JPS63270341A - 超伝導酸化物セラミクスの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ■　発明の背景 技術分野 本発明は、超伝導酸化物セラミクスの製造方法に関する
。

先行技術とその問題点 臨界温度以下での超伝導現象が着目され、超伝導磁石、
電力貯蔵システム、ジョセフソン素子、超高速コンピュ
ーター、医療断層診断、大型粒子加速器、磁気浮上列車
などへの実用化が試みられている。

従来、超伝導現象を示す超伝導物質としては、Ｎｂ等の
合金が一般的であった。　し　かし、これら合金では、
例えばＮｂ３Ｇｅでは２３にと超伝導性を示す臨界温度
が低すぎ実用的ではない。　これに対しセラミクスの超
伝導物質も知られているが、例えばＬｉＴｉＯ４では超
伝導性を示す臨界温度がやはり１５にと低い。

ところが、近年になり、後者のセラミクスに超伝導性を
示す臨界温度が高いものが続々開発されてきており、実
用化に大きな道が開かれてきた。　例えば、Ｌａ、ｘＢ
ａｘＣｕ０４では４０Ｋ、Ｂａｏ、　ａＹｏ、　４ｃｕ
、’０３では１００Ｋをこえる（２゜Ｐｈｙｓ、Ｂ−Ｃ
ｏｎｄｅ、ｎ５ｅｄ　Ｍａｔｔｅｒ　６４　１８９−１
９３（１９８６）、化学工業日報　昭和６２年３月１１
日　第１０面等〕。

しかし、これら超伝導酸化物セラミクスの製造方法は確
立されておらず、超伝導酸化物セラミクスの粉体あるい
は焼結体等を安定して得る方法が望まれている。

ＩＩ　　発明の目的 本発明の目的は、高い臨界温度を有する超伝導酸化物セ
ラミクスを安定して得ることができる製造方法を提供す
ることにある。

Ｉｌｌ　　発明の開示 このような目的は、以下の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、原料を調合し、これに加熱処理を
施し、粉砕および／または成型を行なう工程を有する超
伝導酸化物セラミクスの製造方法であって、前記粉砕お
よび／または成型工程が、実質的に水が存在しない状態
で行なわれることを特徴とする超伝導酸化物セラミクス
の製造方法である。

■　発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成を、詳細に説明する。

本発明法は、原料を調合し、これに加熱処理を施し、粉
砕および／または成型を行なう工程を有する超伝導酸化
物セラミクスの製造方法、例えば、原料を調合し、所定
の加熱処理を施した後、粉砕して超伝導酸化物セラミク
ス粉体を得る場合、また、例えば、原料を調合し、所定
の加熱処理を施した後成型、焼結し、あるいは粉砕工程
を経て成型、焼結し、その後必要に応じてアニールを施
して超伝導酸化物セラミクス焼結体を得る場合等におい
て、上記の粉砕工程および成型工程が、実質的に水が存
在しない状態にて行なわれるものである。

原料は、目的とする超伝導酸化物セラミクス焼結体の組
成により、適当に選択される。

本発明法は、一般に超伝導性を有する酸化物セラミクス
の製造に適用でき、その場合に本発明法の効果は実現す
るものであるが、得られる超伝導酸化物セラミクスの組
成は、臨界温度の高さ等の点で下記のような複合酸化物
であることが好ましい。

ＭｘＲ，Ｃｕｂ。

この場合、Ｍはアルカリ土類金属元素の１種または２種
以上であり、これらのうちＢａ。

ＳｒおよびＣａのうちから選ばれる１種または２種以上
、特にＢａおよびＳｒから選ばれる１種または２種であ
ることが好ましい。　なお、ＭがＢａおよび／またはＳ
ｒとＣａとである場合、Ｃａに対し、Ｂａおよび／また
はＳｒが５０％以上であることが好ましい。

Ｒは希土類金属元素（Ｓｃ、Ｙ、ランタノイド元素およ
びアクチノイド元素）の１１ｆｌまたは２種以上であり
、これらのうちＹおよびランタノイド元素（Ｌ　ａ　＝
　Ｌ　ｕ　）から選ばれる１種または２種以上、特にＹ
、Ｌａ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｈｏ、ＤｙおよびＹｂから
選ばれる工種または２種以上であることが好ましいが、
これらが他のランタノイド元素（Ｃｅ、Ｐｒ、Ｐｍ、Ｓ
ｍ、、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｔｍ、Ｌｕ）のうちの１種以上で置
換されていてもよい。　これらのうちでは、Ｃｅ、Ｐｒ
、Ｓｍ、Ｔｂの１　ｆｉｔ！以上が好ましい。

このようなランタノイド元素の１種以上が置換される場
合、置換量はＲ中の８０ａｔ％以下、特に５０ａｔ％以
下であることが好ましい。

この他、Ｃｕに対し、５０ａｔ％以下の範囲で、Ａｇ、
Ｈｇ％Ｎｉ、Ｚｎ等が置換されていてもよい。

ｘ＋ｙは０．７〜３．０種度であることが好ましく、ｘ
　／　ｘ　＋　ｙは０，３〜０．９、より好ましくは０
．４〜０．８である。

２は、Ｒが３価（Ｃｅにおいては４価）、Ｍが２価、Ｃ
ｕが２価として計算される値の近傍の値である。

このような組成とすると、４０に以上の臨界温度Ｔｃが
得られる。

なお、ＭにおけるＢａ％Ｓｒ、Ｒにおける上記希土類元
素は、それぞれ単独で含有されても組み合せて含有され
てもよい。　複合添加される場合、それぞれの量比は任
意である。

このような複合酸化物は、ペロブスカイトないしペロプ
スカイト類似構造をもつ。

このような複合酸化物の原料としては、例えば、Ｙ、Ｌ
ａ、Ｎｄ、Ｅｕ％Ｂａ％Ｓｒ等の酸化物あるいは加熱に
より酸化物となる化合物、例えば炭酸塩等とＣｕの酸化
物とであり、Ｙ２Ｏ３％Ｌａ２０．、Ｎｄ２Ｏ，。

Ｅｕ２０３　、Ｅｒ２０３　、ＢａＣ０ａ、５ｒＣＯ，
、ＣａＣＯ３、ＣｕＯ等を用いればよい。　これらの他
、上記のＲおよびＭに対応する酸化物等を適当に選択し
て用いることができる。

このような原料は、一般に０．５〜２μｍ程度の粒径に
て通常乾式ないし湿式混合すわばよいが、混合性の高さ
等の点で、ボールミル等を用いた湿式混合が好ましい。

　この場合、分散媒としては、水、あるいはアルコール
等の有機溶媒を用いればよい。

混合された原料は、湿式混合・した場合は乾燥された後
、粉体のままあるいは仮プレスされた後、加熱処理が施
される。　粉体のまま加熱処理する場合、流動層法を用
いてもよい。

この加熱処理は、例えば、粉体の製造においては、上記
複合酸化物を形成し超伝導性を付与するためのものであ
り、焼結体の製造においては、いわゆる仮焼工程となる
ものである。

（１）粉体の製造における加熱処理 加熱処理条件としては、通常、保持温度８００〜１００
０℃、上記温度保持時間１〜３０時間程度であり、雰囲
気は通常酸素分圧０．５ａｔｍ未満、好ましくは０以上
０．５ａｔｍ未満、より好ましくは０．１〜０．３ａｔ
ｍとすることが好ましい。

従って、通常、空気、特に空気の気流をこの段階での雰
囲気として用いるが、その他不活性ガスを用いてもよい
。

このような加熱処理により超伝導性を有する酸化物セラ
ミクス粉体が得られるが、粉体の成長を抑制し微細で粒
度の揃った粉体を得るためには、加熱処理を下記に示す
所定の条件にて行なうことが好ましい。

すなわち、加熱処理、特に加熱の際の温度保持段階は、
酸素分圧の異なる２段階以上の雰囲気下にて行なわれる
ことが好ましい。

温度保持の最終段階では、酸素分圧は０．　５ａｔｍ未
満、通常、０以上Ｑ、５ａｔｍ未満、より好ましくは０
．１〜０．３ａｔｍとすることが好ましい。

従って、通常、空気、特に空気の気流をこの段階での：
囲気として用いるが、その他不活性ガスを用いてもよい
。

この雰囲気での温度保持時間は、０．５〜２４時間程度
とし加熱処理工程における温度保持時間の合計に対し１
／１０〜８／１０程度とすることが好ましい。

このような温度保持の最終段階の直前では、酸素分圧は
０．５ａｔｍ以上、より好ましくは０．５〜５ａｔｍ、
特に酸素１００％の気流下とすることが好ましい。

このような場合、通常はこの酸素分圧０．５ａｔｍ以上
、すなわち酸素過剰の雰囲気の後、前記の温度保持の最
終段階に移行する２段階の雰囲気制御で温度保持段階を
終了する。

この他、この酸素過剰の雰囲気を２段階以上に分けたり
、さらに、この酸素過剰の雰囲気前に酸素分圧０．５ａ
ｔｍ未溝の雰囲気を先行してもよい。

加熱処理における保持温度は、８００〜１０００℃であ
ることが好ましい。　この保持温度は、一定温度として
もよいが、この温度範囲内において変化していてもよい
。

特に、加熱処理工程における温度保持時間の前半、特に
１／２程度以下の時間までは、８００〜８７０℃とし、
その後８５０〜１０００℃に昇温しで温度係持するこが
好ましい。　これにより、含有物の部分的な溶融が防止
され、組成が均質化する。

また、加熱処理工程における温度の保持時間の全体は、
１〜３０時間、より好ましくは２〜２０時間程度である
。

このような２段階以上の雰囲気下での加熱処理を行なう
ことにより、粉体の成長を抑制し、結果として粒度の揃
った超伝導酸化物セラミクス粉体を得ることができる。

　　また、このような加熱処理を行なうことにより、臨
界温度も向上する。

なお、上記の加熱温度に保持した後、通常は降温するが
、降温時の雰囲気は２００℃まで上記の加熱処理最終段
階の酸素分圧範囲を保つことが好ましい。　なお、降温
速度は、通常１００〜ｂ 昇温速度は、通常１００〜ｂ とする。　これ以外、加熱処理工程での温度プロファイ
ル等には特に制限はない。　なお、上記の雰囲気の気流
とするとき、流量は５０〜ｂ また、加熱処理は、上記のとおり少なくとも最終段階を
含んで酸素分圧を０．５ａｔｍ未満とするが、そうでな
いときには高い臨界温度は得られない。

（２）焼結体の製造における加熱処理 加熱処理条件としては、通常、保持温度８００〜１００
０℃、上記温度保持時間１〜３０時間程度である。

このような加熱処理により原料中の金属成分の複合酸化
物が形成され、仮焼としての要件を満たすものであるが
、目的とする焼結体の焼結密度を高めるためには、加熱
処理を下記の所定の条件にて行なうことが好ましい。

すなわち、雰囲気としては、酸素分圧０．５ａｔｍ以上
、より好ましくは酸素分圧が０．５〜５ａｔｍ、特に酸
素１００％の雰囲気であることが好ましい。　また、上
記酸素分圧範囲の気流中であってもよい。　気圧は通常
０．５〜５ａｔｍ程度が好ましい。

また、このような雰囲気は加熱処理工程のすべてにわた
って持続する必要はなく、加熱処理工程の最終段階がこ
のような雰囲気であればよい。

すなわち、加熱処理の全工程にわたって上記７囲気が持
続してもよく、また、酸素分圧０．５ａｔｍ未溝の雰囲
気にて加熱処理を行なった後、上記雰囲気にて加熱処理
を施す２段階あるいはそれ以上の多段階雰囲気にて行な
ってもよい。

加熱保持温度は、８００〜１０００℃、より好ましくは
８５０〜９５０℃が好ましい。

また、加熱処理時間、特にそのうち保持時間は、１〜３
０時間、より好ましくは２〜２０時間程度である。

なお、上記の２段階以上の多段階雰囲気にて加熱処理を
行なう場合、最終段階の酸素分圧０．５ａｔｍ以上の雰
囲気の持続時間は、１〜１０時間程度とすることが好ま
しい。

このような加熱処理を行なうことにより、後述する焼結
の際に焼結密度の高い超伝導酸化物セラミクスの焼結体
が得られるものである。

また、このような雰囲気にて加熱処理することにより粉
体の粒成長が妨げられ、場合によってはこの後の粉砕工
程を省略することも可能である。

なお、上記の加熱温度に保持した後、通常は降温するが
、降温時の雰囲気は２００℃まで上記の酸素分圧範囲と
することが好ましい。　これ以外、加熱処理工程での温
度プロファイル等には特に制限はない。

このような条件にて加熱処理を行ない、後述する所定の
条件にて焼結を行なうことにより、焼結密度の高い焼結
体が得られるものである。

なお、通常は、加熱処理後冷却して所定の工程を経て焼
結を行なうが、場合によっては、加熱処理後連続的に焼
結を行なうこともできる。

上記（１）の加熱処理工程の後、通常は粉砕ないし解砕
を行なう粉砕工程を設け、この工程により超伝導酸化物
セラミクス粉体を得る。

あるいは（２）の後、必要に応じ粉砕ないし解砕して得
られた粉体を、後述のように成型、焼結して超伝導酸化
物セラミクス焼結体を得る。

本発明法においては、これらの場合の粉砕工程が、実質
的に水が存在しない状態にて行なわれるものである。

すなわち、粉砕工程は、通常、被粉砕体を分散媒に分散
して粉砕を行なう湿式、あるいは、被粉砕体をそのまま
粉砕する乾式にて行なうが、本発明法では、湿式を用い
る場合に分散媒として非水系のものを用いる。

非水系の分散媒としては、有機溶媒、例えばアルコール
、アセトン、トルエン、キシレン、フレオン等が挙げら
れ、これらのうち取扱いの容易さ等の点でアルコール、
アセトン、フレオン等が好ましい。

このような非水系の分散媒の含水率は、１ｗｔ％以下、
特に０．５ｗｔ’％以下であることが好ましい。

また、被粉砕体および分散媒の吸水を防止するため、粉
砕工程の雰囲気は８０％ＲＨ以下、特に６０％ＲＨ以下
であることが好ましい。

このような湿式粉砕は、ボールミル等の通常の手段を用
いればよい。

なお、乾式粉砕を行なう場合にも、被粉砕体の吸水を避
けるため、粉砕工程を上記湿度範囲に保つことが好まし
い。

乾式粉砕は、振動ミル等の通常用いられる手段によれば
よい。

このような条件にて粉砕工程を行なうことにより、超伝
導酸化物セラミクス粉体あるいは仮焼粉の分解を防止で
き、超伝導酸化物セラミクスの粉体あるいは焼結体が安
定して得られるものである。

この粉砕工程により、加熱処理を経た粉体は通常粒径０
．５〜３μｍ程度とされる。

以上の工程により、超伝導酸化物セラミクス粉体あるい
は超伝導酸化物セラミクス焼結体の材料となるいわゆる
仮焼粉が得られる。

超伝導酸化物セラミクス焼結体を得る場合は、上記工程
に加え、以下に述べる成型、焼結工程が設けられる。　
そして、この成型、焼結工程は、通常上記（２）の後に
、必要に応じ上記の粉砕を経た後に行なわれる。

成型には、通常プレス成型を用いればよい。

プレス圧力は１〜５　ｔ／ｃｍ２程度とすればよい。

プレス成型に際しては、得られる成型体の強度向上のた
めあるいは仮焼粉を顆粒状としこの後の焼結工程におけ
る反応性を高めるために、通常、バインダーを加える。

　この場合、上記粉砕工程にて前述したような理由から
、この成型工程も、実質的に水が存在しない状態にて行
なわれる必要がある。

従って、用いるバインダーは非水系にて添加される必要
があり、バインダーの分散媒としては非水系の有機溶媒
、アセトン等のケトン系等が好適に用いられる。

そして、このような分散媒と好適に組み合わされるバイ
ンダーとしては、例えば、アクリル系バインダーが挙げ
られる。

このような非水系の分散媒の含水率は、１ｗｔ％以下、
特に０．５ｗｔ％以下であることが好ましい。

また、仮焼粉および分散媒の吸水を防止するため、成型
工程の雰囲気は８０％ＲＨ以下、特に６０％ＲＨ以下で
あることが好ましい。

このような条件にて成型工程を行なうことにより、仮焼
粉の分解が防止され、超伝導酸化物セラミクス焼結体が
安定して得られるものである。

次に、このようにして得られた成型体を焼結する。

焼結条件としては、通常、保持温度８５０〜１０００℃
、上記温度保持時間５〜５０時間程度である。　雰囲気
としては、通常酸素分圧は１　／　５　ａ　ｔ　ｍ程度
であり、気流中であフてもよい。　また、気圧は、通常
１ａｔｍ程度である。

このような焼結により、超伝導性を有する酸化物セラミ
クスの焼結体が得られるが、焼結密度を向上させるため
に、前述した所定の条件の加熱処理とあわせ、下記の条
件にて焼結を行なうことが好ましい。

雰囲気としては、酸素分圧０．５ａｔｍ未満、すなわち
０以上０．５ａｔｍ未満の雰囲気にて行なうことが好ま
しい。　従って、不活性ガス雰囲気中、空気中等いずれ
であってもよく、より好ましくは酸素分圧０．０５〜０
．４ａｔｍであることが好ましく、特に空気中にて焼結
することが好ましい。　　また、雰囲気は、上記酸素分
圧範囲の気流中であってもよい。

気圧は通常０．２〜５気圧程度が好ましい。

また、このような雰囲気は焼結工程のすべてにわたフて
持続する必要はなく、焼結工程の温度保持段階の最終段
階にこのような雰囲気の加熱処理が施されればよい。

すなわち、焼結の全工程にわたって上記雰囲気が持続し
てもよく、また、酸素分圧０．５ａｔｍ以上の雰囲気に
て加熱処理を行なりた後、上記７囲気にて加熱処理を施
す２段階あるいはそれ以上の多段階７囲気にて行なって
もよい。

焼結の際の保持温度は、８５０〜１０００℃、より好ま
しくは９００〜９５０℃程度が好ましい。

また、焼結の際の温度保持時間は、５〜５０時間、より
好ましくは１０〜３０時間程度が好ましい。

なお、上記の２段階以上の多段階雰囲気にて加熱処理を
行なう場合、最終段階の酸素分圧０．５ａｔｍ未溝の雰
囲気の持続時間は、５〜１０時間程度とすることが好ま
しい。

また、この酸素分圧範囲は、降温時、２００℃程度に冷
却するまで持続することが好ましい。

なお、降温速度は、通常１００〜ｂ 時間程度とする。　また、バインダーを用いる場合、昇
温時にバインダーの分解を考慮する必要があり、昇温速
度としては通常バインダー分解までは、５０〜ｂ １００〜ｂ なお、昇温の際の雰囲気プロファイルには、特に制限は
ない。

このような焼結を前述の所定の加熱処理とあわせて行な
うことにより、焼結密度の高い超伝導酸化物セラミクス
焼結体が得られるものである。

以上の工程を経て得られる酸−化物セラミクス焼結体は
、４０に以上、特に９０Ｋにも及ぶ臨界温度を有するが
、さらに臨界温度を向上させるためおよび臨界電流密度
を向上させるために、アニールを施すことが好ましい。

アニール雰囲気、特にその酸素分圧は、超伝導酸化物セ
ラミクス焼結体の組成に依存するが、一般的には、酸素
分圧０．２ａｔｍ以上、特に０．２〜２ａｔｍであるこ
とが好ましく、この場合、酸素１００％雰囲気が好まし
い。

また、上記酸素分圧範囲の気流中であってもよい。　気
圧は通常１気圧程度が好ましい。

また、このような雰囲気はアニール工程のすべてにわた
って持続のが通常であるが、場合によっては、アニール
工程の温度保持の最終段階がこのような雰囲気であれば
よい。

アニールの際の保持温度は、７５０〜９５０℃、より好
ましくは８００〜９００℃が好ましい。

また、アニールの際の温度保持時間は、２〜２０時間、
より好ましくは５〜１５時間程度である。

そして、温度保持後の降温速度は１００〜ｂ するまで上記の雰囲気とすることが好ましい。

このようなアニールは多段にして行なってもよく、保持
温度を連続的に変化させてもよい。

また、アニールは焼結後連続的に行なってもよく、一旦
冷却してから行なってもよい。

なお、上記の２段階以上の多段階雰囲気にてアニールを
行なう場合、最終段階の酸素分圧０．２ａｔｍ以上の雰
囲気の持続時間は、５〜２０時間程度とすることが好ま
しい。

このようなアニールを施すことにより、臨界温度がさら
に向上する他、酸化物セラミクス焼結体は均質な超伝導
体となり、高い臨界電流密度を有するものとなる。

なお、このようなアニールを、上記の超伝導酸化物セラ
ミクス粉体に対して施してもよい。

なお、このような粉体あるいは焼結体の他、他の焼結体
の例としてドクターブレード法や、印刷法によるシート
あるいは厚膜の製造にも本発明法は適用できる。

この場合には、通常上記の仮焼粉を粉砕して分散媒等と
混合してペーストを作製し、塗布後、焼結する。　この
仮焼粉の粉砕工程と、ペースト作製、塗布工程、すなわ
ち成型工程とが、実質的に水が存在しない状態にて行な
われるよう構成すればよい。

この際の仮焼および焼結も、上記の条件と同様にすれば
よい。　なお、原料を調合し、ペースト化し、これを上
記の仮焼および焼結条件にて連続的に加熱処理してもよ
い。

なお、上記各場合の加熱処理の際の全体の圧力は、一般
に０．２〜５ａｔｍ程度が好ましい。　また、７囲気を
気流中とする場合、その流量は５０〜ｂ い。

■　発明の具体的作用効果 本発明は、原料を調合し、これに加熱処理を施し、粉砕
および／または成型を行なう工程を有する超伝導酸化物
セラミクスの製造方法であって、前記粉砕および／また
は成型工程が、実質的に水が存在しない状態で行なわれ
るため、前記粉砕および／または成型工程において超伝
導酸化物セラミクスに分解が生じることがなく、臨界温
度の高い超伝導酸化物セラミクスが安定して得られるも
のである。

また、粉体を作製する場合、所定の条件にて加熱処理を
施せば、微細で粒度の揃った超伝導酸化物セラミクス粉
体が得られるため、例えば、金属あるいは合金等の鞘に
充填して線材化した場合に、高い臨界温度が得られる他
、臨界電流密度が向上する。

焼結体を作製する場合は、所定の条件にて加熱処理およ
び焼結をすれば、焼結密度が高く緻密で特性の良好な超
伝導酸化物セラミクス焼結体が実現する。

さらに、焼結後、組成に応じた所定の雰囲気にてアニー
ルを施せば、さらに臨界温度が向上する他、均質な超伝
導酸化物セラミクス焼結体が得られ、高い臨界電流密度
が実現するものである。

■　発明の具体的実施例 以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。

［実施例１］ ＢａＣＯ５、Ｙ２０ｓおよびＣｕＯを原料とし、Ｂａ：
Ｙ：Ｃｕの比率を０．６：０．４：１．０となるように
秤量後、水を分散媒としてボールミルにて２０時間分散
した。

これを乾燥後、１ａｔｍの１００％酸素気流中にて８８
０℃、１５時間仮焼を行なった。

得られた粉体は、カーボンブラック様の黒色であり、Ｘ
線回折により、炭酸バリウムのピークが消え、はぼ目的
の単−相となフていることが確認された。

この粉体を、水分含有量０．５ｗｔ％以下のアセトンを
分散媒としてボールミルにて粉砕し、平均粒径的１μｍ
の粉体とした。

次いで、アセトンに溶解されたアクリル系バインダーを
加えて粉体を顆粒状とし、２ｔ／ｃｍ２の圧力でプレス
成型した。

この成型体を、空気気流中で９２０’Ｃにて１０時間焼
結した。

得られた焼結体の組成は金属組成 り　ａｏ、６　Ｙ、４Ｃｕ　、、、であり、Ｂａおよび
Ｃｕは２価、Ｙは３価の複合酸化物であった。

これをサンプルＮ０９１とした。

このものは超伝導性を示し、ρ−〇を示す臨界温度Ｔｃ
は、８７にであった。　また、焼結体の密度は、６゜Ｉ
ｇ／ａｍ３であり、形状、色彩等に何ら異常はみられな
かった。

［比較例１−１］ 上記実施例１の粉砕工程に用いた分散媒を、水に替え、
粉砕を行なった。

その結果、粉砕後スラリーのｐＨは１３を超え、乾燥後
褐色の層と白色の層とに分離した。

白色の層は炭素バリウムであり、水中で粉砕したことに
よりほぼ完全に分解が生じたことが確認された。

［比較例１−２］ 上記実施例１の成型工程に用いた分散媒を、水１．５ｗ
ｔ％を含むアセトンに替え、粉砕を行なった。　その結
果、粉砕後スラリーのｐＨは１３程度であり、乾燥後表
面にうずく白色の炭酸バリウムが生成していた。

このものを乾式で混合した後、実施例１と同様にして焼
結体を作成したが、このものは実施例に比較し、比重が
小さく、かつ焼結体は一様でなく、ソリが生じた。

［比較例１−３コ 上記実施例１の成型工程に用いたバインダーを、水に溶
解したポリビニルアルコールに替え、混合したところ、
バインダー混合中に粉体が多少変色をおこすと同時にバ
インダーがゲル化した。　乾燥後顆粒をＸ線回折で調べ
た結果、仮焼後消失していた炭酸バリウムのピークが認
められ、バインダー混合中に仮焼粉の分解が進んでいる
ことが明らかとなった。

［実施例２］ 実施例１と同様にして原料を分散後、下記のような加熱
処理を行ない、その後、実施例１と同様にして粉砕し、
粉体を得た。　ただし、ＢａＣｏ３　、Ｙ２０３および
ＣｕＯの平均粒径は０．３μｍ、０．４μｍおよび１．
２μｍとした。

加熱処理工程は以下のとおりである。

まず、Ｉａｔｍのｉｏｏ％酸素気流中にて８５０℃、５
時間部度保持した。　連続して、空気気流中にて９００
℃、１０時時間部保持した。　なお、昇温速度および降
温速度は、それぞれ１５０℃／時間とした。

得られた粉体は、灰緑色がかった黒色であり、Ｘ線回折
により、炭酸バリウムのピークが消え、はぼ目的の単−
相となっていることが確認された。

また、得られた粉体の組成は金属組成 り　ａ　ｏ、ｓ　Ｙ　ｏ、ａ　Ｃｕ　１．ｏであり、Ｂ
ａおよびＣｕは２価、Ｙは３価の複合酸化物であった。

これをサンプルＮ００２とした。

このものは超伝導性を示し、臨界温度Ｔｃは、１１１に
であった。　また、粉砕前の平均粒径は、１．７μｍ、
粒径の分布範囲は０．　７〜２・　３μｍであった。

なお、粉体の場合の臨界温度Ｔｃは、試料を測定セルに
充填し、磁場を印加してマイスナー効果が発現する温度
を測定することによって求めた。　また、粒径は、粉砕
工程前の１次粒子５００個を無作為に抽出し、走査型電
子顕微鏡（ＳＥＭ）にて測定した。

［比較例２−１］ 上記実施例２の粉砕工程に用いた分散媒を、水１．５ｗ
ｔ％を含むアセトンに替え、その他は実施例２と同様に
して粉体を作製した。

これをサンプルＮｏ、２−１とした。

このものは７７にで超伝導性を示さなかった。

［実施例３−１］ 仮焼の第１段階として、空気気流中にて９００℃、１０
時間加熱処理後、仮焼の第２段階としてｌａｔｍの１０
０％酸素気流中にて８５０℃、５時間の加熱処理した他
は実施例１と同様にして焼結体を得た。　なお、仮焼の
第１段階後に得られた粉体は灰緑色がかった黒色であり
、Ｘ線回折により、炭酸バリウムのピークが消え、はぼ
目的の単−相となっていることがわかった。

この焼結体を、サンプルＮｏ、３−１とした。

［実施例３−２］ 実施例３−１において、焼結後、雰囲気を１ａｔｍの酸
素１００％気流に切り替え、８５０℃にて１０時間アニ
ールを行なった。　得られた焼結体を、サンプルＮｏ、
３−２とした。

［実施例３−３］ 仮焼の第２段階をｌａｔｍの酸素５０％の気流雰囲気と
し、その他は実施例２と同様にして焼結体を作製した。

得られた焼結体を、サンプルＮｏ、３−３とした。

［実施例３−４］ 焼結条件を、ｌａｔｍの酸素６０％気流雰囲気にて９２
０℃、１０時間、その後空気気流中にて９２０℃、１０
時間とし、その他は実施例３−１と同様にして焼結体を
作製した。

得られた焼結体を、サンプルＮｏ、３−４とした。

［実施例３−５］ 実施例３−１および実施例３−２に準じ、種々の原料を
用いて焼結体を作製した（サンプルＮｏ、３−５〜３−
１５）。

上記実施例３−１〜３−５で得られた焼結体の金属組成
、仮焼の第２段階の雰囲気、アニールの有無およびその
雰囲気、臨界温度Ｔｃならびに焼結体の密度を下記表１
に示す。

なお、仮焼の第１段階は、すべて空気気流中にて行い、
第２段階はすべてｆａｔｍにて行なった。

上記実施例から明らかなように、粉砕および／または成
型工程が、実質的に水が存在しない状態にて行なわれる
本発明法によれば、高い臨界温度を有する超伝導酸化物
セラミクス焼結体が、安定して得られるものである。

また、仮焼に酸素分圧０．５ａｔｍ以上の雰囲気で行な
う工程を含み、焼結に酸素分圧０．５ａｔｍ未溝の雰囲
気で行なう工程を含む条件により製造されたサンプルは
、臨界温度Ｔｃが高くしかも密度の高い焼結体であるこ
とがわかる。　そして、焼結後にアニールを施したサン
プルでは、Ｔｃが更に向上している。

［実施例４−１］ 対応するものが実施例２とほぼ同一の粒径の種々の原料
を用い、実施例２と同一のプロセスにより、種々の組成
の粉体（サンプルＮｏ。

４−１〜４−７）を作製した。

得られたサンプルの金属組成、臨界温度Ｔｃ（Ｋ）、平
均粒径を下記表２に示す。

なお、臨界温度Ｔｃおよび粒径の測定は、実施例２と同
様にして行なった。

表　　　　　２ ４−　Ｉ　　　　　Ｂａａ、　８？Ｙ０．３３ＣＬｌｌ
、　０　　　　１１３　　　　１．７４　２　　　　　
Ｂａｏ９Ｙｏ、ｒＣｕ＋、ｏ　　　　　　１０８　　　
　２．１４−３　　　　　［３ａ０．３ＹＯ，ｙｃｕｌ
、　０　　　　　１０４　　　　　１．５４　４　　　
　　ＢａＯ，５Ｃａｏ、＋Ｙｏ４ＣＪ、ｏ　　　１０６
　　　　　１．８４−５　　　　　Ｂａ□、５Ｓｒｏ、
＋Ｙｏ４Ｃｕ＋、ｏ　　　１０９　　　　　１．６４−
６　　　　　Ｂａａ、　ａＮｄｏ４（：ｕ＋、　ｏ　　
　　　　１０４　　　　　１．５４−７　　　　　　０
ａ□、６ＹｂＯ，４ＣｕＩ、６　　　　　　　　１０２
　　　　　　　　１．３［実施例５コ 実施例２において、温度保持時間の雰囲気を下記の気流
にかえて粉体を作製した。

空気　　　５時間 酸素　　　５時間 空気　　　５時間 このものの組成は、サンプルＮｏ、２とほば同一であり
Ｔｃおよび粒径でもほぼ同等でありた。

上記実施例から明らかなように、粉砕工程が、実質的に
水が存在しない状態にて行なわれる本発明法によれば、
高い臨界温度を有する超伝導酸化物セラミクス粉体が、
安定して得られるものである。

また、加熱処理が酸素分圧の異なる２段階以上の雰囲気
下で行なわれ、温度保持の最終段階での酸素分圧が０．
５ａｔｍ未溝の雰囲気で行なう工程を含む条件により製
造されたサンプルは、Ｔｃが高くしかも平均粒径が小さ
い微細な粉体が得られることがわかる。

の　Φ　。

特許出願人　ティーディーケイ株式会社ＩＱ２−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原料を調合し、これに加熱処理を施し、粉砕およ
   び／または成型を行なう工程を有する超伝導酸化物セラ
   ミクスの製造方法であって、前記粉砕および／または成
   型工程が、実質的に水が存在しない状態で行なわれるこ
   とを特徴とする超伝導酸化物セラミクスの製造方法。