JPH03295807A - 酸化物超伝導材料とその製造方法 - Google Patents
酸化物超伝導材料とその製造方法Info
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- JPH03295807A JPH03295807A JP2093134A JP9313490A JPH03295807A JP H03295807 A JPH03295807 A JP H03295807A JP 2093134 A JP2093134 A JP 2093134A JP 9313490 A JP9313490 A JP 9313490A JP H03295807 A JPH03295807 A JP H03295807A
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- Japan
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- layers
- oxide superconducting
- superconducting material
- oxygen
- temperature
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- 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。
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、高い超伝導転移温度を持つ酸化物超伝導材料
に関するものである。
に関するものである。
（従来の技術）
超伝導材料は、１）電気抵抗がゼロである、２）完全反
磁性である。３）ジョセフソン効果がある。
磁性である。３）ジョセフソン効果がある。
といった、他の材料にない特性を持っており、電力輸送
、発電器、核融合プラズマ閉じ込め、磁気浮上列車、磁
気シールド、高速コンピュータ等の幅広い応用が期待さ
れている。ところが、従来の金属系超伝導体では、超伝
導転移温度が最も高いものでも２３ ’に程度であり、
実使用時には高価な液体ヘリウムと大がかりな断熱装置
を使って冷却しなければならず、工業上大きな問題であ
った。
、発電器、核融合プラズマ閉じ込め、磁気浮上列車、磁
気シールド、高速コンピュータ等の幅広い応用が期待さ
れている。ところが、従来の金属系超伝導体では、超伝
導転移温度が最も高いものでも２３ ’に程度であり、
実使用時には高価な液体ヘリウムと大がかりな断熱装置
を使って冷却しなければならず、工業上大きな問題であ
った。
このため、より高温で超伝導体となる材料の探索が行わ
れていた。
れていた。
１９８６年に、 Ｂ ｅｄｎｏｒｚ（ベドノルッ）とＭ
ｕｌｌｅｒ（ミュラー）により約４０′にという高い超
伝導転移温度をもつ、酸化物系超伝導材料（Ｌａ、−ウ
５ｒｚ）、Ｃｕ０ｘが見いだされ、それ以後ＹＢａ、Ｃ
ｕ３０．．Ｂ１−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０，Ｔｉ！−Ｂａ
−Ｃａ−Ｃｕ−０などであいついでより高い温度での超
伝導転移が報告されている。現在、これらの材料の製造
法、物性、応用等に関して多くの研究がなされている。
ｕｌｌｅｒ（ミュラー）により約４０′にという高い超
伝導転移温度をもつ、酸化物系超伝導材料（Ｌａ、−ウ
５ｒｚ）、Ｃｕ０ｘが見いだされ、それ以後ＹＢａ、Ｃ
ｕ３０．．Ｂ１−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０，Ｔｉ！−Ｂａ
−Ｃａ−Ｃｕ−０などであいついでより高い温度での超
伝導転移が報告されている。現在、これらの材料の製造
法、物性、応用等に関して多くの研究がなされている。
（発明が解決しようとする課題）
超伝導転移温度（Ｔｅ）が高いほど、冷却が容易となり
、また同じ温度で使用した場合の臨界電流密度や臨界磁
場も大きくなることが予想され、応用範囲も広がるもの
と期待される。
、また同じ温度で使用した場合の臨界電流密度や臨界磁
場も大きくなることが予想され、応用範囲も広がるもの
と期待される。
本発明の目的は、従来より応用範囲の広い１００″に以
上のＴｃを有する新しい酸化物超伝導材料とその製造方
法を提供することである。
上のＴｃを有する新しい酸化物超伝導材料とその製造方
法を提供することである。
（課題を解決するための手段）
本発明の酸化物超伝導材料は’ｌと酸素の岩塩構造を基
本とする層とＢａ、 Ｃａ、 Ｃｕ、酸素のペロブスカ
イト型構造を基本とする層が交互に配列した層状化合物
において、’ｌと酸素の層に１原子層および２原子層の
２種類があり、これらが交互に配列するものであり、製
造方法としては、８５０℃以下の温度で焼成することに
よって得られるものである。
本とする層とＢａ、 Ｃａ、 Ｃｕ、酸素のペロブスカ
イト型構造を基本とする層が交互に配列した層状化合物
において、’ｌと酸素の層に１原子層および２原子層の
２種類があり、これらが交互に配列するものであり、製
造方法としては、８５０℃以下の温度で焼成することに
よって得られるものである。
（作 用）
酸化物高温超伝導体を鋭意探索・研究した結果、上記の
材料が１００ ’に以上の高いＴｃを有する超伝導体で
あることを見いだした。
材料が１００ ’に以上の高いＴｃを有する超伝導体で
あることを見いだした。
（実施例）
出発原料として、純度９９％以上のＴ’ｚ Ｏｓ ｍ
Ｂ ａＣｏａｔ ＣａＣ０，、ＣｕＯの粉末を用いる。
Ｂ ａＣｏａｔ ＣａＣ０，、ＣｕＯの粉末を用いる。
これらの粉末のうち、Ｂ ａ ＣＯｓとＣｕＯを、Ｂａ
：Ｃｕ＝１：１の比率となるように秤量し、振動ミルで
直径２■のＺｒＯ，ボールを用い、エタノールを分散媒
として１時間粉砕混合する。混合終了後、分散媒ごと全
量を乾燥機中で１２０℃で乾燥させた。得られた粉末を
９００℃で５時間、空気中で仮焼したのち、振動ミルで
前述と同様の方法で、３０分間粉砕し、１２０℃で乾燥
させた。この仮焼粉末をＸ線回折により分析し、Ｂ ａ
Ｃｕ Ｏｘが生成していることを確認した０次に同様
の方法で、Ｃａ ＣＯ，とＣｕ Ｏより、９５０℃の仮
焼でＣａ、ＣｕＯ，の粉末を合成した。このＢ ａ Ｃ
ｕ Ｏ、とＣａ、ＣｕＯ，粉末おぶび’ｆ（１，ＩＯ，
、ＣｕＯ粉末を、所定の比となるようにそれぞれ秤量し
た。
：Ｃｕ＝１：１の比率となるように秤量し、振動ミルで
直径２■のＺｒＯ，ボールを用い、エタノールを分散媒
として１時間粉砕混合する。混合終了後、分散媒ごと全
量を乾燥機中で１２０℃で乾燥させた。得られた粉末を
９００℃で５時間、空気中で仮焼したのち、振動ミルで
前述と同様の方法で、３０分間粉砕し、１２０℃で乾燥
させた。この仮焼粉末をＸ線回折により分析し、Ｂ ａ
Ｃｕ Ｏｘが生成していることを確認した０次に同様
の方法で、Ｃａ ＣＯ，とＣｕ Ｏより、９５０℃の仮
焼でＣａ、ＣｕＯ，の粉末を合成した。このＢ ａ Ｃ
ｕ Ｏ、とＣａ、ＣｕＯ，粉末おぶび’ｆ（１，ＩＯ，
、ＣｕＯ粉末を、所定の比となるようにそれぞれ秤量し
た。
秤量粉末をらいかい機により１時間粉砕混合した。混合
終了後、この粉末の０．４ｇを１５■Ｘ５ｍの金型中で
７００ｋｇ／ａ＃の圧力で一軸加圧成形した。
終了後、この粉末の０．４ｇを１５■Ｘ５ｍの金型中で
７００ｋｇ／ａ＃の圧力で一軸加圧成形した。
この成形体を、Ａｕ［で包み、さらに石英チューブ中に
減圧状態で封じ込め、電気炉で７５０℃ないし９５０℃
で１〜４８時間焼成した。昇降温速度はいずれも３００
℃／ｈとした。
減圧状態で封じ込め、電気炉で７５０℃ないし９５０℃
で１〜４８時間焼成した。昇降温速度はいずれも３００
℃／ｈとした。
超伝導の評価として、直流４端子法（測定電流１０ｍＡ
）により電気抵抗の温度変化を、５ＱＵＩＤ（外部磁場
１００ｅ）で磁化率をそれぞれ測定した。
）により電気抵抗の温度変化を、５ＱＵＩＤ（外部磁場
１００ｅ）で磁化率をそれぞれ測定した。
表に作製した試料の組成（Ｔ（！： Ｂａ： Ｃａ：
Ｃｕのモル比）と焼成条件を示す。
Ｃｕのモル比）と焼成条件を示す。
表、試料の作製条件
番号 Ｔａ ： Ｂａ ： Ｃａ ： Ｃｕ
温度 時間＆１ ２２°２．０ ２ ２．３ ′２．０ ３ ２２°２．０ ４ １４２．０ ５ １４ ： ２．０ ６ １４．２．０ ７ １４．２．０ ８ １４ ： ２．０ ９ １４．２．０ ３１４４ ９０５℃ ２８３８ ９００℃ ３１４４ ９１０℃ ５１．５．４ ９００℃ ５１”５４ ８５０℃ ５．１．５４ ８５０℃ ５１°５４ ８５０℃ ５．１．５４ ８００℃ ５．１ ５４ ７５０℃ ｈ ｈ ｈ ０ｈ ｈ ０ｈ ８ｈ ８ｈ ８ｈ Ｘ線回折により結晶構造を調べたところ、Ｎａ １〜４
の試料はほぼＴ ａ２ Ｂ ａ、 Ｃａ、 Ｃｕ３０ｘ
単相であることが確認された。一方、Ｎａ５の試料は’
ｒ２２Ｂａ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｏｘ（単位胞のＣ軸は３６人
で。
温度 時間＆１ ２２°２．０ ２ ２．３ ′２．０ ３ ２２°２．０ ４ １４２．０ ５ １４ ： ２．０ ６ １４．２．０ ７ １４．２．０ ８ １４ ： ２．０ ９ １４．２．０ ３１４４ ９０５℃ ２８３８ ９００℃ ３１４４ ９１０℃ ５１．５．４ ９００℃ ５１”５４ ８５０℃ ５．１．５４ ８５０℃ ５１°５４ ８５０℃ ５．１．５４ ８００℃ ５．１ ５４ ７５０℃ ｈ ｈ ｈ ０ｈ ｈ ０ｈ ８ｈ ８ｈ ８ｈ Ｘ線回折により結晶構造を調べたところ、Ｎａ １〜４
の試料はほぼＴ ａ２ Ｂ ａ、 Ｃａ、 Ｃｕ３０ｘ
単相であることが確認された。一方、Ｎａ５の試料は’
ｒ２２Ｂａ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｏｘ（単位胞のＣ軸は３６人
で。
Ｔｌｌと０から成層が１８人周期で並ぶ）と’１．Ｂａ
。
。
Ｃａ２Ｃｕ３０．（単位胞のＣ軸は１６人）と混合相で
あった。＆６〜９の試料ではＴｄ、Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ、
Ｏｘ。
あった。＆６〜９の試料ではＴｄ、Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ、
Ｏｘ。
Ｔ ＩＩ Ｉ Ｂ ａ ｚ Ｃａ ｚ Ｃｕ ｚ Ｏｘ
および３４人（＝１８＋１６）の周期構造を示すピーク
が観測された。特に＆８においては３４人周期構造が主
相であった。Ｎａ ８の試料を透過型電子顕微鏡（Ｔ
Ｅ Ｍ）で観察したところ１８人と１６人間隔の層が交
互に配列している部分（少なくとも１５対が一視野中に
確認できる）がｌｌ［された。Ｎａ ７〜９の試料中に
も３４人周期構造が認められた。
および３４人（＝１８＋１６）の周期構造を示すピーク
が観測された。特に＆８においては３４人周期構造が主
相であった。Ｎａ ８の試料を透過型電子顕微鏡（Ｔ
Ｅ Ｍ）で観察したところ１８人と１６人間隔の層が交
互に配列している部分（少なくとも１５対が一視野中に
確認できる）がｌｌ［された。Ｎａ ７〜９の試料中に
も３４人周期構造が認められた。
第１図に４１．４，５．８の抵抗および磁化率の温度特
性を示す、４１，４．５よりも＆８の方が抵抗ゼロを示
す温度がやや高くなっており、オンセットと思われる抵
抗値の減少が１３０″Ｋから始まっている。また、磁化
率についてもＮｃｉ８の方がＴｃ近傍までより大きな反
磁化を維持していた。
性を示す、４１，４．５よりも＆８の方が抵抗ゼロを示
す温度がやや高くなっており、オンセットと思われる抵
抗値の減少が１３０″Ｋから始まっている。また、磁化
率についてもＮｃｉ８の方がＴｃ近傍までより大きな反
磁化を維持していた。
（発明の効果）
本発明はＴａと酸素の岩塩構造を基本とする層とＢａ、
Ｃａ、 Ｃｕ、酸素のペロブスカイト型構造を基本と
する層が交互に配列した層状化合物において、Ｔａと酸
素の層に１原子層および２Ｍ子層の２種類がありこれら
が交互に配列する酸化物超伝導材料である。製造方法と
しては、８５０℃以下の温度で焼成することによって得
られる。
Ｃａ、 Ｃｕ、酸素のペロブスカイト型構造を基本と
する層が交互に配列した層状化合物において、Ｔａと酸
素の層に１原子層および２Ｍ子層の２種類がありこれら
が交互に配列する酸化物超伝導材料である。製造方法と
しては、８５０℃以下の温度で焼成することによって得
られる。
この材料は、従来知られている材料に比べて、Ｔｃが高
くまたＴｃ近傍での超伝導性の劣化が少なく良好な超伝
導性を示し、その効果は大である。
くまたＴｃ近傍での超伝導性の劣化が少なく良好な超伝
導性を示し、その効果は大である。
第１図は、電気抵抗および磁化率の温度特性を示す図で
ある。
ある。
Claims (2)
- （１）Ｔｌと酸素の岩塩構造を基本とする層とＢａ，Ｃ
ａ，Ｃｕ，酸素のペロブスカイト型構造を基本とする層
が交互に配列した層状化合物において、前記Ｔｌと酸素
の層に１原子層および２原子層の２種類がありこれらが
交互に配列することを特徴とする酸化物超伝導材料。 - （２）８５０℃以下の温度で焼成することを特徴とする
請求項（１）記載の酸化物超伝導材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2093134A JPH03295807A (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | 酸化物超伝導材料とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2093134A JPH03295807A (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | 酸化物超伝導材料とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03295807A true JPH03295807A (ja) | 1991-12-26 |
Family
ID=14074054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2093134A Pending JPH03295807A (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | 酸化物超伝導材料とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03295807A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118866459A (zh) * | 2024-07-05 | 2024-10-29 | 中国科学院物理研究所 | 一种Cu1223超导体及其制备方法 |
-
1990
- 1990-04-10 JP JP2093134A patent/JPH03295807A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118866459A (zh) * | 2024-07-05 | 2024-10-29 | 中国科学院物理研究所 | 一种Cu1223超导体及其制备方法 |
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