JPH01108150A - 酸化物超電導材料 - Google Patents
酸化物超電導材料Info
- Publication number
- JPH01108150A JPH01108150A JP62263445A JP26344587A JPH01108150A JP H01108150 A JPH01108150 A JP H01108150A JP 62263445 A JP62263445 A JP 62263445A JP 26344587 A JP26344587 A JP 26344587A JP H01108150 A JPH01108150 A JP H01108150A
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- Japan
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- density
- superconducting material
- temperature
- pbo
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- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 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
- 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
Landscapes
- 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、８！、電導マグネットやジョセフソン接合１
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。
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。
従来の技術
超電導材料は、ｌ）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
、池の材料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１羽じ込め、磁気浮り列車、磁気シー
ルド、高速コンピュ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、実使用時に
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
。
磁性である、 ３）ジョセフソン効果がある、といった
、池の材料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１羽じ込め、磁気浮り列車、磁気シー
ルド、高速コンピュ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、実使用時に
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、
ＹＢ＆２ＣｕｚＯｒ−ｘが見いだされ、ざらにＹを他の
希土類元素（Ｌａ、 Ｎｄ、 Ｓｍ、 Ｅｕ。
ＹＢ＆２ＣｕｚＯｒ−ｘが見いだされ、ざらにＹを他の
希土類元素（Ｌａ、 Ｎｄ、 Ｓｍ、 Ｅｕ。
Ｇｄｌ ＤＹ９ Ｈｏ、 Ｅｒ、 Ｔｍ、 Ｙｂ、 Ｌ
ＬＩ）で置き換えた物質についても、超電導状態となる
ことが確認された。これらのセラミックスは、超電導転
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ｔｔｍも広がるものと期待される。この
ため現在、これらの化合物の製造法、物性、応用等に関
して多くの研究がなされている。
ＬＩ）で置き換えた物質についても、超電導状態となる
ことが確認された。これらのセラミックスは、超電導転
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ｔｔｍも広がるものと期待される。この
ため現在、これらの化合物の製造法、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
これらのセラミックスは、通常、含まれている各金属成
分の酸化物、ＬＡ酸塩等を機械的に混合した後仮焼し、
得られた仮焼粉を成形し、焼成する方法で製造される。
分の酸化物、ＬＡ酸塩等を機械的に混合した後仮焼し、
得られた仮焼粉を成形し、焼成する方法で製造される。
この方法では、超電導材料であるベロアスカイト型構造
を持つＬｎＢａ２Ｃｕ１０７−Ｘが生成するためには、
９００℃程度以上の温度で焼成する必要があり、また、
９８０℃程度以りの温度になると Ｌ ｎ Ｂ ａ ２
Ｃｕ ３０７−Ｘ相が分解してしまうために、焼成温度
は９００℃〜９８０℃程度に限られている。ところが、
これらのセラミックスはその焼結性が低いために、この
温度範囲内では充分高密度な焼結体が得られず、実使用
する場合に、機械的強度が低い、臨界電流密度が小さい
等の問題点があった。
を持つＬｎＢａ２Ｃｕ１０７−Ｘが生成するためには、
９００℃程度以上の温度で焼成する必要があり、また、
９８０℃程度以りの温度になると Ｌ ｎ Ｂ ａ ２
Ｃｕ ３０７−Ｘ相が分解してしまうために、焼成温度
は９００℃〜９８０℃程度に限られている。ところが、
これらのセラミックスはその焼結性が低いために、この
温度範囲内では充分高密度な焼結体が得られず、実使用
する場合に、機械的強度が低い、臨界電流密度が小さい
等の問題点があった。
問題点を解決するための手段
化学式Ｌ ｎＢ ａ２（Ｃｕ ｔ−ｚＰ ｂ ｚ）３０
７−ｘ （Ｌ ｎはＹ、 Ｌａ、 Ｎｄ、 Ｓｍ、
Ｅｕ、 Ｃｄ、 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、
Ｚｔ）１０．０２≦Ｚ≦０．２の範囲内に有る酸化物超
電導材わ［とする。
７−ｘ （Ｌ ｎはＹ、 Ｌａ、 Ｎｄ、 Ｓｍ、
Ｅｕ、 Ｃｄ、 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、
Ｚｔ）１０．０２≦Ｚ≦０．２の範囲内に有る酸化物超
電導材わ［とする。
作用
本発明の ［、、ｎ Ｂ ａ２（ＣＩＩ ＋−ｚＰ ｂ
ｚ＞３Ｃ）ｒ−×セラミックスでは、低融点のＰｂＯを
ペロブスカイトのＢサイトに置換固溶させることにより
、同一焼成温度では、特性を劣下させずに焼結体密度を
上げることが可能である。また、同一焼結体密度となる
温度は低下する。この場合、Ｐｂｏがペロブスカイトの
ＡサイトのＢａを置換固溶すると、特性が劣ドするので
、好ましくない。
ｚ＞３Ｃ）ｒ−×セラミックスでは、低融点のＰｂＯを
ペロブスカイトのＢサイトに置換固溶させることにより
、同一焼成温度では、特性を劣下させずに焼結体密度を
上げることが可能である。また、同一焼結体密度となる
温度は低下する。この場合、Ｐｂｏがペロブスカイトの
ＡサイトのＢａを置換固溶すると、特性が劣ドするので
、好ましくない。
実施例
以下、 実施例で本発明を説明する。
実施例１
試薬特級のＹ２Ｏ３，ＢａＣＯ３，Ｃｌｌ０．ＰｂＯ粉
末を、Ｙ Ｂ ａ２（Ｃｕ ｔ−ｚＰ ｂｚ）３０ｖ−
ｘｔ４成で、Ｃｕに対するＰｂの置換率が０％、１％、
２％。
末を、Ｙ Ｂ ａ２（Ｃｕ ｔ−ｚＰ ｂｚ）３０ｖ−
ｘｔ４成で、Ｃｕに対するＰｂの置換率が０％、１％、
２％。
５％、１０％、２０％、３０％となり、合計用量が約１
００ｇとなるようにように、それぞれ秤量し、これらを
メノウボールミルでエタノール１５０ｍ１にて１８時時
間式混合した。混合物を１００℃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。
００ｇとなるようにように、それぞれ秤量し、これらを
メノウボールミルでエタノール１５０ｍ１にて１８時時
間式混合した。混合物を１００℃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、さらに８５０℃で５時間、空気中で
再仮焼した。これらの２回仮焼粉を、メノウボールミル
でエタノール１００ｍ１にて１８時時間式粉砕し、１２
０℃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重量％加えて造粒した。
再仮焼した。これらの２回仮焼粉を、メノウボールミル
でエタノール１００ｍ１にて１８時時間式粉砕し、１２
０℃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重量％加えて造粒した。
造粒粉は０．８ｇをとり、直径１２ｍｍの金型で５００
ｋｇ／ｃｒｎ２の圧力で一軸加圧成形した。
ｋｇ／ｃｒｎ２の圧力で一軸加圧成形した。
これらの成形体を空気中および酸素中で昇温速度３００
℃／時間、バインダアウト６００℃−２時間、焼成９５
０℃−２０時間、降温速度１００℃／時間の条件で焼成
した。
℃／時間、バインダアウト６００℃−２時間、焼成９５
０℃−２０時間、降温速度１００℃／時間の条件で焼成
した。
得られた焼結体の密度を重量と試料のサイズより）リリ
定し、また電気抵抗の温度変化を四端子法で測定した。
定し、また電気抵抗の温度変化を四端子法で測定した。
それらの結果を表１に示した。表中では、抵抗が急激に
低下し始める温度（Ｔｃｏ。）と抵抗が０となる温度（
Ｔｃ＋＋ ）にわけて表した。
低下し始める温度（Ｔｃｏ。）と抵抗が０となる温度（
Ｔｃ＋＋ ）にわけて表した。
表１．焼結体の諸性性
表１より明らかなように、ＰｂでＣｕを置換すると、置
換微２０％までは焼結体密度は増加した。
換微２０％までは焼結体密度は増加した。
また、この間の超電導転移温度の低下はほとんどみられ
なかった。
なかった。
実施例２
試薬特級のＤｙ２Ｏ３，ＢａＣＯ３，ＣＩＪＯ，Ｐｂｏ
粉末をＤ ｙ ８ ａ２（Ｃ１１１−２Ｐ ｂ、：）３
０７−ｘ［ｌ成で、ＣＩＪに対するｐｂの置換率が０％
および１０％となり、合計ｔｉが約１００ｇとなるよう
にようにそれぞれ秤量し、実施例１と同様の方法で焼結
体を作成した。これらの焼結体の密度および超電導転移
温度は、Ｐ ｂ置換率θ％のもので、それぞれ５．７２
ｇ／ｃｍ３、Ｔ ｃ ｏｎ” ９６ Ｋ、Ｔ ｃ ｅ＝
９２にであり、ｐｂ置換率１０％のものでは、６、 ０
１ ｇ／ｃｍ３、Ｔ Ｃｏｎ＝ ９５ Ｋ−Ｔ Ｃｅ＝
９３にであった。
粉末をＤ ｙ ８ ａ２（Ｃ１１１−２Ｐ ｂ、：）３
０７−ｘ［ｌ成で、ＣＩＪに対するｐｂの置換率が０％
および１０％となり、合計ｔｉが約１００ｇとなるよう
にようにそれぞれ秤量し、実施例１と同様の方法で焼結
体を作成した。これらの焼結体の密度および超電導転移
温度は、Ｐ ｂ置換率θ％のもので、それぞれ５．７２
ｇ／ｃｍ３、Ｔ ｃ ｏｎ” ９６ Ｋ、Ｔ ｃ ｅ＝
９２にであり、ｐｂ置換率１０％のものでは、６、 ０
１ ｇ／ｃｍ３、Ｔ Ｃｏｎ＝ ９５ Ｋ−Ｔ Ｃｅ＝
９３にであった。
実施例３
試薬特級のＨｏ２Ｏ３，ＢａＣＯ３，Ｃｕｂ、Ｐｂｏ粉
末をＨｏ Ｂ ａ２（Ｃｕ ＋−ｚＰ ｂｚ）３０７−
ｘ組成で、Ｃｕに対するｐｂの置換率が０％および１０
％となり、合計重機が約１００ｇとなるようにようにそ
れぞれ秤量し、実施例１と同様の方法で焼結体を作成し
た。これらの焼結体の密度および超電導転移温度は、ｐ
ｂ置換率θ％のもので、それぞれ５． ７０ ｇ／ｃ
ｒｎ３、Ｔ ｃ ｎｎ ＝ ９６ Ｋ、 Ｔ Ｃ３＝
９３ Ｋであり、ｐｂ装ｌ５１Ｉ率１０％のものでは
、５．９４ｇ／ｃｍ３、Ｔ ｃ ｏｎ” ９５ Ｋ％Ｔ
ｃ ｅ＝ ９３にであった。
末をＨｏ Ｂ ａ２（Ｃｕ ＋−ｚＰ ｂｚ）３０７−
ｘ組成で、Ｃｕに対するｐｂの置換率が０％および１０
％となり、合計重機が約１００ｇとなるようにようにそ
れぞれ秤量し、実施例１と同様の方法で焼結体を作成し
た。これらの焼結体の密度および超電導転移温度は、ｐ
ｂ置換率θ％のもので、それぞれ５． ７０ ｇ／ｃ
ｒｎ３、Ｔ ｃ ｎｎ ＝ ９６ Ｋ、 Ｔ Ｃ３＝
９３ Ｋであり、ｐｂ装ｌ５１Ｉ率１０％のものでは
、５．９４ｇ／ｃｍ３、Ｔ ｃ ｏｎ” ９５ Ｋ％Ｔ
ｃ ｅ＝ ９３にであった。
Ｙ 、 Ｄ ｙ 、 ｌＩｏ以外にもＬ ａ、Ｎ ｄ
、Ｓｍ、Ｅ ｕ 、Ｇｄ ＊ Ｉ’： ｒ Ｔ Ｔ ｒ
ｎ ＊ Ｙ ｂ ＊ Ｌ ＩＩて同様の実験を行ったが
、最適焼成温度には差があるものの、何れの組成でもＰ
Ｉ）置換率２〜２０％では、置換率Ｏの場合よりも、高
密度な焼結体が得られた。
、Ｓｍ、Ｅ ｕ 、Ｇｄ ＊ Ｉ’： ｒ Ｔ Ｔ ｒ
ｎ ＊ Ｙ ｂ ＊ Ｌ ＩＩて同様の実験を行ったが
、最適焼成温度には差があるものの、何れの組成でもＰ
Ｉ）置換率２〜２０％では、置換率Ｏの場合よりも、高
密度な焼結体が得られた。
本発明で、Ｌ ｎ Ｂ ａ ２（Ｃｕ Ｉ −７，Ｐ
Ｉ） ２ｈＯｒ−ｘのＺの範１川を０．０２≦Ｚ≦０．
２とするのは、Ｚが０．０２未満では、添加による焼結
密度１痒の効果がほとんどなく、また、０．２を越える
と、逆に密度が低下するためである。
Ｉ） ２ｈＯｒ−ｘのＺの範１川を０．０２≦Ｚ≦０．
２とするのは、Ｚが０．０２未満では、添加による焼結
密度１痒の効果がほとんどなく、また、０．２を越える
と、逆に密度が低下するためである。
発明の効果
本発明によれば、化学式Ｌ ｎ ［３ａ２（Ｃｕ ＋−
ｚＰｂ ｚ）ｔｏ７−ｘ （Ｌ ｎはＹ＋ Ｅ、ａ、
Ｎ ｄ＊ Ｓｍ、 ＥｔＬＧｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ
、Ｔｍ、Ｙ））、Ｌｕの内の少なくとも一種類以上の金
属）で表され、Ｚが０．０２≦Ｚ≦０．２の範囲内に有
る酸化物超電導材料とすることにより、高い焼結密度の
超電導材料を、容易に得る事が可能である。
ｚＰｂ ｚ）ｔｏ７−ｘ （Ｌ ｎはＹ＋ Ｅ、ａ、
Ｎ ｄ＊ Ｓｍ、 ＥｔＬＧｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ
、Ｔｍ、Ｙ））、Ｌｕの内の少なくとも一種類以上の金
属）で表され、Ｚが０．０２≦Ｚ≦０．２の範囲内に有
る酸化物超電導材料とすることにより、高い焼結密度の
超電導材料を、容易に得る事が可能である。
Claims (1)
- 化学式ＬｎＢａ＿２（Ｃｕ＿１＿−＿ＺＰｂ＿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０．０２
≦Ｚ≦０．２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 |
|---|---|---|---|
| JP62263445A JPH01108150A (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 |
|---|---|---|---|
| JP62263445A JPH01108150A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 酸化物超電導材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01108150A true JPH01108150A (ja) | 1989-04-25 |
Family
ID=17389608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62263445A Pending JPH01108150A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 酸化物超電導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01108150A (ja) |
-
1987
- 1987-10-19 JP JP62263445A patent/JPH01108150A/ja active Pending
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