JPH02296729A - 酸化物超電導体 - Google Patents
酸化物超電導体Info
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- JPH02296729A JPH02296729A JP1117999A JP11799989A JPH02296729A JP H02296729 A JPH02296729 A JP H02296729A JP 1117999 A JP1117999 A JP 1117999A JP 11799989 A JP11799989 A JP 11799989A JP H02296729 A JPH02296729 A JP H02296729A
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- Japan
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- oxide superconductor
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- executed
- powder
- calcined
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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Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系酸化物超電導体
の改良に関する。
の改良に関する。
（従来技術）
現在、超電導体としてはＮｂＴｉ、 Ｎｂ：＋Ｓｎで代
表される金属系超電導体が使用されているが、これらの
臨界温度（Ｔｃ）は２０に程度であったが近年に至りＰ
ｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒｓ ５８
（１９８７）ｐｐ９０８−９１０において７７に以上で
超電導現象を示す遷移金属、アルカリ土類金属、銅から
なる複合酸化物が報告され、高価な液体ヘリウムに代わ
り、安価な液体窒素での使用が可能となり、その用途が
大きく拡がる傾向にある。
表される金属系超電導体が使用されているが、これらの
臨界温度（Ｔｃ）は２０に程度であったが近年に至りＰ
ｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒｓ ５８
（１９８７）ｐｐ９０８−９１０において７７に以上で
超電導現象を示す遷移金属、アルカリ土類金属、銅から
なる複合酸化物が報告され、高価な液体ヘリウムに代わ
り、安価な液体窒素での使用が可能となり、その用途が
大きく拡がる傾向にある。
このような酸化物超電導体に対しては最近に至り、Ｊａ
ｐ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｌｅｔｔｅｒｓ ２７（１９８Ｂ）
ｐ２０９において臨界温度が８０にの３ｉ−５ｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−０系酸化物超電導体が報告され、注目を集める
ところとなった。
ｐ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｌｅｔｔｅｒｓ ２７（１９８Ｂ）
ｐ２０９において臨界温度が８０にの３ｉ−５ｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−０系酸化物超電導体が報告され、注目を集める
ところとなった。
この８０にの酸化物超電導体は、その組成式がＢｉ、５
ｒ２４ＣａＣｕ、Ｏ２ あるいは Ｂｉｇ（Ｓｒ、Ｃａ）＋ＣｕｚＯｚ と言われ、上記組成比の混合物を酸化性雰囲気で焼成す
ることによって得られ、その構造はＢ１−０層間にＣｕ
−０層を２層有する層状化合物であると言われている。
ｒ２４ＣａＣｕ、Ｏ２ あるいは Ｂｉｇ（Ｓｒ、Ｃａ）＋ＣｕｚＯｚ と言われ、上記組成比の混合物を酸化性雰囲気で焼成す
ることによって得られ、その構造はＢ１−０層間にＣｕ
−０層を２層有する層状化合物であると言われている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記３ｉ−５「−Ｃａ−Ｃｕ−０系超電
導体を焼結体（バルク体）として製造する場合、上記Ｂ
ｉｇ（Ｓｒ、Ｃａ）３Ｃｕ２０ ｚで表される組成では
焼結体中に臨界温度が８〜２０にの酸化物超電導体が不
純物として生成され易いという問題があり、Ｂｔ２Ｓｒ
、−。
導体を焼結体（バルク体）として製造する場合、上記Ｂ
ｉｇ（Ｓｒ、Ｃａ）３Ｃｕ２０ ｚで表される組成では
焼結体中に臨界温度が８〜２０にの酸化物超電導体が不
純物として生成され易いという問題があり、Ｂｔ２Ｓｒ
、−。
ＣａＣｕ、０□の組成では不純物相は少ないが臨界温度
（Ｔｃｅｎｄ）即ち、電気抵抗がゼロになる温度が低い
という問題があった。
（Ｔｃｅｎｄ）即ち、電気抵抗がゼロになる温度が低い
という問題があった。
（問題点を解決するための手段）
本発明者は上記問題点に対し、研究を重ねた結果、組成
式が下記式（１） ＢｌｚＳｒｚ−ｘＣａ＋−ｖｃＵｚｏｚ式中、０．６
＞ Ｘ−！ｌ’ ＞ ０１＞ｘ Ｑ＜ｙ からなる超電導体を合成することによって、不純物相が
なく、臨界温度（Ｔｃｅｎｄ）の高い酸化物超電導体を
得ることができることを知見した。
式が下記式（１） ＢｌｚＳｒｚ−ｘＣａ＋−ｖｃＵｚｏｚ式中、０．６
＞ Ｘ−！ｌ’ ＞ ０１＞ｘ Ｑ＜ｙ からなる超電導体を合成することによって、不純物相が
なく、臨界温度（Ｔｃｅｎｄ）の高い酸化物超電導体を
得ることができることを知見した。
この酸化物超電導体はＳｒサイトに欠損があり、Ｓｒ元
素を減らすことによって単一相にすることができる。ま
た、ＳｒサイトにはＣａ元素を置換することができ、Ｃ
ａ元素を増やすことによって８０に相が安定に生成され
、臨界温度（Ｔｃｅｎｄ）を向上させることができる。
素を減らすことによって単一相にすることができる。ま
た、ＳｒサイトにはＣａ元素を置換することができ、Ｃ
ａ元素を増やすことによって８０に相が安定に生成され
、臨界温度（Ｔｃｅｎｄ）を向上させることができる。
本発明の酸化物超電導体を製造するには、まず原料粉末
として上記組成式を構成する金属元素を含む化合物、例
えば各金属の酸化物、あるいは焼成によって酸化物に変
換しうる化合物、例えば炭酸塩、硝酸塩等を用いて前記
式（１）の組成になるように秤量混合後、所望により仮
焼する。仮焼は７５０乃至８１０°Ｃの温度で酸化性雰
囲気で５乃至４０時間行う。
として上記組成式を構成する金属元素を含む化合物、例
えば各金属の酸化物、あるいは焼成によって酸化物に変
換しうる化合物、例えば炭酸塩、硝酸塩等を用いて前記
式（１）の組成になるように秤量混合後、所望により仮
焼する。仮焼は７５０乃至８１０°Ｃの温度で酸化性雰
囲気で５乃至４０時間行う。
この混合粉末あるいは仮焼粉末を公知の成型方法で成型
し焼成する。この焼成は８２０乃至９００°Ｃの温度で
１０乃至８０時間程度行われるが、本発明によればこの
時、雰囲気の酸素分圧を適正な条件に設定することが望
ましい。
し焼成する。この焼成は８２０乃至９００°Ｃの温度で
１０乃至８０時間程度行われるが、本発明によればこの
時、雰囲気の酸素分圧を適正な条件に設定することが望
ましい。
そこで、第１図に組成中のＳｒサイトの欠ｔｔｔｉと焼
成時の酸素分圧との関係を示す。第１図のよれば、組成
中のＳｒサイトの欠損量が多くなるに従い、単一相を得
るための雰囲気中の酸素分圧を高く設定することが必要
である。これは陽イオン欠損型酸化物の特徴であり、陽
イオン欠損型酸化物は酸素分圧が高いほど欠損量が多（
なる性質を有する。
成時の酸素分圧との関係を示す。第１図のよれば、組成
中のＳｒサイトの欠損量が多くなるに従い、単一相を得
るための雰囲気中の酸素分圧を高く設定することが必要
である。これは陽イオン欠損型酸化物の特徴であり、陽
イオン欠損型酸化物は酸素分圧が高いほど欠損量が多（
なる性質を有する。
本発明の酸化物超電導体では単一相を得るための条件は
、第１図の破線内に設定されるべきである。
、第１図の破線内に設定されるべきである。
また、本発明によれば、上記の焼成終了後の冷却過程に
おいて１００°Ｃ／ｍｉｎ以上の降温速度で３００°Ｃ
以下まで急冷することが望ましい。このように急冷する
ことによって過剰な酸素の吸収を防ぎ、超電導を引き起
こすＣｕの平均価数を適正値にすることができるため、
高い超電導転移開始温度（Ｔｃｏｎ）を得ることができ
る。
おいて１００°Ｃ／ｍｉｎ以上の降温速度で３００°Ｃ
以下まで急冷することが望ましい。このように急冷する
ことによって過剰な酸素の吸収を防ぎ、超電導を引き起
こすＣｕの平均価数を適正値にすることができるため、
高い超電導転移開始温度（Ｔｃｏｎ）を得ることができ
る。
以下、本発明を次の例で説明する。
（実施例）
出発原料として、Ｂ１２ｃｈ 、５ｒ（ＮＯｚ）ｚ、Ｃ
ａＣＯ３、ＣｕＯ粉末を用いて第１表に示す組成になる
ように秤量後、メノー乳鉢で混合し、８００°Ｃで２０
時間仮焼後、さらに粉砕して仮焼粉末を得た。
ａＣＯ３、ＣｕＯ粉末を用いて第１表に示す組成になる
ように秤量後、メノー乳鉢で混合し、８００°Ｃで２０
時間仮焼後、さらに粉砕して仮焼粉末を得た。
この仮焼粉末をｌｏｏＯＫｇ／ｃｍ”の圧力でプレス成
型した。
型した。
得られた成型体を第１表の焼成条件で４０時間焼成した
。
。
得られた焼結体に対し、粉末Ｘ線回折（Ｃｕ−にα線）
を測定し不純物の生成を調べた。また同焼結体に対し４
端子法によって電気抵抗測定を行い臨界温度（Ｔｃｅｎ
ｄ）を測定した。
を測定し不純物の生成を調べた。また同焼結体に対し４
端子法によって電気抵抗測定を行い臨界温度（Ｔｃｅｎ
ｄ）を測定した。
結果は第１表に示した。
（以下余白）
第１表の結果からも明らかなように、本発明の組成範囲
の試料Ｎａｌ、２．３はいずれも不純物相が生成されず
、且っＴｃｅｎｄも６７に以上を示した。
の試料Ｎａｌ、２．３はいずれも不純物相が生成されず
、且っＴｃｅｎｄも６７に以上を示した。
これに対し、Ｙ値がゼロである試料Ｎｏ４は不純物相は
生成していないがＳｒサイトにＣａが置換していないた
めに安定性が悪く、Ｔｃｅｎｄが６１にと低いものであ
る。よってＹ値はゼロ以外であることが必要である。
生成していないがＳｒサイトにＣａが置換していないた
めに安定性が悪く、Ｔｃｅｎｄが６１にと低いものであ
る。よってＹ値はゼロ以外であることが必要である。
Ｙ値が１．０である試料Ｎｏ５は組成においてＳ「元素
の量が少ないことを意味し、Ｓｒサイトが少な過ぎるた
め、ＣａがＳｒサイトに置換しても結晶構造が保てず、
Ｓｒ元素が存在しなくても合成可能なり１２（Ｓｒ、Ｃ
ａ）ｚ−、ＣｕＯ□・相が不純物として生成される。
の量が少ないことを意味し、Ｓｒサイトが少な過ぎるた
め、ＣａがＳｒサイトに置換しても結晶構造が保てず、
Ｓｒ元素が存在しなくても合成可能なり１２（Ｓｒ、Ｃ
ａ）ｚ−、ＣｕＯ□・相が不純物として生成される。
よってＹ値はＸ ＜ １．０であることが必要である。
また、Ｙ値が負の値である試料Ｎｏ６はＣａサイトを構
成するＣａ原子が不足しているもので、Ｃａサイトには
Ｓｒ元素はほとんど置換しないため、この組成での結晶
構造は保てず、Ｃａ元素が存在しなくても合成可能な前
記不純物相が生成される。よってＹ値はＹ〉０であるこ
とが必要である。
成するＣａ原子が不足しているもので、Ｃａサイトには
Ｓｒ元素はほとんど置換しないため、この組成での結晶
構造は保てず、Ｃａ元素が存在しなくても合成可能な前
記不純物相が生成される。よってＹ値はＹ〉０であるこ
とが必要である。
さらに、Ｘ−Ｙ値が０．６である試料Ｎｏ７はＳ「サイ
トの欠損量が多く、酸素分圧１ａｔｍまでの焼成では単
一相を合成することは困難である。よってＸ−Ｙ値はＸ
−Ｙ ＜ ０．６であることが必要である。
トの欠損量が多く、酸素分圧１ａｔｍまでの焼成では単
一相を合成することは困難である。よってＸ−Ｙ値はＸ
−Ｙ ＜ ０．６であることが必要である。
最後に、Ｘ−Ｙ値がゼロである試料Ｎｏ８はＳｒサイト
の欠損のない組成を示すものであるが本実験によればＣ
ａＯが不純物として生成された。よって、Ｘ−Ｙ値はゼ
ロ以外であることが必要である。
の欠損のない組成を示すものであるが本実験によればＣ
ａＯが不純物として生成された。よって、Ｘ−Ｙ値はゼ
ロ以外であることが必要である。
（発明の効果）
以上詳述したとおり、本発明の酸化物超電導体は実質的
に単一相からなる焼結体であり、それにより高い臨界温
度が達成することでき、酸化物超電導体の実用化を推進
するものである。
に単一相からなる焼結体であり、それにより高い臨界温
度が達成することでき、酸化物超電導体の実用化を推進
するものである。
第１図は本発明の酸化物超電導体のＳｒサイトの欠ｉｎ
と焼成時の酸素分圧との関係を示したものである。
と焼成時の酸素分圧との関係を示したものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 組成式が Ｂｉ＿２Ｓｒ＿２＿−＿ＸＣａ＿１＿＋ＹＣｕ＿２Ｏ＿
Ｚ式中、０．６＞ｘ−ｙ＞０ １＞Ｘ ０＜ｙ からなる酸化物超電導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1117999A JPH02296729A (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | 酸化物超電導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1117999A JPH02296729A (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | 酸化物超電導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02296729A true JPH02296729A (ja) | 1990-12-07 |
Family
ID=14725539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1117999A Pending JPH02296729A (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | 酸化物超電導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02296729A (ja) |
-
1989
- 1989-05-10 JP JP1117999A patent/JPH02296729A/ja active Pending
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