JPH01108153A - 酸化物超電導材料 - Google Patents
酸化物超電導材料Info
- Publication number
- JPH01108153A JPH01108153A JP62263448A JP26344887A JPH01108153A JP H01108153 A JPH01108153 A JP H01108153A JP 62263448 A JP62263448 A JP 62263448A JP 26344887 A JP26344887 A JP 26344887A JP H01108153 A JPH01108153 A JP H01108153A
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- zirz
- oxide
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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
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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、F3主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
。
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
Mi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、他の材料にない特性を持フており、電力輸送、
発電器、核融合プラズマ閉じ込め、磁気浮上列車、磁気
シールド、高速コンピュータ等の幅広い応用が111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 K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。
完全反磁性である、(3)ジョセフソン効果がある、と
いった、他の材料にない特性を持フており、電力輸送、
発電器、核融合プラズマ閉じ込め、磁気浮上列車、磁気
シールド、高速コンピュータ等の幅広い応用が111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 K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
、YBa;CLJ307−xが見いだされ、ざらにYを
他の希土類元素(L a、 N ds S fnl
E u。
、YBa;CLJ307−xが見いだされ、ざらにYを
他の希土類元素(L a、 N ds S fnl
E u。
Cd、 Dy、 HO,Er、 Trn、 Yb、 1
.、u)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 I(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期待される。
.、u)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 I(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期待される。
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、応用等に閃して多くの
研究がなされている。
き換えた化合物の製造法、物性、応用等に閃して多くの
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最も容易な方法である
。しかしながら、LnBa2Cuto7−×は900〜
1000℃以上で分解してしまう事が知られている。9
00℃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℃以北で焼成・熱処理した
場合、超電導を示すL n Rapc U3()r−x
相が分解し始め、副成分が析出し、焼結体中の超電導成
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悪
影響を4えていた。
々の元素の移動を容易にするのが最も容易な方法である
。しかしながら、LnBa2Cuto7−×は900〜
1000℃以上で分解してしまう事が知られている。9
00℃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℃以北で焼成・熱処理した
場合、超電導を示すL n Rapc U3()r−x
相が分解し始め、副成分が析出し、焼結体中の超電導成
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悪
影響を4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 &2 (c u +−z I rz
) 30r−x (LnはY、 La、 Nd、
Srn、 Eu、 Gd、 Dy+11o、 l’
: r、 Tm、 Yb、 LIJの内の少なく
とも一種珀以上の金属)で表されZが0.01≦Z≦0
.2(の範囲内に有る酸化物超電導材F[とする。
) 30r−x (LnはY、 La、 Nd、
Srn、 Eu、 Gd、 Dy+11o、 l’
: r、 Tm、 Yb、 LIJの内の少なく
とも一種珀以上の金属)で表されZが0.01≦Z≦0
.2(の範囲内に有る酸化物超電導材F[とする。
作用
本発明のf、 n n a2 (CtJI−2r rz
) 307−Xでは、lq科の酸化銅の一部を酸化イリ
ジウムで置き換える事により、超電導転移温度を変化さ
せる事なく、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、空気中熱処理てもY B
a2c II 10・r−x と同様の特性となる。
) 307−Xでは、lq科の酸化銅の一部を酸化イリ
ジウムで置き換える事により、超電導転移温度を変化さ
せる事なく、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、空気中熱処理てもY B
a2c II 10・r−x と同様の特性となる。
さらに1050℃熱処理でも分解しない。
実施例
以下、L 11 B a2(Cu I−z I r 2
) 107−Xの代表として、YB a2(CLIl、
−2r rz) 307−x、DyBa 2(CII
+−z r r 7) 307−X% 及びHoBa
2(CII l−7T r z) 30r−xの場合に
ついて本発明を説明する。
) 107−Xの代表として、YB a2(CLIl、
−2r rz) 307−x、DyBa 2(CII
+−z r r 7) 307−X% 及びHoBa
2(CII l−7T r z) 30r−xの場合に
ついて本発明を説明する。
実施例!
純度99%のY2O2,B a COl、 Cu 0
. 1「2o3粉末を Y B a2 (CIJ I−
2I r 2) 30r−x(Z=0、 o、oto、
0.100、0. 200、(LaO2,0,400
,0,500)の組成となるように、それぞれ秤、#、
シ、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。
. 1「2o3粉末を Y B a2 (CIJ I−
2I r 2) 30r−x(Z=0、 o、oto、
0.100、0. 200、(LaO2,0,400
,0,500)の組成となるように、それぞれ秤、#、
シ、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時間、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1
8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重量%加えて造粒した。こ
の造粒粉0.8gを18mm×5mmの金型で、500
kg/cm2の圧力で一軸加圧成形した。
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時間、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1
8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重量%加えて造粒した。こ
の造粒粉0.8gを18mm×5mmの金型で、500
kg/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。
jitられた焼結体の電気抵抗の温度変化な四端子法で
測定した。焼成温度、収縮率(=(L−ΔL)/L、た
だし14は焼成前の成形体の長さ(18mm)、(L−
Δ1、)は焼成後の長さ)、抵抗が急激に低下し始める
温度(TcO″)と抵抗がOとなる温度(T、R=il
)を、表1に示す。
測定した。焼成温度、収縮率(=(L−ΔL)/L、た
だし14は焼成前の成形体の長さ(18mm)、(L−
Δ1、)は焼成後の長さ)、抵抗が急激に低下し始める
温度(TcO″)と抵抗がOとなる温度(T、R=il
)を、表1に示す。
表1. YBa2(Cu+−7[rz)tov−xの
超電導転移温度 表1より明らかなように、CIIを1「て30χまて1
を換しても、超電導転移温度の低下はほとんどない。
超電導転移温度 表1より明らかなように、CIIを1「て30χまて1
を換しても、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Tc0nで3度
、TcR″6で11度低下したが、CIIをIrで置換
した系では、そのようなT。on、 7cR″0の低下
は認められなかった。
、TcR″6で11度低下したが、CIIをIrで置換
した系では、そのようなT。on、 7cR″0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′1IIi成に
対して30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問に特性のバラ付き
があった。作製した全試料の3分のl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78
K以りで電気抵抗が0になった。
対して30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問に特性のバラ付き
があった。作製した全試料の3分のl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78
K以りで電気抵抗が0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JTIい
て表1シこ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 2CIf 307−
Xの他に、Cu O憂B aCu 02等の結晶粒が多
数認められた。Z≧0.Olの場合も、CuOやBaC
uO2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。
て表1シこ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 2CIf 307−
Xの他に、Cu O憂B aCu 02等の結晶粒が多
数認められた。Z≧0.Olの場合も、CuOやBaC
uO2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D y p O:11 8 a COy*
Cu 09Ir203粉末をD y B a2(C
u +−z [r 2) 107−X(Z=0、O,0
IO1o、too、0. 200.0.300.0.4
00.0.500)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。
Cu 09Ir203粉末をD y B a2(C
u +−z [r 2) 107−X(Z=0、O,0
IO1o、too、0. 200.0.300.0.4
00.0.500)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。
得られた焼結体の電気抵抗の温度変化な四端子法で測定
した。焼成温度、収縮率、7.onとTcR″1Nを、
表2に示す。
した。焼成温度、収縮率、7.onとTcR″1Nを、
表2に示す。
(以下余白)
表2. DyBa2(Cu+−zlr、=)toy−
xの超電導転移温度 表2より明らかなように、CIIをIrで30%まで置
換しても、超電導転移温度の低下はほとんどない。
xの超電導転移温度 表2より明らかなように、CIIをIrで30%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=00場合ではTconで7度
、T、、”” テ12度低下したが、CuをIrて置換
した系では、そのようなl”、、On、 7cR″8の
低下は認められなかった。
、T、、”” テ12度低下したが、CuをIrて置換
した系では、そのようなl”、、On、 7cR″8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問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0にならなかった。しかし、Z二0.01
〜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79 K以東で
電気抵抗がOになった。
0個以上の試料を作製したが、Z=0の場合は作製者や
作製日時が変わる毎に試料問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0にならなかった。しかし、Z二0.01
〜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79 K以東で
電気抵抗がO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U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U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Ho2O3,BaCO3,Cub、I「2
03粉末をHo B a2(Cu +−z I r z
) 30v−x(Z=0、o、oio、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、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。
03粉末をHo B a2(Cu +−z I r z
) 30v−x(Z=0、o、oio、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、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、T、onとTcR″8を、表
3に示す。
した。焼成温度、収縮率、T、onとTcR″8を、表
3に示す。
表3. HoBa2(Cu+−zfrz)30v−x
の超電導転移温度 表3より明らかなように、Cuをrr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。
の超電導転移温度 表3より明らかなように、Cuをrr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=00場合ではT、onで5度
、ToR=Nで10度低下したが、CIIを1「で置換
した系では、そのような7.on、 7.、R″Bの
低下は認められなかった。
、ToR=Nで10度低下したが、CIIを1「で置換
した系では、そのような7.on、 7.、R″B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■成にχ(して
30個以上の試料を作製したが、Z:0の合は作製者や
作製日時が変わるりη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0にならなかった。しかし、z=o、o
t〜0.300に関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801(以上で
電気抵抗がOになった。
30個以上の試料を作製したが、Z:0の合は作製者や
作製日時が変わるりη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0にならなかった。しかし、z=o、o
t〜0.300に関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801(以上で
電気抵抗がO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LnBa2(Cu+−zTr
z) 30v−x (L nはY、 La、 Nd
、 Sm、 Eu。
z) 30v−x (L nはY、 La、 Nd
、 Sm、 Eu。
Gd* Dy、Tro、Er、Tm、Yb、Luの内
の少なくとも一種類以との金属)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こ
とにより、優れた特性の均質な超電導tオ科を、容易か
つ安定に得る事が可能である。
の少なくとも一種類以との金属)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こ
とにより、優れた特性の均質な超電導tオ科を、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_−_ZIr_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 |
|---|---|---|---|
| JP62263448A JPH01108153A (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 |
|---|---|---|---|
| JP62263448A JPH01108153A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 酸化物超電導材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01108153A true JPH01108153A (ja) | 1989-04-25 |
Family
ID=17389652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62263448A Pending JPH01108153A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 酸化物超電導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01108153A (ja) |
-
1987
- 1987-10-19 JP JP62263448A patent/JPH01108153A/ja active Pending
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