KR970007312B1 - 초전도물질, 초전도체 및 이러한 초전도체 물질 또는 초전도체의 형성방법 - Google Patents

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Abstract

내용없음

Description

초전도물질, 초전도체 및 이러한 초전도체 물질 또는 초전도체의 형성방법
제1도는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 초전도재료의 결정구조를 나타낸 모형이고,
제2도는 본 발명의 실시예 2에서 사용된 비초전도물질의 결정구조를 나타낸 모형이고,
제3도는 본 발명의 실시예 3에서 사용된 비초전도물질의 결정구조를 나타낸 모형이고,
제4도는 실시예 2의 재료를 위한 자성/이력 곡선이고,
제5도는 공지된 재료의 자성/이력 곡선이고,
제6도는 본 발명의 실시예에 따른 초전도선재를 나타낸 도면이다.
본 발명은 초전도물질 및 초전도체와 이러한 초전도물질 또는 초전도체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
초전도재료는 현재 잘 알려져 있는 것으로, 여러 상이한 초전도재료가 개시되어 있다.
예를 들면, 미합중국 특허 제4990432호에는 원소 Bi, Sr, Cu, O를 기본으로 한 초전도재료가 개시되어 있다. 이 특허에서, 제안된 재료는 조성식 BiaSrbCucOd(여기에서, a+b+c=1, a=0.36 내지 0.557, b=0.998 내지 0.496, c=0.1 내지 0.4이고 d=대략 1+a/2이다)을 갖는 것이다. 더욱이, 일본국 A-2-289424호에는 Tl, Sr, Ca, Cu, O 및 Tl, Ba, Sr, Ca, Cu, O 원소를 기본으로 한 초전도재료가 개시되어 있다. 이 특허에는 물질 TlePbaCabSrcCudOx(여기에서, a=1/10-3/2, b=1-4, c=1-3, d=1-5, e=3/10-1, x=(a+b+c+d+e+y), y=1/2-3이다)이 제안되어 있다.
Y, Ba, Cu, O를 기본으로 한 초전도재료도 X, Y, Ba, Cu, O를 기본으로 한 비초전도재료와 함께 문헌[An article entitled A New Process with the Promise of High Jc on Oxide superconductors by M Murakami et al in Japanese Journal of Applied Physics, Vol 28, No. 7. pp 1189 to 1194(1989),에 개시되어 있다.
초전도재료를 제조할 때 고려해야 하는 것이 요구되는 두가지 조건이 있다. 첫째는 초전도재료가 초전도성을 나타내는 것을 중지하는 온도 이상의 임계 온도, Tc이다. 비교적 높은 Tc(100K 이상)을 가진 초전도 산화물이 개발되어 있으나, 아직도 Tc를 향상시키기 위한 시도가 계속되고 있다.
그러나, 높은 Tc를 가진 초전도물질에 대해 연구하는 과정에서, 자장의 존재하에 얻어지는 전류밀도에 약간의 고려할 사항이 있음을 알게 되었다. 초전도효과가 상실되는 전류밀도는 임계 전류밀도, Jc로서 공지되어 있으며, 일반적으로, 존재하는 초전도물질은 비교적 적은 자장의 존재하에서 임계 전류밀도, Jc의 유의적인 강하를 나타낸다. 이것은 일반적으로 임계 전류밀도, Jc가 향상되는 것을, 특히 자기장의 존재하에 임계 전류밀도, Jc가 향상되는 것을 요구하는 것이다.
본 발명의 제1의 양상에서는 다음 식으로 형성되는 초전도물질을 제공한다 :
(Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)α(Sr1 -x3Bax3)βCaγCuδOξ
상기 식에서,
0≤X1≤0.8
0≤X2≤0.5
0 ≤X3 ≤ 1.0
0.7≤α≤1.5
1.4≤β≤3.0
0.7≤γ≤4.5
1.4≤δ≤6
4.5≤ξ≤17
0 X1+X2 1
이 식은 식 1로서 표시한다. 바람직하기는 0X3≤1이다.
상기한 초전도물질은 특히 높은 자장에서 높은 임계 전류밀도 Jc를 얻게해 준다는 것을 알게 되었다. 예를 들면, 미국 특허 제4994432호 및 일본국 특허출원 JP-A-2-289424호에 기술된 물질은 1테슬라의 자장에서 0으로 떨어지는 임계 전류밀도 Jc를 갖는데 비해, 본 발명은 임계 전류밀도 약 1000A/㎠와 자장 8테슬라가 가능하다.
더욱이, 본 발명의 제1의 양상에 따른 초전도물질은 일반적으로 미국 특허 제4994432호 및 제5017554호와 일본국 특허출원 JP-A-2-289424호에 기술된 물질과 유사한 임계온도 Tc의 값을 갖는다. 따라서, 본 발명의 초전도물질에 의해 얻을 수 있는 높은 임계 전류밀도 Jc의 잇점은 임계온도 Tc의 유의적인 손실을 수반하지 않는 것이다.
바람직하기는
1.4≤γ≤3
2.1≤δ≤14.5
6.0 ≤ξ≤4.0
또는
0.7≤γ≤1.5
1.4≤δ≤3
4.5≤ξ≤11.0
또는
2.1≤γ≤4.5
2.8≤δ≤6
7.4≤ξ≤17.0
또는
0.3≤X1≤0.6
0≤X2≤0.2
0.1≤X3≤0.5
이다.
산화물 고전도물질은 적절한 온도로 냉각하고, 초전도성을 갖게한 후 자장내에서 유지시킬 경우, 양자화된 자속선이 초전도물질에 침입한다.
만일 전류를 이 조건하에서 처잔도물질에 인가하면, 로렌쯔 힘이 자속선상에 작용하여 초전도물질내에서 자속선이 이동하도록 유도한다.
자속선의 이동은 에너지 손실을 초래하고, 반면, 초전도물질내에서 전기저항의 발생을 유발한다. 따라서, 자장내에서 높온 전류밀도 Jc를 얻기 위해서는, 전류가 흐르고 있는 경우에도 초전도물질에 침입한 자속선이 이동하지 않도록 보장시킬 필요가 있다. 예를 들면, 상기한 엠. 무라마끼의 문헌으로부터, 비초전도물질을 초전도자속선으로 도입하는 것은 공지되어 있으며, 양자화된 자속선이 이들 비초전도물질에 의해 트래핑되어(비초전도성 물질이 피닝센서로터 작용한다), 침입된 자속선이 움직이지 않게 됨으로써 전류는 자장중에서도 저항을 일으키지 않고 흐를 수 있게 된다.
따라서, 초전도체를 형성시키기 위해, 본 발명의 제1양상의 초전도물질로 다수의 피닝 센터를 도입할 수 있다.
그러나, 연구한 바에 따르면 피닝 센터가 초전도물질과 유사결정구조인 비초전도물질에 의해 형성된 경우에 특히 유익한 결과가 얻어지는 것을 알게 되었다. 유사결정구조 물질은 동일한 화학구조를 가지면서 적어도 1종의 원소가 다른 것을 말한다. 따라서, 본 발명의 제2양상은 초전도체가 적어도 1종의 초전도물질 및 1종 이상의 다른 원소를 가진 적어도 1종의 유사 결정구조의 비초전도물질로 이루어진 것을 제공하는 것이다.
상기한 유사결정구조의 비초전도물질의 사용은 자장의 존재하에 임계 전류밀도 Jc를 향상시키는 작용을 한다는 것을 알게 되었다.
바람직하기는 초전도물질은 산화물 초전도물질 (Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)(Sr1-x3Bax3)2CaCu2O7+x4(여기에서, 0≤X10.8, 0≤X20.5, 0X3≤1, 0X1+X21 및 -0.5X40.5)이고 비초전도물질은 (Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)(Sr1-x3Bax3)2LnCu2O7+x4(여기에서, Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이고, -0.5X40.5이다) 및/또는 (Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)LnSrCaCu2O7+x4(여기에서, Ln은 이트륨 또는 희토류원소에서 선택된 1종 이상의 원소이고, -0.5X40.5이다)이고, 이것은 초전도물질과 유사결정 구조를 가지며, 초전도물질을 구성하는 1종 이상의 원소를 다른 원소로 치환하여 얻는다.
또 다른 산화물 초전도물질은 (Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)(Sr1-x3Bax3)2CaCu2O7+x4(여기에서, 0≤X10.8, 0≤X20.5, 0X3≤1, 0X1+X21 및 -0.5X40.5이다)이고, 비초전도물질은 (Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)(Sr1-x3Bax3)LnCu2O7+x4(여기에서, Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이고, -0.5X40.5이다) 및/또는 (Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)LnSrCaCu2O7+x4(여기에서, Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이고, -0.5X40.5이다)이고, 이것은 초전도물질과 유사결정구조를 갖고, 초전도물질을 구성하는 1종 이상의 원소를 다른 원소로 치환함으로써 얻어지며, Ag 및/또는 Pt족 금속의 금속부분의 일부이기도 하다.
상기한 내용에서 명백히 나타난 바와 같이, 본 발명은 특히 Tl 함유 초전도물질에 관한 것이다. 초기에 언급한 것과 같이, 엠 무라까미의 논문에서 T, Ba, Cu, O의 화합물 및 피닝 센터를 형성하는 비-유사결정구조 물질로 이루어진 초전도체를 얻는 것은 공지되어 있다. 그러나, 그러한 물질은 100K 이하의 임계온도 C를 갖는다. 따라서, 본 발명의 또 다른 양상은 초전도체가 Tl계 초전도물질을 초전도물질과 유사결정구조또는 비유사결정구조를 갖는 비초전도물질과 함께 형성된 것을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양상은 초전도물질 또는 초전도체를 형성시키는데 사용되는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 이 양상에 따르면, 초전도물질을 용융처리하는 것이 바람직하다. 초전도체가 초전도물질 및 비초전도물질로부터 형성되는 경우, 두 물질들의 입자를 혼합하고, 소결한 다음, 용융 처리한다.
본 발명에 따른 초전도물질 및/또는 초전도체는 특히 초전도선재의 형성에 유익하다. 이것은 상기에서 언급한 것과 같이, 특히 초전도체가 적합한 금속성 물질, 예를 들면 Ag 및/또는 Pt족 금속을 함유하는 경우 유효하다.
제2급 초전도체인 산화물 고온 초전도물질을 적절한 온도로 냉각하여 초전도성을 갖게한 후, 자장 내에서 유리시키면, 양자화된 자속선이 초전도물질에 침입한다. 이 초전도물질에 전류를 인가하면, 로렌쯔 힘이 자속선에 작용하여 자속선이 초전도물질내에서 이동하도록 유도한다.
자속선의 이동은 에너지 손실의 원인이 되고, 한편 초전도물질내에서 전기저항의 발생을 유도한다. 따라서, 자장내에서 높은 초전도임계 전류밀도(이후, Jc로 표시한다)를 얻기 위해서는, 초전도물질에 침입된 자속선이 전류가 흐를때에도 이동하지 않도록 보장하는 것이 요구된다.
비초전도물질을 초전도물질 매트릭스로 도입하고, 양자화된 자속선은 이 부분(이 부분은 피닝 센터로서 작용한다)에서 포획되어 자속선이 움직일 수 없게 됨으로써 전류는 자장내에서도 저항을 발생하지 않고 흐르는 것이 보장된다는 것은 공지되어 있다. 본 발명자들은 산화물 고온 초전도물질을 사용하여 자장내에서도 다량의 초전도전류가 흐를 수 있는 초전도체를 찾기 위해 연구한 결과, 적절한 조성을 가진 초전도체를적어도 한번 액상을 형성하는 온도 범위에서 열처리함으로써 다량의 초전도전류가 자장내에서도 흐를 수 있다는 것을 알게되었다.
피닝 센터는 초전도물질에 침입한 양자화된 자속선을 포획하여 자속선이 움직일때 저항이 발생하지 않도록 자속선을 고정하는 부분이다. 비초전도물질이 초전도물질의 매트릭스내에 존재할 경우, 비초전도부분은 초전도물질이 초전도상으로 이동하는 온도(이후 임계온도 Tc라 한다)에서 양자화된 자속선을 위한 소량의 에너지를 갖는다. 따라서, 자속선의 존재는 비초전도부분이 존재하는 것에 우선한다. 이 때문에, 초전도물질의 매트릭스에 도입된 비초전도부분은 피닝 센터가 될 가능성을 갖게 된다. 그러나, 양자화된 자속선을 고정하는 힘(피닝 힘)은 피닝 센터의 재료의 형태, 크기, 모양 및 비초전도부분의 분포, 비초전도부분간의 거리, 초전도및 비초전도물질간의 계면 접합성에 따라 크게 달라진다.
본 발명의 실시태양에서, 고도의 피닝 힘, 즉 자장내에서도 높은 값은 초전도임계 전류밀도 Jc를 갖는 초전도체는 Tl, Sr, Ca, Cu 및 O로 구성된 초전도물질을 액상이 일단 형성되는, 온도범위에서 5분 또는 그 이상 유지시키고, 이어서 800 내지 900℃의 온도에서 가열처리함으로써 제조가 가능하게 된다는 것을 알게 되었다. 자장내에서 Jc의 값은 초전도물질 이외에, Ca, Cu 및 O로 이루어진 비초전도물질, Ca, Sr 및 O로 이루어진 비초전도물질 및 CaO 및 CuO와 같은 초전도물질로 구성된 원소를 함유한, 비초전도물질이 용적비율로 10 내지 60%의 범위로 존재할 경우, 77K 및 1테슬라에서 1000A/㎠을 초과할 수 있다는 것도 알게 되었다.
출발(원래)물질의 조성비를 여러 상이한 파라메터를 기준으로 하여 조사한 결과, 초전체 내에 함유된 초전도물질의 조성비는 후술하는 바와 같은 경우가 바람직하다는 것을 알게 되었다.
분석하는 결정에 따라 10%에 달하는 변수가 있게 되나, 초전도체의 대략의 조성비는 다음과 같은 것이 바람직하다.
Tl : Sr : Ca : Cu : O =1 : 2 : 1 : 2
Tl : Sr : Ca : Cu : O =1 : 2 : 2 : 3
Tl : Sr : Ca : Cu : O =1 : 2 : 3 : 4
초전도재료의 생성을 촉진시키기 위해서, 원소들의 다양한 치환을 조사하였다. 부분을 Bi 또는 Pb로 대체함과 동시에 Sr 부분을 Ba로 대체함으로써 제조공정에 적합한 조성분에 가깝게 할 수 있고, 액상이 일단 형성되는 공정을 거쳐 제조된 초전도체의 자장에서의 Jc의 값을 향상시킬 수 있다. 식 2로 표시되는 물질이 초전도물질이라는 것도 공지되어 있다.
(Tl, Pb, Bi)Sr2Can-1CunO2n+3(식 2)
그런, Sr부분을 Ba로 치환하지 않는 경우, 액상이 형성되는 온도는 상술한 것과 같이 가열 처리를 액상의 부분 공전이 허용되도록 수행할 때의 950℃ 정도만큼 높다. 따라서, 이 공정동안 다량의 Tl이 증발하게 되며, 이것은 초전도체의 제조를 어렵게 만든다. Tl 부분을 Bi 또는 Pb로 대체하고 동시에 Sr 부분을 Ba로 대체함으로써 액정상 성분 생성온도는 낮아지게 되며 Tl의 증발도 감소된다. 따라서, 초전도체는 이러한 방법에 의해 바람직하게 제조된다. 이것은 자장중에서 높은 Jc 값을 나타내는 초전도체의 제조를 가능하게 한다.
결정립의 접합성은 Tl 부분은 Bi 또는 Pb로 대체하고, 동시에 Sr 부분을 Bi로 대체함으로써 향상된다는 것도 알게 되었다.
주로 식 2로 표시되는 원소로 이루어진 초전도체를 액상을 형성시키지 않고 정상의 열처리 방법으로 제조할 경우, 초전도체의 결정립 내부의 초전도임계 전류밀도는 수천 A/㎠(1테슬라로 인가된 자장에서 77K의 온도에서 측성시)이며, 이것은 만족스럽지 못한 값이다. 더욱이 종래의 조성분 및 종래의 열처리는 불만족스런 초전도임계 전류밀도 Jc를 초래할 뿐만 아니라, 초전도재료의 결정립에 매우 약한 접합성을 가져온다. 이 결정립의 계면을 통해 흐르는 초전도전류치는 결정립 내부의 초전도임계 전류밀도의 1/10 이하이다. 따라서, 담체 전류로서 흐르는 초전도전류는 매우 낮은데, 예를 들면, 인가된 1테슬라 자장에서 77K의 온도에서 수백 A/㎠이다.
주결정으로서, Tl 부분을 Bi 또는 Pb로 대체하고, 동시에 Sr 부분을 Ba로 대체하여 얻어지는 초전도물질로 이루어진 초전도체를 열처리에 의해 초전도체를 적어도 한번 액상 성분이 공존할 수 있는 온도에서 제조한 경우, 초전도체의 결정립 내의 초전도임계 전류밀도 Jc는 충분히 높다. 즉, 수만 A/㎠이다(77K의 온도에서 인가된 1테슬라의 자장에서). 초전도물질의 결정립의 접합성이 우수하며, 계면을 흐를 수 있는 초전도전류는 1/10 이상이다. 이 때문에, 수반되는 전류로서 흐를 수 있는 초전도전류의 값은 매우 크며, 예를 들면, 인가된 1테슬라의 자장에서 77K의 온도에서 수천 내지 수만 A/㎠이 된다.
상기한 경우, 초전도물질 이외에, BaPbO3, BaBiO3, Ca2CuO3및 Ca2PbO4와 같은 비초전도물질이 존재하는 초전도체는 이들 물질이 부재하는 초전도체보다 10 내지 20% 더 높은 초전도임계 전류밀도 Jc를 나타낸다. 이들 비초전도물질은 피닝 센터로서 작용한다는 확증은 얻을 수 없으나, 그러한 가능성은 크다. 초전도물질의 결정립의 직경을 조정하고, 임계의 3중점의 분포를 조절(평균거리 : 10미크론)함으로써 3중점은 균일하게 분산되는데, 이것은 자장내에 Jc 값을 10%나 향상시키는 결과를 가져온다. 이 3중점이 피닝 센터로서 작용한다는 것을 추정하고, 이 분포를 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 조사한 결과, 평균거리는 10nm 내지 5000nm로 하는 것이 바람직한 것이 판명되었다.
자장내에서 높은 Jc치를 나타내는 초전도체의 제조방법은 초전도물질 및 비초전도물질이외에, 물질의 제조온도에서 초전도및 비초전도물질과 유의적으로 반응하지 않는 금속을 함유하는 조성분으로 초전도체를 제조함으로써 촉진시킬 수 있다. 금속 부분은 균일하게 전체에 분산되어야 하며, 용적비율은 50% 이하, 더욱 바람직하기는 20% 이하로 해야 한다.
초전도체를 구성하는 초전도물질 및 비초전도물질간의 비율을 고려해볼 때, 비초전도물질의 퍼센트가 더 적을수록 전체적으로 피닝 힘이 적어지는 결과를 초래하여 자장내에서 Jc 값은 더 작아지게 된다.
이와 반대로, 비초전도물질의 퍼센트가 더 클수록 초전도부분의 퍼센트가 더 작아지는 것을 의미하며, 이것은 높은 Jc를 제공하지 못한다. 따라서, 산화물 초전도물질과 비초전도물질간의 비율은 용적비로, 적합한 범위내, 바람직하기는 0.01 내지 1이어야 한다.
다결정 물질의 산화물 초전도물질을 사용하여 초전도체에 전류를 인가하면, 임계의 초전도접합점의 초전도임계 전류밀도 Jc는 일반적으로 결정립 내에서 초전도상태의 Jc보다 낮기 때문에, 결정립 내에 비초전도물질이 존재하면, 초전도체의 높은 Jc 값이 보장되도록 시도할 경우, 초전도물질의 임계상에 존재하는 경우보다 더 효과적이 된다.
초전도체의 결정립내의 분리된 비초전도물질과 초전도물질간의 비율을 고려할 경우, 비초전도물질의 퍼센트가 더 작을수록 전체적으로 피닝힘이 더 작아지게 되어, 자장내의 Jc 값은 더 작게 된다. 이와 반대로, 비초전도물질의 퍼센트가 클수록 초전도물질의 퍼센트는 더 작아지는 것을 의미하며, 이것은 높은 Jc를 제공하지 않는다. 따라서, 초전도물질 및 비초전도물질의 비율은 적절한 범위내이어야 한다. 바람직하기는,산화물 초전도물질에 대해 비초전도물질의 용적 비율은 0.01 내지 10, 더욱 바람직하기는 0.01 내지 1이 되어야 한다. 초전도물질의 용적비율은 0.01 내지 10, 더욱 바람직하기는 0.01 내지 1이 되어야 한다. 초전도체의 결정립 내에서 분리된 비초전도물질이 크기가 지나치게 작으면, 양자화된 자속선은 에너지 웰로서 감지할 수 없으므로 피닝 센터로서의 기능을 잃게 된다. 비초전도물질이 지나치게 크면, 평편한 에너지 웰을 형성하여 피닝 센터로서의 기능이 약화되는 원인이 되며, Jc의 값을 저하시킨다. 따라서, 비초전도물질 입자의 크기는 적절한 범위내로 해야 한다. 비초전도물질의 평균입자 크기는 통상적으로 1nm 내지 1미크론이고, 더욱 바람직하기는 1nm 내지 0.5미크론이다. 초전도체에 침입한 양자화된 자속선이 서로 반응하여 초전도체내의 피닝 센터의 분포밀도는 자장내에서 Jc 값을 결정하는데 있어서도 매우 중요하다. 비초전도물질의 결정립들간의 평균거리는 1nm 내지 1미크론, 더욱 바람직하기는 1 내지 300nm이어야 한다.
재료에 함유된 Tl 및 Pb의 비율을 고려하여, 초전도물질과 비초전도물질간의 적절한 비율은 식 1에서 X1치가 0.3 내지 0.8인 경우 가장 효과적인 것으로 보이며, 높은 Jc치가 얻어진다. 상기한 여섯 경우에서 제조된 초전도체의 초전도임계 전류밀도는 1테슬라의 자장에서 77K의 온도에서 측정하였다. 얻어진 측정치는 모든 경우에 적어도 5000A/㎠이었다.
초전도체를 제조할 때, 피닝 센터를 균일하게 분산시키기 위하여, 초전도체가 액상이 적어도 한번 형성할 수 있는 온도범위에 도달하도록 하는 것이 바람직하다. 초전도물질 및 비초전도물질의 결정립 계면으로부터 유해한 물질을 제거하기 위해, 적어도 한번, 액정상이 형성하기 시작하는 온도보다 50도 낮은 온도와 같거나 또는 이상의 온도로부터 모든 성분들이 액정상 내에 존재하는 온도와 같거나 또는 이하의 온도까지의 범위내에서 열처리하는 것이 바람직하다.
Jc 값은 초전도체 내부의 피닝 센터로서 작용하는 상이한 비초전도물질을 분리함으로써 자장내에서 더욱 향상시킬 수 있다.
많은 비초전도물질(비초전도물질 G)은 예를 들면, 어떠한 종류의 다른 비초전도물질이 피닝 센터 형성하는 물질로서 적합한가를 찾아내기 위한 시도하에, 초전도물질과 유사한 결정구조(이후 유사라 한다)를 갖고, 초전도물질의 1종 이상의 원소를 다른 원소로 대체함으로써 얻어지는, 비초전도물질(A)을 산화물 초전도물질의 매트릭스로 도입하는 것에 의해 초전도체로 도입되게 하였다. 이 결과, 산화물 초전도물질 또는 단지 비초전도물질(A)을 구성하는 원소만으로서 이루어진 물질이 효과적이라는 것이 판명되었다. 특히, CaO, SrO, Ca2CuO3, Ca2PbO4, BaPbO3및 BiBaO3가 효과적이었다. 본 발명에 따른 초전도체의 제조방법에서 상기한 산화물 초전도물질과 비초전도물질(A)을 무정형으로 만드는 단계를 사용하고 이어서 물질을 열처리에 의해 결정화하면, 초전도물질의 결정립의 결합력이 향상되어 우수한 특성을 지닌 초전도체의 제조가 보장될 수 있다. 그러한 물질을 무정형으로 만드는데는 급냉각법(이들 물질을 액상으로부터 급격히 냉각시킴), 스패터링법, 레이저 증착법, 전자빔 증착법, 증착법, 열분무법, 화학증기상 증착 등을 사용하여 성공적인 결과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 초전도체는 현재 초전도체를 사용하거나 초전도체를 사용할 수 있을 것으로 생각되는, 모든 초전도체 적용장치에 적용할 수 있다. 본 발명에 따른 초전도체 제조방법은 산화물 초전도체를 사용하여 초전도체 선재의 제조에 적법 적용할 수 있다.
상술한 것과 같이, 자장내에서 산화물 초전도체 물질을 사용하여 초전도체의 초전도임계 전류밀도 Jc의 값을 향상시키기 위해서는, 초전도체를 침입한 양자화된 자속선을 효과적으로 고정하는 피닝 센터를 도입하는 것이 필요하다.
피닝 센터는 초전도성을 지닌 것은 아니다. 만일 초전도체내에 함유된 피닝 센터의 비초전도물질이 지나치게 많으면, 초전도전류통로가 감소하여 전체적으로 Jc 값이 낮은 초전도체가 된다. 따라서, 초전도체로 도입되는 피닝 센터의 양은 일정 범위내에 속해야 한다. 산화물 초전도체 물질에 대한 피닝 센터의 용적비율은 0.01 내지 10이어야 한다.
초전도체를 침입하는 자속선은 양자화되고 크기가 매우 작다. 그것의 직경은 초전도체 결합 길이와 동일하다. 따라서, 가장 효과적인 상태는 피닝 센터의 크기가 초전도체 결합 길이와 거의 동일한 경우이다.
일반적으로, 산화물 초전도체 물질의 결합길이는 수 Å에서 수십 Å이다. 따라서, 피닝 센터로서 작용하는 초전도체 내부에 존재하는 비초전도물질 입자가 대략 이러한 크기를 갖는 경우, 피닝 센터는 더욱 효과적으로 작용한다. 3중점은 피닝 센터로서 매우 효율적이 되도록 크기를 정한다. 실제로, 양자화된 자속선은 여러 다발로 피닝 센터에 들어갈 수 있으므로, 피닝 센터로서 작용하는 초전도체 내부에 존재하는 비초전도물질 입자의 크기는 수 Å에서 수천 Å의 범위내일 때 효과적이 되는 것으로 생각된다.
크기는 바람직하기는 3Å 내지 1미크론의 범위내인 것이다. 초전도체에 침입한 양자화된 자속선은 서로 반발하는 상호 효과를 가지므로 초전도체 내의 피닝 센터의 분포밀도는 자속선에 있어서 Jc 값에 유익한 영항을 미친다. 비산화물 초전도체 물질의 결정립간의 평균거리는 1nm 내지 1미크론이 바람직하다. 더욱 바람직하기는 1 내지 300nm이다.
본 발명에 따른 초전도체를 제조할 때, 열처리는 액정상이 공존하는 상태에서 수행하는 것이 바람직하다. 액정상의 공존은 원자의 확산 속도를 증가시켜서 초전도체의 물질들의 결정특성이 향상되고 결정립들간의 접합성이 더욱 좋아지게 된다. 이와 동시에, 본 발명에서 사용된 초전도체 물질이 액상을 형성하는 온도범위에서 유지되면, 초전도물질이 분해하기 시작하여 생성도 비초전도물질은 피닝 센터로서 효율적으로 작용할 수 있다.
본 발명에 따른 초전도체가 자장중에서도 왜 매우 높은 초전도임계 전류밀도를 갖는지의 다른 가능한 이유를 다음에 기술한다. 액정상이 공존하는 상태로부터 냉각되는 과정에서, 변형 및 적층홈과 같은 결함이 초전도물질의 결정립 내부에 도입되어 피닝 센터가 형성된다. 이것은 자장내에서도 매우 높은 초전도임계 전류밀도를 부여할 수 있다. 따라서, 가장 효과적인 피닝 센터를 결정하는 것은 현재 가능하지 않다. Tl, Pb 및 Bi중 선택된 1종 이상, Ba 및 Sr 그리고 Ca, Cu 및 O의 1종 이상을 함유한 초전도체를 액상이 발생하는 온도범위로 적어도 한번 가열함으로써 제조된 경우, 자장내에서도 매우 높은 초전도임계 전류밀도를 갖는 초전도체를 얻을 수 있다.
제4도는 본 발명의 일반적 원리에 따라 제조된 초전도체를 설명한 것이다. 그 조성은 식 3으로 표시할 수 있다.
Tl0.5Pb0.5Sr1.6Ba0.4Ca2Cu3O9+x4(식 3)
제4도는 물질을 880℃의 온도에서 5시간 동안 소결하고 980℃에서 30분간 생성된 액정상을 잔류한 채로 유지시킨 다음, 분당 30˚의 냉각속도로 880℃까지 냉각하고 880℃에서 10시간 동안 소결하는 방법으로 제조한 초전도체의 자성/이력 곡선을 나타낸 것이다.
대조하기 위해, 제5도는 본 발명에서 사용된 초전도물질과 동일한 조성을 갖고 액정상이 공존하지 않는 방법으로 제조된 초전도체의 자성/이력 곡선을 나타낸 것이다. 이들 측정은 영국 옥스포드 회사제품의 VSM장치를 사용하여 수행하였다. 제5도에서, 곡선 이력 △-M의 크기는 초전도임계 전류밀도에 비례한다.
이들 결과는 자장 내에서도 우수한 초전도임계 전류밀도를 갖는 초전도체를 제조하기 위해서는, 본 발명에 따라 선택된 초전도체의 조성분을 사용하는 반면, 적어도 한번 액정상이 공존하는 열처리를 하는 것이 필요하다는 것을 나타내고 있다. 시로의 구조는 주사형 전자현미경을 사용하여 조사하였다. 관찰결과 초전도체 물질은 용적비로 약 30%의 Tl0.5Pb0.5Sr1.6Ba0.4CaCu3O7, 약 40%의 Tl0.5Pb0.5Sr1.6Ba0.4Ca2Cu3O9, 약 10%의 BaPbO3및 약 10%의 Ca, Sr, Cu 및 O로 이루어진 산화물의 결정으로 구성된 것을 나타내었다. 초전도체 결정상의 결정립의 크기는 약 30미크론이며, 계면상의 3중점의 평균거리는 약 30미크론이다.
이것은 계면상의 3중점이 초전도체를 구성하는 원소로 이루어진 비초전도물질의 피닝 센터로서 작용한다는 강한 가능성을 지적하는 것이다.
그러나, 이것은 단지 현상태에서의 추정일 뿐이다. 본 발명에서 사용된 조성분을 갖는 물질을 액상이 공존하는 온도 범위에서 적어도 한번 가열 처리하면 피닝 센터가 다른 형태(예를 들면 공동, 변형 및 적층홈 형태)에 도입되어 초전도임계 전류밀도의 급격한 향상에 공헌할 수 있는 가능성이 그대로 남게 된다. 그러나, 현 단계에서는 어떤 특성이 피닝 센터로서 작용하는가는 아직도 명백하지 않다. Tl, Pb 및 Bi중에서 선택된 1종 이상, Ba 및 Sr 그리고 Ca, Cu 및 O의 1종 이상을 함유한 초전도체를 액상이 형성되는 온도 범위로 적어도 한번 가열하여 제조한 경우, 자장 내에서도 매우 높은 초전도임계 전류밀도를 갖는 초전도체를 얻을 수 있다.
본 발명의 초전도물질, 비초전도물질 및 다른 물질의 조성분은 상기에 주어진 값으로 제한되는 것은 아니다. 실제로, 이들 산화물의 조성분은 어느 정도의 불명확한 특징이 포함되며, 조성분의 비율은 십수 퍼센트에서 50퍼센트의 범위를 벗어난다. 따라서, 본 발명의 물질의 조성분이 어느 정도 상이할지라도, 그러한 물질은 물질의 결정구조가 기본적으로 본 발명의 물질과 동일한 경우 동일한 것으로 간주된다. 제1도, 제2도 및 제3도는 본 발명에 따른 초전도물질(Tl,Pb,Bi)(Sr,Ba)2CaCu2O7, (Tl,Pb,Bi)(Ba, Sr)2CaCu2O9, (Tl,Pb,Bi)(Ba,Sr)2Ca3Cu4O11)의 결정구조 모형을 나타낸 것이다.
본 발명은 상기한 예들로 제한되는 것은 아니다. 본 발명은 액상이 형성되는 온도범위에서 적어도 한번, 가열하여 제조된 Tl, Pb 및 Bi중 선택된 1종 이상, Ba 및 Sr, 그리고 Ca, Cu 및 O의 1종 이상으로 이루어지고, 자장에서도 매우 높은 초전도임계 전류밀도를 갖는 모든 초전도체를 포함한다.
본 발명의 실시태양의 제2그룹은 초전도체 및 산화물 초전도체 물질을 포함하여 액체 헬륨 또는 액체 질소 냉각을 하여 초전도전류가 흐를 수 있는 초전도체의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시태앙의 제2그룹에 있어서, 결정구조, 바람직하기는 초전도물질과 유사한 결정구조(이후 유사라 한다)를 갖고, 초전도물질의 1종 이상의 원소를 다른 원소로 대체하여 얻는, 비초전도물질을 산화물 초전도물질의 매트릭스로 도입한다.
초전도물질과 혼합하기에 가장 적합한 물질(가장 큰 피닝힘이 두드러지는), 피닝 센터의 크기 및 각종 산화물 초전도물질의 분산 상태는 본 실시태양의 제2그룹에서 고려 대상이 된다. 격자 상수가 초전도물질로서 사용된 산화물 초전도물질과 근사하고 동일한 결정구조(유사 결정구조)를 갖는 비초전도물질을 피닝 센터용 재료로서 사용할 경우, 매우 강한 피닝힘, 즉 자장내에서의 높은 초전도임계 전류밀도 Jc를 갖는 초전도체를 제조할 수 있다는 것을 알게 되었다.
더욱이, 초전도물질 및 비초전도물질 이외에, 초전도체가 제조되는 온도에서 이들 물질과 유의적으로 반응하지 않는 금속을 함유하도록 초전도체를 제조할 경우, 자장내에서 높은 Jc 값을 갖는 초전도체가 제조되는 과정을 촉진할 수 있다. 금속부분은 바람직하기는 균일하게 분산되어야 하며, 용적비는 50% 이하, 바람직하기는 20% 이하이어야 한다.
다결정 특성을 갖는 산화물 초전도체 물질을 사용하여 초전도체에 전류를 인가할 경우, 임계의 초전도체 접합점의 초전도임계 전류밀도(Jc)는 일반적으로 결정립 내의 초전도상태의 Jc보다 더 낮다. 따라서, 초전도체의 높은 Jc를 보장하기 위해서는 결정립 내에 비초전도물질이 존재하면 초전도물질의 임계에 존재하는 것보다 더 효과적이다.
산화물 초전도물질을 사용하여 초전도체의 자장내에서 Jc 값을 향상시키는 방법에 대해 검통하였다. Y-Ba-Cu-O, Bi-Sr-Ca-Cu-O, Ti-Ba-Ca-Cu-O, Tl-Sr-Ca-Cu-O, Pb-Sr-Ca-Cu-O 및 이들로부터 유도되는 거의 모든 산화물 초전도물질에 대해 연구한 결과, 높은 Jc 값을 제공할 수 잇는 초전도체를 얻기 위해서는, 다음의 6가지 조합이 매우 효과적이다는 것을 알게 되었다.
(1) 산화물 초전도물질(Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)Sr2CaCu2O7+x3(여기에서, 0≤X10.8, 0≤X20.5, 0X1+X21, -0.5X30.5이다)과 상기 초전도물질과 유사한 결정구조를 갖고, 초전도물질(Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)Sr2LnCu2O7+x4(여기에서 Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이고, -0.5X40.5이다) 또는 (Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)Ln2CaCu2O7+x4(여기에서 Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이고, -0.5X40.5이다)을 구성하는 1종 이상의 원소를 다른 원소로 대체함으로써 얻어지는, 비초전도물질에 의해 형성된 피닝 센터와의 조합, (2) 산화물 초전도물질(Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)Sr2Ca2Cu3O9+x3(여기에서, 0≤X10.8, 0≤X20.5, 0X1+X21, -0.5X30.5이다)과 상기 초전도물질의 구조와 유사한 결정구조를갖고, 초전도물질(Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)Sr2LnCaCu3O9+x4(여기에서, Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이고, -0.5X40.5이다) 또는 (Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)LnSrCa2Cu3O9+x4(여기에서 Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이고, -0.5X40.5이다)을 구성하는 1종 이상의 원소를 다른 원소로 대체함으로써 얻어지는, 비초전도물질에 의해 형성된 피닝 센터와의 조합, (3) 산화물 초전도물질(Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)Sr2Ca3Cu4O11+x3(여기에서, 0≤X10.8, 0≤X20.5, 0X1+X21, -0.5X30.5이다)과 상기 초전도물질의 구조와 유사한 결정구조를 갖고, 초전도물질(Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)Sr2LnCa2Cu4O11+x4(여기에서, Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이고, -0.5X40.5이다) 또는 (Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)LnSrCa3Cu4O11+x4(여기에서 Ln은 이트륨 또는 회토류 원소에서 선택된 1종이상의 원소이고, -0.5X40.5이다)을 구성하는 1종 이상의 원소를 다른 원소로 대체함으로써 얻어지는, 비초전도물질에 의해 형성된 피닝 센터와의 조합, (4) 산화물 초전도물질과 상기 (1)의 경우에 상응하나, 비초전도물질의 Sr 원자 중 약간이 Ba로 대체된 비초전도물질과의 조합, (5) 산화물 초전도물질과 상기 (2)의 경우에 상응하나 비초전도물질의 Sr 원자 중 약간이 Ba로 대체된 비초전도물질과의 조합, 그리고 (6)산화물 초전도물질과 상기 (3)의 경우에 상응하나, 비초전도물질의 Sr 원자중 약간이 Ba로 대체된, 비초전도물질과의 조합, 이 경우 제조공정을 촉진하기 위해서는 원소 Bi가 존재하지 않는 초전도체가 바람직하다.
초전도체에 함유된 Tl 및 Pb의 비율을 고려할 경우, 초전도물질과 비초전도물질간의 결합은 X1치가 0.3 내지 0.8일때 가장 효과가 있는 것으로 보인다. 높은 Jc 값은 이때 얻어진다. 상기 6가지 경우에서 제조된 초전도체의 초전도임계 전류밀도는 1테슬라의 자장에서 77K의 온도에서 측정한다. 얻어진 Jc 값은 모든 경우에 5000A/㎠이었다.
하기에 다음과 같은 조합을 기술한다 :
(7) 산화물 초전도물질(Cu1-x1Pbx1)Sr2CaCu2O7+x2(여기에서, 0≤X1≤0.9, -0.5X20.5)과 초전도물질의 절정구조와 유사한 구조를 갖고, 초전도물질(Cu1-x1Pbx1)Sr2LnCu2O7+x2(여기에서, 0≤X10.9, -0.5X20.5, Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이다), 또는 (Cu1-x1Pbx1)SrLnCaCu2O7+x2(여기에서, 0≤X10.9, -0.5X20.5, Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이다)을 구성하는 1종 이상의 원소를 다른 원소로 대체함으로써 얻어지는 비초전도물질에 의해 형성된 피닝 센터와의 조합, 이들 조합이 높은 Jc 값을 생성한다는 것이 판명되었다. 제조된 초전도체는 77K의 온도에서 1테슬라의 자장내에 두고, 초전도임계 전류밀도를 측정한 결과, 대략 3000 내지 4000A/㎠이었다.
다음 초전도물질을 산화물 초전도물질로서 사용할 경우, 예를 들면 다음과 같다 :
(8) 산화물 초전도물질 (Tl2Ba2Ca2Cu3O10+x(여기에서, -0.5X0.5)과, 초전도물질의 결정구조와 유사한 구조를 갖고, 초전도물질(Tl2Ba2Ca2LnCu3O10+x(여기에서, -0.5X0.5, Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이고, 0.5X0.5)을 구성하는 1종 이상의 원소를 다른 원소로 대체함으로써 얻어지는 비초전도물질에 의해 형성된 피닝 센터와의 조합, (9) 산화물 초전도물질 Bi2SrCa2Cu3O10+x(여기에서, -0.5X0.5)과 초전도물질의 결정구조와 유사한 구조를 갖고, 초전도물질 Bi2Sr2CaLnCu3O10+x(여기에서, 0.5X0.5, Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이다)를 구성하는 1종 이상의 원소를 다른 원소로 대체함으로써 얻어지는 비초전도물질에 의해 형성된 피닝 센터와의 조합, (10) 산화물 초전도물질 Tl2Ba2CaCu2O8+x(여기에서, -0.5X0.5)과 초전도물질의 결정구조와 유사한 구조를 갖고, 초전도물질 Tl2Ba2LnCu2O8+x(여기에서, -0.5X0.5, Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이다)을 구성하는 1종 이상의 원소를 다른 원소로 대체함으로써 얻어지는 비초전도물질에 의해 형성된 피닝 센터와의 조합, 또는, (11) 산화물 초전도물질 Bi2Sr2CaCu2O8+x(여기에서, -0.5X0.5)과 초전도물질의 결정구조와 유사한 구조를 갖고, 초전도물질 BixSr2LnCu2O8+x(여기에서, -0.5X0.5, Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이다)을 구성하는 1종 이상의 원소를 다른 원소로 대체로함으로써 얻어지는 비초전도물질에 의해 형성된 피닝 센터와의 조합.
이를의 경우, 높은 Jc 값이 얻어진다. 제조된 초전도체를 77K의 온도에서 1테슬라의 자장에 두고, 초전도임계 전류밀도를 측정한 결과, 이들 측정치는 대략 1000 내지 2000A/㎠이었다.
초전도임계전류온도는 (8)의 경우 가장 높았다. 그러나, 자장내에서의 높은 Jc 값은 임계온도가 낮은 (1) 내지 (7)의 경우이었다. 이것은 (1) 내지 (7)의 경우의 초전도물질과 (8) 내지 (11)의 경우의 초전도물질간의 결정구조의 차이에서 기인하는 것으로 생각된다. (8) 내지 (11)의 경우의 초전도물질은 Tl-O 또는 Bi-O의 두면이 겹치는 결정구조를 갖고, (1) 내지 (7)의 경우의 초전도물질은 Tl-O, (Tl,Bi)-O, (Tl,Pb)-O 및 (Tl,Pb,Bi)-O의 면중 단지 1면만을 함유하는 결정구조를 갖는다. 이러한 결정구조의 차이 때문에, 초전도체를 구성하는 초전도물질과 비초전도물질간에 매칭의 차이가 일어나게 되며, 이것은 피닝힘의 차이와 한편으로 자장내에서 Jc 값의 차이의 원인이 된다. 따라서, 자장내에서 Jc 값을 갖는 초전도체는 (1) 내지 (7)의 경우의 초전도체와 동일한 결정구조를 갖는 초전도물질을 사용하고 본 발명의 초전도체와 동일한 구조를 이용함으로써 얻을 수 있다.
상기에서 언급한 바와 같이, 초전도체를 제조할때, 피닝 센터를 균일하게 분산시키기 위해, 초전도체를 액상이 적어도 한번 형성될 수 있는 온도 범위에 도달하도록 하는 단계를 포함시키는 것이 바람직하다. 초전도물질 및 비초전도물질의 결정립계로부터 유해한 물질을 제거하기 위해서는, 적어도 한번, 액상이 형성되기 시작하는 온도보다 50˚낮은 온도와 같거나 또는 그 이상의 온도로부터 모든 성분들이 액상으로 변하는 온도와 같거나 또는 더 낮은 온도까지의 범위내에서 열처리를 하는 단계를 포함시키는 것이 바람직하다.
자장내에서 Jc갓은 초전도체 내부의 피닝 센터로서 작용하는 비초전도물질을 분리시킴으로써 더욱 향상시킬 수 있다. 이 목적에 사용되는 물질은 제조공정에서, 초전도체를 구성하는 산화물 초전도물질과, 초전도물질과 유사한 결정구조를 갖고, 초전도물질의 1종 이상의 원소를 다른 원소 대체함으로써 얻어지는 비초전도물질과 반응하지 않는 비초전도물질이 되는 것이 요구된다. 이 요건에 부합되는 물질은 어느 것이나 피닝센터로서 작용할 수 있다. 그러나, 피닝힘은 사용되는 산화물 초전도물질 및 비초전도물질간의 상에 따라 달라진다. 많은 비초전도물질(비초전도물질(G))은 산화물 초전도물질의 매트릭스에 도입하고 초전도물질과 유사한 결정구조를 갖는 비초전도물질(A)는 초전도물질로 도입된 초전도물질의 1종 이상의 원소를 다른 원소로 대체하여 얻고, 피닝 센터를 형성하는 물질로서 어떤 종류의 비초전도물질이 가장 적합한가를 찾아내기 위해 연구한 결과, 산화물 초전도물질 또는 비초전도물질을 구성하는 원소들만을 함유하는 물질이 비초전도물질(비초전도물질(G))로서 가장 유효하다는 것이 판면되었다. 특히, CaO, SrO, Ca2CuO3, Ca2PbO4, BaPbO3및 BiBaO3가 유효한 것으로 나타났다.
초전도체로 이들 비초전도물질(비초전도물질(G))을 도입하는 가장 좋은 방법은 산화물 초전도물질입자 또는 산화물 초전도물질 및 비초전도물질(초전도물질을 구성하는 1종 이상의 원소를 다른 원소를 대체하여 얻는, 초전도물질과 유사한 절정구조를 갖는다)의 초전도체(초전도체(B))의 입자들 및 비초전도물질(G)의 입자들을 공존되도록 한후, 산화물 초전도물질 또는 초전도체(B)의 결정립을 크기가 커지도록 유도하여 비초전도물질(G)이 산화물 초전도물질의 결정립 내에 존재하도록 하는 제조방법(참조 제1도)이다 :
Tl0.5Pb0.5Sr2Ca2Cu3O9를 함유하는 초전도체를 약 900℃의 온도로 가열하여 다음과 같이 분해시킬 수도 있다.
Tl0.5Pb0.5Sr2Ca2Cu3O9→Tl0.5Pb0.5Sr2CaCu2O7+CaO+CuO이 분해과정에 기인하여 비초전도물질이 초전도체의 결정립으로 분리되고 피닝 센터를 형성하게 되며, 이로써 자장내에서 Jc 값이 향상된다.
본 발명에 따라 자장 내에서 높은 Jc 값을 얻을 수 있다는 것은 상기에 언급하였다. 본 발명에 의한 초전도체는 공지된 초전도체와 비교하여, 자장이 증가함에 따라 Jc 값이 유의적으로 감소를 나타낸다는 것을 알게 되었다. 1T의 자장에서 77K에서의 Jc 값은 5T 자장에서 77K에서의 Jc 값과 거의 같다. 감소율은 10% 이하인 것으로 나타났다.
본 발명에 따라 초전도체를 제조할 경우, 상기한 초전도물질 및 비초전도물질(A)을 무정형으로 만든후, 가열 처리하고 이들을 결정화하여 초전도체를 제조함으로써 결정립들간의 접합성이 향상된 우수한 특성을 나타내는 초전도체를 얻을 수 있다. 상기한 물질들을 무정형으로 만들기 위해서는, 급 냉각법(이들 물질을 액상으로부터 급격히 냉각), 스패터링법, 레이저증착법, 증착법, 열살포법, 화학증착 등을 이용하여 성공적인 결과를 얻을 수 있으며, 이것은 상기에서 이미 언급하였다.
본 발명에 따른 초전도체를 사용할 수 있는 제품의 하나는 초전도선재이다. 가장 일반적인 배열은 초전도체가 파라-전도성 코팅내에 존재하는 것이다. 이 경우, 초전도체의 결정축은 언제나 가능한 동일방향으로 존재해야 한다. 이것은 본 발명에서 사용된 산화물 초전도물질이 비등방성 성질을 지니고 있어서 초전도전류가 몇 a-b의 내부 방향으로는 더욱 용이하게 흐르나, 다른 방향으로는 그와 같이 용이하게 흐르지 않기 때문이다. 따라서 결정들은 초전도전류가 더욱 용이하게 흐르도록 균일한 방향으로 배향해야 한다. 이들 초전도선재를 제조할 경우, 초전도입자들은 함께 충분히 결합해야 한다. 이것은 600℃ 이상의 가열온도를 필요로 한다. 그러나, 초전도물질은 1300℃ 이상의 고온에서 분해될 수 있으므로, 더 낮은 온도를 사용해야 한다. 본 발명의 초전도체에 있어서, 초전도물질을 구성하는 1종 이상의 원소를 다른 원소로 대체함으로써 얻어지는, 초전도물질과 유사한 결정구조를 갖는 비초전도물질을 초전도물질의 매트릭스 내에서 피닝 센터로서 작용하도록 함유시킬 수 있다. 이것은 초전도체와 피닝 센터간의 편향 부재 계면을 우수한 매칭 특성과 함께 보장함으로써 피닝힘이 큰 초전도체가 얻어지게 된다.
본 발명에 따른 초전도체의 제조방법에 있어서, 열처리는 액상의 공존과 함께 수행할 수 있다. 액상의 공존은 원자 분산의 속도를 향상시켜 초전도체를 구성하는 물질들의 결정 특성을 향상시키고 결정립들간의 접합성이 더욱 우수하게 한다.
본 발명의 실시태앙의 제1그룹은 (i) 액체 헬륨 또는 액체 질소냉각을 이용하여, 산화물 초전도물질 액체 질소의 사용에 의해 초전도전류가 흐르게 하는 초전도체의 조성물, (ii) 상기한 조성물을 사용하는 초전도선재, 초전도코일 및 자기 차폐 물질, 그리고 (iii) 상기한 조성물의 제조방법 등에 관한 것이다.
본 발명의 실시태양의 제1그룹에 있어서, 얻어지는 이점은 초전도체의 분해에 따라 좌우되며, 제조방법은 통상적으로 (1) 적어도 Tl, Sr, Ca, Cu 및 O를 구성 성분으로서 함유하는 초전도물질로 이루어진 초전도체를 액상이 일단 형성되는 온도범위에 도달되도록 유도하여 초전도물질로 이루어진 결정립들간의 접합성을 향상시키고, (2) 임의로, 비초전도물질 및 초전도성이 덜한 물질을 초전도물질의 결정립의 내부 및 외부에 분산시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시태양의 제1그룹에 속하는 실시예를 하기에 기술한다.
실시예 1
출발물질로서, 99% 이상의 순도를 갖는 Tl2O3, PbO, BaO, SrO, CaO, CuO를 사용한다. 먼저, BaO, SrO, CaO 및 CuO를 Ba : Sr : Ca : Cu의 원자비율이 1.6 : 0.4 : 1 : 2가 되도록 혼합하고 900℃의 온도에서 20시간 동안 대기중에서 소결한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 얻어진 분말을 Tl : Pb : Ba : Sr : Ca : Cu의 원자비율이 0.5 : 0.5 : 1.6 : 0.4 : 1 : 2가 되도록 Tl2O3및 PbO와 혼합한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 직경 20mm 두께 2mm 디스크형태로 가압 성형하고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣은 다음, 900℃의 온도에서 5시간 동안 대기중에서 열처리한다. 얻어진 소결 물질의 분말 X선 회절측정을 하고, 리드웰드법에 의해 분석한 결과, 제1도에 표시한 결정구조를 갖는 초전도 물질이 적어도 90% 함유된 것이 확인되었다.
이 소결된 물질을 분당 30˚의 가열속도로 970℃까지 대기중에서 가열하고 동 조건하에 1시간 동안 유지시킨다. 그후, 분당 30˚의 냉각속도로 880℃까지 냉각시키고 동조건하에 50시간 동안 유지시킨다. 초전도 임계온도를 직류 4단자법으로 측정한 결과, 전기저항은 92K에서 제로에 도달하였다. VSM을 사용하여 77K에서의 이 시료의 B-H 곡선을 측정하고 결정립 내부를 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc를 이력의 크기를 기준하여 측정하였다. Jc 치는 인가된 자장이 1 테슬라인 경우 25000A/㎠이었다.
다음에, 이 시료를 분쇄하고 이 분말을 외경 6mm, 내경 4mm의 금제 파이프에 충전한 다음, 외경 0.5mm까지 인발한 후, 0.1mm 두께로 압연한다. 이것을 30mm 시편으로 절단하고 분당 30˚의 가열속도로 산소 대기중에서 970℃의 온도까지 가열한 후, 이 온도에서 1시간 동안 유지시킨다. 그후 분당 30˚의 냉각속도로 880℃까지 냉각하고, 이 온도에서 10시간 동안 유지시킨다. 그후, 이 시료의 초전도 임계 온도를 1 테슬라의 자장에서 77K에서 직류 4단자법으로 측정한 결과, Jc 치는 19000A/㎠이었다.
실시예 2
출발물질로서, 99% 이상의 순도를 갖는 Tl2O3, PbO, BaO, SrO, CaO, CuO를 사용한다. 먼저, BaO, SrO, CaO 및 CuO를 Ba : Sr : Ca : Cu의 원자비율이 1.6 : 0.4 : 2 : 3이 되도록 혼합하고 혼합물을 870℃의 온도에서 20시간 동안 대기중에서 소결한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 얻어진 분말을 Tl : Pb : Ba : Sr : Ca : Cu의 원자비율이 0.5 : 0.5 : 1.6 : 0.4 : 2 : 3이 되도록 Tl2O3및 PbO와 혼합한다. 분말이 마노 몰타르내에서 충분히 혼합하면, 직경 20mm 두께 2mm 디스크형태로 가압 성형하고 뚜껑이 있는 알류미나 도가니에 넣은 다음, 880℃의 온도에서 5시간 동안 대기중에서 열처리한다. 얻어진 소결 물질의 분말 X선 회절측정을 하고, 리도웰드법에 의해 분석한 결과, 제2도에 표시한 결정구조를 갖는 초전도 물질이 적어도 90%함유된 것이 확인되었다.
이 소결된 물질을 분당 30˚의 가열속도로 970℃까지 대기중에서 가열하고 동 조건하에 1시간 동안 유지시킨다. 그후, 분당 30˚의 냉각속도로 880℃까지 냉각시키고 동조건하에 50시간 동안 유지시킨다. 초전도 임계온도를 직류 4단자법으로 측정한 결과, 전기저항은 92K에서 제로에 도달하였다. VSM을 사용하여 77K에서의 이 시료의 B-H 곡선을 측정하고, 결정립 내부를 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc를 이력의 크기를 기준하여 측정하였다. Jc 치는 인가된 자장이 1 테슬라인 경우 55000A/㎠이었다.
다음에, 이 시료를 분쇄하고 이 분말을 외경 6mm, 내경 4mm의 금제 파이프에 충전한 다음, 외경 0.5mm까지 인발한 후, 0.1mm 두께로 압연한다. 이것을 30mm 시편으로 절단하고 분당 30˚의 가열속도로 산소 대기중에서 970℃의 온도까지 가열한 후, 이 온도에서 1시간 동안 유지시킨다. 그후 분당 30˚의 냉각속도로 880℃까지 냉각하고, 이 온도에서 10시간 동안 유지시킨다. 그후, 이 시료의 초전도 임계 온도를 1 테슬라의 자장에서 77K에서 직류 4단자법으로 측정한 결과, Jc 치는 28000A/㎠이었다.
이 초전도 선재의 시료를 단면으로 분쇄하고 주사형 전자 현미경으로 이 시료의 구조를 관찰하였다. 이 구조의 회색부분은 EDX로 분석한 결과, 이 부분은 Tl : Pb : Ba : Sr : Ca : Cu=0.46 : 0.53 : 1.6 : 0.4 : 1.5 : 2.6으로 구성된 것이 나타났다. 이 부분은 Tl0.5Pb0.5Ba1.6Sr0.4CaCu2O7및 Tl0.5Pb0.5Ba1.6Sr0.4Ca2Cu3O9이 공존하여 구성된 것으로 공지되었고, 백색부분은 단지 Ba 및 Pb만을 함유하고 있으므로, BaPbO3인 것으로 생각된다. 흑색부분을 EDX로 분석한 결과, 이 부분은 Tl : Pb : Ba : Sr : Ca : Cu=0.04 : 0.03 : 0.1 : 0.6 : 1.8 : 1.0으로 구성된 것이 나타났다. 이것으로부터, 제1도 및 제2도에 나타낸 결정구조를 갖는 초전도 물질의 결정립과 초전도체를 구성하는 원소로 구성된 상이한 비초전도 물질은 본 실시예에 따라 초전도체에서 분리된다는 것을 알 수 있다.
시료를 0.06mm 두께로 가압 성형한다. 이 시료를 분당 30˚의 가열속도로 산소대기에서 970℃의 온도까지 가열하고, 동 온도에서 1시간 동안 유지시킨다. 그후 분당 30˚의 냉각속도로 880℃까지 냉각한 후, 동 온도에서 10시간 동안 유지시킨다. 얻어진 시료의 초전도 부분의 분말 X-선 회절측정을 하여 결정립의 배향을 조사하였다. 이 결과, 총 결정입자의 50% 이상의 결정면 a-b가 테이프 형성 선재의 테이프면에 평행하도록 배열된 것을 나타내었다. 주사형 전자 현미경을 사용하여 테이프 단면을 조사하였다. 여기에서는 결정립의 단지 5% 이하만이 두께 방향으로 배열될 것이 나타났다.
실시예 3
출발물질로서, 99% 이상의 순도를 갖는 Tl2O3, PbO, BaO, SrO, CaO, CuO를 사용한다. 먼저, BaO, SrO, CaO 및 CuO를 Ba : Sr : Ca : Cu의 원자비율이 1.6 : 0.4 : 3 : 4가 되도록 혼합하고 혼합물을 870℃의 온도에서 20시간 동안 대기중에서 소결한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 얻어진 분말을 Tl : Pb : Ba : Sr : Ca : Cu의 원자비율이 0.5 : 0.5 : 1.6 : 0.4 : 3 : 4가 되도록 Tl2O3및 PbO와 혼합한다. 분말이 마노 몰타르내에서 충분히 혼합하면, 직경 20mm 두께 2mm 디스크형태로 가압 성형하고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣은 다음, 880℃의 온도에서 5시간 동안 대기중에서 열처리한다. 얻어진 소결 물질의 분말 X선 회절측정을 하고, 리드웰드법에 의해 분석한 결과, 제3도에 표시한 결정구조를 갖는 초전도 물질이 적어도 90% 함유된 것이 확인되었다.
이 소결된 물질을 분당 30˚의 가열속도로 970℃까지 대기중에서 가열하고 동 조건하에 1시간 동안 유지시킨다. 그후, 분당 30˚의 냉각속도로 880℃까기 냉각시키고 동조건하에 50시간 동안 유지시킨다. 초전도 임계온도를 직류 4단자법으로 측정한 결과, 전기저항은 92K에서 제로에 도달하였다. VSM을 사용하여 110K에서의 이 시료의 B-H 곡선을 측정하고, 결정립 내부를 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc를 이력의 크기를 기준하여 측정하였다. Jc 치는 인가된 자장이 1 테슬라인 경우 45000A/㎠이었다.
다음에, 이 시료를 분쇄하고 이 분말을 외경 6mm, 내경 4mm의 금제 파이프에 충전한 다음, 외경 0.5mm까지 인발한 후, 0.1mm 두께로 압연한다. 이것을 30mm 시편으로 절단하고 분당 30˚의 가열속도로 산소 대기중에서 970℃의 온도까지 가열한 후, 이 온도에서 1시간 동안 유지시킨다. 그후 분당 30˚의 냉각속도로 880℃까지 냉각하고, 이 온도에서 10시간 동안 유지시킨다. 그후, 이 시료의 초전도 임계 온도를 1 테슬라의 자장에서 77K에서 직류 4단자법으로 측정한 결과, Jc 치는 21000A/㎠이었다.
이 초전도 선재의 시료를 단면으로 분쇄하고 주사형 전자 현미경을 사용하여 시료의 구조를 관찰한 결과, 전면적의 약 80%가 Tl0.5Pb0.5Ba1.6Sr0.4CaCu2O7, Tl0.5Pb0.5Ba1.6Sr0.4Ca2Cu4O9및 Tl0.5Pb0.5Ba1.6Sr0.4Ca3Cu4O11의 혼합물로 구성되었고, 약 10%는 BaPbO3로, 나머지는 Sr-CaCu-O로 구성된 것이 나타났다.
실시예 4
출발물질로서, 99% 이상의 순도를 갖는 Tl2O3, PbO, BaO, SrO, CaO, CuO를 사용한다. 먼저, BaO, SrO, CaO 및 CuO를 Ba : Sr : Ca : Cu의 원자비율이 1.6 : 0.4 : 2 : 3이 되도록 혼합하고 혼합물을 870℃의 온도에서 20시간 동안 대기중에서 소결한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 얻어진 분말을 Tl : Pb : Ba : Sr : Ca : Cu의 원자비율이 0.5 : 0.5 : 1.6 : 0.4 : 2 : 3이 되도록 Tl2O3, 및 PbO와 혼합한다. 분말이 마노 몰타르내에서 충분히 혼합하면, 직경 20mm 두께 2mm 디스크형태로 가압 성형하고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣은 다음, 880℃의 온도에서 5시간 동안 대기중에서 열처리한다. 얻어진 소결 물질의 분말 X선 회절측정을 하고, 리드웰드법에 의해 분석한 결과, 제2도에 표시한 결정구조를 갖는 초전도 물질이 적어도 90% 함유된 것이 확인되었다.
이 소결된 물질을 분당 30˚의 가열속도로 980℃까지 대기중에서 가열하고 동 조건하에 1시간 동안 유지시킨다. 그후, 분당 10˚의 냉각속도로 880℃까지 냉각시키고 동조건하에 50시간 동안 유지시킨다. 초전도 임계온도를 직류 4단자법으로 측정한 결과, 전기저항은 115K에서 제로에 도달하였다. VSM을 사용하여 115K에서의 이 시료의 B-H 곡선을 측정하고, 결정립 내부를 흐르는 초전도 임계 진류밀도 Jc를 이력의 크기를 기준하여 측정하였다. Jc 치는 인가된 자장이 1 테슬라인 경우 52000A/㎠이었다.
다음에, 이 시료를 분쇄하고 용적비율로 분말 CaO 1/10과 혼합한다. 얻어진 분말을 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 분당 30˚의 가열 속도로 대기중 980℃의 온도까지 5시간 동안 열처리하고, 동온도에서 1시간 동안 유지시킨다. 그후 분당 10˚의 냉각속도로 880℃까지 냉각하고, 동온도에서 50시간 동안 유지시킨다. 그후, 이 시료의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 측정한 결과, 전기저항은 115K에서 제로에 도달한 것이 확인되었다. VSM 사용하여 이 시료의 B-H 곡선을 77K에서 측정하고 결정립 내부를 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc를 이력의 크기를 기준하여 측정한다. 결과는 인가된 자장이 1 테슬라인 경우 Jc 치는 67000A/㎠인 것을 나타내었다. 이것은 CaO 입자가 유효한 피닝 센터로서 작용한다는 것을 입증한 것이다.
다음에, 이 시료를 분쇄하고, 이 분말을 외경 6mm, 내경 4mm의 금제 파이프에 충전한 다음, 외경 0.5mm까지 인발한 후, 0.1mm 두께로 압연한다. 이것을 30mm 시료로 절단하고 대기중 1050℃의 온도에서 10분간 소결한다. 그후 880℃까지 냉각하고, 동 온도에서 5시간 동안 소결한다. 그후 이 시료의 초전도 임계 온도를 1 테슬라의 자장에서 77K에서 직류 4단자법으로 측정한 결과, Jc 치는 45000A/㎠이었다.
실시예 5
실시예 4에서의 CaO 대신에 SrO를 사용하고 실시예 4에서와 동일한 방법을 사용하여 선재 시료를 제조한다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 1 테슬라의 자장에서 77K에서 직류 4단자법에 의해 측정한 결과, Jc 치는 35000A/㎠이었다.
실시예 6
실시예 4에서의 CaO 대신에 Ca2CuO3를 사용하고 실시예 4에서와 동일한 방법을 사용하여 선재 시료를 제조한다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 1 테슬라의 자장에서 77K에서 직류 4단자법으로 측정한 결과, Jc 치는 46000A/㎠이었다.
실시예 7
실시예 4에서의 CaO 대신에 Ca2PbO4를 사용하고 실시예 4에서와 동일한 방법을 사용하여 선재 시료를 제조한다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 1 테슬라의 자장에서 77K에서 직류 4단자법에 의해 측정한 결과, Jc 치는 39000A/㎠이었다.
실시예 8
실시예 4에서의 CaO 대신에 BaPbO3를 사용하고 실시예 4에서와 동일한 방법을 사용하여 선재 시료를 제조한다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 1 테슬라의 자장에서 77K에서 직류 4단자법으로 측정한 결과, Jc 치는 49000A/㎠이었다.
실시예 9
실시예 4에서의 CaO 대신에 BaBiO3를 사용하고 실시예 4에서와 동일한 방법을 사용하여 선재 시료를 제조한다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 1 테슬라의 자장에서 77K에서 직류 4단자법에 의해 측정한 결과, Jc 치는 31000A/㎠이었다.
실시예 10
실시예 4에서의 CaO 대신에 ZrO2를 사용하고 실시예 4에서와 동일한 방법을 사용하여 선재 시료를 제조한다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 1 테슬라의 자장에서 77K에서 직류 4단자법으로 측정한 결과, Jc 치는 35000A/㎠이었다.
실시예 11
실시예 4에서의 CaO 대신에 Y2O3를 사용하고 실시예 4에서와 동일한 방법을 사용하여 선재 시료를 제조한다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 1 테슬라의 자장에서 77K에서 직류 4단자법으로 측정한 결과, Jc 치는 35000A/㎠이었다.
실시예 12
실시예 4에서의 CaO 대신에 Tl0.5Pb0.5Sr2SmCu2O7을 사용하고, 실시예 4에서와 동일한 방법을 사용하여 선재 시료를 제조한다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 1 테슬라의 자장에서 77K에서 직류 4단자법으로 측정한 결과, Jc 치는 55000A/㎠이었다.
실시예 13
출발물질로서, 99% 이상의 순도를 갖는 Tl2O3, PbO, BaO, SrO, CaO, CuO를 사용하고 Tl 및 Pb의 퍼센트가 상이하는 각종의 산화물 초전도 물질을 제조한다. 먼저, BaO, SrO, CaO 및 CuO를 Ba : Sr : Ca : Cu의 원자비율이 1.7 : 0.3 : 2 : 3이 되도록 혼합하고, 혼합물을 880℃의 온도에서 20시간 동안 대기중에서 소결한다. 이 분말을 마노 폴타르에서 분쇄하고, 얻어진 분말을 Tl : Pb : Ba : Sr : Ca : Cu의 원자비율이 (1-X) : X : 1.6 : 0.4 : 2 : 3(여기에서 X의 값은 함유된 Tl 및 Pb의 상이한 퍼센트를 가진 초전도 물질이 생성하도록 변화한다)이 되도록 Tl2O3및 PbO와 혼합한다. 이것을 마노 몰타르에서 충분히 혼합한 후, 분말을 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크 형태로 가압 성형한 다음, 880℃의 온도에서 대기중 5시간 동안 소결되도록, 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣다.
이 소결된 물질을 분당 30˚의 가열속도로 970℃까지 대기중에서 가열하고 동 조건하에 1시간 동안 유지시킨다. 그후, 분당 30˚의 냉각속도로 880℃까지 냉각시키고 동조건하에 50시간 동안 유지시킨다. 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 측정한 결과, 전기저항이 제로에 도달한때 온도 Tc가 측정되었다. VSM을 사용하여 77K에서의 이 시료의 B-H 곡선을 측정하고, 결정립 내부를 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc를 이력의 크기를 기준하여 측정하였다. 초전도 임계 전류밀도 Jc 치는 인가된 자장이 1 테슬라인 경우에 측정하고 그 결과를 표 1에 표시하였다. 이 표에서 초전도체에 함유된 Tl 및 Pb의 퍼센트에 따라 초전도체의 성능이 달라지므로, X치는 적절한 범위내로 유지시켜야 한다는 것을 나타내었다.
[표 1]
실시예 14
출발물질로서, 99% 이상의 순도를 갖는 Tl2O3, PbO, BaO, SrO, CaO, CuO를 사용하고 Tl,Pb 및 Bi의 퍼센트가 상이하는 각종의 산화물 초전도 물질을 제조한다. 먼저, BaO, SrO, CaO 및 CuO를 Ba : Sr : Ca : Cu의 원자비율이 1.5 : 0.5 : 2 : 3이 되도록 혼합하고, 혼합물을 880℃의 온도에서 20시간 동안 대기중에서 소결한다. 이 분말을 마노 폴타르에서 분쇄하고, 얻어진 분말을 Tl : Pb : Bi : Ba : Sr : Ca : Cu의 원자비율이(0.6-X) : 0.4 : X : 1.6 : 0.4 : 2 : 3(여기에서 X의 값은 함유된 Tl 및 Bi의 상이한 퍼센트를 가진 초전도 물질이 생성하도록 변화한다)이 되도록 Tl2O3,PbO 및 Bi2O3와 혼합한다. 이것은 마노 몰타르에서 충분히 혼합한 후, 분말을 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크 형태로 가압 성형한 다음, 880℃의 온도에서 대기중 5시간 동안 소결되도록, 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣다.
이 소결된 물질을 분당 30˚의 가열속도로 970℃까지 대기중에서 가열하고 동 조건하에 1시간 동안 유지시킨다. 그후, 분당 50˚의 냉각속도로 880℃까지 냉각시키고 동조건하에 20시간 동안 유지시킨다. 이 소결된 물질의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 측정한 결과, 전기저항이 제로에 도달한때 온도 Tc가 측정되었다. VSM을 사용하여 77K에서의 이 시료의 B-H 곡선을 측정하고, 결정립 내부를 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc를 이력의 크기를 기준하여 측정하였다. 초전도 임계 전류밀도 Jc 치는 인가된 자장이 1 테슬라인 경우에 측정하고 그 결과를 표 2에 표시하였다. 이 표에서 초전도체에 함유된 Tl 및 Bi의 퍼센트에 따라 초전도체의 성능이 달라지므로, X치는 적절한 범위내로 유지시켜야 한다는 것을 나타내었다.
[표 2]
실시예 15
출발물질로서, 99% 이상의 순도를 갖는 Tl2O3, PbO, BaO, SrO, CaO, CuO를 사용하고 Tl 및 Pb의 퍼센트가 상이하는 각종의 산화물 초전도 물질을 제조한다. 먼저, BaO, SrO, CaO 및 CuO를 Ba : Sr : Ca : Cu의 원자비율이 X : (2-X) : 2 : 3이 되도록 혼합하고, 혼합물을 880℃의 온도에서 20시간 동안 대기중에서 소결한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고, 얻어진 분말을 Tl : Pb : Ba : Sr : Ca : Cu의 원자비율이 0.4 : 0.6 : X : (2-X) : 2 : 3(여기에서 X의 값은 함유된 Ba 및 Sr의 상이한 퍼센트를 가진 초전도 물질이 생성하도록 변화한다)이 되도록 Tl2O3및 PbO와 혼합한다. 이것은 마노 몰타르에서 충분히 혼합한 후, 분말을 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크 형태로 가압 성형한 다음, 880℃의 온도에서 대기중 5시간 동안 소결 되도록, 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣다.
이 소결된 물질을 분당 30˚의 가열속도로 970℃까지 대기중에서 가열하고 동 조건하에 1시간 동안 유지시킨다. 그후, 분당 50˚의 냉각속도로 880℃까지 냉각시키고 동조건하에 50시간 동안 유지시킨다.
그후, 이 시료를 분쇄하고 이 분말을 외경 6mm, 내경 4mm의 금제 파이프에 충전한 다음, 외경 0.5mm까지 인발한 후 0.1mm 두께로 압연한다. 이것을 30mm 시료로 절단하고, 산소 대기중 975℃의 온도까지 가열하고, 1시간 동안 유지시킨다. 그후, 분당 30˚의 가열속도로 890℃까지 냉각하고 동 온도에서 10시간 동안 유지시킨다. 그후, 이 시료의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 측정한 결과, 전기저항이 제로에 도달한 때에 온도 Tc가 측정되었다. VSM을 사용하여, 77K에서의 이 시료의 B-H 곡선을 측정하고, 결정립 내부를 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc를 자장 1 테슬라를 인가하고 측정하였다. 결과는 표 3과 같다. 표 3은 X의 퍼센트에 따라 초전도체의 성능이 달라지므로 X치는 적절한 범위내로 유지해야 한다는 것을 나타내고 있다.
[표 3]
실시예 16
제6도는 본 발명의 실시예들에 따른 초전도 선재의 조성을 나타낸 것이다. 제6도에 표시한 제품은 표 및 5중량%의 팔라듐 합금 피복재(17)로 피복한, 편평형상을 가진 초전도체(18)로 이루어진 것이다.
피복재(17)는 초전도체와 반응하지 않는한 어느 금속이나 가능하며, 금, 은, 팔라듐, 구리/알루미늄 합금 및 니켈이 바람직하다.
실시예 15에서 제조된 초전도체의 소결된 시료를 금 및 5중량%의 팔라듐 합금 파이프를 절단하는데, 파이프의 길이는 100mm, 외경은 6mm, 내경은 5mm로 한다. 그후 파이프를 밀봉한 다음, 드러우-밴치로 외경 1mm까지 인발하고 제조된 선재를 냉각 압연기로 압연하여 너비 3mm 두께 0.2mm의 평단면 구조를 가진 선재를 얻는다. 이 선재를 250m 길이로 절단하고, 950℃의 대기중에 넣고, 선재의 일부를 용융시킨 후, 급냉하도록 액체질소에 넣는다. 그후, 선재를 880℃에서 20시간 동안 열처리한다. 시료의 임계 전류밀도를 1테슬라의 자장에서 77K에서 직류 4단자법으로 측정한 결과, Jc 치는 11000A/㎠이었다. 전자 현미경을 사용하여 초전도 결정의 배향을 관찰하였다. 관찰 결과, 결정의 약 50%가 두께 방향으로 면한 C-축을 가지고 있는 것이 나타났다.
본 발명의 실시태양의 제2그룹은 산화물 초전도 물질을 포함하여, 액체 헬륨 또는 액체 질소로 냉각하면서 초전도 전류가 흐를 수 있는 초전도체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시태양의 제2그룹에서, 초전도 물질과 유사한 결정구조(이유 유사)를 갖고, 초전도 물질의 1종 이상의 원소를 다른 원소로 대체함으로써 얻어지는, 비초전도 물질을 산화물 초전도 물질의 매트릭스로 도입한다.
실시예 17
출발물질로서, 순도 99% 또는 그 이상을 가지는 Tl2O3, PbO, SrO, CaO, CuO 그리고 Sm2O3을 사용한다. 먼저 SrO, CaO, CuO를 혼합하여 Sr : Ca : Cu의 원자비가 2 : 1 : 2가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Ca : Cu의 원자비가 0.5 : 0.5 : 2 : 1 : 2가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것은 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 재료는 분말에 대한 X-선 회절측정을 실시하고 그리고 그 결과를 리드웰드 방법으로 분석하여 제1도에 보여준 결정구조를 가지는 초전도체 물질이 적어도 90%로 존재하는 것을 확인했다.
이 소결 물질의 초전도 임계 온도는 직류 4단자법으로 측정했으며, 그리고 전기저항은 95K에서 제로에 도달했다. 77K에서 이 소결체 시료의 B-H 곡선을 측정하기 위해서 VSM 장치가 사용되었으며, 그리고 이 이력의 크기로부터 소결체를 구성하고 있는 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7의 결정 입자 내부를 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc의 치를 구했다.
그 결과는 인가된 자장이 1 테슬라인 경우에 Jc 치는 900A/㎠이었다.
다음에. 산화물 초전도 물질 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7의 Ca 원자를 Sm으로 치환하여 비초전도 물질 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu2O7을 형성한다. SrO, Sm2O3, CuO를 혼합하여 Sr : Sm : Cu의 원자비가 2 : 1 : 2가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Sm : Cu의 원자비가 0.5 : 0.5 : 2 : 1 : 2가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것을 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 물질의 분말에 대한 X-선 회절 측정을 분석하여, (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCuO7그리고 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu2O7가 매우 소량의 다른 물질과 함께 존재하는 것을 확인했다.
이 소결체의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 측정했으며, 그리고 전기저항은 95K에서 제로에 도달했다. 77K에서 이 소결체 시료의 B-H 곡선을 측정하기 위해서 VSM 장치가 사용되었으며, 제4도에 그 결과를 표시했다. 그리고 이 이력 크기로부터 소결체를 구성하고 있는 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7의 결정 입자내부를 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc 치를 구했다. 그 결과를 인가된 자장이 1 테슬라인 경우에 Jc 치는 12000A/㎠이었다.
이것은 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu2O7이 산화물 초전도 물질 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7용의 매우 효과적인 피닝 센터로 사용된다는 것을 보여준다.
다음에, 이 소결 물질을 다시 분쇄하고, 외경 6mm 그리고 내경 4mm의 금제 파이프에 이 분말을 충전시킨다. 이것을 외경 0.5mm까지 인발한 후에 0.1mm의 두께로 압연한다. 이것을 30mm의 시료로 절단하고, 이어서 대기중에서 950℃의 온도로 10시간 열처리한다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 자장 1 테슬라 77K에서 측정하여 Jc 치 1000A/㎠을 얻었다.
이 초전도 선재 재료를 절단하여 연마하고 주사형 전자 현미경으로 시료내의 구조를 관찰했다. 두 종류의 부위가 내부에 있으며, 즉 백색부위와 흑색부위이다. 백색부위가 EDX로 분석되었으며, 이 부분이 Tl : Pb : Sr : Ca : Sm : Cu=0.46 : 0.53 : 1.9 : 0.3 : 0.8 : 2.0으로 되는 것을 보여주고 있다. 이 흑색부분은 Sm이 없는 제1도에 표시한 결정구조를 가진 초전도 물질로 고려될 수 있다. 이로부터, 자장내에서 높은 Jc 치를 가지는 초전도체는 제1도에 표시된 초전도 물질과 동일한 결정구조를 가지는 비초전도 물질을 같은 결정구조를 가지는 초전도 물질과 결합함으로써 제조될 수 있다는 것을 알 수 있다.
실시예 18
출발물질로서, 순도 99% 또는 그 이상을 가지는 Tl2O3, PbO, SrO, CaO, CuO 그리고 Sm2O3을 사용한다. 먼저 SrO, CaO, CuO를 혼합하여 Sr : Ca : Cu의 원자비가 2 : 1 : 2가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Ca : Cu의 원자비가 0.5 : 0.5 : 2 : 1 : 2가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것은 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 재료는 분말에 대한 X-선 회절측정을 실시하고, 다른 물질은 생성되지 않고 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7이 발생한 것을 확인했다.
이 소결 물질의 초전도 임계 온도는 직류 4단자법으로 측정했으며, 그리고 전기저항은 95K에서 제로에 도달했다. 77K에서 이 소결체 시료의 B-H 곡선을 측정하기 위해서 VSM 장치가 사용되었으며, 그리고 이 이력의 크기로부터 소결체를 구성하고 있는 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7의 결정 입자 내부를 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc의 치를 구했다.
그 결과는 인가된 자장이 1 테슬라인 경우에 Jc 치는 900A/㎠이었다.
다음에, 산화물 초전도 물질 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7의 Ca 원자를 Sm으로 치환하여 비초전도 물질 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu2O7을 형성한다. SrO, Sm2O3, CuO를 혼합하여 Sr : Sm : Cu의 원자비가 2 : 1 : 2가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Sm : Cu의 원자비가 0.5 : 0.5 : 2 : 1 : 2가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것을 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 물질의 분말에 대한 X-선 회절 측정을 분석하여, (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCuO7가 다른 물질의 생산없이 발생된 것을 확인했다.
이 소결체의 전기·저항을 온도를 변화시키면서 직류 4단자법으로 측정했다. 전기저항은 300K에서 102(10의 2승) 오옴·cm이고, 온도의존도는 반도체의 그것과 같다. 측정은 4.2K까지 계속하였으나 그 범위내의 초전도도를 이룩하지 못했다.
다음에 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7분말 그리고 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu2O7분말을 마노 몰타르에서 충분히 분쇄한 후에 혼합하여 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7과 (Tl0.5Pb0.5) Sr2SmCu2O7의 몰비율이 9 : 1이 되게 한다. 이어서 이들을 압축되어 직경 20mm 그리고 두께 2mm의 디스크 형상으로 성형된다. 이것을 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 1050℃의 온도로 1시간 열처리한다. 이어서, 이들을 감온시켜 900℃에서 5시간 계속 소성한다. 생성된 소결체 분말에 대해 X-선 회절 측정으로 분석하여, 다른 물질은 생산되지 않고 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7과 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu2O7이 존재한다는 것을 확인했다. 이 소결체의 구조를 관찰하기 위해서 주사형 전자 현미경을 사용하고, 그리고 한때 액상이 형성되었다는 것을 보여주고 흔적을 발견했다. 이 소결 물질의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 측정하여 전기저항은 95K에서 제로에 이른다는 것을 알았다. VSM 장치를 사용하여 77K에서 이 소결체 시료의 B-H 곡선을 측정했다. 소결 물질은 구성하는 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7의 결정 입자내에 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc를 이력의 크기에 의해 측정했다. 이 결과, Jc 치는 인가된 자장이 1 테슬라일때에 14000A/㎠이었다. 이것은 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu2O7이 산화물 초전도 물질 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7용의 매우 효과적인 피닝 센터로서 작용한다는 것을 보여준다. 또한 액상이 발생되는 온도에서 열처리는 자장내에서 높은 Jc 치를 가지는 초전도 물질을 제조하는 초전도체에 효과가 있다.
다음에, 이 소결 물질을 다시 분쇄하고, 외경 6mm 그리고 내경 4mm의 금제 파이프에 이 분말을 충전시킨다. 이것을 외경 0.5mm까저 인발한 후에 0.1mm의 두께로 압연한다. 이것을 30mm의 시료로 절단하고, 이어서 대기중에서 950℃의 온도로 10시간 열처리한다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 자장 1 테슬라 77K에서 측정하여 Jc 치 12000A/㎠을 얻었다.
실시예 19
출발물질로서, 순도 99% 또는 그 이상을 가지는 Tl2O3, PbO, SrO, CaO, CuO 그리고 Sm2O3을 사용한다. 먼저 SrO, CaO, CuO를 혼합하여 Sr : Ca : Cu의 원자비가 2 : 1 : 2가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰다르에서 분쇄하고 그러고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Ca : Cu의 원자비가 0.5 : 0.5 : 2 : 1 : 2가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣는다. 분말을 대기중에서 1100℃로 유지하여 용융상태로 만든다. 이것을 액체질소에 넣어서 급냉시킨다.
생성된 덩어리를 분쇄하고 그리고 적경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축하고 성형하고, 이어서 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 재료는 분말에 대한 X-선 회절측정을 실시하고, 다른 물질은 생성되지 않고 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7이 발생한 것을 확인했다.
이 소결 물질의 초전도 임계 온도는 직류 4단자법으로 측정했으며, 그리고 전기저항은 95K에서 제로에 도달했다. 77K에서 이 소결체 시료의 B-H 곡선을 측정하기 위해서 VSM 장치가 사용되었으며, 그리고 이 이력의 크기로부터 소결체를 구성하고 있는 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7의 결정 입자 내부를 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc의 치를 구했다.
그 결과는 인가된 자장이 1 테슬라인 경우에 Jc 치는 1000A/㎠이었다.
다음에, 산화물 초전도 물질 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7의 Ca 원자를 Sm으로 치환하여 비초전도 물질 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu2O7을 형성한다. SrO, Sm2O3, CuO를 혼합하여 Sr : Sm : Cu의 원자비가 2 : 1 : 2가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Sm : Cu의 원자비가 0.5 : 0.5 : 2 : 1 : 2가 되게 한다. 분발이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것을 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 물질의 분말에 대한 X-선 회절 측정을 분석하여, (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu2O7가 다른 물질의 생산없이 발생된 것을 확인했다.
이 소결체의 전기·저항을 온도를 변화시키면서 직류 4단자법으로 측정했다. 전기저항은 300K에서 102(10의 2승) 오옴·cm이고, 온도의존도는 반도체의 그것과 같다. 측정은 4.2K까지 계속하였으나 그 범위내의 초전도도를 이룩하지 못했다.
다음에 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7분말 그리고 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu2O7분말을 마노 몰타르에서 충분히 분쇄한 후에 혼합하여 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7과 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu2O7의 몰비율이 9 : 1이 되게 한다. 이어서 이들을 압축되어 직경 20mm 그리고 두께 2mm의 디스크 형상으로 성형된다. 이것을 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 이어서, 생성된 소결체 분말에 대해 X-선 회절 측정으로 분석하여, 다른 물질은 생산되지 않고 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7과 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu2O7이 존재한다는 것을 확인했다. 이 소결 물질의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 측정하여 전기저항은 95K에서 제로에 이른다는 것을 알았다. VSM 장치를 사용하여 77K에서 이 소결체 시료의 B-H 곡선을 측정했다. 소결 물질을 구성하는 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCuO의 결정 입자내에 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc를 이력의 크기에 의해 측정했다. 이 결과, Jc 치는 인가된 자장이 1 테슬라일때에 13000A/㎠이었다. 이것은 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu2O7산화물 초전도 물질 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7용의 매우 효과적인 피닝 센터로서 작용한다는 것을 보여준다. 또한 비정질 상태를 경유하는 물질의 사용은 자장내에서 높온 Jc 치를 가지는 초전도체의 제조에 효과가 있다.
다음에, 이 소결 물질을 다시 분쇄하고, 외경 6mm 그리고 내경 4mm의 금제 파이프에 이 분말을 충전시킨다. 이것을 외경 0.5mm까지 인발한 후에 0.1mm의 두께로 압연한다. 이것을 30mm의 시료로 절단하고, 이어서 대기중에서 950℃의 온도로 10시간 열처리한다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 자장 1 테슬라 77K에서 측정하여 Jc 치 12000A/㎠을 얻었다.
긴 선형을 압연한 후에 코일로 말아서 대기중에서 950℃의 온도로 10시간 열처리한다. 이 코일은 액체 질소에 넣고 전류를 가했다. 자장 10 테슬라가 발생되고 선재는 초전도체로 남아있다.
실시예 20
출발물질로서, 순도 99% 또는 그 이상을 가지는 Tl2O3, PbO, SrO, CaO, CuO 그리고 Sm2O3을 사용한다. 먼저 SrO, CaO, CuO를 혼합하여 Sr : Ca : Cu의 원자비가 2 : 2 : 3가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Ca : Cu의 원자비가 0.5 : 0.5 : 2 : 2 : 3가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고, 대기중에서 850℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 재료는 분말에 대한 X-선 회절 측정을 실시하고, 그리고 생성된 그 결과는 리드웰드 방법으로 분석하여 제3도에 표시한 결정구조를 가지는 초전도 물질이 적어도 90% 존재하는 것을 확인하였다.
이 소결체의 초전도 임계 온도는 직류 4단자법으로 측정했으며, 그리고 전기저항은 113K에서 제로에 도달했다. 77K에서 이 소결체 시료의 B-H 곡선을 측정하기 위해서 VSM 장치가 사용되었으며, 그리고 이 이력의 크기로부터 소결체를 구성하고 있는 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu3O9의 결정 입자 내부를 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc의 치를 구했다.
그 결과는 인가된 자장이 1 테슬라인 경우에 Jc 치는 1000A/㎠이었다.
다음에 산화물 초전도 물질 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu3O9Ca 원자를 Sm으로 치환하여 비초전도 물질 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu3O9을 형성한다. SrO, CaO, Sm2O3, CuO를 혼합하여 Sr : Ca : Sm : Cu의 원자비가 2 : 1 : 1 : 3가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Ca : Sm : Cu의 원자비가 0.5 : 0.5 : 2 : 1 : 1 : 3가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것을 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 물질의 분말에 대한 X-선 회절 측정을 리드웰드법으로 분석하여, 제3도에 표시한 결정구조를 가지는 초전도 물질이 적어도 90%의 비율로 존재한다는 것을 확인하였다. 이 소결체의 초전도 임계 온도를 온도를 변화시키면서 직류 4단자법으로 측정했다. 전기저항은 300K에서 102(10의 2승) 오옴·cm이고, 온도의존도는 반도체의 그것과 같다. 측정은 4.2K까지 계속하였으나 그 범위내의 초전도도를 이룩하지 못했다.
다음에 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu3O9분말 그리고 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCaCu3O9분말을 마노 몰타르에서 충분히 분쇄한 후에 혼합하여 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu3O9과 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu3O9의 몰비율이 9 : 1이 되게 한다. 이어서 이들을 분쇄한 후 압축되어 직경 20mm 그리고 두께 2mm의 디스크 형상으로 성형된다. 이것을 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 이어서, 생성된 소결체 분말에 대해 X-선 회절 측정으로 분석하여, 다른 물질은 제조되지 않고 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu3O9과 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu3O9이 존재한다는 것을 확인했다. 이 소결 물질의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 측정하여 전기저항은 110K에서 제로에 이른다는 것을 알았다. VSM 장치를 사용하여 77K에서 이 소결체 시료의 B-H 곡선을 측정했다. 소결 물질의 결정입자내에 흐르는 초전도 임계 진류밀도 Jc를 이력의 크기에 의해 측정했다. 이 결과, Jc 치는 인가된 자장이 1 테슬라일때에 15000A/㎠이었다. 이것은 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu3O9이 산화물 초전도 물질 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu3O9용의 매우 효과적인 피닝 센터로서 작용한다는 것을 보여준다.
다음에, 이 소결 물질을 다시 분쇄하고, 외경 6mm 그리고 내경 4mm의 금제 파이프에 이 분말을 충전시킨다. 이것을 외경 0.5mm까지 인발한 후에 0.1mm의 두께로 압연한다. 이것을 30mm의 시료로 절단하고, 이어서 대기중에서 950℃의 온도로 10시간 열처리한다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 자장 1 테슬라 77K에서 측정하여 Jc 치 14000A/㎠을 얻었다.
실시예 21
출발물질로서, 순도 99% 또는 그 이상을 가지는 Tl2O3, PbO, SrO, CaO, CuO 그리고 Sm2O3을 사용한다. 먼저 SrO, CaO, CuO를 혼합하여 Sr : Ca : Cu의 원자비가 2 : 3 : 4가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Ca : Cu의 원자비가 0.5 : 0.5 : 2 : 3 : 4가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고, 대기중에서 850℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 재료는 분말에 대한 X-선 회절측정을 실시하고, 다른 물질은 생성되지 않고 (Tl0.5Pb0.5)Sr2Ca3Cu4O11이 발생한 것을 확인하였다.
이 소결 물질의 초전도 임계 온도는 직류 4단지법으로 측정했으며, 그리고 전기저항은 110K에서 제로에 도달했다. 77K에서 이 소결체 시료의 B-H 곡선을 측정하기 위해서 VSM 장치가 사용되었으며, 그리고 이 이력의 크기로부터 소결체를 구성하고 있는 (Tl0.5Pb0.5)Sr2Ca3Cu4O11의 결정 입자 내부를 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc의 치를 구했다.
그 결과는 인가된 자장이 1 테슬라인 경우에 Jc 치는 900A/㎠이었다.
다음에, 산화물 초전도 물질 (Tl0.5Pb0.5)Sr2Ca3Cu4O11의 Ca 원자를 Sm으로 치환하여 비초전도 물질 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu4O11을 형성한다. SrO, CaO, Sm2O3, CuO를 혼합하여 Sr : Ca : Sm : Cu의 원자비가 2 : 2 : 1 : 4가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Ca : Sm : Cu의 원자비가 0.5 : 0.5 : 2 : 2 : 1 : 4가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것을 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 물질의 분말에 대한 X-선 회절 측정을 분석하여, (Tl0.5Pb0.5)Sr2Ca3SmCu4O11가 다른 물질의 생산없이 발생된 것을 확인하였다.
이 소결체의 초전도 임계 온도를 변화시키면서 직류 4단자법으로 측정했다. 전기저항은 300K에서 102(10의 2승) 오옴·cm이고, 온도의존도는 반도체의 그것과 같다. 측정은 4.2K까지 계속하였으나 그 범위내의 초전도도를 이룩하지 못했다.
다음에 (Tl0.5Pb0.5)Sr2Ca3Cu4O11분말 그리고 (Tl0.5Pb0.5)Sr2Ca2Cu4O 분말을 마노 몰타르에서 충분히 분쇄한 후에 혼합하여 (Tl0.5Pb0.5)Sr2Ca3Cu4O11과 (Tl0.5Pb0.5)Sr2Ca2Cu4O11의 몰비율이 9 : 1이 되게 한다. 이어서 이들을 분쇄한 후 압축되어 적경 20mm 그리고 두께 2mm의 디스크 형상으로 성형된다. 이것을 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 850℃의 온도로 5시간 열처리한다. 이어서, 생성된 소결체 분말에 대해 X-선 회절 측정으로 분석하여, 다른 물질은 제조되지 않고 (Tl0.5Pb0.5)Sr2Ca3Cu4O11과 (Tl0.5Pb0.5)Sr2Ca2Cu4O11이 존재한다는 것을 확인했다. 이 소결 물질의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 측정하여 전기저항은 105K에서 제로에 이른다는 것을 알았다. VSM 장치를 사용하여 77K에서 이 소결체 시료의 B-H 곡선을 측정했다. 소결 물질을 구성하는 결정입자내에 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc를 이력의 크기에 의해 측정했다. 이 결과, Jc 치는 인가된 자장이 1 테슬라일때에 11000A/㎠이었다. 이것은 (Tl0.5Pb0.5)Sr2Ca2Cu4O11이 산화물 초전도 물질 (Tl0.5Pb0.5)Sr2Ca2Cu4O11용의 매우 효과적인 피닝 센터로서 작용한다는 것을 보여준다.
다음에, 이 소결 물질을 다시 분쇄하고, 외경 6mm 그리고 내경 4mm의 금제 파이프에 이 분말을 충전시킨다. 이것을 외경 0.5mm까지 인발한 후에 0.1mm의 두께로 압연한다. 이것을 30mm의 시료로 절단하고, 이어서 대기중에서 950℃의 온도로 10시간 열처리한다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 자장 1 테슬라 77K에서 측정하여 Jc 치 11000A/㎠을 얻었다.
실시예 22
출발물질로서, 순도 99% 또는 그 이상을 가지는 Tl2O3, PbO, SrO, CaO, CuO 그리고 Sm2O3을 사용한다. 먼저 SrO, CaO, CuO를 혼합하여 Sr : Ca : Cu의 원자비가 2 : 2 : 3가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Ca : Cu의 원자비가 0.5 : 0.5 : 2 : 2 : 3가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것은 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 850℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 재료는 분말에 대한 X-선 회절측정을 실시하고, 다른 물질은 생성되지 않고 (Tl0.5Pb0.5)Sr2Ca2Cu3O9이 발생한 것을 확인했다.
이 소결 물질의 초전도 임계 온도는 직류 4단자법으로 측정했으며, 그리고 전기저항은 113K에서 제로에 도달했다. 77K에서 이 소결체 시료의 B-H 곡선을 측정하기 위해서 VSM 장치가 사용되었으며, 그리고 이 이력의 크기로부터 소결체를 구성하고 있는 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7의 결정입자 내부를 흐르는 초전도 임계 전류 밀도 Jc의 치를 구했다. 그 결과는 인가된 자장이 1 테슬라인 경우에 Jc 치는 1000A/㎠이었다.
다음에 이 소결 물질을 대기중에서 950℃의 온도로 1시간 열처리하고, 그리고 실온으로 냉각한다. 생성된 소결 물질은 분말에 대해 X-선 선회측정으로 분석했다. 매우 적은 량의 다른 상과 함께 Sr2CaCu2O7, CaO, CuO가 발생되었음을 확인했다.
주사형 전자 현미경으로 이들 소결 물질의 구조를 관찰했으며, 및 미크론의 평균 입경을 가지는 CaO 및 CuO의 결정입자가 약 30 미크론의 평균 입경을 가지는 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7의 결정입자의 내부 그리고 밖에 분리되어 있는 것을 알았다. 이 소결체의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 측정하고, 전기저항은 94K에서 제로에 이르는 것을 알았다. VSM 장치로 77K에서 이 소결체의 B-H 곡선을 측정했다. 이 이력의 크기로부터 소결체를 구성하는 결정입자내에 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc를 측정했다. 이 결과로서 1 테슬라가 인가된 자장내에서 Jc 치는 8000A/㎠이었다. 이것은 산화물 초전도물질을 다른 초전도물질 그리고 비초전도물질로 분해시켜 효과적인 피닝 센터를 만들 수 있다는 것을 보여준다.
다음에, 이 소결 물질을 다시 분쇄하고, 외경 6mm 그리고 내경 4mm의 금제 파이프에 이 분말을 충전시킨다. 이것을 외경 0.5mm까지 인발한 후에 0.1mm의 두께로 압연한다. 이것을 30mm의 시료로 절단하고, 이어서 대기중에서 950℃의 온도로 10시간 열처리한다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 자장 1 테슬라 77K에서 측정하여 Jc 치 700A/㎠을 얻었다. 길게 감은 선재를 코일로 만들고, 그리고 대기중에서 900℃ 온도로 10시간 열처리한다. 이 코일을 액체 질소에 넣고 전류를 가한다. 선재가 초전도로 존재하면서 0.5 테슬라의 자계가 형성되었다.
실시예 23
출발물질로서, 순소 99% 또는 그 이상을 가지는 Tl2, O3, PbO, SrO, CaO, CuO 그리고 Sm2O3을 사용한다. 먼저 SrO, CaO, CuO를 혼합하여 Sr : Ca : Cu의 원자비가 2 : 1 : 2가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Ca : Cu의 원자비가 0.4 : 0.6 : 2 : 1 : 2가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히혼합되면, 이것은 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 재료는 분말에 대한 X-선 회절측정을 실시하고, 다른 물질은 생성되지 않고 (Tl0.4Pb0.6)Sr2CaCu2O7이 발생한 것을 확인했다.
이 소결 물질의 초전도 임계 온도는 직류4단자법으로 측정했으며, 그리고 전기저항은 93K에서 제로에 도달했다. 77K에서 이 소결체 시료의 B0H 곡선을 측정하기 위해서 VSM 장치가 사용되었으며, 그리고 이 이력의 크기로부터 소결체를 구성하고 있는 (Tl0.4Pb0.6)Sr2CaCu2O7의 결정입자 내부를 흐르는 초전도 임계 전류 밀도 Jc의 치를 구했다. 그 결과는 인가된 자장이 1 테스라인 경우에 Jc 치는 900A/㎠이엇다.
다음에, 산화물 초전도물질 (Tl0.4Pb0.6)Sr2CaCu2O7의 Ca 원자를 Sm으로 치환하여 비초전도물질 (Tl0.4Pb0.6)Sr2SmCu2O7을 형성한다. SrO, Sm2, O3, CuO를 혼합하여 Sr : Sm : Cu의 원자비가 2 : 1 : 2가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Sm : Cu의 원자비가 0.4 : 0.6 : 2 : 1 : 2가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것을 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 물질의 분말에 대한 X-선 회절 측정을 분석하여, (Tl0.4Pb0.6)Sr2SmCu2O7가 다른 물질의 생산없이 발생된 것을 확인했다.
이 소결체의 전기·저항을 온도를 변화시키면서 4단자법으로 측정했다. 전기저항은 300K에서 102(10의 2승)오옴·cm이고, 온도 의존도는 반도체의 그것과 같다. 측정은 4.2K까지 계속하였으나 그 범위내의 초전도도를 이룩하지 못했다.
다음에 (Tl0.4Pb0.6)Sr2CaCu2O7분말 그리고 (Tl0.4Pb0.6)Sr2SmCu2O7분말을 마노 몰타르에서 충분히 분쇄한 후에 혼합하여 (Tl0.4Pb0.6)Sr2CaCu2O7과 (Tl0.4Pb0.6)Sr2SmCu2O7의 몰비율이 9 : 1이 되게 한다. 이어서 이들을 압축하여 직경 20mm 그리고 두께 2mm의 디스크 형상으로 성형된다. 이것을 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결체 분말에 대해 X-선 회절측정으로 분석하여, 다른 물질은 생성되지 않고 (Tl0.4Pb0.6) Sr2CaCu2O7과 (Tl0.4Pb0.6)Sr2SmCu2O7이 존재한다는 것을 확인했다. 이 소결 물질의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 측정하여 전기저항은 110K에서 제로에 이른다는 것을 알았다. VSM 장치를 사용하여 77에서 이 소결체 시료의 B-H 곡선을 측정했다. 소결 물질은 구성하는 (Tl0.4Pb0.6)Sr2CaCu2O7의 결정입자내에 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc를 이력의 크기에 의해 측정했다. 이 결과, Jc 치는 인가된 자장이 1 테슬라일 때에 11000A/㎠이었다. 이것은 (Tl0.4Pb0.6)Sr2CaCu2O7이 산화물 초전도물질 (Tl0.4Pb0.6)Sr2CaCu2O7용의 매우 효과적인 피닝센터로서 작용한다는 것을 보여준다.
다음에, 이 소결 물질을 분쇄하고 그리고 평균 입경 약 2미크론의 CaO 분말과 용적비 비율 10대 1로 혼합한다. 이 혼합물을 압축하고 성형하여 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크를 만들고, 이 디스크를 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고, 대기중에서 1050℃의 온도로 10분간 열처리한다. 온도를 90℃로 낮추고 이 온도에서 혼합물을 5시간 가열한다. 생성된 소결 물질을 분말에 대해 X-선 회절 측정하여, (Tl0.4Pb0.6)Sr2CaCu2O7과 (Tl0.4Pb0.6)Sr2SmCu2O7이 존재하고 다른 물질의 생성은 거의 없는 것을 확인했다.
주사형 전자현미경을 사용하여 이 소결체의 구조를 관찰했다. 한때 액상이 형성되었다는 흔적을 볼 수 있다. 이 소결 물질의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 측정하여, 전기저항은 90K에서 제로가 된다는 것을 알았다. 77K에서 VSM 장치를 사용하여 이 소결 시료의 B-H 곡선을 측정했다. 이력의 크기로부터 이 소결 물질의 결정입자내에 흐르는 초전도 임계 전류밀도 Jc를 측정했다. 그 결과 1 테슬라의 자장을 가하면Jc는 13000A/㎠이다. 이것은 CaO 입자가 피닝 센터로 효과적으로 작용함을 보여주는 것이다.
다음에, 이 소결 물질을 다시 분쇄하고, 외경 6mm 그리고 내경 4mm의 금제 파이프에 이 분말을 충전시킨다. 이것을 외경 0.5mm까지 인발한 후에 0.1mm의 두께로 압연한다. 이것을 30mm의 시료로 절단하고, 이어서 대기중에서 1050℃의 온도로 10분간 열처리 하고, 이어서 900℃에서 5시간 일처리한다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 자장 1 테슬라 77K에서 측정하여 Jc 치 13000A/㎠을 얻었다.
실시예 24
실시예 17에서 사용된 CaO 대신에 SrO을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 17에서 사용된 것과 같은 조건으로 선재시료를 만든다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 77K 그리고 자장 1 테슬라에서 직류 4단자법으로 측정하여, Jc 치 12000A/㎠임을 알게 되었다.
실시예 25
실시예 17에서 사용된 CaO 대신에 Ca2CuO3를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 17에서 사용된 것과 같은 조건으로 선재시료를 만든다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 77K 그리고 자장 1 테슬라에서 적류 4단자법으로 측정하여, Jc 치 14000A/㎠임을 알게 되었다.
실시예 26
실시예 17에서 사용된 CaO 대신에 Ca2PbO4를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 17에서 사용된 것과 같은 조건으로 선재시료를 만든다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 77K 그리고 자장 1 테슬라에서 직류 4단자법으로 측정하고, Jc 치 12000A/㎠임을 알게 되었다.
실시예 27
실시예 17에서 사용된 CaO 대신에 BaBiO3를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 17에서 사용된 것과 같은 조건으로 선재시료를 만든다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 77K 그리고 자장 1 테슬라에서 직류 4단자법으로 측정하여, Jc 치 12000A/㎠임을 알게 되었다.
실시예 28
실시예 17에서 사용된 CaO 대신에 ZrO2를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 17에서 사용된 것과 같은 조건으로 선재시료를 만든다. 이 시료의 초전도 임계 온도를 77K 그리고 자장 1 테슬라에서 직류 4단자법으로 측정하여, Jc 치 13000A/㎠임을 알게 되었다.
실시예 29
출발물질로서, 순도 99% 또는 그 이상을 가지는 Tl2O3, PbO, SrO, CaO, CuO 그리고 Sm2O3을 사용한다. 먼저 SrO, CaO, CuO를 혼합하여 Sr : Ca : Cu의 원자비가 2 : 1 : 2가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO과 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Ca : Cu의 원자비가 0.5 : 0.5 : 2 : 1 : 2가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것은 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 재료는 분말에 대한 X-선 회절측정을 실시하고 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7이 다른 물질의 생성없이 발생된 것을 확인했다.
이 소결 물질의 초전도 임계 온도는 직류 4단자법으로 측정했으며, 그리고 전기저항은 95K에서 제로에 도달했다. 77K에서 이 소결체 시료의 B-H 곡선을 측정하기 위해서 VSM 장치가 사용되었으며, 그리고 이 이력의 크기로부터 소결체를 구성하고 있는 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7의 결정입자 내부를 흐르는 초전도 임계 전류 밀도 Jc의 치를 구했다. 그 결과는 인가된 자장이 1 테슬라인 경우에 Jc 치는 900A/㎠이었다.
다음에, 산화물 초전도물질(Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7의 Ca원자를 Sm으로 치환하여 비초전도물질(Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu2O7을 형성한다. SrO, Sm2O3, CuO를 혼합하여 Sr : Sm : Cu의 원자비가 2 : 1 : 2가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Sm : Cu의 원자비가 0.5 : 0.5 : 2 : 1 : 2가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것을 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 물질의 분말에 대한 X-선 회절측정을 분석하여, (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu2O7가 다른 물질 없이 존재하는 것을 확인했다.
이 소결 물질의 전기저항을 온도를 변화시키면서 직류 4단자법으로 측정했다. 전기저항은 약 300K에서 102(10의 2승) 오홈·cm이었다. 온도 의존성은 반도체의 그것과 같다. 측정을 42K까지 계속했으나, 이 범위중에서는 초전도성을 얻지 못했다.
다음에, (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7분말 그리고 (Tl0.5Pb0.5)Sr2SmCu2O7분말을 마노 몰타르에서 분쇄한 후 혼합하여 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7과 (Tl0.5Pb0.5) Sr2SmCu2O7사이의 몰비가 1 : x(여기서 X는 변화됨)의 상이한 수치가 되게 한다. 이들을 마노 몰타르에서 혼합하고 압축하여 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크로 성형한다. 이 디스크를 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 이 소결 물질의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 측정하고, 그리고 전기저항은 110K에서 제로로 되는 것을 알았다. 77K에서 VSM 장치를 사용하여 이 소결 물질의 B-H 곡선을 측정했다. 소결 물질을 구성하는 결정입자내에 흐르는 초전도 임계 전류 밀도 Jc를 측정했다. 초전도 임계 자장 밀도는 1 테슬라의 자장이 가해졌을 때에 측정되었으며 그 결과는 다음 표에서 수득한 Jc로서 표시한다.
실시예 30
출발물질로서, 순도 99% 또는 그 이상을 가지는 Tl2O3, PbO, SrO, CaO, CuO 그리고 희토류 원소를 사용했다. 먼저, 산화물 초전도물질을 실시예 17과 같은 방법으로 만든다.
다음에, 산화물 초전도물질 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7의 Ca 원자를 희토류 원소로 치환하여 비초전도물질(Tl0.5Pb0.5)Sr2LnCu2O7을 형성한다(여기서 Ln은 희토류 원소). SrO, 희토류 산화물 그리고 CuO를 혼합하여 Sr : Ln : Cu의 원자비가 2 : 1 : 2가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Ln : Cu의 원자비가 0.5 : 0.5 : 2 : 1 : 2가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것을 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 물질의 분말에 대한 X-선 회절 측정을 분석하여, 모든 시료 중, 생성물의 90% 이상이 (Tl0.5Pb0.5)Sr2LnCu2O7로 점유된 것을 확인하였다.
이 소결 물질의 전기저항을 온도를 변화시키면서 직류 4단자법으로 측정했다. 전기저항은 약 300K에서 약 102(10의 2승) 오옴·cm이었으며, 온도 의존성은 반도체의 그것과 같다. 측정을 4.2K까지 계속했으나, 이 범위중에서는 초전도성을 얻치 못했다.
다음에, (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7분말 그리고 (Tl0.5Pb0.0)Sr2LnCu2O7분말을 마노 몰타르에서 분쇄한 후 혼합하여 (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7과 (Tl0.5Pb0.5) Sr2LnCu2O7사이의 몰비가 9 : 1이 되게 한다. 이들을 마노 몰타르에서 혼합하고 압축하여 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크로 성형한다. 이 디스크를 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 이 소결 물질의 초전도 임계 온도를 직류4단자법으로 측정하고, 그리고 전기저항이 제로에 이르는 온도를 Tc로 추정했으며, 77K에서 VSM 장치를 사용하여 이 소결 물질의 B-H 곡선을 측정했다. 이력의 크기로부터 소결 물질을 구성하는 결정입자내에 흐르는 초전도 임계 전류 밀도 Jc를 측정했다. 초전도 임계 자장 밀도는 1 테슬라의 자장이 가해졌을 때에 측정되었으며 그 결과는 다음 표에서 수득한 Jc로서 표시한다.
이 표에서, (Tl0.5Pb0.5)Sr2CaCu2O7는 산화물 초전도물질 (Tl0.5Pb0.5) Sr2CaCu2O7용 피닝 센터로 매우 효과적으로 작용함을 알 수 있다. 또한, 희토류 원소간에는 큰 차이가 없는 것도 보여준다.
실시예 31
출발물질로서, Tl2O3, PbO, SrO, CaO, CuO 그리고 Sm2O3을 사용한다. Tl과 Pb의 혼합비를 달리하는 산화물 초전도체 물질을 만든다. SrO, CaO, CuO를 혼합하여 Sr : Ca : Cu의 원자비가 2 : 1 : 2가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Ca : Cu의 원자비가 (1-x): x : 2 : 1 : 2가(여기서 x는 변화시켜 Tl과 Pb비가 다른 초전도물질을 만든다.) 되게한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것은 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다.
다음에, 산화물 초전도물질 (Tl1-xPbx)Sr2CaCu2O7의 Ca 원자를 La으로 치환하여 비초전도물질 (Tl1-xPbx)Sr2LaCu2O를 형성한다. SrO, La2O3, CuO를 혼합하여 Sr : La : Cu의 원자비가 2 : 1 : 2가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Ln : Cu의 원자비가 x-1 : x : 2 : 1 : 2가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것을 직경 20mm, 두께 2mm외 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다.
이 소결 물질의 전기저항을 온도를 변화시키면서 직류 4단자법으로 측정했다. 전기저항은 약 300K에서 102(10의 2승) 오옴·cm이었다. 온도 의존성은 반도체의 그것과 같다. 측정을 4.2K까지 계속했으나, 이 범위중에서 초전도성을 얻지 못했다.
다음에, (Tl1-xPbx)Sr2CaCu2O7분말 그리고 (Tl1-xPbx)Sr2LaCu2O7분말을 마노 몰타르에서 분쇄한 후 혼합하여 (Tl1-xPbx)Sr2CaCu2O7과 (Tl1-xPbx)Sr2LaCu2O7사이의 몰비가 9 : 1이 되게 한다. 이들을 마노 몰타르에서 혼합하고 압축하여 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크로 성형한다. 이 디스크를 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 이 소결 물질의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 측정하고 전기저항이 제로에 이르는 온도를 Tc로 추정했으며, 77K에서 VSM 장치를 사용하여 이 소결 물질의 B-H 곡선을 측정했다. 이력의 크기로부터 소결 물질을 구성하는 결정입자내에 흐르는 초전도 임계 전류 밀도 Jc를 측정했다. 초전도 임계 자장 밀도는 1 테슬라의 자장이 가해졌을 때에 측정되었으며 그 결과는 다음 표에서 수득한 Jc로서 표시한다.
이 표에서 (Tl1-xPbx)Sr2CaCu2O7는 산화물 초전도물질 (Tl1-xPbx)Sr2CaCu2O7용 피닝 센터로 매우 효과적으로 작용함을 알 수 있다.
또한, Tl과 Pb의 비율에 따라서 초전도체 성능에 차이가 있음을 보여주며, x치는 일정한 범위내에 있어야 한다.
실시예 32
출발물질로서 Tl2O3, PbO, Bi2, O3, SrO, CaO, CuO 그리고 La2O3가 사용된다. 첫째로, Tl과 Pb의 여러가지 혼합 비율로 산화물 초전도물질을 만든다.
SrO, CaO 및 CuO를 혼합하여 Sr : Ca : Cu의 원자비가 2 : 1 : 2가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3, PbO 및 Bi2O3와 혼합하여 Tl : Pb : Bi : Sr : Ca :Cu의 원자비가 0.4 : (06-x) : x : 2 : 1 :2가 되게한다(여기서 x를 변화시켜 Tl과 Pb와 Bi의 상이한 비율의 초전도체 물질을 만든다). 마노 몰타르에서 분말이 충분히 혼합되며, 이것은 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고, 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다.
다음에, 산화물 초전도물질 (Tl0.4Pb0.6-xBi)Sr2CaCu2O7의 Ca 원자를 La으로 치환하여 비초전도물질 (Tl0.4Pb0.6-xBix)Sr2LaCu2O7을 형성한다. SrO, La2O3, CuO를 혼합하여 Sr : La : Cu의 원자비가 2 : 1 : 2가 되게하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리한다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3, PbO 및 Bi2O3와 혼합하여 Tl : Pb : Bi : Sr : La : Cu의 원자비가 0.4 : (0.6-x) : x : 2 : 1 : 2가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것을 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다.
이 소결 물질의 전기저항을 온도를 변화시키면서 직류 4단자법으로 측정했다. 전기저항은 약 300K에서 102(10의 2승) 오옴·cm이었다. 온도 의존성은 반도체의 그것과 같다. 측정을 4.2K까지 계속했으나, 이 범위중에서는 초전도성을 얻지 못했다.
다음에, (Tl0.4Pb0.6-xBix)Sr2CaCu2O7분말 그리고 (Tl0.4Pb0.6-xBix)Sr2LaCu2O7분말을 마노 몰타르에서 분쇄한 후 혼합하여 (Tl0.4Pb0.6-xBix)Sr2CaCu2O7과 (Tl0.4Pb0.6-xBix)Sr2LaCu2O7사이의 몰비가 9 : 1이 되게 한다. 이들을 마노 몰타르에서 혼합하고 압축하여 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크로 성형한다. 이 디스크를 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 이 소결 물질의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 측정하고 전기저항이 제로에 이르는 온도를 Tc로 추정하고, 77K에서 VSM 장치를 사용하여 이 소결 물질의 B-H 곡선을 측정했다. 이력의 크기에 따라 소결 물질을 구성하는 결정입자내에 흐르는 초전도 임계 전류 밀도 Jc를 측정했다. 초전도 임계 자장 밀도는 1 테슬라의 자장이 가해졌을때에 측정되었으며 그 결과는 다음 표에서 수득한 Jc로서 표시한다.
이 표에서 (Tl0.4Pb0.6-xBix)Sr2LaCu2O7는 산화물 초전도물질 (Tl0.4Pb0.6-xBix)Sr2CaCu2O7용 피닝 센터로 매우 효과적으로 작용함을 알 수 있다. 또한, Tl, Pb 및 Bi 함량에 따라서 초전도물질의 성능에 차이가 생김을 보여준다. X치는 일정 범위내에 있어야 된다.
실시예 33
출발물질로서, Tl2O3, PbO, SrO, BaO, CaO, CuO 그리고 Sm2O3을 사용했다. 먼저, SrO, BaO, CaO, CuO를 혼합하여 Sr : Ba : Ca : Cu의 원자비가 2(1-x) : 2x : 1 : 2가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리했다. 이 분말을 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Ba : Ca : Cu의 원자비가 0.5 : (0.5-x) : 2(1-x) : 2x : 1 : 2가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것은 직경 20mm 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소결 재료는 분말에 대한 X-선 회절측정을 실시한다. 생성물의 대부분(90% 또는 그 이상)은 (Tl0.5Pb0.5-x)(Sr1-xBax)2CaCu2O7이고 다른 생성물은 거의 없다는 것을 확인했다.
다음에, 산화물 초전도물질 (Tl0.5Pb0.5)(Sr1-xBax)2CaCu2O7의 Ca 원자를 Sm으로 치환하여 비초전도물질 (Tl0.5Pb0.5)(Sr1-xBax)2SmCu2O7을 형성한다. SrO, BaO, 그리고 CuO를 혼합하여 Sr : Ba : Sm : Cu의 원자비가 2(1-x) : 2x : 2T : 1 : 2가 되게 하고 그리고 대기중에서 900℃에서 20시간 열처리했다. 이 분말은 마노 몰타르에서 분쇄하고 그리고 생성된 분말을 Tl2O3및 PbO와 혼합하여 Tl : Pb : Sr : Sm : Cu의 원자비가 0.5 : 0.5 : 2(1-x) : 2x : 1 : 2가 되게 한다. 분말이 마노 몰타르에서 충분히 혼합되면, 이것을 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크의 형태로 압축 및 성형하고, 그리고 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 생성된 소절 재료는 분말에 대한 X-선 회절측정을 분석하여, (Tl0.5Pb0.5)(Sr1-xBax)2SmCu2O7이 다른 물질없이 존재하는 것을 확인했다.
이 소결물질의 전기저항을 온도를 변화시키면서 직류 4단자법으로 측정하였다. 전기저항 300K에서 약 102(10의 2승) 오옴·cm이고, 온도 의존성은 반도체의 그것과 같다. 측정을 4.2K까지 계속했으나, 그 범위내에서 초전도성을 얻을 수 없었다.
다음에, (Tl0.5Pb0.5)(Sr1-xBax)2CaCu2O7분말과 (Tl0.5Pb0.5)(Sr1-xBax)2SmCu2O7을 마노 몰타르에서 혼합하여 (Tl0.5Pb0.5)(Sr1-xBax)2SrCa2O7와 (Tl0.5Pb0.5)(Sr1-xBax)2SmCu2O7의 몰비가 9 : 1이 되게 한다. 이들을 마노몰타르에서 혼합하여 압축하고 성형하고 직경 20mm, 두께 2mm의 디스크를 형성하고, 그리고 디스크를 알루미나 도가니에 넣고 대기중에서 900℃의 온도로 5시간 열처리한다. 이 소결 물질의 초전도 임계 온도를 직류 4단자법으로 측정하고 전기저항이 제로에 이르는 온도를 Tc로 추정하고, 77K에서 VSM 장치를 사용하여 이 소결 물질의 B-H 곡선을 측정했다. 이력의 크기에 따라 소결 물질을 구성하는 결정입자내에 흐르는 초전도 임계 전류 밀도 Jc를 측정했다. 초전도 임계 자장 밀도는 1 테슬라의 자장이 가해졌을 때에 측정되었으며 그 결과는 다음 표에서 수득한 Jc로서 표시한다.
이 표에서 (Tl0.5Pb0.5)(Sr1-xBax)2SmCu2O7은 산화물 초전도체 (Tl0.5Pb0.5) (Sr1-xBax)2CaCu2O7용 피닝 센터로 효과적인 작용을 함을 알 수 있다. 또한 자장내에서 초전도체의 Jc 치는 Sr 및 Ba함량의 비율에 예민하지 않다는 것을 보여준다.
실시예 34
실시예 18에서 제조한 반도체의 소결 물질을 냉각시키고 그리고 초전도체로 만들고, 시판되는 사마륨 코발트 마그넷으로 만든 마그넷 위에 부동시켰다. 30g의 물질을 이 위에 놓아 부동 높이 약 5mm로 되었으며, 이는 이 물질을 운송 계통 및 베어링에 유효하게 사용될 수 있다는 것을 보여준다.
실시예 35
제6도는 본 발명의 실시예에 의한 초전도 선재의 제조를 나타낸다. 선재는 금과 5중량% 팔라듐의 합금 피복재료(17)로 피복된 넙적한 초전도체(16)을 가진다. 피복재료(17)은 초전도체와 현저하게 반응하지 않는한 어느 금속이나 가능하며, 즉, 금, 은, 팔라듐, 구리/알루미늄 합금 그리고 니켈이 바람직하다.
실시예 33에서 제조된 초전도체의 소결 시료를 분쇄하고, 이를 금과 5% 팔라듐으로 된 길이 100mm, 외경 6mm 그리고 내경이 5mm일 합금 파이프에 충전한다. 파이프를 밀봉하고, 그리고 외경 1mm로 연신기로 연신하고, 그리고 이와 같이 생산된 선재는 다시 냉간 압연기로 압연하여 폭 3mm, 그리고 두께 0.2mm의 넙적한 단면구조로 만든다. 선재를 250mm 길이로 절단하고, 대기중에서 950℃로 유지하고, 선재의 일부가 용융한 후에, 이것을 액체 질소내에 급냉시킨다. 이어서, 선재를 880℃에서 20시간 열처리한다. 시료의 임계 전류 밀도를 직류 4단자법으로 77K에서 1 테슬라 자장으로 측정하여 11000A/㎠을 얻었다. 초전도 결정의 배향을 전자 현미경으로 관찰하여, 결정의 C-축의 약 50%가 두께 방향으로 배향하고 있음을 알았다.
본 발명은 높은 자장 강도중에서도 높은 초전도 임계 전류밀도의 산화물 초전도물질을 사용하는 초전도체, 초전도 선재 그리고 초전도 자석을 제공한다.

Claims (29)

  1. 다음 조성식을 갖는 초전도물질 1종 이상의 다수의 피닝센터로 이루어진 초전도체.
    (Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)α(Sr1 -x3Bax3)|βCaγCuδOξ
    [단, 상기 식에서
    0≤X1≤0.8
    0≤X2≤0.5
    0 ≤X3 ≤ 1.0
    0.7≤α≤1.5
    0.7≤β≤1.5
    0.7≤γ≤4.5
    1.4≤δ≤6
    4.5≤ξ≤17
    0 X1+X2 ≤1
    이다.]
  2. 제1항에 있어서, 상기 피닝 센터가 상기한 초전도물질 중의 하나 이상의 원소를 함유하는, 1종 이상의 비초전도물질에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 초전도체.
  3. 제2항에 있어서, 상기한 1종 이상의 비초전도물질이, 상기한 초전도물질과 유사한 결정구조를 가지며, 또한 상기한 초전도물질의 원소와 상이한 원소를 1종 이상 갖는 것임을 특징으로 하는 초전도체.
  4. 제2항에 있어서, 상기한 비초전도물질이 CuO3, Tl, Pb, Bi, Sr, Ba, Ca, Cu, O 원소중 1종 내지 9종인 것을 특징으로 하는 초전도체.
  5. 제2항에 있어서, 상기한 비초전도물질이 CaO, SrO, CuO3, Ca2PbO, BaPbO4, BaBiO3, (Ca,Sr)2CuO3및 (Ca,Sr)CuOx로 구성된 그룹에서 선택된 1종 내지 8종인 것을 특징으로 하는 초전도체.
  6. 제2항에 있어서, 상기한 초전도물질이 초전도체의 다수의 결정립을 형성하고, 또한 상기한 비초전도물질이 상기 결정립내에 존재하는 것을 특징으로 하는 초전도체.
  7. 제2항에 있어서, 상기한 초전도물질이 초전도체의 다수의 결정립을 형성하고, 또한 상기한 비초전도물질이 상기 결정립 바깥쪽의 초전도체에 존재하는 것을 특징으로 하는 초전도체.
  8. 제2항에 있어서, 상기한 초전도물질이 초전도체의 다수의 결정립을 형성하고, 또한 상기한 다수의 결정립중 50% 이상이 소정 방향으로 이의 결정축을 갖는 것을 특징으로 하는 초전도체.
  9. 제2항에 있어서, 상기한 초전도물질이 초전도체의 다수의 결정립을 형성하고, 상기 결정립의 평균 크기는 0.1㎛ 내지 1.0㎛인 것을 특징으로 하는 초전도체.
  10. 제2항에 있어서, 상기한 비초전도물질 및 초전도물질의 용적비율이 0.01 내지 10인 것을 특징으로 하는 초전도체.
  11. 제2항에 있어서, 상기한 비초전도물질이 초전도체 내에서 입자를 형성하고, 상기 입자의 평균 공간거리는 1nm 내지 1㎛인 것을 특징으로 하는 초전도체.
  12. 제1항에 있어서, 상기 초전도체가 1종 이상의 금속물질을 더욱 함유하는 것을 특징으로 하는 초전도체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 금속물질이 Ag 및 Pt 및 Pt족 금속으로 구성된 그룹으로 선택되는 것임을 특징으로 하는 초전도체.
  14. 1종 이상의 초전도물질과 이 초전도물질과 유사한 결정구조를 가지며, 이 초전도물질의 원소와 상이한 원소를 1종 이상 함유하는 비초전도물질 1종 이상으로 이루어진 초전도체.
  15. 제14항에 있어서, 상기한 초전도물질이 다음의 원소,
    i) Tl
    ii) Sr 및 Ba중 적어도 하나
    iii) Ca
    iv) Cu
    v) O
    를 함유하는, 1종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 초전도체.
  16. 제15항에 있어서, 상기한 초전도물질이 Pb 및 Bi중 하나 또는 양자를 함유하는 것을 특징으로 하는 초전도체.
  17. 제14항에 있어서, 상기한 초전도물질이 초전도체의 다수의 결정립을 형성하고, 또한 상기한 비초전도물질이 상기 결정립내에 존재하는 것을 특징으로 하는 초전도체.
  18. 제14항에 있어서, 상기한 초전도물질이 초전도체의 다수의 결정립을 형성하고, 또한 상기한 비초전도물질이 상기 결정립 바깥쪽의 초전도체에 존재하는 것을 특징으로 하는 초전도체.
  19. 제14항에 있어서, 상기한 초전도물질이 초전도체의 다수의 결정립을 형성하고, 또한 상기한 다수의 결정립중 50% 이상의 소정 방향으로 이의 결정축을 갖는 것을 특징으로 하는 초전도체.
  20. 제14항에 있어서, 상기한 초전도물질이 초전도체의 다수의 결정립을 형성하고, 상기 결정립의 평균 크기는 0.1㎛ 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 초전도체.
  21. 제14항에 있어서, 상기한 비초전도물질 및 초전도물질의 용적비율이 0.01 내지 10인 것을 특징으로 하는 초전도체.
  22. 제14항에 있어서, 상기한 비초전도물질이 초전도체내에서 입자를 형성하고, 상기 입자의 평균 공간거리는 1.0㎛ 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 초전도체.
  23. 제14항에 있어서, 상기 초전도체가 1종 이상의 금속물질을 더욱 함유하는 것을 특징으로 하는 초전도체.
  24. 제23항에 있어서, 상기 금속물질이 Ag 및 Pt족 금속으로 구성된 그룹에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 초전도체.
  25. 제14항에 있어서, 초전도체가, 상기한 초전도물질과, 유사하지 않은 결정구조를 갖는 1종 이상의 비초전도물질을 더욱 함유하는 것을 특징으로 하는 초전도체.
  26. 제25항에 있어서, 상기한 추가의 비초전도물질이 Tl, Pb, Bi, Sr, Ba, Ca, Cu, O 원소 1종 내지 8종을 포함하는 화합물인 것을 특징으로 하는 초전도체.
  27. 조성식 (Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)(Sr1-x3Bax3)2CaCu|2O7+x4(단, 0≤X10.8, 0≤X20.5, 0X3≤1, 0≤X1+X21 및 -0.5X40.5)의 산화물 초전도물질과 ; 조성식 (Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)(Sr1-x3Bax3)2LnCu|2O7+x4(단, Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이고, -0.5X40.5) 또는 (Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)LnSrCaCu|2O7+x4(단, Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이고 -0.5X40.5이다)을 가지며, 상기 초전도물질과 유사한 결정구조를 가지며, 또한 상기 초전도물질을 구성하는 원소중 1종 이상의 원소를 다른 원소로 치환함으로써 얻어지는, 적어도 1종의 비초전도물질로 이루어지는 초전도체.
  28. (1) 조성식 (Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)(Sr1-x3Bax3)2CaCu2O7+x4(단, 0≤X10.8, 0≤X20.5, 0X3≤1, 0X1+X21 및 -0.5X40.5)의 산화물 초전도물질, (2) 조성식 (Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)(Sr1-x3Bax3)2LnCu|2O7+x4(단, Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 원소이고, -0.5X40.5) 또는 (Tl1-x1-x2Pbx1Bix2)LnSrCaCu2O7+x4(단, Ln은 이트륨 또는 희토류 원소에서 선택된 1중 이상의 원소이고, -0.5X40.5이다)을 가지며, 상기 초전도물질과 유사한 결정구조를 가지며, 또한 초전도물질을 구성하는 원소중 1중 이상의 윈소를 다른 원소로 치환함으로써 얻어지는 비초전도물질과, (3) 금속 부분으로 이루어진 초전도체.
  29. 1종 이상의 초전도물질의 입자 및, 상기한 1종 이상의 초전도물질과 유사한 결정구조를 갖는 1종 이상의 비초전도물질의 입자를 혼합하고; 이 혼합물을 소결하고; 소결된 혼합물을 가열한 후; 소결된 혼합물을 냉각하여 초전도체를 형성시키는 것을 특징으로 하는 초전도체 형성방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100928553B1 (ko) * 2008-02-18 2009-11-24 강원대학교산학협력단 고온 초전도체 조성물과 이로 이루어진 초전도체 분말 및초전도체 벌크, 그리고 그 초전도체 벌크의 제조방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69120840T2 (de) * 1990-02-21 1996-11-21 United Kingdom Government Supraleiter auf Thalliumbasis substituiert durch seltene Erden
JPH06219736A (ja) * 1993-01-27 1994-08-09 Hitachi Ltd 超電導体
JP3567003B2 (ja) * 1994-12-19 2004-09-15 株式会社日立製作所 タリウム系超電導線
US5747426A (en) * 1995-06-07 1998-05-05 Commonwealth Research Corporation High performance magnetic bearing systems using high temperature superconductors
US5874383A (en) * 1997-04-08 1999-02-23 University Technology Corporation Tibibacacuo based superconductors
TW592840B (en) * 2000-07-12 2004-06-21 Mitsubishi Materials Corp Protective film for FPD, vapor deposited material for production method, FPD, and manufacturing device for FPD protective film
US6800321B1 (en) * 2002-05-29 2004-10-05 The Regents Of The University Of California Reduced AC losses in HTS coated conductors

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4826808A (en) * 1987-03-27 1989-05-02 Massachusetts Institute Of Technology Preparation of superconducting oxides and oxide-metal composites
US4952554A (en) * 1987-04-01 1990-08-28 At&T Bell Laboratories Apparatus and systems comprising a clad superconductive oxide body, and method for producing such body
US5057484A (en) * 1987-05-01 1991-10-15 Fujikura Ltd. Single crystal oxide superconductor and method of producing the same
DE3855287T2 (de) * 1987-06-26 1996-12-05 Hitachi Ltd Supraleitender Draht
US5106825A (en) * 1987-07-31 1992-04-21 Olin Corporation Fabrication of superconducting wire and product
EP0358777B1 (en) * 1988-02-26 1994-12-28 Mitsubishi Materials Corporation PROCESS FOR PRODUCING Bi-Ca-Sr-Cu-O, Tl-Ca-Sr-Cu-O AND Tl-Ba-Ca-Cu-O SUPERCONDUCTING CERAMICS
JP2767283B2 (ja) * 1988-07-01 1998-06-18 財団法人生産開発科学研究所 Ｂｉ―Ｐｂ―Ｓｒ―Ｂａ―Ｃａ―Ｃｕ―Ｏ系超電導物質
US5017554A (en) * 1988-08-24 1991-05-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Superconducting metal oxide Tl-Pb-Ca-Sr-Cu-O compositions and processes for manufacture and use
DE3830092A1 (de) * 1988-09-03 1990-03-15 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung eines hochtemperatursupraleiters sowie daraus bestehende formkoerper
GB8824630D0 (en) * 1988-10-20 1988-11-23 Evetts J E Improvements in & relating to super-conducting composite conductors
EP0377359B1 (en) * 1988-12-05 1994-04-20 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Oxide superconducting material, process for preparing the same and applications thereof
JP2703036B2 (ja) * 1989-03-03 1998-01-26 株式会社日立製作所 超伝導物質
EP0431170A4 (en) * 1989-05-27 1992-03-11 Foundational Juridical Person International Superconductivity Technology Center Oxide superconductor
DE69024190T2 (de) * 1989-09-05 1996-05-30 Int Superconductivity Tech Supraleitendes material und seine herstellung
US5300482A (en) * 1991-03-01 1994-04-05 Hitachi, Ltd. Oxide superconductors
US5149687A (en) * 1991-04-01 1992-09-22 United Technologies Corporation Method for making oriented bismuth and thallium superconductors comprising cold pressing at 700 MPa
US5192739A (en) * 1991-06-28 1993-03-09 General Electric Company Method of forming a tape of the high temperature oxide superconductors
JPH0687611A (ja) * 1992-09-04 1994-03-29 Hitachi Ltd 酸化物系超電導体、その製造方法及び線材
US5376623A (en) * 1993-09-07 1994-12-27 Industrial Technology Research Institute Method to enhance critical temperature of thallium-based superconductors
US5507484A (en) * 1994-07-15 1996-04-16 Lifetime Products, Inc. Basketball backboard

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100928553B1 (ko) * 2008-02-18 2009-11-24 강원대학교산학협력단 고온 초전도체 조성물과 이로 이루어진 초전도체 분말 및초전도체 벌크, 그리고 그 초전도체 벌크의 제조방법

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