KR940007596B1 - 초전도 세라믹의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명은 밀도가 높고 또한 초전도특성이 뛰어난 초전도 세라믹의 제조방법에 관한 것이다.
Y를 포함하는 회토류원소, 알칼리토류금속, Cu 및 산소로부터된 페로브스카이트구조를 가지는 있는 화합물은 액체질소에 의한 냉각 온도 : 77˚K 이상에 있어서 초전도현상을 표시하는 것은 충분히 알려져 있고, 그중에서도 YBa2Cu3O7_δ(단 δ=0~1)의 조성을 가지며, 페로브스카이트구조를 가지고 있는 초전도세라믹이 가장 안정된 초전도특성을 표시하는 초전도세라믹으로 되어있는 것도 알려져 있다.
상기한 YBa2Cu3O7_δ(δ=0~1)의 조성을 가지며 페로브스카이트구조를 가지고 있는 초전도세라믹의 제조방법은 다음과 같다.
우선 원료분말로서 어느것도 평균입자직경 : 10㎛ 이하의 Y2O3분말, BaCO3분말 및 CuO 분말을 준비하고, 이들의 원료분말을 몰비로서 Y2O3: BaCO3: CuO=1/2 : 2 : 3으로 되도록 배합하고 혼합하여 대기중 또는 1기압의 산소분위기중에서 온도 : 930~950℃, 5시간유지조건으로 가소하고, 이 가소된 분말을 분쇄하여 평균입자직경 : 0.4~10㎛의 YBa2Cu3O7_δ(δ=0~1)의 조성으로 이루어지는 페로브스카이트구조를 가지고있는 화합물분말을 제작하고, 상기한 페로브스카이트구조를 가지고있는 화합물분말을 압력 : 1-2ton/㎠으로 프레스하여 압분체로 하고, 상기한 압분체를 대기중에서 온도 : 900~950℃, 12시간 유지하는 조건으로 전기로에서 소결하고, 로냉된뒤 1기압의 산소 기류 중에서 온도 : 500~600℃, 2~5시간 유지하는 조건으로 열처리하여 초전도세라믹을 제작하는 것이다.
상기한 Y를 포함하는 회토류원소, 알칼리토류금속, Cu 및 산소로 부터된 페로브스카이트구조를 가지고 있는 초전도세라믹은 소결중의 산소 분압이 낮은 만큼 밀도가 높은 초전도세라믹이 얻어지며, 따라서 기계적 강도도 높게되지만 한편으로 상기한 높은 밀도의 초전도세라믹이 얻었다고해도 산소분압이 낮은 분위기속에서의 소결로 되어있으므로, 산소가 부족하고 초전도특성이 저하한다고 하는 문제점이 발생하였다.
그런데, 본 발명자등은 초전도세라믹의 밀도를 높게하고 기계적강도를 가지고 있는 동시에 초전도특성이 뛰어난 초전도세라믹을 얻을 수 있도록 연구를 실시한 결과, Y를 포함하는 회토류원소, 알칼리토금속, Cu 및 산소로부터된 페로브스카이트 구조를 가지고 있는 화합물분말을 산소분압이 0.2기압(대기중의 산소분압) 보다 낮은 압력의 산소 분위기속에서 소결되고, 계속하여 산소분압이 1기압보다 높은 압력의 산소분위기속에서 열처리하므로서 밀도가 높고 또한 초전도특성이 뛰어난 초전도세라믹이 얻어지게된다고 하는 것을 알게된 것이다.
본 발명은 이러한 식견에 의거하여 이루어진 것으로서 Y를 포함하는 회토류원소, 알칼리토류금속, 구리 및 산소로부터된 페로브스카이트구조를 가지고 있는 화합물분말을 프레스하여 압분체로하고, 상기한 압분체를 소결한뒤 열처리하는 초전도세라믹의 제조방법에 있어서, 상기한 소결은 산소분압이 0.2기압미만인 낮은 산소분압분위기로서 실시하고, 상기한 열처리는 산소분압이 1기압보다 높은 고산소분압분위기로서 실시하는 초전도세라믹의 제조방법으로 특징을 가지는 것이다.
상기한 소결시의 산소분압이 0.2기압이상이면 소결체는 충분한 치밀화가 되지않고, 따라서 충분한 기계적 강도는 얻을 수 없다.
또 상기한 열처리시의 산소분압이 1기압이하이면 열처리에 의한 초전도특성의 회복에는 시간이 지나치게 걸리고 경제적 회복은 곤란하다.
상기한 소결은 온도 : 870~950℃, 4~12시간 유지하는 조건으로 실시되고, 상기한 열처리는 온도 350~950℃, 2~12시간 유지하는 조건으로 실시된다.
다음에 본 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명한다.
원료분말로서 어느것도 평균입자직경 : 6㎛를 가지고 있는 Y2O3분말, BaCO3분말 및 CuO분말을 준비하여 이들의 원료분말을 몰비로서 Y2O3: BaCO3: CuO=1/2 : 2 : 3의 비율로서 배합하고 충분히 혼합하여 시로 굳어지는 반응을 쉽게하기 위해서 1ton/㎠정도의 압력으로 프레스하여 압분체로하고, 상기한 압분체를 대기중에서 온도 : 910℃, 30시간 유지하는 조건으로 가소하고, 상기한 가소된 압분체를 평균입자직경 : 1.2㎛로 분쇄하고 YBa2Cu3O7의 조정에서된 페로브스카이트구조를 가지고 있는 화합물분말을 제작하였다.
이 화합물분말을 직경 ; 20㎜×높이 ; 5㎜인 펠렛트형상의 압분체로 프레스성형하고, 이들의 압분체를 다수제작하였다.
이들의 압분체를 제 1 표시 표시되는 조건으로 소결하고 계속하여 제 1 표시에 표시되는 조건으로 열처리하여 초전도세라믹을 제작하였다.
[표 1]
상기한 초전도세라믹의 밀도, 임계온도(Tc) 및 임계전류밀도(Jc)를 측정하고 그 결과도 제 1 표에 표시하였다.
비교예로서 본 발명은 조건을 제외한 범위조건으로 소결하고 열처리하여 제작한 초전도세라믹의 밀도, 임계온도 및 임계전류밀도를 측정하고, 또 열처리를 하지 않는 경우의 밀도, 임계온도 및 임계전류 밀도도 측정하여 그들의 측정결과도 제 1 표에 표시하였다.
상기한 제 1 표에 표시된 결과에서 본발명의 제조방법에 의해 제작된 초전도세라믹은 밀도가 높고 또한 임계온도(TC) 및 임계전류밀도(Jc)가 높은 초전도세라믹, 즉 기계적강도가 있고 초전도특성이 뛰어난 초전도 세라믹을 제작할 수 있다.
Claims (3)
- Y를 포함하는 희토류원소, 알칼리토류금속, Cu 및 산소로부터 이루어진 페로브스카이트구조를 가지는 화합물분말을 프레스하여 압분체로 하고, 상기한 압분체를 산소분압 : 0.2기압미만의 낮은 산소분압분위기하에서 소결하고 이어 산소분압 : 1기압을 초과한 높은산소 분압분위기하에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 초전도세라믹의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기한 소결시의 낮은 산소분압은 바람직하기로는 10-2~10-10기압으로 되어있는 것을 특징으로 하는 초전도세라믹의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기한 열처리시의 높은산소분압은 바람직하기로는 2~10기압으로 되어있는 것을 특징으로 하는 초전도세라믹의 제조방법.
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