JPH01226729A - 酸化物系超電導材料 - Google Patents
酸化物系超電導材料Info
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- JPH01226729A JPH01226729A JP63054635A JP5463588A JPH01226729A JP H01226729 A JPH01226729 A JP H01226729A JP 63054635 A JP63054635 A JP 63054635A JP 5463588 A JP5463588 A JP 5463588A JP H01226729 A JPH01226729 A JP H01226729A
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- superconducting
- powder
- based superconducting
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- 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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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超電導マグネットや超電導素子等として有用
な酸化物系超電導材料に関する。
な酸化物系超電導材料に関する。
酸化物系超電導材料として、酸素欠損型ペロブスカイト
結晶構造を有するＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物、または
立方晶系スピネル型結晶構造を有するＬｉ−Ｔｉ−０系
酸化物等が知られ、超電導磁石コイル、あるいは超電導
素子等の工学的応用について研究が進められている。
結晶構造を有するＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物、または
立方晶系スピネル型結晶構造を有するＬｉ−Ｔｉ−０系
酸化物等が知られ、超電導磁石コイル、あるいは超電導
素子等の工学的応用について研究が進められている。
しかるに、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物は、比較的高い
超電導遷移温度（Ｔｃ）を有しているが、その超電導特
性がペロブスカイト結晶構造内の酸素欠損面と関連して
いるという結晶異方性を有し、従って線材化加工等によ
り結晶配向が無秩序になると、大電流を流すことができ
なくなるという欠点がある。また、この酸化物は、熱水
に可溶であるほか、化学変化により、超電導特性を示さ
なくなる等、安定性にも問題がある。
超電導遷移温度（Ｔｃ）を有しているが、その超電導特
性がペロブスカイト結晶構造内の酸素欠損面と関連して
いるという結晶異方性を有し、従って線材化加工等によ
り結晶配向が無秩序になると、大電流を流すことができ
なくなるという欠点がある。また、この酸化物は、熱水
に可溶であるほか、化学変化により、超電導特性を示さ
なくなる等、安定性にも問題がある。
他方、立方晶系スピネル型のＬｉ−Ｔｉ−０系酸化物（
Ｌ ｉ ｌ。ａ （Ｔ ｉ ！−Ａ） ０４）は、前記
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物と異なって超電導特性に結
晶異方性はなく、また熱的変化を生じにくく、かつ化学
的安定性にもすぐれているという特徴を有しているが、
反面その超電導遷移温度（Ｔｃ）は約１０に程度と低い
。
Ｌ ｉ ｌ。ａ （Ｔ ｉ ！−Ａ） ０４）は、前記
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物と異なって超電導特性に結
晶異方性はなく、また熱的変化を生じにくく、かつ化学
的安定性にもすぐれているという特徴を有しているが、
反面その超電導遷移温度（Ｔｃ）は約１０に程度と低い
。
本発明は上記に鑑み、立方晶系スピネル型Ｌｉ−Ｔｉ−
０系酸化物超電導材料の特徴を活かしつつ、その超電導
遷移温度（Ｔｃ）を高めることを目的としてなされたも
のである。
０系酸化物超電導材料の特徴を活かしつつ、その超電導
遷移温度（Ｔｃ）を高めることを目的としてなされたも
のである。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の酸
化物系超電導材料は、下記（１）式で示される化学式を
有することを特徴としている。
化物系超電導材料は、下記（１）式で示される化学式を
有することを特徴としている。
Ｌ １．（ＴＩ、−Ｃｕｊ Ｏｕ ・・・（１〕〔
但し、０．８≦ｘ≦１．２，１．８≦ｙ＋ｚ≦２．２（
ｙ＜２．２．ｚ≦２．２）、２．２≦ｕ≦５であり、Ｔ
ｉはＴｉ３＋または／およびＴｉ”、ＣｕはＣｕ２°で
ある〕 上記−数式（１）で示される本発明の酸化物系超電導材
料は、Ｌｉ（イオン価数：＋１）、Ｔｉ（同：＋３．
＋４）、および０（同ニー２）を構成元素とする酸化物
Ｌ ｌ ＋−ｈ （Ｔ ｒ ２−Ｊ ０４（但し、−〇
、２≦ａ≦＋０．２、従ってＬｉの原子数は０．８〜１
．２．Ｔｉのそれは１．８〜２．２である）を基本形と
し、そのＴｉの一部ないしは全部を２価のＣｕを以て置
換したものである。その基本形酸化物の超電導遷移温度
（Ｔｃ）はＩＯＫ程度であるが、Ｔｉの一部ないしは全
部が２価のＣｕで置換された本発明の酸化物系超電導材
料は、それを凌ぐ高温度において安定した超電ｉ遷移を
発現する。
但し、０．８≦ｘ≦１．２，１．８≦ｙ＋ｚ≦２．２（
ｙ＜２．２．ｚ≦２．２）、２．２≦ｕ≦５であり、Ｔ
ｉはＴｉ３＋または／およびＴｉ”、ＣｕはＣｕ２°で
ある〕 上記−数式（１）で示される本発明の酸化物系超電導材
料は、Ｌｉ（イオン価数：＋１）、Ｔｉ（同：＋３．
＋４）、および０（同ニー２）を構成元素とする酸化物
Ｌ ｌ ＋−ｈ （Ｔ ｒ ２−Ｊ ０４（但し、−〇
、２≦ａ≦＋０．２、従ってＬｉの原子数は０．８〜１
．２．Ｔｉのそれは１．８〜２．２である）を基本形と
し、そのＴｉの一部ないしは全部を２価のＣｕを以て置
換したものである。その基本形酸化物の超電導遷移温度
（Ｔｃ）はＩＯＫ程度であるが、Ｔｉの一部ないしは全
部が２価のＣｕで置換された本発明の酸化物系超電導材
料は、それを凌ぐ高温度において安定した超電ｉ遷移を
発現する。
本発明の超電導材料の製造例について説明すると、加熱
により酸化リチウム（ＬＩＺＯ）となるリチウム化合物
（例えば、Ｌ１２Ｃ０３）、リチウム・チタン複酸化物
（例えば、メタチタン酸リチウム（Ｌ ｉ ２Ｔ ｉ
０３）） 、三二酸化チタン（Ｔ ｉ ｚ Ｏ３）、二
酸化チタン（ＴｉＯ□）、酸化第二銅（Ｃｕ Ｏ）等か
ら選ばれる化合物を、目的とする酸化物の原子比組成に
対応するように、すなわちＬｉ’：（Ｔｉ”・Ｔｉ”＋
Ｃｕ”）：Ｏ”の原子比が、ｘ：（ｙ＋ｚ）：ｕ （
ｘ、ｙ、ｚ、ｕは前記と同義）となるように配合して均
一な混合物となし、これを出発原料として所要の形状に
圧粉成形し、不活性雰囲気（例えば、アルゴンガス、窒
素ガス）下、温度約７００〜９００°Ｃで焼成処理する
ことにより製造される。また、焼成処理の別法として熱
間静水圧加圧焼成法を適用し、前記出発原料粉末をカプ
セルに封入し、真空脱気したうえ静水圧加圧力（例えば
、１０００〜２０００ｋｇ／ｃ４） （７）作用下ニ、
温度約７０ｏ〜９００°Ｃで焼成処理を行って目的とす
る酸化物を得ることもできる。なお、熱間静水圧加圧焼
成法を適用する場合には、そのカプセルとして銅または
銅合金の円柱状インゴットに適当数の芯孔を穿設したも
のをカプセルとし、その芯孔に出発原料粉末を封入した
うえ伸線加工を行って所要の線径のワイヤに成形したの
ち、熱間静水圧加圧焼成を行うようにすれば、超電導材
料（焼成された酸化物〔Ｉ］）が常電導相である銅（銅
合金）のマトリックスで被包された単芯または多芯構造
を有する、超電導マグネット等として有用な複合ワイヤ
が得られる。
により酸化リチウム（ＬＩＺＯ）となるリチウム化合物
（例えば、Ｌ１２Ｃ０３）、リチウム・チタン複酸化物
（例えば、メタチタン酸リチウム（Ｌ ｉ ２Ｔ ｉ
０３）） 、三二酸化チタン（Ｔ ｉ ｚ Ｏ３）、二
酸化チタン（ＴｉＯ□）、酸化第二銅（Ｃｕ Ｏ）等か
ら選ばれる化合物を、目的とする酸化物の原子比組成に
対応するように、すなわちＬｉ’：（Ｔｉ”・Ｔｉ”＋
Ｃｕ”）：Ｏ”の原子比が、ｘ：（ｙ＋ｚ）：ｕ （
ｘ、ｙ、ｚ、ｕは前記と同義）となるように配合して均
一な混合物となし、これを出発原料として所要の形状に
圧粉成形し、不活性雰囲気（例えば、アルゴンガス、窒
素ガス）下、温度約７００〜９００°Ｃで焼成処理する
ことにより製造される。また、焼成処理の別法として熱
間静水圧加圧焼成法を適用し、前記出発原料粉末をカプ
セルに封入し、真空脱気したうえ静水圧加圧力（例えば
、１０００〜２０００ｋｇ／ｃ４） （７）作用下ニ、
温度約７０ｏ〜９００°Ｃで焼成処理を行って目的とす
る酸化物を得ることもできる。なお、熱間静水圧加圧焼
成法を適用する場合には、そのカプセルとして銅または
銅合金の円柱状インゴットに適当数の芯孔を穿設したも
のをカプセルとし、その芯孔に出発原料粉末を封入した
うえ伸線加工を行って所要の線径のワイヤに成形したの
ち、熱間静水圧加圧焼成を行うようにすれば、超電導材
料（焼成された酸化物〔Ｉ］）が常電導相である銅（銅
合金）のマトリックスで被包された単芯または多芯構造
を有する、超電導マグネット等として有用な複合ワイヤ
が得られる。
本発明の酸化物（１）の超電導遷移温度（Ｔｃ）は、Ｉ
ＯＫをこえ、例えば２０に以上と高く、またその超電導
への移行開始温度（Ｔ ｃ ｔ：ｚ、ｔ）））も著しく
高い。更に、出発原料の圧粉成形体の焼成処理に熱間静
水圧加圧焼成法を適用して得られる酸化物は相対密度（
嵩比重／真比重Ｘ１００）が約８５％以上と高緻密質で
あり、常圧焼成酸化物に比し、高磁場中における高い臨
界電流密度（Ｊ ｃ）を有する。
ＯＫをこえ、例えば２０に以上と高く、またその超電導
への移行開始温度（Ｔ ｃ ｔ：ｚ、ｔ）））も著しく
高い。更に、出発原料の圧粉成形体の焼成処理に熱間静
水圧加圧焼成法を適用して得られる酸化物は相対密度（
嵩比重／真比重Ｘ１００）が約８５％以上と高緻密質で
あり、常圧焼成酸化物に比し、高磁場中における高い臨
界電流密度（Ｊ ｃ）を有する。
（１）出発原料の調製
Ｌｉ２Ｔｉ０ｈ粉末（純度９８％）、ＴｉＯ□粉末（同
９９％）、ＴｉｚＯ：＋粉末（同９９．９％）、ＣｕＯ
粉末（同９９．９％）（粉末粒径はいずれも０．５〜１
０μｍ ）を配合し、メノウ乳鉢内でアセトンによる湿
式混合を行って出発原料（Ｎα１〜４）を得る。また比
較例として、ＣｕＯ粉末を含まない出発原料（Ｎα１１
）を得た。各出発原料の粉末配合割合および原子比組成
を第１表に示す。
９９％）、ＴｉｚＯ：＋粉末（同９９．９％）、ＣｕＯ
粉末（同９９．９％）（粉末粒径はいずれも０．５〜１
０μｍ ）を配合し、メノウ乳鉢内でアセトンによる湿
式混合を行って出発原料（Ｎα１〜４）を得る。また比
較例として、ＣｕＯ粉末を含まない出発原料（Ｎα１１
）を得た。各出発原料の粉末配合割合および原子比組成
を第１表に示す。
〔■〕圧粉成形
出発原料を、金型による一部プレス（加圧力１ｔｏｎ／
ｃ艷）に付してコイン状成形体（φ２５Ｘ４ｔ。
ｃ艷）に付してコイン状成形体（φ２５Ｘ４ｔ。
繭。６ｇ／個）を得る。
（ＩＩＩ）焼成処理
成形体を乾燥後、白金皿に納置し、Ａｒガス雰囲気（流
ｌ：５ｆ／分）で、２４時間を要して焼成を行い、つい
で室温まで炉内冷却（約１００’Ｃ／時間）して酸化物
を得た。
ｌ：５ｆ／分）で、２４時間を要して焼成を行い、つい
で室温まで炉内冷却（約１００’Ｃ／時間）して酸化物
を得た。
（ＴＶ）超電導遷移温度（Ｔｃ）の測定各酸化物（Ｎα
１〜４． Ｎｏ、１１）について四端子法によるＴ−ｃ
測定を行い、第１表右横に示す結果を得た。
１〜４． Ｎｏ、１１）について四端子法によるＴ−ｃ
測定を行い、第１表右横に示す結果を得た。
その測定結果から明らかなように、比較例Ｎα１１のＬ
ｉ−Ｔｉ−０系酸化物に比べて、ＴｉがＣｕ”で置換さ
れた発明例（Ｎα１〜４）のＬｉ−Ｔｉ−Ｃｕ−０系酸
化物は高いＴｃを有しており、また著しく高い温度域で
超電導状態への遷移を開始している。
ｉ−Ｔｉ−０系酸化物に比べて、ＴｉがＣｕ”で置換さ
れた発明例（Ｎα１〜４）のＬｉ−Ｔｉ−Ｃｕ−０系酸
化物は高いＴｃを有しており、また著しく高い温度域で
超電導状態への遷移を開始している。
本発明の酸化物系超電導材料は、従来のＬｉ−Ｔｉ−〇
系酸化物に比し、高い超電導遷移温度（Ｔｃ）を有して
いる。また、従来のＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物系超電
導材料と異なり、超電導特性に影響を及ぼすような化学
変化等を受けにくく、安定性に富み、また結晶異方性を
有しないので、線材への加工等において結晶配向を考慮
する必要がない、なお、熱間静水圧加圧焼成処理が施さ
れたものである場合には、上記高Ｔｃと共に高磁場中に
おける高い臨界電流密度（Ｊｃ）を得ることも可能であ
る。従って、本発明の超電導材料は、超電導マグネット
、超電導素子等をはじめとする各種分野における工業的
応用の拡大・多様化を可能にするものである。
系酸化物に比し、高い超電導遷移温度（Ｔｃ）を有して
いる。また、従来のＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物系超電
導材料と異なり、超電導特性に影響を及ぼすような化学
変化等を受けにくく、安定性に富み、また結晶異方性を
有しないので、線材への加工等において結晶配向を考慮
する必要がない、なお、熱間静水圧加圧焼成処理が施さ
れたものである場合には、上記高Ｔｃと共に高磁場中に
おける高い臨界電流密度（Ｊｃ）を得ることも可能であ
る。従って、本発明の超電導材料は、超電導マグネット
、超電導素子等をはじめとする各種分野における工業的
応用の拡大・多様化を可能にするものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｌｉ＿ｘ〔Ｔｉ＿ｙ・Ｃｕ＿ｚ〕Ｏ＿ｕ〔式中、０
．８≦ｘ≦１．２、１．８≦ｙ＋ｚ≦２．２（ｙ＜２．
２、ｚ≦２．２）、２．２≦ｕ≦５、であり、ＴｉはＴ
ｉ＾３＾＋または／およびＴｉ＾４＾＋、ＣｕはＣｕ＾
２＾＋である〕 で示される化学式を有する酸化物系超電導材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63054635A JP2696689B2 (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 酸化物系超電導材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63054635A JP2696689B2 (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 酸化物系超電導材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01226729A true JPH01226729A (ja) | 1989-09-11 |
| JP2696689B2 JP2696689B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=12976225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63054635A Expired - Lifetime JP2696689B2 (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 酸化物系超電導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2696689B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6395425B1 (en) * | 1999-09-07 | 2002-05-28 | Seiko Instruments Inc. | Non-aqueous electrolyte secondary battery with a lithium copper titanium oxide electrode |
| WO2017119410A1 (ja) * | 2016-01-05 | 2017-07-13 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | リチウム銅系複合酸化物 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01122961A (ja) * | 1987-11-07 | 1989-05-16 | Kyoji Tachikawa | 酸化物系超電導体の製造方法 |
-
1988
- 1988-03-08 JP JP63054635A patent/JP2696689B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01122961A (ja) * | 1987-11-07 | 1989-05-16 | Kyoji Tachikawa | 酸化物系超電導体の製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6395425B1 (en) * | 1999-09-07 | 2002-05-28 | Seiko Instruments Inc. | Non-aqueous electrolyte secondary battery with a lithium copper titanium oxide electrode |
| WO2017119410A1 (ja) * | 2016-01-05 | 2017-07-13 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | リチウム銅系複合酸化物 |
| JPWO2017119410A1 (ja) * | 2016-01-05 | 2018-10-25 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | リチウム銅系複合酸化物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2696689B2 (ja) | 1998-01-14 |
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