JPH01164731A - 超電導材料及びその製造方法 - Google Patents

超電導材料及びその製造方法

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JPH01164731A
JPH01164731A JP62324289A JP32428987A JPH01164731A JP H01164731 A JPH01164731 A JP H01164731A JP 62324289 A JP62324289 A JP 62324289A JP 32428987 A JP32428987 A JP 32428987A JP H01164731 A JPH01164731 A JP H01164731A
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JP
Japan
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metal
superconducting material
alloy
oxide
group
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JP62324289A
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English (en)
Inventor
Toshiya Yamamoto
俊哉 山本
Nobuyasu Ezawa
江沢 信泰
Susumu Shimizu
進 清水
Shigeo Shioda
重雄 塩田
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Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Original Assignee
Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、安定性に冨み、優れた大量生産性を有する超
電導材料とその製造方法に関する。
(従来技術とその問題点) 水銀に超電導現象が観察されて以来、超電導の有用性は
十分認識されていたが、超電導材料に関する価値ある発
見がされず、近年まで超電導現象にはさほどの関心は払
われなかった。
しかしながら1986年に数種の金属酸化物つまりセラ
ミックスにおいて超電導現象が観察されて以来栄、速に
超電導現象に関する関心が高まり、かつ該現象に関する
研究開発が飛躍的に進展している。更に該セラミックス
の構成元素を検討することにより該セラミックスの超電
導温度が従来の液体ヘリウム温度から液体窒素温度まで
上昇し、更に最近では室温における超電導材料も発表さ
れている。
従来のA−B−Cu−0型超電導材料(ここでAはY、
La、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、E
r及びYbから成る群から選択される1又は2種以上の
金属であり、BはBa、Sr及びCaから成る群から選
択される1又は2種以上の金属である)は、水(大気中
の蒸気)と化学反応を起こし不安定である、該材料中の
酸素量の制御(温度や酸素圧による)が困難で大量生産
に不適である、銅酸化物はアルミナやシリカなどのセラ
ミックスと化合し易く該超電導材料と接触する物質に制
限がある、及び熱膨脹による応力を緩和することができ
ず膨張率のマツチングする物質の選定が困難である、等
の欠点を有している。
これらの欠点は主として従来の超電導材料中の酸素が動
き易く該酸素がどの元素にも安定して結合していないこ
とに起因している。
(発明の目的) 本発明は、電気材料の飛躍的革新を可能とする超電導材
料の実用化に向ける上記欠点を解消し、特に安定で大量
生産性のある超電導材料を稈供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、第1に一般式AB2 C3Ox  (ここで
AはY、、La、、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、D
y、Ho、Er及びYbから成る群から選択される1又
は2種以上の金属であり、BはBa、Sr及びCaから
成る群から選択される1又は2種以上の金属であり、C
はCuである。)にAu及びptから成る群から選択さ
れる1又は2種の金属を添加した組成を有する超電導材
料であり、第2に該超電導材料を製造する際に、各金属
A、B及びCの酸化物とAu及びptから成る群から選
択される1又は2種の金属を混合粉砕し、該粉末を強く
混合して高度に分散させ加熱及び加圧して所定形状に成
形することから成る超電導材料の製造方法であり、第3
に同じく上記超電導材料を製造する際に、各金属A、B
及びCとAu及びptから成る群から選択される1又は
2種の金属から成る合金を製造し、該合金を酸化するこ
とにより所定形状に成形することから成る超電導材料の
製造方法である。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明の基本的な着想は、超電導材料中に不安定な酸素
を吸収して貯蔵し又外界へ排出することのできる金及び
/又は白金を含有させることにより、従来の超電導材料
において問題となっている該材料中の銅酸化物等中の酸
素を安定化し、これにより安定で大量生産可能な超電導
材料を提供しようとする点にある。
本発明の超電導材料は、一般式AB2 C30M+(A
u、Pt)で表される複合酸化物の高分散組成物から成
っている。金属A及びBは、従来超電導材料構成元素と
して知られている金属であり、Aはイツトリウム(Y)
、ランタン(La)、プラセオジム(Pr)、ネオジム
(Nd)、サマリウム(Sm) 、ガドリウム(Gd)
、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホル
ミウム(Ho)、エルビウム(Er)及びイッテルビウ
ム(Yb)から成る希土類金属のうちの1種又は2種以
上であり、Bはハリうム(Ba)、スカンジウム(Sr
)及びカルシウム(Ca)のうちの1種又は2種以上で
ある。
又本発明の特徴的な構成元素は、金(Au)及び白金(
pt)から選択される1又は2種であり、金及び/又は
白金により銅酸化物等の酸素を取り込め安定化させるこ
とを目的とする。
これらの各金属は正確にA:B:CとAu及びptから
成る群から選択される1又は2種の合金−12;3の組
成比とすることにより超電導性が現れる。
該超電導材料を製造するためには、従来法つまり各金属
の酸化物をそれぞれ粉砕しこれらの粉末を十分混合して
該混合物を適宜成形し、かつ必要に応じて高温における
焼結を行って所定強度を有する超電導材料を製造する方
法をそのまま適用すればよいが、前記金属のうち金及び
白金は金属のまま粉砕し、他の酸化物とともに成形する
ようにすることが好ましく、銅は酸化物として粉砕する
ことが好ましい。この他に金属A、B及びCとAu及び
Ptのうち1又は2種から成る合金を製造し、該合金を
加熱して前記金属Aの酸化物、前記金属Bの酸化物及び
前記金属Cの酸化物の混合物から成る超電導材料とする
ようにしてもよい。
超電導材料は構成成分が十分に混合されていないと超電
導現象を示さず、粉砕した各酸化物を混合する従来法に
よると各酸化物を十分に分散させることは非常に困難で
あるか、非常に多くの処理時間を要している。しかし前
記合金法によると該合金製造時に既に各金属が十分に混
合分散されているため、該合金を酸化するだけで十分に
分散されたセラミックスである超電導材料を製造するこ
とができる。
本発明では前記全属人やBの酸化物中の酸素が、前記超
電導材料中の金や白金中に取り込まれ不安定な酸素を消
滅させることにより、材料中の酸素量の制御を容易にし
て大量生産を可能にし、かつ該材料と接触する物質の種
類やマツチング性に関する制限を完全になくすか、大き
く緩和することができる。
前記酸素の取り込みは、金や白金の卓越したガス貯蔵能
力により不安定な酸素を吸収して自身が若干膨張するこ
とにより行われ、これにより前記した本発明の特徴を具
現化することができる。
(実施例) 以下に本発明の実施例を記載するが、該実施例は本発明
を限定するものではない。
尖施桝土 乳鉢中で乳棒を使用して微細に粉砕した金属Aの酸化物
、金属Bの酸化物及び金属Cその酸化物とAu及びpt
から成る群から選択される1又は2種の金属を表1に示
す割合で、播潰機を使用して十分に混合粉砕した後、9
50°Cで10時間9気圧の酸素雰囲気中で加熱した後
、徐冷し直径5mm、長さ2cmの棒状の超電導材料を
製造した。なお、前記金属A、金属B及び金属CとAu
及びptのうち1又は2種の合金は全て原子比で1:2
;3となるようにした。
次いで得られた材料の抵抗値を四端子法にて測定したと
ころ、窒素沸点(77K)において全て零であった。
夫詣炎I 金属A、金属B及び金属CとAu及びPtから成る群か
ら選択される1又は2種の金属を真空もしくは不活性雰
囲気中で加熱溶融して合金化し、表2に示す組成を有す
る合金を得た。前記金属A、金属B及び金属CとAu及
びPtのうち1又は2種の合計は全て原子比で1:2:
3となるようにした。
その後これらの合金をそれぞれ900°C19気圧の酸
素雰囲気中で8〜96時間酸化処理を行い、その表面を
電子プローブマイクロアナリシスで観察したところ、各
金属酸化物は微細な粒子として互いに良好に分散してい
た。
この酸化された材料の抵抗値の測定を行ったところ、窒
素沸点(77K)で全て零であった。
表    1 表    2 (発明の効果) 本発明は、従来の超電導材料を構成する金属酸化物に貴
金属である金や白金を分散させて成る超電導材料である
従って該組成物は、添加された金や白金の有するガス貯
蔵性により、銅酸化物等が有する不安定な酸素を吸収し
て得られる超電導材料に固有の不安定性を排除し、安定
で大量生産性のある材料を提供することができる。
又本発明の超電導材料の製造方法として、前記超電導材
料を構成する各金属の合金を予め作製し、該合金を酸化
してセラミックスとすることにより、非常に高度に分散
された良好な超電導活性を示す材料を得ることができる
。又従来の超電導材料は任意形状に成形し難いという欠
点を有しているが、上記方法を使用すると合金の状態で
所定形状にしておくと、該合金を酸化することにより該
合金と同形状の超電導材料を得ることができるため、加
工性の面での超電導材料の有用性が格段に向上する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式AB_2C_3O_x(ここでAはY、L
    a、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er
    及びYbから成る群から選択される1又は2種以上の金
    属であり、BはBa、Sr及びCaから成る群から選択
    される1又は2種以上の金属であり、CはCuである。 )にAu及びPtから成る群から選択される1又は2種
    の金属を添加した組成を有する超電導材料。
  2. (2)一般式AB_2C_3O_x(ここでAはY、L
    a、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er
    及びYbから成る群から選択される1又は2種以上の金
    属であり、BはBa、Sr及びCaから成る群から選択
    される1又は2種以上の金属であり、CはCuである。 )にAu及びPtから成る群から選択される1又は2種
    の金属を添加した組成を有する超電導材料の製造方法に
    おいて、各金属A及びBの酸化物及び金属Cの酸化物と
    Au及びPtから成る群から選択される1又は2種の金
    属を混合粉砕し、該粉末を強く混合して高度に分散させ
    加熱及び加圧して所定形状に成形することから成ること
    を特徴とする方法。
  3. (3)一般式AB_2C_3O_x(ここでAはY、L
    a、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er
    及びYbから成る群から選択される1又は2種以上の金
    属であり、BはBa、Sr及びCaから成る群から選択
    される1又は2種以上の金属であり、CはCuである。 )にAu及びPtから成る群から選択される1又は2種
    の金属を添加した組成を有する超電導材料の製造方法に
    おいて、各金属A、B及びCとAu及びPtから成る群
    から選択される1又は2種の金属から成る合金を製造し
    、該合金を酸化することにより所定形状に成形すること
    から成ることを特徴とする方法。
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