JPH0251402A - 被着体表面に酸化物超電導体前駆物質膜を形成する方法 - Google Patents
被着体表面に酸化物超電導体前駆物質膜を形成する方法Info
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- JPH0251402A JPH0251402A JP20047388A JP20047388A JPH0251402A JP H0251402 A JPH0251402 A JP H0251402A JP 20047388 A JP20047388 A JP 20047388A JP 20047388 A JP20047388 A JP 20047388A JP H0251402 A JPH0251402 A JP H0251402A
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- Japan
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- oxide superconductor
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- 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〕
本発明は基板などの被着体表面に酸化物超電導体前駆物
質膜を効率よく形成する方法に関する。
質膜を効率よく形成する方法に関する。
近年、液体窒素温度以上で超電導を示す例えばＹ−Ｂａ
−Ｃｕ−０系（以下Ｙ系と略記）又はＢｉ −３ｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−０系（以下Ｂｉ系と略記）等の酸化物超電導
体が見出されている。
−Ｃｕ−０系（以下Ｙ系と略記）又はＢｉ −３ｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−０系（以下Ｂｉ系と略記）等の酸化物超電導
体が見出されている。
これらの酸化物超電導体は従来の液体Ｈｅ温度で超電導
を示す例えばＮｂ＋Ｓｎなどの金属系超電導体に較べて
格段に経済的であり、各分野での利用が検討されている
。
を示す例えばＮｂ＋Ｓｎなどの金属系超電導体に較べて
格段に経済的であり、各分野での利用が検討されている
。
ところで上記の酸化物超電導体は脆いため金属材料のよ
うに塑性加工ができず、これらを成形体に加工するには
ＰＶＤ法又はＣＶＤ法等により酸化物超電導体前駆物質
を目的の被着体上に膜状に形成する方法が用いられてい
る。
うに塑性加工ができず、これらを成形体に加工するには
ＰＶＤ法又はＣＶＤ法等により酸化物超電導体前駆物質
を目的の被着体上に膜状に形成する方法が用いられてい
る。
しかしながら上記のＰＶＤ法やＣＶＤ法は、成膜速度が
遅く生産性に劣るという欠点があった。
遅く生産性に劣るという欠点があった。
このようなことから酸化物超電導体の原料物質を火炎内
に供給し、上記原料物質を火炎内で酸化反応もしくは加
水分解反応させて酸化物超電導体前駆物質となしてこれ
を火炎前方を走行する基体などの表面上に膜状に付着さ
せる火炎成膜法が検討されている。
に供給し、上記原料物質を火炎内で酸化反応もしくは加
水分解反応させて酸化物超電導体前駆物質となしてこれ
を火炎前方を走行する基体などの表面上に膜状に付着さ
せる火炎成膜法が検討されている。
この火炎成膜法は、原料物質を微粒子として酸化性火炎
中に供給して反応させるので原料物質の酸化物超電導体
前駆物質への反応が迅速になされ、又同時に反応生成物
である上記前駆物質を火炎の噴射力により被着体上に吹
き付けるので被着体との密着性が良好であり、更に前記
反応が大気中で行い得るので装置も簡略化でき、また作
業性にも優れる等積々の利点がある。
中に供給して反応させるので原料物質の酸化物超電導体
前駆物質への反応が迅速になされ、又同時に反応生成物
である上記前駆物質を火炎の噴射力により被着体上に吹
き付けるので被着体との密着性が良好であり、更に前記
反応が大気中で行い得るので装置も簡略化でき、また作
業性にも優れる等積々の利点がある。
しかしながら、上記の火炎成膜法においては、第２図イ
に示したように火炎１は通常は被着体３表面に対して直
角に噴射されるので、火炎ｌが被着体３の被着面にあた
って跳ね返る。その結果火炎１とともに噴出する酸化物
超電導体前駆物質４をも舞上げて飛散させるの℃付着効
率が低い上、この飛散した前駆物質４の一部が被着体３
上又は付着形成した酸化物＠電導体前駆物質膜体５上に
異物として付着残存して当該膜体５の密度並びに結晶配
向性を低下させる。更には膜のクランク発生のオリジン
になる等して、酸化物超電導膜体５の超電導特性を劣化
させるという問題があった。
に示したように火炎１は通常は被着体３表面に対して直
角に噴射されるので、火炎ｌが被着体３の被着面にあた
って跳ね返る。その結果火炎１とともに噴出する酸化物
超電導体前駆物質４をも舞上げて飛散させるの℃付着効
率が低い上、この飛散した前駆物質４の一部が被着体３
上又は付着形成した酸化物＠電導体前駆物質膜体５上に
異物として付着残存して当該膜体５の密度並びに結晶配
向性を低下させる。更には膜のクランク発生のオリジン
になる等して、酸化物超電導膜体５の超電導特性を劣化
させるという問題があった。
又火炎を被着面に直角に噴射した場合、第２図口に示し
たように、前記前駆物質の付着幅が広い上、付着量のピ
ークと被着面温度のピークが位置的に一致する為、付着
後引続き火炎により加熱されない部分が多く存在するよ
うになり、形成される膜の密度が低下する。この為、膜
形成後に超電導体となすための加熱処理を施しても目的
とする高い臨界電流密度（以下Ｊｃと略記）をもった超
電導体が得られないという問題があった。
たように、前記前駆物質の付着幅が広い上、付着量のピ
ークと被着面温度のピークが位置的に一致する為、付着
後引続き火炎により加熱されない部分が多く存在するよ
うになり、形成される膜の密度が低下する。この為、膜
形成後に超電導体となすための加熱処理を施しても目的
とする高い臨界電流密度（以下Ｊｃと略記）をもった超
電導体が得られないという問題があった。
本発明はかかる状況に鑑み鋭意研究を行った結果、上記
の如き火炎成膜法において被着体表面への酸化物超電導
体前駆物質の付着率及び形成した膜の密度や結晶配向性
等が火炎の被着体面への噴射角度等によって著しく左右
されることを突きとめ、この点について更に検討を重ね
た結果本発明を達成し得たものである。
の如き火炎成膜法において被着体表面への酸化物超電導
体前駆物質の付着率及び形成した膜の密度や結晶配向性
等が火炎の被着体面への噴射角度等によって著しく左右
されることを突きとめ、この点について更に検討を重ね
た結果本発明を達成し得たものである。
即ち本発明方法は、酸化物超電導体の原料物質を火炎内
に供給して、上記原料物質を加熱反応せしめたのち、生
成した酸化物超電導体前駆物質を火炎の噴射力により火
炎前方を走行する被着体上に付着させて酸化物超電導体
前駆物質膜を形成する方法において、上記火炎を被着体
の走行方向と逆の方向から、被着体表面に対し所定の角
度をもって噴射させることを特徴とするものである。
に供給して、上記原料物質を加熱反応せしめたのち、生
成した酸化物超電導体前駆物質を火炎の噴射力により火
炎前方を走行する被着体上に付着させて酸化物超電導体
前駆物質膜を形成する方法において、上記火炎を被着体
の走行方向と逆の方向から、被着体表面に対し所定の角
度をもって噴射させることを特徴とするものである。
本発明方法において被着体の表面に対する火炎の噴射角
度は、２０°未満では生成する酸化物超電導体前駆物質
の被着体表面への付着力が低下して被着体表面との密着
力が弱まり、一方７０°を超えると上記前駆物質は被着
体に強く当って飛散して付着率が低下するので２０°〜
７０°の範囲、特には３０°〜６０″の範囲に設定する
のが好ましい。
度は、２０°未満では生成する酸化物超電導体前駆物質
の被着体表面への付着力が低下して被着体表面との密着
力が弱まり、一方７０°を超えると上記前駆物質は被着
体に強く当って飛散して付着率が低下するので２０°〜
７０°の範囲、特には３０°〜６０″の範囲に設定する
のが好ましい。
本発明方法において、酸化物超電導体の原料物質とは例
えばＢｉ系超超電導体ついて示すと、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｃａ
、Ｃｕのそれぞれ例えば酢酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物
、或いは有機金属化合物等である。
えばＢｉ系超超電導体ついて示すと、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｃａ
、Ｃｕのそれぞれ例えば酢酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物
、或いは有機金属化合物等である。
本発明方法において上記原料物質は、それぞれ所定量秤
量し、水等の溶媒に溶解して溶液となし、この／８液を
超音波ネプライザにより霧状化するか、又は上記原料物
質を所定量秤量し混合した混合粉体を電磁波誘導式マイ
クロ波加熱により直接気化する等して、火炎内に供給さ
れる。
量し、水等の溶媒に溶解して溶液となし、この／８液を
超音波ネプライザにより霧状化するか、又は上記原料物
質を所定量秤量し混合した混合粉体を電磁波誘導式マイ
クロ波加熱により直接気化する等して、火炎内に供給さ
れる。
本発明方法において、火炎発生には主に多重管バーナが
用いられ、前記の霧状化又は気化した原料物質は、空気
、０．、Ｎ、、Ａｒ等のキャリアガスにのせて上記多重
管バーナの中心管から噴出させるのが火炎内への供給が
均一になされて好ましいものである。
用いられ、前記の霧状化又は気化した原料物質は、空気
、０．、Ｎ、、Ａｒ等のキャリアガスにのせて上記多重
管バーナの中心管から噴出させるのが火炎内への供給が
均一になされて好ましいものである。
本発明方法において火炎用燃料ガスには、Ｈ。
ガス、ブタンガス、天然ガス等任意のガスが使用し得る
。
。
本発明方法において、火炎により酸化反応又は加水分解
反応して合成される酸化物超電導体前駆物質は、Ｙ系の
酸化物超電導体について示すとＹＢａ、Ｃｕ、Ｏえの組
成からなる複合酸化物で、この複合酸化物は、酸素含有
雰囲気中で所定の加熱処理を施すことにより酸化物超電
導体となるものである。
反応して合成される酸化物超電導体前駆物質は、Ｙ系の
酸化物超電導体について示すとＹＢａ、Ｃｕ、Ｏえの組
成からなる複合酸化物で、この複合酸化物は、酸素含有
雰囲気中で所定の加熱処理を施すことにより酸化物超電
導体となるものである。
本発明方法、においては、火炎を被着体の表面に対し所
定の角度をもたせてあてるので、火炎の被着面へのあた
りが弱まり、その結果火炎内で反応し生成した酸化物超
電導体前駆物質の被着面飛散が少なくなるとともに、第
１図口に示したように上記前駆物質の被着体表面への付
着量のピークと被着体の表面温度のピークとの間に位置
的にずれが生じて、この状態で被着体を火炎の噴射方向
と逆方向、即ち図に示した矢印方向に走行させれば、被
着体の表面温度が低い状態で上記前駆物質が供給される
ので、所謂サーモホレシス効果によって付着量が増大す
る。又被着体の走行に伴って上記前駆物質の膜全体が火
炎のピーク温度で加熱されるので形成された膜の密度並
びに結晶配向性が向上する。
定の角度をもたせてあてるので、火炎の被着面へのあた
りが弱まり、その結果火炎内で反応し生成した酸化物超
電導体前駆物質の被着面飛散が少なくなるとともに、第
１図口に示したように上記前駆物質の被着体表面への付
着量のピークと被着体の表面温度のピークとの間に位置
的にずれが生じて、この状態で被着体を火炎の噴射方向
と逆方向、即ち図に示した矢印方向に走行させれば、被
着体の表面温度が低い状態で上記前駆物質が供給される
ので、所謂サーモホレシス効果によって付着量が増大す
る。又被着体の走行に伴って上記前駆物質の膜全体が火
炎のピーク温度で加熱されるので形成された膜の密度並
びに結晶配向性が向上する。
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
第１図イは本発明方法による基板上に酸化物超電導体前
駆物質膜を形成する方法の一実施例説明図である。
駆物質膜を形成する方法の一実施例説明図である。
図においてｌは火炎、２は中心管から原料物質を噴出さ
せ、外層管からＨ２及び０□を供給して火炎１を発生さ
せるようにした多重管バーナ、３は０．５■’ Ｘ１０
ｍｍ’ Ｘ１００ＩＩＩＩｎ’のＹＳＺ（Ｙ安定化ジル
コニア）製の基板である。
せ、外層管からＨ２及び０□を供給して火炎１を発生さ
せるようにした多重管バーナ、３は０．５■’ Ｘ１０
ｍｍ’ Ｘ１００ＩＩＩＩｎ’のＹＳＺ（Ｙ安定化ジル
コニア）製の基板である。
本実施例においては、酸化物超電導体の原料物質として
Ｂｉ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕの硝酸塩を用い、各々の硝酸塩
をＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕが原子比でＩｌｌ：２になる
ように秤量し、これを硝酸水溶液に溶かし、この水溶液
を図示していない超音波ネプライザにより霧状化し、次
いでこの霧状体をＡｒ気流によりパイプ内を搬送して前
記バーナ２内に導入し、このバーナ２の中心管から上記
霧状体をＨ２と０．からなる火炎１内に供給した。
Ｂｉ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕの硝酸塩を用い、各々の硝酸塩
をＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕが原子比でＩｌｌ：２になる
ように秤量し、これを硝酸水溶液に溶かし、この水溶液
を図示していない超音波ネプライザにより霧状化し、次
いでこの霧状体をＡｒ気流によりパイプ内を搬送して前
記バーナ２内に導入し、このバーナ２の中心管から上記
霧状体をＨ２と０．からなる火炎１内に供給した。
上記バーナ２は、基板３表面に対し長袖が４５゜の角度
になるように配置されており、上記基板３を矢印の方向
に２ｍ／ｗｉｎの速度で移動させながら、上記バーナ２
から噴出する火炎ｌにより加熱し合成された微粉末状の
酸化物超電導体前駆物質４を火炎ｌとともに基板３表面
に４５°の角度で噴出し付着させて上記前駆物質膜５を
形成させた。
になるように配置されており、上記基板３を矢印の方向
に２ｍ／ｗｉｎの速度で移動させながら、上記バーナ２
から噴出する火炎ｌにより加熱し合成された微粉末状の
酸化物超電導体前駆物質４を火炎ｌとともに基板３表面
に４５°の角度で噴出し付着させて上記前駆物質膜５を
形成させた。
上記においてバーナ２先端と基板３表面との間隔は４０
＋＋＋ｎとした。
＋＋＋ｎとした。
比較例１
第２図イに示したようにバーナ２を基板３表面に対し直
角に配置して、火炎１を基板３表面に直角にあてるよう
にした他は実施例１と同じ方法により基板３表面に酸化
物超電導体前駆物質膜を形成させた。
角に配置して、火炎１を基板３表面に直角にあてるよう
にした他は実施例１と同じ方法により基板３表面に酸化
物超電導体前駆物質膜を形成させた。
斯くの如くして得られた各々の基板上の酸化物超電導体
前駆物質膜に酸素雰囲気中で８６０°Ｃ２４時間の加熱
処理を施し、加熱処理前後の膜厚、密度、結晶配向性、
臨界温度（ＴＣ）及び臨界電流密度（Ｊ、）を測定した
。結果は第１表に示した。
前駆物質膜に酸素雰囲気中で８６０°Ｃ２４時間の加熱
処理を施し、加熱処理前後の膜厚、密度、結晶配向性、
臨界温度（ＴＣ）及び臨界電流密度（Ｊ、）を測定した
。結果は第１表に示した。
第１表より明らかなように本発明方法品（１２）は比較
方法品（３，４）に較べて膜厚が厚く、Ｊ６等の超電導
特性に優れている。
方法品（３，４）に較べて膜厚が厚く、Ｊ６等の超電導
特性に優れている。
本発明方法品の膜厚が厚い理由は、火炎を基板表面に対
し斜めに噴射したため、基板表面への火炎のあたりが弱
まって噴出する酸化物超電導体前駆物質の飛散が少なか
ったこと、及び基板温度の低い間に上記前駆物質が大量
に供給され、サーモホレシス効果により基板表面への前
駆物質の付着量が増大したことによる。又超電導特性に
優れる理由は、形成された膜体全体が火炎のピーク温度
で加熱されて高密度化したことによると考える。
し斜めに噴射したため、基板表面への火炎のあたりが弱
まって噴出する酸化物超電導体前駆物質の飛散が少なか
ったこと、及び基板温度の低い間に上記前駆物質が大量
に供給され、サーモホレシス効果により基板表面への前
駆物質の付着量が増大したことによる。又超電導特性に
優れる理由は、形成された膜体全体が火炎のピーク温度
で加熱されて高密度化したことによると考える。
本実施例ではＢｉ系酸化物超電導体について説明したが
、本発明方法はＹ系等他の酸化物超電導体に適用しても
同様の効果が得られるものである。
、本発明方法はＹ系等他の酸化物超電導体に適用しても
同様の効果が得られるものである。
以上述べたように本発明方法によれば、被着体の表面に
高密度の結晶配向性並びに結晶組織の優れた酸化物超電
導体前駆物質膜が効率よく形成し得るものであり、前記
前駆物質膜は所定の温度にて加熱処理を施すことにより
Ｊ、の超電導特性に優れた酸化物超電導体膜となし得る
ものである等本発明方法は工業上顕著な効果を奏する。
高密度の結晶配向性並びに結晶組織の優れた酸化物超電
導体前駆物質膜が効率よく形成し得るものであり、前記
前駆物質膜は所定の温度にて加熱処理を施すことにより
Ｊ、の超電導特性に優れた酸化物超電導体膜となし得る
ものである等本発明方法は工業上顕著な効果を奏する。
第１図イ及び第２図イはそれぞれ本発明及び従来の酸化
物超電導体前駆物質膜の形成方法を示す一実施例説明図
、第１図口及び第２図口は、それぞれ本発明及び従来の
上記前駆物質の付着量分布１反 と基律橿度分布を示す説明図である。 １・・・火炎、 ２・・・バーナ、 ３・・・基板、
４・・・噴出された酸化物超電導体前駆物質、 ５・・
・形成された酸化物超電導体前駆物質膜体。
物超電導体前駆物質膜の形成方法を示す一実施例説明図
、第１図口及び第２図口は、それぞれ本発明及び従来の
上記前駆物質の付着量分布１反 と基律橿度分布を示す説明図である。 １・・・火炎、 ２・・・バーナ、 ３・・・基板、
４・・・噴出された酸化物超電導体前駆物質、 ５・・
・形成された酸化物超電導体前駆物質膜体。
Claims (1)
- 酸化物超電導体の原料物質を火炎内に供給して、上記原
料物質を加熱反応せしめ、生成した酸化物超電導体前駆
物質を火炎の噴射力により火炎前方を走行する被着体上
に付着させて酸化物超電導体前駆物質膜を形成する方法
において、上記火炎を被着体の走行方向と逆の方向から
、被着体表面に対し所定の角度をもって噴射させること
を特徴とする被着体表面に酸化物超電導体前駆物質膜を
形成する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20047388A JPH0251402A (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 被着体表面に酸化物超電導体前駆物質膜を形成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20047388A JPH0251402A (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 被着体表面に酸化物超電導体前駆物質膜を形成する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0251402A true JPH0251402A (ja) | 1990-02-21 |
Family
ID=16424903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20047388A Pending JPH0251402A (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 被着体表面に酸化物超電導体前駆物質膜を形成する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0251402A (ja) |
-
1988
- 1988-08-11 JP JP20047388A patent/JPH0251402A/ja active Pending
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