KR970002894B1 - 초전도 산화 금속 조성물 - Google Patents
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Abstract
내용없음
Description
본 발명은 Bi-Sr-Y-Cu-O계에서 결정형 산화 금속상으로 구성되는 초전도 조성물에 관한 것이다.
(참조)
베드노르쯔(Bednorz) 및 물러(Muller)의 Z. Phys. B64, 189(1986)는 약 35K의 초전도 전이온도를 가지는 La-Ba-Cu-O계에서 초전도상을 공개한다. 다수의 연구자에 의해 이 공개는 계속해서 확실시된다. [예컨대, 라오(Rao) 및 간굴리(Ganguly), Current Science, 56, 47(1987) 츄(Chu) 일행의 Science 235, 567(1987), 츄일행의 Phys. Rev. Lett. 58. 405(1987), 카바(Cava)일행의 Phys. Rev. Lett. 58, 408 (1987), 베드노르쯔 일행의 Euroupys. Lett. 3,379(l987)]. 초전도상은 정방의 K2NiF4-형 구조를 가진 La1-x(Ba, Sr, Ca)xCuo4-y조성물(여기서, x는 전형적으로 약 0.15이고, y는 산소 베이컨시를 지적함)로서 판명되었다.
우(Wu) 일행의 Phys. rev. Lett. 58.908(1987)는 약 90K의 초전도전이 온도를 가진 Y-Ba-Cu-O계에서 초전도상을 공개한다. 카바(Cava)일행의 Phys. Rev. Lett. 58, 1676(1987)는 이 초전도 Y-Ba-Cu-O상이 사방결정, 찌그러진, 산소-결핍 페로브스카이트 YBa2Cu3O9-∂(여기서, ∂는 약 2.1임)임을 확인했고 분말 X-선 회전 패턴 및 격자 매개변수를 제공한다.
시이.미첼(C. Mihel) 일행의 Z. Phys. B-Condensed Matter 68, 421(1987)는 Bi2Sr2Cu2O7+∂에 밀접한 조성을 갖는 Bi-Sr-Cu-O계에서 신규 부류의 초전도 산화물을 공개한다. 순수한 상은 조성물 Bi2Sr2Cu2O7+∂에 대해 분리된다. 이 물질에 대한 X-선 회절 패턴은 퍼로브스카이트와 약간 유사하고 전자 회전패턴은 a=5.32A(0. 532nm), b=26.6A(2.66nm) 및 c=48.8A(4.88nm) 의 사방결절 셀 매개변수를 가진 퍼로브스카이트 서브셀을 보여준다. 지극히 순수한 산화물로부터 제조된 물질은 저항율 측정으로부터 결정된 22K의 중점 및 14K 이하의 제로 저항성을 가지는 초전도 전이를 가진다. 상업용 산화물로부터 제조된 물질은 7K의 중점을 가지는 초전도 전이를 가진다.
에이취 매다(H.Maeda) 일행의 Jpn. J. App1. Phys. 27,L209(1988)은 BiSrCaCu2Ox에 근접한 조성과 약105K의 초전도 전이 온도를 가지는 Bi-Sr-Ca-Cu-O계에서 초전도 산화물을 공개한다.
공통적으로 양도된 출원, 1988년 2월 4일 출원된 일면 번호 제152,186호의 일부 계속인 "초전도 산화 금속 조성물 및 그들을 제조하는 방법'', 1988년 2월 8일 출원된 일련 번호 제153,107호는 공칭 구조식 BiaSrbCacCu3Ox(여기서, a는 약 1- 약 3이고, b는 약 3/8- 약 4이고, c는 약 3/16- 약 2이고 x=(1.5a+b+c+y)이고, 이때 y는 약 2-5이고, 단 b+c가 약 3/2- 약 5임을 조건으로 함)을 가지고 약 70K 이상의 초전도 전이 온도를 가지는 초전도 조성물을 공개한다. 구조식 Bi2Sr3-zCaZCu2O8+W(여기서, z는 약 0.1-약 0.9, 바람직하게 0.4-0.8이고 w는 0-1임)을 가지는 초전도 산화 금속상을 또한 공개한다. 엠.에이.서브라마니언 (M.A. Subramanian) 일행의 Science 239. 1015(1988)는 또한 Bi2Sr3-ZCaZ2Cu2O8+W초전도체를 공개한다.
티이. 타메게이(T. Tamegai) 일행의 Jpn. J. App1. Phys는 초전도체가 아니고 대신 반도체인 Bi2Sr2YCu2O8,5를 공개한다.
에이. 만티람(A. Manthiram) 일행의 App1. Phys. Lett. 53, 420(1988)는 조성물 Bi4Sr3Ca3-XYXO16+∂의 연구 결과를 공개한다. 0.0≤x≤1.1를 가지는 시료는 초전도체이고, x≥1.25를 가지는 시료는 반도체이다. Ta는 0≤x≤0.5의 조성물 범위에서 86K로 거의 일정하게 유지되다가, x>0.5인 경우에 x로서 갑작스럽고 단조롭게 떨어져, 약 1.15의 x에서 제로로 외삽한다.
(발명의 요약)
본 발명은 x가 약 0.05-약 0.45이고 y가 약 0-약 1인 공칭 구조식 Bi2Sr3-XYXCu2O8+y를 가지는 신규한 초전도 조성물에 관한 것이다. 이들 조성물을 전이하는 초전도도의 중점을 최소한 60K이다.
(본 발명의 상세한 설명)
본 발명의 초전도 조성물은 하기 방법에 의해 제조될 수 있다. 산화 반응물 또는 그들의 전구체의 양은 x가 약 0.05-약 0.45인 2 : 3-x : x : 2의 Bi : Sr : Y : Cu의 원자비로 선택되고 예컨대 막자사발내에서 함께 연마시킴으로 혼합된다. 그러고나서, 혼합된 분말을 직접 가열하거나 먼저 펠릿 또는 다른 성형 물체로 형성하고 나서 가열할 수 있다. 분말 또는 펠릿을 금같은 비(非)-반응 금속으로 만들어진 도가니내에 놓는다. 그리고나서, 도가니를 노내에 두고 약 3시간 이상 동안 약 850℃-약 925℃로 가열시킨다. 그리고나서 노에 대한 전력을 끄고 도가니를 약 20℃인 주변 온도로 노-냉각시킨다. 그리고나서 도가니를 노로부더 제거하고 흑색 생성물을 회수한다.
x가 약 0.3-약 -4인 반응물의 양이 선택될때, 생성물은 단일상이다. 약 0.3 이하의 x값에 상응하는 본 발명의 초전도 조성물은 이 초전도상으로 구성된다.
초전도도는 자속 배제, 즉 마이스너 효과에 의해 확립될 수 있다. 이 효과는 이이.폴투락(E. Poturak) 및 비이.피서(E. Fisher)의 Physical Review B, 36,5586(1987)에 의해 논문에 기술된 방법에 의해 측정될 수 있다.
본 발명의 초전도 조성물은 지극히 효과적인 전류를 전도시키거나 의학 목적으르 자력적 상형성을 위한 자기장을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 당업자에게 잘 공지된 방법에서 초전도 전이온도 TC이하의 온도로 철사 또는 바아의 형으로 조성물을 냉각하고 전류의 흐름을 개시함으로, 임의의 전기 저항적 손실없이 이러한 흐름을 얻을 수 있다. 최소의 분말 손실을 가지는 에외적으로 높은 자기장을 제공하기 위해, 이미 언급된 철사는 코일로 임의의 전류를 유도하기 전에 Tc 이하로 냉각된 코일을 형성하도록 감을 수 있다. 이러한 장은 기차만큼 큰 물체를 뜨게하기 위해 사용될 수 있다. 이들 초전도 조성물은 또한 SQUIDS(초전도 양자 간섭 장치) 같은 조세프슨 장치 및 고속 샘플링 회로 및 전압 표준같은 조세프슨 효과를 기본으로한 장치에서 유용하다.
제1도는 온도의 함수로서 본 발명의 조성물에 의해 배제되는 선속의 도식이다.
(본 발명의 실시예)
(실시예 1-4, 실험 A-B)
구조식 Bi2Sr3-XYXCu2O8+y에서 X=0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 및 0.8에 상응하는 조성물을 각각의 실시예 및 실험에 대해 표 I 에서 보여준 Bi2O3, SrO2, Y2O3및 CuO의 양을 약 30분 동안 마노 막자사발에서 연마시킴으로 제조하였다. 직경이 10mm이고 두께가 약 3mm인 펠릿을 각각의 조성물에 대해 이들 혼합된 분말로부터 압축하였다. 각각의 펠릿을 금도가니에 놓아두었다. 도가니를 노내에 두고 매분 5℃의 속도로 900℃까지 가열하고 나서 900℃에서 24시간 동안 유지시켰다. 그리고나서 노로가는 분말을 차단하고 도가니를 노에서 실온으로 냉각시켰다. 그리고나서 도가니를 노로부터 제거하고 흑색 생성물을 회수하였다.
각각의 실시예의 생성물의 X-선 분말 회절 패턴은 0.3 및 0.4일때, 생성물은 근본적으로 단일상임을 보여준다. x가 0.1 및 0.2일때, 생성물은 다른 상 및 x가 0.3 및 0.4일때 감지되는 상을 함유한다. X-선 자료는 유사 정방형 단위 셀에 대해 색인되고 격자 매개변수는 표 II에서 주어진다.
마이스너 효과 측정이 수행되고 초전도도 전이의 중점의 온도는 표 II에서 보여준다. 실시예 3에 대한 결과 x=0.3은 선속 배제가 온도의 함수로 도식되는 제1도에서 보여진다. 실험 A 및 B의 생성물, x=0.5 및 x=0.8은 4.2k만큼 낮은 온도에서 초전도성이 아니다.
Claims (6)
- x가 약 0.05- 약 0.45이고 y가 약 0-약 1인 공칭 구조식 Bi2Sr3-XYXCu|2O8+Y를 가지고, 60K의 초전도 전이온도를 가지는 조성물.
- 제1항에 있어서, x가 약 0.3-약 0.4이고, 필수적으로 단일상인 초전도 조성물.
- 제2항에 있어서, x가 약 0.3인 초전도 조성물.
- 제2항에 있어서, x가 약 0.4인 초전도 조성물.
- 제1항의 조성물로 구성되는 전도체 물질을 상기 조성물의 Tc 이하의 온도로 냉각시키는 단계 ; 및 상기 온도 이하에서 상기 물질을 유지시키는 동안 상기 전도체 물질 내에서 전류의 흐름을 개시하는 단계로 구성되는, 전기 저항적 손실없이 전도체 물질내에서 전류를 전도하는 방법.
- 초전도 물질이 제1항의 조성물로 구성되는 개선된 조세프슨-효과 장치.
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