JPH01203258A - 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

Publication number
JPH01203258A
JPH01203258A JP63029589A JP2958988A JPH01203258A JP H01203258 A JPH01203258 A JP H01203258A JP 63029589 A JP63029589 A JP 63029589A JP 2958988 A JP2958988 A JP 2958988A JP H01203258 A JPH01203258 A JP H01203258A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sintered body
cuo
film
oxide superconducting
dense
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63029589A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunichi Nishikida
錦田 俊一
Tatsuhiko Shigematsu
重松 達彦
Teruo Izumi
輝郎 和泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP63029589A priority Critical patent/JPH01203258A/ja
Publication of JPH01203258A publication Critical patent/JPH01203258A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (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、Y−Ba−Cu−0,系の超電導焼結体の製
造方法に関し、特に、焼結法と気相蒸着法とを組み合わ
せて緻密な超電導セラミックスを製造する方法に関する
。
(従来の技術) YlBazCusOt−&が液体窒素温度以上でも超電
導性を持つことが発見されて以来、その実用化のための
研究が盛んに行われている。現在のところ、その主流は
酸化物粉末を焼結するバルクセラミックスの製造にある
。
・Y−Ba−Cu−0系超電導セラミツクスの焼結体作
製の一般的方法は以下のとおりである。
■ Y、03.13acos、CuOの粉末をYlBa
zCusOt−、rの組成になるように秤量、混合する
。
■ 900℃前後で仮焼する。
■ 仮焼した粉末を粉砕し、成形する。
■ この成形体を900〜950 ’Cで焼結し、その
後炉冷する。
この方法で得られた焼結体の臨界温度は90に前後であ
る。しかしこの焼結体の相対密度は70〜85%程度で
あり、気孔の多いセラミックスである。
焼結体の密度が低いということは、焼結体の機械的強度
が低いということであり、更には焼結体に流すことがで
きる電流が低いということであってこれはYlBazC
uiOt−J超電導体の実用化の一つの大きな障害であ
る。
一般にセラミックスの緻密焼結体を得るための手段とし
て、焼結温度を上げて焼結反応を促進することが考えら
れる。
しかし、本発明が対象としているYIBalCu*0t
−J系セラミックスにおいては、その確たる状態図がな
いため詳細は不明であるが、1000°C以上に加熱す
ると、超電導を示す三層ペロブスカイト構造が分解し、
YzBaCuOsなどの高温で安定な相が生成する。 
1000℃以上で生成した化合物は冷却しても安゛  
 定であり、もとの三層ペロブスカイト構造にもどらな
い。このため、焼結温度をあまり高くすることが出来ず
、現状では最高950’Cで焼結しており、その結果達
成できる相対密度は最高でも85%程度である。
(発明が解決しようとする課題) 本発明の課題は、YlBazCusOy−J超電導焼結
体の密度を上げ緻密な焼結体となすことにより、線材化
による電力貯蔵、コイル化による高磁場磁石、更に高速
コンピューター基板、各種素子などへの利用の可能性を
高めることにある。
本発明の直接的な目的は、緻密なYlBalCuiOt
−z超電導焼結体を製造する新しい方法を提供すること
にある。
(課題を解決するための手段) ′ 本発明者は、Y1Ba*CLlsOt−!を構成す
る3種の酸化物の中、2種だけの焼結体を予め製造し、
この焼結体に残りの酸化物を気相蒸着法で被着させ、加
熱処理することにより、極めて密度の高いY、Ba1C
u30t−x焼結体が製造できることを確認した。ここ
に、本発明は、次の(+) 〜(3)のY1BatCu
iO?4焼結体の製造方法をその要旨とする。
(1)  BaOとCuOのモル比が2=3である焼結
体表面に気相蒸着法でY2O,またはYの膜を生成させ
た後酸化性奪回下で加熱することを特徴とするY+Ba
zCusoq−1系酸化物超電導焼結体の製造方法。
(2)  Yt03とBaOのモル比が1:4である焼
結体表面に気相蒸着法でCuOまたはCuの膜を生成さ
せた後酸化性奪回下で加熱することを特徴とするY、B
a、Cu30y−!系酸化物超電導焼結体の製造方法。
(3)  via3とCuOのモル比1:6である焼結
体表面に気相蒸着法でBaOまたはBaの膜を生成させ
た後、酸化性雰囲下で加熱することを特徴とするY、B
a1Cu30t−J系酸化物超電導焼結体の製造方法。
以下、本発明の製造方法について、各構成要件とその作
用効果を説明する。
(作用) 前述のように、本発明方法の特徴は、Y+BazCus
O1−sの原料となるYIIO,、BaO1CuOのう
ちの2つを組合わせてまず焼結することにある。いずれ
の組み合わせでも2元系の焼結反応の場合加熱温度に制
限がない、即ち、たとえ焼結の過程で融体が生成しても
、第三の成分を蒸着して加熱すれば、超電導性をもつY
lBatCusOt−!が生成するのである。
言い換えれば、本発明は焼結時の高温で生成する相が他
の1つと反応してY、Ba1Cu30t−fが生成する
という知見に基づいている。
上記本発明者の知見を裏付けるひとつの実験結果を次に
紹介する。
2モルのBaCO2と3モルのCuOの粉末を混合し、
900°Cに加熱すると[1aCuOtとCuOの混合
焼結体が得られた。これを粉砕し、更にこれに2モルの
Yt03を添加して混合した。この混合粉末を成形し、
900°Cに加熱すると三層ペロブスカイト構造のY、
Ba、CuzOt−rとなり、液体窒素温度で超電導状
態になることがわかった。しかし、この方法で得られた
焼結体は、相対密度が75%であり、臨界電流密度は5
0^/cIlz程度に過ぎない。
次に、上記と同じBaCO5とのCuOの粉末の混合物
を950°Cに加熱すると融液が生成し、これを徐冷す
ると気孔率が1%以下のセラミックスが得られることが
わかった。これに気相蒸着法(この場合はイオンブレー
ティングを使用)でY2O,の被膜を5〜10μmの厚
さに蒸着した。この被膜は気孔率が0%の透明な膜であ
る。この試料を850°Cに加熱すると下地のBa−C
u−0酸化物とY!0.が拡散反応し、表面に緻密なL
BalCu30フイ系のセラッミクス膜が得られること
がわかった。このY+Ba1Cus(1+−z皮膜の超
電導臨界温度は90K、臨界電流密度は900A/cm
”であった。
同1.;試験を、酸化物の組み合わせを変えて繰り返し
、YzO=−CuO系にBaO1BaO−YiOi系に
CuOの組み合わせでも同じ結果が得られることを確認
した。
上記のとおり、いずれか二種の酸化物の焼結では、緻密
な焼結体が得られるような高い温度を選ぶことが可能に
なる。焼結の温度として望ましい範囲は、 BaOとCuOの場合:  930〜1000°CY2
O,とBaOの場合: 1400〜1600°CY2O
,とCuOの場合: 1000〜1300℃である。
焼結体を構成するこれら二種の酸化物のモル比は、最終
目標のY1Ba*Cu5Oy−!の組成が得られるよう
に選ばなければならない。そのモル比が、BaOとCu
Oの場合で2=3 Y2O,とBaOの場合で1=4 Y2O,とCuOの場合で1:6 である。
このようにして予め用意された焼結体の上に、第三の成
分を気相蒸着法によって被着する。ここで気相蒸着法を
用いる理由は、この方法が緻密な膜を生成させるのに最
も適しているからである。
膜を作る方法としては、簡単にはスクリーン印刷の如き
粉末をペースト状にして塗布する方法や少し?1雑であ
るが溶射法などの方法が考えられる。
′しかしこれらの方法では気孔率の高い膜しかできない
ため、本発明の目的には適していない。
気相蒸着法には化学気相蒸着法、スパッタリング法、真
空蒸着法、イオンブレーティング法などがあるが、いず
れの方法も本発明の目的に適う。
特に望ましい方法は、高速で緻密な膜が容易に得られる
イオンブレーティング法である。
次に、気相蒸着法によって焼結体の上に第三成分を蒸着
させた後の加熱について説明する。
この加熱は、3種の酸化物に相互拡散を生じさせ均一な
YlBazCusOtJfとすること、および酸化物中
の酸素を増加させ超電導性を示す斜方晶の結晶にするこ
とが目的である−従って・その雰囲気は酸化性でなけれ
ばならない。具体的には、大気、純酸素、酸素と不活性
ガスの混合ガスのような雰囲気とする。
加熱温度は概ね800〜900 ”Cの範囲にする。8
00゛Cよりも低温ではY、 Ba5Cu各元素の拡散
が遅く、また900°Cを超える高温では一部融液が生
成することがある。加熱時間は、蒸着する膜の厚さにも
よるが、通常6時間以上が必要である。
(実施例1) BaCOsとCuOの2:3モル比の混合粉末を白金る
つぼ中で1000°Cに加熱し溶解させた。これを徐冷
し、BaCOxとCuOの緻密な塊りを得た。この塊り
を板状に切断、研磨した。この試料の表面にイオンブレ
ーティングでY2O,を5μmコーティングした。更に
この試料を850°CX12hr大気中熱処理した後、
炉冷した。試料表面に約12μmのY+BazCuff
Ot−J’の緻密な層が生成し、臨界温度89に、臨界
電流密度8BOA/am”の超電導体となることが確認
された。
(実施例2) BaCOzとY2O,の4:1モル比の混合粉末を15
00°Cで仮焼後、ペレットに成形し、再び1600℃
に加熱し緻密な焼結体を得た。この試料に熱CVD法で
CuOを4μ−蒸着した。純酸素中で850°Cに加熱
処理した結果10μmのY、BazCu30.−Jの緻
密な層が生成した。
この膜は臨界温度88に、臨界電流密度900M/cm
”の超電導体となることがわかった。
(実施例3) Yオ0.とCuOの1:6モル比の混合粉末を白金るつ
ぼ中で1200°Cに加熱し溶解させた。これを徐冷し
、YよCubsとCuOの緻密な塊りを得た。この塊り
を板状に切断、研磨した。この試料表面にスパッタリン
グ法でBaOを1μ層コーティングした後、大気中90
0’Cで熱処理し、更に100°C/hrで冷却した。
約2μ閣のY+BazCusOt4が生成し、臨界温度
90K。
臨界電流密度1050A/cm”の超電導体の膜である
ことが確認された。
(発明の効果) 本発明方法によれば、YlBalCuiOt−J系セラ
ミックスの緻密焼結体が得られる。また、2種の酸化物
を細いテープ状にすることにより擬(I!線材にして、
例えば超電導コイルを製造することができる。
また高速コンピューターの基板、素子などに利用できる
超電導体の製造にも、本発明方法は広く応用することが
できる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) BaOとCuOのモル比が2:3である焼結体
    表面に気相蒸着法でY_2O_3またはYの膜を生成さ
    せた後、酸化性雰囲下で加熱することを特徴とする Y_1Ba_2Cu_3O_7_−_δ系酸化物超電導
    焼結体の製造方法。
  2. (2) Y_2O_3とBaOのモル比が1:4である
    焼結体表面に気相蒸着法でCuOまたはCuの膜を生成
    させた後、酸化性雰囲下で加熱することを特徴とする Y_1Ba_2Cu_3O_7_−_δ系酸化物超電導
    焼結体の製造方法。
  3. (3) Y_2O_3とCuOのモル比1:6である焼
    結体表面に気相蒸着法でBaOまたはBaの膜を生成さ
    せた後、酸化性雰囲下で加熱することを特徴とする Y_1Ba_2Cu_3O_7_−_δ系酸化物超電導
    焼結体の製造方法。
JP63029589A 1988-02-10 1988-02-10 酸化物超電導焼結体の製造方法 Pending JPH01203258A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63029589A JPH01203258A (ja) 1988-02-10 1988-02-10 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
JP63029589A JPH01203258A (ja) 1988-02-10 1988-02-10 酸化物超電導焼結体の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01203258A true JPH01203258A (ja) 1989-08-16

Family

ID=12280264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63029589A Pending JPH01203258A (ja) 1988-02-10 1988-02-10 酸化物超電導焼結体の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01203258A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013136816A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Fujikura Ltd 超電導薄膜作製用ターゲットの製造方法、超電導薄膜作製用ターゲット、酸化物超電導導体の製造方法
CN105063565A (zh) * 2015-08-31 2015-11-18 哈尔滨工业大学 一种p型红外透明导电氧化物薄膜的制备方法
CN105112869A (zh) * 2015-08-31 2015-12-02 哈尔滨工业大学 一种钇掺杂氧化铜红外透明导电薄膜的制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013136816A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Fujikura Ltd 超電導薄膜作製用ターゲットの製造方法、超電導薄膜作製用ターゲット、酸化物超電導導体の製造方法
CN105063565A (zh) * 2015-08-31 2015-11-18 哈尔滨工业大学 一种p型红外透明导电氧化物薄膜的制备方法
CN105112869A (zh) * 2015-08-31 2015-12-02 哈尔滨工业大学 一种钇掺杂氧化铜红外透明导电薄膜的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH08506216A (ja) 低温にて形成された超伝導YBa▲下2▼Cu▲下3▼O▲下7−x▼
JP2711253B2 (ja) 超伝導膜及びその形成方法
JP3089294B2 (ja) 超電導テープ材の製造方法
US5545610A (en) Oxide-based superconductor, a process for preparing the same and a wire material of comprising the same
JP2803823B2 (ja) T1系酸化物超電導体の製造方法
JPS63301424A (ja) 酸化物超伝導体薄膜の製造方法
JPH02291611A (ja) 酸化物超伝導膜の製造方法
JPH0238359A (ja) 超電導体の製造方法
JP2832002B2 (ja) Bi−Sr−Ca−Ci−O系超伝導薄膜の製造方法
JPH02162616A (ja) 酸化物高温超電導膜の製造方法
JPH02120227A (ja) Bi系酸化物超電導体の製造方法
JP2601892B2 (ja) T▲l▼系超電導体配線パタ−ンの製造法
JPH0211776A (ja) 超電導性金属酸化物膜の熱分解による製造方法
JPH026366A (ja) 酸化物系セラミックス、超電導セラミックス膜製造用基板及び超電導セラミックス膜の製法
JPH01313332A (ja) 酸化物超伝薄膜の製法
KR100338359B1 (ko) 부분 용융법을 이용한 고온 초전도 에피텍셜 후막의 제조방법
JPH01105416A (ja) 薄膜超電導体の製造方法
JPH01252526A (ja) 銅を含有する酸化物超電導体膜の製造方法
JPS63274027A (ja) 超電導材料の製造方法
JPH0297422A (ja) Tl−Pb−Sr−Ca−Cu−O系酸化物超電導体の製造方法
JPH0292827A (ja) Bi系酸化物超電導体の製造方法
JPH01126206A (ja) 超電導薄膜
JPH0453817B2 (ja)
JPH01126208A (ja) 超電導薄膜の製造法
TANAKA et al. Superconducting ceramics