JPS63256566A - 超伝導性材料 - Google Patents
超伝導性材料Info
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- JPS63256566A JPS63256566A JP62092558A JP9255887A JPS63256566A JP S63256566 A JPS63256566 A JP S63256566A JP 62092558 A JP62092558 A JP 62092558A JP 9255887 A JP9255887 A JP 9255887A JP S63256566 A JPS63256566 A JP S63256566A
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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
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、超伝導性材料に関し、特に、比較的高温に臨
界温度を有する超伝導性材料に関する。
界温度を有する超伝導性材料に関する。
（従来の技術）
これまでに知られている超伝導体は、極低温の液体ヘリ
ウム（沸点４．２Ｋ）による冷却が不可欠であり、この
ため冷却コストが膨大になり、ひいては、作り出す超伝
導状態の規模も小さくなるという欠点があった。又、ヘ
リウムの資源的偏在が超伝導体の広範な普及を阻害して
いた。
ウム（沸点４．２Ｋ）による冷却が不可欠であり、この
ため冷却コストが膨大になり、ひいては、作り出す超伝
導状態の規模も小さくなるという欠点があった。又、ヘ
リウムの資源的偏在が超伝導体の広範な普及を阻害して
いた。
しかしながら、極く最近、超伝導の臨界温度Ｔｃ（転移
開始温度）が液体窒素温度（沸点７７Ｋ）を越える超伝
導体が報告されている０例えば、米国ヒユーストン大学
ＣＪ、Ｃｈｕらのグループは、臨界温度が９４にのバリ
ウム−イツトリウム−銅−酸素系の酸化物を見い出した
ことを報告している（Ｐｈｙｓ、 Ｒｅｖ、 Ｌｅｔｔ
ｅｒ、 ｖｏｌ、 ５８． Ｐ、９０Ｂ−９０９，１９
８７）。
開始温度）が液体窒素温度（沸点７７Ｋ）を越える超伝
導体が報告されている０例えば、米国ヒユーストン大学
ＣＪ、Ｃｈｕらのグループは、臨界温度が９４にのバリ
ウム−イツトリウム−銅−酸素系の酸化物を見い出した
ことを報告している（Ｐｈｙｓ、 Ｒｅｖ、 Ｌｅｔｔ
ｅｒ、 ｖｏｌ、 ５８． Ｐ、９０Ｂ−９０９，１９
８７）。
又、東京大学の北沢らのグループはバリウム−イッテル
ビウム−銅−酸素系の酸化物において、臨界温度が９５
にのものを報告しており、同じく東京大学の高木らのグ
ループはバリウム−エルビウム−銅−酸素系の酸化物に
おいて、９５にの臨界温度を報告している（いずれも、
Ｊａｐ、 Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ
、、 ｖｏｌ、 ２６．４月号、１９Ｂ？） 。
ビウム−銅−酸素系の酸化物において、臨界温度が９５
にのものを報告しており、同じく東京大学の高木らのグ
ループはバリウム−エルビウム−銅−酸素系の酸化物に
おいて、９５にの臨界温度を報告している（いずれも、
Ｊａｐ、 Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ
、、 ｖｏｌ、 ２６．４月号、１９Ｂ？） 。
更に、上記３種の酸化物の第２成分をスカンジウム、ル
テチウム、ツリウム、ホルミウム、ディスプロシウム、
ガドリニウム等で置換した酸化物においても、９０３程
度の臨界温度が報告されている。
テチウム、ツリウム、ホルミウム、ディスプロシウム、
ガドリニウム等で置換した酸化物においても、９０３程
度の臨界温度が報告されている。
これら各種の超伝導体はすべて一般式：％式％
Ｈｏ５Ｄｙ及びＧｄより選ばれた一種の元素であり、Ｘ
は１〜３、好ましくは約２、ｙは０．５〜１．５、好ま
しくは約１で表わされる酸素欠損ペロブスカイト型結晶
構造を有している。又、これらの各種の超伝導体のうち
、Ｍのｙ ｂ １Ｔ ｍ ％ Ｅｒ５Ｈｏ、 Ｄｙ及び
Ｇｄはすべて強い磁場のもとて磁性を有するイオンとし
て酸化物中に存在して゛いる。
は１〜３、好ましくは約２、ｙは０．５〜１．５、好ま
しくは約１で表わされる酸素欠損ペロブスカイト型結晶
構造を有している。又、これらの各種の超伝導体のうち
、Ｍのｙ ｂ １Ｔ ｍ ％ Ｅｒ５Ｈｏ、 Ｄｙ及び
Ｇｄはすべて強い磁場のもとて磁性を有するイオンとし
て酸化物中に存在して゛いる。
ところで、これまでの超伝導体の長年の研究において、
超伝導体に磁性不純物を固溶させることにより、臨界磁
場や臨界電流が向上することが知られている（例えば、
Ｆ、 Ｐｉｓｃｈｅｒら、Ａｐｐｌ 。
超伝導体に磁性不純物を固溶させることにより、臨界磁
場や臨界電流が向上することが知られている（例えば、
Ｆ、 Ｐｉｓｃｈｅｒら、Ａｐｐｌ 。
Ｐｈｙｓ、、 ｖｏｌ、 １６． ｐ、１．１９７８等
を参照）。
を参照）。
一般に第２種超伝導体において、磁性不純物の添加によ
り臨界磁場や臨界電流が向上する理由は、第２種超伝導
体の中を貫通している量子化された磁束（ポルテックス
）が、固溶された磁性不純物によりエネルギー的に安定
化されビン止めされるために、外部磁場等が加わっても
、磁束の移動、即ち超伝導状態の局所的破壊が起こりに
くくなるからであると説明される。
り臨界磁場や臨界電流が向上する理由は、第２種超伝導
体の中を貫通している量子化された磁束（ポルテックス
）が、固溶された磁性不純物によりエネルギー的に安定
化されビン止めされるために、外部磁場等が加わっても
、磁束の移動、即ち超伝導状態の局所的破壊が起こりに
くくなるからであると説明される。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、これまで知られていたシュブレル化合物
等のすべての超伝導体においては、磁性不純物の添加に
より臨界温度が大きく低下してしまうという問題があっ
た。それに対して最近、酸素欠損ペロブスカイト型結晶
構造を有する超伝導体は、磁性を有するイオンが多量に
超伝導体に含まれるにもかかわらず超伝導の臨界温度が
低下せず、極めて良好である事が見い出された。
等のすべての超伝導体においては、磁性不純物の添加に
より臨界温度が大きく低下してしまうという問題があっ
た。それに対して最近、酸素欠損ペロブスカイト型結晶
構造を有する超伝導体は、磁性を有するイオンが多量に
超伝導体に含まれるにもかかわらず超伝導の臨界温度が
低下せず、極めて良好である事が見い出された。
そこで、本発明者等は前記一般式中の金属Ｍについて種
々検討した結果、Ｍとして一定範囲の希土類元素から選
択された少なくとも２種の希土類金属を組み合わせるこ
とができ、これによって素材の選択の幅を大きく広げる
ことができるのみならず、これらを固溶系とすることに
より超伝導材料としての性能を改善することができるこ
とを見い出し本発明に到達した。
々検討した結果、Ｍとして一定範囲の希土類元素から選
択された少なくとも２種の希土類金属を組み合わせるこ
とができ、これによって素材の選択の幅を大きく広げる
ことができるのみならず、これらを固溶系とすることに
より超伝導材料としての性能を改善することができるこ
とを見い出し本発明に到達した。
従って本発明の第１の目的は、比較的高温の臨界温度を
有する超伝導材料を提供することにある。
有する超伝導材料を提供することにある。
本発明の第２の目的は、７比較的高温の臨界温度を有す
る超伝導体の素材を容易に選択するための方法を提供す
ることにある。
る超伝導体の素材を容易に選択するための方法を提供す
ることにある。
（問題を解決するための手段）
本発明の上記の諸口的は、一般式Ｂａ ｘ Ｍ ｙ Ｃ
ｕ３０ｇ−Ｚの組成物から成り、酸素欠損ペロブスカイ
ト型結晶構造を有することを特徴とする超伝導伝導性材
料によって達成された。式中ＭはＹ、ＳＣ％ Ｌａｓ
Ｌｕｓ Ｙｂｓ Ｔｍ５Ｅｒｓ Ｈｏ、Ｄｙ、Ｇｄ及び
Ｓｍの群から選択された少な（とも２種の希土類元素で
あり、Ｘは１〜３、ｙは０゜０１〜１．５、ｚはＯ〜３
である。
ｕ３０ｇ−Ｚの組成物から成り、酸素欠損ペロブスカイ
ト型結晶構造を有することを特徴とする超伝導伝導性材
料によって達成された。式中ＭはＹ、ＳＣ％ Ｌａｓ
Ｌｕｓ Ｙｂｓ Ｔｍ５Ｅｒｓ Ｈｏ、Ｄｙ、Ｇｄ及び
Ｓｍの群から選択された少な（とも２種の希土類元素で
あり、Ｘは１〜３、ｙは０゜０１〜１．５、ｚはＯ〜３
である。
本発明の酸化物においては、大部分のＣｕは２価の状態
で存在し、Ｍは略３価、Ｂａは２価であるので、０（酸
素原子）の数は約６．５となるが、前記組成物を結晶化
させる際の焼成温度や雰囲気によっては、Ｃｕの一部が
３価の状態になったものが共存する場合があり、その場
合、全体として、０の数は、６．５より若干高めに表れ
ることになるが、本発明においてはかかる場合を除外す
るものではなく、Ｂａ２ＭｙＣｕ３０５．５に近い組成
が大部分を占めていれば足りる。又、本発明にお°いて
は、目的の達成に悪影響を与えない限り、前記組成物以
外の組成物及び／又は金属が共存する場合をも除外する
ものではない。
で存在し、Ｍは略３価、Ｂａは２価であるので、０（酸
素原子）の数は約６．５となるが、前記組成物を結晶化
させる際の焼成温度や雰囲気によっては、Ｃｕの一部が
３価の状態になったものが共存する場合があり、その場
合、全体として、０の数は、６．５より若干高めに表れ
ることになるが、本発明においてはかかる場合を除外す
るものではなく、Ｂａ２ＭｙＣｕ３０５．５に近い組成
が大部分を占めていれば足りる。又、本発明にお°いて
は、目的の達成に悪影響を与えない限り、前記組成物以
外の組成物及び／又は金属が共存する場合をも除外する
ものではない。
本発明の超伝導性材料は、常法の如く、各金属成分元素
の酸化物、炭酸塩等を必要量秤量した後、電気炉中にて
焼成して作製することができる。
の酸化物、炭酸塩等を必要量秤量した後、電気炉中にて
焼成して作製することができる。
（発明の効果）
本発明の超伝導性材料は、液体窒素温度で超伝導状態を
実現できるのみならず、臨界電流も大きく、更に、空気
中で９００℃程度の高温まで加熱しても安定である。又
、組成を調整することにより、臨界電流密度１ｃを１０
５〜１０６Ａ／ｃｍ２程度にすることが十分可能である
ので、本発明は産業上極めて有意義である。
実現できるのみならず、臨界電流も大きく、更に、空気
中で９００℃程度の高温まで加熱しても安定である。又
、組成を調整することにより、臨界電流密度１ｃを１０
５〜１０６Ａ／ｃｍ２程度にすることが十分可能である
ので、本発明は産業上極めて有意義である。
実施例１゜
本発明に係る一般式ＢａｘＭｙｃｕ３０９ ＺのＭと
してＹ ｂ ／ Ｄ ｙ （４／ １ ）を用い、公知
の方法によりｘ ： ｙ＝２ ： １のバリウム−イッ
テルビウム−ジスプロシウム−銅−酸素系組成物を副層
した。
してＹ ｂ ／ Ｄ ｙ （４／ １ ）を用い、公知
の方法によりｘ ： ｙ＝２ ： １のバリウム−イッ
テルビウム−ジスプロシウム−銅−酸素系組成物を副層
した。
上記組成物の調製は、計算量の試薬特級ＢａＣＯ３、ｙ
ｂ２ｏ３、Ｄ）’２０３及びＣｕＯの各粉末にエタノー
ルを加えてメノウ乳鉢中で、湿式演台し、ルツボに入れ
て９００℃で１２時間予備焼成し、炉から取り出した後
再び粉砕し、約１，０００ ｋ ｇ ／ ｃ ｍ ２の
圧力でプレスしてペレツトとし、９００℃の炉中で５時
間焼結することにより行った。
ｂ２ｏ３、Ｄ）’２０３及びＣｕＯの各粉末にエタノー
ルを加えてメノウ乳鉢中で、湿式演台し、ルツボに入れ
て９００℃で１２時間予備焼成し、炉から取り出した後
再び粉砕し、約１，０００ ｋ ｇ ／ ｃ ｍ ２の
圧力でプレスしてペレツトとし、９００℃の炉中で５時
間焼結することにより行った。
得られた焼結物は、Ｘ線回折により酸素欠損ペロブスカ
イト型結晶構造を有することが確認された。
イト型結晶構造を有することが確認された。
この焼結物について、超伝導臨界温度ＴＣ％転移温度幅
ΔＴｃ （電気抵抗率がＴｃ近傍の通常の値からゼロ抵
抗迄変化する時の変化率が９０％及び１０％になる時の
温度幅）及び、抵抗が完全に消滅する温度Ｔｃ（ρ−〇
）を測定した結果を第１表に示す。
ΔＴｃ （電気抵抗率がＴｃ近傍の通常の値からゼロ抵
抗迄変化する時の変化率が９０％及び１０％になる時の
温度幅）及び、抵抗が完全に消滅する温度Ｔｃ（ρ−〇
）を測定した結果を第１表に示す。
第１表
比較例１及び２゜
Ｍとして、ｙｂ及びＤｙを各々単独に用いた他は実施例
１と全く同様にして比較試料を作成し、実施例１と同様
の測定を行った。結果は第１゛表に示した通りである。
１と全く同様にして比較試料を作成し、実施例１と同様
の測定を行った。結果は第１゛表に示した通りである。
第１表の結果は、ＭとしてＹｂ及び］）ｙを各々単独で
使用した場合より両者を混合して使用した場合の方がＴ
ｃが高くなることを実証している。
使用した場合より両者を混合して使用した場合の方がＴ
ｃが高くなることを実証している。
Claims (1)
- 一般式Ｂａ＿ｘＭ＿ｙＣｕ＿３Ｏ＿９＿−＿ｚの組成
物から成り、酸素欠損ペロブスカイト型結晶構造を有す
ることを特徴とする超伝導性材料（式中ＭはＹ、Ｓｃ、
Ｌａ、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｇｄ及び
Ｓｍの群から選択された少なくとも２種の希土類元素で
あり、ｘは１〜３、ｙは０．０１〜１．５、ｚは０〜３
である）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62092558A JP2577380B2 (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 超伝導性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62092558A JP2577380B2 (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 超伝導性材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63256566A true JPS63256566A (ja) | 1988-10-24 |
| JP2577380B2 JP2577380B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=14057746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62092558A Expired - Lifetime JP2577380B2 (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 超伝導性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2577380B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63236712A (ja) * | 1987-03-24 | 1988-10-03 | Kazuo Fueki | 超伝導性材料 |
| JPS63242921A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-07 | Komatsu Ltd | 超電導体 |
| JPS63248722A (ja) * | 1987-01-09 | 1988-10-17 | エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション | 超伝導組成物体 |
| JPS63252952A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-20 | Kazuo Fueki | 超電導セラミツクス |
-
1987
- 1987-04-15 JP JP62092558A patent/JP2577380B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63248722A (ja) * | 1987-01-09 | 1988-10-17 | エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション | 超伝導組成物体 |
| JPS63236712A (ja) * | 1987-03-24 | 1988-10-03 | Kazuo Fueki | 超伝導性材料 |
| JPS63242921A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-07 | Komatsu Ltd | 超電導体 |
| JPS63252952A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-20 | Kazuo Fueki | 超電導セラミツクス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2577380B2 (ja) | 1997-01-29 |
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