JPH026330A - 超電導材料及び超電導体単結晶の製造方法 - Google Patents
超電導材料及び超電導体単結晶の製造方法Info
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- JPH026330A JPH026330A JP25010488A JP25010488A JPH026330A JP H026330 A JPH026330 A JP H026330A JP 25010488 A JP25010488 A JP 25010488A JP 25010488 A JP25010488 A JP 25010488A JP H026330 A JPH026330 A JP H026330A
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Landscapes
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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は１００Ｋ近傍で超電導状態に入るタリウム系の
超電導材料及び超電導体単結晶の製造力１去に関する。
超電導材料及び超電導体単結晶の製造力１去に関する。
（ロ）従来の技術
昭和６３年２月２９日から３月４日にかけてスイスのイ
ンターラーケンで開催されたＭｉ電導国際学会で、ＩＢ
Ｍのアルマーデン研究所のＰ・グランド博士がタリウム
、カルシウム、バリウム、銅の酸化物が１１８にで超電
導状態になることを発表した。
ンターラーケンで開催されたＭｉ電導国際学会で、ＩＢ
Ｍのアルマーデン研究所のＰ・グランド博士がタリウム
、カルシウム、バリウム、銅の酸化物が１１８にで超電
導状態になることを発表した。
また、本発明者らによる論文［５ｐｕｔｔｅｒｅｄ
Ｔｌ−Ｃａ−Ｂａ−Ｔｌ−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ−０Ｔｈｉ
ｎＦｉ１゜Ｒｅ５ｉｓｔｉｖｉｔｙ ａ〔９８ＫＥ
（Ｊａｐａｎｅｓｅ ＪｏｕｒｎａｌｏＩ Ａｐ
ｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、 Ｖｏｌ、２７．＼０
．５．＼ｌａｙ。
Ｔｌ−Ｃａ−Ｂａ−Ｔｌ−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ−０Ｔｈｉ
ｎＦｉ１゜Ｒｅ５ｉｓｔｉｖｉｔｙ ａ〔９８ＫＥ
（Ｊａｐａｎｅｓｅ ＪｏｕｒｎａｌｏＩ Ａｐ
ｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、 Ｖｏｌ、２７．＼０
．５．＼ｌａｙ。
］！１８８． Ｐ、 Ｐ、 Ｌ８４９−１．８５１）に
開示されるように、この超電導材料は粉末状態の原料を
加圧成形して得たベレットを焼結するか、あるいは、基
板上にスバ／り法などにより堆積させたアモルファス状
の廃材を熱処理によって結晶化させて作製されていた。
開示されるように、この超電導材料は粉末状態の原料を
加圧成形して得たベレットを焼結するか、あるいは、基
板上にスバ／り法などにより堆積させたアモルファス状
の廃材を熱処理によって結晶化させて作製されていた。
（ハ）発明が解決しようとする課題
ところがこのタリウム、カルシウム、バリウム、銅の酸
化物超電導材料の製造方法は非常に誰しく、持にタリウ
ムの素材であるＴＩｌ、Ｏｌの融点が７００℃稈度と低
いので、焼結処理中にこのＴ２□Ｏ１が昇華してしまう
間組点があった。
化物超電導材料の製造方法は非常に誰しく、持にタリウ
ムの素材であるＴＩｌ、Ｏｌの融点が７００℃稈度と低
いので、焼結処理中にこのＴ２□Ｏ１が昇華してしまう
間組点があった。
また、前述の論文に基づいて作成されるＴｅ系のＭｉ主
導材料は金属系の超電導材料に比べ結晶方位による異方
性が大きいので、物性の精密な制御を行いエレクトロニ
クスデバイスに応用するためには、材料全体の結晶方位
をそろえ、また均質な材料を作り局所的に特性が変化す
ることを防ぐ必要がある。ところがこの新しいＴｌ系の
超電導材料は、焼結工程あるいは熱処理による結晶化工
程によって得られるので、さまざまの結晶方位をもつ小
さな結晶粒が一つの材料の中に共存し、さらにその結晶
粒界では超電導特性が著しく低下し局所的に特性が変化
するという欠点があった。
導材料は金属系の超電導材料に比べ結晶方位による異方
性が大きいので、物性の精密な制御を行いエレクトロニ
クスデバイスに応用するためには、材料全体の結晶方位
をそろえ、また均質な材料を作り局所的に特性が変化す
ることを防ぐ必要がある。ところがこの新しいＴｌ系の
超電導材料は、焼結工程あるいは熱処理による結晶化工
程によって得られるので、さまざまの結晶方位をもつ小
さな結晶粒が一つの材料の中に共存し、さらにその結晶
粒界では超電導特性が著しく低下し局所的に特性が変化
するという欠点があった。
（ニ）課題を解決するための手段
第１の発明は、タリウムの酸化物と、カルシウムの酸化
物あるいは炭酸塩と、バリウムの酸化物あるいは炭酸塩
と銅の酸化物と、を蓋付きのるつぼに入れて酸化雰囲気
中で９００℃程度の温度で熱処理するものである。
物あるいは炭酸塩と、バリウムの酸化物あるいは炭酸塩
と銅の酸化物と、を蓋付きのるつぼに入れて酸化雰囲気
中で９００℃程度の温度で熱処理するものである。
・第２の発明は、タルウムの酸化物と、カルシウムの酸
化物あるいは炭酸塩と、バリウムの酸化物あるいは炭酸
塩と銅の酸化物とを蓋付きるつぼにいメ’して酸化雰囲
気中で高温で溶融する工程と、この溶融物を徐冷する晶
出工程とを有することを特徴とするらのである。
化物あるいは炭酸塩と、バリウムの酸化物あるいは炭酸
塩と銅の酸化物とを蓋付きるつぼにいメ’して酸化雰囲
気中で高温で溶融する工程と、この溶融物を徐冷する晶
出工程とを有することを特徴とするらのである。
（ホ）作 用
第１の発明によれば、タリウムの酸化物の昇華が防１ト
され、極めて容易にタリウム系の超電導材料を得ること
ができる。
され、極めて容易にタリウム系の超電導材料を得ること
ができる。
第２の発明によれば、超電導体単結晶を得ることができ
るので、一つの超電導材料全体の結晶方１９″をそろえ
、かつ結晶粒界のない均質な材料を１することができる
。
るので、一つの超電導材料全体の結晶方１９″をそろえ
、かつ結晶粒界のない均質な材料を１することができる
。
（へ）実 施 例
第１の５明の実施例
第１の発明の第１の工程は、Ｔｌ、０．とＣａＣ０１と
Ｂ ａ ＣＯ、とＣｕＯとの粉末をモル比１：２：２：
３で乳鉢を用いて混合するところにある。
Ｂ ａ ＣＯ、とＣｕＯとの粉末をモル比１：２：２：
３で乳鉢を用いて混合するところにある。
第２の工程は、この発明が最も特徴とするところで、第
１の工程で得た混合粉末を蓋付きのるつぼにいれ、空気
中で９３０℃、１時間の熱処理を電気炉を用して施すと
ころにある。この熱処理工程を蓋付きのるつぼを用いて
行うことによって融点が７００℃程度と低いＴ１．０．
が黒煙となって昇華してしまう現象が防止される。
１の工程で得た混合粉末を蓋付きのるつぼにいれ、空気
中で９３０℃、１時間の熱処理を電気炉を用して施すと
ころにある。この熱処理工程を蓋付きのるつぼを用いて
行うことによって融点が７００℃程度と低いＴ１．０．
が黒煙となって昇華してしまう現象が防止される。
この熱処理に於てはＴＪ、０．のみが溶融し、その融液
中にＣａ ＣＯ、とＢ ａ ＣＯ、とＣｕＯが溶けだし
、最終的にＴｌｒＣａｔＢａｒＣｕｘＯｘで表される超
電導材料が得られる。
中にＣａ ＣＯ、とＢ ａ ＣＯ、とＣｕＯが溶けだし
、最終的にＴｌｒＣａｔＢａｒＣｕｘＯｘで表される超
電導材料が得られる。
この発明の最終工程は、９３０℃、１時間の熱処理後、
４００℃程度まで電気炉中で１時間はどの時間を掛けて
徐冷して炉から取り出すところにある。
４００℃程度まで電気炉中で１時間はどの時間を掛けて
徐冷して炉から取り出すところにある。
第１図は第１の発明方法によって得られた超電導材料の
温度特性を示しており、ｌｌｏＫ前後で電気抵抗値の急
激な低下が見られ、１０３に″ｃｔ気抵抗抵抗となり、
超電導状態に入ることが確認されている。
温度特性を示しており、ｌｌｏＫ前後で電気抵抗値の急
激な低下が見られ、１０３に″ｃｔ気抵抗抵抗となり、
超電導状態に入ることが確認されている。
尚、この実施ＶＨではＣａＣ０，とＢ ａ ＣＯ＋で表
されるカルシウム及びバリウムの炭酸塩を用いたが、Ｃ
ａＯとＢａＯで表される酸化物を用いることらできる。
されるカルシウム及びバリウムの炭酸塩を用いたが、Ｃ
ａＯとＢａＯで表される酸化物を用いることらできる。
第２の７明の 施例
第２の発明の第一の工程は、Ｔｊ！、０．とＣａＯとＢ
ａＣｕＯ＋！：ＣｕＯとの粉末を、５：１２：１１１２
のモル比で混合し、アルミナ製のるつぼに密閉し混合物
が溶融する９５０℃に加熱して２時間保持するところに
ある。この加熱保持工程において各粉末が溶融状態にな
る。
ａＣｕＯ＋！：ＣｕＯとの粉末を、５：１２：１１１２
のモル比で混合し、アルミナ製のるつぼに密閉し混合物
が溶融する９５０℃に加熱して２時間保持するところに
ある。この加熱保持工程において各粉末が溶融状態にな
る。
第２の工程は、前工程の加熱保持状態の溶融物を１時間
に１０℃程度の遅い速度で８００℃まで徐冷するところ
にある。この徐冷工程では溶融物から超電導体単結晶が
晶出される。二〇晶出工程を経て得られた超電導体単結
晶の（ｈｈｌ）面のＸ線回折パターンを第２図に示す。
に１０℃程度の遅い速度で８００℃まで徐冷するところ
にある。この徐冷工程では溶融物から超電導体単結晶が
晶出される。二〇晶出工程を経て得られた超電導体単結
晶の（ｈｈｌ）面のＸ線回折パターンを第２図に示す。
このパターンから、このようにして得られた超電導体単
結晶は、ｃ＝２９．５人、 ａ＝ｂ＝５．４５人なる
格ｆ定数をもつことがわかる。このことより、この超電
導体ｌｉｔ結晶はＴｆｌ！ｌＣａＢａ１ＣｕｌＯＡの表
式で表される化合物であると考えられる。
結晶は、ｃ＝２９．５人、 ａ＝ｂ＝５．４５人なる
格ｆ定数をもつことがわかる。このことより、この超電
導体ｌｉｔ結晶はＴｆｌ！ｌＣａＢａ１ＣｕｌＯＡの表
式で表される化合物であると考えられる。
又、第３図はこの発明によって得られた超電導１本１）
１結晶の固有抵抗の温度特性図を示しており、この図か
ら電気抵抗は９８にで完全に零になることがｌｉ！認で
きる。
１結晶の固有抵抗の温度特性図を示しており、この図か
ら電気抵抗は９８にで完全に零になることがｌｉ！認で
きる。
尚、このようにして得られた超電導体単結晶の化学（ｌ
′１成は、未だ６′ｆ１認されていないが、第２図より
７４’：Ｃａ：Ｂａ：Ｃｕ＝２：ｌ：２：２に近い値で
ある可能性が高い。
′１成は、未だ６′ｆ１認されていないが、第２図より
７４’：Ｃａ：Ｂａ：Ｃｕ＝２：ｌ：２：２に近い値で
ある可能性が高い。
（ト） 范明の効果
第１の発明は、タリウムの酸化物と、カルシウムの酸化
物あるいは炭酸塩と、バリウムの酸化物あるいは炭酸塩
と銅の酸化物と、を蓋付きのるつぼに入れて酸化雰囲気
中で熱処理しているので、タリウムの酸化物の融点より
高い温度においてらタリウムの酸化物が昇華することな
く、容易にＴ１−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ −０系で表される
超電導材宇斗を得ることができる。
物あるいは炭酸塩と、バリウムの酸化物あるいは炭酸塩
と銅の酸化物と、を蓋付きのるつぼに入れて酸化雰囲気
中で熱処理しているので、タリウムの酸化物の融点より
高い温度においてらタリウムの酸化物が昇華することな
く、容易にＴ１−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ −０系で表される
超電導材宇斗を得ることができる。
又この発明において用いられる超電導材料の素材には、
超電導特性を示すために必要な酸素量をＩ−分に含んで
いるので、シース材に超電導素材を封入した状態で熱処
理することによって外部から酸素を補給することなく超
電導材料を線材化することができ、この発明が超電導材
料の線材化に寄り、するところは大きなものがある。第
２の発明は、タルウムの酸化物と、カルシウムの酸化物
あるいは炭酸塩と、バリウムの酸化物あるいは炭酸塩と
銅の酸化物とを蓋付きるつぼにいれて酸化雰囲気中で高
温で溶融する工程と、この溶融物を徐冷する晶出上程と
を有することより、単結晶を得ているので、焼結による
ものよりも結晶方位がそろい、また結晶粒界のないより
均質な超電導体を１１することができる。
超電導特性を示すために必要な酸素量をＩ−分に含んで
いるので、シース材に超電導素材を封入した状態で熱処
理することによって外部から酸素を補給することなく超
電導材料を線材化することができ、この発明が超電導材
料の線材化に寄り、するところは大きなものがある。第
２の発明は、タルウムの酸化物と、カルシウムの酸化物
あるいは炭酸塩と、バリウムの酸化物あるいは炭酸塩と
銅の酸化物とを蓋付きるつぼにいれて酸化雰囲気中で高
温で溶融する工程と、この溶融物を徐冷する晶出上程と
を有することより、単結晶を得ているので、焼結による
ものよりも結晶方位がそろい、また結晶粒界のないより
均質な超電導体を１１することができる。
第１図は第１の発明の方法によって得られた超電導材料
の電気抵抗の温度特性図である。第２図は第２の発明の
方法によって得られた超電導体単結晶のＸ線回折パター
ン、第３図は同単結晶の電気抵抗の温度特性図である。 Ｒ（ｍΩ） 富 囚
の電気抵抗の温度特性図である。第２図は第２の発明の
方法によって得られた超電導体単結晶のＸ線回折パター
ン、第３図は同単結晶の電気抵抗の温度特性図である。 Ｒ（ｍΩ） 富 囚
Claims (2)
- （１）タリウムの酸化物と、カルシウムの酸化物あるい
は炭酸塩と、バリウムの酸化物あるいは炭酸塩と銅の酸
化物と、を蓋付きのるつぼに入れて酸化雰囲気中で９０
０℃程度の温度で熱処理することを特徴とした超電導材
料の製造方法。 - （２）タルウムの酸化物と、カルシウムの酸化物あるい
は炭酸塩と、バリウムの酸化物あるいは炭酸塩と銅の酸
化物とを蓋付きるつぼにいれて酸化雰囲気中で高温で溶
融する工程と、この溶融物を徐冷する晶出工程とを有す
ることを特徴とする超電導体単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25010488A JPH026330A (ja) | 1988-03-07 | 1988-10-04 | 超電導材料及び超電導体単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-53043 | 1988-03-07 | ||
| JP5304388 | 1988-03-07 | ||
| JP25010488A JPH026330A (ja) | 1988-03-07 | 1988-10-04 | 超電導材料及び超電導体単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH026330A true JPH026330A (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=26393751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25010488A Pending JPH026330A (ja) | 1988-03-07 | 1988-10-04 | 超電導材料及び超電導体単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH026330A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0264099A (ja) * | 1988-08-30 | 1990-03-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｔ１−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系高温超電導材料の単結晶製造方法 |
| US5205382A (en) * | 1990-10-09 | 1993-04-27 | The B. F. Goodrich Company | Aircraft brake |
| EP0589261A1 (en) * | 1992-09-04 | 1994-03-30 | Hitachi, Ltd. | Oxide-based superconductor, a process for preparing the same and a wire material of comprising the same |
| US7936394B2 (en) | 2004-03-24 | 2011-05-03 | Omnivision Technologies, Inc. | Mobile devices having an image sensor for charging a battery |
Citations (3)
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| JPS62292690A (ja) * | 1986-06-09 | 1987-12-19 | Katsumi Mochizuki | ２−６族化合物単結晶成長用ボ−ト |
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1988
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