JPH02275717A - 針状結晶超電導体及びその製造法 - Google Patents

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） 本発明は針状結晶超電導体及びその製造法に関する。

（従来の技術） 従来、プラセオジウムとセリウムを除く希土類元素、バ
１１ウム及び鋼を主成分とし、その比率が原子比で概略
１：２：３である超電導体は、上記に示す各原料をその
原子比が概略１：２：３になるように秤量して混合した
後、酸素雰囲気中、空気中など酸素を含む雰囲気中で９
００〜１０００℃の温度で長時間焼成して製造していた
。

また組成及び反応の均一さを高めるため、複数回の焼成
が繰り返し行われていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記に示す方法で得られた超電導体は、板
状、鱗片状、塊状等様々な形状の結晶が集合した形態で
得られており、結晶の配向性に優れ、高い臨界電流密度
が得られる針状結晶の超電導体を得ることが出来ないと
いう欠点がある。

本発明はかかる欠点を解決し、優れた超電導特性を示す
針状結晶超電導体及びその製造法を提供することを目的
とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、超電導体の形状を針状にするため椙々検
討した結果１例えばプラセオジウムとセリウムを除くイ
ツトリウム、ホルミウム、エルビウム等の希土類元素、
バリウム及び銅を主成分とし、その比率が原子比で概略
に２：３となる割合で秤量し２て混合した混合物を１３
００℃を越え。

１４５０℃以下の温度で加熱して溶融し、この後９５０
〜１０５０’Ｃ−１で急冷し、以下常温まで徐冷し九と
ころ針状結晶の超電導体が得られることを見出し９本発
明を完成するに至った。

本発明はプラセオジウムとセリウムを除く希土類元素、
バリウム及び鋼を主成分とし、その比率が原子比で概略
１：２：３であシ、かつアスペクト比が１０以上である
針状結晶超電導体並びにプラセオジウムとセリウムを除
く希土類元素、バリウム及び銅の原子比が概略１：２：
３となる割合で秤量して混合した後１３００℃を越え、
１４５０℃以下の温度で加熱、溶融し、この後９５０〜
１０５０℃まで急冷し９次いで室温まで徐冷する針状結
晶超電導体の製造法に関する。

本発明において用いられるプラセオジウムとセリウムを
除く希土類元素、バリウム及び銅は、それぞれ上記に示
す成分の酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩等の化合
物も用いることができ、これらをその原子比が概略１　
：２：３になるように混合して用いられる。この原子比
は１：２：３であることが望ましいが、常伝導体から超
電導体に転移する臨界温度が９０に以上であれば１：２
：３から多少ずれていてもよく、その許容範囲は１：２
″＝０．３　二３：ｉ：０．４５である。もしこの範囲
から外れると臨界温度が低下するという欠点が生じる。

混合体として、上記に示すような希土類元素。

バリウム及び銅の化合物を混合しただけのものを用いて
も差し支えないが、昇温する際に容器からふきこぼれた
りし易い。そこでこれを防止するため予め混合体をｅｊ
ｌ素雰素気囲気中００〜９５０℃の温度で熱処理し、吸
着物を放出させ、さらに炭酸基、シュウ酸基、硝酸基等
の化合物を構成する有機、無機等の官能基を分解した仮
焼物を用いることが望ましい。

加熱、溶融する温度は、１３００℃を越え。

１４５０℃以下の温度で行うことが必要とされ。

１３００℃以下では融液の粘度が高いため取扱いに〈〈
、また１４５０℃を越えると融液の粘度が低く取扱い易
いが、溶融に用いる容器と融液とが反応して不具合が生
じるという欠点がある。

急冷する温度は９５０〜１０５０℃、好ましくは９５０
〜１ｏｏｏ℃の範囲とされ、９５０℃未満の温度塘で急
冷すると針状結晶が得られず微小な板状などの結晶とな
り、また１０５０℃を越える温度で急冷を止めてしまう
と超電導の結晶が析出しにくいという欠点がある。

また急冷する手段としては１例えば９５０〜１０５０℃
に保持した金属又はセラミックス上に供給することによ
り達成することかで°きる。上記に示す金属としては金
を用いることが最も好ましいが、この他に耐酸化性に優
れ九責合属、耐酸化性耐熱合金等が条件に応じて用いら
れる。

本発明では急冷後、９５０〜１０５０℃の温度で０１５
〜１０時間保持すれば針状結晶の成長が促進できるので
好ましい。

徐冷速度＃ｒｉ、例えば９００℃までは１〜ｂ／時間、
好ましくは１〜ｂ 冷し９次いで７００”Ｃまでは１５〜ｂ好ましくは１５
〜ｂ さらに室温までは３０〜１２０°Ｃ／時間で冷却するこ
とが好ましい。

本発明において、加熱、溶融及び急冷、徐冷の際の雰囲
気は後工程を考１すると酸素含有雰囲気中で行うことが
望ましく、酸素含有率は高い程好ましい。

長袖と短軸との比で決まるアスペクト比ｆ′１．１０以
上であることが必要とされ、これが１０未満であるとシ
ート等に加工した際、超電導体同士の接続が不十分にな
るなどの欠点が生じる。

（実施例） 以下本発明の詳細な説明する。

実施例１ イツトリウム、バリウム及び銅の比率が原子比で１：２
：３となるように純度９９．９％以上の酸化イツトリウ
ム（信越化学工業製）１１１９１９゜炭酸バリウム（和
光純薬裂、試薬特級１３９４．６８９および酸化銅２３
８．６４９を秤量し、超電導体材料用原料粉とした。

次に上記の超電導体材料用原料粉をジルコニア製ポット
内にジルコニアボール及びメタノールと共に充填し、毎
分６０回転の条件で１０時時間式混合、粉砕１〜た。乾
燥後粉砕物をアルミナ焼板にのせ大気中で９５０℃まで
５０℃／時間の速度で昇温し、９５０℃で１０時間焼成
後５０℃／時間の速度で冷却し、ついでアルミナ乳鉢で
粉砕して混合体（仮焼粉）とした。

混合体３０ｇを白金ルツボに入れ、大気中の電気炉内で
１４００″Ｃまで１００℃／分の昇温速度で加熱し、１
．４００℃で３分間保持して混合体を溶融したのち、９
８０℃に保温した全版上に流して９８０℃まで急冷した
。なお金板は厚さ０．５ｍｍで。

厚さ２０ｍｍのステンレス板の上に載置し９両者を９８
０°Ｃに保持（−だ酸素雰囲気中の電気炉に入れである
ものを用すた。引き続き９８０℃で５時間保持したのち
、９００℃まで５℃／時間の速度で冷却し、以下７００
°Ｃまでは３０℃／時間及び室已までは１００℃／時間
の速度で冷却して超電導体を得た。

得られた超電導体をＩＣＰ発光分光分析法で分析したと
ころ、インドリウム：バリウム：銅の原子比は１：２．
０２：Ｚ９５で誤差を考慮すれば１：２：３とみなぜた
。またこの超電導体の走査型電子顕微鏡写真を＠１図に
示すが、そのアスペクト比は１５〜２０以上であった。

交流磁化率による超電導特性の評価では、超電導体への
転移開始温度は９３にであり、７７Ｋにおける超電導体
の含有率は９５％以上であった。

またＸ線回折法で評価したところ００／面の回折が強く
、結晶はａ軸又はｂ軸のいずルかに成長していることが
分った。

比較例１ 実施例１で得た混合体３０ｇを白金ルツボに入れ、９８
０℃に保持し九酸素雰囲気中の電気炉内で５時間保持し
たのち実施例１と同様の条件で冷却して超電導体を得た
。

得られた超電導体をＩＣＰ発光分光分析法で分析したと
ころ、イットリウム二）５リウム：銅＝１：Ｚ０１：３
．０１で誤差を考（イすれば１：２：３とみなせた。ま
たこの超電導体の走査型電子顕微鏡写真を第２図に示す
が、針状結晶は見られず塊状結晶の超電導体であった。

なお交流磁化率による超電導体への転移開始温度は９２
にであり７７Ｋにおける超？１ｆｆｉ導体の含有率は９
５％以上でちった。またＸ線回折法で評価したところ、
　　ｏｏｌ：面の回折は実施例１に比べて１７３以下で
ａ軸又はｂ軸に著しく成長しているとは゛見なせなかっ
た。

（発明の効果） 本発明によれば製造が困難であった針状結晶の超電導体
を得ることができ、（〜かも針状結晶は。

配向性に優れるため電流が一定方向に流れ易く高い臨界
′ｖ！Ｌ流密度全密度ことができ、工業的に極めて好適
な針状結晶超電導体である。

【図面の簡単な説明】

第１図は９本発明の実施例になる針状結晶超１に導体、
第２図は比較例における塊状結晶超電導体の構造を示す
写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プラセオジウムとセリウムを除く希土類元素、バリ
   ウム及び銅を主成分とし、その比率が原子比で概略１：
   ２：３であり、かつアスペクト比が１０以上である針状
   結晶超電導体。 ２、プラセオジウムとセリウムを除く希土類元素、バリ
   ウム及び銅の原子比が概略１：２：３となる割合で秤量
   して混合した後１３００℃を越え、１４５０℃以下の温
   度で加熱、溶融し、この後９５０〜１０５０℃まで急冷
   し、次いで室温まで徐冷することを特徴とする針状結晶
   超電導体の製造法。