JPH0196060A - 酸化物超伝導材料の製造方法 - Google Patents
酸化物超伝導材料の製造方法Info
- Publication number
- JPH0196060A JPH0196060A JP62253745A JP25374587A JPH0196060A JP H0196060 A JPH0196060 A JP H0196060A JP 62253745 A JP62253745 A JP 62253745A JP 25374587 A JP25374587 A JP 25374587A JP H0196060 A JPH0196060 A JP H0196060A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting material
- oxide superconducting
- oxide
- powder
- acrylic resin
- 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
Landscapes
- 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】
本発明は、約９０Ｋに臨界温度を有するＢａ−Ｙ−Ｃｕ
−０系などの酸化物系超伝導材料の製造方法に関するも
のである。
−０系などの酸化物系超伝導材料の製造方法に関するも
のである。
［従来の技術］
従来、超伝導材料としてＮｂ−Ｔ＋、 ＮｂａＳｎなど
の金属系材料が知られており、電磁石などの分野に応用
されている。しかしこれらの材料は、臨界温度がたかだ
か２０に程度で液体ヘリウムによる冷却が必要であるた
め、冷却のための経費が高く、装置が複雑で、取扱いが
困難であるなどの欠点があった。
の金属系材料が知られており、電磁石などの分野に応用
されている。しかしこれらの材料は、臨界温度がたかだ
か２０に程度で液体ヘリウムによる冷却が必要であるた
め、冷却のための経費が高く、装置が複雑で、取扱いが
困難であるなどの欠点があった。
これに対して最近、Ｂａ−Ｙ−Ｃｕ−０系などの酸化物
で、約９０Ｋに臨界温度を有する超伝導材料が報告され
ている。これらの酸化物は、液体窒素による冷却でも超
伝導性を示すことから、液体ヘリウムを用いることによ
る一ヒ述の欠点がないため、多方面への応用が期待され
ている。
で、約９０Ｋに臨界温度を有する超伝導材料が報告され
ている。これらの酸化物は、液体窒素による冷却でも超
伝導性を示すことから、液体ヘリウムを用いることによ
る一ヒ述の欠点がないため、多方面への応用が期待され
ている。
［発明の解決しようとする問題点］
しかしながら、これらの酸化物超伝導体は、製造条件に
より特性が大きくばらつくという問題点を有している。
より特性が大きくばらつくという問題点を有している。
例えば、実用上有益な板状や線状の超伝導体を得るため
に、酸化物超伝導体粉末に有機物を加えたスラリーを作
って、所望の形状に成形した後焼成すると、超伝導体の
臨界温度が低くなってしまうという問題点があった。
に、酸化物超伝導体粉末に有機物を加えたスラリーを作
って、所望の形状に成形した後焼成すると、超伝導体の
臨界温度が低くなってしまうという問題点があった。
［問題点を解決するための手段］
本発明者は、かかる問題点を解決すべ（、種々研究、検
討した結果、成形の際に、酸化物超伝導体の粉末に成形
助剤として加える有機物が、焼成の過程で超伝導体の一
部を還元して、酸素欠陥の多い酸化物ができるため、超
伝導体の臨界温度が低下してしまうということを見出し
た。例えば１代表的な酸化物超伝導体としてＢａ１ＹＣ
ｕＪｖ−δと表わされる物質が知られているが、これは
もともとδだけ酸素欠陥を有している。（通常はＯ≦δ
≦０．５程度）この酸化物の粉末を、ドクターブレード
法を用いて板状に成形する場合、結合剤として、最も一
般的な、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を使用すると
、焼成して脱バインダーする際に、ＰＶＢが多量の酸素
を必要とするため超伝導体の酸素欠陥が増大してしまう
。その結果、臨界温度が低下することがわかった。
討した結果、成形の際に、酸化物超伝導体の粉末に成形
助剤として加える有機物が、焼成の過程で超伝導体の一
部を還元して、酸素欠陥の多い酸化物ができるため、超
伝導体の臨界温度が低下してしまうということを見出し
た。例えば１代表的な酸化物超伝導体としてＢａ１ＹＣ
ｕＪｖ−δと表わされる物質が知られているが、これは
もともとδだけ酸素欠陥を有している。（通常はＯ≦δ
≦０．５程度）この酸化物の粉末を、ドクターブレード
法を用いて板状に成形する場合、結合剤として、最も一
般的な、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を使用すると
、焼成して脱バインダーする際に、ＰＶＢが多量の酸素
を必要とするため超伝導体の酸素欠陥が増大してしまう
。その結果、臨界温度が低下することがわかった。
本発明者は、酸化物超伝導体の成形用結合剤に適した材
料を探索した結果、結合剤としてアクリル樹脂を用いた
場合は、臨界温度の高い酸化物超伝導体の焼結体が安定
に得られることを見出した。
料を探索した結果、結合剤としてアクリル樹脂を用いた
場合は、臨界温度の高い酸化物超伝導体の焼結体が安定
に得られることを見出した。
かくして、本発明は酸化物超伝導材料粉末もしくは加熱
して酸化物超伝導材料に転換しうる粉末とアクリル樹脂
との混合物（スラリー）を用い適宜、所望形状に加工す
ることを特徴とする酸化物超伝導材料の製造方法を提供
するにある。
して酸化物超伝導材料に転換しうる粉末とアクリル樹脂
との混合物（スラリー）を用い適宜、所望形状に加工す
ることを特徴とする酸化物超伝導材料の製造方法を提供
するにある。
アクリル樹脂は、熱分解性が良好で、脱バインダー時に
酸素を多用に必要としないため焼成後の酸化物超伝導材
料の酸素欠陥を少なくできる。これに加えて、灰分が少
ない、可塑剤との相溶性に優れ多くの溶剤に溶ける、千
ツマ−の秤類が多くそれらを適当に選ぶことにより特性
を制御できる、などの利点が有り、酸化物超伝導体の成
形用結合剤として適している。この効果はドクターブレ
ード法で成形したシート状の大きい面積をもつ超伝導材
料を得る場合に特に有利である。
酸素を多用に必要としないため焼成後の酸化物超伝導材
料の酸素欠陥を少なくできる。これに加えて、灰分が少
ない、可塑剤との相溶性に優れ多くの溶剤に溶ける、千
ツマ−の秤類が多くそれらを適当に選ぶことにより特性
を制御できる、などの利点が有り、酸化物超伝導体の成
形用結合剤として適している。この効果はドクターブレ
ード法で成形したシート状の大きい面積をもつ超伝導材
料を得る場合に特に有利である。
本発明のアクリル樹脂としては、アクリル、酸およびそ
の誘導体の重合物を用いることができるが、好ましくは
ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステルを
用いる。スラリーには、アクリル樹脂以外に適宜、可塑
剤、溶剤等が含まれていても好い。
の誘導体の重合物を用いることができるが、好ましくは
ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステルを
用いる。スラリーには、アクリル樹脂以外に適宜、可塑
剤、溶剤等が含まれていても好い。
また、粉末とアクリル樹脂との混合物において、その混
合割合は粉末１００ｇに対し、アクリル樹脂０．５〜３
０ｇ程度が好ましい。
合割合は粉末１００ｇに対し、アクリル樹脂０．５〜３
０ｇ程度が好ましい。
本発明による酸化物超伝導材料の製造は以下のようにし
て行う。まず、適当な粒度に調整した酸化物超伝導体の
粉末に、アクリル樹脂および適宜、可塑剤、溶剤を加え
、よく混合して均一なスラリーを作成する。このスラリ
ーを、例えば、ドクターブレード法にて、均一な厚さ（
０，０２〜１．Ｏｍｍ程度）の板状に成形し、グリーン
シートを得る。そしてこのグリーンシートについて、ま
ず、脱バインダーのための熱処理を行い、続いて酸化物
超伝導体の焼結を行う。この際、焼結温度は８５０〜１
０００℃程度が適切であり、焼結雰囲気は酸化雰囲気中
で処理する方が好ましい。
て行う。まず、適当な粒度に調整した酸化物超伝導体の
粉末に、アクリル樹脂および適宜、可塑剤、溶剤を加え
、よく混合して均一なスラリーを作成する。このスラリ
ーを、例えば、ドクターブレード法にて、均一な厚さ（
０，０２〜１．Ｏｍｍ程度）の板状に成形し、グリーン
シートを得る。そしてこのグリーンシートについて、ま
ず、脱バインダーのための熱処理を行い、続いて酸化物
超伝導体の焼結を行う。この際、焼結温度は８５０〜１
０００℃程度が適切であり、焼結雰囲気は酸化雰囲気中
で処理する方が好ましい。
スラリーの成形法としては、ドクターブレード法が好ま
しいが、これ以外の方法も適用可能で、例えば押出し成
形法などを利用することができる。形状についても、板
状のみならず線状やその他任意の形状のものを容易に得
ることができる。
しいが、これ以外の方法も適用可能で、例えば押出し成
形法などを利用することができる。形状についても、板
状のみならず線状やその他任意の形状のものを容易に得
ることができる。
なお、本発明で用いる超伝導材料粉末は、予め所定の結
晶構造を有する超伝導体として得た酸化物粉末を通常使
用するが、アクリル樹脂を混合した後の焼成により、そ
のような酸化物となる粉末を用いることも可能である。
晶構造を有する超伝導体として得た酸化物粉末を通常使
用するが、アクリル樹脂を混合した後の焼成により、そ
のような酸化物となる粉末を用いることも可能である。
また、これらを混合して用いてもよい。
［実施例］
純度９９，９％以上のＢａＣ０，、ＹａＯ３，ＣａＯ試
薬を用いて、ＢａｘＹＣｕｓＯｔ−ａ組成となるように
原料粉末を調合し、よく混合した後９００℃５時間の焼
成を行った。次にこの焼成物をエタノール中で湿式粉砕
して平均粒径５．２μｍの酸化物超伝導体粉末を得た。
薬を用いて、ＢａｘＹＣｕｓＯｔ−ａ組成となるように
原料粉末を調合し、よく混合した後９００℃５時間の焼
成を行った。次にこの焼成物をエタノール中で湿式粉砕
して平均粒径５．２μｍの酸化物超伝導体粉末を得た。
この粉末 １００ｇに対し、ポリメタクリル酸メチル（
三菱レーヨン■製 ダイヤナールＢＲレジン ＢＲ−８
５） ８． Ｏｇ、ジブチルフタラード４．０ｇ、ソル
ビタントリオレアート １．Ｏｇ 、トリクロロエチレ
ン３５ｇ、２−ブタノール１５ｇを加え２４時間ボール
ミル混合を行いスラリーを作成した。このスラリーをド
クターブレード法によりポリエチレンテレフタラートフ
ィルム上にキャスティングして厚さ ０．２ｍｍ、幅１
２０ｍｍのグリーンシートを得た。次に、グリーンシー
トを空気中で５００℃、２時間熱処理して脱バインダー
し、更に空気中９３０℃で５時間焼成して、板状の酸化
物超伝導材料を得た。
三菱レーヨン■製 ダイヤナールＢＲレジン ＢＲ−８
５） ８． Ｏｇ、ジブチルフタラード４．０ｇ、ソル
ビタントリオレアート １．Ｏｇ 、トリクロロエチレ
ン３５ｇ、２−ブタノール１５ｇを加え２４時間ボール
ミル混合を行いスラリーを作成した。このスラリーをド
クターブレード法によりポリエチレンテレフタラートフ
ィルム上にキャスティングして厚さ ０．２ｍｍ、幅１
２０ｍｍのグリーンシートを得た。次に、グリーンシー
トを空気中で５００℃、２時間熱処理して脱バインダー
し、更に空気中９３０℃で５時間焼成して、板状の酸化
物超伝導材料を得た。
この試料の臨界温度を四端子抵抗法で測定したところ、
９０にでゼロ抵抗を示した。
９０にでゼロ抵抗を示した。
この試料の酸素含有量をＯＮ計により測定したところ、
Ｂａ２ＹＣｕｓＯｔ−６と表わしたときのδの値が０．
１５であった。
Ｂａ２ＹＣｕｓＯｔ−６と表わしたときのδの値が０．
１５であった。
（比較例）
ポリメタクリル酸メチル８．０ｇの替わりに、ポリビニ
ルブチラール８．０ｇを用いた以外は実施例と同様にし
て、板状の酸化物超伝導材料を得た。
ルブチラール８．０ｇを用いた以外は実施例と同様にし
て、板状の酸化物超伝導材料を得た。
実施例と同様な測定の結果、臨界温度は６９にで、Ｂａ
ａＹＣｕｓＯｔ−δと表わしたときのδの値はｏ、 ４
ａであった。実施例に比較して酸素欠陥が増大したため
、臨界温度が低下したものと思われる。
ａＹＣｕｓＯｔ−δと表わしたときのδの値はｏ、 ４
ａであった。実施例に比較して酸素欠陥が増大したため
、臨界温度が低下したものと思われる。
［発明の効果］
本発明によれば、板状、線状その他任意形状の酸化物超
伝導材料が、その材料が本来有する高い臨界温度を損な
うことなく、安定かつ容易に得られる。
伝導材料が、その材料が本来有する高い臨界温度を損な
うことなく、安定かつ容易に得られる。
本発明において、ドクターブレード法による成形を行っ
た場合は、フレキシブルなグリーンシートを経て、板状
の酸化物超伝導材料が得られる。また、泥しよう鋳込み
成形、押出し成形、乾式成形にも適用可能で１種々の形
状の酸化物超伝導材料が得られる。
た場合は、フレキシブルなグリーンシートを経て、板状
の酸化物超伝導材料が得られる。また、泥しよう鋳込み
成形、押出し成形、乾式成形にも適用可能で１種々の形
状の酸化物超伝導材料が得られる。
Claims (4)
- （１）酸化物超伝導材料粉末もしくは加熱して酸化物超
伝導材料に転換しうる粉末とアクリル樹脂との混合物を
用いることを特徴とする酸化物超伝導材料の製造方法。 - （２）混合物をドクターブレード法にて板状のグリーン
シートに成形する工程を有する特許請求の範囲第１項記
載の酸化物超伝導材料の製造方法。 - （３）混合物を成形後焼成して酸化物超伝導材料を得る
特許請求の範囲第１項または第２項記載の酸化物超伝導
材料の製造方法。 - （４）粉末１００ｇに対してアクリル樹脂を０．５〜３
０ｇ用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の酸化物超伝導材料の製造方 法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62253745A JPH0196060A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 酸化物超伝導材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62253745A JPH0196060A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 酸化物超伝導材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0196060A true JPH0196060A (ja) | 1989-04-14 |
Family
ID=17255550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62253745A Pending JPH0196060A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 酸化物超伝導材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0196060A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01124918A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-17 | Nippon Cement Co Ltd | 超電導テープの製造方法 |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP62253745A patent/JPH0196060A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01124918A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-17 | Nippon Cement Co Ltd | 超電導テープの製造方法 |
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