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
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (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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