JPH01176268A - 高温超伝導体の製造方法 - Google Patents

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） 本発明は高温超伝導体の製造方法、特に、金属酸化物か
らなり、液体窒素温度で超伝導を示す高温超伝導体の製
造方法に関する。

（従来の技術） 一般に、酸化物超伝導体、例えば、Ｒｅ−Ｍ−Ｃｕ−０
系酸化物（但し、Ｒｅは少なくとも一種の希土類元素、
Ｍは少なくとも一種のアルカリ土金属を表す。）からな
る超伝導体は、原料粉末を所定の割合で配合した混合粉
末を自然雰囲気中で仮焼し、その仮焼粉末を造粒して成
型した後、焼成し、得られた焼結体をアニール処理する
ことによって製造され、必要に応じて、電極の焼き付け
が行われている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の方法では、超伝導体の特異な結晶
構造のため製造が困難で、不完全なものしか得られず、
しかも特性にバラツキを生じ易いという問題があった。

この問題について研究した結果、従来の方法では、仮焼
、焼成、アニール処理、電極焼き付けなど総ての熱処理
が通常のセラミックスと同様、自然雰囲気中で行われる
ことに起因するものであることが明らかとなった。

従って、本発明は、安定した高特性の酸化物超伝導体を
製造することができる方法を得ることを目的とするもの
である。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記問題点を解決するための手段として、少
なくとも焼成処理とアニール処理とを含む複数の熱処理
工程からなる高温超伝導体の製造方法において、前記焼
成も理とアニール処理とをそれぞれ雰囲気中の酸素分圧
が自然雰囲気中よりも高い高酸素分圧下で行うようにし
たものである。

また、超伝導体には、必要に応じて、電極が形成される
が、この場合、電極焼き付け処理は雰囲気中の酸素分圧
が自然雰囲気中よりも高い高酸素分圧下で行うのが好適
である。

さらに、予め仮焼された粉末を原料として使用する場合
は、仮焼工程は不要であるが、原料として酸化物、炭酸
塩その他熱処理によって酸化物となる化合物を使用する
場合、原料粉末の仮焼が行われる。この場合、仮焼工程
は自然雰囲気で行っても良いが、雰囲気中の酸素分圧が
自然雰囲気中よりも高い高酸素分圧下で行うのが好適で
ある。

また、本発明方法においては、熱あ理工程のうち少なく
とも焼成工程とアニール処理は酸素分圧が自然雰囲気中
よりも高い雰囲気、即ち、酸素分圧が０　、２気圧、好
ましくは０．３気圧を越える雰囲気中で行われるが、す
べての工程を酸素分圧が１．０、即ち、純酸素雰囲気中
で行うのが好適である。

熱処理炉としては、雰囲気制御を行うことができるもの
であれば、バッチ炉、管状炉、加圧炉など任意の炉を用
いることができる。

前記高温超伝導体としては、Ｒｅ−Ｍ−Ｃｕ−０系酸化
物（但し、Ｒｅは少なくとも一種の希土類元素、Ｍは少
なくとも一種のアルカリ土金属を表す。）からなる超伝
導体、具体的には、例えば、ＹＢａ、Ｃｕ、０７−、が
代表的なものとして挙げられる。

（作用） 本発明に従い酸化物超伝導体の製造工程に於ける熱処理
工程のうち、焼成処理とアニール処理とをそれぞれ雰囲
気中の酸素分圧が自然雰囲気中よりも高い高酸素分圧下
で行うと、焼結性を向上させ、密度および機械的強度を
向上させる。

（実施例） 原料としてＹ２Ｏ３、ＢａＣｏ３およびＣｕＯの粉末を
用い、これらの原料粉末をＹ：Ｂａ：Ｃｕ−１：２：３
の割合になるように秤量して混合し、その原料粉末混合
物をアルミナ製のさやに入れ、雰囲気制御のできるバッ
チ炉を用いて、酸素と窒素からなる高酸素雰囲気中（酸
素分圧１気圧）、９００℃で４０時間仮焼し、粉砕した
。

次いで、仮焼粉末に少量の有機バインダを加えて造粒し
たのち、２Ｘ０．７ＸＯ，ｌ　（ｃ＋＊）の大きさに成
型し、アルミナ製のさやに入れ、前記バッチ式炉を用い
て純酸素のみからなる酸素雰囲気中（圧力１気圧）、９
４０℃で１０時間焼成し、この焼結体を焼成処理と同じ
酸素雰囲気中（圧力１気圧）、９４０℃〜室温まで降温
速度は１℃／分で５時間アニール処理して酸化物超伝導
体を得た。

この酸化物超伝導体に導電性ペーストを塗布した後、乾
燥させ、酸素雰囲気中（圧力１気圧）、４５０℃で焼き
付けて、Ａｇ電極を形成して試料とした。

（比較例） 実施例で調製した原料粉末をアルミナ製のさやに入れ、
バッチ式炉を用いて、自然雰囲気中９００℃で４０時間
仮焼し、この仮焼粉末を熱処理雰囲気を自然雰囲気とし
た以外は、実施例と全く同じ条件下で焼成、アニール処
理、および電極焼き。

付けを行い、試料とした。

前記実施例および比較例で得た酸素雰囲気超伝導体の各
試料について、物理的性質および電気的性質を測定した
。それらの結果を第１表に示す。

密度（ｇ／ａｍ”）　　　　　　　６　、１　　　　　
５　、７抗折強度（ｋｇ／ｃｍ”）　１．ＯＸ　１０’
　　３．５Ｘ　１０”収縮率（％）　　　　　　　１７
　　　　　１２臨界温度（Ｋ）　　　　　　　９１　　
　　　９１転移源度域（Ｋ）　　　　　　　１　　　　
　　４臨界電流密度（Ａ／ｍリ　　１２０　　　　　７
０第１表の結果から明らかなように、実施例のものは、
比較例のものに比べ、密度および機械的強度が著しく向
上し、これが臨界温度および臨界電流値に多大の影響を
及ぼしている。即ち、本発明に係る超伝導体は、抵抗が
低下し始めるオンセット温度（Ｔ、、）から抵抗が０に
なるゼロ抵抗温度（Ｔｃ、）に至る転移温度域がＩＫと
著しく狭くなり、また臨界電流密度も１２０Ａ／ｍ”と
比較例のものの約１．７倍に向上している。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、安定した高特性
の酸化物超伝導体を容易に製造でき、同じ原料を用いて
も臨界温度および臨界電流密度を向上させることができ
るなど、優れた効果が得られる。

特許出願人　株式会社　村田製作所

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも焼成処理とアニール処理とを含む複数
   の熱処理工程からなる高温超伝導体の製造方法において
   、前記焼成処理とアニール処理とをそれぞれ雰囲気中の
   酸素分圧が自然雰囲気中よりも高い高酸素分圧下で行う
   ことを特徴とする高温超伝導体の製造方法。
2. （２）前記熱処理工程が電極焼き付け工程を含み、該電
   極焼き付け処理を雰囲気中の酸素分圧が自然雰囲気中よ
   りも高い高酸素分圧下で行うことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の方法。
3. （３）前記熱処理工程が原料粉末を仮焼する仮焼工程を
   含み、該仮焼工程を雰囲気中の酸素分圧が自然雰囲気中
   よりも高い高酸素分圧下で行うことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の方法。
4. （４）前記熱処理工程の雰囲気中の酸素分圧が１である
   特許請求の範囲第１項〜第３項のいづれか一項記載の方
   法。
5. （５）前記高温超伝導体がＲｅ−Ｍ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物
   （但し、Ｒｅは少なくとも一種の希土類元素、Ｍは少な
   くとも一種のアルカリ土類金属を表す。）からなる超伝
   導体である特許請求の範囲第１項〜第４項のいづれか一
   項記載の方法。