JPH01108148A - 酸化物超電導材料 - Google Patents
酸化物超電導材料Info
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- JPH01108148A JPH01108148A JP62263442A JP26344287A JPH01108148A JP H01108148 A JPH01108148 A JP H01108148A JP 62263442 A JP62263442 A JP 62263442A JP 26344287 A JP26344287 A JP 26344287A JP H01108148 A JPH01108148 A JP H01108148A
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- Japan
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- temperature
- samples
- oxide superconducting
- electrical resistance
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、超電導マグネットやジョセフソン接合素子等
に用いられる、酸化物超電導材料に関するものである。
に用いられる、酸化物超電導材料に関するものである。
従来の技術
超電導材料は、(1)電気抵抗がゼロである、(2)完
全反磁性である、(3)ジョセフソン効果がある、とい
った、他の材お[にない特性を持っており、電力輸送、
発電器、核融合プラズマ閑じ込め、磁気浮上列車、磁気
シールド、高速コンピユータ等の幅広い応用が期待され
ている。ところが、従来の金属系超電導体では、超電導
転移温度は最も高いものでも23に程度であり、このた
め使用時には高価な液体ヘリウムと大がかりな断熱装置
を使って冷却する必要があり、工業上大きな問題であっ
た。このためより高温で超電導体となる材料の探索が行
われていた。
全反磁性である、(3)ジョセフソン効果がある、とい
った、他の材お[にない特性を持っており、電力輸送、
発電器、核融合プラズマ閑じ込め、磁気浮上列車、磁気
シールド、高速コンピユータ等の幅広い応用が期待され
ている。ところが、従来の金属系超電導体では、超電導
転移温度は最も高いものでも23に程度であり、このた
め使用時には高価な液体ヘリウムと大がかりな断熱装置
を使って冷却する必要があり、工業上大きな問題であっ
た。このためより高温で超電導体となる材料の探索が行
われていた。
1987年2月に、新たなセラミックス系超電導物質、
Y B a2c u :107−Xが見いだされ、ざら
にYを他の希土類元素(La、 Nd* Sm、
Ell。
Y B a2c u :107−Xが見いだされ、ざら
にYを他の希土類元素(La、 Nd* Sm、
Ell。
Gd、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 L
u)で置き換えた物質についても、超電導吠態となるこ
とが確認された。これらのセラミックスは、Mi電導転
移温度が95に程度と高く、冷却には安価な液体窒素(
沸点77K)を用いる事が出来、また冷却装置も小型と
なるので、応用範囲も広がるものとil待される。この
ため現在、この化合物及びYを他の稀土類金属で置き換
えた化合物の製造法、物性、応用等に関して多くの研究
がなされている。
u)で置き換えた物質についても、超電導吠態となるこ
とが確認された。これらのセラミックスは、Mi電導転
移温度が95に程度と高く、冷却には安価な液体窒素(
沸点77K)を用いる事が出来、また冷却装置も小型と
なるので、応用範囲も広がるものとil待される。この
ため現在、この化合物及びYを他の稀土類金属で置き換
えた化合物の製造法、物性、応用等に関して多くの研究
がなされている。
発明が解決しようとする問題点
均質な焼結体を得るには、できるだけ高温で熱処理し個
々の元素の移動を容易にするのが農も容易な方法である
。しかしながら、LnBa2Cu。
々の元素の移動を容易にするのが農も容易な方法である
。しかしながら、LnBa2Cu。
07− Xは900〜1000℃以りで分解してしまう
事が知られている。900℃未満で焼成・熱処理した場
合、焼結体中には未反応あるいは副成分が残りやすく、
均質性を欠く焼結体しか得られない。一方、900℃以
上で焼成・熱処理した場合、超電導を示ずL n B
a 2C11307−x相が分解し始め、副成分が析出
し、焼結体中のlri電導成分は減ってしまう。そのた
め、従来は不均質な焼結体しか得られず、その不均質性
が特性の安定性や信頼性に恋影響を与えていた。
事が知られている。900℃未満で焼成・熱処理した場
合、焼結体中には未反応あるいは副成分が残りやすく、
均質性を欠く焼結体しか得られない。一方、900℃以
上で焼成・熱処理した場合、超電導を示ずL n B
a 2C11307−x相が分解し始め、副成分が析出
し、焼結体中のlri電導成分は減ってしまう。そのた
め、従来は不均質な焼結体しか得られず、その不均質性
が特性の安定性や信頼性に恋影響を与えていた。
また、優れた特性を得るためには、焼成時、あるいはそ
の後で、酸素中で加熱処理する必要があり、製造プロセ
スが複雑となり、応用範囲が狭くなるという欠点もあっ
た。
の後で、酸素中で加熱処理する必要があり、製造プロセ
スが複雑となり、応用範囲が狭くなるという欠点もあっ
た。
問題点を解決するための手段
化学式L n B aP(Cu +−zT az) 3
07−X (Ln!;tY、 1.、a、
N(1,Sm、 f’、u、 G(1,D
y。
07−X (Ln!;tY、 1.、a、
N(1,Sm、 f’、u、 G(1,D
y。
110、 Er、 Tm、 Y))、 [11
の内の少なくとも一種叉σ以りの金属)で表され、Zが
0.01≦Z≦0.;3の範囲内に有る酸化物超電導材
料とする。
の内の少なくとも一種叉σ以りの金属)で表され、Zが
0.01≦Z≦0.;3の範囲内に有る酸化物超電導材
料とする。
作用
本発明のL n B aP(Cu +−zT az)
xO?−:sでは、原料の酸化銅の一部を酸化タンタル
で置き換える事により1.Uf電導転移温度を変化させ
るバなく、均質な酸化物超電導材料が容易に製造できる
。
xO?−:sでは、原料の酸化銅の一部を酸化タンタル
で置き換える事により1.Uf電導転移温度を変化させ
るバなく、均質な酸化物超電導材料が容易に製造できる
。
また酸素中熱処理をせず、空気中熱処理でも、YB a
2Cu ]o7−xと同様の特性となる。さらに120
0℃熱処理でも分解しない。
2Cu ]o7−xと同様の特性となる。さらに120
0℃熱処理でも分解しない。
実施例
以下、L n B aP(Cu +−zT az) 3
07−Xの代表として、Y B aP(CII l−2
T az) 307−x、 D yBa2(CIJ
+−2T az) 307−x、及びLToBa2(C
u +−zT az) 307−Xの場合について本発
明を説明する。
07−Xの代表として、Y B aP(CII l−2
T az) 307−x、 D yBa2(CIJ
+−2T az) 307−x、及びLToBa2(C
u +−zT az) 307−Xの場合について本発
明を説明する。
実施例1
純度99%のY2O3,B a Co3. C+i
0. Ta 205粉末をY RaP (Cu +−
zT az) 107−x(Z=0、0.010、0.
100、0.200.0.300.0.400.0.
500)の組成となるように、それぞれ秤量し、これを
メノウボールミルでエタノールにて18時時間式混合し
た。
0. Ta 205粉末をY RaP (Cu +−
zT az) 107−x(Z=0、0.010、0.
100、0.200.0.300.0.400.0.
500)の組成となるように、それぞれ秤量し、これを
メノウボールミルでエタノールにて18時時間式混合し
た。
混合物を120℃で乾燥した後、アルミナ坩堝に入れ、
850℃で5時間、空気中で仮焼した。仮焼粉を粗粉砕
し、ざらに900℃で5時1m、空気中で再仮焼した。
850℃で5時間、空気中で仮焼した。仮焼粉を粗粉砕
し、ざらに900℃で5時1m、空気中で再仮焼した。
この2回仮焼粉を、メノウボールミルでエタノールにて
18時時間式粉砕し、120℃で乾燥した。こうして得
た粉末にポリビニルブチラールを5重量%濃度で溶解し
た、イソプロパツール溶液を5重着%加えて造粒した。
18時時間式粉砕し、120℃で乾燥した。こうして得
た粉末にポリビニルブチラールを5重量%濃度で溶解し
た、イソプロパツール溶液を5重着%加えて造粒した。
この造粒粉0.8gを18mmX5mmの金型で、50
0kg/cm2の圧力で一軸加圧成形した。
0kg/cm2の圧力で一軸加圧成形した。
これらの成形体を酸素中で昇温速度300℃/時間、バ
インダアウト600℃で2時間、焼成900〜1400
℃で20時間、降温速度100℃/時間の条件で焼成し
た。
インダアウト600℃で2時間、焼成900〜1400
℃で20時間、降温速度100℃/時間の条件で焼成し
た。
得られた焼結体の電気抵抗の温度変化をp′g端子端子
側定した。焼成温度、収wi率(=(L−ΔL)/L、
ただし14は焼成前の成形体の長さ(18mm>、(1
,−Δ1、)は焼成後の長さ)、抵抗が急激に低下し始
めろ温度(T、On)と抵抗が0となる温度(T、、R
″りを、表1に示す。
側定した。焼成温度、収wi率(=(L−ΔL)/L、
ただし14は焼成前の成形体の長さ(18mm>、(1
,−Δ1、)は焼成後の長さ)、抵抗が急激に低下し始
めろ温度(T、On)と抵抗が0となる温度(T、、R
″りを、表1に示す。
表1. Y Bap (Cu +−;T az) q
Ov−xの超電導転移温度 表1より明らかなようζこ、CuをTaて:30χまて
置換しても、超電導転移温度の低下はほとんどない。
Ov−xの超電導転移温度 表1より明らかなようζこ、CuをTaて:30χまて
置換しても、超電導転移温度の低下はほとんどない。
空気中で焼成すると、Z=0の場合ではTconで5度
、TcR″Bで10度低下したが、CuをTaて1を換
した系では、そのようなT。。0、TcR=lIの低下
は認められなかった。
、TcR″Bで10度低下したが、CuをTaて1を換
した系では、そのようなT。。0、TcR=lIの低下
は認められなかった。
また、発明者等は表1にあるそれぞれの組成に対して3
0個以上の試料を作製したが、z=Oの場合は作製者や
作製日時が変わる毎に試料間に特性のバラ付きがあった
。作製した全試料の3分の1が、液化窒素温度において
も電気抵抗はOにならなかった。しかし、Z=0.01
〜0.300に関してはバラ付きの少ない安定した特性
の焼結体が得られ、作製した試料全てが82 K以上で
電気抵抗がOになった。
0個以上の試料を作製したが、z=Oの場合は作製者や
作製日時が変わる毎に試料間に特性のバラ付きがあった
。作製した全試料の3分の1が、液化窒素温度において
も電気抵抗はOにならなかった。しかし、Z=0.01
〜0.300に関してはバラ付きの少ない安定した特性
の焼結体が得られ、作製した試料全てが82 K以上で
電気抵抗がOになった。
エネルギー分散型X線マイクロアナライザーを用いて表
1にあるそれぞれの組成の試料の破断面を分析した。Z
=0の場合は、Y B a 2CLJ 307−Xの他
に、CuOやBaCuO>等の結晶粒が多数認められた
。Z≧0−01の場合も、CuOやBaC11o2等の
副成分が認められたが、Z=0の場合と比較して、その
数は圧倒的に少なく、粒径も小さかった。
1にあるそれぞれの組成の試料の破断面を分析した。Z
=0の場合は、Y B a 2CLJ 307−Xの他
に、CuOやBaCuO>等の結晶粒が多数認められた
。Z≧0−01の場合も、CuOやBaC11o2等の
副成分が認められたが、Z=0の場合と比較して、その
数は圧倒的に少なく、粒径も小さかった。
実施例2
純度99%のDy20v、BaCO3,Cub、Ta2
05粉宋をD y B az(Cu +−zT az)
307−X(Z:0、o、 oto、 o、
ioo、0.200.0.300.0.400.0.5
00)の組成となるように、それぞれ秤徹し、実施例1
の場合と同様にして混合・仮焼・粉砕し、成形体を作製
した。これらの成形体を実施例1と同様の条件で焼成し
た。
05粉宋をD y B az(Cu +−zT az)
307−X(Z:0、o、 oto、 o、
ioo、0.200.0.300.0.400.0.5
00)の組成となるように、それぞれ秤徹し、実施例1
の場合と同様にして混合・仮焼・粉砕し、成形体を作製
した。これらの成形体を実施例1と同様の条件で焼成し
た。
得られた焼結体の電気抵抗の温度変化を四端子法で測定
した。焼成温度、収縮率、7.QnとTcR″dを、表
2に示す。
した。焼成温度、収縮率、7.QnとTcR″dを、表
2に示す。
(以下余白)
表2. D y B hp (CLI I−ZT a
z) 307−X の超電導転移温度 表2より明らかなように、CuをTaで3oχまで置換
しても、超電導転移温度の低下はほとんどない。
z) 307−X の超電導転移温度 表2より明らかなように、CuをTaで3oχまで置換
しても、超電導転移温度の低下はほとんどない。
空気中で焼成すると Z=Oの場合ではTc。nで7度
、Tc”θで12度低下したが、CuをTaで置換した
系では、そのような7con、 7cR2llの低下は
認められなかった。
、Tc”θで12度低下したが、CuをTaで置換した
系では、そのような7con、 7cR2llの低下は
認められなかった。
また、発明者等は表2にあるそれぞれの組成に対して3
0個以上の試料を作製したが、Z=0の場合は作製者や
作製日時が変わる毎に試料間に特性のバラ付きがあった
。作製した全試料の3分の1が、ttl化窒素温度にお
いても電気抵抗はOにならなかった。しかし、Z=O,
OI〜0.300に1可してはバラ付きの少ない安定し
た特性の焼結体が得られ、作製した試料全てが82 K
以上で電気抵抗が0になった。
0個以上の試料を作製したが、Z=0の場合は作製者や
作製日時が変わる毎に試料間に特性のバラ付きがあった
。作製した全試料の3分の1が、ttl化窒素温度にお
いても電気抵抗はOにならなかった。しかし、Z=O,
OI〜0.300に1可してはバラ付きの少ない安定し
た特性の焼結体が得られ、作製した試料全てが82 K
以上で電気抵抗が0になった。
さらに、エネルギー分散型X線マイクロアナライザーを
用いて表2にあるそれぞれの組成の試料の破断面を分析
し、実施例1の場合と同様に、本発明による酸化物超電
導材料が従来のものに比べ均質性に優れていることを確
認した。
用いて表2にあるそれぞれの組成の試料の破断面を分析
し、実施例1の場合と同様に、本発明による酸化物超電
導材料が従来のものに比べ均質性に優れていることを確
認した。
実施例3
純度99%のHO20:l、BaCO3,Cub、Ta
205粉末をHo B az(CII +−2T az
) qOr−:<(Z:0.0.010、o、too、
0.200.0.300.0.400.0.500)の
組成となるように、それぞれ秤量し、実施例1の場合と
同様にして混合・仮焼・粉砕し、成形体を作製した。こ
れらの成形体を実施例1と同様の条件で焼成した。
205粉末をHo B az(CII +−2T az
) qOr−:<(Z:0.0.010、o、too、
0.200.0.300.0.400.0.500)の
組成となるように、それぞれ秤量し、実施例1の場合と
同様にして混合・仮焼・粉砕し、成形体を作製した。こ
れらの成形体を実施例1と同様の条件で焼成した。
11#られた焼結体の電気抵抗の温度変化を四端子法で
測定した。焼成温度、収縮率、T、onとTcR”0を
、表3に示す。
測定した。焼成温度、収縮率、T、onとTcR”0を
、表3に示す。
表3. Ho B a2 (Ct1+−zT az)
yo7−x の超電導転移温度 表3より明らかなように、CuをTaで30zまて置換
しても、超電導転移温度の低下はほとんどない。
yo7−x の超電導転移温度 表3より明らかなように、CuをTaで30zまて置換
しても、超電導転移温度の低下はほとんどない。
空気中で焼成すると Z=0の場合ではy、onで5度
、T、R″0て10度低下したが、CuをTaで置換し
た系では、そのようなTo。0、T、、R“の低下は認
められなかった。
、T、R″0て10度低下したが、CuをTaで置換し
た系では、そのようなTo。0、T、、R“の低下は認
められなかった。
また、発明者等は表2にあるそれぞれの組成に対して3
0個以上の試料を作製したが、Z:0の合は作製者や作
製日時が変わる毎に試料間に特性のバラ付きがあった。
0個以上の試料を作製したが、Z:0の合は作製者や作
製日時が変わる毎に試料間に特性のバラ付きがあった。
作製した全試料の3分の1が、液化窒素温度においても
電気抵抗はOにならなかった。しかし、Z=0.01〜
0.300に[マ1してはう付きの少ない安定した特性
の焼結体が得られ、作製した試料全てが82■(以−ヒ
で電気抵抗が0になった。
電気抵抗はOにならなかった。しかし、Z=0.01〜
0.300に[マ1してはう付きの少ない安定した特性
の焼結体が得られ、作製した試料全てが82■(以−ヒ
で電気抵抗が0になった。
さらに、エネルギー分散型X線マイクロアナライザーを
用いて表3にあるそれぞれの組成の試料の破断面を分析
し、実施例1°の場合と同様に、本発明による酸化物超
電導材料が従来のものに比べ均質性に優れていることを
確認した。
用いて表3にあるそれぞれの組成の試料の破断面を分析
し、実施例1°の場合と同様に、本発明による酸化物超
電導材料が従来のものに比べ均質性に優れていることを
確認した。
発明の効果
本発明によれば、化学式L n B a2 (Cu +
−zTa Z) 107−:< (L nはY、 La
、 NtL Sm、 Eu。
−zTa Z) 107−:< (L nはY、 La
、 NtL Sm、 Eu。
Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luの内の少な
くとも一種類以上の金属)で表されZが09OfSZ≦
0.3の範囲内に有る酸化物超電導材P1とすることに
より、優れた特性の均質な超電導材料を、容易かつ安定
に得る事が可能である。
くとも一種類以上の金属)で表されZが09OfSZ≦
0.3の範囲内に有る酸化物超電導材P1とすることに
より、優れた特性の均質な超電導材料を、容易かつ安定
に得る事が可能である。
Claims (1)
- 化学式LnBa_2(Cu_1_−_ZTa_Z)_
3O_7_−_X(LnはY,La,Nd,Sm,Eu
,Gd,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luから選択
された少なくとも一種の金属)で表され、Zが0.01
≦Z≦0.3の範囲内に有る事を特徴とする酸化物超電
導材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62263442A JPH01108148A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 酸化物超電導材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62263442A JPH01108148A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 酸化物超電導材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01108148A true JPH01108148A (ja) | 1989-04-25 |
Family
ID=17389561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62263442A Pending JPH01108148A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 酸化物超電導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01108148A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6451320A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-27 | Asahi Chemical Ind | Superconducting compound oxide |
| JPS6461342A (en) * | 1987-09-01 | 1989-03-08 | Ube Industries | Ta-containing y-ba-cu-o based ceramic |
-
1987
- 1987-10-19 JP JP62263442A patent/JPH01108148A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6451320A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-27 | Asahi Chemical Ind | Superconducting compound oxide |
| JPS6461342A (en) * | 1987-09-01 | 1989-03-08 | Ube Industries | Ta-containing y-ba-cu-o based ceramic |
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