JPH02252622A - 酸化物超伝導材料 - Google Patents
酸化物超伝導材料Info
- Publication number
- JPH02252622A JPH02252622A JP1075349A JP7534989A JPH02252622A JP H02252622 A JPH02252622 A JP H02252622A JP 1075349 A JP1075349 A JP 1075349A JP 7534989 A JP7534989 A JP 7534989A JP H02252622 A JPH02252622 A JP H02252622A
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- JP
- Japan
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- superconducting
- temperature
- superconducting material
- oxide superconducting
- superconducting transition
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- Pending
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
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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を持つ酸化物超伝導材料
に関するものである。
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）ジロ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、５ＱＵＩＤ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、磁気源
」二列車、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
Ｎ ｂ ｓ 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）ジロ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、５ＱＵＩＤ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、磁気源
」二列車、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
Ｎ ｂ ｓ 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、超伝導転移温度は最も
高いものでも２３ Ｋ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。
高いものでも２３ Ｋ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。
１９８６年にへ゛ドノルフ（Ｂｅｄｎｏｒｚ）とミヱー
ラー（Ｍｕｔｔｅｒ）により約４０にという高い超伝導
転移温度をもつ、酸化物系超伝導材料（Ｌａ＋−ｚｓ
ｒｚ）ｅＣｕＯｘが見いだされ、それ以後ＹＢａｔＣｕ
ｓＯ，，Ｂ ｉ−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０などで、あいつ
いでより高い温度での超伝導転移が報告されている。超
伝導転移温度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。
ラー（Ｍｕｔｔｅｒ）により約４０にという高い超伝導
転移温度をもつ、酸化物系超伝導材料（Ｌａ＋−ｚｓ
ｒｚ）ｅＣｕＯｘが見いだされ、それ以後ＹＢａｔＣｕ
ｓＯ，，Ｂ ｉ−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０などで、あいつ
いでより高い温度での超伝導転移が報告されている。超
伝導転移温度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。
る。
課題を解決する為の手段
組成として、少なくともＢｉ＋Ｌｎ、ＣａおよびＣｕ（
ここでＬｎは希土類金属元素の少なくとも１種類以上）
を含み、格子定数がａ＝０．５４ｎｍ１ｃ＝２．９８ｎ
ｍ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。
ここでＬｎは希土類金属元素の少なくとも１種類以上）
を含み、格子定数がａ＝０．５４ｎｍ１ｃ＝２．９８ｎ
ｍ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。
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
組成比を探索書研究した結果、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５０にであり、従来の金
属系材料はもちろん、（Ｌａ＋−ｚＳ ｒｚ）ｇｃ ｕ
ＯＸよりも高い。
組成比を探索書研究した結果、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５０にであり、従来の金
属系材料はもちろん、（Ｌａ＋−ｚＳ ｒｚ）ｇｃ ｕ
ＯＸよりも高い。
実施例
出発原料として、純度９９％以上のＢｉ＊Ｏａ。
ＣａＣ０ａ、ＣｕＯの各粉末および希土類金属酸化物と
してＰ ｒ ｅＯｚ ＊Ｎ ｄ＊Ｏｓの粉末を用いた。
してＰ ｒ ｅＯｚ ＊Ｎ ｄ＊Ｏｓの粉末を用いた。
これらの粉末を、表１の組成比となり、かつ粉末の総重
量が２０ｇとなるようにそれぞれ秤量した。
量が２０ｇとなるようにそれぞれ秤量した。
表１．配合組成比（モル比）
秤量粉末を振動ミルにて直径２ｍｍのＺｒＣｈボールを
用い、エタノール２５ｍ１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１２
０℃で乾燥させた。得られた粉末を７５０℃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Ｏ
、ｆ３ ｇ を１８ｍｍＸ４ｍｍの金型中で８００Ｋｇ
／ｃｍ”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８３０℃℃で８０時間焼成し、冷却し
た。昇降温速度はいずれも３００℃／ｈとした。
用い、エタノール２５ｍ１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１２
０℃で乾燥させた。得られた粉末を７５０℃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Ｏ
、ｆ３ ｇ を１８ｍｍＸ４ｍｍの金型中で８００Ｋｇ
／ｃｍ”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８３０℃℃で８０時間焼成し、冷却し
た。昇降温速度はいずれも３００℃／ｈとした。
焼結体は銀電極を付け、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 ５Ｋま
で測定し、超伝導転移により電気抵抗が急激に低下し始
める温度（Ｔりと、抵抗がＯとなる温度（Ｔ２）を求め
た。また、焼結体の帯磁率の温度変化を測定し、マイス
ナー効果により帯磁率が急激に変化し始める温度（Ｔ３
）を求めた。
の温度変化を測定電流１０ｍＡで３００Ｋから ５Ｋま
で測定し、超伝導転移により電気抵抗が急激に低下し始
める温度（Ｔりと、抵抗がＯとなる温度（Ｔ２）を求め
た。また、焼結体の帯磁率の温度変化を測定し、マイス
ナー効果により帯磁率が急激に変化し始める温度（Ｔ３
）を求めた。
結果を表２に示した。
（以下余白）
表２．焼結体の特性（単位Ｋ）
Ｔ！：電気抵抗低下開始温度（Ｔｃ ｏｎｓｅｔ）Ｔ２
：電気抵抗消失温度 （Ｔｃ Ｒ＝０）Ｔ３：マイス
ナー効果開始温度 Ｉｎｓ：抵抗値〉５００Ω 表２より明らかなように、Ｎｏ、１＋２＋５＋６の試料
では超伝導転移は観察されず、電気抵抗は半導体的に増
加した。一方、Ｎ ｏ 、 ３．４ ＋７ ＋８ ＋９
の試料では、５０に付近で電気抵抗が大きく減少しはじ
め、１０−２０にで電気抵抗が実質状消失した。また、
マイスナー効果による帯磁率の変化もそれぞれ２０に付
近で観察された。
：電気抵抗消失温度 （Ｔｃ Ｒ＝０）Ｔ３：マイス
ナー効果開始温度 Ｉｎｓ：抵抗値〉５００Ω 表２より明らかなように、Ｎｏ、１＋２＋５＋６の試料
では超伝導転移は観察されず、電気抵抗は半導体的に増
加した。一方、Ｎ ｏ 、 ３．４ ＋７ ＋８ ＋９
の試料では、５０に付近で電気抵抗が大きく減少しはじ
め、１０−２０にで電気抵抗が実質状消失した。また、
マイスナー効果による帯磁率の変化もそれぞれ２０に付
近で観察された。
次に表２に示した各焼結体を粉砕し、粉末Ｘ線回折測定
を行ったところ、超伝導を示さないＮ。
を行ったところ、超伝導を示さないＮ。
、１．２．５．６の試料では、約２０にの超伝導転移温
度を持つ、Ｂｉ２５ｒ２ＣｕＯｘのものと類似の回折パ
ターンが得られ、ａ ” ０ 、５４ ｎ ｆＹｈ
Ｃ＝ ２．３８ｎｍの正方晶系に属する相が主要相とし
て生成していた。一方、超伝導転移を示す、Ｎｏ、３＋
４．７．８．９の試料では、主要な回折ピークのパター
ンは、８０にの超伝導転移温度を持つ、Ｂ１２Ｓｒ、Ｃ
ａ Ｃｕｓ（Ｌ相の回折パターンと類似のものであった
。ただし、Ｂ ｉ２ｓ ｒｚｃａＣｕ＊ｏｘが、ａ＝０
．５４ｎｍｓ ｅ＝３．Ｏ８ｎｍの正方品であるのに
対して、本組成系の主要相は、ａ ＝ ０．５４ｎｍｓ
ｃ＝２．９８ｎｍ と、Ｃ軸長が少し短くなってい
た。この相はＢ ｉａｓ ｒｔｃ ａＣｕａＯｘ組成の
Ｓｒが希土類元素とＣａで置換されているものと考えら
れる。また不純物相としては、Ｃａ ２Ｃｕ０３とＣｕ
Ｏが認められた。
度を持つ、Ｂｉ２５ｒ２ＣｕＯｘのものと類似の回折パ
ターンが得られ、ａ ” ０ 、５４ ｎ ｆＹｈ
Ｃ＝ ２．３８ｎｍの正方晶系に属する相が主要相とし
て生成していた。一方、超伝導転移を示す、Ｎｏ、３＋
４．７．８．９の試料では、主要な回折ピークのパター
ンは、８０にの超伝導転移温度を持つ、Ｂ１２Ｓｒ、Ｃ
ａ Ｃｕｓ（Ｌ相の回折パターンと類似のものであった
。ただし、Ｂ ｉ２ｓ ｒｚｃａＣｕ＊ｏｘが、ａ＝０
．５４ｎｍｓ ｅ＝３．Ｏ８ｎｍの正方品であるのに
対して、本組成系の主要相は、ａ ＝ ０．５４ｎｍｓ
ｃ＝２．９８ｎｍ と、Ｃ軸長が少し短くなってい
た。この相はＢ ｉａｓ ｒｔｃ ａＣｕａＯｘ組成の
Ｓｒが希土類元素とＣａで置換されているものと考えら
れる。また不純物相としては、Ｃａ ２Ｃｕ０３とＣｕ
Ｏが認められた。
超伝導転移を示したＮｏ、 ３，４＋７．８．９の組成
の、Ｂｉ＋Ｌｎ＋Ｃａ＋Ｃｕ それぞれ−成分を除い
た組成で同様にして焼結体を作製し、電気抵抗変化等を
測定したが、はとんどの場合に試料は絶縁体となり、超
伝導転移を示す試料は得られなかった。従って、ＢＬ
Ｌｎ＋ ＣａおよびＣｕを含み、格子定数がａ＝０
．５４ｎｍｓ ｅ＝２．９８ｎｍの正方晶系に属する
結晶構造を仔する相が本発明における超伝導相である。
の、Ｂｉ＋Ｌｎ＋Ｃａ＋Ｃｕ それぞれ−成分を除い
た組成で同様にして焼結体を作製し、電気抵抗変化等を
測定したが、はとんどの場合に試料は絶縁体となり、超
伝導転移を示す試料は得られなかった。従って、ＢＬ
Ｌｎ＋ ＣａおよびＣｕを含み、格子定数がａ＝０
．５４ｎｍｓ ｅ＝２．９８ｎｍの正方晶系に属する
結晶構造を仔する相が本発明における超伝導相である。
発明の効果
本発明によれば、従来にない組成であるＢｉ−Ｌｎ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−０系組成の酸化物超伝導体（ここでＬｎは希
土類金属元素の少なくとも１種類以上）が得られ、得ら
れたセラミックスの転移温度は（Ｌａ＋−ｘｓ ｒｘ）
２ｃｕＯｚ相の４０ Ｋを越える。
ａ−Ｃｕ−０系組成の酸化物超伝導体（ここでＬｎは希
土類金属元素の少なくとも１種類以上）が得られ、得ら
れたセラミックスの転移温度は（Ｌａ＋−ｘｓ ｒｘ）
２ｃｕＯｚ相の４０ Ｋを越える。
Claims (1)
- 組成として、少なくともＢｉ，Ｌｎ，ＣａおよびＣｕ
（ここでＬｎは希土類金属元素の少なくとも１種類以上
）を含み、格子定数がａ＝０．５４ｎｍ、ｃ：２．９８
ｎｍ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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1075349A JPH02252622A (ja) | 1989-03-27 | 1989-03-27 | 酸化物超伝導材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1075349A JPH02252622A (ja) | 1989-03-27 | 1989-03-27 | 酸化物超伝導材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02252622A true JPH02252622A (ja) | 1990-10-11 |
Family
ID=13573680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1075349A Pending JPH02252622A (ja) | 1989-03-27 | 1989-03-27 | 酸化物超伝導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02252622A (ja) |
-
1989
- 1989-03-27 JP JP1075349A patent/JPH02252622A/ja active Pending
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