JPH01179722A - 酸化物超電導体の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導体の製造方法Info
- Publication number
- JPH01179722A JPH01179722A JP63003238A JP323888A JPH01179722A JP H01179722 A JPH01179722 A JP H01179722A JP 63003238 A JP63003238 A JP 63003238A JP 323888 A JP323888 A JP 323888A JP H01179722 A JPH01179722 A JP H01179722A
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- Japan
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- oxide
- nitrogen
- oxide superconductor
- oxygen
- plasma treatment
- Prior art date
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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
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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。
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体の製造方法に係り、特に臨界温
度の高い酸化物超電導体の製造方法に関する。
度の高い酸化物超電導体の製造方法に関する。
（従来の技術）
近年、Ｂａ−Ｌａ−Ｃｕ−０系の層状ペロブスカイト型
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なわれて
いる（Ｚ、Ｐｈｙｓ、Ｂ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ Ｍａｔ
ｔｅｒ ６４゜ｐ、１８９−１９３（１９８［ｉ））。
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なわれて
いる（Ｚ、Ｐｈｙｓ、Ｂ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ Ｍａｔ
ｔｅｒ ６４゜ｐ、１８９−１９３（１９８［ｉ））。
その中でもＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系に代表される酸素欠陥
を有する欠陥ペロブスカイト型（ＡＢ ＣＯ型）の酸
化物超電導体は、Ｔｃ２３７−δ が９０に以」二と液体窒素以上の高い温度を示すため非
常に有望な材料である（Ｐｈｙｓ、Ｒｅｖ、Ｌｅｔｔ、
ｖｏｌ、５８Ｎｏ、９．ｐ９０８−９１０（１９８７）
）。
を有する欠陥ペロブスカイト型（ＡＢ ＣＯ型）の酸
化物超電導体は、Ｔｃ２３７−δ が９０に以」二と液体窒素以上の高い温度を示すため非
常に有望な材料である（Ｐｈｙｓ、Ｒｅｖ、Ｌｅｔｔ、
ｖｏｌ、５８Ｎｏ、９．ｐ９０８−９１０（１９８７）
）。
（発明か解決しようとする課題）
この様にペロブスカイト型の酸化物超電導体は前述の如
く非常に有望な材料であるが、より高い臨界温度（Ｔｃ
）への要求は大なるものである。
く非常に有望な材料であるが、より高い臨界温度（Ｔｃ
）への要求は大なるものである。
本発明はこの様な問題点を解決するためになされたもの
であり、臨界温度が高い酸化物超電導体を得ることを目
的としてなされたものである。
であり、臨界温度が高い酸化物超電導体を得ることを目
的としてなされたものである。
［発明の構成コ
（課題を解決するための手段及び作用）本発明は、Ｌｎ
元素（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｓｃ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ
。
元素（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｓｃ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ
。
Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等の希土類元素の
少なくとも一種） 、ＡＥ元素（Ｂａ、Ｃａ及びＳｒの
少なくとも一種）及びＣｕを主成分とする酸化物に、窒
素プラズマ処理により構成成分として窒素を含有する酸
化物超電導体を得ると言うものである。すなわち本発明
は従来より研究されているＬｎ−ＡＥ−Ｃｕ−０系の酸
化物超電導体の構成元素である酸素の一部を窒素で置換
したことを特徴とするものである。
少なくとも一種） 、ＡＥ元素（Ｂａ、Ｃａ及びＳｒの
少なくとも一種）及びＣｕを主成分とする酸化物に、窒
素プラズマ処理により構成成分として窒素を含有する酸
化物超電導体を得ると言うものである。すなわち本発明
は従来より研究されているＬｎ−ＡＥ−Ｃｕ−０系の酸
化物超電導体の構成元素である酸素の一部を窒素で置換
したことを特徴とするものである。
用いる酸化物としては焼結体でも良いし、基体」二に形
成された薄膜状の酸化物でも良いし、その形態は問わな
い。
成された薄膜状の酸化物でも良いし、その形態は問わな
い。
本発明の酸化物超電導体の製造方法を以下に詳細に説明
する。
する。
Ｙ、Ｃｕ、Ｂａζ９の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Ｙ Ｏ、Ｂａｄ、 ＣｕＯ等
の酸化物を原料として用いることかできる。また、これ
らの酸化物のほかに、焼成後酸化物に転化する炭酸塩、
水酸化物等の化合物を用いてもよい。さらには共沈法等
で得たしゅう酸塩等を用いても良い。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、多少ずれていても構わ
ない。
混合する。混合の際にはＹ Ｏ、Ｂａｄ、 ＣｕＯ等
の酸化物を原料として用いることかできる。また、これ
らの酸化物のほかに、焼成後酸化物に転化する炭酸塩、
水酸化物等の化合物を用いてもよい。さらには共沈法等
で得たしゅう酸塩等を用いても良い。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、多少ずれていても構わ
ない。
例えばＹ−Ｉ３ａ−Ｃｕ−０系てはＹｌｍｏｌに対しＢ
ａ２ ｍｏｌ、Ｃｕ３ ｍｏｌか標準組成であるか、
実用上は、Ｙｌ、ｍｏｌに対し、Ｂａ２±０．６ ｍｏ
ｌ 、ＣｕＢ±０．２ ｍｏｌ程度のずれは問題ない。
ａ２ ｍｏｌ、Ｃｕ３ ｍｏｌか標準組成であるか、
実用上は、Ｙｌ、ｍｏｌに対し、Ｂａ２±０．６ ｍｏ
ｌ 、ＣｕＢ±０．２ ｍｏｌ程度のずれは問題ない。
また製造上の問題、例えば焼結性等を考慮して、原料と
しては上記範囲を更に越える比率での混合（例えばＣｕ
を３±０．４ ｍｏｌ等）も構わない。これは主相とし
てこの様ないわゆる１・２・３の組成の物が生じていれ
ば良いためてあり、超電導特性か得られる限り、異相の
存在をさまたげるものではないからである。
しては上記範囲を更に越える比率での混合（例えばＣｕ
を３±０．４ ｍｏｌ等）も構わない。これは主相とし
てこの様ないわゆる１・２・３の組成の物が生じていれ
ば良いためてあり、超電導特性か得られる限り、異相の
存在をさまたげるものではないからである。
前述の原料を混合した後、仮焼・粉砕し所望の形状に成
形した後、９３０−１０００℃程度で焼成する。
形した後、９３０−１０００℃程度で焼成する。
仮焼は必ずしも必要ではない。焼成・仮焼は十分な酸素
が供給できるような酸素含有雰囲気、例えば大気フロー
中等で行なうことか好ましい。
が供給できるような酸素含有雰囲気、例えば大気フロー
中等で行なうことか好ましい。
所望の形状に焼成した後、酸素中で加熱処理することに
より、超電導特性を向」ニすることができる。この加熱
処理は通常、［１００−９６０６Ｃ程度である。
より、超電導特性を向」ニすることができる。この加熱
処理は通常、［１００−９６０６Ｃ程度である。
これは焼結後の徐冷工程で実施しても良い。またプラズ
マ酸化法を用いれば、例えば２００°Ｃ以下程度の低温
での処理でも、十分な酸素の供給を行なうことができる
。
マ酸化法を用いれば、例えば２００°Ｃ以下程度の低温
での処理でも、十分な酸素の供給を行なうことができる
。
本発明の特徴はこのようにして得た酸化物に窒素プラズ
マ処理を施す点にある。窒素プラズマ処理は窒素ガス（
例えば１Ｏ−１〜１０”−２ｔｏｒｒ）中で高周波電解
を印加することで容易に得ることができる。
マ処理を施す点にある。窒素プラズマ処理は窒素ガス（
例えば１Ｏ−１〜１０”−２ｔｏｒｒ）中で高周波電解
を印加することで容易に得ることができる。
この窒素プラズマ処理を施すことにより、Ｔｃが向上し
た酸化物超電導体を得ることができる。また窒素プラズ
マ処理は低温（例えば３００°Ｃ〜５００℃程度の基板
温度）であるため、効果的にＴｃ向上の効果を挙げるこ
とができる。
た酸化物超電導体を得ることができる。また窒素プラズ
マ処理は低温（例えば３００°Ｃ〜５００℃程度の基板
温度）であるため、効果的にＴｃ向上の効果を挙げるこ
とができる。
なお、窒素プラズマ処理により導入された窒素は酸素と
置換した形で超電導体中に存在すると考えられる。すな
わちをＬｎＢａ２Ｃｕ３０７−δ（酸素欠陥δ；δは通
常１以下）の酸素欠陥型ペロブスカイト構造となり、Ｎ
元素はＯ元素を置換したかたちで存在していると考えら
れる。また、ＬｎＡＥ２Ｃｕ３Ｎｘ０７−δ−ｘ（δは
酸素欠陥を表わす）で表わしたとき、Ｘ≦４の窒素を含
有することが望ましい。僅かの導入で窒素添加の効果は
生しるが、Ｘ≧１でＴｃ向」二の効果が顕著となる。
置換した形で超電導体中に存在すると考えられる。すな
わちをＬｎＢａ２Ｃｕ３０７−δ（酸素欠陥δ；δは通
常１以下）の酸素欠陥型ペロブスカイト構造となり、Ｎ
元素はＯ元素を置換したかたちで存在していると考えら
れる。また、ＬｎＡＥ２Ｃｕ３Ｎｘ０７−δ−ｘ（δは
酸素欠陥を表わす）で表わしたとき、Ｘ≦４の窒素を含
有することが望ましい。僅かの導入で窒素添加の効果は
生しるが、Ｘ≧１でＴｃ向」二の効果が顕著となる。
また多量の混合はＴｃ向上の効果が得られず、実用上は
１≦Ｘ≦３程度が好ましい。
１≦Ｘ≦３程度が好ましい。
超電導体は粉末焼結に限らず、蒸着法、スパッタリング
法、ＣＶＤ法などの方法による膜状の酸化物超電導体を
形成することもできる。更に酸化物超電導体ペーストを
用いたスクリーン印刷法、ゾル・ゲル法等を用いての製
造もできる。更に金属管等のシース祠を用いての線材化
、溶湯急冷法を用いての線祠化等も可能である。
法、ＣＶＤ法などの方法による膜状の酸化物超電導体を
形成することもできる。更に酸化物超電導体ペーストを
用いたスクリーン印刷法、ゾル・ゲル法等を用いての製
造もできる。更に金属管等のシース祠を用いての線材化
、溶湯急冷法を用いての線祠化等も可能である。
また窒素プラズマ処理による窒素の導入は表面近傍で効
果があかるため、超電導体全体としての向」二を考える
と膜状の超電導体の場合に最も効果的であると考えられ
る。
果があかるため、超電導体全体としての向」二を考える
と膜状の超電導体の場合に最も効果的であると考えられ
る。
なお本発明酸化物超電導体ではＢａをＳｒ、Ｃａの少な
くとも一種で置換することができ、この様な置換によっ
ても臨界電流密度を向上することができる。この効果は
Ｏ，Ｏ１ｍｏ１％以上で顕著となるが、実用」二は８０
ｍｏ１％以下、さらには２０ｍｏ１％以下程度が好まし
い。
くとも一種で置換することができ、この様な置換によっ
ても臨界電流密度を向上することができる。この効果は
Ｏ，Ｏ１ｍｏ１％以上で顕著となるが、実用」二は８０
ｍｏ１％以下、さらには２０ｍｏ１％以下程度が好まし
い。
またＣｕ元索の一部を更にＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｅ、Ｃｏ
、Ｎｉ、Ｚｎ等て置換しても良い。この置換も超電導特
性を損なわない稈度で、実用」−は２０ｍｏ１％以下程
度までである。またＬｎｎ元金二種以」二含有するのも
、臨界電流密度の向上には有効である。更にＦの添加な
ど、主体となる超電導体の基本的性質をかえない範囲で
の諸元素の添加は超電導特性を低下ぜしめないかぎり構
わない。
、Ｎｉ、Ｚｎ等て置換しても良い。この置換も超電導特
性を損なわない稈度で、実用」−は２０ｍｏ１％以下程
度までである。またＬｎｎ元金二種以」二含有するのも
、臨界電流密度の向上には有効である。更にＦの添加な
ど、主体となる超電導体の基本的性質をかえない範囲で
の諸元素の添加は超電導特性を低下ぜしめないかぎり構
わない。
（実施例）
以下に本発明の詳細な説明する。
実施例−１
ＹＢａ Ｃｕ Ｏで表わされる酸素欠陥型２ ３７
−δ ペロブスカイト構造を有する酸化物焼結体に１Ｏ−１ｔ
ｏｒｒの窒素ガス中でプラズマ処理を施した。基体温度
は５００℃とした。
−δ ペロブスカイト構造を有する酸化物焼結体に１Ｏ−１ｔ
ｏｒｒの窒素ガス中でプラズマ処理を施した。基体温度
は５００℃とした。
窒素プラズマ処理前はＴｃ−９０Ｋであったが、窒素プ
ラズマ処理後はＴｃ＝１４０にと大幅なＴｃの向上が確
認された。
ラズマ処理後はＴｃ＝１４０にと大幅なＴｃの向上が確
認された。
この実施例ではＬｎ元素としてＹ、ＡＥ元素としてＢａ
を用いた場合のみを示したが、他の元素でも同様の効果
が認められた。
を用いた場合のみを示したが、他の元素でも同様の効果
が認められた。
実施例−２
支持基体としてのＳ ｒ Ｔ ｉＯａ基板上に形成され
たＹＢａ Ｃｕ Ｏで表わされる酸素欠陥２ ３７
−δ 型ペロブスカイト構造を有する酸化物薄膜に窒素ガス中
でプラズマ処理を施した。
たＹＢａ Ｃｕ Ｏで表わされる酸素欠陥２ ３７
−δ 型ペロブスカイト構造を有する酸化物薄膜に窒素ガス中
でプラズマ処理を施した。
窒素プラズマ処理前はＴｃ−９０Ｋであったが、窒素プ
ラズマ処理後はＴｃ−１，５０にと大幅なＴｃの向上が
確認された。
ラズマ処理後はＴｃ−１，５０にと大幅なＴｃの向上が
確認された。
この実施例ではＬｎｎ元金してＹ、ＡＥ元素としてＢａ
を用いた場合のみを示したか、他の元素でも同一 ７
− 様の効果か認められた。
を用いた場合のみを示したか、他の元素でも同一 ７
− 様の効果か認められた。
［発明の効果］
以」−説明したように本発明によれば、臨界温度が高い
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系等の酸化物超電導体を得ることか
でき、工業上寄与すること犬である。
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系等の酸化物超電導体を得ることか
でき、工業上寄与すること犬である。
特に薄膜状の超電導体を得る場合に有効である。
代理人 弁理士 則 近 憲 佑
Claims (4)
- （１）Ｌｎ元素（Ｌｎは希土類元素の少なくとも一種）
、ＡＥ元素（Ｂａ、Ｃａ及びＳｒの少なくとも一種）及
びＣｕを主成分とする酸化物に窒素プラズマ処理により
、窒素を導入することを特徴とする酸化物超電導体の製
造方法。 - （２）Ｌｎ元素、ＡＥ元素及びＣｕを原子比で実質的に
１：２：３の割合で含有する酸化物を用いることを特徴
とする請求項１記載の酸化物超電導体の製造方法。 - （３）ＬｎＡＥ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７＿−＿δ（δは酸素
欠陥を表わす）で表わされる酸素欠陥型ペロブスカイト
構造を有する酸化物を用いることを特徴とする請求項１
乃至２記載の酸化物超電導体の製造方法。 - （４）窒素含有量が、原子比でＬｎ元素１に対し４以下
であり、酸素の一部を置換した形で存在することを特徴
とする請求項１乃至３記載の酸化物超電導体の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63003238A JPH01179722A (ja) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | 酸化物超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63003238A JPH01179722A (ja) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | 酸化物超電導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01179722A true JPH01179722A (ja) | 1989-07-17 |
Family
ID=11551875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63003238A Pending JPH01179722A (ja) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | 酸化物超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01179722A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007239701A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | San Road:Kk | 扇風機用集塵フィルタ |
-
1988
- 1988-01-12 JP JP63003238A patent/JPH01179722A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007239701A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | San Road:Kk | 扇風機用集塵フィルタ |
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