JPH0269320A - T1系超電導体の製造方法 - Google Patents

T1系超電導体の製造方法

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JPH0269320A
JPH0269320A JP63219231A JP21923188A JPH0269320A JP H0269320 A JPH0269320 A JP H0269320A JP 63219231 A JP63219231 A JP 63219231A JP 21923188 A JP21923188 A JP 21923188A JP H0269320 A JPH0269320 A JP H0269320A
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JP
Japan
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layer
oxide superconductor
superconductor
laminate
cao
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Pending
Application number
JP63219231A
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English (en)
Inventor
Toshio Usui
俊雄 臼井
Yoshimitsu Ikeno
池野 義光
Tsukasa Kono
河野 宰
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、臨界温度が高いことで知られているTl系超
超電導体製造方法に関する。
「従来の技術」 近年、常電導状態から超W1導状態に遷移する際の臨界
温度(T c)が液体窒素温度を超える値を示す酸化物
系の超II導体が種々発見されている。この種の酸化物
超電導体は、Y −B a−Cu−0系あるいはB i
−S r−Ca−Cu−0系などで代表される酸化物で
あって、Y−Ba−Cu−0系の超電導体では90Kを
超える臨界温度を示し、B i−S r−Ca−Cu−
0系の超電導体では100Kを超える臨界温度を示すこ
とが知られている。
「発明が解決しようとする課題」 しかるに最近に至り、アメリカ合衆国アーカンソー大学
のA 、 M 、 Hermannらが、120に近傍
から電気抵抗が低下し始め、100に近傍で零抵抗を示
すT I−Ca−B a−Cu−0系の超電導体を発見
したことが明らかになり、この知見を基に、世界中の各
研究機関でTl系超超電導体製造するための研究が進め
られている。
このTl系の酸化物超電導体は、Heraannらが、
NATtlRE VOL!321G MARCll 1
988などにおイテ公表した内容から明らかなように、 TltCa+、sBa+Cu5Os、s+X   (T
c=103K)、T l*G atB al Cuao
 X      (T c= 106K)、T ImC
atB atc uao X      (T c= 
102K)、なる組成と臨界温度を示すものである。
以上説明したように種々の酸化物超電導体が発見されつ
つある状況であるが、超電導体は、より高い温度で抵抗
が雰になり、しかも、より高い臨界電流密度を発揮する
ことが好ましいので、前記Tl系の酸化物超電導体にお
いても、その臨界温度と臨界電流密度を向上させるため
の製造方法が種々試みられている。
本発明は、前記背景に鑑みてなされたらので、臨界温度
と臨界電流密度の高いTl系の酸化物超電導体を製造す
る方法を提供することを目的とする。
「課題を解決するための手段」 本発明は前記課題を解決するために、TlzOsとCa
OとB a−Cu化合物の内の1つあるいは2つを含育
する層を2つ以上積層してTlとCaとBaとCuとO
の総てを具備する積層体を作成し、この積層体を熱処理
して各元素を拡散させることにより、T I−Ca−B
 a−Cu−0なる組成の酸化物超電導体を生成させる
ものである。
「作用」 T 1.0 、とCaOとB a−Cu化合物の各元素
が積層体の各層間で拡散反応してT I−Ca−B a
−Cu−0なる組成の酸化物超電導層が生成する。
「実施例」 第1図と第2図は、本発明の第1実施例を説明するため
のもので、この例においては、B a −Cu化合物層
1を形成し、この化合物層!上に、Ca0層2とTl2
03層3を順次積層して第1図に示す積層体へを作成す
る。
前記化合物層1を形成するには、基板あるいは線材など
の芯材上に、CVD法(化学蒸着法)、スパッタリング
法などの物理蒸着法、溶射法などの種々の手段を用いて
Ba−Cu化合物からなる層を形成することにより作成
することができる。なお、Ba−Cu化合物、IIを形
成する場合に、B jl! CusO5粉末、Ba+C
u*04粉末などをベヒクル中に分散させたペースト状
の塗布液を作成し、これをスクリーン印刷法あるいはス
プレー塗布法などにより基材上に塗布する方法を行って
も良い。また、Ca0層2とT LO、X!J3を形成
する場合も前記スクリーン印刷法を用いることができる
なお、前記ペーストは、以下に説明する方法で製造する
ことができる。
まず、ベヒクル中に分散させる粉末としてBatCu3
0g粉末を使用する場合は、Ba:Cu:O= 2 +
3=5になるようにB a COy粉末とCuO粉末を
秤量して混合し、この混合粉末を酸素ガス雰囲気中にお
いて500〜1000℃で数時間〜数IO時間加熱する
仮焼処理を行い、この仮焼物を粉砕して粒径を揃える処
理を行えば良い。また、粉末としてBa+Ct+sO+
粉末を用いる場合は、B a二Cu:0=1:3:4に
なるようにBaCO5粉末とCuO粉末を秤量して前記
と同等の処理を行う。これらの粉末を分散させるベヒク
ルは、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール
などの親水性情合剤、あるいは、エチルセルロース、ポ
リビニルアセテート、クロマン樹脂などの疎水性結合剤
などを必要に応じて適宜混合したものを用いることがで
きる。
積層体Aを形成したならば、この積層体Aを酸素ガス気
流中などの酸素存在雰囲気中において、850〜920
℃、より好ましくは870〜890℃で0.1〜数10
時間加熱する熱処理を施す。
この熱処理により各層1,2.3に含存されている元素
がt故し、Cu0層2を中心とした部分において各元素
の反応がなされてT ic a−B a−Cu−0なる
組成の第2図に示すような酸化物超電導層イ。
が生成し、酸化物超電導体Bが得られる。
以上のように製造された酸化物超電導体Bは、B a−
Cu化合物層lとCuO12とTLOs層3の各元素を
拡散反応させて生成されているので、100Kを超える
高い臨界温度と高い臨界電流密度を示す。
なお、萌記熱処理時において、TlとCaと[3aとC
uの中でTlが最ら融点が低い関係から、加熱時にTl
の一部が蒸発し、生成された超電導層4中のTlが減少
する傾向がある。従って積層体へを作成する場合は、前
記Tlの蒸発による不足分を補う目的でTlzOs層3
の厚さを他の層に比較して厚くすることによりTl不足
を解消することができる。
また、B a−Cu化合物層Iの厚さと、Ca0層2の
厚さと、T 110 sN 3の厚さを所望の値に調節
することで積層体へに含有させるTlとCaとBaとC
uの比率を所望の値にすることができ、各層の厚さを調
節することで特性の異なる酸化物超電導体Bを製造する
ことができる。
なお、前記実施例においては、Ba−Cu化合物fil
の上にGa0層2とT ItOaJi 3を形成したが
、Ba−Cu化合物層!の上に7 ilo sNJ 3
を形成し、その上にCa0JI2を形成して積層体を構
成しても差し支えない。
第3図と第4図は、本発明の第2実施例を説明するため
のもので、この例においては、B a−Cu化合物層6
を形成し、このB a−Cu化合物層6上に、CaOと
Timesの混合Fm7を形成して第3図に示す積層体
Cを作成する。
次いで先に説明した熱処理条件と同等の条件で積層体C
を熱処理する。
この熱処理によってB a−Cu化合物1mGの元素と
混合層7の元素を拡散させてB a−Cu化合物層6と
混合層7の境界部分にT Ic a−B a−Cu−0
なる組成の酸化物超電導層8を生成させて第4図に示す
酸化物超電導体りを得ることができる。
第5図と第6図は、本発明の第3実施例を説明するため
のもので、この例においては、Ba−Cu化合物とCa
Oの混合FgJ10を形成し、この混合層Ic上に、T
l□0.層11を形成して第5図に示す積層体Eを作成
する。
次いで先に説明した熱処理条件と同等の条件で積層体E
を熱処理する。
この熱処理によって、混合層10の元素とTito、J
Illの元素を拡散させて混合層lOとTlto1層I
Kの境界部分にT I−Ca−B a−Cu−0なる組
成の酸化物超電導層I2を生成させて第6図に示す酸化
物超電導体Fを得ることができる。
第7図と第8図は本発明の第4実施例を説明するための
もので、この例においては、CaO115を形成し、こ
のCa0層15上にTimesとBa−Cu化合物から
なる混合Ji16を形成して第7図に示す積層体Gを作
成する。
次いで先に説明した熱処理条件と同等の条件で積層体G
を熱処理する。
この熱処理によって、Ca0JiI5の元素と、混合層
16の元素を拡散させてCa0層+5と混合層16の境
界部分にT I−Ca−B a−Cu−0なる組成の酸
化物超電導層I7を生成させて第8図に示す酸化物超電
導体■(を得ることができる。
以上説明した第2実施例〜第4実施例を実施することに
よっても第1実施例と同様に特性の優れた酸化物超電導
体を製造することができる。
「製造例」 AlvOs製の基板の上に、スクリーン印刷法で種々の
層を形成して4種類のW2B体を作成し、これらの積層
体を酸素ガス中において880℃で1時間加熱して試料
No1=No4の酸化物超電導体を製造した。得られた
各酸化物超電導体の臨界温度(Tc)(零抵抗時の温度
)と臨界電流密度(Jc)を測定した結果を第1表に示
す。また、比較例として、TimesとCaOとBat
CusOsの混合層を基板上に形成し、前記と同等の条
件の熱処理を行って形成した試料No5の酸化物超電導
体の特性も併せて第1表に示す。
なお、第1表において、拡散方式(a)で示す酸化物超
電導体は、前記第1実施例で説明した場合と同様に、B
 a−Cu化合物層上にTltOslを形成した後に熱
処理して製造したものである。また、拡散方式(b)で
示す酸化物超電導体は、前記第2実施例で説明した場合
と同様に、B a−G u化合物層上にTimesとC
aOの混合層を形成した後に熱処理して製造したもので
ある。拡散方式(c)で示す酸化物超電導体は、前記第
3実施例で説明した場合と同様に、Ba−Cu化合物と
CaOの混合層上にTlmOs層を形成した後に熱処理
して製造したものである。更に、拡散方式(d)で示す
酸化物超電導体は、前記第4実施例で説明した場合と同
様に、CaO層上にTit’sとB a−Cu化合物の
混合層を形成した後に熱処理して製造したものである。
なおまた、第1表において、仕込み組成とは、積層体の
全体においてTlとBaとCaとCuとがどのような比
率で含有されていたかを示すものであり、この例では、
各層の厚さを調節することで、仕込み組成を調節した。
なお、第1表において、各酸化物超電導体の特性は、拡
散反応により生成された酸化物超電導層において、厚さ
30μmの部分について測定した値を掲載した。
第1表 第1表に示す結果から、T I、0 、とCaOとBa
tCu= 05を全て混合した層を熱処理して得られた
試料No5の酸化物超7I!導体よりも、これらの元素
を各層に分けて含有させた層から拡散させて製造した試
料1.2.3.4の酸化物超電導体の方が、臨界電流密
度が高いことが判明した。
従って本発明を実施することにより、臨界電流密度の高
いT ic a−B a−C,u−0系の酸化物超電導
体を製造できることが明らかとなった。
「発明の効果」 以上説明したように本発明は、Tl5O3とCaOとB
 a−G u化合物を1つあるいは2つ含有する層を積
層した積層体に熱処理を施すので、各元素を拡散反応さ
せることにより100K以上の臨界温度を示し、臨界電
流密度も高いT ic a−B a−Cu−0なる組成
の酸化物超電導体を生成させることができる。また、積
層体の各層の厚さを所望の値に設定することができるの
で、TlとCaとBaとCuの比率を所望の値に調節し
て特性の良好な酸化物超電導体を生成できる効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図と第2図は本発明の第1実施例を示すもので、第
1図は積層体の断面図、第2図は酸化物超電導体の断面
図、第3図と第4図は本発明の第2実施例を示すもので
、第3図は積層体の断面図、第4図は酸化物超電導体の
断面図、第5図と第6図は本発明の第3実施例を示すも
ので、第5図は積層体の断面図、第6図は酸化物超電導
体の断面図、第7図と第8図は本発明の第4実施例を示
すもので、第7図は積層体の断面図、第8図は酸化物超
電導体の断面図である。 第1図 第2図 第3図 第4図 Δ、C、E 、G・・・積層体、 B、D、F、H・・・酸化物超電導体、1− B a−
Cu化合物層、2−Ca0F3.3・・・Tl,0.E
J、    6− B a−Cu化合物層、7・混合層
、     10・・・混合層、1 1− T I2O
s層、    15−=CaOl、16・・・混合層、 4.8.12.17・・・酸化物超電導層。 第5図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Tl_2O_3とCaOとBa−Cu化合物の内の1つ
    あるいは2つを含有する層を2つ以上積層してTlとC
    aとBaとCuとOの総てを具備する積層体を作成する
    とともに、この積層体を熱処理して各元素を拡散させ、
    Tl−Ca−Ba−Cu−Oなる組成の酸化物超電導体
    を生成させることを特徴とするTl系超電導体の製造方
    法。
JP63219231A 1988-09-01 1988-09-01 T1系超電導体の製造方法 Pending JPH0269320A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02149401A (ja) * 1988-11-29 1990-06-08 Fujitsu Ltd 超伝導膜の製造方法
US5545610A (en) * 1992-09-04 1996-08-13 Hitachi, Ltd. Oxide-based superconductor, a process for preparing the same and a wire material of comprising the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02149401A (ja) * 1988-11-29 1990-06-08 Fujitsu Ltd 超伝導膜の製造方法
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