JPH10120417A - Production of oxide superconductor and precursor for producing oxide superconductor - Google Patents
Production of oxide superconductor and precursor for producing oxide superconductorInfo
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- JPH10120417A JPH10120417A JP8276653A JP27665396A JPH10120417A JP H10120417 A JPH10120417 A JP H10120417A JP 8276653 A JP8276653 A JP 8276653A JP 27665396 A JP27665396 A JP 27665396A JP H10120417 A JPH10120417 A JP H10120417A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、NdBa2 Cu3
O7-δで示される酸化物超電導化合物相を含む酸化物超
電導体の製造方法およびその製造方法における原料とし
て用いられる酸化物超電導体製造用前駆体に関するもの
である。[0001] The present invention relates to NdBa 2 Cu 3
The present invention relates to a method for producing an oxide superconductor containing an oxide superconducting compound phase represented by O 7- δ and a precursor for producing an oxide superconductor used as a raw material in the production method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、YBa2 Cu3 O7-δ型酸化物超
電導体のYサイトを、希土類元素で置換した酸化物超電
導体の合成が数多く試みられてきた。中でも、NdBa
2 Cu 3 O7-δで示される超電導化合物は、臨界電流が
大きく、化学的にも安定なことから注目されている。こ
のNdBa2 Cu3 O7-δ系超電導化合物の合成方法と
して、これまで引き上げ法、固相混合法等が報告されて
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, YBaTwo CuThree O7-δ-type oxide
Oxide superconductor in which the Y site of the conductor is replaced with a rare earth element
Many attempts have been made to synthesize conductors. Among them, NdBa
Two Cu Three O7-The superconducting compound represented by δ has a critical current
It is attracting attention because it is large and chemically stable. This
NdBaTwo CuThree O7-Method for synthesizing δ-based superconducting compound and
The pulling method, solid phase mixing method, etc. have been reported so far.
I have.
【0003】例えば、引き上げ法では1090℃で単結
晶が合成できたことが報告されている[M.Nakam
ura et al.,Physica C 260(19
96)29]。また、多結晶体については、固相混合法
によって900〜950℃で合成できたことがいくつか
報告されている[例えば、J.McHale,J.Ma
ter.Res.10(1995)1 ; K.K.Si
ngh etal.,Physica C 224(19
94)231等]。For example, it has been reported that a single crystal could be synthesized at 1090 ° C. by the pulling method [M. Nakam
ura et al. Physica C 260 (19
96) 29]. In addition, some reports have been made on polycrystals that could be synthesized at 900 to 950 ° C. by a solid-phase mixing method [for example, J. Am. McHale, J .; Ma
ter. Res. 10 (1995) 1; K. Si
ngh et al. Physica C 224 (19
94) 231 etc.].
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述の引き上げ法によ
る単結晶体の製造は、実験・研究レベルでは可能である
が、実用材料の製造法としては技術的に克服しなければ
ならない問題点が多く、また大量生産には適していない
と考えられる。一方、種々の酸化物超電導体の製造法と
して広く採用されている固相混合法は、超電導体の特性
を向上且つ安定化させるためにも、反応の均一化を図る
必要がある。そこで、超電導体を製造するにあたって
は、原料粉末の混合−仮焼−焼成−粉砕・混合を何度も
繰り返し行うことが一般化しており、製造の長時間化と
工程の煩雑性という問題があった。更に、上述の方法
は、いずれの場合も900℃以上の高温下で酸化物超電
導体を製造するものであり、実用的には、より低温での
合成が期待されている。合成温度を下げることができれ
ば、シース材に使用できる金属の選択の幅が広がり、エ
ネルギー消費も抑えることができるからである。Although the production of a single crystal by the above-mentioned pulling method is possible at the experimental and research level, there are many problems that must be overcome technically as a production method of practical materials. It is not considered suitable for mass production. On the other hand, in the solid phase mixing method widely used as a method for producing various oxide superconductors, it is necessary to make the reaction uniform in order to improve and stabilize the characteristics of the superconductor. Therefore, in the production of superconductors, it has become common to repeat the mixing, calcining, firing, pulverizing, and mixing of the raw material powders many times, and there is a problem that the production time is long and the process is complicated. Was. Furthermore, in any case, the above-mentioned methods produce an oxide superconductor at a high temperature of 900 ° C. or more, and practically, synthesis at a lower temperature is expected. This is because if the synthesis temperature can be lowered, the range of choices of metals that can be used for the sheath material is widened, and energy consumption can be suppressed.
【0005】本発明は上記の様な事情に着目してなされ
たものであり、その目的は、従来の合成法に比べて、短
時間で、且つ、煩雑でないNdBa2 Cu3 O7-δ系超
電導化合物の合成方法を提供することであり、更には、
従来より低温でNdBa2 Cu3 O7-δ系超電導化合物
を合成し得る方法を提供することである。また、更に他
の目的は、その合成方法において使用される新規な酸化
物超電導体製造用前駆体を提供することである。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has as its object a shorter and less complicated NdBa 2 Cu 3 O 7- δ system as compared with the conventional synthesis method. It is to provide a method for synthesizing a superconducting compound,
An object of the present invention is to provide a method capable of synthesizing an NdBa 2 Cu 3 O 7- δ superconducting compound at a lower temperature than before. Still another object is to provide a novel precursor for producing an oxide superconductor used in the synthesis method.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明の酸化物超電導体の製造方法は、水酸化銅または銅
アルコキシドを銅源とし、該銅源とバリウムアルコキシ
ド及びネオジムアルコキシドを含む出発原料を非水溶媒
中で、反応させて誘導される前駆体を原料として用いる
ことを特徴とするNdBa2 Cu3 O7-δ系酸化物超電
導化合物相を主に含む酸化物超電導体の製造方法であ
る。The method for producing an oxide superconductor according to the present invention, which has achieved the above objects, uses copper hydroxide or copper alkoxide as a copper source, and includes the copper source, barium alkoxide and neodymium alkoxide. Production of an oxide superconductor mainly containing an NdBa 2 Cu 3 O 7- δ-based oxide superconducting compound phase, wherein a precursor derived by reacting a starting material in a non-aqueous solvent is used as a raw material. Is the way.
【0007】この前駆体を用いる本発明の製造方法は、 大気圧未満の圧力下で600〜800℃の温度範囲で
焼成(以下、焼成と言う)する工程、 大気より酸素濃度が低い混合ガス中で800〜100
0℃の温度範囲で焼成(以下、焼成と言う)する工
程、 酸化性雰囲気中で300〜500℃の熱処理を施す工
程、を含んでなることを要旨とするものである。In the production method of the present invention using this precursor, a step of firing at a temperature of 600 to 800 ° C. under a pressure of less than atmospheric pressure (hereinafter referred to as firing) in a mixed gas having an oxygen concentration lower than that of the atmosphere. 800 to 100
It is intended to include a step of firing in a temperature range of 0 ° C. (hereinafter, referred to as firing) and a step of performing a heat treatment at 300 to 500 ° C. in an oxidizing atmosphere.
【0008】前記焼成は、1×10-3Torr以下の
圧力下で行うことが望まれ、また、前記焼成は、酸素
濃度5%以下の混合ガスを用いて行うことが望まれる。
尚、前記前駆体を乾燥後、400〜600℃で仮焼した
ものを粉末化し、この粉末を所定の形状に成形する工程
を、前記〜の工程の前に行ってもよい。It is desirable that the calcination be performed under a pressure of 1 × 10 −3 Torr or less, and that the calcination be performed using a mixed gas having an oxygen concentration of 5% or less.
The step of drying the precursor, calcining the precursor at 400 to 600 ° C., pulverizing the precursor, and shaping the powder into a predetermined shape may be performed before the above steps.
【0009】また、本発明の酸化物超電導体製造用前駆
体は、水酸化銅または銅アルコキシドを銅源とし、該銅
源とバリウムアルコキシド及びネオジムアルコキシドを
含む出発原料を非水溶媒中で、反応させて誘導される酸
化物超電導体製造用前駆体である。この場合の反応は、
出発原料が完全に溶解、若しくは一部未溶解の状態、即
ち溶液状態若しくは縣濁状態で反応を行うことができる
が、好ましくは完全に溶解させた溶液状態を得て、遂行
することが推奨されるので、以下溶液状態で反応させる
ことを中心に説明する。Further, the precursor for producing an oxide superconductor of the present invention is obtained by reacting copper hydroxide or copper alkoxide with a copper source, and reacting the copper source with a starting material containing barium alkoxide and neodymium alkoxide in a non-aqueous solvent. It is a precursor for producing an oxide superconductor that is induced by being caused by this. The reaction in this case is
The reaction can be carried out in a state in which the starting materials are completely dissolved or partially undissolved, that is, in a solution state or a suspended state. However, it is recommended that the reaction be carried out after obtaining a completely dissolved solution state. Therefore, the following description focuses on reacting in a solution state.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明者らは、ゾル−ゲル法を適
用して各種酸化物超電導体を合成する方法について研究
を進めてきており、その研究の一環としてNdBa2 C
u3 O7-δの化学式で示される酸化物超電導体の合成を
試みた。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present inventors have been conducting research on a method for synthesizing various oxide superconductors by applying a sol-gel method, and as a part of the research, NdBa 2 C
An attempt was made to synthesize an oxide superconductor represented by the chemical formula of u 3 O 7- δ.
【0011】その結果、水酸化銅または銅アルコキシド
を銅源とし、該銅源とバリウムアルコキシド及びネオジ
ムアルコキシドを出発原料として、ゾル−ゲル法を適用
し、非水溶媒中での反応を通じて、均質で反応活性の高
い非晶質物質からなる前駆体を生成させ、該前駆体を用
いれば、その後900℃未満の温度で焼成しても、雰囲
気ガスの種類や圧力を適切に制御することによって、反
応が均一に進行し、NdBa2 Cu3 O7-δで示される
超電導化合物相が均質に生成することを見出し、本発明
を完成した。銅、バリウム、ネオジムのアルコキシドと
しては、メトキシド、エトキシド、プロポキシド、イソ
プロポキシド等の低級アルコキシドが用いられるが、中
でもエトキシドやイソプロポキシドが最も好適である。As a result, the sol-gel method is applied using copper hydroxide or copper alkoxide as a copper source, and the copper source and barium alkoxide and neodymium alkoxide as starting materials. By generating a precursor made of an amorphous substance having high reaction activity and using the precursor, even if the baking is performed at a temperature of less than 900 ° C., by appropriately controlling the type and pressure of the atmosphere gas, the reaction can be performed. Progressed uniformly, and a superconducting compound phase represented by NdBa 2 Cu 3 O 7- δ was found to be homogeneously formed, thus completing the present invention. As alkoxides of copper, barium and neodymium, lower alkoxides such as methoxide, ethoxide, propoxide and isopropoxide are used, and among them, ethoxide and isopropoxide are most preferred.
【0012】本発明に用いる非水溶媒としては、アルコ
ール、ジアルキルアミノアルコール、アセトン、ベンゼ
ン等が任意に用いられるが、前記アルコキシドを構成す
るアルコールを使用するのが最も好適であり、具体的に
はメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピ
ルアルコール、ブタノール等の低級アルコール類が例示
される。また、必要により前記溶媒を混合して用いるこ
ともできる。As the non-aqueous solvent used in the present invention, alcohol, dialkylamino alcohol, acetone, benzene and the like are arbitrarily used, and the alcohol constituting the alkoxide is most preferably used. Lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol and butanol are exemplified. Further, if necessary, the above solvents can be mixed and used.
【0013】本発明によれば、溶液中で分子レベルでの
混合を容易に行うことができる。従って、従来の固相混
合法の様な、仮焼−焼成−粉砕・混合を何度も繰り返す
といった、煩雑で長時間にわたる工程を大きく改善でき
る。According to the present invention, mixing at the molecular level in a solution can be easily performed. Therefore, a complicated and long-time process such as repetition of calcination, firing, pulverization, and mixing as in the conventional solid phase mixing method can be greatly improved.
【0014】本発明の酸化物超電導体の製造方法におい
ては、上記した様な前駆体を、乾燥後、粉末化し、これ
を所定の形状に成形してから、以下の様な工程を行うこ
とが推奨される。 大気圧未満の圧力下で600〜800℃の温度範囲で
焼成する工程 大気より酸素濃度が低い混合ガス中で800〜100
0℃の温度範囲で焼成する工程 酸化性雰囲気中で300〜500℃の熱処理を施す工
程。In the method for producing an oxide superconductor according to the present invention, the above-mentioned precursor is dried, powdered, formed into a predetermined shape, and then subjected to the following steps. Recommended. Firing at a pressure of less than atmospheric pressure in a temperature range of 600 to 800 ° C. 800 to 100 in a mixed gas having an oxygen concentration lower than that of the atmosphere
Step of baking in a temperature range of 0 ° C. Step of performing heat treatment at 300 to 500 ° C. in an oxidizing atmosphere.
【0015】まず、の条件について説明すると、生成
反応の律速である微粒子炭酸塩の分解が大気圧未満の真
空下で容易に進むことを活用したものである。反応の進
行のし易さの面から、圧力は1×10-3Torr以下に
するのが好ましい。その際に、好適な焼成温度が600
〜800℃である。600℃未満では炭酸塩の分解が進
みにくいという不利益がある。また、800℃を超える
温度では還元が進みすぎ、また、不純物相としてのNd
2 O3 の生成が増長される。焼成温度の下限は、650
℃以上が好ましく、680℃以上が更に好ましい。焼成
温度の上限は、750℃以下が好ましく、720℃以下
が更に好ましい。First, the condition (1) is utilized in that the decomposition reaction of the fine particle carbonate, which is the rate-determining reaction, proceeds easily under a vacuum lower than atmospheric pressure. The pressure is preferably set to 1 × 10 −3 Torr or less from the viewpoint of easy progress of the reaction. At that time, a preferable firing temperature is 600
800800 ° C. If the temperature is lower than 600 ° C., there is a disadvantage that decomposition of carbonate is difficult to proceed. At a temperature exceeding 800 ° C., the reduction proceeds too much, and Nd as an impurity phase
The production of 2 O 3 is increased. The lower limit of the firing temperature is 650
C. or higher, and more preferably 680.degree. C. or higher. The upper limit of the firing temperature is preferably 750 ° C. or lower, more preferably 720 ° C. or lower.
【0016】その後、大気より酸素濃度が低い混合ガス
中で800〜1000℃の温度範囲で焼成するとよい。
この焼成は、生成したNdBa2 Cu3 O7-δ系超電導
化合物の結晶を成長させ、焼結を進行させるための過程
である。酸素濃度の低い雰囲気で焼成するのは、銅の価
数が減少し、酸化物の融点が下がって反応が促進される
からである。このときの酸素濃度は5%以下であること
が望ましい。また、このときの焼成温度は800〜10
00℃とする必要がある。800℃未満では反応・燒結
が実質的に進みにくい。また、1000℃を超える温度
では部分溶融が進み、液相の分離が生じて不均一反応に
なりやすい。After that, it is preferable to fire in a mixed gas having an oxygen concentration lower than that of the atmosphere at a temperature of 800 to 1000 ° C.
This firing is a process for growing the crystals of the generated NdBa 2 Cu 3 O 7- δ-based superconducting compound and promoting sintering. The baking is performed in an atmosphere having a low oxygen concentration because the valence of copper is reduced and the melting point of the oxide is lowered to promote the reaction. The oxygen concentration at this time is desirably 5% or less. The firing temperature at this time is 800 to 10
The temperature must be set to 00 ° C. If the temperature is lower than 800 ° C., the reaction and sintering do not substantially proceed. At a temperature exceeding 1000 ° C., partial melting proceeds, and liquid phase separation occurs, which tends to cause a heterogeneous reaction.
【0017】このときの焼成温度は、上記説明から理解
されるように、従来法と異なり、900℃未満とするこ
とが可能である。これは、本発明の前駆体から得られる
原料粉末が、通常の固相混合法で用いられる粉末に比べ
て微粒子であるため、焼成中の反応が一層均一となり、
より低温であっても焼成が可能となるからである。従来
法並みの900℃以上であっても、焼成は可能である
が、金属シース材料の選択の幅を広げる観点からは、9
00℃未満の焼成温度を採用することが望ましい。本発
明を適用することで、新たに金属シース材料として選択
が可能となる金属の例としては、銀があげられる。銀の
融点は960℃付近であり、従来の技術では、焼成温度
と銀の融点とが近く、シース材料として使用することは
難しかった。しかし本発明では、上述の通り、焼成温度
の低減が可能となるのでシース材料として使用し得るよ
うになったのである。従来、銀をシース材料に採用しよ
うとすると、酸化物超電導体を形成してから銀シースを
用いる他なかったが、本発明によって、銀シースを用い
て焼成できるようになったことは、酸化物超電導体を実
用化する上で極めて有利な手法が提供されたことを意味
する。As understood from the above description, the firing temperature at this time can be lower than 900 ° C., unlike the conventional method. This is because the raw material powder obtained from the precursor of the present invention is finer than the powder used in the ordinary solid-phase mixing method, so that the reaction during firing becomes more uniform,
This is because firing can be performed even at a lower temperature. Sintering is possible even at 900 ° C. or higher, which is equivalent to that of the conventional method, but from the viewpoint of expanding the range of choice of the metal sheath material, 9
It is desirable to employ a firing temperature of less than 00 ° C. Silver is an example of a metal that can be newly selected as a metal sheath material by applying the present invention. The melting point of silver is around 960 ° C., and in the prior art, the sintering temperature and the melting point of silver are close to each other, making it difficult to use as a sheath material. However, in the present invention, as described above, the firing temperature can be reduced, so that it can be used as a sheath material. Conventionally, when silver was used as a sheath material, there was no other choice but to use a silver sheath after forming an oxide superconductor, but according to the present invention, it has become possible to sinter using a silver sheath. This means that a very advantageous method for putting a superconductor into practical use has been provided.
【0018】その後、酸化性雰囲気中で300〜500
℃の熱処理を施すのがよい。この熱処理によって、結晶
内に酸素を入れキャリアを増加させるためである。この
ときの熱処理温度は300〜500℃である必要があ
る。300℃未満では酸素を結晶内に入れるのが困難で
あるためである。350℃以上であるとより好ましい。
また、500℃を超える温度では、ネオジム、バリウム
のディスオーダリングが起こりやすく、超電導特性が低
下する場合がある。450℃以下がより好ましい。Thereafter, in an oxidizing atmosphere, 300 to 500
It is preferable to carry out a heat treatment at ℃. This is because oxygen is introduced into the crystal by this heat treatment to increase the number of carriers. The heat treatment temperature at this time needs to be 300 to 500 ° C. If the temperature is lower than 300 ° C., it is difficult to introduce oxygen into the crystal. It is more preferable that the temperature be 350 ° C. or higher.
If the temperature exceeds 500 ° C., neodymium and barium are likely to be out of order, and the superconducting properties may be reduced. 450 ° C. or lower is more preferable.
【0019】上記プロセスの実施に当たっては、前記乾
燥された前駆体を予め、400〜600℃で仮焼したも
のを粉末化し、この粉末を所定の形状に成形する工程
を、前記〜の工程の前に行ってもよい。これは、そ
の後の焼成において、NdBa 2 Cu3 O7-δ超電導化
合物の生成に有効であるからである。仮焼温度の下限と
しては、450℃以上が好ましく、480℃以上が更に
好ましい。また、上限としては、550℃以下が好まし
く、520℃以下が更に好ましい。In carrying out the above process, the drying
The dried precursor was calcined in advance at 400 to 600 ° C.
A step of pulverizing the powder and molding the powder into a predetermined shape
May be performed before the above-mentioned steps. This is
In the subsequent firing, NdBa Two CuThree O7-δ superconductivity
This is because it is effective for producing a compound. Lower limit of calcination temperature
Therefore, 450 ° C. or higher is preferable, and 480 ° C. or higher is more preferable.
preferable. The upper limit is preferably 550 ° C or less.
520 ° C. or lower is more preferable.
【0020】以下実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明するが、下記実施例は本発明を制限するものではな
く、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施するこ
とは全て本発明の技術的範囲に包含される。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following Examples do not limit the present invention, and all changes and implementations without departing from the spirit of the present invention will be described. Within the technical scope of
【0021】[0021]
(実施例1)銅源として水酸化銅[Cu(OH)2 ]を
用い、他の金属源としてバリウムイソプロポキシド[B
a(O−isoC3 H7 )2 ]、ネオジムイソプロポキ
シド[Nd(O−isoC3 H7 )3 ]を用い、見かけ
の化学組成がNdBa2 Cu 3 O7-δで示される化合物
を下記の手順に従って調製した。 (Example 1) Copper hydroxide [Cu (OH)] as a copper sourceTwo ]
Barium isopropoxide [B
a (O-isoCThree H7 )Two ], Neodymium isopropoxy
Sid [Nd (O-isoCThree H7 )Three ]
Has a chemical composition of NdBaTwo Cu Three O7-Compound represented by δ
Was prepared according to the following procedure.
【0022】まず、水酸化銅とネオジムイソプロポキシ
ドを、ジメチルアミノエタノール(DMAE)とイソプ
ロピルアルコール(IPA)の混合溶媒(混合比1:
1)中に溶解した。また、バリウムイソプロポキシドを
IPAに溶解した。First, copper hydroxide and neodymium isopropoxide were mixed in a mixed solvent of dimethylaminoethanol (DMAE) and isopropyl alcohol (IPA) (mixing ratio 1:
Dissolved in 1). In addition, barium isopropoxide was dissolved in IPA.
【0023】これらの溶液を混合し、不活性ガス気流中
80℃で加熱還流して分子混合状態のゾルを合成した。
このゾルを引き続き、90℃、吸引下で濃縮し、その後
200℃、真空中で乾燥して粉末ゲル(前駆体)とし
た。These solutions were mixed and heated and refluxed at 80 ° C. in an inert gas stream to synthesize a sol in a molecular mixed state.
The sol was subsequently concentrated at 90 ° C. under suction, and then dried in vacuum at 200 ° C. to obtain a powder gel (precursor).
【0024】上記粉末ゲルを、O2 :N2 =1:4のガ
ス気流中、500℃で仮焼して、焼成用の原料粉末とし
た。この原料粉末を加圧成形した後、図1に示す様なパ
ターンで焼成を行った。このとき、の工程における真
空度は10-5Torr程度、焼成温度は700℃であ
り、の工程における混合ガスの酸素濃度は0%(ガス
圧力は大気圧付近)、焼成温度は850℃であり、の
工程における熱処理温度は400℃であった。The powder gel was calcined at 500 ° C. in a gas stream of O 2 : N 2 = 1: 4 to obtain a raw material powder for firing. After pressure-molding this raw material powder, it was fired in a pattern as shown in FIG. At this time, the degree of vacuum in the step is about 10 −5 Torr, the firing temperature is 700 ° C., the oxygen concentration of the mixed gas in the step is 0% (gas pressure is near atmospheric pressure), and the firing temperature is 850 ° C. , The heat treatment temperature was 400 ° C.
【0025】この条件で得られた試料の磁化率を超電導
量子干渉計(SQUID)によって測定したところ、9
0K以下で反磁性を示した。この試料の100エルステ
ッド磁場中で測定した磁化率−温度曲線を図2に示す。
また、この試料とは別に、の工程は行わず、の工
程のみ行った試料について同様に磁化率を調べたところ
反磁性は示さなかった。この反磁性を示さなかった試料
の100エルステッド磁場中で測定した磁化率−温度曲
線を図3に示す。、の工程を行うことにより、磁化
率−温度曲線が、よりシャープになることがわかる。The susceptibility of the sample obtained under these conditions was measured by a superconducting quantum interferometer (SQUID).
It exhibited diamagnetism below 0K. FIG. 2 shows the susceptibility-temperature curve of this sample measured in a 100 Oe magnetic field.
When the magnetic susceptibility of the sample which was not subjected to the step but was subjected to only the step separately from the sample was similarly examined, no diamagnetism was shown. FIG. 3 shows a susceptibility-temperature curve measured in a 100 Oe magnetic field of a sample that did not exhibit this diamagnetism. It can be seen that the susceptibility-temperature curve becomes sharper by performing the above steps.
【0026】反磁性を示した試料について、X線回折に
より結晶構造を調べた結果を図4に示す。このX線回折
パターンから、この試料中には、YBa2 Cu3 O7-δ
と類似する結晶構造を有する物質が存在することが推察
された。そこで、この試料を更に、エネルギー分散型特
性X線検出器(EDX)によって調査したところ、この
試料にはNdBa2 Cu3 O7-δの化学式で示される超
電導化合物が存在することがわかった。また、この試料
にはNdBa2 Cu3 O7-δ以外の結晶相は存在せず、
ほぼNdBa2 Cu3 O7-δ単相であることもわかっ
た。FIG. 4 shows the result of examining the crystal structure of the sample exhibiting diamagnetism by X-ray diffraction. From this X-ray diffraction pattern, it was found that YBa 2 Cu 3 O 7- δ
It was inferred that there was a substance having a crystal structure similar to that of. Then, when this sample was further investigated by an energy dispersive X-ray detector (EDX), it was found that a superconducting compound represented by the chemical formula of NdBa 2 Cu 3 O 7- δ was present in this sample. Further, this sample has no crystal phase other than NdBa 2 Cu 3 O 7- δ,
It was also found that it was almost NdBa 2 Cu 3 O 7- δ single phase.
【0027】(実施例2)銅源として銅エトキシド[C
u(OC2 H5 )2 ]を用い、他の金属源としてバリウ
ムイソプロポキシド[Ba(O−isoC3 H7 )
2 ]、ネオジムイソプロポキシド[Nd(O−isoC
3 H7 )3 ]を用い、見かけの化学組成がNdBa2 C
u3 O7-δで示される化合物を下記の手順に従って調製
した。(Example 2) Copper ethoxide [C
u (OC 2 H 5 ) 2 ] and barium isopropoxide [Ba (O-isoC 3 H 7 )] as another metal source.
2 ], neodymium isopropoxide [Nd (O-isoC
3 H 7 ) 3 ] and the apparent chemical composition is NdBa 2 C
The compound represented by u 3 O 7- δ was prepared according to the following procedure.
【0028】まず、銅エトキシドとネオジムイソプロポ
キシドを、DMAEとIPAの混合溶媒(混合比1:
1)中に溶解した。また、バリウムイソプロポキシドを
IPAに溶解した。First, copper ethoxide and neodymium isopropoxide were mixed with a mixed solvent of DMAE and IPA (mixing ratio 1: 1).
Dissolved in 1). In addition, barium isopropoxide was dissolved in IPA.
【0029】これらの溶液を混合し、不活性ガス気流中
80℃で加熱還流して分子混合状態のゾルを合成した。
このゾルを引き続き、90℃、吸引下で濃縮し、その後
200℃、真空中で乾燥して粉末ゲル(前駆体)とし
た。These solutions were mixed and heated and refluxed at 80 ° C. in an inert gas stream to synthesize a sol in a molecular mixed state.
The sol was subsequently concentrated at 90 ° C. under suction, and then dried in vacuum at 200 ° C. to obtain a powder gel (precursor).
【0030】上記粉末ゲルを、O2 :N2 =1:4のガ
ス気流中、500℃で仮焼して、焼成用の原料粉末とし
た。この原料粉末を加圧成形した後、実施例1と同様、
図1に示す様なパターンで焼成を行った。このとき、
の工程における真空度は10 -5Torr程度、焼成温度
は700℃であり、の工程における混合ガスの酸素濃
度は0%(ガス圧力は大気圧付近)、焼成温度は900
℃であり、の工程における熱処理温度は400℃であ
った。The above powder gel isTwo : NTwo = 1: 4 mo
Calcined at 500 ° C in air stream to obtain raw material powder for firing.
Was. After pressure-molding this raw material powder, as in Example 1,
The firing was performed in a pattern as shown in FIG. At this time,
The degree of vacuum in the step is 10 -FiveTorr, firing temperature
Is 700 ° C., and the oxygen concentration of the mixed gas in the step is
Degree is 0% (gas pressure is around atmospheric pressure), firing temperature is 900
° C, and the heat treatment temperature in the step is 400 ° C.
Was.
【0031】この条件で得られた試料の磁化率を超電導
量子干渉計(SQUID)によって測定したところ、8
5K以下で反磁性を示した。この試料の100エルステ
ッド磁場中で測定した磁化率−温度曲線を図5に示す。The magnetic susceptibility of the sample obtained under these conditions was measured by a superconducting quantum interferometer (SQUID).
It exhibited diamagnetism below 5K. The magnetic susceptibility-temperature curve of this sample measured in a 100 Oe magnetic field is shown in FIG.
【0032】この試料について、X線回折により結晶構
造を調べたところ、図4とほぼ同様のX線回折パターン
が得られた。この結果から、この試料中には、YBa2
Cu 3 O7-δと類似する結晶構造を有する物質が存在す
ることが推察された。そこで、この試料を更に、エネル
ギー分散型特性X線検出器(EDX)によって調査した
ところ、この試料にはNdBa2 Cu3 O7-δの化学式
で示される超電導化合物が存在することがわかった。The crystal structure of this sample was determined by X-ray diffraction.
When the structure was examined, the X-ray diffraction pattern almost similar to that of FIG.
was gotten. From these results, it was found that YBaTwo
Cu Three O7-There is a substance with a crystal structure similar to δ
It was speculated that Therefore, this sample was further
Investigated by energy dispersive X-ray detector (EDX)
However, this sample contains NdBaTwo CuThree O7-Chemical formula of δ
It was found that a superconducting compound represented by.
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、水
酸化銅または銅アルコキシドを銅源とし、該銅源とバリ
ウムアルコキシド及びネオジムアルコキシドを含む出発
原料として、非水溶媒中での反応を通じて得られる前駆
体を用いることで、従来の固相混合法に比べて、短時間
で、且つ、煩雑な工程を要しないでNdBa2 Cu3 O
7-δ系超電導化合物を含む酸化物超電導体が製造でき
た。更に、従来法に比べて低温での焼成も可能となっ
た。The present invention is constituted as described above,
Copper oxide or copper alkoxide is used as a copper source, and the copper source is
Starting with alkoxides and neodymium alkoxides
As a raw material, a precursor obtained through a reaction in a non-aqueous solvent
The use of a solid allows for a shorter time compared to the conventional solid phase mixing method.
And NdBa without complicated stepsTwo CuThree O
7-Can produce oxide superconductors containing δ-based superconducting compounds
Was. Furthermore, firing at a lower temperature is possible compared to the conventional method.
Was.
【図1】焼成・熱処理のパターンの一例を示すグラフで
ある。FIG. 1 is a graph showing an example of a firing / heat treatment pattern.
【図2】実施例1において、反磁性を示す試料の100
エルステッド中での磁化率−温度曲線である。FIG. 2 is a graph showing 100 samples of a sample exhibiting diamagnetism in Example 1.
It is a magnetic susceptibility-temperature curve in Oersted.
【図3】実施例1において、反磁性を示さない試料の1
00エルステッド中での磁化率−温度曲線である。FIG. 3 shows a sample 1 showing no diamagnetism in Example 1.
It is a magnetic susceptibility-temperature curve in 00 Oersted.
【図4】実施例1において、反磁性を示す試料のX線回
折パターンである。FIG. 4 is an X-ray diffraction pattern of a sample showing diamagnetism in Example 1.
【図5】実施例2において、反磁性を示す試料の100
エルステッド中での磁化率−温度曲線である。FIG. 5 is a graph showing 100 samples of diamagnetism in Example 2.
It is a magnetic susceptibility-temperature curve in Oersted.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 喜男 神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 金 基孫 東京都江東区東雲一丁目10番13号 財団法 人国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 藤原 忍 東京都江東区東雲一丁目10番13号 財団法 人国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 田辺 圭 東京都江東区東雲一丁目10番13号 財団法 人国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoshio Masuda 1-5-5 Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe Inside Kobe Research Institute, Kobe Steel Ltd. No. 10-13, Foundation International Superconducting Technology Research Center, Superconductivity Engineering Laboratory (72) Inventor Shinobu Fujiwara 1-10-13, Shinonome, Shintomo, Koto-ku, Tokyo Inside the Institute of Engineering (72) Inventor Kei Tanabe 1-10-13 Shinonome, Koto-ku, Tokyo Foundation International Research Institute of Superconductivity Technology, Superconductivity Engineering Laboratory
Claims (6)
し、該銅源とバリウムアルコキシド及びネオジムアルコ
キシドを含む出発原料を非水溶媒中で、反応させて誘導
される前駆体を原料として用いることを特徴とする下記
の化学式で表される酸化物超電導化合物相を主に含む酸
化物超電導体の製造方法。 化学式:NdBa2 Cu3 O7-δ1. Use of a precursor derived by reacting copper hydroxide or copper alkoxide with a copper source and reacting the copper source with a starting material containing barium alkoxide and neodymium alkoxide in a non-aqueous solvent. A method for producing an oxide superconductor mainly including an oxide superconducting compound phase represented by the following chemical formula: Chemical formula: NdBa 2 Cu 3 O 7- δ
焼成する工程、 大気より酸素濃度が低い混合ガス中で800〜100
0℃の温度範囲で焼成する工程、 酸化性雰囲気中で300〜500℃の熱処理を施す工
程、を含んでなる酸化物超電導体の製造方法。2. A step of sintering the precursor according to claim 1 at a temperature in the range of 600 to 800 ° C. under a pressure lower than atmospheric pressure, 800 to 100 in a mixed gas having an oxygen concentration lower than the atmosphere.
A method for producing an oxide superconductor, comprising: a step of firing in a temperature range of 0 ° C .; and a step of performing a heat treatment at 300 to 500 ° C. in an oxidizing atmosphere.
1×10-3Torr以下の圧力下で行う請求項2に記載
の酸化物超電導体の製造方法。3. The calcination performed under a pressure lower than the atmospheric pressure,
3. The method for producing an oxide superconductor according to claim 2, wherein the method is performed under a pressure of 1 × 10 −3 Torr or less.
で行う焼成を、酸素濃度5%以下の混合ガスを用いて行
う請求項2または3に記載の酸化物超電導体の製造方
法。4. The method for producing an oxide superconductor according to claim 2, wherein the firing performed in the mixed gas having an oxygen concentration lower than that of the atmosphere is performed using a mixed gas having an oxygen concentration of 5% or less.
仮焼したものを粉末化し、この粉末を所定の形状に成形
したものを用いて行う請求項2〜4のいずれかに記載の
酸化物超電導体の製造方法。5. The oxidation according to claim 2, wherein the precursor obtained by calcining the dried precursor at 400 to 600 ° C. is powdered, and the powder is formed into a predetermined shape. Of manufacturing superconductors.
し、該銅源とバリウムアルコキシド及びネオジムアルコ
キシドを含む出発原料を非水溶媒中で、反応させて誘導
される酸化物超電導体製造用前駆体。6. A precursor for producing an oxide superconductor derived by reacting copper hydroxide or copper alkoxide with a copper source and reacting the copper source with a starting material containing barium alkoxide and neodymium alkoxide in a non-aqueous solvent. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8276653A JPH10120417A (en) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | Production of oxide superconductor and precursor for producing oxide superconductor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8276653A JPH10120417A (en) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | Production of oxide superconductor and precursor for producing oxide superconductor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10120417A true JPH10120417A (en) | 1998-05-12 |
Family
ID=17572459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8276653A Withdrawn JPH10120417A (en) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | Production of oxide superconductor and precursor for producing oxide superconductor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10120417A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6690567B1 (en) | 2002-09-26 | 2004-02-10 | Ceramphysics, Inc. | Capacitive energy storage device |
JP2012146418A (en) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Oxide superconducting wire material and manufacturing method of the same |
-
1996
- 1996-10-18 JP JP8276653A patent/JPH10120417A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6690567B1 (en) | 2002-09-26 | 2004-02-10 | Ceramphysics, Inc. | Capacitive energy storage device |
JP2012146418A (en) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Oxide superconducting wire material and manufacturing method of the same |
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