KR100186833B1 - 고온초전도체 및 이의 제조방법 - Google Patents
고온초전도체 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100186833B1 KR100186833B1 KR1019920012872A KR920012872A KR100186833B1 KR 100186833 B1 KR100186833 B1 KR 100186833B1 KR 1019920012872 A KR1019920012872 A KR 1019920012872A KR 920012872 A KR920012872 A KR 920012872A KR 100186833 B1 KR100186833 B1 KR 100186833B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- strontium
- sulfate
- mold
- high temperature
- barium sulfate
- Prior art date
Links
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 2
- UBXAKNTVXQMEAG-UHFFFAOYSA-L strontium sulfate Chemical compound [Sr+2].[O-]S([O-])(=O)=O UBXAKNTVXQMEAG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 33
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 32
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims abstract 3
- PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L lead sulfate Chemical compound [PbH4+2].[O-]S([O-])(=O)=O PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 12
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical class [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- HMNUYYJYMOXWTN-UHFFFAOYSA-J strontium;barium(2+);disulfate Chemical compound [Sr+2].[Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O HMNUYYJYMOXWTN-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- XXCMBPUMZXRBTN-UHFFFAOYSA-N strontium sulfide Chemical compound [Sr]=S XXCMBPUMZXRBTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 alkaline earth metal sulfate Chemical class 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004247 CaCu Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/45—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides
- C04B35/4521—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides containing bismuth oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/45—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides
- C04B35/4521—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides containing bismuth oxide
- C04B35/4525—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides containing bismuth oxide also containing lead oxide
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/725—Process of making or treating high tc, above 30 k, superconducting shaped material, article, or device
- Y10S505/739—Molding, coating, shaping, or casting of superconducting material
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/775—High tc, above 30 k, superconducting material
- Y10S505/776—Containing transition metal oxide with rare earth or alkaline earth
- Y10S505/782—Bismuth-, e.g. BiCaSrCuO
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/775—High tc, above 30 k, superconducting material
- Y10S505/785—Composition containing superconducting material and diverse nonsuperconducting material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
본 발명은 조성이 Bi2-a+b+cPba(Sr,Ca)3-b-cCu2+dOX(여기서, a는 0 내지 0.7이고 ; b+c는 0 내지 0.5이며 ; d는 -0.1내지 0.1이고 x는 7내지 10이며, Sr:Ca 비가 2.8:1 내지 1:2.8이다)인 비스무트, 스트론튬, 캄슘, 구리 및 납의 산화물과 황산 스트론튬 및/또는 황상 바륨으로 이루어진 고온 초전도체에 관한 것이다. 이의 제조방법은 비스무트, 스트론튬, 칼슘, 구리의 산화물과 황상 스트론튬 및/또는 황산 바륨을 밀접하게 혼합시키고, 혼합물을 870 내지 1300℃(황산 스트론튬 및/또는 황산 바륨의 함량이 높을 수록 고온이 요구된다)의 온도까지 가열시킴으로써 용융시키고, 용융물을 주형에 붓고 주형 안에서 이것을 천천히 고형화시킨 다음 주형으로부터 제거된 성형품을 산소-함유 대기중에서 700내지 900℃온도에서 열 처리함을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 비스무트, 스트론튬, 칼슘, 구리의산화물 및 임의의 납 산화물로 이루어진 고온 초전도체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
조성이 Bi2(Sr,Ca)3Cu2Ox(여기서, x는 8내지 10이다)인 고온 초전도체이 제조방법이 미합중국 특허 제5,047,391호에 기술되어 있다. 상기 방법에서는 비스무트, 스트론튬, 캄슘 및 구리의 산화물 또는 탄산염의 화학양론적 혼합물을 870 내지 1100℃로 가열하여 균질한 용융물을 형성시킨다. 용융물을에 붓고 이 안에서 고형화시킨다. 금형으로부터 분리한 성형물을 780 내지 850℃에서 6내지 30시간 동안 열 처리한 다음 산소 대기중에서 600내지 830℃에서 6시간 이상 동안 처리한다. 이렇게 하여 둘레 또는 직경이 수㎝ 이하인 판재(platelet)형태 및 길이가 50㎝이고 직경이 12mm 인 봉재 형태의 성형물(여기서 각각의 경우에 성형물은 단일상 화합물로 이루어진다)을 제조할 수 있다.
전기 분야에서 상기 유형의 성형물은 예를 들어전력 수송용 전류 도체, 전류 제한기(limiter) 및 자기 차폐의 형태와 같은 여러 형태로 적용된다. 그러나, 산업용으로 필수적인 것은 고온 초전도체가 질소의 액체 상태의 온도(77 K)에서 약 1000A/㎠의 임계 전류 밀도를 갖는 것이다.
은 기질상에서 Bi2Sr2CaCu2OX로 이루어진 나비가 1cm이고 두께가 15㎛인 공지된 테이프는 실제로 임계 전류 밀도가 10000A/㎠이지만, 이러한 테이프는 단지 15A의 절대 전류만을 소송할수 있다[참조 : Peoceedings of the ICMC '90 Topical Conference on Material Aspects of High-temperature Superconductors, 1991, pages 165 to 176]. 이제까지 단수 수 cm의 크기로만 생산되 박막의 경우에는 절대 전류가 한층 더 낮다.
77K에서 비스무트, 스트론튬, 칼슘 및 구리의 산화물을 기본으로 하는 고온 초전도체 재료로 제조된 고체 성분은 전류 밀도 크기가 102A/㎠로 측정된다.
본 발명의 목적은 비스무트, 스트론튬, 칼슘, 구리 및, 임의로는, 납의 산화물을 기본으로 하는 고온 초전도체 및 이의 제조방법을 제공하며, 이 고온 초전도체의 임계 전류 밀도는 77K에서 1000A/㎠ 이상의 절대 전류를 소송할 수 있다. 본 발명에 따르는 고온 초전도체는 이의 조성이 Bi2-a+b+cPba(Sr,Ca)3-b-cCu2+dOX(여기서 a는 0 내지 0.7이고; b+c는 0내지 0.5이며; d는 -0.1내지 0.1이고 x는 7내지 10이며, Sr:Ca의 비율은 2.8:1 내지 1:2.8이다)인 비스무트, 스트론튬, 칼슘, 구리 및, 임의로는납의 산화물 뿐만아니라 황상 스트론튬 및/또는 황산 바륨으로 이루어져 있다.
본 발명에 따른 고온 초전도체는.
a) a =0; b+c=0.25; d=0 및 x=7.9 내지 8.5 이고 Sr:Ca 비율은 2.2:1 내지 1.5:1이며;
b) 황산스트론튬 함량이 0.1 내지 30중량, 바람직하게는 3내지 10중량%이고;
c) 이의 황산 바륨 함량이 0.1 내지 20중량%, 바람직하게는 3내지 10중량%인 조성으로 추가로 개발할 수 있다.
본 발명에 따르는 초전도체의 제조방법은 비슴무트, 스트론튬, 캄슘, 구리 및 임의로는 납이 산화물을 황산 스트론튬 및/또는 황산 바륨과 균질 혼합하고, 혼합물을 870 내지 1300℃, 바람직하게는 900 내지 1100℃의 온도(여기서, 황산 스트론튬 및/또는 황산 바륨 함량이 많을 수록 더 높은 온도가 요구된다)로 가열시킴으로써 용융시키고, 이용융물을 금형에 붓고 이 안에서 천천히 고형화되도록 하여 금형으로부터 분리한 성형물을 산소 함유 대기중에서 700 내지 900℃, 바람직하게는 750 내지 870℃의 온도에서 열 처리함을 특징으로 한다.
상기 공정은 또한
d) 용융물을 종축 주위를 회전하도록 수평 으로 배열된 실린더에 붓고;
e) 용융물을 석영 금형에 부으며;
f) 용융물을 구리 금형에 붓고;
g) 열 처리하기 위해, 성형물을 250 내지 350℃/시간의 속도로 신속하게 700℃로 가열한 다음 5내지 20℃ 시간의 속도로 천천히 가열시키며;
f) 열처리가 용적비 1:1의 공기 및 질소의 대기중에서 수행되고;
i) 열처리가 순수한 산소 중에서 수행되도록 실계될 수 있다.
본 발명에 따르는 고온 초전도체가 2층 화합물(금속들의 화학양론비 2:2:1:2로 존재하는 비스무트, 스트론튬, 캄슘 및 구리의 산화물)과 황산 스트론튬의 혼합물로 이루어진 경우, 황산 스트론튬의 함량이 30중량%가 될때까지는 분해생성물 또는 기타 상이 검출되지 않는다.
한편, 2층 화합물 및 황산 바륨으로 이루어진 본 발명에 따르는 고온 초전도체는 예를 들어(Sr, Ca)CuO2와 같은 알칼리 토금속 제일 구리상을 함유한다.
열 분석에 의한 조사로 알칼리 토금속 황산염은 비스무트, 스트론튬, 칼슘, 구리, 및 임의로는 납 산화물과 함께 용융되어 공융물을 형성한다는 것이 밝혀졌다. 황산 바륨 및 황산 스트론튬으로 융점은 각각 특히, 상당히 더 높은 1580 및 1600℃이다.
최종적으로, 세라모그래픽 조사 및 주사 전자 현미경법으로 촬영한 사진에 의해 본 발명에 따르는 고온 초전도체의 황산 나트론튬 및 황산 바륨의 침전물의 크기가 10내지 100㎛임이 밝혀졌다.
놀랍게도, 본 발명에 따르는 고온 초전도체의 경우에 임계온도가 떨어지지 않을 뿐만 아니라 심지어 몇몇 경우에서는 알칼리 토금속 황산 염의 함량이 증가됨에 따라 임계 온도가 상승함이 밝혀졌다.
본 발명에 따르는 고온 초전도체의 임계 전류 밀도는 77K에서 약 1400A/㎠이며, 이는 선행 기술에 따르는 고온 초전도체의 임계 전류 밀도보다 수배 더 높다.
본 발명에 따르는 고온 초전도체의 휨 강도 및 탄성률은 만족할 만한 값을 나타낸다.
본 발명에 따르는 고온 초전도체는 선행 기술에 따르는 성형물보다 취성이 적고 균열 형성 경향이 좀 더 낮기 때문에, 이들은 비교적 큰 형태의 성형물, 예를 들면, 봉재, 판재 또는 원통 형태로 제조될 수 있다. 이것은 용융물의 고형화 및 성형물의 열 처리 동안 둘 다의 경우에 가능하다.
실시예 1(비교 실시예)
금속들의 화학양론적 비율인 2:2:1:2로 존재하는 비스무트, 스트론튬, 칼슘 및 구리의 2가 산화물을 격렬하게 혼합한다. 이 혼합물 1.8kg을 1000℃의 강옥 도가니에서 균일 용융물로 전환시킨다. 이 균일 용융물을 홈을 통해 수평으로 배치되고 종축 주위를 회전하는 직경이 200mm이고 깊이가 100mm인 원통형 금형에 붓고, 이때 용융물은 원심력에 의해 금형의 벽에 균일하게 분포된다. 좀 더 느리게 냉각시키기 위해 성형후 즉시 금형을 600℃로 예열된 관형로에 주입한다. 노를 약 2℃/분의 속도로 실온으로 냉각시킨다. 관형로를 냉각시킨 후 금형에 존재하는 중공 실린더는 예컨대 심한 고유 응력으로 인해 서로의 반대편에 2곳의 수적 균열이 발생하여, 금형으로부터 분리시에 2개 부분으로 파열된다.
실시예2(비교 실시예)
단지 혼합물의 양이 1.5kg인 것만을 제외하고는 실시예 1의 공정을 반복해서 균일 용융물로 전환시킨다. 관형 용광로를 냉각시킨후 금형으로부터 분리된 중공 실린더는 각 경우에서 이의 상부 및 하부 모서리사이에 길이가 1cm인 2곳의 횡 방향 균열이 발생한다.
이 중공 실린더를 (750℃에서 24시간동안 ; 850℃에서 12시간동안)열처리한다. 이러한 열처리 후에도 횡 방향 균열이 형성되며 이것은 파열되는 개별 환상 단편을 만든다.
실시예 3(본 발명에 따른)
2가 산화물을 황산 스트론튬 10중량%와 격렬하게 혼합하고 이혼합물 2kg을1050℃까지 가열시킴으로써 균일 용융물로 전환시키는 것만을 제외하고는 실시예 1의 공정을 반복한다. 벽 두께가 약 5mm인 단단하고 균열이 없는 중공 실린더를 금형으로부터 분리한다.
중공 실린더를 (750℃에서 24시간 동안; 850℃에서 120시간동안) 열처리한다. 이러한 처리 후에도 중공 실린더는 균열이 발생하지 않았으며 전혀 용융되지도 않았다.
실시예 4(본 발명에 따름)
실시예 3에 따르는 혼합물을 용융시켜서 길이가 100, 150, 200, 300 및 500mm인 한쪽면이 밀폐된 석영 관(내부직경 : 8mm)에 붓는다.
실온에서 냉각시킨 후, 모든 석영 관으로부터 육안 관측 가능한 균열이 없는 압분 붕재 형태로 고형화된 용융물을 분리할 수 있다.
이들 봉재를 공기/질소 화합물(용적비 1:1)중에서 300 내지 700℃/시간 및 10 내지 850℃/시간의 속도로 가열한 다음 이 온도에서 60시간 동안 방치한다. 가능한한 균일한 온도 영역을 유지하기 위해, 열처리는 다-구역 관형로에서 수행한다.
냉각 후 노로부터 분리된 모든 봉재에는 균열이 존재하지 않는다.
길이가 200mm인 봉재에 접촉전압을 제공하는 4곳 측정법(four-point measurement)으로 측정한 77K에서의 임계 전류 밀도는 570A/㎠(기준 : 1μV/cm)로서 측정되고, 접촉 전압 사이의 간격은 13cm이다.
저항의 온도 의존성 측정은 저항의 총 손실이 89.5K로서 수득된다.
실시예5(비교 실시예)
실시예 1에 따라서 혼합물을 용융시키고 한쪽면이 밀폐된 실시예 4에 따른 다영한 석영 관에 붓는다.
실온까지 냉각시킨 후, 단지 길이가 100 및 150mm인 석영관으로부터만 압분 봉재가 분리될 수 있으며, 다른 석영 관은 단지 단편들만을 포함한다.
실시예 6(본 발명에 따름)
금속의 화학양론적 비율인 2:2:1:2로 존재하는 비스무트, 스트론튬, 칼슘 및 구리의 2가 산화물을 다양한 양(0, 3, 6, 10, 15, 20, 25 및 30중량%)이 황산 스트론튬과 격렬하게 혼합한다. 다양한 혼합물을 1000℃ (SrSO4 10% 이하), 1030℃ (SrSO420% 이하) 및 1100℃ (SrSO430% 이하)에서 코런덤 도가니에서 균일한 용융물로 전환시키고 각 용융물을 상부가 개방된 크기가 15x15x60㎣인 정방형 구리 금형에 붓는다. 용융물의 냉각은 600℃로 예열된 연소실 노에서 금형을 방치시킴으로써 천천히 진행되고, 성형 후 즉시, 스위치를 끈다. 각 두께가 4mm인 원판형 샘플 및 크기가 45x4x3㎣인 봉재를 다이아몬드 절산 바퀴를 사용하여 생선된 성형품으로부터 절단한다. 모든 샘플 및 막대를 850℃에 연소실 노에서 공기중 24시간 동안 함께 열처리한다.
횡단면적이 1㎟이고 길이가 약 10mm인 봉재가 원판형 샘플로부터 절삭된다. 봉재에 대한 전이 온도 Tc 및 임계 전류 밀도 jc를 측정하고, 한편으로는 크기가 45x4x3㎣인 봉재의 휨 강도및 탄성률(영 모듈러스(Young's modulus))를 측정한다.
이 결과는 하기 표에 요약한다 ;
실시예 7(본 발명에 따름)
황산 스트론튬 대신 황산 바륨을 사용하는 것을 제외하고 실시예 6의 공정을 반복한다.
이 결과는 하기 표에 요약한다.
실시예 8(비교 실시예)
황산스트론튬 대신 황산 칼슘(무수)을 사용하는 것을 제외하고 실시예 6의 공정을 반복한다.
이 결과를 하기 표에 요약한다.
많은 수의 이질 상이 이미 X-선 도표에서, 또한 2층 화합물에서 CaSO44.4중량% 이상부터 식별될 수 있다.
Claims (2)
- 조성이 Bi2-a+b+cPba(Sr,Ca)3-b-cCu2+dOX(여기서, a는 0 내지 0.7이고 ; b+c는 0 내지 0.5이며 ; d는 -0.1내지 0.1이고 x는 7내지 10이며, Sr:Ca 의 비는 2.8:1 내지 1:2.8이다)인 비스무트, 스트론튬, 캄슘, 구리 및 납의 산화물과 황산 스트론튬 및/또는 황상 바륨 또는 황산스트론튬 및 황산바륨으로 이루어진 고온 초전도체
- 비스무트, 스트론튬, 칼슘, 구리의 산화물과 황산 스트론튬 황산바륨, 또는 황산스트론튬 및 황산 바륨을 균질혼합하는 단계,혼합물을 870 내지 1300℃(황산 스트론튬, 황산바륨, 또는 황산스트론튬 및 황산 바륨의 함량이 높을 수록 고온이 요구된다)의 온도까지 가열시킴으로써 용융시키는 단계,용융물을 주형에 붓고 주형 안에서 이를 천천히 고형화시키는 단계 및금형으로부터 꺼낸 성형물을 산소-함유 대기중에서 700내지 900℃온도에서 열 처리하는 단계를 포함하여, 조성이 Bi2-a+b+cPba(Sr,Ca)3-b-cCu2+dOX(여기서, a는 0 내지 0.7이고 ; b+c는 0 내지 0.5이며 ; d는 -0.1내지 0.1이고 x는 7내지 10이다)인 비스무트, 스트론튬, 칼슘, 구리 및 납의 산화물로 이루어진 고온 초전도체를 제조하는 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEP4124823.6 | 1991-07-26 | ||
| DE4124823A DE4124823A1 (de) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | Hochtemperatur-supraleiter und verfahren zu seiner herstellung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR930002278A KR930002278A (ko) | 1993-02-22 |
| KR100186833B1 true KR100186833B1 (ko) | 1999-04-15 |
Family
ID=6437087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019920012872A KR100186833B1 (ko) | 1991-07-26 | 1992-07-20 | 고온초전도체 및 이의 제조방법 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5294601A (ko) |
| EP (1) | EP0524442B1 (ko) |
| JP (1) | JPH0735296B2 (ko) |
| KR (1) | KR100186833B1 (ko) |
| CN (1) | CN1042272C (ko) |
| AT (1) | ATE128956T1 (ko) |
| CA (1) | CA2073522C (ko) |
| DE (2) | DE4124823A1 (ko) |
| ES (1) | ES2080991T3 (ko) |
| GR (1) | GR3017747T3 (ko) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4218950A1 (de) * | 1992-06-10 | 1993-12-16 | Hoechst Ag | Verfahren zur Herstellung eines Hochtemperatursupraleiters und daraus gebildeter Formkörper |
| DK0611737T3 (da) * | 1993-02-17 | 1999-11-01 | Hoechst Ag | Fremgangsmåde til fremstilling af en høj-Tc-superleder som precursormateriale til "oxide-powder-in-tube"-metoden (OPIT) |
| EP0646554A1 (de) * | 1993-10-04 | 1995-04-05 | Hoechst Aktiengesellschaft | Massivteile aus Hochtemperatur-Supraleiter-Material |
| CN1048706C (zh) * | 1996-05-21 | 2000-01-26 | 浙江大学 | 单相性Bi2Sr2Ca2Cu3O10+δ高温超导体的分步合成方法 |
| DE19803447A1 (de) * | 1998-01-30 | 1999-09-16 | Aventis Res & Tech Gmbh & Co | Verfahren zur Herstellung von Precursormaterial für die Produktion von Hochtemperatursupraleiter-Drähten |
| CA2505501A1 (en) * | 2004-05-04 | 2005-11-04 | Nexans | Method for mechanical stabilisation of tube-shaped superconducting ceramics and mechanically stabilised tube-shaped superconducting composite |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01160861A (ja) * | 1987-12-17 | 1989-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導セラミクスの異方成長法 |
| US4880771A (en) * | 1988-02-12 | 1989-11-14 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Bismuth-lead-strontium-calcium-cuprate superconductors |
| EP0334517B1 (en) * | 1988-03-21 | 1992-09-16 | AT&T Corp. | Growth of superconductor material in a fluxed melt, and article of manufacture |
| DE3830092A1 (de) * | 1988-09-03 | 1990-03-15 | Hoechst Ag | Verfahren zur herstellung eines hochtemperatursupraleiters sowie daraus bestehende formkoerper |
| US5157015A (en) * | 1990-04-17 | 1992-10-20 | Alfred University | Process for preparing superconducting films by radio-frequency generated aerosol-plasma deposition in atmosphere |
| US5087606A (en) * | 1990-05-29 | 1992-02-11 | General Electric Company | Bismuth-containing superconductors containing radioactive dopants |
| US5059581A (en) * | 1990-06-28 | 1991-10-22 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Passivation of high temperature superconductors |
-
1991
- 1991-07-26 DE DE4124823A patent/DE4124823A1/de not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-06-23 EP EP92110538A patent/EP0524442B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-23 ES ES92110538T patent/ES2080991T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-23 DE DE59203963T patent/DE59203963D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-23 AT AT92110538T patent/ATE128956T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-07-09 CA CA002073522A patent/CA2073522C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-10 US US07/911,466 patent/US5294601A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-20 KR KR1019920012872A patent/KR100186833B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-07-24 JP JP4198773A patent/JPH0735296B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-25 CN CN92108768A patent/CN1042272C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-10-16 GR GR950402847T patent/GR3017747T3/el unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2080991T3 (es) | 1996-02-16 |
| CN1042272C (zh) | 1999-02-24 |
| KR930002278A (ko) | 1993-02-22 |
| JPH0735296B2 (ja) | 1995-04-19 |
| GR3017747T3 (en) | 1996-01-31 |
| DE59203963D1 (de) | 1995-11-16 |
| DE4124823A1 (de) | 1993-01-28 |
| EP0524442A1 (de) | 1993-01-27 |
| JPH05194018A (ja) | 1993-08-03 |
| EP0524442B1 (de) | 1995-10-11 |
| CA2073522A1 (en) | 1993-01-27 |
| CN1070760A (zh) | 1993-04-07 |
| US5294601A (en) | 1994-03-15 |
| ATE128956T1 (de) | 1995-10-15 |
| CA2073522C (en) | 1998-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tanaka et al. | Single crystal growth of superconducting La2-xSrxCuO4 by the TSFZ method | |
| US5306700A (en) | Dense melt-based ceramic superconductors | |
| KR100186833B1 (ko) | 고온초전도체 및 이의 제조방법 | |
| KR100209580B1 (ko) | 이트륨계 초전도체의 제조방법 | |
| CA2015168A1 (en) | Process for producing a high-temperature superconductor | |
| JP2958214B2 (ja) | 高温超電導体およびそれから形成される成形体並びにそれらの製造方法 | |
| JP2518043B2 (ja) | 溶融凝固法によるセラミックの製造方法 | |
| Kasuga et al. | Formation of Bi-2212 superconducting whiskers from melt-quenched BSCCO containing alumina | |
| JPH07192545A (ja) | 高温超電導材料より成る部材 | |
| JPS63257125A (ja) | 超伝導線材およびその作製方法 | |
| RU2104939C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО МАТЕРИАЛА MBa2Cu3Q7-X | |
| KR960012725B1 (ko) | 비스무스(Bi)계 고온초전도 수염결정의 제조방법 | |
| JP2545443B2 (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 | |
| JPH01179790A (ja) | 高温超電導体単結晶の製造法 | |
| Wang et al. | Forming process of 110 K high-Tc phase in Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O system | |
| Jin et al. | Superconducting properties of (Bi, Pb) 2 (Sr, Ca) 3Cu2Ox whiskers | |
| JPH01239054A (ja) | 酸化物超伝導体の製造方法 | |
| Kojima et al. | Growth of Superconducting La2− xSrxCuO4 Single Crystals | |
| JPH03271156A (ja) | 酸化物超伝導体バルクの製造方法 | |
| JPH06199565A (ja) | 酸化物−セラミック高温超電導体からの成形品の製造方法 | |
| JPH0489361A (ja) | Ｂｉ系酸化物超電導前駆物質の鋳造成形方法 | |
| JPH0772086B2 (ja) | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導酸化物厚膜の製造方法 | |
| JPH01175127A (ja) | 酸化物超電導線材の製造方法 | |
| Zheng et al. | 110 K Bi (Pb)‐Ca‐Sr‐Cuo Superconducting Fibers by Glass‐To‐Ceramic Process | |
| JPH01239713A (ja) | 酸化物系超電導線状体の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20091222 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |