JPS63236753A - 超電導セラミツクスの作製方法 - Google Patents
超電導セラミツクスの作製方法Info
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- JPS63236753A JPS63236753A JP62072489A JP7248987A JPS63236753A JP S63236753 A JPS63236753 A JP S63236753A JP 62072489 A JP62072489 A JP 62072489A JP 7248987 A JP7248987 A JP 7248987A JP S63236753 A JPS63236753 A JP S63236753A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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】
「発明の利用分野」
本発明は酸化物セラミック系超電導材料の作製方法に関
する。
する。
「従来の技術」
従来、超電子オ料は、水銀、鉛等の元素、ＮｂＮ。
Ｎｂ＝Ｇｅ、 Ｎｂ３Ｇａ等の合金またはＮｂａ （Ａ
ｌｏ、 ａＧｅｏ、 ｚ）等の三元素化合物よりなる金
属材料が用いられている。しかしこれらのＴｃ（超電導
臨界温度）オンセントは２５Ｋまでであった。
ｌｏ、 ａＧｅｏ、 ｚ）等の三元素化合物よりなる金
属材料が用いられている。しかしこれらのＴｃ（超電導
臨界温度）オンセントは２５Ｋまでであった。
他方、近年、セラミック系の超電導材料が注目されてい
る。この材料は最初ＩＢＭのチューリッヒ研究所よりＢ
ａ−Ｌａ−Ｃｕ−０（バラクオ）系酸化物高温超電導体
として報告され、さらにＬＳＣＯ（第二銅酸−ランタン
ーストロンチニーム）として知られてきた。
る。この材料は最初ＩＢＭのチューリッヒ研究所よりＢ
ａ−Ｌａ−Ｃｕ−０（バラクオ）系酸化物高温超電導体
として報告され、さらにＬＳＣＯ（第二銅酸−ランタン
ーストロンチニーム）として知られてきた。
「従来の問題点」
しかし、これら酸化物セラミックスの超電導の可能性は
ベルブスカイト型の構造を利用しているもので、そのＴ
ｃも３０Ｋがその限界であった。
ベルブスカイト型の構造を利用しているもので、そのＴ
ｃも３０Ｋがその限界であった。
このため、このＴｃおよびＴｃｏをさらに高くし、望む
べくは液体窒素温度（７７Ｋ ’）またはそれ以上で動
作せしめることが強く求められていた。
べくは液体窒素温度（７７Ｋ ’）またはそれ以上で動
作せしめることが強く求められていた。
「問題を解決すべき手段」
本発明は、かかる高温で超電導を呈するべく、新型を構
成すべき素材を探し求めた。その結果、Ｔｃ（超電導の
始まる温度）も５０〜１０７ＫまたＴｃｏ （電気抵抗
の零となる温度）は７０〜１００Ｋにまで向上させ得る
ことが明らかになった。
成すべき素材を探し求めた。その結果、Ｔｃ（超電導の
始まる温度）も５０〜１０７ＫまたＴｃｏ （電気抵抗
の零となる温度）は７０〜１００Ｋにまで向上させ得る
ことが明らかになった。
本発明の超電導性セラミックスは（ＡＩ−ｘ Ｂｘ）ｙ
ｃｕｚｏｗｘ−０〜１．３Ｆ ＝２．０〜４．０好まし
くは２．５〜３．５゜ｚ ＝１．０〜４．０好ましくは
１．５〜３．５．ｗ＝４．０〜１０．０好ましくは６〜
８で一般的に示し得るものである。Ａは元素周期表いわ
ゆるｍａ族における１種または複数種の元素であり、Ｂ
はＢａ（バリニーム）またはＳｒ（ストロンチニーム）
等の元素周期表におけるＩＩａ族の１種または複数種の
元素より選ばれている。
ｃｕｚｏｗｘ−０〜１．３Ｆ ＝２．０〜４．０好まし
くは２．５〜３．５゜ｚ ＝１．０〜４．０好ましくは
１．５〜３．５．ｗ＝４．０〜１０．０好ましくは６〜
８で一般的に示し得るものである。Ａは元素周期表いわ
ゆるｍａ族における１種または複数種の元素であり、Ｂ
はＢａ（バリニーム）またはＳｒ（ストロンチニーム）
等の元素周期表におけるＩＩａ族の１種または複数種の
元素より選ばれている。
本発明はさらにＡを一成分ではなく、前記したｍａ族の
材料のうち、特にイントリニーム族（Ｅｕ。
材料のうち、特にイントリニーム族（Ｅｕ。
Ｇｄｌ Ｔｂ、 Ｄｙ＋ Ｈｏｔ Ｅｒ、 ＴＩＩ、
ｙｂ、 ＬＬＩＩ ＳＣ，Ｙ）を用いることは有効であ
る。
ｙｂ、 ＬＬＩＩ ＳＣ，Ｙ）を用いることは有効であ
る。
本発明は出発材料の酸化物または炭酸化物を混合し、加
熱しつつ加圧するいわゆるホットプレス方式を特徴とし
ている。さらに本発明は、一度加圧して仮焼成する゛。
熱しつつ加圧するいわゆるホットプレス方式を特徴とし
ている。さらに本発明は、一度加圧して仮焼成する゛。
さらにこれを微粉末化し、再び加圧しタブレット化し、
本焼成を行うに際し、加圧とともに加熱する工程を有せ
しめている。
本焼成を行うに際し、加圧とともに加熱する工程を有せ
しめている。
本発明の一般式において、好ましくはとして示したＬ３
’＋２ｔｌ’ｌの値は一般に成分調整がしやすい配分で
ある。
’＋２ｔｌ’ｌの値は一般に成分調整がしやすい配分で
ある。
「作用」
本発明の新型のセラミック超電導素材はきわめて簡単に
作ることができる。特にこれらはその出発材料として３
Ｎまたは４Ｎの純度の酸化物を用い、・これをボールミ
ルを用い微粉末に粉砕し、混合すれば化学量論的に（Ａ
Ｉ−ＸＢｘ）ｙｃｕｚＯｗのｘ、 ｙ、 ｚのそれぞれ
の値を任意に変更、制御することができる。
作ることができる。特にこれらはその出発材料として３
Ｎまたは４Ｎの純度の酸化物を用い、・これをボールミ
ルを用い微粉末に粉砕し、混合すれば化学量論的に（Ａ
Ｉ−ＸＢｘ）ｙｃｕｚＯｗのｘ、 ｙ、 ｚのそれぞれ
の値を任意に変更、制御することができる。
本発明において、かかる超電導材料を作るのに特に高価
な設備を用いな（ともよいという他の特徴も有する。
な設備を用いな（ともよいという他の特徴も有する。
以下に実施例に従い、本発明を記す。
「実施例１」
本発明の実施例としてＡとしてＹｂ、 ＢとしてＢａを
用いた。
用いた。
出発材料はｙｂ化合物として酸化インテルジエーム（Ｙ
ＦＯｓ） ＋ Ｂａ化合物としてｌ１ａＣ（１＋、銅化
合物としてεｕＯを用いた。これらは高純度化学工業株
式会社より入手し純度は９９．９５％またはそれ以上の
微粉末を用いた。さらにｘ ＝０．３３（Ａ：Ｂ ＝２
：１）、ｙ＝１． ｚ ＝３、Ｗ＝６〜８となるべ（選
んだ。
ＦＯｓ） ＋ Ｂａ化合物としてｌ１ａＣ（１＋、銅化
合物としてεｕＯを用いた。これらは高純度化学工業株
式会社より入手し純度は９９．９５％またはそれ以上の
微粉末を用いた。さらにｘ ＝０．３３（Ａ：Ｂ ＝２
：１）、ｙ＝１． ｚ ＝３、Ｗ＝６〜８となるべ（選
んだ。
これらを十分乳鉢で混合しカプセルに封入し、３０Ｋｇ
／ｃｍ”の荷重を加えてタブレフト化（大きさｌＯｌ■
φｘ ３１１１＋） Ｌ／た。さらに酸化性雰囲気、例
えば大気中で５００〜１０００℃、例えば７００℃で８
時間加熱酸化をした。この工程を仮焼成とした。
／ｃｍ”の荷重を加えてタブレフト化（大きさｌＯｌ■
φｘ ３１１１＋） Ｌ／た。さらに酸化性雰囲気、例
えば大気中で５００〜１０００℃、例えば７００℃で８
時間加熱酸化をした。この工程を仮焼成とした。
次にこれを粉砕し、乳鉢で混合した。そしてその粉末の
平均粉半径が１０μｍ以下好ましくは０．５μｍ以下の
大きさとなるようにした。
平均粉半径が１０μｍ以下好ましくは０．５μｍ以下の
大きさとなるようにした。
さらにこれをカプセルに封入し１０〜３００Ｋｇ／ｃｍ
”例えば５０Ｋｇ／ｃｍ”の圧力でタブレットに加圧し
つつこれを５００〜１２００℃、例えば９００℃の酸化
物雰囲気、例えば大気中で酸化し、本焼成を１〜ｌＯ時
間、例えば２時間行い、ホントプレス方式とした。
”例えば５０Ｋｇ／ｃｍ”の圧力でタブレットに加圧し
つつこれを５００〜１２００℃、例えば９００℃の酸化
物雰囲気、例えば大気中で酸化し、本焼成を１〜ｌＯ時
間、例えば２時間行い、ホントプレス方式とした。
このタブレフトはベルブスカイト構造が主として観察さ
れるが、・その他の新型構造も同時に観察された。
れるが、・その他の新型構造も同時に観察された。
次にこの試料を酸素を少な（させた０、−Ａｒ中で加熱
（６００〜１１００℃、３〜３０時間、例えば８００℃
、２０時間）して、還元させた。この時は加圧をせず、
むしろ大気圧または減圧下がＴｃｏを高める上で好まし
い。すると新型の構造がより顕著に観察されるようにな
った。
（６００〜１１００℃、３〜３０時間、例えば８００℃
、２０時間）して、還元させた。この時は加圧をせず、
むしろ大気圧または減圧下がＴｃｏを高める上で好まし
い。すると新型の構造がより顕著に観察されるようにな
った。
この試料を用いて固有抵抗と温度との関係を調べた。す
るとＴｃオンセットとして１０７に、 Ｔｅａとして９
７Ｋを観察することができた。
るとＴｃオンセットとして１０７に、 Ｔｅａとして９
７Ｋを観察することができた。
本発明のホットプレス方式を用いることな（、加圧工程
とその後の加熱工程とする場合、そのＴｃオンセットは
９３にであり、Ｔｃｏは７１にであった。
とその後の加熱工程とする場合、そのＴｃオンセットは
９３にであり、Ｔｃｏは７１にであった。
そのためＴｃ −Ｔｃｏ −２２にと大きくなり、結果
としてタブレット中の超電導化率が小さくなり、またＴ
ｃｏが低くなってしまった。
としてタブレット中の超電導化率が小さくなり、またＴ
ｃｏが低くなってしまった。
「実施例２」
この実施例としてＡとしてＹおよびＹｂを１：１として
用いた。また、ＢとしてＢａを用いた。出発材料はＹｚ
Ｏｓ、ＹｂＯ：＋を、ＢａとしてＢａＣＯ３、また銅化
合物としてＣｕＯを用いた。その他は実施例１と同様で
ある。
用いた。また、ＢとしてＢａを用いた。出発材料はＹｚ
Ｏｓ、ＹｂＯ：＋を、ＢａとしてＢａＣＯ３、また銅化
合物としてＣｕＯを用いた。その他は実施例１と同様で
ある。
Ｔｃオンセットとして１０３に、 Ｔｃｏとして９１Ｋ
（Ｔｃ −Ｔｃｏ ＝１２Ｋ）を得ることができた。
（Ｔｃ −Ｔｃｏ ＝１２Ｋ）を得ることができた。
「実施例３」
実施例１において、ＡとしてＹｚＯｓに加えてＥｒ、Ｏ
。
。
を２０〜３０％加えた。するとＴｃオンセントをさらに
３〜５°にも向上させることができた。
３〜５°にも向上させることができた。
本発明において、イットリューム族（Ｅｕ＋ Ｇａ、
Ｔｂ＋Ｄｙ、 Ｈｄ、 Ｅｒ、↑ｍ、Ｙｂ１Ｌｕ、５Ｃ
ＩＶ）の元素を酸化物として出発材料として用い、複合
材料セラミックスとすると、特にＴｃｏを上昇させるの
に有効である。特にこれらより選ばれた材料を（ＡＩ−
Ｘ Ｂｘ）ｙｃｕｚｏ−で示される一般式のＡの一部に
加えることはＴｃを５〜ＩＯＫも向上させる効果があっ
た。
Ｔｂ＋Ｄｙ、 Ｈｄ、 Ｅｒ、↑ｍ、Ｙｂ１Ｌｕ、５Ｃ
ＩＶ）の元素を酸化物として出発材料として用い、複合
材料セラミックスとすると、特にＴｃｏを上昇させるの
に有効である。特にこれらより選ばれた材料を（ＡＩ−
Ｘ Ｂｘ）ｙｃｕｚｏ−で示される一般式のＡの一部に
加えることはＴｃを５〜ＩＯＫも向上させる効果があっ
た。
「実施例４」
本実施例として、実施例３の変型であるが、イットリュ
ーム族の元素、例えばＹを酸化物で添加した。しかしこ
れらはＲ２（５０４） ・Ｋ２Ｓ０４（Ｒはイントリ
ニーム元素）型の複塩として過剰の硫酸カリニーム溶液
にとかし、これを実施例１で用いた仮焼成後の粉末に添
加して添加効果を向上させる。
ーム族の元素、例えばＹを酸化物で添加した。しかしこ
れらはＲ２（５０４） ・Ｋ２Ｓ０４（Ｒはイントリ
ニーム元素）型の複塩として過剰の硫酸カリニーム溶液
にとかし、これを実施例１で用いた仮焼成後の粉末に添
加して添加効果を向上させる。
さらにこの後、本焼成を実施例１と同様に行った。
するとこの仮焼成後の溶液の添加方法はその添加量を精
密に制御できる。その結果、実施例１に比べてさらに最
大８にもＴｃを向上できた。
密に制御できる。その結果、実施例１に比べてさらに最
大８にもＴｃを向上できた。
「実施例５」
本発明はその他の材料としてＡとしてＧｄ、ＳＣ，Ｂと
してＳｒを用い得る。その概要は実施例１と概略同様で
ある。
してＳｒを用い得る。その概要は実施例１と概略同様で
ある。
「効果」
本発明はこれまでまっなく不可能とされているセラミッ
ク超電導体をきわめて緻密に短時間に作ることができる
ようになった。
ク超電導体をきわめて緻密に短時間に作ることができる
ようになった。
本発明において仮焼成をした後に微粉末化する工程によ
り、初期状態でのそれぞれの出発材料の化合物を到達材
料、即ち（ＡＩ−ＸＢｘ）ｙｃｕｚｏ賀で示される材料
を含む化合物とするものである。
り、初期状態でのそれぞれの出発材料の化合物を到達材
料、即ち（ＡＩ−ＸＢｘ）ｙｃｕｚｏ賀で示される材料
を含む化合物とするものである。
さらにこの到達材料の化合物を再び微粉末化することに
より、−皮形成された到達材料を含む化合物中に混入し
た。出発材料の化合物をより完全に除去する効果を有し
、加えて最後完成化合物中のボイド等の空穴の存在をよ
りホットプレス方式とすることにより、内部で発生する
水、酸素、炭酸ガス等の気体を除去することができるも
のと推定される。
より、−皮形成された到達材料を含む化合物中に混入し
た。出発材料の化合物をより完全に除去する効果を有し
、加えて最後完成化合物中のボイド等の空穴の存在をよ
りホットプレス方式とすることにより、内部で発生する
水、酸素、炭酸ガス等の気体を除去することができるも
のと推定される。
また本発明の分子式で示される超電導セラミックスはそ
の超電導の推定メカニズムとして、銅の酸化物が構造に
おいて層構造を有し、その層構造も一分子内で一層また
は２層構成を有し、その層内をキャリアが超電導をして
いるものと推定さ参れる。
の超電導の推定メカニズムとして、銅の酸化物が構造に
おいて層構造を有し、その層構造も一分子内で一層また
は２層構成を有し、その層内をキャリアが超電導をして
いるものと推定さ参れる。
本発明の実施例は、タブレットにしたものである。しか
しタブレットにするのではな（、仮焼成または本焼成の
後の粉末を溶媒にとかし、基板等にその溶液をコーティ
ングをし、これを酸化性雰囲気で焼成し、さらにぞの後
還元性雰囲気で本焼成をすることによって、薄膜の超電
導セラミックスとすることも可能である。
しタブレットにするのではな（、仮焼成または本焼成の
後の粉末を溶媒にとかし、基板等にその溶液をコーティ
ングをし、これを酸化性雰囲気で焼成し、さらにぞの後
還元性雰囲気で本焼成をすることによって、薄膜の超電
導セラミックスとすることも可能である。
本発明により超゛電導体を容易に低価格で作ることがで
きるようになった。
きるようになった。
Claims (3)
- １．（Ａ＿１＿−＿ｘＢ＿ｘ）＿ｙＣｕ＿ｚＯ＿ｗ＿ｘ
＝０〜１．０，ｙ＝２．０〜４．０，ｚ＝１．０〜４．
０，ｗ＝４．０〜１０．０，但しＡ，Ｂは元素周期表に
おけるIIIａ族、IIａ族よりそれぞれ選ばれた１種類ま
たは複数種類の元素と銅との化合物のセラミックス超電
導材料を作るに際し、これらの金属、酸化物等の化合物
を混合し、加圧して一体物とするに際し、同時に加熱焼
成することを特徴とする超電導セラミックスの作製方法
。 - ２．特許請求の範囲第１項において、金属または金属酸
化物等の化合物を混合し、加圧して一体物とし、これと
同時またはその後に加熱焼成する工程と、再び粉末化し
、さらに再び混合し、加圧して一体物とするに際し、加
圧と同時に加熱することを特徴とする超電導セラミック
スの作製方法。 - ３．特許請求の範囲第１項において、５００〜１２００
℃にて焼成したことを特徴とする超電導セラミックスの
作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62072489A JP2617307B2 (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 超電導セラミツクスの作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62072489A JP2617307B2 (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 超電導セラミツクスの作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63236753A true JPS63236753A (ja) | 1988-10-03 |
| JP2617307B2 JP2617307B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=13490784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62072489A Expired - Fee Related JP2617307B2 (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 超電導セラミツクスの作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2617307B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63270345A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化物超電導体の製造方法 |
| JPS6450324A (en) * | 1987-08-20 | 1989-02-27 | Sanyo Electric Co | Manufacture of oxide superconductive film |
| JPH03183654A (ja) * | 1989-12-08 | 1991-08-09 | Agency Of Ind Science & Technol | 酸化物超電導体の製造方法 |
-
1987
- 1987-03-25 JP JP62072489A patent/JP2617307B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63270345A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化物超電導体の製造方法 |
| JPS6450324A (en) * | 1987-08-20 | 1989-02-27 | Sanyo Electric Co | Manufacture of oxide superconductive film |
| JPH03183654A (ja) * | 1989-12-08 | 1991-08-09 | Agency Of Ind Science & Technol | 酸化物超電導体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2617307B2 (ja) | 1997-06-04 |
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