JPH02271960A - Ｙ‐Ｂａ‐Ｃｕ‐Ｏ系酸化物超伝導材料の製造方法 - Google Patents
Ｙ‐Ｂａ‐Ｃｕ‐Ｏ系酸化物超伝導材料の製造方法Info
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- JPH02271960A JPH02271960A JP1092270A JP9227089A JPH02271960A JP H02271960 A JPH02271960 A JP H02271960A JP 1092270 A JP1092270 A JP 1092270A JP 9227089 A JP9227089 A JP 9227089A JP H02271960 A JPH02271960 A JP H02271960A
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- superconducting material
- superconducting
- type 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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- 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）
本発明は簡単な製造工程で超伝導相の体積率の高いＹ−
Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導材料を製造する方法に関する。
Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導材料を製造する方法に関する。
（従来の技術）
沸点が７７にの液体窒素温度以上で超伝導性を示すＹ−
１１ａ−Ｃｕ−０系ペロブスカイト型酸化物が発見され
て以来、その実用化に向けて試験研究が盛んに行われて
いる０例えば、ＹＩＢａｌＣｕｓＯｙ−Ｅの組成を持つ
粉末を製造し、これを様々な方法で線材にする試みがな
されている。
１１ａ−Ｃｕ−０系ペロブスカイト型酸化物が発見され
て以来、その実用化に向けて試験研究が盛んに行われて
いる０例えば、ＹＩＢａｌＣｕｓＯｙ−Ｅの組成を持つ
粉末を製造し、これを様々な方法で線材にする試みがな
されている。
上記のＹ、Ｂａ１Ｃｕ、Ｏ，ｊの粉末を製造する通常の
方法は、原料としてのイツトリウム酸化物、バリウム酸
化物（あるいは炭酸バリウム）、銅酸化物の各粉末を混
合し、９００℃付近で数時間仮焼し、炉冷後、粉砕、混
合した後、再び９００℃付近で焼成する、という方法で
ある。このとき（上記原料粉末の配合比は、それらの中
のＹ、 Ｈａ、 Ｃｕの原子比が、Ｙ ：Ｂａ：Ｃｕ−
１ｉ ２ ＋ ３ （即ち、Ｙ、ＢａｔＣｕ３０ｔ−
８の化学量論比）になるようにするのが常識である。
方法は、原料としてのイツトリウム酸化物、バリウム酸
化物（あるいは炭酸バリウム）、銅酸化物の各粉末を混
合し、９００℃付近で数時間仮焼し、炉冷後、粉砕、混
合した後、再び９００℃付近で焼成する、という方法で
ある。このとき（上記原料粉末の配合比は、それらの中
のＹ、 Ｈａ、 Ｃｕの原子比が、Ｙ ：Ｂａ：Ｃｕ−
１ｉ ２ ＋ ３ （即ち、Ｙ、ＢａｔＣｕ３０ｔ−
８の化学量論比）になるようにするのが常識である。
ところが、上記のように、原料中の仕込み比をＹ：Ｂａ
：Ｃｕ−１： ２ ： ３で混合し、焼成した場合に得
られるものの中には、超伝導物質であるＹＢａ＊Ｃｕ３
０ｉ、 ｓ−ｖ、 ｓの他に、半導体であるＹＪａ＋Ｃ
ｕ＋０３が不純物として生成する。このような超伝導相
以外の相が焼結材中に存在する場合、それらは不純物と
して超伝導相の粒内及び粒界に析出するため、超伝導特
性を劣化させる。即ち、臨界温度（Ｔｃ）を低くし、臨
界電流密度（Ｊｃ）を小さ（する。
：Ｃｕ−１： ２ ： ３で混合し、焼成した場合に得
られるものの中には、超伝導物質であるＹＢａ＊Ｃｕ３
０ｉ、 ｓ−ｖ、 ｓの他に、半導体であるＹＪａ＋Ｃ
ｕ＋０３が不純物として生成する。このような超伝導相
以外の相が焼結材中に存在する場合、それらは不純物と
して超伝導相の粒内及び粒界に析出するため、超伝導特
性を劣化させる。即ち、臨界温度（Ｔｃ）を低くし、臨
界電流密度（Ｊｃ）を小さ（する。
超伝導相（ＹＢａｔＣｕｓＯｉ、 ｓ−ｑ、 ａ）が体
積比で５０％以上の焼結物をつくるためには、粉砕、混
合、焼結を数サイクル繰り返さなくてはならないものと
され、実際には、上記の工程作業を通常３〜５回繰り返
す。
積比で５０％以上の焼結物をつくるためには、粉砕、混
合、焼結を数サイクル繰り返さなくてはならないものと
され、実際には、上記の工程作業を通常３〜５回繰り返
す。
（発明が解決しようとする課題）
本発明の目的は、前記のような仮焼と焼結の工程を繰り
返し実施することなく、１回の工程、即ち、混合→仮焼
→粉砕→混合→焼結、により特性の優れた超伝導材料、
具体的には、実質的にＹＢａｚＣｕ１０４． ｓ−ｔ、
。が５０体積％以上の焼結体を製造する方法を提供する
ことにある。
返し実施することなく、１回の工程、即ち、混合→仮焼
→粉砕→混合→焼結、により特性の優れた超伝導材料、
具体的には、実質的にＹＢａｚＣｕ１０４． ｓ−ｔ、
。が５０体積％以上の焼結体を製造する方法を提供する
ことにある。
（課題を解決するための手段）
本発明者は、原料の仕込み組成比を、前記のＹ ：Ｂａ
：Ｃｕ＝ １ ： ２ ： ３ではなく、これよりもイ
ツ） ＩＪウムおよび銅の比率が高い配合比にすれば、
１工程で超伝導相（ｙｌｎａｌｃｕｓｏ＆、 ｓ−ｖ、
ａ）の体積率の極めて高い焼結体が得られることを知
った。
：Ｃｕ＝ １ ： ２ ： ３ではなく、これよりもイ
ツ） ＩＪウムおよび銅の比率が高い配合比にすれば、
１工程で超伝導相（ｙｌｎａｌｃｕｓｏ＆、 ｓ−ｖ、
ａ）の体積率の極めて高い焼結体が得られることを知
った。
本発明の要旨は、下記のＹ超超伝導材料の製造方法にあ
る。
る。
［イツトリウム酸化物、バリウム化合物、および銅化合
物を、それらの中のＹ、ＢａおよびＣｕの原子比がＹ
： Ｂａ ： Ｃｕ＝ （１，０５〜１．２５） ：
２．０ ： （３，１〜４．０）となるように配合し、
酸素を含む雰囲気中で９５０℃以下で仮焼し、粉砕後再
び９５０℃以下で加熱して焼結させることを特徴とする
Ｙ系超伝導材料の製造方法」 本発明方法において使用される原料は、Ｙ源としてはＹ
！０１、Ｂａ源としてはＢａＯ１ＢａＣＯｓのような化
合物、Ｃｕ源としてはＣｕＯ１ＣＬＩ！０１ＣｕｘＳ等
である。
物を、それらの中のＹ、ＢａおよびＣｕの原子比がＹ
： Ｂａ ： Ｃｕ＝ （１，０５〜１．２５） ：
２．０ ： （３，１〜４．０）となるように配合し、
酸素を含む雰囲気中で９５０℃以下で仮焼し、粉砕後再
び９５０℃以下で加熱して焼結させることを特徴とする
Ｙ系超伝導材料の製造方法」 本発明方法において使用される原料は、Ｙ源としてはＹ
！０１、Ｂａ源としてはＢａＯ１ＢａＣＯｓのような化
合物、Ｃｕ源としてはＣｕＯ１ＣＬＩ！０１ＣｕｘＳ等
である。
上記の原料の粉末を、それらの中のＹ、 Ｂａ、 Ｃｕ
の原子比が、 Ｙ ： Ｂａ ： Ｃｕ＝ （１，０５〜１．２５）
： ２．０ ： （３，１〜４．０）となるように、言
い換えれば、超伝導相、即ち、Ｙ＋ＢａｔＣＬＩＪ＊、
ｓ−ｖ、 ｍ中のＹ、 Ｂａ、 Ｃｕの原子比（１：
２：３）より、ＹおよびＣｕが若干条目になるように配
合する。特にＣｕは、Ｂａの２原子に対して３．５〜４
．０とするのが望ましい。
の原子比が、 Ｙ ： Ｂａ ： Ｃｕ＝ （１，０５〜１．２５）
： ２．０ ： （３，１〜４．０）となるように、言
い換えれば、超伝導相、即ち、Ｙ＋ＢａｔＣＬＩＪ＊、
ｓ−ｖ、 ｍ中のＹ、 Ｂａ、 Ｃｕの原子比（１：
２：３）より、ＹおよびＣｕが若干条目になるように配
合する。特にＣｕは、Ｂａの２原子に対して３．５〜４
．０とするのが望ましい。
上記のような比率で配合した原料粉を通常の手段で成形
した後、酸素を含む雰囲気（例えば、大気中）で熱処理
して焼結する。熱処理温度を９５０℃以下としたのは、
それ以上の温度では原料の混合物が溶融して超伝導組成
物にならないからである。仮焼温度を９５０”Ｃ以下と
するのも同じ理由からである。なお、いずれも下限温度
は８５０℃程度までである。これより低温では三層ペロ
ブスカイト構造の超伝導相が得られない。
した後、酸素を含む雰囲気（例えば、大気中）で熱処理
して焼結する。熱処理温度を９５０℃以下としたのは、
それ以上の温度では原料の混合物が溶融して超伝導組成
物にならないからである。仮焼温度を９５０”Ｃ以下と
するのも同じ理由からである。なお、いずれも下限温度
は８５０℃程度までである。これより低温では三層ペロ
ブスカイト構造の超伝導相が得られない。
こうして得られた焼結材においては、１回の工程により
、超伝導相の体積率が５０％以上になる。
、超伝導相の体積率が５０％以上になる。
特にＣｕ＆［ｌ成が３．５〜４．０の焼結材においては
、電気特性に大きく影響を与えるＹＪａＣｕＯｓ （半
導体）の体積率がＣｕ仕込み組成３．０付近のものと比
較し、１／１０以下となり極めて少ない。
、電気特性に大きく影響を与えるＹＪａＣｕＯｓ （半
導体）の体積率がＣｕ仕込み組成３．０付近のものと比
較し、１／１０以下となり極めて少ない。
一方、原料中のＹ、 Ｂａ、 Ｃｕ原子の比率を、前記
本発明の範囲外とした場合、−回の工程だけで作製した
焼結材では、三層ペロブスカイト構造を特徴とする酸化
物超伝導体ＹＩＢａｔＣｕｓＯｉ、 ｓ−ｔの体積率が
掻くわずかであり、粒内・粒界にはＹｘＢａＣｕＯｓ（
半導体）及びＢａＣｕ０ｇ、 ＣｕＯが多数安定相とじ
て存在する。従って、超伝導特性は極めて悪い。
本発明の範囲外とした場合、−回の工程だけで作製した
焼結材では、三層ペロブスカイト構造を特徴とする酸化
物超伝導体ＹＩＢａｔＣｕｓＯｉ、 ｓ−ｔの体積率が
掻くわずかであり、粒内・粒界にはＹｘＢａＣｕＯｓ（
半導体）及びＢａＣｕ０ｇ、 ＣｕＯが多数安定相とじ
て存在する。従って、超伝導特性は極めて悪い。
本発明方法によって、−回の工程で超伝導相の体積比を
高くできる理由は、次のように推定される１通常、Ｙ＋
ＢａｇＣｕｓＯｉ、 ｓ−ｙはＹ、Ｂａ、Ｃｕ、０．と
他の元素（Ｂａ、 Ｃｕ）との反応により生成するもの
と考えられる。従来の組成においては、高温で初晶とし
て析出したＹＪａ＋Ｃｕ１０５が一部未反応のまま室温
まで安定に存在する。しかし、Ｃｕ元素を化学量論比よ
り過剰に添加すると初晶をＹ＋ＢａｚＣｕｓＯａ、 ｓ
−ｔとすることが可能となる。
高くできる理由は、次のように推定される１通常、Ｙ＋
ＢａｇＣｕｓＯｉ、 ｓ−ｙはＹ、Ｂａ、Ｃｕ、０．と
他の元素（Ｂａ、 Ｃｕ）との反応により生成するもの
と考えられる。従来の組成においては、高温で初晶とし
て析出したＹＪａ＋Ｃｕ１０５が一部未反応のまま室温
まで安定に存在する。しかし、Ｃｕ元素を化学量論比よ
り過剰に添加すると初晶をＹ＋ＢａｚＣｕｓＯａ、 ｓ
−ｔとすることが可能となる。
なお、本発明方法で製造される超伝導材料は、ブロック
状やシート状の焼結体、焼結線材、或いは焼結体を粉砕
した粉末など、その形状は任意である。
状やシート状の焼結体、焼結線材、或いは焼結体を粉砕
した粉末など、その形状は任意である。
（実施例）
原料として、’Ｉｔ’ｓ （純度９９．９９％、粒度１
．６μ−以下）、ＢａＣ０５（純度９９％、粒度５μ−
以下）およびＣｕＯ（純度９９％、粒度１０μ謡以下）
の各粉末を使用し、Ｙ、ＢａおよびＣｕの比率が第１表
の仕込組成となるように配合してボールミルで５時間以
上混合したのち大気中で９００℃×１５時間の仮焼を行
った。
．６μ−以下）、ＢａＣ０５（純度９９％、粒度５μ−
以下）およびＣｕＯ（純度９９％、粒度１０μ謡以下）
の各粉末を使用し、Ｙ、ＢａおよびＣｕの比率が第１表
の仕込組成となるように配合してボールミルで５時間以
上混合したのち大気中で９００℃×１５時間の仮焼を行
った。
仮焼後、雷潰機により約２時間粉砕して粒度５０μ−以
下の粉末にした。この粉末を約３ト、の荷重で１２ｍｍ
φ×１．５鵬■厚のペレットに成形し、大気中で９５０
℃×１５時間焼結した。
下の粉末にした。この粉末を約３ト、の荷重で１２ｍｍ
φ×１．５鵬■厚のペレットに成形し、大気中で９５０
℃×１５時間焼結した。
上記によって得た試料め超伝導相の体積率（但し、指標
として粉末Ｘ線解析の各ピークの相対積分強度を採用）
、↑ＣおよびＪｃを測定した。 ＴｃおよびＪｃの測定
は直流４端子法によった。
として粉末Ｘ線解析の各ピークの相対積分強度を採用）
、↑ＣおよびＪｃを測定した。 ＴｃおよびＪｃの測定
は直流４端子法によった。
測定結果を第２表に示す０表中、従来例として示したも
のに比較して、本発明例のものは超伝導相の比率が高く
、従って、臨界温度（Ｔｃ）は９０に以上を示し、臨界
電流密度（Ｊｃ）も高い。
のに比較して、本発明例のものは超伝導相の比率が高く
、従って、臨界温度（Ｔｃ）は９０に以上を示し、臨界
電流密度（Ｊｃ）も高い。
（以下、余白）
（発明の効果）
本発明方法によれば、従来、原料混合→仮焼→粉砕・混
合→焼結の工程を繰り返すことによって漸く得られてい
たＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導材料が、１回の工程で製
造できる。このような効率的な製造方法は、Ｙ−Ｂａ−
Ｃｕ−０系趙伝導材料の実用化の際に極めて有用である
。
合→焼結の工程を繰り返すことによって漸く得られてい
たＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導材料が、１回の工程で製
造できる。このような効率的な製造方法は、Ｙ−Ｂａ−
Ｃｕ−０系趙伝導材料の実用化の際に極めて有用である
。
Claims (1)
- イットリウム酸化物、バリウム化合物および銅化合物を
、それらの中のＹ、ＢａおよびＣｕの原子比がＹ：Ｂａ
：Ｃｕ＝（１．０５〜１．２５）：２．０：（３．１〜
４．０）となるように配合し、酸素を含む雰囲気中で９
５０℃以下で仮焼し、粉砕後再び９５０℃以下で加熱し
て焼結させることを特徴とするＹ系超伝導材料の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1092270A JPH02271960A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | Ｙ‐Ｂａ‐Ｃｕ‐Ｏ系酸化物超伝導材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1092270A JPH02271960A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | Ｙ‐Ｂａ‐Ｃｕ‐Ｏ系酸化物超伝導材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02271960A true JPH02271960A (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=14049702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1092270A Pending JPH02271960A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | Ｙ‐Ｂａ‐Ｃｕ‐Ｏ系酸化物超伝導材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02271960A (ja) |
-
1989
- 1989-04-12 JP JP1092270A patent/JPH02271960A/ja active Pending
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