JPS63274653A - 超伝導材料の製造方法 - Google Patents
超伝導材料の製造方法Info
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- JPS63274653A JPS63274653A JP62108336A JP10833687A JPS63274653A JP S63274653 A JPS63274653 A JP S63274653A JP 62108336 A JP62108336 A JP 62108336A JP 10833687 A JP10833687 A JP 10833687A JP S63274653 A JPS63274653 A JP S63274653A
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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、高い臨界温度を有すY−Ba−Cu系酸化物
を主体とする超伝導材料の製造方法に関する。
を主体とする超伝導材料の製造方法に関する。
(従来の技術)
近年、高い臨界温度を有する酸化物超伝導材料La−B
a−Cu−0化合物が、ベドノルツらによって開発され
(ツァイトシュリフトフユアフィジーク(Z。
a−Cu−0化合物が、ベドノルツらによって開発され
(ツァイトシュリフトフユアフィジーク(Z。
Phys、B64<1986)1f19)、材料科学の
分野で非常に注目された。その後、これらの酸化物超伝
導材料について多くの研究がなされ、ウーらは、これら
の材料のうちで、特にY−Ba−Cu系酸化物において
、その臨界温度が、液体窒素温度の融点を越える90K
に達することを発見した(フィジカル・レビュウ・レタ
ーズ(Phys、Rev、Lett、513(19B?
)908)、このため、従来の臨界温度の低い超伝導材
料が、そ。
分野で非常に注目された。その後、これらの酸化物超伝
導材料について多くの研究がなされ、ウーらは、これら
の材料のうちで、特にY−Ba−Cu系酸化物において
、その臨界温度が、液体窒素温度の融点を越える90K
に達することを発見した(フィジカル・レビュウ・レタ
ーズ(Phys、Rev、Lett、513(19B?
)908)、このため、従来の臨界温度の低い超伝導材
料が、そ。
の冷媒として、価格の高い液体ヘリウムを利用する必要
があったのに対して、この新しい酸化物超伝導材料は、
冷媒に安価な液体窒素を利用することが可能である。そ
して、その用途は、超伝導磁石用線材、高速コンビュウ
ター用素子、センサー等多くの応用が考えられる。
があったのに対して、この新しい酸化物超伝導材料は、
冷媒に安価な液体窒素を利用することが可能である。そ
して、その用途は、超伝導磁石用線材、高速コンビュウ
ター用素子、センサー等多くの応用が考えられる。
これらの合金は、従来、−mに、目的の組成の原子数比
を有する混合物を900℃〜1050’Cの温度範囲で
焼成した後、一分間に10℃以上の比較的速い冷却速度
で冷やすという方法によって作製されている。
を有する混合物を900℃〜1050’Cの温度範囲で
焼成した後、一分間に10℃以上の比較的速い冷却速度
で冷やすという方法によって作製されている。
(発明が解決しようとする問題点)
Y−Ba−Cu系酸化物超伝導材料は、前記のごとく、
その臨界温度が約90にと非常に高い値を有しており、
この温度で電気抵抗は完全にゼロになるものの、従来の
材料は非常に不均質であり、この温度において超伝導性
を示す相の割合は、l口%〜40%程度と非常に少ない
という問題点があった。
その臨界温度が約90にと非常に高い値を有しており、
この温度で電気抵抗は完全にゼロになるものの、従来の
材料は非常に不均質であり、この温度において超伝導性
を示す相の割合は、l口%〜40%程度と非常に少ない
という問題点があった。
この原因としては、材料中の酸素濃度が超伝導特性に大
きく影響を与えているためと考えられる。
きく影響を与えているためと考えられる。
すなわち、このY−Ba−Cu系酸化物超伝導材料は、
酸4:欠陥ができやすく、材料中の酸素濃度が減少する
と遷移温度が著しく低下してしまう。したがって、材料
の作製方法によって材料中の酸素濃度が変化し、このた
めに、超伝導特性が著しく不均質になってしまったもの
である。このように、臨界温度での超伝導相の割合が少
ないために、従来のY−Ba−Cu系酸化物超伝導材料
は、臨界電流密度が従来のNb3Sn等の合金系超伝導
材料よりも著しく低い等の問題点があった。
酸4:欠陥ができやすく、材料中の酸素濃度が減少する
と遷移温度が著しく低下してしまう。したがって、材料
の作製方法によって材料中の酸素濃度が変化し、このた
めに、超伝導特性が著しく不均質になってしまったもの
である。このように、臨界温度での超伝導相の割合が少
ないために、従来のY−Ba−Cu系酸化物超伝導材料
は、臨界電流密度が従来のNb3Sn等の合金系超伝導
材料よりも著しく低い等の問題点があった。
本発明は、この様な従来技術の問題点を解決して、臨界
温度が高く、この温度での超伝導相の割合が非常に高い
Y−Ba−Cu系酸化物超伝導材料の製造方法を提供す
ることを目的とする。
温度が高く、この温度での超伝導相の割合が非常に高い
Y−Ba−Cu系酸化物超伝導材料の製造方法を提供す
ることを目的とする。
(問題点を解決するための手段)
本発明は、(Y+−xBax)ycUzo+−y−zな
る式で表され、x−0.35〜0.75.y=0.2〜
0.3.z=0.15〜0.25である酸化物を、94
0℃から1050℃の温度範囲で5分以上焼成した後、
一分間に5℃以下の冷却速度で降温することを特徴とす
るY−Da−Cu系超伝導材料の製造方法である。
る式で表され、x−0.35〜0.75.y=0.2〜
0.3.z=0.15〜0.25である酸化物を、94
0℃から1050℃の温度範囲で5分以上焼成した後、
一分間に5℃以下の冷却速度で降温することを特徴とす
るY−Da−Cu系超伝導材料の製造方法である。
(作用)
Y−Ba−Cu系酸化物超伝導材料において、Xの範囲
を0.35〜0.75、yの範囲を0.2〜0.3、Z
の範囲を0.15〜0.25と限定したのは、この範囲
をはずれると超伝導相の割合が著しく小さくなり、50
%よりも少なくなってしまうからである。
を0.35〜0.75、yの範囲を0.2〜0.3、Z
の範囲を0.15〜0.25と限定したのは、この範囲
をはずれると超伝導相の割合が著しく小さくなり、50
%よりも少なくなってしまうからである。
焼成温度を940℃〜1050℃の範囲に限定したのは
、焼成温度が940℃よりも低い場合には、成分元素間
の反応が不十分であるため、超伝導相の割合が50%よ
りも低くなってしまうためであり、また、焼成温度が1
050℃を越えた場合には、材料の一部が融解してしま
い、やはり、超伝導相の割合が、50%よりも低くなっ
てしまうからである。さらに、焼成時間を5分以上と限
定したのは、これよりも短い時間では、反応が十分起こ
らず、超伝導相の割合が、50%よりも低くなってしま
うからである。
、焼成温度が940℃よりも低い場合には、成分元素間
の反応が不十分であるため、超伝導相の割合が50%よ
りも低くなってしまうためであり、また、焼成温度が1
050℃を越えた場合には、材料の一部が融解してしま
い、やはり、超伝導相の割合が、50%よりも低くなっ
てしまうからである。さらに、焼成時間を5分以上と限
定したのは、これよりも短い時間では、反応が十分起こ
らず、超伝導相の割合が、50%よりも低くなってしま
うからである。
焼成後の冷却速度を一分間に5℃以下と限定したのは、
これよりも速い速度で冷却した場合には、超伝導相の割
合が50%よりも低くなってしまうからである。これは
、焼成後の冷却時に、材料中の酸素濃度が温度の低下に
つれて徐々に増加していくわけであるが、この際、冷却
速度が遅いほど増加する酸素量は多くなる。このため、
冷却速度が速く、例えば、5℃よりも速い場合には、材
料中の酸素濃度が、遅い場合よりも低く、超伝導特性が
悪くなってしまうからである。
これよりも速い速度で冷却した場合には、超伝導相の割
合が50%よりも低くなってしまうからである。これは
、焼成後の冷却時に、材料中の酸素濃度が温度の低下に
つれて徐々に増加していくわけであるが、この際、冷却
速度が遅いほど増加する酸素量は多くなる。このため、
冷却速度が速く、例えば、5℃よりも速い場合には、材
料中の酸素濃度が、遅い場合よりも低く、超伝導特性が
悪くなってしまうからである。
(実施例)
以下本発明の一実施例を詳細に説明する0本実施例にお
いては、原料として、酸化イツトリウム、炭酸ランタン
および酸化鋼の粉末を使用した。これらの粉末を材料が
目的組成になるように重量を測定した後、ボールミルに
よって、12時間混合する。その後、この混合粉を空気
中において、900℃で12時間予焼し、再び、ボール
ミルによって、再粉砕を行う。このようにして得られた
予焼粉を2トン/C♂の圧力でプレス成形する。次に、
このプレス成形されたベレットを炉の中にいれ、酸素1
気圧のガスフロー中で900℃〜1100℃の範囲で1
0時間焼成した。その後、炉中において、酸素ガスを流
したままの状態で所定の冷却速度で約300℃以下まで
冷却した。今回の実施例においては、本発明の範囲外の
材料も含めて、第1第1表 このようにして合成された材料1〜20までのY−Da
−Cu系酸化物材料の構造をX線回折法によって評価し
た。その結果、本発明の範囲外の材料1.6.11.1
5.16.20を除(、x=0.35〜0.75、y・
0.2〜0.3、Z・0.1〜0.3の範囲の組成で、
焼成温度が940℃〜1050℃の材料は、いずれも斜
方晶系の結晶f8逍を有する回折ピークが支配的であっ
た。また、電気抵抗によって、これらの材料の超伝導遷
移温度を評価したところ、前記斜方晶系が支配的な材料
においては、約90に付近で非常に鋭い変化を示し、超
伝導状態に遷移した0次に、超伝導状態に遷移した付近
で、帯磁率を測定し、この温度付近での超伝導相の割合
を評価した。その結果を第2表に示す。表にみられるよ
うに、焼成温度が940℃〜1050℃の範囲にある材
料2.3.4はいずれも遷移温度付近で超伝導相 (以下余白) パ5゜ \゛ 第 2 表 の割合が50%以上と高く、非常に良好な超伝導特性を
示す、また、焼成後の冷却速度依存性については、冷却
速度の高い材料7を除いていずれも超伝導相の割合が9
5%以上と非常に高く、冷却速度が一分間に5℃以下で
ある場合に非常に超伝導特性が向上することがわかる。
いては、原料として、酸化イツトリウム、炭酸ランタン
および酸化鋼の粉末を使用した。これらの粉末を材料が
目的組成になるように重量を測定した後、ボールミルに
よって、12時間混合する。その後、この混合粉を空気
中において、900℃で12時間予焼し、再び、ボール
ミルによって、再粉砕を行う。このようにして得られた
予焼粉を2トン/C♂の圧力でプレス成形する。次に、
このプレス成形されたベレットを炉の中にいれ、酸素1
気圧のガスフロー中で900℃〜1100℃の範囲で1
0時間焼成した。その後、炉中において、酸素ガスを流
したままの状態で所定の冷却速度で約300℃以下まで
冷却した。今回の実施例においては、本発明の範囲外の
材料も含めて、第1第1表 このようにして合成された材料1〜20までのY−Da
−Cu系酸化物材料の構造をX線回折法によって評価し
た。その結果、本発明の範囲外の材料1.6.11.1
5.16.20を除(、x=0.35〜0.75、y・
0.2〜0.3、Z・0.1〜0.3の範囲の組成で、
焼成温度が940℃〜1050℃の材料は、いずれも斜
方晶系の結晶f8逍を有する回折ピークが支配的であっ
た。また、電気抵抗によって、これらの材料の超伝導遷
移温度を評価したところ、前記斜方晶系が支配的な材料
においては、約90に付近で非常に鋭い変化を示し、超
伝導状態に遷移した0次に、超伝導状態に遷移した付近
で、帯磁率を測定し、この温度付近での超伝導相の割合
を評価した。その結果を第2表に示す。表にみられるよ
うに、焼成温度が940℃〜1050℃の範囲にある材
料2.3.4はいずれも遷移温度付近で超伝導相 (以下余白) パ5゜ \゛ 第 2 表 の割合が50%以上と高く、非常に良好な超伝導特性を
示す、また、焼成後の冷却速度依存性については、冷却
速度の高い材料7を除いていずれも超伝導相の割合が9
5%以上と非常に高く、冷却速度が一分間に5℃以下で
ある場合に非常に超伝導特性が向上することがわかる。
次に、超伝導相の割合が組成依存性については、材料1
1.15.16.20以外のx−0.35〜0.75.
y=0.2〜0.3およびzJ、15〜o1z5の範囲
内にある組成の材料は、何れの材料においても50%以
上の超伝導相が存在しており、非常に均質な良質の材料
が得られたことがわかる。
1.15.16.20以外のx−0.35〜0.75.
y=0.2〜0.3およびzJ、15〜o1z5の範囲
内にある組成の材料は、何れの材料においても50%以
上の超伝導相が存在しており、非常に均質な良質の材料
が得られたことがわかる。
従来の製造方法で合成されたY−Ba−Cu系酸化物超
伝導材料の遷移温度付近における超伝導相の割合がたか
だか10%から40%と非常に少なかったのと比較する
と、本発明による製造方法は、超伝導相の存在する割合
が高く、非常に優れた方法であることがわかる。
伝導材料の遷移温度付近における超伝導相の割合がたか
だか10%から40%と非常に少なかったのと比較する
と、本発明による製造方法は、超伝導相の存在する割合
が高く、非常に優れた方法であることがわかる。
なお、本実施例においては、酸素ガス1気圧中における
焼成、及び、徐冷という製造方法を示したが、大気中で
の焼成、及び、徐冷という製造方法を利用してもさしつ
かえない。
焼成、及び、徐冷という製造方法を示したが、大気中で
の焼成、及び、徐冷という製造方法を利用してもさしつ
かえない。
(発明の効果)
以上詳細に説明したように、本発明による超伝導材料の
製造方法は、高い遷移温度を有し、かつ、超伝導相の割
合の非常に高い良質な超伝導材t1が容易に得られ、そ
の効果は大きい。
製造方法は、高い遷移温度を有し、かつ、超伝導相の割
合の非常に高い良質な超伝導材t1が容易に得られ、そ
の効果は大きい。
Claims (1)
- (Y_1_−_xBa_x)_yCu_zO_1_−_
y_−_zなる式で表され、x=0.35〜0.75、
y=0.2〜0.3、z=0.15〜0.25である組
成の酸化物を、940℃から1050℃の間の温度範囲
で5分以上焼成したあと、一分間に5℃以下の冷却速度
で降温することを特徴とする超伝導材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62108336A JPS63274653A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 超伝導材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62108336A JPS63274653A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 超伝導材料の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63274653A true JPS63274653A (ja) | 1988-11-11 |
Family
ID=14482107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62108336A Pending JPS63274653A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 超伝導材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63274653A (ja) |
-
1987
- 1987-04-30 JP JP62108336A patent/JPS63274653A/ja active Pending
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