JPH01179719A - 酸化物系超電導体及びその製造方法 - Google Patents

酸化物系超電導体及びその製造方法

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JPH01179719A
JPH01179719A JP63001536A JP153688A JPH01179719A JP H01179719 A JPH01179719 A JP H01179719A JP 63001536 A JP63001536 A JP 63001536A JP 153688 A JP153688 A JP 153688A JP H01179719 A JPH01179719 A JP H01179719A
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三村 正直
Yasuzo Tanaka
田中 靖三
Kiyoshi Okaniwa
岡庭 潔
Hiroo Takahashi
高橋 宏郎
Kiyoshi Ogawa
潔 小川
Masashi Yasuda
正史 安田
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Electric Power Development Co Ltd
Furukawa Electric Co Ltd
Hokkaido Electric Power Co Inc
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Electric Power Development Co Ltd
Furukawa Electric Co Ltd
Hokkaido Electric Power Co Inc
Tohoku Electric Power Co Inc
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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、臨界電流密度(JC)が大きく、月つその磁
場(B)依存性が小さい酸化物系超電導体及びその製造
方法に関するものである。
〔従来の技術及びその課題〕
一般式YBazCuiO7−2、LaBazCu:+0
□−2等の希土類元素、アルカリ土金属、銅及び酸素か
らなる酸化物系超電導体は、3層単位の層状ペロブスカ
イト構造を有していて、臨界温度(Te)が高く、その
応用が期待されている。
前記酸化物系超電導体の製造方法としては、粉末法等の
固相法或いは共沈法、ゾル・ゲル法等の溶液法等が試み
られているが、従来固相法で製造された超電導体は、臨
界電流密度(Jc)が小さくて、102〜103A/c
m2程度であり、溶液法で製造した場合も若干Jcが向
上する程度でしかなかった。更にJCの磁場(B)依存
性が大きく、B=ITでJcの値が2桁以上減少してし
まうという問題があった。
(課題を解決する為の手段〕 本発明は上記の点に鑑み鋭意検討の結果なされたもので
あり、その目的とするところは、臨界電流密度(J、)
が大きく、且つJcの磁場(B)依存性が小さい酸化物
系超電導体及びその製造方法を提供する事である。
本発明者等は、−儀式RIA z Cu :+○、−,
(R:希土類元素、A:アルカリ土金属)の組成の酸化
物系超電導体のCuの一部を少量のIli/a族遷移金
属(M)で置換し、−儀式RIA2Cul−yMy07
−4(10−5≦y≦10−2、Q < z < 0.
5 )なる組成にする事により、高いJC値を持ち、且
つ前記■a族遷移金属(M)が磁束の侵入に対する一種
のビン止め効果を発揮して、Jcの磁場(B)依存性が
小さくなる事を見出して、本発明の完成に到ったもので
ある。
即ち本発明は、希土類元素、アルカリ土金属、銅及び酸
素からなる一般式R+AzCui07−z(R:希土類
元素、A:アルカリ土金属)の組成の酸化物系超電導体
のCuの一部をlVa族遷移金属(M)で置換し、−儀
式RIA2Cu3−.M、07−z(10−5≦y≦1
0−2.0 < z < 0.5 )なる組成にした事
を特徴とする酸化物系超電導体を第一の発明とするもの
である。
而して、前記yの値が10−5未満の場合は、■a族遷
移金属(M)によるビン止め効果が不充分で、Jcが余
り向上しなく、又yの値が10−2を超えると、Jcの
値が著しく低下するので、yの値は10−5〜10−2
の範囲内にする必要がある。
本発明において、lVa族遷移金属(M)をピンニング
センターとして有効に作用させる為には、これらを均一
に分散させると共に、その分布(間隔)が酸化物系超電
導体のコヒーレント長さ(1〜3nm程度)とほぼ同等
となる様に、これらの濃度を調整する必要があるが、本
発明者等は共沈法、ゾル・ゲル法、熱分解法等の溶液法
により、均一で微細な粉体を作り、これを焼結処理する
事によって、前記遷移金属(M)の分布を比較的容易に
コントロール出来る事を見出したものである。
即ち本発明は、−儀式R(NO3)3、A(N03)2
及びCu(NO3)zで示される希土類元素(R)、ア
ルカリ土金属(A)及び銅の硝酸塩からなる水溶液に、
−G式MO(NOり2で示されるrVa族遷移金属(M
)の硝酸塩を添加して、溶液法により酸化物系超電導体
の原料粉体を作った後、該原料粉体を焼結処理する事を
特徴とする一般式RlA2Cu 3−yMyOt−2(
10−5≦y≦10−2、Q < z < 0.5 )
なる組成の酸化物系超電導体の製造方法を、第二の発明
とするものである。
本発明において、IVa族遷移金属(M)としては、T
i、Zr、Hf等が挙げられるが、ビン止め効果が特に
大きいTiを用いる事が望ましい。
又希土類元素(R)としては、Y、La、Ce、Nd、
3m、Eu、、Gd、、Tb、DV、Ho、Er、、T
m、Yb等が挙げられる。更にアルカリ土金属(A)と
しては、Ba又はSrを用いた場合に特に良好な超電導
特性が得られる。
(作用〕 本発明においては、−儀式RIA2CuxO7−。
(R:希土類元素、A:アルカリ土金属)の組成の酸化
物系超電導体のCuの一部を少量のIVa族遷移金属(
M)で置換する事によって、該IVa族遷移金属(M)
が磁束の侵入に対する一種のビン止め効果を発揮してい
て、その為にJCの磁場(B)依存性が小さくなってい
る。更に本発明方法においては、希土類元素(R)、ア
ルカリ土金属(、A)及び銅の硝酸塩からなる水溶液に
、IVa族遷移金属(M)の硝酸塩を添加して、溶液法
により酸化物系超電導体の原料粉体を作った後、該原料
粉体を焼結処理して前記酸化物系超電導体を製造してい
るので、TVa族遷移金属(M)がピンニングセンター
として有効に作用する様に、比較的容易にその分布をコ
ントロールする事が出来る。
〔実施例1〕 次に本発明を実施例により更に具体的に説明する。原料
として、Y、Ba、Cu及びTiの硝酸塩を用い、これ
らをY (NO3)3−6 HzOlBa (NO−)
 2、Cu (NO3) 2・3HzO及びT i O
(N 03’) zのモル比が1:2:3−y:y(1
0−5≦y≦1O−2)になる様に混合して、濃度0.
1モル/lの水溶液とした。この水溶液を凍結後、乾燥
し、粒径]0μm程度の粉体を得た。
この粉体を、白金ルツボに入れて、大気中で400°C
に加熱して、充分に攪拌した後、750°Cに加熱して
仮焼成し、熱分解を充分に行なった後、室温迄冷却し、
自動乳鉢で粉砕して、粒径10μm程度にした。この様
にして得られた粉体を、厚さ2mm、幅2mm、長さ2
0mmのペレットに成形し、900°C1酸素フロー中
で6hr焼結し、超電導成形体を得た。
この様にして得られたペレット1に、第1図に示す様に
セラソルダーを超音波ハンダゴテにて半田付けし、電流
電極2a、2b及び電圧電極3a、3bよりなる四端子
の電極とした。この様にして電極を形成したペレット1
を液体窒素中に浸漬して、外側の電流電極2a、2b間
に電流を流した際の電圧降下を、内側の電圧電極3a、
3b間で測定する事により、臨界電流密度(J、)を測
定した。
而して一般式RIA2C(13−yMy0?−2(10
−5≦y≦10−”、O< z < 0.5 )なる組
成におけるyの値を変えた場合の臨界電流密度(Jc)
の変化を、外部磁場H,,(第1図にH8Xの印加方向
を矢印で示した)を印加した場合(B=IT)及び外部
磁場H8Xを印加しない場合(B=OT)のそれぞれに
ついて、第2図に示した。
第2図から明らかな様に、B=OTの場合は、Ti4度
(y)がy≦10−2を満足する範囲内では、臨界電流
密度(J、)は103A/cm2程度の値が得られてお
り、yの値によって大きな変化は認められない。一方B
=ITの場合は、J、の値はyの値によってかなり変化
し、y=1o−’付近にピークを有している。即ち本発
明の範囲内(10−5≦y≦1O−2)では磁場による
Jcの低下は比較的小さく、1桁台であるが、y=o即
ち従来組成の酸化物系超電導体では、磁場によるJ。
の低下が大きく、2桁以上低下している。
〔実施例2〕 実施例1と同様な水溶液を、霧状にして、液体窒素中に
吹き込んだ後、凍結乾燥し、粒径0.1μm程度の微細
な粉体を得た。この粉体を用いて、実施例1と同様な方
法で酸化物系超電導成形体のペレットを製造し、実施例
1と同様な方法で臨界電流密度(j、)を測定しところ
、第2図に示したのとほぼ同様な結果が得られた。
〔実施例3〕 実施例1と同様な方法で、水溶液を凍結後、乾燥して得
られた粉体をプラズマ中に投入し、前記乾燥粉体を個々
に仮焼成した。この様にして得られた粉体を用いて、実
施例1と同様な方法で酸化物系超電導成形体のペレット
を製造し、実施例1と同様な方法で臨界電流密度(J、
:)を測定した。
その結果B=OTの場合は、Ti濃度(y) =0で臨
界電流密度(JC)は3.2X103A/cm2となり
、B=ITの場合は、Jcの値はy−2×10−4付近
にピークを有していて、1.lX10”A/cm”とな
った。
〔実施例4〕 IVa族遷移金属(M)の硝酸塩として、Zr0(NO
,)2を用いた以外は実施例1と同様な方法で、酸化物
系超電導成形体のペレットを製造し、実施例1と同様な
方法で臨界電流密度(JC)を測定した。その結果B=
OTの場合は、Zr濃度(y)−〇で臨界電流密度(J
C)は1.5X10’A / c m ”となり、B=
ITの場合は1.J、の値はy=1o−’付近にピーク
を有していて、6,5×1、0 ’A/ c m2とな
った。
〔発明の効果〕
本発明による酸化物系超電導体は、臨界電流密度(JC
)が大きく、且つJ、の磁場(B)依存性が小さい等工
業上顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はペレットへの電極の形成を示す説明図、第2圀
はCuの一部をTiで置換した場合におけるJcのT1
濃度依存性を示す説明図である。 1−ペレット、2a、2b−電流電極、3a、3b−電
圧電極。 特許出願人 代理人 弁理士 鈴木雄−1ペレツト 第1図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)希土類元素、アルカリ土金属、銅及び酸素からな
    る一般式R_1A_2Cu_3O_7_−_z(R:希
    土類元素、A:アルカリ土金属)の組成の酸化物系超電
    導体のCuの一部をIVa族遷移金属(M)で置換し、一
    般式R_1A_2Cu_3_−_yM_yO_7_−_
    z(10^−^5≦y≦10^−^2、0<z<0.5
    )なる組成にした事を特徴とする酸化物系超電導体。
  2. (2)一般式R(NO_3)_3、A(NO_3)_2
    及びCu(NO_3)_2で示される希土類元素(R)
    、アルカリ土金属(A)及び銅の硝酸塩からなる水溶液
    に、一般式MO(NO_3)_2で示されるIVa族遷移
    金属(M)の硝酸塩を添加して、溶液法により酸化物系
    超電導体の原料粉体を作った後、該原料粉体を焼結処理
    する事を特徴とする一般式R_1A_2Cu_3_−_
    yM_yO_7_−_z(10^−^5≦y≦10^−
    ^2、0<z<0.5)なる組成の酸化物系超電導体の
    製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5583093A (en) * 1991-03-22 1996-12-10 Canon Kabushiki Kaisha Metal oxide material with Ln, Sr, Cu, O, optionally Ca, and at least one of Fe, Co, Ti, V, Ge, Mo, and W

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63291817A (ja) * 1987-05-25 1988-11-29 Toshiba Corp 酸化物超電導体

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