JPH03137050A - 酸化物超電導体の製造方法 - Google Patents

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Ｊ 本発明は、超電導発電機、超電導送電、磁気浮上輸送、
磁気シールド、エネルギー貯蔵、超電導磁石、粒子加速
器などに適用される酸化物超電導体の製造方法に関する
。

「従来の技術」 近年、常電導状態から超電導状態へ繊維する臨海温度（
Ｔ　ｃ）が極めて高い値を示す酸化物系の超電導体が種
々発見されつつある。

ところで、このような酸化物超電導体粉末を用いて電流
輸送用の導体を作製した場合、この酸化物超電導体材料
固有の特質である結晶構造の異方性に起因して、臨界電
流密度が著しく低下してしまうといった問題がある。す
なわち酸化物超電導体は、その結晶構造においてａ軸、
ｂ軸方向の臨界電流値がＣ軸方向の臨界電流値に比べて
１桁以上も大きく、よって結晶構造における軸方向がラ
ンダムに配列した酸化物超電導体にあっては十分に高い
臨界電流密度が得られないのである。

したがって高臨界電流密度を得るためには、電流を流す
方向に結晶の向き（ａ軸、ｂ軸方向）を揃える、すなわ
ち配向させる必要がある。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、酸化物超電導体粉末から酸化物超電導体
を作製する方法にあっては、上記粉末を加圧して圧粉体
を形成した場合に、その表面か電流の流れ易い向きに配
向することが予測されるものの、その具体的条件等につ
いては解明されておらず、したがって現在のところ十分
に配向した超電導体を得るまでには至っていないのが実
状である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、配向度が高く、したがって臨界電流密度
などの超電導特性に優れた酸化物超電導体の製造方法を
提供することにある。

口課題を解決するための手段」 本発明の酸化物超電導の製造方法では、酸化物超電導体
粉末を、２　ｔｏｎ／　ａｘ”以上７　ｔｏｎ／　ｃｍ
’未満の範囲の圧力で一軸方向に加圧することを上記課
題の解決手段とした。

以下、この発明をＹ　−Ｂ　ａ−Ｃｕ−○系の酸化物超
電導体の製造方法に適用した例をあげて詳しく説明する
。

Ｙ　−Ｂ　ａ−Ｃｕ−０系の酸化物超電導を製造するに
は、まず、Ｙ　＋　Ｂ　ａｔｃ　ｕ３０７−ａ？、ｉ；
る組成の酸化物超電導粉末を用意する。

この酸化物超電導粉末を製造するには、従来知られてい
る粉末混合法あるいは共沈法などのいずれの方法を用い
ても良い。ここで粉末混合法を例にとって酸化物超電導
体粉末を製造する方法について説明すると、まず、酸化
物超電導体を構成する元素の化合物粉末を複数種類混合
して混合して混合粉末を作製する。ここでＹ　−Ｂ　ａ
−Ｃｕ−０系の場合、Ｙの化合物粉末（例えばＹ　ｔ　
Ｏ３粉末）とＢａの化合物粉末（Ｂ　ａＣＯ、粉末）と
Ｃｕの化合物粉末（Ｃｕｏ粉末）とを所定量ずつ配合し
てＹ　＋Ｂ　ａｔｃ　１１３０フイなる組成比となるよ
うに混合し、この混合粉末を大気中あるいは酸素ガス中
において６００〜１０００°Ｃで数時間〜数十時間仮焼
し、次いて仮焼粉末を圧密し、この圧密体に８００〜９
５０°Ｃで熱処理することてバルク状の酸化物超電導体
を作製し、この酸化物超電導体を粉砕をすることで酸化
物超電導粉末を得る。なお、仮焼粉末を圧密することな
く直接熱処理して酸化物超電導粉末を製造してもよい。

また、以上のように製造された酸化物超電導粉末には不
純物粉末あるいは超電導特性の不良な粉末が含まれてい
るので、これらの粉末を除去して純度の高い粉末のみを
用いることが好ましい。不純物粉末の除去には酸化物超
電導粉末を液体窒素で冷却し、液体窒素中で粉末に磁力
を作用させてマイスナー効果により磁力に反発して移動
した粉末のみを選別すればよい。このようにして純度の
高い酸化物超電導粉末のみを選別して本発明に使用する
ことが好ましい。

次に、このようにして得られた酸化物超電導粉末の粒度
を調整する。超電導粉末の粒度としては、２０〜１００
μ肩程度とするのが圧縮性などに優れ好ましい。

次いで、粒度を調整した酸化物超電導粉末を成形ダイに
充填し、２　ｔｏｎ／　ａｘ”以上７　ｔｏｎ／　ｃｍ
”未満の範囲の圧力で一軸方向に加圧して圧縮成形を行
い、圧粉体（酸化物超電導体）を得る。この場合に圧縮
成形圧力を２　ｔｏｎ／　ｃｍ”未満で行うと、得られ
た酸化物超電導体に十分な配向が認められず好ましくな
く、また７　ｔｏｎ／　ｃｍ″以上の圧力で加圧すると
、得られた酸化物超電導体に割れが生じる恐れがあって
好ましくない。加圧時間は１〜１ｏ分程度が好適とされ
るが、良好な配向性を得るための実質的な加圧時間とし
ては１〜３分程度でも十分である。

このようにして得られた圧粉体（酸化物超電導体）は、
酸化物超電導粉末に対し一軸方向に圧力を加えて加圧成
形したので、加圧方向に沿って酸化物超電導体の結晶が
Ｃ軸（酸化物超電導体を構成する腹合ペロブスカイト構
造のＣ軸）配向し、加圧方向に直角な方向に酸化物超電
導体の結晶のａ軸あるいはｂ軸が配向したものとなる。

なお、酸化物超電導粉末を加圧する手段としては、−軸
方向で加圧し得るものであれば成形ダイを用いて行う方
法に限ることなく、例えば金属基板上に酸化物超電導粉
末を載せて上下から加圧し、金属基板上に配向した層状
の酸化物超電導体を得るようにしてもよい。この場合、
金属基板上からの粉末のこぼれ落ちなどを防止するため
、酸化物超電導粉末に有機質のバインダを添加してもよ
い。

また、金属基村上に酸化物超電導粉末を載せ、これを圧
縮ダイを装着した圧縮応力付加装置で一定距離ごと少し
ずつ加圧し、金属基村上に層状の酸化物超電導体を形成
するようにしてもよい。さらに、上記の圧縮応力付加装
置の代わりに圧延ロールの中を通過させ、酸化物超電導
粉末を加圧し圧節成形するようにしてもよい。

また、加圧成形後の圧粉体（酸化物超電導体）にさらに
熱処理を施すのが、結晶構造が整い好ましい。ここで熱
処理としては、例えば６００〜１０００°Ｃ程度の温度
で数時間〜数十時間加熱し、除冷するといった方法が採
用される。

このような酸化物超電導体め製造方法にあっては、酸化
物超電導粉末２　ｔｏｎ／ｃ１以上７　ｔｏｎ／ｃｚ’
未満の範囲の圧力で一軸方向に加圧したことから、結晶
を十分に配回せしめることがてき、よって良好な超電導
特性を有するものとなる。

なお、上記実施例においては、Ｙ　−Ｂ　ａ−Ｃｕ−０
系の酸化物超電導体に本発明の方法を適用した例を示し
たが、本発明方法をＢ　ｉ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系、
Ｔ　ｉＢ　ａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系などの一般の酸化物超
電導体の製造方法に適用してもよい。

「作用」 本発明の超電導体の製造方法によれば、酸化物超電導粉
末を２　ｔｏｎ／　ｃｍ”以上７　ｔｏｎ／　ｃｔｎ’
未満の範囲の圧力で一軸方向に加圧するので、結晶の軸
が加圧方向あるいはその直交する方向にそれぞれ配向し
た配向性の良好な酸化物超電導体が得られる。

「実施例」 Ｙ　、　Ｂ　ａ２ＣＬＩ３０７−ａなる組成の酸化物超
電導粉末を用意し、その粒度を粒径か２５〜７５μｍと
なるように調整した。

次いで、粒度調整後の酸化物超電導粉末を所定量ずつ成
形タイに入れ、１〜７　ｔｏｎ／　ｃｘ２の各圧力でそ
れぞれ３分間ずつ圧縮成形して？υ敗の酸化物超電導体
を得た。

このようにして得られた酸化物超電導の表面にＸ線を照
射して結晶の配向度を調へ、その結果を第１図に示した
。

第１図はＸ線回折によって得られた回折強度のピークを
示す図であり、第１図において上側に記載したピークは
２　、８　ｔｏｎ／　ｃｍ”で加圧して得られた本発明
による超電導体の回折強度を示し、下側に示したピーク
は加圧前の超電導粉末の回折強度を示すものである。

第１図の結果より、本発明による超電導体は高い回折強
度を示し、よって良好に配向していることが確認された
。

また第２図に、加えた圧力と配向の度合いとの関係を示
す。

第２図より、２〜６　ｔｏｎ／　ｃｘ”の範囲の圧力で
加圧したものにあっては良好に配向していることが確認
された。また２　ｔｏｎ／　ａｘ″未満で加圧したもの
については、十分な配向が得られないことが判明した。

また７　ｔｏｎ／　ａｘ”以上で加圧したものについて
は、得られた酸化物超電導体に割れが発生した。

「発明の効果」 以上説明したように本発明の酸化物超電導体の製造方法
は、酸化物超電導粉末を２　ｔｏｎ／　ｃｍ”以上７　
ｔｏｎ／　ａｍ”未満の範囲の圧力で一軸方向に加圧す
るものであるから、加圧により結晶が十分に配向したも
のとなり、したがって良好な超電導特性を有する酸化物
超電導体を作製することできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によって得られた酸化物超電導体のＸ線
回折ピークを示すグラフ、第２図は加えた圧力と酸化物
超電導体の配向の度合を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　酸化物超電導粉末を、２ｔｏｎ／ｃｍ＾２以上７ｔｏ
   ｎ／ｃｍ＾２未満の範囲の圧力で一軸方向に加圧するこ
   とを特徴とする酸化物超電導体の製造方法。