JPH0193422A - 超電導材料粉の製造方法 - 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〕 この発明は、基材の表面上に超電導物質の皮膜を形成す
るための、前記超電導物質の皮膜の材料である超電導材
料粉の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

超電導材料は、既に高エネルギ粒子加速器、医療診断用
ＭＨＩ−ＣＴおよび物性研究装置などにおいて、超電導
マグネットの形で実用化されている。このような超電導
材料の応用分野は広く、今後、例えば、発電機、エネル
ギーの貯蔵や変換、リニアモーターカー、資源回収用磁
気分離装置、核融合炉、送電ケーブルおよび磁気シール
ド材等に対する超電導材料の応用が期待されて、おり、
更に、超高速度コンピューター、赤外線検出器、および
、低雑音の増幅器やミキサー等に対する、ソヨセフソン
効果を利用した超電導素子の応用が期待されている。こ
れらが本格的に実用化されたときの産業的および社会的
インノξクトの大きさは計９知れないものがある。

これまでに開発された代表的な超電導材料としてはＮｂ
−Ｔｉ合金があシ、これは、現在９Ｔまでの磁界発生用
線材として、広く使用されている。

Ｎｂ−Ｔｉ合金のＴｃ　（超電導状態が存在する臨界温
度）は、９にである。

このＮｂ−Ｔｉ・合金よシも格段に高いＴｃを有する超
電導材料として、化合物系の超電導材料が開発され、現
在、Ｎｂ５Ｓｎ　（Ｔｃ　：　１８Ｋ）およびＶｓＧａ
（Ｔｃ：１５Ｋ）が線材化され、実用に供されている。

更に、Ｎｂ５Ｇｅによれば、２３にのＴｃが得られてい
る。

このように、長年にわたって高Ｔｃの超電導材料を得る
ための努力がなされてきたが、従来の合金系および化合
物系の超電導材料においては、現状ではＴｃ２３Ｋが大
きな壁になっている。即ち、Ｔｃが２３に以下の超電導
材料の冷却には、高価な液体ヘリウムを必要とするため
、これが超電導材料の広範な応用を阻害している。

このＴｃの壁を大幅に打破する超電導物質に関し、１９
８６年にＩＢＭチューリッヒ研究所のＭ″１１１１ｅｒ
氏等が、Ｂａ−Ｌａ−Ｃｕ−０系の複合酸化物で起電導
の徴候が認められたことを発表して以来、複合酸化物超
電導物質の開発競争に拍車がかかった。

即ち、１９８６年代の超電導物質のＴｃは４０に級であ
ったが、翌年（１９８７年）の初めには、早くも液体窒
素の温度である７７Ｋを超えるＴｃを有するＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−０来復合酸化物超電導物質が開発され、そのＴｃ
は約９３Ｋに達した。

更に、その後も精力的に超電導物質の開発が続けられて
おり、最近、安定性等に問題はあるものの、室温で超電
導現象を示す超電導物質のお発も報告されている。

上述のように、液体窒素温度（７７Ｋ）で使用可能な超
電導物質が発見されたことによって、超電導材料の前述
した応用分野への実用化の期待度が、−段と高められて
きた。

超電導材料の実用化に当って必要なことは、超電導物質
の線材化、皮膜化等、その加工技術の開発である。

即ち、上述した複合酸化物超電導物質を線材化またはテ
ープ材化したものは脆く、実用的に使用することはでき
ない。そこで、例えば銅板や銅線のような基材の表面上
に、複合酸化物超電導物質の皮膜を、次のような方法に
よって形成することが研究されている。

即ち、所定粒度の酸化イツトリウム（Ｙ＊Ｏｓ）、酸化
バリウム（Ｂａｄ）および酸化銅（Ｃｕｂ）を所定割合
で配合しそしてボールミル等で混合し、得られた混合物
を焼結した後、これを機械的に粉砕することによシ超電
導物質の混合物粉末を調製する。この混合物粉末を、溶
射、真空蒸着、メツキ等によって基材の表面上に付着せ
しめることによって、基材の表面−上に複合酸化物超電
導物質の皮膜を形成する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した方法には、次のような問題があ
る。

（１）原料の混合をボールミル等によシ機械的に行なっ
ているため１、混合物粉末の成分が不均一になりやすい
。

（２）焼結された混合物を機械的に粉砕しているため、
混合物粉末を、均一に微細化することが困難である。そ
の結果、このような混合物粉末によシ製造された超電導
材の、粒子間の空孔率が犬になるため、超電導材の臨界
電流密度（Ｊｃ）が小さい。

（３１焼結された混合物の粉砕のために、多くの時間お
よび手間を必要とする。

従って、この発明の目的は、基材の表面上にＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−０来復合酸化物超電導物質の皮膜を形成するため
の、前記超電導物質の皮膜の材料である、均一に微細化
され且つ混合された超電導材料粉の製造方法を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、イツトリウム、バリウムおよび銅の各々の
無機塩の粉末を所定の割合で配合しそしてこれを水に溶
解し、この水溶液を急速に凍結させ、得られた粒状の凍
結物の水分を真空下において昇華させることにより、イ
ツトリウム、バリウムおよび銅の各々の無機塩からなる
無水結晶の微粉末を調製し、次いで、前記微粉末を所定
温度で焼成することによって、イツトリウム、バリウム
および銅の各々の酸化物からなる超電導材料粉を製造す
ることに特徴を有するものである。

この発明においては、先づ、イツトリウム、バリウムお
よび銅の各々の塩酸塩、硝酸塩、硫酸塩のような無機塩
の粉末を、目標成分となるように、例えばモル比でイツ
トリウムｌに対しバリウム２、銅３となるように配合し
、そして、これらの粉末を容器内の所定量の水に溶解し
て、イツトリウム。

バリウムおよび銅の水溶液を調製する。

次いで、この水溶液を液体窒素中に吹き込んで水溶液を
急速に凍結し、粒状の氷の結晶にする。

この氷の結晶を真空室内に入れ、１０　　Ｔｏｒｒ以上
の高真空下におくことにより、その水分のみを昇華させ
る。この結果、上述の氷の結晶は、イツトリウム、バリ
ウムおよび銅の各々の無機塩によって構成された無水結
晶の微粉末になる。

次いで、この微粉末を約７００℃の温度で大気中で焼成
することにより、イツトリウム、バリウムおよび銅の複
合酸化物からなる超電導材料粉が得られる。

〔実施例〕

次に、この発明を実施例により説明する。下記の原料を
使用した。

硝酸イツトリウム（Ｙ（ＮＯｓ）ｓ・６Ｈｚ　Ｏ）　：
　３．８３Ｆ硝酸バリウム（Ｂ　ａ　（ＮＯ３）！　）
　　　　　　：　５．２３ｆ硝醒銅（Ｃｕ　（ＮＯｘ　
）ｚ　・３ＨｚＯ）　　　　　：　７．２５ｆ上記原料
を、５００　ｍｌの水に溶解して、これらの水溶液を調
製した。次いで、この水溶液中に液体窒素を吹き込んで
急速に凍結し、直径帆５〜１．０簡の粒状の氷の結晶に
した。

この氷の結晶を真空室内に入れ、１０　　Ｔｏｒｒ以上
の高真空下におき、その水分のみを昇華させることによ
って、イツトリウム、バリウムおよび銅の各々の無水硝
酸塩からなる粒径０．５μｍの微粉末を調装した。得ら
れた微粉末を７００℃の温度で大気中で焼成することに
よシ、モル比でイツトリウム１に対し、バリウム２、銅
３からなる、均一に微細化され且つ混合されたＹ−Ｂａ
−Ｃｕ−０系セラミツクス超電導材料粉が得られた。

この超電導材料粉を使用し、溶射法によって基材の表面
上に超電導物質の皮膜が形成された超電導材を製造した
ところ、前記皮膜は極めて緻密且つ均一であシ、製造さ
れた超電導材は、９０にでマイスナー効果を確認するこ
とができた。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば、基材の表面上に
形成される超電導物質の皮膜の材料として、均一に微細
化され且つ混合された優れた性質を有する超電導材料粉
を容易に製造することができる工業上澄れた効果がもた
らされる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　イットリウム、バリウムおよび銅の各々の無機塩の粉
   末を所定の割合で配合しそしてこれを水に溶解し、この
   水溶液を急速に凍結させ、得られた粒状の凍結物の水分
   を真空下において昇華させることにより、イットリウム
   、バリウムおよび銅の各々の無機塩からなる無水結晶の
   微粉末を調製し、次いで、前記微粉末を所定温度で焼成
   することによって、イットリウム、バリウムおよび銅の
   各々の酸化物からなる超電導材料粉を製造することを特
   徴とする、超電導材料粉の製造方法。