JPS63282119A - 酸化物超伝導材料とその製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、超強力電磁石やジョセフソン素子等に用いら
れる超伝導材料に関するものである。

従来の技術 従来、超伝導材料として知られていた物質は、いずれも
超伝導状態への転移温度が３０に以下と低かった。しか
し、最近新規な超伝導材料、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化
物が発見され、その転移温度は、液体窒素温度（７７Ｋ
）以上になった。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物は、難焼結性
であり、ホットプレス等を用いない通常の量産性のある
焼結方法では、高密度焼結体を得るのが困難であった。

そのため、この焼結体は機械的強度も低く、得られる電
流密度も低（実用的な面で問題があった。

問題点を解決するための手段 Ｙ　Ｂ　ａ　９Ｃ１１３０７−ｙで表される化合物にお
けるＢａをＳｒで置換する。その置換量は、Ｙ（Ｂａｔ
−ｘＳｒｘ）ｚｃｕ　３Ｏｒ−ｙで表したとき、Ｏ＜Ｘ
≦０．６の範囲とする。

作用 本発明の化合物は、低い焼成温度でも容易に単−相かえ
られ、しかも非常に易焼結性である。そのため、この化
合物は、ホットプレス等を用いない通常の量産性のある
焼結方法を用いて容易に高密度焼結体が得られる。

実施例 出発原料として、ＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、Ｙ２Ｏ３、
ＣｕＱを用い、それらを所定のモル比になるように秤量
後、エタノールを用いてボールミル混合した。その混合
物を乾燥後、空気中において９００℃、６時間の条件で
焼成し、単−相からなるＹＢａ２Ｃｕ３０７−ｙ化合物
を得た。単−相であることは粉末Ｘ線解析で確認した。

第１図にＸ＝０．４の場合の粉末Ｘ線図形を示した。

それぞれの化合物粉末をらいかい機を用いて粉砕した後
、ポリビニルアルコール溶液をバインダーとして混合し
、４＋ｍＸ１２＋ｎ５Ｘ２０鴫の大きさに成形した。こ
の成形体を９５０℃３時間焼結した。その後、それぞれ
の焼結体を２＋＋ｍＸ２ｗｍＸ１５閣の大きさに切断し
た。その試料片を表１に示した温度と時間で熱処理した
後、室温まで表１に示した速度で冷却した。

（以下余白） 得られた焼結体の密度はアルキメデス法を用いて測定し
た。この密度から相対密度を計算し、第１表に示した。

理論密度は、焼結体の粉末Ｘ線回折図形（主要なピーク
は、斜方晶系のペロブスカイト相からなる）から求めた
ペロブスカイト相の格子定数と、それぞれの試料の組成
分析値から算出した。焼結体の粉末Ｘ線回折図形から確
認した相状態を第１表に示した。ここで、Ｐと示したの
はペロブスカイト相であり、αと示したのは不純物相で
ある。格子定数については、試料１から１０について正
罹に求めたのでそれぞれの値も表１に示した。これを見
ると、Ｘの値の増加とともにａ　％　ｂ　％　Ｃいずれ
の値も小さくなることがわかる。

超伝導転移温度は、交流を用いた試料の帯磁率の測定（
マイスナー効果の現れ始める温度）と、四端子法による
抵抗測定（抵抗がＯになる温度）の両方から求めた。試
料５　（Ｘ＝０．２）のインピーダンスと抵抗率の温度
変化を第２図と第３図に示した。その様にして求めた超
伝導転移温度も第１表に示した。なお、７７に以下記載
したものは、超伝導転移温度が７７に以上で観測できな
いことを示す。

また、第１表の評価には、相対密度が９０％以上で、し
かも超伝導転移温度が、帯磁率測定でも、抵抗測定でも
９０に以上の試料は、非常に実用性が高いので０１相対
密度が９０％以上で、しかも超伝導転移温度が、帯磁率
測定でも、抵抗測定でも液体窒素温度である７７に以上
の試料は、実用性が高いので△、それ以外の試料につい
ては、実用性に問題があるのでＸとした。

第１表の試料の特性を解析する。

まず、Ｘの値をＯから０．７の範囲で変化させた試料１
から試料１０を比較する。試料１　（Ｘ＝Ｏ）のＹ　Ｂ
　ａ　２Ｃｕ　３０７−ｙでは、この合成条件では単−
相にはならずしかも、作製した焼結体の非常に低かった
。ＢａのところをＳｒで２ｍｏ１％置換した試料２では
、焼結体の相対密度は９０％になり超伝導転移温度が９
５にとなる。Ｘの増加とともに焼結体の相対密度が高く
なり、超伝導転移温は少しづつ低下する。Ｘ＝０．７に
なると得られた試料は、不純物相を含むようになる。そ
のため、相対密度は８７％まで低下し、抵抗測定から求
めた超伝導転移温度は７７に以下になる。

Ｘ＝０．２と材料組成を一定にして熱処理時間を変化さ
せた試料１１から試料１３、それに試料５を比較すると
、熱処理時間がＯの場合には抵抗から求めた超伝導転移
温度は、７７に以下である。熱処理時間が長くなるとと
もにその温度は高（なり、５時間の場合には８８に、１
００時間になると９４Ｋまで高（なる。したがって熱処
理時間は長いほど良いことがわかる。

試料５と試料１５を比較すると熱処理雰囲気としては、
空気中でも酸素中でも同様の特性が得られることがわか
る。

熱処理後の冷却速度を変化させた試料５、試料１６．１
７．１８を比較すると冷却速度が速いと超伝導転移温度
が７７に以下に低下することがわかる。

試料５と試料１９を比較すると熱処理温度としては、焼
成温度よりも低いほうがいいことがわかる。

以上をまとめると、実用性の高い材料組成としてはＹ　
（Ｂａｌ−ｘＳｒｘ）ｗｃｕ　ａ０？−ｙで表される化
学式のＸがＯ＜Ｘ≦０．６の範囲にあり、好ましい焼結
体の製造方法としては、化合物の成形体を焼結後少なく
とも焼結温度よりも５０℃低い温度で熱処理し、徐冷す
ることである。

発明の効果 本発明の酸化物超伝導材料は、ＹＢａ　ｓｃｕ　３０？
−、におけるＢａを一部Ｓｒで置換しているので、低い
焼成温度でも容易に単−相がえられ、しかも非常に易焼
結性である。それで、この化合物はホットプレス等を用
いない通常の量産性のある焼結方法で高密度焼結体が得
られる。

したがって本発明の酸化物超伝導材料は、超強力電磁石
やジョセフソン素子等にきわめて適したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｘ＝０．４の場合の粉末化合物粉末の粉末Ｘ
線回折図、第２図と第３図は、試料５（Ｘ＝０．２）の
インピーダンスと抵抗率の温度変化を示すグラフである
。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名ＩＮＴＥＮ
ＳＩＴＹ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｙ（Ｂａ＿１＿−＿ｘＳｒ＿ｘ）＿２Ｃｕ＿３Ｏ
   ＿７＿−＿ｙで表される化合物においてＸが０＜Ｘ≦０
   ．６の範囲にある酸化物超伝導材料。
2. （２）Ｙ（Ｂａ＿１＿−＿ｘＳｒ＿ｘ）＿２Ｃｕ＿３Ｏ
   ＿７＿−＿ｙで表される化合物（但し０＜Ｘ≦０．６）
   の焼結体を作製する際に、上記化合物の成形体を焼結後
   、少なくとも焼結温度よりも５０℃低い温度で熱処理し
   、徐冷することを特徴とする酸化物超伝導材料の製造方
   法。