JPH02133364A - Ｙ系酸化物超電導体の製造方法 - Google Patents
Ｙ系酸化物超電導体の製造方法Info
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- JPH02133364A JPH02133364A JP63287386A JP28738688A JPH02133364A JP H02133364 A JPH02133364 A JP H02133364A JP 63287386 A JP63287386 A JP 63287386A JP 28738688 A JP28738688 A JP 28738688A JP H02133364 A JPH02133364 A JP H02133364A
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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)
- 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、所定の温度で超電導状態を示すＹ（イツトリ
ウム）系酸化物超電導体の製造方法に関するものである
。
ウム）系酸化物超電導体の製造方法に関するものである
。
従来、Ｙ系酸化物超電導体のバルクは９３０°Ｃ程度の
温度の焼成により得られている。Ｙ系酸化物超電導体は
、９３０°Ｃ付近では酸素欠損を伴った半導体のテトラ
ゴナル相になり、冷却過程で酸素を吸収して超電導特性
を示すオルソ相に変態する。この変態温度は７００°Ｃ
である。
温度の焼成により得られている。Ｙ系酸化物超電導体は
、９３０°Ｃ付近では酸素欠損を伴った半導体のテトラ
ゴナル相になり、冷却過程で酸素を吸収して超電導特性
を示すオルソ相に変態する。この変態温度は７００°Ｃ
である。
〔発明が解決しようとする課題］
しかし、この従来の焼成法だと、変態温度（７００°Ｃ
）よりも高い温度で緻密に焼成していたため、冷却過程
でバルクの内部まで酸素が入りにくく、主に表面のみが
超電導特性を示すオルソ相となり、内部は半導体である
テトラゴナル相のままであるため、電流は内部を流れな
い、すなわち、臨界電流密度Ｊｃが低いという問題点を
有していた。
）よりも高い温度で緻密に焼成していたため、冷却過程
でバルクの内部まで酸素が入りにくく、主に表面のみが
超電導特性を示すオルソ相となり、内部は半導体である
テトラゴナル相のままであるため、電流は内部を流れな
い、すなわち、臨界電流密度Ｊｃが低いという問題点を
有していた。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、
密度が高く（緻書で）、オルソ相のみからなるＹ系酸化
物超電導体の製造方法を提供することを目的とする。
密度が高く（緻書で）、オルソ相のみからなるＹ系酸化
物超電導体の製造方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明においては、Ｙ、Ｂ
ａ、Ｃｕを混合して仮焼し、仮焼体とする工程と、 該仮焼体を、所定の圧力でプレス成型して第１の所定の
温度で焼成する本焼工程と、 該本焼工程によって焼成された焼成体を第２の所定の温
度の酸素雰囲気中で０□７ニールする工程と を有する構成としている。
ａ、Ｃｕを混合して仮焼し、仮焼体とする工程と、 該仮焼体を、所定の圧力でプレス成型して第１の所定の
温度で焼成する本焼工程と、 該本焼工程によって焼成された焼成体を第２の所定の温
度の酸素雰囲気中で０□７ニールする工程と を有する構成としている。
以下、本発明の一実施例を、図面を用いて説明する。第
１図（ａ）は本実施例に用いる高圧プレス用の立方型圧
力装置の要部側面図、第１図（ｂ）はぞの要部平面図で
ある。この立方型圧力装置は、３対のアンビルが対向し
て配置されており、圧力が等方的に加わる様になってい
る。また、１５Ｍ立方の圧力室を有し、６ＧＰａ程度ま
での加圧が可能である。更には、通電加熱が可能であり
、加圧時に設定温度に加熱できるものである。
１図（ａ）は本実施例に用いる高圧プレス用の立方型圧
力装置の要部側面図、第１図（ｂ）はぞの要部平面図で
ある。この立方型圧力装置は、３対のアンビルが対向し
て配置されており、圧力が等方的に加わる様になってい
る。また、１５Ｍ立方の圧力室を有し、６ＧＰａ程度ま
での加圧が可能である。更には、通電加熱が可能であり
、加圧時に設定温度に加熱できるものである。
まず、Ｙｚ０３． Ｂ ａ Ｃ０３、Ｃｕ Ｏの粉末
を、エタノール中で湿式混合し、乾燥後、酸素気流中、
９００°Ｃで１０時間仮焼して、Ｙ、Ｂａ、Ｃｕ３０８
の粉末を得る。この粉末を取り扱いやすい様に０、 Ｉ
Ｇ Ｐ ａ程度の圧力でプレスした後、第１図（ａ）
、第１図（ｂ）に示す立方型圧力装置にセフ）した。そ
して、５．４ＧＰａ（所定の圧力）、５００°Ｃ（第１
の所定の温度）で２時間加圧、加熱成型する（本焼工程
）。
を、エタノール中で湿式混合し、乾燥後、酸素気流中、
９００°Ｃで１０時間仮焼して、Ｙ、Ｂａ、Ｃｕ３０８
の粉末を得る。この粉末を取り扱いやすい様に０、 Ｉ
Ｇ Ｐ ａ程度の圧力でプレスした後、第１図（ａ）
、第１図（ｂ）に示す立方型圧力装置にセフ）した。そ
して、５．４ＧＰａ（所定の圧力）、５００°Ｃ（第１
の所定の温度）で２時間加圧、加熱成型する（本焼工程
）。
次に、この焼成体を９００°Ｃの酸素気流中（大気中で
もよい）で１０時間０□アニールを行う。
もよい）で１０時間０□アニールを行う。
こうしてできたＹ系酸化物超電導体（ＹＢＣＯバルク）
は、密度６．３ｇ／ｃｆｆｌと理論密度（粒子間にすき
間がないと仮定した際の理論上の密度）の９９％に達し
た。また、臨界電流密度ＪｃはＪｃ−１６５０Ａ／ｃＪ
となった。
は、密度６．３ｇ／ｃｆｆｌと理論密度（粒子間にすき
間がないと仮定した際の理論上の密度）の９９％に達し
た。また、臨界電流密度ＪｃはＪｃ−１６５０Ａ／ｃＪ
となった。
本実施例において、臨界電流密度ｊ。が著しく向上する
理由として考えられるのは、高圧でプレスすることによ
って、高密度の超電導体の超電導粉の接地面積が大きく
なり、電流のパスが太くなるということと、圧力成型が
相変態をしない低温で行われるため、内部までオルソ相
になるということである。
理由として考えられるのは、高圧でプレスすることによ
って、高密度の超電導体の超電導粉の接地面積が大きく
なり、電流のパスが太くなるということと、圧力成型が
相変態をしない低温で行われるため、内部までオルソ相
になるということである。
次に、０□アニールについて見てみる。第２図は本焼成
後、０□アニールをしたのとしなかったものとの電気抵
抗と温度の関係を示すグラフであり、第３図は本焼成後
、０□アニールをしたものとしなかったものとのＸ線回
折グラフである。どちらのグラフも（ａ）が０□７ニー
ルをしなかったもの、（ｂ）が５００’Ｃ，１０時間の
０２７ニールを行ったものである。第２図かられかるよ
うに、０□アニールをしなかった（ａ）は、超電導転移
がシャープにならず、２段の転移を示し、ゼロ抵抗にな
る温度も約７０にと低い。これに対し、０□アニルを行
った本実施例のもの（ｂ）は、シャープな転移を示し、
ゼロ抵抗になる温度も８５にとなる。この理由として次
のことが考えられる。第３図かられかるように、０□ア
ニールをしなかった（ａ）は回折ピークが（ｂ）に比べ
て広くなっており、高圧処理によって格子が歪んだと考
えられる。これを（ｂ）のように温度を上げてアニール
してやると、結晶性が回復し、超電導特性が良くなるの
である。尚、アニール温度は本実施例では９００°Ｃで
行ったが、５００°Ｃ以上９５０°Ｃ以下ならばよい。
後、０□アニールをしたのとしなかったものとの電気抵
抗と温度の関係を示すグラフであり、第３図は本焼成後
、０□アニールをしたものとしなかったものとのＸ線回
折グラフである。どちらのグラフも（ａ）が０□７ニー
ルをしなかったもの、（ｂ）が５００’Ｃ，１０時間の
０２７ニールを行ったものである。第２図かられかるよ
うに、０□アニールをしなかった（ａ）は、超電導転移
がシャープにならず、２段の転移を示し、ゼロ抵抗にな
る温度も約７０にと低い。これに対し、０□アニルを行
った本実施例のもの（ｂ）は、シャープな転移を示し、
ゼロ抵抗になる温度も８５にとなる。この理由として次
のことが考えられる。第３図かられかるように、０□ア
ニールをしなかった（ａ）は回折ピークが（ｂ）に比べ
て広くなっており、高圧処理によって格子が歪んだと考
えられる。これを（ｂ）のように温度を上げてアニール
してやると、結晶性が回復し、超電導特性が良くなるの
である。尚、アニール温度は本実施例では９００°Ｃで
行ったが、５００°Ｃ以上９５０°Ｃ以下ならばよい。
９５０°Ｃを越すと材料が溶融してしまうし、５００
’Ｃより低いとほとんど結晶の回復が起こらないからで
ある。
’Ｃより低いとほとんど結晶の回復が起こらないからで
ある。
次に、本実施例の本焼成工程において使用した５、４Ｇ
Ｐａ、５００″Ｃ七いう圧力と温度の条件を変化させて
、密度（ｇ／ｃｆｆｌ）との関係を示すグラフが第４図
であり、圧力が高い程、又、温度が高い程密度は高くな
る。ただし、このときの温度が７００ ’Ｃを越えると
、相転移が起こって半導体化するため、本焼成工程にお
ける温度は７００ ’Ｃ以下がよい。また、圧力につい
ては、ＩＧＰａ以下では緻密化の割合が少ないので、Ｉ
ＧＰａ以上が望ましい。ちなみに、緻密なバルクは臨界
電流密度、機械的特性、化学的安定性の面で粗なバルク
よりも優れる。
Ｐａ、５００″Ｃ七いう圧力と温度の条件を変化させて
、密度（ｇ／ｃｆｆｌ）との関係を示すグラフが第４図
であり、圧力が高い程、又、温度が高い程密度は高くな
る。ただし、このときの温度が７００ ’Ｃを越えると
、相転移が起こって半導体化するため、本焼成工程にお
ける温度は７００ ’Ｃ以下がよい。また、圧力につい
ては、ＩＧＰａ以下では緻密化の割合が少ないので、Ｉ
ＧＰａ以上が望ましい。ちなみに、緻密なバルクは臨界
電流密度、機械的特性、化学的安定性の面で粗なバルク
よりも優れる。
なお、上記実施例においては立方型高圧装置を使用した
が、これに限らず、ＩＧＰａ以上の圧力が発生できるも
のなら他のものでもよく、例えば押出し成型、爆発成型
等がある。また、上記実施例では粉末を高圧処理したが
、代りに通常の固相反応で焼結させたバルクを高圧処理
するようにしてもよい。
が、これに限らず、ＩＧＰａ以上の圧力が発生できるも
のなら他のものでもよく、例えば押出し成型、爆発成型
等がある。また、上記実施例では粉末を高圧処理したが
、代りに通常の固相反応で焼結させたバルクを高圧処理
するようにしてもよい。
また、上記実施例において、仮焼をして０．ＩＧＰａの
圧力で金型でプレスした後、９３０°Ｃで５時間大気中
で焼成し、５．４ＧＰａ、５００°Ｃで２時間の本焼成
を行ったものでは、密度が理論密度の９７％に達し、０
□アニールでなしでも超電導特性を示す。この場合の臨
界電流密度Ｊｃは、Ｊｃ＝１００Ａ／ｃｆｆｌであるが
、これを５００°Ｃで１０時間０２アニールしたものは
Ｊ ｃ＝ １２６０ Ａ／ｃｆｆｌを示した。
圧力で金型でプレスした後、９３０°Ｃで５時間大気中
で焼成し、５．４ＧＰａ、５００°Ｃで２時間の本焼成
を行ったものでは、密度が理論密度の９７％に達し、０
□アニールでなしでも超電導特性を示す。この場合の臨
界電流密度Ｊｃは、Ｊｃ＝１００Ａ／ｃｆｆｌであるが
、これを５００°Ｃで１０時間０２アニールしたものは
Ｊ ｃ＝ １２６０ Ａ／ｃｆｆｌを示した。
以上説明したように、本発明によれば、緻密でかつオル
ソ相のみからなるＹ系酸化物超電導体を得ることができ
るという優れた効果を奏する。
ソ相のみからなるＹ系酸化物超電導体を得ることができ
るという優れた効果を奏する。
第１図（ａ）は本発明の一実施例に用いる立方型圧力装
置の要部側面図、第１図ら）は上記一実施例に用いる立
方型圧力装置の要部平面図、第２図は本焼成を行った後
、０□アニールをしなかったもの（ａ）と０□７ニール
を行ったもの（ｂ）との電気抵抗と温度の関係を示すグ
ラフ、第３図は本焼成を行った後、０□アニールをしな
かったもの（ａ）と０２７ニールを行ったもの（１））
とのＸ線回折グラフ、第４図は上記実施例の本焼成工程
における圧力と温度の条件を変化させて、密度（ｇ／ｃ
ａｔ）との関係を示すグラフである。
置の要部側面図、第１図ら）は上記一実施例に用いる立
方型圧力装置の要部平面図、第２図は本焼成を行った後
、０□アニールをしなかったもの（ａ）と０□７ニール
を行ったもの（ｂ）との電気抵抗と温度の関係を示すグ
ラフ、第３図は本焼成を行った後、０□アニールをしな
かったもの（ａ）と０２７ニールを行ったもの（１））
とのＸ線回折グラフ、第４図は上記実施例の本焼成工程
における圧力と温度の条件を変化させて、密度（ｇ／ｃ
ａｔ）との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｙ，Ｂａ，Ｃｕを混合して仮焼し、仮焼体とする工程と
、 該仮焼体を、所定の圧力でプレス成型して第１の所定の
温度で焼成する本焼工程と、 該本焼工程によって焼成された焼成体を第２の所定の温
度の酸素雰囲気中でＯ＿２アニールする工程と を有することを特徴とするＹ系酸化物超電導体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63287386A JPH02133364A (ja) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | Ｙ系酸化物超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63287386A JPH02133364A (ja) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | Ｙ系酸化物超電導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02133364A true JPH02133364A (ja) | 1990-05-22 |
Family
ID=17716679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63287386A Pending JPH02133364A (ja) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | Ｙ系酸化物超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02133364A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012174692A (ja) * | 2011-02-18 | 2012-09-10 | Bruker Biospin Ag | 長尺超伝導線材中のフィラメントを高密度化する装置および方法 |
-
1988
- 1988-11-14 JP JP63287386A patent/JPH02133364A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012174692A (ja) * | 2011-02-18 | 2012-09-10 | Bruker Biospin Ag | 長尺超伝導線材中のフィラメントを高密度化する装置および方法 |
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