JPH02229715A - 酸化物高温超電導体及びその製造方法 - Google Patents

酸化物高温超電導体及びその製造方法

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JPH02229715A
JPH02229715A JP1049566A JP4956689A JPH02229715A JP H02229715 A JPH02229715 A JP H02229715A JP 1049566 A JP1049566 A JP 1049566A JP 4956689 A JP4956689 A JP 4956689A JP H02229715 A JPH02229715 A JP H02229715A
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JP
Japan
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oxygen
temperature
oxide
superconductor
temperature superconductor
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JP1049566A
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English (en)
Inventor
Mikio Takano
幹夫 高野
Hiroshi Okada
岡田 広
Kojiro Kitahata
北畑 浩二郎
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.)
Kobe Steel Ltd
Research Institute for Production Development
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Research Institute for Production Development
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、新規な酸化物高温超電導体及びその製造方法
に関し、特に高い超電導転位温度(Tc)をもつ酸化物
高温超電導体及びその製造方法に関する. 〔従来技術と発明の課題〕 近年、K2NiF4型結晶構造の酸化物趙電導体あるい
はこれに類似したべロプス力イト型結晶構造の酸化物超
電導体の研究開発が本格化し、従来からの課題であった
超電導転位温度(Tc)の高温化もかなり進んできてい
る. 例えば、特開昭63−190712号公報に開示の如<
 K2 N I F q型結晶構造を基本とする高温超
電導体である。
この高温超電導体は、一般組成をRE2TMO,(RE
は希土類,TMは遷移金所を表す)とする超電導体で、
Tcが26K以上の温度で超電導性を有するというもの
である.このような高いTcを有する超電導体は、その
冷却に高価な液体ヘリウムを用いる必要のないことから
、その実用化が期待されている. 本発明は、上記のような優れた高温超電導体を従来とは
異なる組成物により達成せんとするもので、高いTcを
有し、且つ実用化に適した酸化物高温超電導体を提供す
るものである. 〔課題を解決するための手段〕 本発明における酸化物高温超電導体は、一般式AxSr
.−x CuO2  −δ(但しAはAg,Li,Na
  Kからなる詳から選ばれた1つ以上の元素、0.0
1≦x≦0. 5、δ<0.5x)で、且つ銅及び酸素
よりなるCuO2平面が結晶学上のC軸方向に積層し上
記CuO2平面間にA及びSrイオンが配置される構造
となることを構成上の特徴とするものである. また、その製造方法は、A, Sr, Cu (但しA
はAg,Li,Na,K)の各元素の酸化物、あるいは
それらの2つ以上の元素を含む酸化物の混合物よりなり
、一般式AxSr1  −x CuO。
一δ(0.01≦x≦0.5、δ<0.5x)で表わさ
れる組成の酸化物混合物と、熱分解により酸素を発生す
る酸化剤とを酸素ガス不透過性の金属カプセル中に封入
し、上記酸化物混合物及び上記酸化剤を高温高酸素圧下
で合成反応させることを構成上の特徴とし、さらに合成
反応条件を圧力2〜10GPa,温度600〜1250
゜Cとすることが好ましい. 〔作用〕 本発明の酸化物高温超電導体は、SrCuO2組成の酸
素欠損ペロブスカイト型結晶構造を有する新規な酸化物
高温超電導体で、上記SrCuO2のSrをAg,Li
,Na,Kのうちの1つ以上の元素で1%以上,50%
以下置換したものである.このSrの置換は、Cuの原
子価をC u 2 +からCu’十 にするためのもの
であり、キャリアーとしてのホールを導入することに対
応ずるものと考えられ、超電導発現に不可欠のものであ
る.そして、その置換量を1%以上とするのは、それ以
下ではCu3+ (−キャリアー濃度)が不足で超電導
にならないためである.一方、上限を50%としたのは
、50%が固溶限界であるため、これ以上ではS『との
置換が起こらないためである。
また、上記のようにSrが置換された量をXとするとS
rl−.となり、この時、02は02 一δとなる.こ
のδは0.5xより小さくなるようにする.このδが0
.5x以上になるとCu”  またはCu”Lか生成さ
れず、Cu3+ の生成が起こらないため、あるいはδ
があまり大きくなりすぎると、結晶構造自体が不安定と
なり、存在しないためである. 次に、このような酸化物高温超電導体を製造する方法と
しては、Ag,Li,Na,Kの中から選ばれた1つ以
上の元素と、Sr,Cuの各元素の酸化物混合物、ある
いはそれらの2つ以上の元素を含む酸化物混合物を、熱
分解により酸素を発生する酸化物と共に酸素ガス不透過
性の金属カブセル中に封入し、好ましくは、圧力2〜1
0GPa温度600〜l 2 5 0 ℃の高温高酸素
圧下で合成反応させて酸化物高温超電導体を得る。
ここで、圧力を2〜IOC;Paとしたのは、圧力が2
GPaより低いと本発明酸化物高温超電導体が高圧安定
相であるため合成不可となり、10GPaより高いと合
成装置に係る負荷が太き《なり装置が破損する可能性が
あるためである。
また、温度を600〜1250℃としたのは、温度が6
 0 0 ℃より低いと合成反応が起こらず、1250
゜Cより高いと、上記超電導性を有する高圧安定相が別
の非超電導相に分解してしまうためである. 〔実施例〕 続いて、添付した図面を参照して、本発明を具体化した
ー実施例につき説明し、本発明の理解に供する.ここに
第1図は、本発明の一実施例に用いる酸素ガス不透過性
の金属カプセルを示す概略断面図,第2図は、Ag6 
. 1 S r6 . g CuO2超電導相のX線回
折パターンを示す図面.第3図は、その結晶構造を示す
図面,第4図は、その磁化の温度変化特性を示す図面で
ある。
尚、以下の実施例は本発明の具体的一例にすぎず、本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
(実施例」) Ag2 0,SrCO3 ,CuOの各酸化物粉末をA
g:Sr:Cuの原子比が0. 1 : 0.9 : 
1.0の割合となるように秤量・混合し酸化物混合物と
し、10mX10mX3mにプレス成形した後、酸素気
流中で900゜CX2 0 h r仮焼した.こうして
得られた仮焼体を粉砕し、再びφ3×5ffiI1にプ
レス成形して酸素気流中で950゜CX20hr焼成し
、φ2. 7 X 4. 5 mの焼結体とした。この
焼結体1を、第1図に示すような酸素ガス不透過性の金
属カプセル(実施例1では金製のカプセルを用いた)2
中に熱分解により酸素を発生する酸化剤3(実施例lで
はK(1!0。を用いた)と共に封入した.この際、上
記焼結体1と上記酸化剤3との間には、接触防止のため
にZ’r02粉4を介在させた。そして、上記金製カプ
セル2をベルト型超高圧発生装置を用いて圧力5GPa
で950’CXIOmin処理して試料を得た.上記試
料を粉末X線回折装置により分析した結果を第2図に示
す.これによると、上記試料は、新しい高圧相であるこ
とが判明した.該新しい高圧相は、正方品の対称を有し
、その格子定数はa=3.93人,C=3.42人であ
り、更に詳細な結晶構造解析の結果から、上記新しい高
圧相は第3図に示すような銅と酸素よりなるCuO2平
面が結晶学上のC軸方向に積層し、且つ上流のCuO2
平面間には、Ag及びSrイオンが配置されている、い
わゆる酸素欠損ペロブス力イト型結晶構造の一種と理解
できる構造であることが判明した.また、上記試料が超
電導特性を有するか否かを、磁化の温度変化特性につい
て調べた結果を第4図に示す.これによると、上記試料
は約79Kで超電導転位によるマイスナー効果を示した
.(電気抵抗の測定結果からも、上記磁化の測定結果と
同じく約80Kより低温域にかけて、急激な抵抗の減少
が確認できた.) 以上の結果から、上記試料は、新規な酸化物高温超電導
体であることが明らかとなった.同様にして得た試料に
ついて、調べた結果を第1表に示す。ここで比較例lは
、SrをA (Ag,LiNa,K)で置換しなかった
場合、比較例2は、SrをAで60%置換した場合、比
較例3は、合成反応時の圧力を1. 6 G P aと
した場合、比較例4は、合成反応時の温度を550゜C
とした場合、比較例5は、合成反応時の温度を1300
゜Cとした場合、比較例6は、合成反応時に、酸化剤を
用いなかった場合である. 第1表の実施例及び比較例の結果から、SrのA(Aは
Ag,Li,Na,K)による置換量は1%以上.50
%以下が適当であり、更に望まし《はAgによる10〜
15%の置換である(実施例1,3)。また、合成反応
時の圧力は2〜10C;Pa,温度は600 〜125
0゜Cにすることが望ましく、圧力が2GPaより低い
と高圧相は合成されず(比較例3)、温度が600゜C
より低いと合成反応が速やかに進行せず(比較例4)、
温度が1250゜より高いと高圧相が非超電導相に分解
してしまう(比較例5)ことが理解される.〔発明の効
果〕 本発明によれば、一般式AxSrl  −x CuO2
一δ(但しAはAg,Li,Na,Kからなる詳から選
ばれた1つ以上の元素、0.01≦x≦0.5、δ<0
.5x)で、且つ銅及び酸素よりなるCuO2平面が結
晶学上のC軸方向に積層し上記CuO2平面間にA及び
Srイオンが配置される構造となることを特徴とする酸
化物高温超電導体が提供される.この酸化物高温超電導
体は、40〜79Kという高い超電導転位温度を有し、
且つ水分に対して変質を受けないなど実用化に適した新
規な酸化物高温超電導体である.
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に用いる酸素ガス不透過性
の金属カプセルを示す概略断面図,第2図は、Ago 
. ISro .s CuO2超電導相のxm回折パタ
ーンを示す図面,第3図は、その結晶構造を示す図面,
第4図は、 化特性を示す図面である。 〔符号の説明〕 1・・・焼結体(酸化物混合物) 2・・・金属カプセル 3・・・酸化剤 4・・・Zr02粉。 その磁化の温度変

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式AxSr_1_−_xCuO_2_−_δ
    (但しAはAg、Li、Na、Kからなる詳から選ばれ
    た1つ以上の元素、0.01≦x≦0.5、δ<0.5
    x)で、且つ銅及び酸素よりなるCuO_2平面が結晶
    学上のC軸方向に積層し上記CuO_2平面間にA及び
    Srイオンが配置される構造となることを特徴とする酸
    化物高温超電導体。
  2. (2)A、Sr、Cu(但しAはAg、Li、Na、K
    )の各元素の酸化物、あるいはそれらの2つ以上の元素
    を含む酸化物の混合物よりなり、一般式AxSr_1_
    −_xCuO_2_−_δ(0.01≦x≦0.5、δ
    <0.5x)で表わされる組成の酸化物混合物と、熱分
    解により酸素を発生する酸化剤とを酸素ガス不透過性の
    金属カプセル中に封入し、上記酸化物混合物及び上記酸
    化剤を高温高酸素圧下で合成反応させることを特徴とす
    る酸化物高温超電導体の製造方法。
  3. (3)合成反応条件を圧力2〜10GPa、温度600
    〜1250℃とした請求項(2)記載の酸化物高温超電
    導体の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993021110A1 (fr) * 1992-04-08 1993-10-28 Mikio Takano Oxyde supraconducteur et production

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1993021110A1 (fr) * 1992-04-08 1993-10-28 Mikio Takano Oxyde supraconducteur et production

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