JPH01160860A - 酸化物超電導焼結体の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導焼結体の製造方法Info
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- JPH01160860A JPH01160860A JP62320735A JP32073587A JPH01160860A JP H01160860 A JPH01160860 A JP H01160860A JP 62320735 A JP62320735 A JP 62320735A JP 32073587 A JP32073587 A JP 32073587A JP H01160860 A JPH01160860 A JP H01160860A
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- Japan
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- sintered body
- oxide superconductor
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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
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- 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)
- 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】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、酸化物超電導焼結体の製造方法に係り、特に
有機系バインダを使用して形成した酸化物超電導体成形
体の脱脂方法に関する。
有機系バインダを使用して形成した酸化物超電導体成形
体の脱脂方法に関する。
(従来の技術)
近年、Ba−La−Cu−0系の層状ペロブスカイト型
の酸化物が高い臨界温度を有する可能性のあることが発
表されて以来、各所で酸化物超電導体の研究が行われて
いる(Z、Phys、B Condensed Mat
ter64、189−193(1986))。その中で
もY−Ba−Cu−0系で代表される酸素欠陥を有する
欠陥ペロブスカイト型(unaa2CLI3O7−6型
)(δは酸素欠陥を表し通常1以下、Lnは、Y 、
La、 Sc、 Nd、 Sm、 Eu、 Gd。
の酸化物が高い臨界温度を有する可能性のあることが発
表されて以来、各所で酸化物超電導体の研究が行われて
いる(Z、Phys、B Condensed Mat
ter64、189−193(1986))。その中で
もY−Ba−Cu−0系で代表される酸素欠陥を有する
欠陥ペロブスカイト型(unaa2CLI3O7−6型
)(δは酸素欠陥を表し通常1以下、Lnは、Y 、
La、 Sc、 Nd、 Sm、 Eu、 Gd。
Dy、 llo、Er、 Tag、 Ybおよび[Uか
ら選ばれた少なくとも1種の元素、Baの一部はSrな
どで置換可能))の酸化物超電導体は、臨界温度が90
に以上と液体窒素の沸点以上の高い温度を示すため非常
に有望な材料として注目されている(Phys、 Re
v、 LettVol、58 No、9,908−91
0)。
ら選ばれた少なくとも1種の元素、Baの一部はSrな
どで置換可能))の酸化物超電導体は、臨界温度が90
に以上と液体窒素の沸点以上の高い温度を示すため非常
に有望な材料として注目されている(Phys、 Re
v、 LettVol、58 No、9,908−91
0)。
このような酸化物超電導体は、結晶性の酸化物であるた
め、これらを超電導部材として利用する場合には、通常
のセラミックス部材と同様に、下記のような方法によっ
て焼結体を作製し、この酸化物超電導焼結体を超電導部
材として利用することが試みられている。
め、これらを超電導部材として利用する場合には、通常
のセラミックス部材と同様に、下記のような方法によっ
て焼結体を作製し、この酸化物超電導焼結体を超電導部
材として利用することが試みられている。
すなわちまず、酸化物超電導体粉末に有機系バインダを
添加し、この混合物を用いて、プレス成形法、スリップ
キャスティング法、射出成形法、押出し成形法などの公
知の各種成形法によって所要形状の成形体を作製する。
添加し、この混合物を用いて、プレス成形法、スリップ
キャスティング法、射出成形法、押出し成形法などの公
知の各種成形法によって所要形状の成形体を作製する。
次いで、この成形体を静止空気中で添加した有機系バイ
ンダの熱分解温度近傍に加熱して脱脂した後、この脱脂
体を所定の温度で焼成して酸化物超電導焼結体を作製す
る。
ンダの熱分解温度近傍に加熱して脱脂した後、この脱脂
体を所定の温度で焼成して酸化物超電導焼結体を作製す
る。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、上述したような方法で作製した酸化物超
電導焼結体においては、充分な超電導特性が得られない
という問題が発生している。これは、上述したような静
止空気中での脱脂処理では有機系バインダの揮散が不十
分となり、焼結体中に有機系バインダの分解残渣である
炭素成分が残存し、この不純物である炭素成分が超電導
特性を低下させていると考えられている。また、窒素ガ
ス雰囲気中での脱脂処理も試みられているが、これでは
酸化物超電導体の成分変化が起こり、さらに超電導特性
を低下させてしまう。
電導焼結体においては、充分な超電導特性が得られない
という問題が発生している。これは、上述したような静
止空気中での脱脂処理では有機系バインダの揮散が不十
分となり、焼結体中に有機系バインダの分解残渣である
炭素成分が残存し、この不純物である炭素成分が超電導
特性を低下させていると考えられている。また、窒素ガ
ス雰囲気中での脱脂処理も試みられているが、これでは
酸化物超電導体の成分変化が起こり、さらに超電導特性
を低下させてしまう。
本発明はこのような従来の問題点を解決するためになさ
れたもので、有機系バインダを使用して作製した酸化物
超電導体成形体の脱脂に際して、分解残渣を残存させる
ことなく、充分に脱脂することを可能にすることによっ
て、超電導特性に優れた酸化物超電導焼結体を製造する
方法を提供することを目的とする。
れたもので、有機系バインダを使用して作製した酸化物
超電導体成形体の脱脂に際して、分解残渣を残存させる
ことなく、充分に脱脂することを可能にすることによっ
て、超電導特性に優れた酸化物超電導焼結体を製造する
方法を提供することを目的とする。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
本発明の酸化物超電導体の製造方法は、少なくとも酸化
物超電導体粉末あるいは加熱により酸化物超電導体とな
る原料粉末と有機系バインダとの混合物を所要形状に成
形する工程と、この成形体を空気の透過孔を有する焼成
用治具上に載置し、流動空気中で前記有機系バインダの
熱分解温度近傍に加熱して脱脂する工程と、この脱脂体
を酸素含有雰囲気中で焼成する工程とを有することを特
徴としている。
物超電導体粉末あるいは加熱により酸化物超電導体とな
る原料粉末と有機系バインダとの混合物を所要形状に成
形する工程と、この成形体を空気の透過孔を有する焼成
用治具上に載置し、流動空気中で前記有機系バインダの
熱分解温度近傍に加熱して脱脂する工程と、この脱脂体
を酸素含有雰囲気中で焼成する工程とを有することを特
徴としている。
酸化物超電導体としては、多数のものが知られているが
、臨界温度の高い、希土類元素分有のペロブスカイト型
の酸化物超電導体が実用上好ましい。ここでいう希土類
元素を含有しペロブスカイト型構造を有する酸化物超電
導体は、超電導状態を実現できるものであればよく、た
とえばLnBa2Cu O系(Lnは YlLa、
Sc、 Nd、 Sm、 Eu1Gd。
、臨界温度の高い、希土類元素分有のペロブスカイト型
の酸化物超電導体が実用上好ましい。ここでいう希土類
元素を含有しペロブスカイト型構造を有する酸化物超電
導体は、超電導状態を実現できるものであればよく、た
とえばLnBa2Cu O系(Lnは YlLa、
Sc、 Nd、 Sm、 Eu1Gd。
3 7−δ
口y、No、ErlTm、 Yb、 Lu等の希土類元
素から選ばれた少なくとも1種の元素を、δは酸素欠陥
を表し通常1以下の数、Baの一部は5r1Caなとで
、Cuの一部はTi、 V 、 Cr1HnSFe、
Co、 Ni、 Znなどで置換可能。)などの酸素欠
陥を有する欠陥ペロブスカイト型、5r−La−Cu−
0系などの層状ペロブスカイト型などの広義にペロブス
カイト型を有する酸化物が例示される。なお希土類元素
は広義の定義とし、Sc、 YおよびLa系を含むもの
とする。代表的な系としてY−Ba−Cu−0系のほか
に、YをEu、 Dy、]10、Er、 Tm、 Yb
、 Luなどの希土類で置換した系、5c−Ba−Cu
−0系、5r−La−Cu−0系、さらにSrをBa、
Caで置換した系などが挙げられる。
素から選ばれた少なくとも1種の元素を、δは酸素欠陥
を表し通常1以下の数、Baの一部は5r1Caなとで
、Cuの一部はTi、 V 、 Cr1HnSFe、
Co、 Ni、 Znなどで置換可能。)などの酸素欠
陥を有する欠陥ペロブスカイト型、5r−La−Cu−
0系などの層状ペロブスカイト型などの広義にペロブス
カイト型を有する酸化物が例示される。なお希土類元素
は広義の定義とし、Sc、 YおよびLa系を含むもの
とする。代表的な系としてY−Ba−Cu−0系のほか
に、YをEu、 Dy、]10、Er、 Tm、 Yb
、 Luなどの希土類で置換した系、5c−Ba−Cu
−0系、5r−La−Cu−0系、さらにSrをBa、
Caで置換した系などが挙げられる。
本発明に使用される酸化物超電導体粉末は、たとえば以
下のようにして作製する。
下のようにして作製する。
まず、Y 、 Ba、 Cuなどのペロブスカイト型酸
化物超電導体の構成元素を十分混合する。混合の際には
、Y20 、 、BaCO3、CuOなどの酸化物や炭
酸塩を原料として用いることができるほか、他の焼成後
酸化物に転化する硝酸塩、水酸化物などの化合物を用い
てちよい。さらには共沈法などで得たシュウ酸塩などを
用いてもよい。ペロブスカイト型酸化物超電導体を構成
する元素は、基本的に化学量論比の組成となるように混
合するが、多少製造条件などとの関係でずれていても差
支えない。
化物超電導体の構成元素を十分混合する。混合の際には
、Y20 、 、BaCO3、CuOなどの酸化物や炭
酸塩を原料として用いることができるほか、他の焼成後
酸化物に転化する硝酸塩、水酸化物などの化合物を用い
てちよい。さらには共沈法などで得たシュウ酸塩などを
用いてもよい。ペロブスカイト型酸化物超電導体を構成
する元素は、基本的に化学量論比の組成となるように混
合するが、多少製造条件などとの関係でずれていても差
支えない。
たどえば、Y−Ba−Cu−0系ではY Imolに対
しBa2m0l 、 Cu 3molが標準組成である
が、実用上はV ?molに対して、Ba 2± 0.
6mol 、Cu 3± 0.4mol程度のずれは問
題ない。
しBa2m0l 、 Cu 3molが標準組成である
が、実用上はV ?molに対して、Ba 2± 0.
6mol 、Cu 3± 0.4mol程度のずれは問
題ない。
次いで、前述の原料を十分に混合した後、850℃〜9
80℃程度の温度で焼成して結晶化させる。
80℃程度の温度で焼成して結晶化させる。
この後、必要に応じて酸素を充分に供給することが可能
な雰囲気中で熱処理するが、または同様な雰囲気中で3
O0℃程度まで徐冷することにより、酸素欠陥δへ酸素
を供給し、超電導特性を向上させる。この熱処理は通常
3O0℃〜700℃程度の温度条件で行う。
な雰囲気中で熱処理するが、または同様な雰囲気中で3
O0℃程度まで徐冷することにより、酸素欠陥δへ酸素
を供給し、超電導特性を向上させる。この熱処理は通常
3O0℃〜700℃程度の温度条件で行う。
次に、この焼成物をボールミル、サンドグラインダ、そ
の他公知の手段により粉砕する。このとき、ペロブスカ
イト型の酸化物超電導体は、へき開面から分割されて微
粉末となる。この粉砕は、平均粒径(C面上の最大軸の
長さ)が1μm〜5μm、軸比3〜5程度となるように
行うことが好ましい。
の他公知の手段により粉砕する。このとき、ペロブスカ
イト型の酸化物超電導体は、へき開面から分割されて微
粉末となる。この粉砕は、平均粒径(C面上の最大軸の
長さ)が1μm〜5μm、軸比3〜5程度となるように
行うことが好ましい。
本発明の酸化物超電導焼結体の製造方法についてさらに
詳述すると、まず上述したような方法により作製した酸
化物超電導体粉末、あるいは前述した酸化物超電導体の
原料粉末と有機系バインダとを少なくとも用いて、プレ
ス成形法、スリップキャスティング法、射出成形法、押
出し成形法などの各種成形手段によって所要形状の成形
体を作製する。なお、適用する成形法に応じて、解膠剤
や可塑剤のような添加剤や分散媒を適宜使用する。
詳述すると、まず上述したような方法により作製した酸
化物超電導体粉末、あるいは前述した酸化物超電導体の
原料粉末と有機系バインダとを少なくとも用いて、プレ
ス成形法、スリップキャスティング法、射出成形法、押
出し成形法などの各種成形手段によって所要形状の成形
体を作製する。なお、適用する成形法に応じて、解膠剤
や可塑剤のような添加剤や分散媒を適宜使用する。
次いで、この成形体を空気の通過孔を有する焼成用治具
上に載置し、流動空気中で使用した有機系バインダの熱
分解温度近傍に加熱して脱脂する。
上に載置し、流動空気中で使用した有機系バインダの熱
分解温度近傍に加熱して脱脂する。
この焼成用治具は、たとえば貫通孔を形成したものや多
孔質なものなど、空気の通過孔を有するものを使用する
。また、この焼成用治具の材質としては、脱脂する酸化
物超電導体の成形体と同一組成のもの、またはその成形
体、さらには製造しようとしている酸化物超電導焼結体
と同一組成のものなどが好ましい。これによって、脱脂
工程および続いて行う焼成工程時に被焼成物である酸化
物超電導体に組成変動や不純物による汚染などの悪影響
を及ぼす恐れが減少する。なお、同様に空気の通過孔を
有するアルミナ焼結体などからなるレツタを併用しても
よいし、直接このようなセンタ上に成形体を載置して脱
脂してもよい。このようなセンタを01用する際には、
上記焼成用治具をこのセンタ上に配置して使用する。
孔質なものなど、空気の通過孔を有するものを使用する
。また、この焼成用治具の材質としては、脱脂する酸化
物超電導体の成形体と同一組成のもの、またはその成形
体、さらには製造しようとしている酸化物超電導焼結体
と同一組成のものなどが好ましい。これによって、脱脂
工程および続いて行う焼成工程時に被焼成物である酸化
物超電導体に組成変動や不純物による汚染などの悪影響
を及ぼす恐れが減少する。なお、同様に空気の通過孔を
有するアルミナ焼結体などからなるレツタを併用しても
よいし、直接このようなセンタ上に成形体を載置して脱
脂してもよい。このようなセンタを01用する際には、
上記焼成用治具をこのセンタ上に配置して使用する。
この後、この脱脂体を酸素含有雰囲気中において所定の
温度で焼成して酸化物超電導焼結体を作製する。この焼
成工程は、850℃〜980°C程度の)品度で、1時
間〜50時間程度の条件で行い、この焼成後に、酸素を
充分に供給することが可能な雰囲気中で3O0℃〜70
0℃程度の温度で数時間保持したり、または同様な雰囲
気中で3O0℃程度まで徐冷することにより、酸素欠陥
δへ充分に酸素を供給し超電導特性を向上させる。
温度で焼成して酸化物超電導焼結体を作製する。この焼
成工程は、850℃〜980°C程度の)品度で、1時
間〜50時間程度の条件で行い、この焼成後に、酸素を
充分に供給することが可能な雰囲気中で3O0℃〜70
0℃程度の温度で数時間保持したり、または同様な雰囲
気中で3O0℃程度まで徐冷することにより、酸素欠陥
δへ充分に酸素を供給し超電導特性を向上させる。
(作 用)
本発明の酸化物超電導焼結体の製造方法においては、酸
化物超電導体成形体の脱脂処理を流動空気中で、かつ空
気の通過孔を有する焼成用治具上で行っているので、炭
素成分のような分解残渣を残存させることなく、充分に
かつ効率よく有機系バインダを揮散させることができる
。
化物超電導体成形体の脱脂処理を流動空気中で、かつ空
気の通過孔を有する焼成用治具上で行っているので、炭
素成分のような分解残渣を残存させることなく、充分に
かつ効率よく有機系バインダを揮散させることができる
。
(実施例)
次に、本発明の実施例について説明する。
実施例
まず、それぞれ粒径1〜5μlとしたBaCO3粉末2
m01、Y2O3粉末0.5mol 、CuO粉末3I
I101を十分混合して大気中900℃で48時間焼成
した後に粉砕して、欠陥ベロアスカイト型の酸化物超電
導体粉末を得た。
m01、Y2O3粉末0.5mol 、CuO粉末3I
I101を十分混合して大気中900℃で48時間焼成
した後に粉砕して、欠陥ベロアスカイト型の酸化物超電
導体粉末を得た。
次に、この酸化物超電導体粉末97重母%とバインダ成
分としてパラフィン3重ω%とを充分に混合し、この混
合物を成形材料として用い、射出成形法によって円管状
の成形体を作製した。
分としてパラフィン3重ω%とを充分に混合し、この混
合物を成形材料として用い、射出成形法によって円管状
の成形体を作製した。
次に、この成形体を、貫通孔を有するアルミナ焼結体か
らなるセンタ上に配置した同様に貫通孔を有するY−B
a−Cu−0系酸化物超電導体の焼結体からなる焼成用
治具上に載置し、これを焼成炉内に設置して、この焼成
炉内に2β/分〜3℃/分で空気を供給して焼成炉内の
雰囲気を流動させながら、550℃まで10℃/分で胃
温し、この温度で1時間保持して脱脂処理を行った。続
いて93O℃まで昇温し、この温度で酸素ガスを供給し
ながら3O時間保持して焼結させた。この後、3O0℃
まで酸素ガスを供給しながら徐冷し、目的とする酸化物
超電導焼結体を得た。
らなるセンタ上に配置した同様に貫通孔を有するY−B
a−Cu−0系酸化物超電導体の焼結体からなる焼成用
治具上に載置し、これを焼成炉内に設置して、この焼成
炉内に2β/分〜3℃/分で空気を供給して焼成炉内の
雰囲気を流動させながら、550℃まで10℃/分で胃
温し、この温度で1時間保持して脱脂処理を行った。続
いて93O℃まで昇温し、この温度で酸素ガスを供給し
ながら3O時間保持して焼結させた。この後、3O0℃
まで酸素ガスを供給しながら徐冷し、目的とする酸化物
超電導焼結体を得た。
このようにして得た酸化物超電導焼結体の超電導特性を
測定したところ、臨界温度93に、臨界電流密度500
A/cdと良好な結果が得られた。
測定したところ、臨界温度93に、臨界電流密度500
A/cdと良好な結果が得られた。
[発明の効果]
以上の実施例からも明らかなように、本発明の酸化物超
電導焼結体の製造方法によれば、有機系バインダを含有
する酸化物超電導体成形体の脱脂処理を流動空気中で、
かつ空気の通過孔を有する焼成用治具上で行っているの
で、炭素成分のような分解残渣を残存させることなく、
下地との反応がなく、充分にかつ効率よく脱脂すること
が可能となり、よって超電導特性に優れた酸化物超電導
焼結体が1qられる。
電導焼結体の製造方法によれば、有機系バインダを含有
する酸化物超電導体成形体の脱脂処理を流動空気中で、
かつ空気の通過孔を有する焼成用治具上で行っているの
で、炭素成分のような分解残渣を残存させることなく、
下地との反応がなく、充分にかつ効率よく脱脂すること
が可能となり、よって超電導特性に優れた酸化物超電導
焼結体が1qられる。
出願人 株式会社 東芝
代理人 弁理士 須 山 佐 −
Claims (5)
- (1)少なくとも酸化物超電導体粉末あるいは加熱によ
り酸化物超電導体となる原料粉末と有機系バインダとの
混合物を所要形状に成形する工程と、この成形体を空気
の透過孔を有する焼成用治具上に載置し、流動空気中で
前記有機系バインダの熱分解温度近傍に加熱して脱脂す
る工程と、この脱脂体を酸素含有雰囲気中で焼成する工
程とを有することを特徴とする酸化物超電導焼結体の製
造方法。 - (2)前記焼成用治具が、前記酸化物超電導体の成形体
または脱脂体、あるいは製造する酸化物超電導焼結体と
同一組成の酸化物超電導焼結体であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の酸化物超電導焼結体の製造
方法。 - (3)前記酸化物超電導体は、希土類元素を含有するペ
ロブスカイト型の酸化物超電導体であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項または第2項記載の酸化物超電
導焼結体の製造方法。 - (4)前記酸化物超電導体は、希土類元素、Baおよび
Cuを原子比で実質的に1:2:3の割合で含有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載
の酸化物超電導焼結体の製造方法。 - (5)酸化物超電導体は、LnBa_2Cu_3O_7
_−_δ(Lnは希土類元素から選ばれた少なくとも1
種の元素を、δは酸素欠陥を表す。)で示される酸素欠
陥型ペロブスカイト構造を有することを特徴とする特許
請求の範囲第1項または第2項記載の酸化物超電導焼結
体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62320735A JPH01160860A (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 酸化物超電導焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62320735A JPH01160860A (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 酸化物超電導焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01160860A true JPH01160860A (ja) | 1989-06-23 |
Family
ID=18124720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62320735A Pending JPH01160860A (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 酸化物超電導焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01160860A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0345552A (ja) * | 1989-07-12 | 1991-02-27 | Dowa Mining Co Ltd | 酸化物超電導焼結体の製造方法 |
| US5302852A (en) * | 1992-02-27 | 1994-04-12 | Nec Corporation | Semiconductor device package having a low profile structure and high strength |
| EP1956428A2 (en) | 2007-02-06 | 2008-08-13 | FUJIFILM Corporation | Photosensitive composition, lithographic printing plate precursor, lithographic printing method, and cyanine dyes |
-
1987
- 1987-12-18 JP JP62320735A patent/JPH01160860A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0345552A (ja) * | 1989-07-12 | 1991-02-27 | Dowa Mining Co Ltd | 酸化物超電導焼結体の製造方法 |
| US5302852A (en) * | 1992-02-27 | 1994-04-12 | Nec Corporation | Semiconductor device package having a low profile structure and high strength |
| EP1956428A2 (en) | 2007-02-06 | 2008-08-13 | FUJIFILM Corporation | Photosensitive composition, lithographic printing plate precursor, lithographic printing method, and cyanine dyes |
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