JPH0230618A - 酸化物高温超電導体 - Google Patents
酸化物高温超電導体Info
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- 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）
この発明は、酸化物高温超電導体に関するものである。
さらに詳しくは、この発明は、臨界電流密度（Ｊｃ）と
マイスナー効果を向上させた酸化物高温超電導体に関す
るものである。
マイスナー効果を向上させた酸化物高温超電導体に関す
るものである。
（従来の技術）
超電導体は、超高速スイッチング素子、超高感度センサ
、超電導磁石、超電導コイル、電力用超電導線、磁気シ
ールド材料等への応用が期待されている材料である。
、超電導磁石、超電導コイル、電力用超電導線、磁気シ
ールド材料等への応用が期待されている材料である。
従来よりこの超電導体としては、液体ヘリウム温度付近
の冷却を必要とする ＮｂＴｉやＮｂ、Ｓｎ等の合金系超電導体が知られてい
たが、近年では、より高い臨界温度（Ｔｃ）をもち、液
体窒素温度の冷却で使用できるＬｎ−Ｂａ−Ｃｕ−０、
Ｂ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ
−０系等の酸化物高温超電導体が見出されており、新た
な超電導用工業材料として注目されている。
の冷却を必要とする ＮｂＴｉやＮｂ、Ｓｎ等の合金系超電導体が知られてい
たが、近年では、より高い臨界温度（Ｔｃ）をもち、液
体窒素温度の冷却で使用できるＬｎ−Ｂａ−Ｃｕ−０、
Ｂ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ
−０系等の酸化物高温超電導体が見出されており、新た
な超電導用工業材料として注目されている。
特に、これらの酸化物高温超電導体のうちＢ１−３ｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−０系は、約１１０にの臨界温度をもつとい
う報告がある。しかしながら、この酸化物は通常の製造
条件下では８０に前後の臨昇温度をもつ相を生成し易い
ので、液体窒素温度よりも高い臨界温度の単相からなる
酸化物に安定に製造することは困難である。
Ｃａ−Ｃｕ−０系は、約１１０にの臨界温度をもつとい
う報告がある。しかしながら、この酸化物は通常の製造
条件下では８０に前後の臨昇温度をもつ相を生成し易い
ので、液体窒素温度よりも高い臨界温度の単相からなる
酸化物に安定に製造することは困難である。
また、Ｔ ｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系ら１２０にとい
うこれまでに最高のＴｃを達成しているものの、ＴＩが
猛毒性であるため、これを工業材料として実用化するこ
とは極めて困難である。
うこれまでに最高のＴｃを達成しているものの、ＴＩが
猛毒性であるため、これを工業材料として実用化するこ
とは極めて困難である。
これに対してＬｎ−Ｂａ−Ｃｕ−０系はＴＩのような猛
毒性はない、その臨界温度は９０に前後であり上記二種
の酸化物高温超電導体に比べると低いが、酸素欠陥三重
ペロブスカイト構造からなる単相を比較的再現性よく製
造することができ、また、安定に液体窒・素温度以上の
臨界温度を有するものにすることができるので、工業材
料として期待されるものである。
毒性はない、その臨界温度は９０に前後であり上記二種
の酸化物高温超電導体に比べると低いが、酸素欠陥三重
ペロブスカイト構造からなる単相を比較的再現性よく製
造することができ、また、安定に液体窒・素温度以上の
臨界温度を有するものにすることができるので、工業材
料として期待されるものである。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、このＬｎ−Ｂａ−Ｃｕ−０系も他の酸化
物高温超電導体と同様に臨界電流密度が低くマイスナー
効果が小さい、このため、超電導コイル、電力用超電導
線、磁気シールド材料等の工業材料へ利用するには問題
が残されている。
物高温超電導体と同様に臨界電流密度が低くマイスナー
効果が小さい、このため、超電導コイル、電力用超電導
線、磁気シールド材料等の工業材料へ利用するには問題
が残されている。
そこで、臨界温度だけでなく臨界電流密度とマイスナー
効果にも優れた、工業材料として有用な酸化物高温超電
導体の開発が望まれていた。
効果にも優れた、工業材料として有用な酸化物高温超電
導体の開発が望まれていた。
この発明は、以上の通りの事情を踏まえてなされたもの
であり、粒界相のような異相を共存させることなく、液
体窒素温度以上の臨界温度を安定にもち、しかも高い臨
界電流密度と優れたマイスナー効果を発揮する酸化物高
温超電導体を提供することを目的としている。
であり、粒界相のような異相を共存させることなく、液
体窒素温度以上の臨界温度を安定にもち、しかも高い臨
界電流密度と優れたマイスナー効果を発揮する酸化物高
温超電導体を提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段）
この発明は、上記の課題を解決するために、酸素欠陥三
重ペロブスカイト構造の Ｌ ｎ Ｂ ａｚ Ｃｕ ｓ ０７−ａ（式中、Ｌｎは
Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ
、Ｔｍ、ＹｂまたはＬｕを示す） のＬｎサイトおよびＢａサイトをＣａで一部置換したこ
とを特徴とする酸化物高温超電導体を提供する。
重ペロブスカイト構造の Ｌ ｎ Ｂ ａｚ Ｃｕ ｓ ０７−ａ（式中、Ｌｎは
Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ
、Ｔｍ、ＹｂまたはＬｕを示す） のＬｎサイトおよびＢａサイトをＣａで一部置換したこ
とを特徴とする酸化物高温超電導体を提供する。
この発明の酸化物高温超電導体は、この発明者が、酸素
欠陥三重ペロブスカイトｍ造のＬｎＢａ２Ｃｕ、０７−
＃にＣａを固溶させることにより新たに見出されたもの
であり、ＬｎＢａｚＣｕ、０７−、にＣａを固溶させる
と、そのＬｎサイトだけでな（Ｂａサイトも一部Ｃａで
置換した酸素欠陥三重ペロブスカイト構造の酸化物が得
られ、この酸化物が高い臨界電流密度と大きなマイスナ
ー効果を発揮する優れた超電導体となるとの知見に基づ
いている。なお、その場合、基本構造となるＬｎＢａｚ
Ｃｕ、Ｑ、−、のＬｎとしては、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓ
ｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂまたは
Ｌｕを用いることができ、これらからなる酸化物はいず
れも優れた超電導体になる。
欠陥三重ペロブスカイトｍ造のＬｎＢａ２Ｃｕ、０７−
＃にＣａを固溶させることにより新たに見出されたもの
であり、ＬｎＢａｚＣｕ、０７−、にＣａを固溶させる
と、そのＬｎサイトだけでな（Ｂａサイトも一部Ｃａで
置換した酸素欠陥三重ペロブスカイト構造の酸化物が得
られ、この酸化物が高い臨界電流密度と大きなマイスナ
ー効果を発揮する優れた超電導体となるとの知見に基づ
いている。なお、その場合、基本構造となるＬｎＢａｚ
Ｃｕ、Ｑ、−、のＬｎとしては、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓ
ｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂまたは
Ｌｕを用いることができ、これらからなる酸化物はいず
れも優れた超電導体になる。
このようにこの発明の酸化物高温超電導体は、Ｌ ｎ
Ｂ ａｚ Ｃｕ ５０ｙ−ａをＣａで置換した酸化物で
あるが、特に、その組成式を、 Ｌｎ、、Ｃａ ＋＋＋ｇ＋ｘＢ ａｘ−ｅｘｃ ｕ ｓ
Ｏｙ（式中、Ｏ＜ｘ＜０．２．０．０５ ＜ ａ ＜
０．２０である）とすると、その相を酸素欠陥三重ペ
ロブスカイト構造を有するＣａ固溶体の単相にすること
ができるので好ましい、さらに、上記式中のＸおよびα
について、Ｏ＜ｘ≦０．１．０．０７≦α≦０．１２
とすると、臨界電流密度およびマイスナー効果を著し
く向上させることができるのでより好ましい。
Ｂ ａｚ Ｃｕ ５０ｙ−ａをＣａで置換した酸化物で
あるが、特に、その組成式を、 Ｌｎ、、Ｃａ ＋＋＋ｇ＋ｘＢ ａｘ−ｅｘｃ ｕ ｓ
Ｏｙ（式中、Ｏ＜ｘ＜０．２．０．０５ ＜ ａ ＜
０．２０である）とすると、その相を酸素欠陥三重ペ
ロブスカイト構造を有するＣａ固溶体の単相にすること
ができるので好ましい、さらに、上記式中のＸおよびα
について、Ｏ＜ｘ≦０．１．０．０７≦α≦０．１２
とすると、臨界電流密度およびマイスナー効果を著し
く向上させることができるのでより好ましい。
一方、Ｘおよびαを上記範囲外とするとＢ ａＣｕ Ｏ
，が副成して酸素欠陥三重ペロブスカイト構造からなる
Ｃａ固溶体の単相にすることが困難となり、超電導特性
が低下する。
，が副成して酸素欠陥三重ペロブスカイト構造からなる
Ｃａ固溶体の単相にすることが困難となり、超電導特性
が低下する。
なお、上記組成範囲にあるこの発明の酸化物高温超電導
体が臨界電流密度やマイスナー効果等の超電導特性に優
れたものとなるのは、酸素欠陥三重ペロブスカイト構造
のＬｎＢａｉ Ｃｕｓ ０７−ａを置換するＣａがその
結晶の電子構造を超電導特性に有利に変化させるためと
考えられ、特に焼結法によりＣａを固溶させる場合には
、そのＣａが焼結助剤として機能し、緻密な焼結体を生
成させるためと考えられる。
体が臨界電流密度やマイスナー効果等の超電導特性に優
れたものとなるのは、酸素欠陥三重ペロブスカイト構造
のＬｎＢａｉ Ｃｕｓ ０７−ａを置換するＣａがその
結晶の電子構造を超電導特性に有利に変化させるためと
考えられ、特に焼結法によりＣａを固溶させる場合には
、そのＣａが焼結助剤として機能し、緻密な焼結体を生
成させるためと考えられる。
この発明の酸化物高温超電導体は、成分元素の酸化物、
炭酸化物等を粉砕、混合し、焼結する固相反応により容
易に製造でき、また真空蒸着法、スパッタリング等のＰ
ＶＤ法、溶射法等の気相反応により行っても製造できる
。
炭酸化物等を粉砕、混合し、焼結する固相反応により容
易に製造でき、また真空蒸着法、スパッタリング等のＰ
ＶＤ法、溶射法等の気相反応により行っても製造できる
。
以下、この発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
実施例１
組成式 Ｙ １−ｔ ｅ ａ ＋１＋ｇｌ ＩＩＢ ａ
ｘ−１１Ｋｃ ｕ ｓ Ｏｙで示される組成からなる
Ｙ−Ｃａ−Ｂａ−ＣｕＯ超電導体について、ｘ＝０．０
５ かつα＝０．１ となるように、Ｙ２Ｏ５、Ｃａ
ｃＯｉ、ＢａＣ０，およびＣｕＯ？！：Ｙ、Ｃａ、Ｂａ
および再びメノウ乳鉢で粉砕し、ベレット形成して、酸
素気流中で９３５℃で１０時間の焼結を行い、９０’ｃ
、’ｈｒの冷却速度で４００℃まで炉冷して焼結体を製
造した。
ｘ−１１Ｋｃ ｕ ｓ Ｏｙで示される組成からなる
Ｙ−Ｃａ−Ｂａ−ＣｕＯ超電導体について、ｘ＝０．０
５ かつα＝０．１ となるように、Ｙ２Ｏ５、Ｃａ
ｃＯｉ、ＢａＣ０，およびＣｕＯ？！：Ｙ、Ｃａ、Ｂａ
および再びメノウ乳鉢で粉砕し、ベレット形成して、酸
素気流中で９３５℃で１０時間の焼結を行い、９０’ｃ
、’ｈｒの冷却速度で４００℃まで炉冷して焼結体を製
造した。
この例について、Ｘ線回折、Ｔｃおよび７７Ｋにおける
Ｊｃおよびマイスナー効果を測定したものが表１である
。
Ｊｃおよびマイスナー効果を測定したものが表１である
。
表１に示したように、後述の比較例との対比か比較例Ｉ
Ｙｘ Ｏｓ 、Ｂａｃｔ）およびＣｕＯをＹ ： Ｂ
ａ ：Ｃｕ＝１：２：３となるように配合して実施例１
と同様の製造条件において焼結体を製造した。
ａ ：Ｃｕ＝１：２：３となるように配合して実施例１
と同様の製造条件において焼結体を製造した。
Ｃａは配合しなかった。得られた焼結体は、従来のＹ−
Ｂａ−Ｃａ７Ｃｕ−０超電導体と同一であった。
Ｂａ−Ｃａ７Ｃｕ−０超電導体と同一であった。
実施例１と同様にＸ線回折、Ｔｃおよび７７Ｋにおける
Ｊｃおよびマイスナー効果を測定し、その結果を表１に
示した。
Ｊｃおよびマイスナー効果を測定し、その結果を表１に
示した。
単相の超電導相であり、Ｔｃについては、実施例よりわ
ずかに高い値を示しているが、Ｊｃおよびマイスナー効
果は、著しく低下している。
ずかに高い値を示しているが、Ｊｃおよびマイスナー効
果は、著しく低下している。
比較例２
Ｙ２０ｓ 、ＣａｃＯ３，Ｂａｃｔ３およびＣｕＯをＹ
：Ｃａ：Ｂａ：Ｃｕ＝ ０．９５ ：０．０５：２：３
となるように配合して、実施例１表 １ におけるＪｃおよびマイスナー効果を測定し、その結果
を表１に示した。
：Ｃａ：Ｂａ：Ｃｕ＝ ０．９５ ：０．０５：２：３
となるように配合して、実施例１表 １ におけるＪｃおよびマイスナー効果を測定し、その結果
を表１に示した。
ＢａＣｕＯ，が析出し、超電導特性は著しく劣化してい
た。
た。
も臨界電流密度（Ｊｃ）とマイスナー効果が著しく向上
し、優れた超電導体となる。
し、優れた超電導体となる。
（発明の効果）
この発明により、以上詳しく説明したように、Ｌｎサイ
トおよびＢａサイトをＣａで一部置換したＬｎ−Ｃａ−
Ｂａ−Ｃｕ−０系超電導体を単相として容易に製造でき
、液体窒素温度以上の臨界温度を安定に保持しつつ、し
かも高い臨界電流密度と優れたマイスナー効果を発揮さ
せることかできる。
トおよびＢａサイトをＣａで一部置換したＬｎ−Ｃａ−
Ｂａ−Ｃｕ−０系超電導体を単相として容易に製造でき
、液体窒素温度以上の臨界温度を安定に保持しつつ、し
かも高い臨界電流密度と優れたマイスナー効果を発揮さ
せることかできる。
Claims (2)
- （１）酸素欠陥三重ペロブスカイト構造の ＬｎＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７＿−＿■ （式中、ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂまたはＬｕを示す） のＬｎサイトおよびＢａサイトをＣａで一部置換したこ
とを特徴とする酸化物高温超電導体。 - （２）Ｌｎ＿１＿−＿ｘＣａ＿（＿１＿＋＿α＿）＿ｘ
Ｂａ＿２＿−＿α＿ｘＣｕ＿３Ｏ＿ｙ（式中、０＜Ｘ＜
０．２、０．０５＜α＜０．２０である） で示される請求項（１）記載の酸化物高温超電導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63180900A JPH0230618A (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 酸化物高温超電導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63180900A JPH0230618A (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 酸化物高温超電導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0230618A true JPH0230618A (ja) | 1990-02-01 |
Family
ID=16091274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63180900A Pending JPH0230618A (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 酸化物高温超電導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0230618A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003095652A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Internatl Superconductivity Technology Center | Ｃａ置換希土類系１２３超電導体 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS642217A (en) * | 1987-06-25 | 1989-01-06 | Mitsubishi Metal Corp | Manufacture of superconductive ceramic wire material |
| JPH01102975A (ja) * | 1987-10-16 | 1989-04-20 | Sumitomo Cement Co Ltd | 超電導セラミックスの製法 |
| JPH01141867A (ja) * | 1987-11-26 | 1989-06-02 | Mitsubishi Metal Corp | 残留歪のない超電導膜形成用ターゲット材の製造法 |
| JPH01257159A (ja) * | 1988-04-04 | 1989-10-13 | Mitsubishi Kasei Corp | 酸化物超伝導材料 |
-
1988
- 1988-07-20 JP JP63180900A patent/JPH0230618A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS642217A (en) * | 1987-06-25 | 1989-01-06 | Mitsubishi Metal Corp | Manufacture of superconductive ceramic wire material |
| JPH01102975A (ja) * | 1987-10-16 | 1989-04-20 | Sumitomo Cement Co Ltd | 超電導セラミックスの製法 |
| JPH01141867A (ja) * | 1987-11-26 | 1989-06-02 | Mitsubishi Metal Corp | 残留歪のない超電導膜形成用ターゲット材の製造法 |
| JPH01257159A (ja) * | 1988-04-04 | 1989-10-13 | Mitsubishi Kasei Corp | 酸化物超伝導材料 |
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| JP2003095652A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Internatl Superconductivity Technology Center | Ｃａ置換希土類系１２３超電導体 |
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