JPH03205342A - 改良した金属酸化物セラミック超伝導体 - 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】 技術分野 本発明は、大略、超伝導性物質に関するものである。更
に詳細には、本発明は、高温における効率を向上させ且
つ導電体の機械的特性を改善するために熱伝導体を具備
する超伝導性セラミック組成物に関するものである。

従来技術 高温超伝導性物質を製造するための幾つかの研究所的な
アプローチが報告されている。Ｘｉ　ａｏＤｏｎｇ　　
ｅｔ　　ａｆＩ，著「銅酸化物超伝導体の実際的な調製
（Ｐｒａｃｔｉｃａｊ７　　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　
　ｏｆ　　Ｃｏｐｐｅｒ　　Ｏｘｉｄｅ　　Ｓｕｐｅｒ
ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）Ｊ、Ｒｅｖ，　　　Ｓｃｉ．　
　Ｉｎｓｔｒｕｍ．５８（９）、１９８７年９月、１５
６５−１５７１頁では、ソリッドステート反応方法又は
低温沈殿方法を使用することが記載されている。これら
の方法の各々は、有害問題が発生する可能性があるので
、好ましくは、覆の中で行なわれる詳細な研究室的なス
テップを使用している。

別のアプローチは、超伝導体前駆体粉末の調製を行なう
。高度に溶解性の金属塩を含有する溶液を、沈殿用アニ
オンの高度に溶解性の塩を含有する溶液と混合する。こ
れらの溶液が混合されると、不溶性の沈殿物が形成され
る。次いで、この沈殿物を加熱して所望の超伝導性相を
形成する。

しかしながら、超伝導性特性を向上させるために多量の
選択した導電性物質を添加することが可能な微粒子多成
分金属酸化物粉末を与える方法はこれまでに知られてい
ない。

目　　的 本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、超伝導性セラミック
スを製造するために所望の特性を持った金属酸化物粉末
を製造する方法を提供することである。

構成 本発明は、超伝導性前駆体粉末及びその超伝導性を向上
するための方法を提供することにより上述した如き目的
及び本発明の利点を達戊するものである。本発明に基づ
いて構成された超伝導性セ３ ラミック物質は、添加物を含有しない超伝導体に対して
予測されるよりも一層高い温度において使用可能な超伝
導体とすることを可能とする。更に、この超伝導体の柔
軟性及び延性が改善されている。

添加物の選択は、「毛フィラメント」及びミクロン寸法
の粒子の両方として調製される貴金属、及び例えば錫、
インジウムなどのような低温溶融合金などを包含する。

本発明に基づくセラミック前駆体及び最終的な改善され
た超伝導体セラミックを製造する場合の最初のステップ
は、化学的に均一であり且つ微粒子状態の微細粉末を製
造することである。この前駆体或分である金属酸化物粉
末を調製するために使用可能な一つのプロセスは、１９
８８年９月１１日付をもって出願した米国特許出願第ｏ
７／２６８．９２４号に開示されている方法である。

金属酸化物粉末を調製するために、選択した組成の微粒
子金属或分酸化物粉末を形成するために金属硝酸塩溶液
を分解するためのスプレーか焼プロセスを使用する。該
金属硝酸塩溶液は、二つ又４ はそれ以上の金属或分を包含しており、且つ細かい噴霧
状のスプレーの形態でスプレーか焼ゾーン内へ導入する
。該金属硝酸塩溶液は、水分が除去され且つ結果的に得
られる硝酸塩が分解されて酸化物を形成すると、該金属
戊分の所望のストイキオメトリー即ち化学量論が維持さ
れ且つ該金属酸化物が原子スケールで混合されるような
予め選択した比で金属成分を有することによって用意さ
れる。

温度範囲及びか焼ゾーン内の金属硝酸塩溶液の滞留時間
が制御されて所望の金属酸化物が得られる。か焼ガスの
流れから分離された金属酸化物粉末は、更に、それを例
えば銀の極微粒子などのような金属の別の選択した組成
物と混合させることによってその超伝導性特性を向上さ
せるために容易に処理することが可能である。選択した
金属組成を有する金属酸化物粉末を熱処理して、焼結、
圧縮、薄膜形成などを行なうことが可能である。

実施例 以下、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明す
る。

イットリウム、バリウム及び銅硝酸塩又はタリウム、バ
リウム、カルシウム銅硝酸塩（９９．　　９％以上の純
度）を得且つ７００℃で小さなサンプルを分解すること
により酸化物含有量を分析する。

これらの硝酸塩の適宜の量を水中に溶解させて、か焼し
た後に１２３又は２２２３組成の緊密に混合した酸化物
粉末を形成する。バリウム及びタリウム硝酸塩は溶解度
が制限されているので（約８７ｇ／９　ｉｔ　ｅ　ｒ）
　、供給物の全ての戊分を溶液中に入れるためには希釈
した溶液（１リットル当りの溶解硝酸塩の１２３混合物
に対しては４３。

３グラム且つ２２２３混合物に対しては１０６グラム）
を使用せねばならないことが判明した。更に、これらの
混合物は、長期間に亘ってスプレーノズルをきれいな状
態に維持するためには幾分飽和状態よりも低い状態（約
７５％）とせねばならないことが判明した。

インレットにおいて９００℃及びアウト１ノットにおい
て７００℃のか焼温度に到達した後に、か焼器を３０時
間以上稼動した。か焼ゾーン内の滞留時間は約２秒であ
った。３０時間の全期間の間、か焼器に関して行なった
変更は供給率の僅かな調整のみであった。その期間中に
、約４５ｇ／ｍｉｎの割合で７５ｋｇの水溶性硝酸塩溶
液を供給した。該供給は約０．１ＭのＨ　Ｎ　０　３で
供給溶液中のＣ　Ｏ　２を除去した。調製された生戊物
は約２．５ｋｇでありバッグハウス内に回収された。こ
のバッグハウス生戊物は、０　．　　１　８　ｇ　／　
ｃ　ｍ　３のバル？密度及び０．２４ｇ／ｃｍ３のタッ
プ密度を有していた。

その結果得られる茶色か焼粉末は、約０．５乃至１．０
ミクロンの直径の個別的な球から構威されている。この
か焼粉末に対して３０乃至７０％の銀極微粒子の体積比
で銀の極微粒子を混合した。

その混合物をよく混ぜ合わせ且つ好適には内部を銀で被
覆した管の中に詰込む。次いで、その管を数十（１０−
１００、好適には約４０−７０）ｐ７ ｓｉ酸素で加圧し且つスエージ加工して、注意深く制御
した熱及び温度パラメータの下で、超伝導性ワイヤーリ
ボン又はその他のセラミック形状に形成する。例えば、
２２２３超伝導体の場合、約５−２０ｐｓｉの圧力で約
８９０℃で加熱する。

好適には、スエージ加工を数回繰返して高温度、好適に
は約８６０−８７０℃において形状を所望の寸法とさせ
る。その結果得られる超伝導性セラミック形状は、典型
的に、１１０−１２５’　Ｋの間の臨界温度及び相対的
に高い電流担持能力を有している。例えば４００−５０
０℃におけるアニーリングのような後処理を行なうこと
により、例えば超伝導体の柔軟性及び延性などのような
機械的特性を改善することが可能である。

以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明し
たが、本発明は、これら具体例にのみ限定されるべきも
のではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに
種々の変形が可能であることは勿論である。例えば、銀
の毛フィラメントを２２２３粉末と混合し且つ前述した
如き形状に処８ 理することも可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、改良した超伝導体セラミックを製造する方法におい
   て、 （ａ）微粒子多成分金属酸化物粉末組成物を用意し、 （ｂ）前記金属酸化物粉末を銀の極微粒子と混合し、 （ｃ）前記金属酸化物粉末及び前記銀極微粒子を適宜の
   担体内へ導入し、 （ｄ）前記混合物及び担体を処理して超伝導体セラミッ
   クを形成する、 上記各ステップを有することを特徴とする方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記微粒子金属酸
   化物粉末が所望の化学量論を与えるために予め選択した
   比率の金属成分を持った金属硝酸塩溶液から得ることを
   特徴とする方法。 ３、超伝導性セラミック組成物において、微粒子多成分
   酸化物粉末と銀極微粒子の混合物を有しており、その混
   合物が超伝導性セラミック組成物を形成すべく処理され
   ていることを特徴とする超伝導性セラミック組成物。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記銀極微粒子が
   ３０：７０の体積比で超伝導性粉末と混合されているこ
   とを特徴とする超伝導性セラミック組成物。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記銀極微粒子が
   毛フィラメントの形状であることを特徴とする超伝導性
   セラミック組成物。 ６、特許請求の範囲第１項の方法に従って製造された超
   伝導性成形物品において、前記物品を形成するためにス
   エージ加工処理されていることを特徴とする超伝導性成
   形物品。 ７、１１０乃至１２５゜Ｋの間の臨界温度及び高電流担
   持能力を有することを特徴とする超伝導性成形物品。