JPH02229718A - 酸化物超伝導材料とその製造方法 - Google Patents
酸化物超伝導材料とその製造方法Info
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- JPH02229718A JPH02229718A JP1052285A JP5228589A JPH02229718A JP H02229718 A JPH02229718 A JP H02229718A JP 1052285 A JP1052285 A JP 1052285A JP 5228589 A JP5228589 A JP 5228589A JP H02229718 A JPH02229718 A JP H02229718A
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- oxide
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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
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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、高い超伝導転移温度（Ｔ０）を持つ酸化物超
伝導材料およびその製造方法に関するものである。
伝導材料およびその製造方法に関するものである。
従来の技術
超伝導材料は、１）電気抵抗がゼロである、２）完全反
磁性である、 ３）ジョセフソン効果がある、といった
、他の材料にない特性を持っており、既に超伝導マグネ
ットや、ＳＱＵＩＤ等に利用されている。また今後も、
電力輸送、発電器、核融合プラズマ閉じ込め、磁気浮上
列車、磁気シールド、高速コンピュータ等の幅広い応用
が期待されている。その材料としては、従来、Ｎ ｂ
３ Ｇ ｅ 等の金属系の超伝導体が用いられていた
。
磁性である、 ３）ジョセフソン効果がある、といった
、他の材料にない特性を持っており、既に超伝導マグネ
ットや、ＳＱＵＩＤ等に利用されている。また今後も、
電力輸送、発電器、核融合プラズマ閉じ込め、磁気浮上
列車、磁気シールド、高速コンピュータ等の幅広い応用
が期待されている。その材料としては、従来、Ｎ ｂ
３ Ｇ ｅ 等の金属系の超伝導体が用いられていた
。
発明が解決しようとする課題
ところが、金属系超伝導体では、Ｔ０は最も高いもので
も２３Ｋ程度であり、実使用時には高価な液体ヘリウム
と大がかりな断熱装置を使って冷却しなければならず、
工業上大きな問題であった。
も２３Ｋ程度であり、実使用時には高価な液体ヘリウム
と大がかりな断熱装置を使って冷却しなければならず、
工業上大きな問題であった。
このため、より高温で超伝導体となる材料の探索が行わ
れていた。
れていた。
１ ９ ８ ６ 年にヘ゜ト゜ノルフ（Ｂｅｄｎｏｒｚ
）とミューラー（Ｍｕｔｔｅｒ）により約４０Ｋという
高いＴ０を有する、酸化物系超伝導材料（Ｌ ａ Ｉ−
２Ｓ ｒ ２）２Ｃ ｕ Ｏｘが見いだされ、それ以後
ＹＢａ２Ｃｕ３０ｘ、Ｂ ｉ−Ｓ ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−○
、Ｔ ＩＢ ａ−Ｃａ−Ｃｕ−０などで、相次いでより
高い温度での超伝導転移が報告されている。
）とミューラー（Ｍｕｔｔｅｒ）により約４０Ｋという
高いＴ０を有する、酸化物系超伝導材料（Ｌ ａ Ｉ−
２Ｓ ｒ ２）２Ｃ ｕ Ｏｘが見いだされ、それ以後
ＹＢａ２Ｃｕ３０ｘ、Ｂ ｉ−Ｓ ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−○
、Ｔ ＩＢ ａ−Ｃａ−Ｃｕ−０などで、相次いでより
高い温度での超伝導転移が報告されている。
Ｔ０が高いほど冷却が容易となり、また同じ温度で使用
した場合の臨界電流密度や臨界磁場も大きくなる事が予
想され、応用範囲も広がるものと期待される。本発明は
、これら新しい酸化物超伝導体組成の一つである。
した場合の臨界電流密度や臨界磁場も大きくなる事が予
想され、応用範囲も広がるものと期待される。本発明は
、これら新しい酸化物超伝導体組成の一つである。
Ｔｌは人体に対し有害であり、取扱いが非常に難しい元
素である。また高温で蒸発する（約８００゜Ｃ以上で顕
著）ため、高温での熱処理を必要とする材料の製造には
、組成の制御が困難である。
素である。また高温で蒸発する（約８００゜Ｃ以上で顕
著）ため、高温での熱処理を必要とする材料の製造には
、組成の制御が困難である。
課題を解決する為の手段
成分として、少なくともＴｌ，Ｐｂ１ Ｌｎ （但しＬ
ｎはＬ ａ１Ｐ ｒｓ Ｎ ｄのうち一つ以上の元素
）ＳｒおよびＣｕを含み、格子定数がａ＝ｏ．３７ｎｒ
ｒｈ ｃ＝ｏ．８８ｎｍの正方晶系に属する結晶構造
を有する酸化物超伝導材料を構成する。
ｎはＬ ａ１Ｐ ｒｓ Ｎ ｄのうち一つ以上の元素
）ＳｒおよびＣｕを含み、格子定数がａ＝ｏ．３７ｎｒ
ｒｈ ｃ＝ｏ．８８ｎｍの正方晶系に属する結晶構造
を有する酸化物超伝導材料を構成する。
また、上記成分のうちＴｌ以外の成分から成る材料を、
酸化タリウムの存在下で７２０℃以上で熱処理すること
により上記の酸化物超伝導材料を製造する。
酸化タリウムの存在下で７２０℃以上で熱処理すること
により上記の酸化物超伝導材料を製造する。
作用
発明者等は、従来知られていない酸化物高温超伝導体の
組成比を探索●研究した結果、上記の組成からなる物質
において、比較的高い温度における超伝導転移を見いだ
した。その超伝導転移温度は約４５Ｋであり、従来の金
属系材料はもちろん、（Ｌａ＋−ｚＳ ｒｚ）ａＣｕＯ
ｘよりも高い。
組成比を探索●研究した結果、上記の組成からなる物質
において、比較的高い温度における超伝導転移を見いだ
した。その超伝導転移温度は約４５Ｋであり、従来の金
属系材料はもちろん、（Ｌａ＋−ｚＳ ｒｚ）ａＣｕＯ
ｘよりも高い。
また上記の製造方法によれば、Ｔｌを、酸化タリウム存
在下における熱処理で導入することにより、原料の秤量
、混合、成形などの工程でタリウムを取り扱うことなし
に、上記の酸化物超伝導体を製造することができる。
在下における熱処理で導入することにより、原料の秤量
、混合、成形などの工程でタリウムを取り扱うことなし
に、上記の酸化物超伝導体を製造することができる。
実施例
純度９９％以上の、ＰｂＯ、ＰｒａＯ＋＋、ＳｒＣＯ３
、ＣｕＯの各粉末を、Ｐｂ： Ｐｒ： Ｓｒ： ＣＵの
組成比（モル比）となりかつ総重量が１５ｇとなるよう
にそれぞれ秤量した。秤量粉末を振動ミルにて直径２ｍ
ｍのＺ ｒ Ｏｅボールを用い、エタノール２０ｍ】を
分散媒として１時間粉砕混合した。混合終了後、分散媒
ごと全量を乾燥機中で１２０゜Ｃで乾燥させた。得られ
た粉末を７５０゜Ｃで５時間、空気中で仮焼した後、振
動ミルにて前述と同様の方法で３０分間粉砕し、１２０
℃で乾燥させた。この粉末の０．６ｇ を１８ｍｍＸ４
ｍｍの金型中で８００Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で一軸加圧成
形した。この成形体を、電気炉にて空気中で９２０゜Ｃ
で５時間焼成し、冷却した。昇降温速度はいずれも３０
０゜Ｃ／ｈとした。得られた焼結体を酸化タリウムとと
もにアルミナ容器中に入れ、酸素気流中６００〜１００
０℃で８時間熱処理した。
、ＣｕＯの各粉末を、Ｐｂ： Ｐｒ： Ｓｒ： ＣＵの
組成比（モル比）となりかつ総重量が１５ｇとなるよう
にそれぞれ秤量した。秤量粉末を振動ミルにて直径２ｍ
ｍのＺ ｒ Ｏｅボールを用い、エタノール２０ｍ】を
分散媒として１時間粉砕混合した。混合終了後、分散媒
ごと全量を乾燥機中で１２０゜Ｃで乾燥させた。得られ
た粉末を７５０゜Ｃで５時間、空気中で仮焼した後、振
動ミルにて前述と同様の方法で３０分間粉砕し、１２０
℃で乾燥させた。この粉末の０．６ｇ を１８ｍｍＸ４
ｍｍの金型中で８００Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で一軸加圧成
形した。この成形体を、電気炉にて空気中で９２０゜Ｃ
で５時間焼成し、冷却した。昇降温速度はいずれも３０
０゜Ｃ／ｈとした。得られた焼結体を酸化タリウムとと
もにアルミナ容器中に入れ、酸素気流中６００〜１００
０℃で８時間熱処理した。
昇降温速度は２００゜Ｃ／ｈとした。
試料はは銀電極を付け、通常の４端子法により電気抵抗
の温度変化を測定電流１０ｍＡで３００Ｋから１５Ｋま
で測定した。また、超伝導量子干渉磁束計（ＳＱＵＩＤ
）により磁化率の温度変化を測定した。
の温度変化を測定電流１０ｍＡで３００Ｋから１５Ｋま
で測定した。また、超伝導量子干渉磁束計（ＳＱＵＩＤ
）により磁化率の温度変化を測定した。
７２０″Ｃ以上の熱処理を施した試料について抵抗ゼロ
を確認した。８２０゜Ｃで熱゜処理した試料の電気抵抗
は室温で約０． １Ω／ｃｍｔ３００〜４５゜Ｃにお
いて金属的伝導を示し、４５゜Ｃ以下で急激に減少し、
３９℃以下で抵抗ゼロを示した。磁化率は４６゜Ｃ以下
において反磁性を示し４．２Ｋでは０．０１０ｅｍｕ／
ｇの反磁性を示した。
を確認した。８２０゜Ｃで熱゜処理した試料の電気抵抗
は室温で約０． １Ω／ｃｍｔ３００〜４５゜Ｃにお
いて金属的伝導を示し、４５゜Ｃ以下で急激に減少し、
３９℃以下で抵抗ゼロを示した。磁化率は４６゜Ｃ以下
において反磁性を示し４．２Ｋでは０．０１０ｅｍｕ／
ｇの反磁性を示した。
なお、熱処理前の試料は室温における抵抗が３桁高く、
半導体的伝導を示し、ｉ’ｏｏ℃以下では絶縁体であっ
た。Ｐｒを他の希土類に変えたところＬ ａ１Ｎ ｄの
場合、同様の結果が得られた。
半導体的伝導を示し、ｉ’ｏｏ℃以下では絶縁体であっ
た。Ｐｒを他の希土類に変えたところＬ ａ１Ｎ ｄの
場合、同様の結果が得られた。
熱処理前後の試料を粉砕し、粉末Ｘ線回折測定を行った
ところ、Ｔｌ導入の熱処理によりａ＝０．３７ｎｍ１
ｃ＝０．８８ｎｍの正方晶系に属する相が生成してるこ
とが分かった。
ところ、Ｔｌ導入の熱処理によりａ＝０．３７ｎｍ１
ｃ＝０．８８ｎｍの正方晶系に属する相が生成してるこ
とが分かった。
発明の効果
本発明によれば、従来にない酸化物超伝導材料を提供す
ることができる。
ることができる。
また、本発明の製造方法によれば、原料の秤量、混合、
成形などの工程で人体に有害なタリウムを取り扱うこと
なしに、上記の酸化物超伝導体を製造することができる
。
成形などの工程で人体に有害なタリウムを取り扱うこと
なしに、上記の酸化物超伝導体を製造することができる
。
Claims (2)
- （１）成分として、少なくともＴｌ、Ｐｂ、Ｌｎ（但し
ＬｎはＬａ、Ｐｒ、Ｎｄのうち一つ以上の元素）、Ｓｒ
およびＣｕを含み、格子定数がａ＝０．３７ｎｍ、ｃ＝
０．８８ｎｍの正方晶系に属する結晶構造を有すること
を特徴とする酸化物超伝導材料。 - （２）請求項１記載の成分のうちＴｌ以外の成分から成
る材料を、酸化タリウムの存在下で７２０℃以上で熱処
理することを特徴とする請求項１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 |
|---|---|---|---|
| JP1052285A JPH02229718A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 酸化物超伝導材料とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1052285A JPH02229718A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 酸化物超伝導材料とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02229718A true JPH02229718A (ja) | 1990-09-12 |
Family
ID=12910528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1052285A Pending JPH02229718A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 酸化物超伝導材料とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02229718A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0475753A3 (en) * | 1990-09-12 | 1992-10-14 | University Of Arkansas | M-r-tl-sr-cu-o based superconductors above liquid nitrogen temperature and processes for making them |
-
1989
- 1989-03-03 JP JP1052285A patent/JPH02229718A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0475753A3 (en) * | 1990-09-12 | 1992-10-14 | University Of Arkansas | M-r-tl-sr-cu-o based superconductors above liquid nitrogen temperature and processes for making them |
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