JPS621833A - Ｐ↓ｂ糸金属超電導材の製造方法 - Google Patents
Ｐ↓ｂ糸金属超電導材の製造方法Info
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- JPS621833A JPS621833A JP14130685A JP14130685A JPS621833A JP S621833 A JPS621833 A JP S621833A JP 14130685 A JP14130685 A JP 14130685A JP 14130685 A JP14130685 A JP 14130685A JP S621833 A JPS621833 A JP S621833A
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- superconducting material
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、Ｐｂ系金属超電導材の料に関する。
液体急冷凝固法により形成された金属材料は。
その特性が向上することが知られている。
金属の超電導特性（極低温下で電気抵抗がほぼゼロとな
る特性）においては、例えば、Ｂｅ。
る特性）においては、例えば、Ｂｅ。
ＡＪＩ、Ｇａを、気体又は液体より急冷して得た材料で
は超電導臨界温度Ｔｃが大幅に上昇し、ＢｅではＴｃが
９．９５Ｋにも達することが報告されている（Ｃ，Ｇ、
ＧｒａｎｑｖｉＳｔ ａｎｄＴ、Ｃ１ａｅｓｏｎ、Ｚ
、Ｐｈｙ、Ｂ２０（１９７３）７２．）、Ｌかしながら
、これによる超電導材料では、短時間に最大数ルｍの厚
さのものしか得られず、このため、格子欠陥が表面から
抜けやすい、したがって、理論的（Ｗ、Ｌ。
は超電導臨界温度Ｔｃが大幅に上昇し、ＢｅではＴｃが
９．９５Ｋにも達することが報告されている（Ｃ，Ｇ、
ＧｒａｎｑｖｉＳｔ ａｎｄＴ、Ｃ１ａｅｓｏｎ、Ｚ
、Ｐｈｙ、Ｂ２０（１９７３）７２．）、Ｌかしながら
、これによる超電導材料では、短時間に最大数ルｍの厚
さのものしか得られず、このため、格子欠陥が表面から
抜けやすい、したがって、理論的（Ｗ、Ｌ。
ＭｃＭｉ １ｌａｎ：ｐｈｙｓ、Ｒｅｖ、１６７（１９
６８）３３１参照）に予測されるＴｃを今まで見出すこ
とができなかった（本発明によれば、短時間に数１００
ルｍから数ｍｍ厚さの材料の形成が容易であるため、急
冷により導入された格子欠陥が抜けず、Ｔｃが理論に近
い値を示すことができた）。
６８）３３１参照）に予測されるＴｃを今まで見出すこ
とができなかった（本発明によれば、短時間に数１００
ルｍから数ｍｍ厚さの材料の形成が容易であるため、急
冷により導入された格子欠陥が抜けず、Ｔｃが理論に近
い値を示すことができた）。
上述のように、従来の方法により得られた超電導材料は
、形成される材料厚さに制限があり、又臨界温度を上昇
させるには限度があった。
、形成される材料厚さに制限があり、又臨界温度を上昇
させるには限度があった。
一方、実験的に（Ｋ、Ｋｎｏｒｖ ａｎｄ Ｎ。
Ｂａｒｓｈ：Ｊ、Ｌｏｗ Ｔｅｍｐ、Ｐｈｙｓ。
４ （１９７１）４６９参照）、Ｐｂのカップリングコ
ンスタントとデバイ温度が格子欠陥の多量に含んだ試料
程大きくなり、これを理論式（Ｗ。
ンスタントとデバイ温度が格子欠陥の多量に含んだ試料
程大きくなり、これを理論式（Ｗ。
Ｌ 、 Ｍ ｃ Ｍ ｉ ｌ ｌ ａ ｎ ： Ｐ ｈ
ｙ ｓ 、 Ｒｅ ｖ 。
ｙ ｓ 、 Ｒｅ ｖ 。
１６７ （１９６８）３３１参照）に代入すると超電導
臨界温度Ｔｃを高くする可能性が予測できる。
臨界温度Ｔｃを高くする可能性が予測できる。
本発明は、Ｐｂ系金属の超電導特性を大巾に向上させる
ことを目的とする。
ことを目的とする。
この発明による超電導材の製造方法は、Ｐｂ系金属を加
熱溶融し、この溶融金属材料を急冷凝固させるものであ
る。この方法によれば、１０ｐｍ〜３ｍｍの厚さ範囲に
おいて好ましい超電導特性を示す材料が得られる。
熱溶融し、この溶融金属材料を急冷凝固させるものであ
る。この方法によれば、１０ｐｍ〜３ｍｍの厚さ範囲に
おいて好ましい超電導特性を示す材料が得られる。
本発明において、Ｐｂ系金属とは、市販の９８％〜９９
．８％程度の金属をいう、なお、ｐｂ金合金は、不純物
として銅等を１０ａｔ％添加した場合、超電導特性は低
いが同様の現象が見られる。
．８％程度の金属をいう、なお、ｐｂ金合金は、不純物
として銅等を１０ａｔ％添加した場合、超電導特性は低
いが同様の現象が見られる。
急冷速度は、形成される超電導材の厚さを変え＋す
ることにより制御でき、約１０ −約１０ ＋ ７Ｋ
／ ｓ ｅ ｃ、とくに、約１０３〜約１０５に／Ｓｅ
ｃにおいて良好な結果が得られる。後者の場合、形成さ
れる超電導材の厚さは１００μ、 ｍ −６Ｏ０ＪＬ瓜
である。
／ ｓ ｅ ｃ、とくに、約１０３〜約１０５に／Ｓｅ
ｃにおいて良好な結果が得られる。後者の場合、形成さ
れる超電導材の厚さは１００μ、 ｍ −６Ｏ０ＪＬ瓜
である。
第１図は、本発明にしたがって作成されたｐｂ超電導材
、従来のＰｂ超電導材及び参考例としてのＰｂ−５６ａ
ｔ％Ｂｉ合金の特性を比較したグラフである０図におい
て、縦軸は臨界電流密度Ｊｃ、横軸は超電導臨界温度Ｔ
ｃ（絶対温度）を示し、０印のカーブは、液体急冷によ
り１１２ｇｍ厚さに形成された本発明による超電導材。
、従来のＰｂ超電導材及び参考例としてのＰｂ−５６ａ
ｔ％Ｂｉ合金の特性を比較したグラフである０図におい
て、縦軸は臨界電流密度Ｊｃ、横軸は超電導臨界温度Ｔ
ｃ（絶対温度）を示し、０印のカーブは、液体急冷によ
り１１２ｇｍ厚さに形成された本発明による超電導材。
Δ印のカーブは１５０ＪＬｍの厚さを有する、焼鈍処理
された従来のｐｂ超電導材、０印カーブは、液体急冷に
より１８０ＪＬｍ厚さで、形成されたＰｂ−５６ａｔ％
Ｂｉ合金である。
された従来のｐｂ超電導材、０印カーブは、液体急冷に
より１８０ＪＬｍ厚さで、形成されたＰｂ−５６ａｔ％
Ｂｉ合金である。
図から明らかなように、本発明により液体急冷処理され
たＰｂは、従来の焼鈍ｐｂに比較して高いＴｃとＪｃを
有している。また、参考例としてのＰｂ−Ｂ１合金を比
較した場合、温度上昇に伴なうＪｃの低下率が小さく、
高温域で高いＪｃを有することがわかる。すなわち、高
温でも超電導現象が見られるため、一般に言われている
高いＴｃを持つ物質であることがわかる。
たＰｂは、従来の焼鈍ｐｂに比較して高いＴｃとＪｃを
有している。また、参考例としてのＰｂ−Ｂ１合金を比
較した場合、温度上昇に伴なうＪｃの低下率が小さく、
高温域で高いＪｃを有することがわかる。すなわち、高
温でも超電導現象が見られるため、一般に言われている
高いＴｃを持つ物質であることがわかる。
第２図は、急冷凝固速度を決定する要素の関係を示すグ
ラフである０図において縦軸はｍ層欠陥率αを示す、α
が大きくなるほど材料中に存在する欠陥の量が多く、原
子配列の不規則性が増大する。横軸は材料厚さを示し、
この値が小さくなるほど冷却速度が大となる。８Ｉ層欠
陥率は、材料厚さが２００ Ｂｍ乃至４００μｍの範囲
で最大を示し、これより厚い場合及び薄い場合は低下す
る傾向にある。これは、４００μｍ以上の場合は凝固時
に冷却速度が遅いため、欠陥が導入され難く、２００
ｇｍ以下の場合は材料が薄いため格子欠陥の残留が難し
くなるためと考えられる（Ｊ、Ｗ、Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ
ａｎｄ Ｖ、Ｖｔｔｅｋ。
ラフである０図において縦軸はｍ層欠陥率αを示す、α
が大きくなるほど材料中に存在する欠陥の量が多く、原
子配列の不規則性が増大する。横軸は材料厚さを示し、
この値が小さくなるほど冷却速度が大となる。８Ｉ層欠
陥率は、材料厚さが２００ Ｂｍ乃至４００μｍの範囲
で最大を示し、これより厚い場合及び薄い場合は低下す
る傾向にある。これは、４００μｍ以上の場合は凝固時
に冷却速度が遅いため、欠陥が導入され難く、２００
ｇｍ以下の場合は材料が薄いため格子欠陥の残留が難し
くなるためと考えられる（Ｊ、Ｗ、Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ
ａｎｄ Ｖ、Ｖｔｔｅｋ。
Ｒａｐ、Ｐｒｏｇ、Ｐｈｙｓ、、３３，３０７（１９７
０）参照）。
０）参照）。
つぎに本発明の好ましい実施例を述べる。
〔実施例１〕
９９．９％ｐｂを石英管中に入れ、Ａｒ−５％Ｈ２ガス
中で赤外線加熱炉により加熱溶融させ、溶融したｐｂを
、双ピストン・アンビル型急冷凝固装置中で急冷凝固さ
せ、厚さ４００１Ｌｍのディスク状材料を得た。この際
の冷却速度は約６Ｘ１０３に／ｓｅｃであった。金−鉄
−クロメル熱電対により温度を測定し、四端子電気抵抗
法により電流、電圧、抵抗を測定した。これらの結果か
ら臨界電流密度Ｊｃを導出し、さらに、超電導臨界温度
ＴｃをＪｃの温度変化から算出した。Ｔｃは、Ｊｃが７
ＸＩＯ３Ａ ／ ｍ’のとき１９．４に、Ｊｃが３Ｘ１
０５Ａ ／ ｍ’ （７）とき１３にであった。
中で赤外線加熱炉により加熱溶融させ、溶融したｐｂを
、双ピストン・アンビル型急冷凝固装置中で急冷凝固さ
せ、厚さ４００１Ｌｍのディスク状材料を得た。この際
の冷却速度は約６Ｘ１０３に／ｓｅｃであった。金−鉄
−クロメル熱電対により温度を測定し、四端子電気抵抗
法により電流、電圧、抵抗を測定した。これらの結果か
ら臨界電流密度Ｊｃを導出し、さらに、超電導臨界温度
ＴｃをＪｃの温度変化から算出した。Ｔｃは、Ｊｃが７
ＸＩＯ３Ａ ／ ｍ’のとき１９．４に、Ｊｃが３Ｘ１
０５Ａ ／ ｍ’ （７）とき１３にであった。
〔実施例２−１０）
材料の厚さを変えることにより冷却速度を変えた以外は
実施例１と同様の操作をおこなった。
実施例１と同様の操作をおこなった。
結果を第１表に示す。
〔実施例１１）
材料としてＰｂ−１０ａｔ％Ｃｕを用い、その厚さを２
２０７ｔｍとした以外は実施例１と同様の操作をおこな
った。この場合の冷却速度は約１０ ’ Ｋ ／ ｓ
ｅ ｃであった。得られた超電導臨界温度は、Ｊｃが１
０’Ａ／ｒｒｆで１５．６にで、Ｊｃが３Ｘ１０”Ａ／
ゴで７にであった。低電流ではＣｕ添加によるＴｃの低
下が見られないが、高電流のＴｃはＣｕ添加によりかな
り低下する。
２０７ｔｍとした以外は実施例１と同様の操作をおこな
った。この場合の冷却速度は約１０ ’ Ｋ ／ ｓ
ｅ ｃであった。得られた超電導臨界温度は、Ｊｃが１
０’Ａ／ｒｒｆで１５．６にで、Ｊｃが３Ｘ１０”Ａ／
ゴで７にであった。低電流ではＣｕ添加によるＴｃの低
下が見られないが、高電流のＴｃはＣｕ添加によりかな
り低下する。
第３図は、本発明によって作成された純ｐｂの特性図で
あり、縦軸は臨界温度Ｔｃ、横軸は材料厚さを示す（厚
さＤの対数と冷却速度Ｈの対数との間には、一般に立Ｏ
ｇＲ＝−ｆＬｏ ｇＤ＋にの関係がある。）、Ｔｃは、
電流密度により変化するので、１０５Ａ／ゴ、３Ｘ１０
５Ａ／ゴ。
あり、縦軸は臨界温度Ｔｃ、横軸は材料厚さを示す（厚
さＤの対数と冷却速度Ｈの対数との間には、一般に立Ｏ
ｇＲ＝−ｆＬｏ ｇＤ＋にの関係がある。）、Ｔｃは、
電流密度により変化するので、１０５Ａ／ゴ、３Ｘ１０
５Ａ／ゴ。
１０ Ａ／ｒｒｆ及び７Ｘ１０３Ａ／ゴの４種の電流
密度におけるＴｃ値をとってプロットした０図において
、Ｔｃは、試料厚さが４００１Ｌｍ （冷却速度６ＸＩ
Ｏ３に／ｓｅｃに相当）で最大点を示し、Ｊｃが７Ｘ１
０３Ａ／ｒｎ’では１９ 、４にである。材料厚さがこ
れより厚い場合又は薄い場合は低下する傾向にあるが、
１０１０２ＪＬ冷却速度約５Ｘ１０’に／ｓｅｃに相当
）ナイし１０３ｇｍ（冷却速度約５ Ｘ １０３Ｋ ／
ｓ ｅ ｃに相当）の範囲内で高い数値を示す。
密度におけるＴｃ値をとってプロットした０図において
、Ｔｃは、試料厚さが４００１Ｌｍ （冷却速度６ＸＩ
Ｏ３に／ｓｅｃに相当）で最大点を示し、Ｊｃが７Ｘ１
０３Ａ／ｒｎ’では１９ 、４にである。材料厚さがこ
れより厚い場合又は薄い場合は低下する傾向にあるが、
１０１０２ＪＬ冷却速度約５Ｘ１０’に／ｓｅｃに相当
）ナイし１０３ｇｍ（冷却速度約５ Ｘ １０３Ｋ ／
ｓ ｅ ｃに相当）の範囲内で高い数値を示す。
第１図は、各温度におけるＪｃ（臨界電流密度）の変化
を示すグラフ、第２図は、材料厚さと積層欠陥率の関係
を示すグラフ、第３図は、試料厚さと種々の電流値によ
る超電導遷移温度Ｔｃの関係を示すグラフである。なお
第１図及び第３図において、記号Ｓ、Ｑ、は溶体化処理
（５１３にで２時間、４５３にで５時間）した試料、及
び記号り、Ｑ、は急冷凝固させた試料である。
を示すグラフ、第２図は、材料厚さと積層欠陥率の関係
を示すグラフ、第３図は、試料厚さと種々の電流値によ
る超電導遷移温度Ｔｃの関係を示すグラフである。なお
第１図及び第３図において、記号Ｓ、Ｑ、は溶体化処理
（５１３にで２時間、４５３にで５時間）した試料、及
び記号り、Ｑ、は急冷凝固させた試料である。
Claims (1)
- （１）Ｐｂ系金属を加熱溶融し、該溶融金属材料を急冷
凝固させることを特徴とするＰｂ系金属超電導材の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14130685A JPS621833A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | Ｐ↓ｂ糸金属超電導材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14130685A JPS621833A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | Ｐ↓ｂ糸金属超電導材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS621833A true JPS621833A (ja) | 1987-01-07 |
Family
ID=15288822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14130685A Pending JPS621833A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | Ｐ↓ｂ糸金属超電導材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS621833A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6347859B1 (en) | 1999-07-02 | 2002-02-19 | Seiren Co., Ltd. | Injet print head and injet recorder |
-
1985
- 1985-06-27 JP JP14130685A patent/JPS621833A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6347859B1 (en) | 1999-07-02 | 2002-02-19 | Seiren Co., Ltd. | Injet print head and injet recorder |
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