクロン程度の大きさで分散したものになっているが、
一般的にこの試料の組成は、２１１相が１２３相に対し
て数１０mol ％添加されたものとなっている。
反応物として残存する２１１相が１２３相中に１〜１０
ミクロン程度の大きさで分散したものになっているが、
一般的にこの試料の組成は、２１１相が１２３相に対し
て数１０mol ％添加されたものとなっている。
【０００８】この方法で作製した試料の超電導特性とし
て、１Ｔ（テスラ）の印加磁場で、磁界電流密度は２×
１０4 Ａ／ｃｍ2 以上あり、また反発力も１Kgf ／cm2
以上あり、十分実用性がある範囲に特性が近づいてい
る。
て、１Ｔ（テスラ）の印加磁場で、磁界電流密度は２×
１０4 Ａ／ｃｍ2 以上あり、また反発力も１Kgf ／cm2
以上あり、十分実用性がある範囲に特性が近づいてい
る。
【０００９】一方、問題点として磁気軸受けや磁気シー
ルド体への応用では、試料全体としての特性の均一性が
求められており、通常の製法では、結晶サイズが１ｃｍ
角のものが凝集した組織になっており、各結晶の粒界で
は、弱結合もしくは非超電導相になっているために、特
性の均一性がなかった。
ルド体への応用では、試料全体としての特性の均一性が
求められており、通常の製法では、結晶サイズが１ｃｍ
角のものが凝集した組織になっており、各結晶の粒界で
は、弱結合もしくは非超電導相になっているために、特
性の均一性がなかった。
【００１０】これらの問題を解決するため従来開発され
てきた方法としては、種結晶を置き、２ゾーン炉や１ゾ
ーン炉等の温度勾配炉を用いて結晶の配向性を改善した
製法が取られてきた。しかしながらこれらの方法におい
ても、３〜４インチ径と結晶の径が大きくなるに従い、
試料の端部での未配向組織の発生は抑えられなかった。
てきた方法としては、種結晶を置き、２ゾーン炉や１ゾ
ーン炉等の温度勾配炉を用いて結晶の配向性を改善した
製法が取られてきた。しかしながらこれらの方法におい
ても、３〜４インチ径と結晶の径が大きくなるに従い、
試料の端部での未配向組織の発生は抑えられなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の作
製法には２１１相の不純物相を分散した１２３相の結晶
の配向試料の大型化に適した製法や、大型配向試料の量
産化に適した製法がなかった。
製法には２１１相の不純物相を分散した１２３相の結晶
の配向試料の大型化に適した製法や、大型配向試料の量
産化に適した製法がなかった。
【００１２】したがって本発明では、配向試料の大型化
と量産化とが併せて行なえる新規な作製法の開発を目的
とするものである。
と量産化とが併せて行なえる新規な作製法の開発を目的
とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者たちはかかる課
題を解決するために鋭意研究したところ、種結晶を順次
大型化していき、その種結晶を用いて、結晶配向試料を
作製していくことにより、種結晶サイズよりも大きい、
あるいは同等サイズの試料を安定して作製できることを
見出し、本発明を提供することができた。
題を解決するために鋭意研究したところ、種結晶を順次
大型化していき、その種結晶を用いて、結晶配向試料を
作製していくことにより、種結晶サイズよりも大きい、
あるいは同等サイズの試料を安定して作製できることを
見出し、本発明を提供することができた。
【００１４】すなわち本発明は、一般式ＲＥ1 ＲＡ2 Ｃ
ｕ3 Ｏx （ＲＥは希土類元素からなる群より選ばれる１
種または２種以上の元素の混合物であり、ＲＡはアルカ
リ土類元素からなる群より選ばれる１種または２種以上
の元素の混合物である）で表わされる組成を有し、かつ
１２３相結晶構造を有する結晶の育成方法であって、予
め上記一般式の組成を有する種結晶を作製し、次いで同
じ組成で該種結晶より寸法の大きい１２３相結晶の成形
体を１０５０〜１２００℃に保持して半溶融状態にした
後、前記種結晶を接触させて１２３相結晶を成長させな
がら、０．５〜２℃／hrの割合で徐冷することによって
種結晶と同一の結晶配向を有する結晶体を得、次に、得
られた結晶体の一部を種結晶として用いることにより上
記工程を繰り返して最初の種結晶より寸法の大きい第２
の種結晶を作成、さらに順次上記と同じことを繰り返し
て次第に大型の結晶体となすことを特徴とする酸化物超
電導体の結晶育成方法に関するものである。
ｕ3 Ｏx （ＲＥは希土類元素からなる群より選ばれる１
種または２種以上の元素の混合物であり、ＲＡはアルカ
リ土類元素からなる群より選ばれる１種または２種以上
の元素の混合物である）で表わされる組成を有し、かつ
１２３相結晶構造を有する結晶の育成方法であって、予
め上記一般式の組成を有する種結晶を作製し、次いで同
じ組成で該種結晶より寸法の大きい１２３相結晶の成形
体を１０５０〜１２００℃に保持して半溶融状態にした
後、前記種結晶を接触させて１２３相結晶を成長させな
がら、０．５〜２℃／hrの割合で徐冷することによって
種結晶と同一の結晶配向を有する結晶体を得、次に、得
られた結晶体の一部を種結晶として用いることにより上
記工程を繰り返して最初の種結晶より寸法の大きい第２
の種結晶を作成、さらに順次上記と同じことを繰り返し
て次第に大型の結晶体となすことを特徴とする酸化物超
電導体の結晶育成方法に関するものである。
【００１５】
【作用】本発明においては、２１１相を含んだ１２３相
の結晶を単結晶（正式には疑似単結晶という）と称する
が、本発明のようにこの１２３相の単結晶もしくは結晶
方位が揃った結晶配向体の大型化では、種結晶を起点に
した結晶育成プロセスが必要となる。
の結晶を単結晶（正式には疑似単結晶という）と称する
が、本発明のようにこの１２３相の単結晶もしくは結晶
方位が揃った結晶配向体の大型化では、種結晶を起点に
した結晶育成プロセスが必要となる。
【００１６】この場合種結晶としては、Ｙ、Ｓｍ、Ｎｄ
等の希土類元素で１２３相構造の結晶では融点の高いも
のを用いる。また種結晶の作製条件として、１２３相の
化学量論組成では、液相のしみだしが多すぎるために、
これに代わって部分溶融法によって２１１相を多少含ん
だ組成として用いることが望ましい。これは種結晶をフ
ラックス法等の他の結晶育成方法で作製する場合も同様
である。
等の希土類元素で１２３相構造の結晶では融点の高いも
のを用いる。また種結晶の作製条件として、１２３相の
化学量論組成では、液相のしみだしが多すぎるために、
これに代わって部分溶融法によって２１１相を多少含ん
だ組成として用いることが望ましい。これは種結晶をフ
ラックス法等の他の結晶育成方法で作製する場合も同様
である。
【００１７】上述の部分溶融法での具体的作製方法とし
てＳｍ1+2XＢａ2+x Ｃｕ3+x ＯY の種結晶を作製する場
合には、Ｓｍ2 Ｏ3 、ＢａＯ2 、ＣｕＯ等の酸化物原料
を混合し、９５０〜９００℃で焼成して成形用の粉を作
製する。
てＳｍ1+2XＢａ2+x Ｃｕ3+x ＯY の種結晶を作製する場
合には、Ｓｍ2 Ｏ3 、ＢａＯ2 、ＣｕＯ等の酸化物原料
を混合し、９５０〜９００℃で焼成して成形用の粉を作
製する。
【００１８】この場合、硝酸塩、炭酸塩等の原料粉を用
いても同様の効果を得ることもできる他、上記成形粉と
して単純に酸化物原料粉の混合粉として用いてもよい。
いても同様の効果を得ることもできる他、上記成形粉と
して単純に酸化物原料粉の混合粉として用いてもよい。
【００１９】その他の方法として、先にＢａ2+x Ｃｕ
3+x Ｏ2 の粉末を合成し、この粉にＳｍ2 Ｏ3 の粉を混
合することによって成形用の粉とする方法もある。この
場合のＳｍ粉末のＳｍをＹ、Ｎｄなど他の希土類元素に
置き換えても同様の結果が得られる。
3+x Ｏ2 の粉末を合成し、この粉にＳｍ2 Ｏ3 の粉を混
合することによって成形用の粉とする方法もある。この
場合のＳｍ粉末のＳｍをＹ、Ｎｄなど他の希土類元素に
置き換えても同様の結果が得られる。
【００２０】次いでこれらの成形粉を用いて適当な大き
さの成形体をプレスで作製する。この場合、成形体の大
きさは、数mm角の種結晶を容易に切り出せる大きさであ
ることが必要で、１インチ以上が望ましい。
さの成形体をプレスで作製する。この場合、成形体の大
きさは、数mm角の種結晶を容易に切り出せる大きさであ
ることが必要で、１インチ以上が望ましい。
【００２１】次いで作製した成形体を１０５０〜１２０
０℃に昇温し保持した後、Ｓｍ、Ｙ、Ｎｄ、Ｙｂ等希土
類の種類に応じたそれぞれの１２３相の結晶育成温度よ
りもやや高めの温度に冷却し、その後０．５〜２℃／hr
で徐冷する。この結果、試料全体が数mm角以上の結晶と
して成長する。これを切り出して種結晶とする。
０℃に昇温し保持した後、Ｓｍ、Ｙ、Ｎｄ、Ｙｂ等希土
類の種類に応じたそれぞれの１２３相の結晶育成温度よ
りもやや高めの温度に冷却し、その後０．５〜２℃／hr
で徐冷する。この結果、試料全体が数mm角以上の結晶と
して成長する。これを切り出して種結晶とする。
【００２２】この種結晶を用いる場合には、結晶の大型
化を行なうための成形体の結晶分解温度と種結晶の結晶
分解温度とが同等かあるいは後者のほうが高いことが望
ましい。これは、もしそうでないと種結晶の方が成形体
（以下、前駆体）の結晶育成段階で先に溶融分解し、種
結晶としての役割を果たさなくなるためである。
化を行なうための成形体の結晶分解温度と種結晶の結晶
分解温度とが同等かあるいは後者のほうが高いことが望
ましい。これは、もしそうでないと種結晶の方が成形体
（以下、前駆体）の結晶育成段階で先に溶融分解し、種
結晶としての役割を果たさなくなるためである。
【００２３】例えばＹ系１２３相の大型結晶を作製する
場合には、Ｓｍ系１２３相を種結晶として用いる。Ｙｂ
系１２３相の大型結晶の場合には、Ｙ系１２３相の種結
晶が好ましい。さらに、Ｙ系１２３相の大型結晶の場合
には、同一組成であるＹ系１２３相の種結晶を用いるこ
ともできる。
場合には、Ｓｍ系１２３相を種結晶として用いる。Ｙｂ
系１２３相の大型結晶の場合には、Ｙ系１２３相の種結
晶が好ましい。さらに、Ｙ系１２３相の大型結晶の場合
には、同一組成であるＹ系１２３相の種結晶を用いるこ
ともできる。
【００２４】次に結晶育成したい前駆体を１ゾーンある
いは２ゾーンの温度勾配炉中にセットし、部分溶融温度
１０００〜１２００℃まで昇温し、部分溶融状態の２１
１相と液相状態とを生成させる。生成後、炉内温度を結
晶育成温度もしくは結晶育成温度よりも高くなるよう下
げ、上述のように作製した種結晶を接触させて、０．５
〜２mm／hrで移動させる。この場合、炉内の温度勾配と
しては、１００℃／cm以下で、好ましくは数１０℃／cm
が望ましい。
いは２ゾーンの温度勾配炉中にセットし、部分溶融温度
１０００〜１２００℃まで昇温し、部分溶融状態の２１
１相と液相状態とを生成させる。生成後、炉内温度を結
晶育成温度もしくは結晶育成温度よりも高くなるよう下
げ、上述のように作製した種結晶を接触させて、０．５
〜２mm／hrで移動させる。この場合、炉内の温度勾配と
しては、１００℃／cm以下で、好ましくは数１０℃／cm
が望ましい。
【００２５】移動方法としては、炉内の中心温度を一定
にして試料自体を移動させていく場合と試料を移動させ
ないで固定し炉内の温度勾配を利用して、試料に温度勾
配を加えて結晶成長させる方法とがあり、どちらの方法
でも同等の結果が得られる。
にして試料自体を移動させていく場合と試料を移動させ
ないで固定し炉内の温度勾配を利用して、試料に温度勾
配を加えて結晶成長させる方法とがあり、どちらの方法
でも同等の結果が得られる。
【００２６】このようにして得た結晶育成試料を基に、
新たに大型の種結晶として用いて、上記と同様の工程を
繰り返すことによってより大型の結晶や、結晶配向性を
有する試料を作製することができた。
新たに大型の種結晶として用いて、上記と同様の工程を
繰り返すことによってより大型の結晶や、結晶配向性を
有する試料を作製することができた。
【００２７】さらに製造の量産性を上げる方法として、
一旦作製した結晶をスライスして多数の種結晶として用
い、上記工程によって量産性が促進できるものである。
一旦作製した結晶をスライスして多数の種結晶として用
い、上記工程によって量産性が促進できるものである。
【００２８】以下、実施例をもって詳細に本発明を説明
するが、本発明範囲はこれらに限定されるものではな
い。
するが、本発明範囲はこれらに限定されるものではな
い。
【００２９】
【実施例１】先ずＹ2 Ｏ3 とＢａＯ2 、ＣｕＯの原料粉
をＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝１．８：２．４：３．４のモル比で
混合した後、９００℃で２０時間焼成した。次いで、該
焼成物を自動乳鉢で十分に粉砕し、さらにアセトン溶媒
を用いてボールミルで粉砕し、平均粒径３ミクロン程度
の粉末を作製した。
をＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝１．８：２．４：３．４のモル比で
混合した後、９００℃で２０時間焼成した。次いで、該
焼成物を自動乳鉢で十分に粉砕し、さらにアセトン溶媒
を用いてボールミルで粉砕し、平均粒径３ミクロン程度
の粉末を作製した。
【００３０】次いで、得られた粉末を用いて１ton ／cm
2 の加圧でプレスし、２インチ径で厚さ１cmの成形体を
作製して、炉内において１１００℃にて１時間保持した
後、徐冷し１０００℃から９００℃まで１℃／hrで冷却
して結晶化を行ない、その後炉冷して２インチ径の試料
を得、次いで該試料から５mm角の結晶を取り出して種結
晶とした。
2 の加圧でプレスし、２インチ径で厚さ１cmの成形体を
作製して、炉内において１１００℃にて１時間保持した
後、徐冷し１０００℃から９００℃まで１℃／hrで冷却
して結晶化を行ない、その後炉冷して２インチ径の試料
を得、次いで該試料から５mm角の結晶を取り出して種結
晶とした。
【００３１】次に上述の種結晶と同一の組成からなる２
インチ径の成形体を作製して、これを前駆体として１ゾ
ーンの温度勾配炉の中心にセットし、炉内の中心温度を
１１００℃にした後、試料を１時間程度保持してから、
１０００℃程度の温度領域に試料を移動し、ここで上記
の種結晶を該前駆体上にセットした。
インチ径の成形体を作製して、これを前駆体として１ゾ
ーンの温度勾配炉の中心にセットし、炉内の中心温度を
１１００℃にした後、試料を１時間程度保持してから、
１０００℃程度の温度領域に試料を移動し、ここで上記
の種結晶を該前駆体上にセットした。
【００３２】次いで種結晶を置いてある方から炉外の方
へ１mm／hrの速度で移動させたところ、２インチ径全体
が種結晶の結晶方位に揃った試料が作製できたが、さら
にこの試料から厚さ１cmの種結晶を切り取った。
へ１mm／hrの速度で移動させたところ、２インチ径全体
が種結晶の結晶方位に揃った試料が作製できたが、さら
にこの試料から厚さ１cmの種結晶を切り取った。
【００３３】次いで上述の方法により３インチ径の成形
体を別途作製して前駆体として用い、前記２インチ径の
試料から得た種結晶を同一条件でセットして同様な処理
を行なったところ、種結晶と同一の結晶方位を有する３
インチ径の試料を得、さらにこの試料から厚さ１cmの種
結晶を切り取った。
体を別途作製して前駆体として用い、前記２インチ径の
試料から得た種結晶を同一条件でセットして同様な処理
を行なったところ、種結晶と同一の結晶方位を有する３
インチ径の試料を得、さらにこの試料から厚さ１cmの種
結晶を切り取った。
【００３４】次いで上述の方法により４インチ径の成形
体を別途作製して前駆体として用い、前記３インチ径の
試料から得た種結晶を同一条件でセットして同様な処理
を行なったところ、種結晶と同一の結晶方位を有する４
インチ径の試料を得た。
体を別途作製して前駆体として用い、前記３インチ径の
試料から得た種結晶を同一条件でセットして同様な処理
を行なったところ、種結晶と同一の結晶方位を有する４
インチ径の試料を得た。
【００３５】
【実施例２】先ずＳｍ2 Ｏ3 とＢａＯ2 、ＣｕＯの原料
粉をＳｍ：Ｂａ：Ｃｕ＝１：２：３のモル比で混合した
後、９００℃で２０時間焼成した。次いで、該焼成物を
自動乳鉢で十分に粉砕し、さらにアセトン溶媒を用いて
ボールミルで粉砕し、平均粒径３ミクロン程度の粉末を
作製した。
粉をＳｍ：Ｂａ：Ｃｕ＝１：２：３のモル比で混合した
後、９００℃で２０時間焼成した。次いで、該焼成物を
自動乳鉢で十分に粉砕し、さらにアセトン溶媒を用いて
ボールミルで粉砕し、平均粒径３ミクロン程度の粉末を
作製した。
【００３６】次いで、得られた粉末を用いて１ton ／cm
2 の加圧でプレスし、２インチ径で厚さ１cmの成形体を
作製して、炉内において１１５０℃にて１時間保持した
後、徐冷し１０８０℃から９００℃まで１℃／hrで冷却
して結晶化を行ない、その後炉冷して２インチ径の試料
を得、次いで該試料から５mm角の結晶を取り出して種結
晶とした。
2 の加圧でプレスし、２インチ径で厚さ１cmの成形体を
作製して、炉内において１１５０℃にて１時間保持した
後、徐冷し１０８０℃から９００℃まで１℃／hrで冷却
して結晶化を行ない、その後炉冷して２インチ径の試料
を得、次いで該試料から５mm角の結晶を取り出して種結
晶とした。
【００３７】次いで別途Ｙ2 Ｏ3 とＢａＯ2 、ＣｕＯの
原料粉をＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝１．８：２．４：３．４のモ
ル比で混合した後、９００℃で２０時間焼成した。次い
で、該焼成物を自動乳鉢で十分に粉砕し、さらにアセト
ン溶媒を用いてボールミルで粉砕し、平均粒径３ミクロ
ン程度の粉を作製した。
原料粉をＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝１．８：２．４：３．４のモ
ル比で混合した後、９００℃で２０時間焼成した。次い
で、該焼成物を自動乳鉢で十分に粉砕し、さらにアセト
ン溶媒を用いてボールミルで粉砕し、平均粒径３ミクロ
ン程度の粉を作製した。
【００３８】次いで、得られた粉末を用いて１ton ／cm
2 の加圧でプレスし、２インチ径で厚さ１cmの成形体を
作製して前駆体とし、１ゾーンの温度勾配炉の中心にセ
ットし、炉内の中心温度を１１００℃にした後、試料を
１時間程度保持してから、１０００℃程度の温度領域に
試料を移動し、ここで上記の種結晶を該前駆体上にセッ
トした。
2 の加圧でプレスし、２インチ径で厚さ１cmの成形体を
作製して前駆体とし、１ゾーンの温度勾配炉の中心にセ
ットし、炉内の中心温度を１１００℃にした後、試料を
１時間程度保持してから、１０００℃程度の温度領域に
試料を移動し、ここで上記の種結晶を該前駆体上にセッ
トした。
【００３９】次いで種結晶を置いてある方から炉外の方
へ１mm／hrの速度で移動させたところ、２インチ径全体
が種結晶の結晶方位に揃った試料が作製できた。さらに
この試料から厚さ１cmの種結晶を切り取った。
へ１mm／hrの速度で移動させたところ、２インチ径全体
が種結晶の結晶方位に揃った試料が作製できた。さらに
この試料から厚さ１cmの種結晶を切り取った。
【００４０】次いで上述の方法により３インチ径の成形
体を別途作製して前駆体として用い、前記２インチ径の
試料から得た種結晶を同一条件でセットして同様な処理
を行なったところ、種結晶と同一の結晶方位を有する３
インチ径の試料を得た。
体を別途作製して前駆体として用い、前記２インチ径の
試料から得た種結晶を同一条件でセットして同様な処理
を行なったところ、種結晶と同一の結晶方位を有する３
インチ径の試料を得た。
【００４１】
【実施例３】先ずＳｍ2 Ｏ3 とＢａＯ2 、ＣｕＯの原料
粉をＳｍ：Ｂａ：Ｃｕ＝１．４：２．２：３．２のモル
比で混合した後、９００℃で２０時間焼成した。次い
で、該焼成物を自動乳鉢で十分に粉砕し、さらにアセト
ン溶媒を用いてボールミルで粉砕し、平均粒径３ミクロ
ン程度の粉末を作製した。
粉をＳｍ：Ｂａ：Ｃｕ＝１．４：２．２：３．２のモル
比で混合した後、９００℃で２０時間焼成した。次い
で、該焼成物を自動乳鉢で十分に粉砕し、さらにアセト
ン溶媒を用いてボールミルで粉砕し、平均粒径３ミクロ
ン程度の粉末を作製した。
【００４２】次いで、得られた粉末を１ton ／cm2 の加
圧でプレスし、２インチ径で厚さ１cmの成形体を作製し
て、炉内において１１５０℃にて１時間保持した後、徐
冷し１０８０℃から９００℃まで１℃／hrで冷却して結
晶化を行ない、その後炉冷して２インチ径の試料を得、
次いで該試料から５mm角の結晶を取り出して種結晶とし
た。
圧でプレスし、２インチ径で厚さ１cmの成形体を作製し
て、炉内において１１５０℃にて１時間保持した後、徐
冷し１０８０℃から９００℃まで１℃／hrで冷却して結
晶化を行ない、その後炉冷して２インチ径の試料を得、
次いで該試料から５mm角の結晶を取り出して種結晶とし
た。
【００４３】次いで別途Ｙ2 Ｏ3 とＢａＯ2 、ＣｕＯの
原料粉をＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝１．８：２．４：３．４のモ
ル比で混合した後、９００℃で２０時間焼成した。得ら
れた焼成物を自動乳鉢で十分に粉砕し、さらにアセトン
溶媒を用いてボールミルで粉砕し、平均径３ミクロン程
度の粉末を作製した。
原料粉をＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝１．８：２．４：３．４のモ
ル比で混合した後、９００℃で２０時間焼成した。得ら
れた焼成物を自動乳鉢で十分に粉砕し、さらにアセトン
溶媒を用いてボールミルで粉砕し、平均径３ミクロン程
度の粉末を作製した。
【００４４】次いで得られた粉末を１ton ／cm2 の加圧
でプレスして、２インチ径の成形体を作製して前駆体と
なし、１ゾーンの温度勾配炉の中心にセットし、炉内の
中心温度を１１００℃にした後、試料を１時間程度保持
してから、１０００℃程度の温度領域に試料を移動し、
ここで上記種結晶を該前駆体上にセットした。
でプレスして、２インチ径の成形体を作製して前駆体と
なし、１ゾーンの温度勾配炉の中心にセットし、炉内の
中心温度を１１００℃にした後、試料を１時間程度保持
してから、１０００℃程度の温度領域に試料を移動し、
ここで上記種結晶を該前駆体上にセットした。
【００４５】次いで種結晶を置いてある方から炉外の方
へ１mm／hrの速度で移動させたところ、２インチ径全体
が種結晶の結晶方位に揃った試料が作製でき、さらにこ
の試料から厚さ５mmの種結晶を切取った。
へ１mm／hrの速度で移動させたところ、２インチ径全体
が種結晶の結晶方位に揃った試料が作製でき、さらにこ
の試料から厚さ５mmの種結晶を切取った。
【００４６】次いで別途Ｙｂ2 Ｏ3 とＢａＯ2 、ＣｕＯ
の原料粉をＹｂ：Ｂａ：Ｃｕ＝１．８：２．４：３．４
のモル比で混合した後、９００℃で２０時間焼成して、
上述の方法により得た平均粒径３ミクロン程度の粉末を
用いて作製した３インチ径の成形体を前駆体として、１
ゾーンの温度勾配炉の中心にセットした。
の原料粉をＹｂ：Ｂａ：Ｃｕ＝１．８：２．４：３．４
のモル比で混合した後、９００℃で２０時間焼成して、
上述の方法により得た平均粒径３ミクロン程度の粉末を
用いて作製した３インチ径の成形体を前駆体として、１
ゾーンの温度勾配炉の中心にセットした。
【００４７】炉内の中心温度を１１００℃にした後、試
料を１時間程度保持してから、９８０℃程度の温度領域
に試料を移動し、ここで上記の種結晶を該前駆体上にセ
ットした後、種結晶を置いてある方から炉外の方へ１mm
／hrの速度で移動させたところ、３インチ径全体が種結
晶の結晶方位に揃った試料が作製できた。
料を１時間程度保持してから、９８０℃程度の温度領域
に試料を移動し、ここで上記の種結晶を該前駆体上にセ
ットした後、種結晶を置いてある方から炉外の方へ１mm
／hrの速度で移動させたところ、３インチ径全体が種結
晶の結晶方位に揃った試料が作製できた。
【００４８】
【比較例１】実施例１に示す方法で得た５mm角の種結晶
を用いたが、この場合、種結晶を置く前駆体として、Ｙ
2 Ｏ3 とＢａＯ2 、ＣｕＯの原料粉をＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝
１．８：２．４：３．４のモル比で混合したものから得
た平均径３ミクロン程度の粉末を用いて２インチ径でな
く直接３インチ径の成形体を作製したものを前駆体とし
た。
を用いたが、この場合、種結晶を置く前駆体として、Ｙ
2 Ｏ3 とＢａＯ2 、ＣｕＯの原料粉をＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝
１．８：２．４：３．４のモル比で混合したものから得
た平均径３ミクロン程度の粉末を用いて２インチ径でな
く直接３インチ径の成形体を作製したものを前駆体とし
た。
【００４９】次いで、この前駆体を１ゾーンの温度勾配
炉の中心にセットし、炉内の中心温度を１１００℃にし
た後、試料を１時間程度保持してから、１０００℃程度
の温度領域に試料を移動して、上記５mm角の種結晶をセ
ットした後、種結晶を置いてある方から炉外の方へ１mm
／hrの速度で移動させたところ、種結晶が置かれている
ところから離れている縁の部分では種結晶の方位とは違
う方位で種結晶が成長しており、３インチ径全体が種結
晶の結晶方位に揃った試料が作製できなかった。
炉の中心にセットし、炉内の中心温度を１１００℃にし
た後、試料を１時間程度保持してから、１０００℃程度
の温度領域に試料を移動して、上記５mm角の種結晶をセ
ットした後、種結晶を置いてある方から炉外の方へ１mm
／hrの速度で移動させたところ、種結晶が置かれている
ところから離れている縁の部分では種結晶の方位とは違
う方位で種結晶が成長しており、３インチ径全体が種結
晶の結晶方位に揃った試料が作製できなかった。
【００５０】同様に上記粉末を用いて４インチ径の成形
体を作製したものを前駆体となし、種結晶として５mm角
のものを用いて同様に処理したが、３インチ径と同じく
試料全体を種結晶の結晶方位と同じ方位で育成すること
はできなかった。
体を作製したものを前駆体となし、種結晶として５mm角
のものを用いて同様に処理したが、３インチ径と同じく
試料全体を種結晶の結晶方位と同じ方位で育成すること
はできなかった。
【００５１】この結果、種結晶と前駆体の接触において
種結晶を順次大きくすることと、結晶分解温度の調整を
行なうことによって所望のサイズの酸化物超電導体を得
ることが可能であることが判明した。
種結晶を順次大きくすることと、結晶分解温度の調整を
行なうことによって所望のサイズの酸化物超電導体を得
ることが可能であることが判明した。
【００５２】
【発明の効果】上述のように本発明は、種結晶のサイズ
を前駆体のサイズと調和させることによって、順次サイ
ズ径の大きい結晶体と成すことができるという原理を利
用した方法であり、該種結晶をスライスして使用できる
ことから量産性が高く、製造コストを下げることができ
る等の効果を有するものである。
を前駆体のサイズと調和させることによって、順次サイ
ズ径の大きい結晶体と成すことができるという原理を利
用した方法であり、該種結晶をスライスして使用できる
ことから量産性が高く、製造コストを下げることができ
る等の効果を有するものである。
【図１】種結晶の置き方の一例を示す概略図である。
【図２】種結晶の置き方の別の一例を示す概略図であ
る。
る。
１ 種結晶 ２ 前駆体
───────────────────────────────────────────────────── 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 7244−5Ｇ (72)発明者 長屋 重夫 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の１ 中部電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者 平野 直樹 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の１ 中部電力株式会社電力技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 一般式ＲＥ1 ＲＡ2 Ｃｕ3 Ｏx （ＲＥは
希土類元素からなる群より選ばれる１種または２種以上
の元素の混合物であり、ＲＡはアルカリ土類元素からな
る群より選ばれる１種または２種以上の元素の混合物で
ある）で表わされる組成を有し、かつ１２３相結晶構造
を有する結晶の育成方法であって、予め上記一般式の組
成を有する種結晶を作製し、次いで同じ組成で該種結晶
より寸法の大きい１２３相結晶の成形体を１０５０〜１
２００℃に保持して半溶融状態にした後、前記種結晶を
接触させて１２３相結晶を成長させながら、０．５〜２
℃／hrの割合で徐冷することによって種結晶と同一の結
晶配向を有する結晶体を得、次に、得られた結晶体の一
部を種結晶として用いることにより上記工程を繰り返し
て最初の種結晶より寸法の大きい第２の種結晶を作製
し、さらに順次上記と同じことを繰り返して次第に大型
の結晶体となすことを特徴とする酸化物超電導体の結晶
育成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5208715A JP3031448B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 酸化物超電導体の結晶育成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5208715A JP3031448B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 酸化物超電導体の結晶育成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0741381A true JPH0741381A (ja) | 1995-02-10 |
| JP3031448B2 JP3031448B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=16560890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5208715A Expired - Fee Related JP3031448B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 酸化物超電導体の結晶育成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3031448B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103614775A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-05 | 上海交通大学 | 一种嵌入式籽晶生长rebco准单晶体的方法 |
-
1993
- 1993-07-30 JP JP5208715A patent/JP3031448B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103614775A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-05 | 上海交通大学 | 一种嵌入式籽晶生长rebco准单晶体的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3031448B2 (ja) | 2000-04-10 |
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