JPH0251403A - 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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- JPH0251403A JPH0251403A JP20047488A JP20047488A JPH0251403A JP H0251403 A JPH0251403 A JP H0251403A JP 20047488 A JP20047488 A JP 20047488A JP 20047488 A JP20047488 A JP 20047488A JP H0251403 A JPH0251403 A JP H0251403A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、基板などの被着体の表面に酸化物超電導体前
駆物質膜を形成する方法に関する。
駆物質膜を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Ｂ１−３ｒ−Ｃａ
−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Ｂ１−３ｒ−Ｃａ
−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Ｎｂ３Ｓｎ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Ｎｂ３Ｓｎ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。
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。
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、火炎前方に配置した基体などの表面
上に酸化物超電導体前駆物質となして膜状に付着させる
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、火炎前方に配置した基体などの表面
上に酸化物超電導体前駆物質となして膜状に付着させる
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
中に供給して加熱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、又同時に上記前
駆物質を火炎の噴射力により基体表面に吹き付けるので
基体との密着性が良好であり、更に前記の反応は大気中
で行い得るので装置も筒略化でき、作業性にも優れる等
積々の利点がある。
中に供給して加熱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、又同時に上記前
駆物質を火炎の噴射力により基体表面に吹き付けるので
基体との密着性が良好であり、更に前記の反応は大気中
で行い得るので装置も筒略化でき、作業性にも優れる等
積々の利点がある。
しかしながら上記火炎成膜法では、成膜体の密度並びに
結晶配向性が低（、この為形成された酸化物超電導体膜
の臨界電流密度等の超電導特性が低い値のものしか得ら
れないという問題があった。
結晶配向性が低（、この為形成された酸化物超電導体膜
の臨界電流密度等の超電導特性が低い値のものしか得ら
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、従来
方法においては火炎は温度変動が大きい為、被着せしめ
られる被着体の温度が変動し、これにより被着体表面上
に形成される酸化物超電導体前駆物質膜の密度及び結晶
配向性が低下すること、即ち成膜体は被着体の温度が高
い程高密度となり、被着体の温度が変動すると密度の異
なる膜体が層状に形成され、被着体の温度が低い時に形
成された低密度層内に含まれる多数の空孔は、高密度層
に挟まれて放散されずに残存し、成膜体全体の密度が低
下すること、又被着体の温度によって成膜体の結晶配向
が変化することなどを突きとめ、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。
方法においては火炎は温度変動が大きい為、被着せしめ
られる被着体の温度が変動し、これにより被着体表面上
に形成される酸化物超電導体前駆物質膜の密度及び結晶
配向性が低下すること、即ち成膜体は被着体の温度が高
い程高密度となり、被着体の温度が変動すると密度の異
なる膜体が層状に形成され、被着体の温度が低い時に形
成された低密度層内に含まれる多数の空孔は、高密度層
に挟まれて放散されずに残存し、成膜体全体の密度が低
下すること、又被着体の温度によって成膜体の結晶配向
が変化することなどを突きとめ、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
炎の前方に配置した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、上記被着体を熱
源により加熱して、被着体表面に接する火炎温度より高
温に保持す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
炎の前方に配置した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、上記被着体を熱
源により加熱して、被着体表面に接する火炎温度より高
温に保持することを特徴とするものである。
本発明方法は、酸化物超電導体膜を取りつけようとする
被着体を熱源により別途加熱して火炎の吹きつけによる
被着体表面の温度の変動を除去もしくは緩和して被着体
の温度を安定化せしめて、形成する酸化物超電導体前駆
物質膜体の高密度化並びに結晶配向性の向上を計るもの
である。
被着体を熱源により別途加熱して火炎の吹きつけによる
被着体表面の温度の変動を除去もしくは緩和して被着体
の温度を安定化せしめて、形成する酸化物超電導体前駆
物質膜体の高密度化並びに結晶配向性の向上を計るもの
である。
本発明方法において、被着体を加熱する方法としては裏
面から加熱するのが好ましく、熱源としては温度変動の
小さい制御性の良い赤外線ランプ、遠赤外線ヒーター等
が好適である。
面から加熱するのが好ましく、熱源としては温度変動の
小さい制御性の良い赤外線ランプ、遠赤外線ヒーター等
が好適である。
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系酸化物超電導体について示すと、Ｂ ｉ、、
Ｓ ｒ、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系酸化物超電導体について示すと、Ｂ ｉ、、
Ｓ ｒ、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？８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。
秤量し水等の溶媒に溶解して？８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等のキャリヤガスにのせて、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。
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等のキャリヤガスにのせて、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。
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％ｖ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ＹＢ ａ ｚｃ ｕ
３０１１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。
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ＹＢ ａ ｚｃ ｕ
３０１１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。
〔作用〕
本発明方法においては、被着体を別途熱源により被着体
表面に接する火炎温度より高温に加熱して保持している
ので、火炎による被着体表面の温度変動が除去もしくは
緩和され且つ、被着体表面から被着体から与えられた方
向をもって順々に結晶が成長していくため被着体上に噴
射される酸化物超電導体前駆物質膜は、高密度に且つ高
い結晶配向性をもって形成できる。
表面に接する火炎温度より高温に加熱して保持している
ので、火炎による被着体表面の温度変動が除去もしくは
緩和され且つ、被着体表面から被着体から与えられた方
向をもって順々に結晶が成長していくため被着体上に噴
射される酸化物超電導体前駆物質膜は、高密度に且つ高
い結晶配向性をもって形成できる。
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
第１図は本発明方法を実施するのに用いた火炎反応装置
の要部説明図である。
の要部説明図である。
火炎反応装置は原料物質の混合粉体が溶解した溶液１を
霧状化する超音波ネプライザ２、上記霧状体３を火炎反
応バーナ４に搬送する為のキャリアガスパイプ５、火炎
反応バーナ４により加熱され反応した超電導体前駆物質
６を付着させる５薗０Ｘ １００ｓ’ Ｘｏ、５ＩＩｎ
’のＹＳＺ （Ｙ安定化Ｚ「０□）型破着体７及び上記
被着体を加熱する為の赤外線ランプ８から構成されてい
る。
霧状化する超音波ネプライザ２、上記霧状体３を火炎反
応バーナ４に搬送する為のキャリアガスパイプ５、火炎
反応バーナ４により加熱され反応した超電導体前駆物質
６を付着させる５薗０Ｘ １００ｓ’ Ｘｏ、５ＩＩｎ
’のＹＳＺ （Ｙ安定化Ｚ「０□）型破着体７及び上記
被着体を加熱する為の赤外線ランプ８から構成されてい
る。
上記火炎反応バーナ４と赤外線ランプ８は、相互に対向
して固定配置され、基体７は上記火炎反応バーナ４と赤
外線ランプ８の間に往復移動可能な状態で配置されてい
る。
して固定配置され、基体７は上記火炎反応バーナ４と赤
外線ランプ８の間に往復移動可能な状態で配置されてい
る。
而して、本実施例においては超電導体の構成元素を含有
する原料物質としてＢｉ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕの硝酸塩を
用い、これを硝酸水溶液に溶かして溶液１となし、この
溶液１を超音波ネプライザ２内の容器に入れ、これに超
音波振動を付与して溶液ｌを霧状に浮遊せしめ、この霧
状体３をキャリアガスバイブ５にＡｒガスを１．５ ｊ
！ ／ｍｉｎの流量で流して火炎反応バーナに搬送した
。
する原料物質としてＢｉ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕの硝酸塩を
用い、これを硝酸水溶液に溶かして溶液１となし、この
溶液１を超音波ネプライザ２内の容器に入れ、これに超
音波振動を付与して溶液ｌを霧状に浮遊せしめ、この霧
状体３をキャリアガスバイブ５にＡｒガスを１．５ ｊ
！ ／ｍｉｎの流量で流して火炎反応バーナに搬送した
。
火炎反応バーナ４には、５重管構造のバーナを用い、上
記バーナ４の中心管の第１ノズルから霧状化した原料物
質をＡｒ気流にのせて噴出させ、その外周の第２ノズル
から燃料用Ｈ２ガスを、又その外周の第３ノズルから、
火炎をバーナ先端から離間するためのＡｒガスを、又そ
の外周の第４ノズルから支燃ガスの０ｇガスを、更にそ
の外周の第５ノズルから火炎温度制御用Ａｒガスを供給
し、上記第２ノズルからのＨ！ガスと第４ノズルからの
０□ガスにより酸化性火炎を発生させ、第１ノズルより
噴出する霧状体３を上記火炎により加熱反応せしめて１
０ａｎ／ｓｉｎの速度で往復移動する基体上に酸化物超
電導体前駆物質６となして上記において、火炎又は基体
温度は種々温度に変化させた。
記バーナ４の中心管の第１ノズルから霧状化した原料物
質をＡｒ気流にのせて噴出させ、その外周の第２ノズル
から燃料用Ｈ２ガスを、又その外周の第３ノズルから、
火炎をバーナ先端から離間するためのＡｒガスを、又そ
の外周の第４ノズルから支燃ガスの０ｇガスを、更にそ
の外周の第５ノズルから火炎温度制御用Ａｒガスを供給
し、上記第２ノズルからのＨ！ガスと第４ノズルからの
０□ガスにより酸化性火炎を発生させ、第１ノズルより
噴出する霧状体３を上記火炎により加熱反応せしめて１
０ａｎ／ｓｉｎの速度で往復移動する基体上に酸化物超
電導体前駆物質６となして上記において、火炎又は基体
温度は種々温度に変化させた。
斯くの如くして得られた各々のＢｉＳｒＣａＣｕｚｏＸ
ｍ成の酸化物超電導体前駆物質膜を０２気流中で８７０
°Ｃ１２時間加熱処理し、而して得られたＢ１５ｒＣａ
Ｃｕ、Ｏ，−δ（δ−０，１〜０．３ ）の酸化物超電
導体膜について、膜厚、相対密度、結晶配向性、Ｔ、及
びＪＣを測定した。結果は主な製造条件を併記して第１
表に示した。
ｍ成の酸化物超電導体前駆物質膜を０２気流中で８７０
°Ｃ１２時間加熱処理し、而して得られたＢ１５ｒＣａ
Ｃｕ、Ｏ，−δ（δ−０，１〜０．３ ）の酸化物超電
導体膜について、膜厚、相対密度、結晶配向性、Ｔ、及
びＪＣを測定した。結果は主な製造条件を併記して第１
表に示した。
第１表より明らかなように、本発明方法品（１〜３）は
比較方法品（４，５）に較べて、Ｔｃは同等であるが、
ＪＣが極めて高い値を示している。
比較方法品（４，５）に較べて、Ｔｃは同等であるが、
ＪＣが極めて高い値を示している。
本発明方法品のうち、Ｎｏ２は膜厚が厚く、Ｊ。
が特に高い値を示しているが、これは火炎温度を高めて
反応効率を上昇させるとともに、火炎反応バーナの第５
ノズルから冷却用Ａｒガスを大量に流して基体表面に接
する火炎温度を低下させて基体温度に及ぼす火炎の温度
変動の影響を除去した為である。またＮｏ３は他のＮｏ
ｌ、２に較べてＪＣ値がやや低いが、これは基体表面に
接する火炎温度が高かった為上記火炎温度の影響を完全
に除去し得なかった為である。
反応効率を上昇させるとともに、火炎反応バーナの第５
ノズルから冷却用Ａｒガスを大量に流して基体表面に接
する火炎温度を低下させて基体温度に及ぼす火炎の温度
変動の影響を除去した為である。またＮｏ３は他のＮｏ
ｌ、２に較べてＪＣ値がやや低いが、これは基体表面に
接する火炎温度が高かった為上記火炎温度の影響を完全
に除去し得なかった為である。
比較方法品のＪ、が低い理由は、それぞれＮｏ４は裏面
加熱が不十分な為、又Ｎｏ５は裏面加熱を行わなかった
ため、火炎温度の変動が基体温度に影響を及ぼした為で
ある。
加熱が不十分な為、又Ｎｏ５は裏面加熱を行わなかった
ため、火炎温度の変動が基体温度に影響を及ぼした為で
ある。
本実施例ではバーナを１本用いたが複数本並べて使用し
て成膜の高速化を計ることも可能である。
て成膜の高速化を計ることも可能である。
又被着体は、往復動させる代りに回転させてもよい、又
被着体を移動させる代りにバーナと裏面熱源を移動させ
ても差支えなく、この場合、裏面熱源は複数個差べて固
定しておくこともできる。
被着体を移動させる代りにバーナと裏面熱源を移動させ
ても差支えなく、この場合、裏面熱源は複数個差べて固
定しておくこともできる。
本実施例ではＢｉ系超超電導体ついて説明したが、本発
明方法はＹ系等他の超電導体に適用しても同様の効果が
得られることは言うまでもない。
明方法はＹ系等他の超電導体に適用しても同様の効果が
得られることは言うまでもない。
以上述べたように本発明方法によれば、被着体表面に高
密度の結晶配向性に優れた酸化物超電導体前駆物質膜を
効率よく形成し得るものであり、上記前駆物質膜を加熱
処理して得られる酸化物超電導体膜は、Ｔ、、Ｊ、等の
超電導特性に優れているなど本発明方法は工業上顕著な
効果を奏する。
密度の結晶配向性に優れた酸化物超電導体前駆物質膜を
効率よく形成し得るものであり、上記前駆物質膜を加熱
処理して得られる酸化物超電導体膜は、Ｔ、、Ｊ、等の
超電導特性に優れているなど本発明方法は工業上顕著な
効果を奏する。
第１図は本発明方法を実施するのに用いた火炎反応装置
の要部説明図である。 ■・・・溶液、 ４・・・火炎反応バーナ、 ６・・・
酸化物超電導体前駆物質、 ７・・・基体、 ８・・・
赤外線ランプ、 ９・・・酸化物超電導体前駆物質膜。
の要部説明図である。 ■・・・溶液、 ４・・・火炎反応バーナ、 ６・・・
酸化物超電導体前駆物質、 ７・・・基体、 ８・・・
赤外線ランプ、 ９・・・酸化物超電導体前駆物質膜。
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に配置した被
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、上記被着体を熱源により加熱して、被
着体表面に接する火炎温度より高温に保持することを特
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 |
|---|---|---|---|
| JP20047488A JPH0251403A (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 |
|---|---|---|---|
| JP20047488A JPH0251403A (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 |
|---|---|
| JPH0251403A true JPH0251403A (ja) | 1990-02-21 |
Family
ID=16424918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20047488A Pending JPH0251403A (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) | JPH0251403A (ja) |
-
1988
- 1988-08-11 JP JP20047488A patent/JPH0251403A/ja active Pending
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