JPH0393626A - 酸化物超電導材料とその製造方法 - Google Patents
酸化物超電導材料とその製造方法Info
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- JPH0393626A JPH0393626A JP1230876A JP23087689A JPH0393626A JP H0393626 A JPH0393626 A JP H0393626A JP 1230876 A JP1230876 A JP 1230876A JP 23087689 A JP23087689 A JP 23087689A JP H0393626 A JPH0393626 A JP H0393626A
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- superconducting material
- temperature
- oxide superconducting
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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
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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】
［産業上の利用分野コ
本発明は、ｌＯＯＫ以上の高い臨界温度を有し、比較的
容易に合成できる酸化物超電導材料に関するものである
。
容易に合成できる酸化物超電導材料に関するものである
。
［従来の技術］
１９８６年に３０Ｋ以上の高い臨界温度を有するＬ ａ
−Ｂ ａ−Ｃ ｕ−０系の超電導酸化物が発見されて以
来、酸化物超電導材料が注目を集めた。１９８７年には
、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の超電導酸化物の臨界温度が液
体窒素温度（７ ７ Ｋ）よりも高く、約９０Ｋである
ことが確認された。また１９８８年には、Ｂ ｔ−Ｓ
ｒ−Ｃ ａ−Ｃ ｕ−０系、及びＴ Ｉ−Ｂ ａ−Ｃ
ａ−Ｃ ｕ−０系超電導材料が発見され、臨界温度は、
１００Ｋ以上になった（北沢宏一 岸尾光二、応用物理
、５７巻、 ｐｍ）１８４４〜１６６５、 １９８８年
）。
−Ｂ ａ−Ｃ ｕ−０系の超電導酸化物が発見されて以
来、酸化物超電導材料が注目を集めた。１９８７年には
、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の超電導酸化物の臨界温度が液
体窒素温度（７ ７ Ｋ）よりも高く、約９０Ｋである
ことが確認された。また１９８８年には、Ｂ ｔ−Ｓ
ｒ−Ｃ ａ−Ｃ ｕ−０系、及びＴ Ｉ−Ｂ ａ−Ｃ
ａ−Ｃ ｕ−０系超電導材料が発見され、臨界温度は、
１００Ｋ以上になった（北沢宏一 岸尾光二、応用物理
、５７巻、 ｐｍ）１８４４〜１６６５、 １９８８年
）。
［発明が解決しようとする課題コ
しかしながら、前記Ｂ ｉ−Ｓ ｒ−Ｃ ａ−Ｃ ｕ−
０系超電導材料は、非常に製造が難しいという問題があ
り、前記Ｔ Ｉ−Ｂ ａ−Ｃ ａ−Ｃ ｕ−０系超電導
材料は、その臨界温度が１２０Ｋを越えるものの、毒性
の強いＴｌを多量に含むという問題点があった（伊原英
雄、応用物理、５巻、ｐｍ）７４４〜７５５）。
０系超電導材料は、非常に製造が難しいという問題があ
り、前記Ｔ Ｉ−Ｂ ａ−Ｃ ａ−Ｃ ｕ−０系超電導
材料は、その臨界温度が１２０Ｋを越えるものの、毒性
の強いＴｌを多量に含むという問題点があった（伊原英
雄、応用物理、５巻、ｐｍ）７４４〜７５５）。
本発明は、このような従来の問題点を解決するためにな
されたもので、臨界温度が約１２０Ｋ以上でしかもＴＩ
の含有量の少ない新規な酸化物超電導材料を提供するこ
とを目的とする。
されたもので、臨界温度が約１２０Ｋ以上でしかもＴＩ
の含有量の少ない新規な酸化物超電導材料を提供するこ
とを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明の超電導材料は、少なくとも、Ｔ＋， Ｐｂ，
Ｂ１％ Ｓｒ％ Ｃａｘ Ｃｕ， Ｏの元素から
構成されていて、この化合物の化学組成式がＴＩ．Ｐｂ
，Ｂ１よＳｒｓＣ ａｌｌ Ｃ ｕ＠ Ｏ ｒ（ ｒ
＝ ９ ）で表され、Ｘ％ ’Ｉ１Ｚｓ の範囲と
しては、ｘ＋ ｙ＋ｚ：１、０．８５≦ｘ≦０．９５、
０≦ｙ≦０．５、０．０５≦ｚ≦０．２である。
Ｂ１％ Ｓｒ％ Ｃａｘ Ｃｕ， Ｏの元素から
構成されていて、この化合物の化学組成式がＴＩ．Ｐｂ
，Ｂ１よＳｒｓＣ ａｌｌ Ｃ ｕ＠ Ｏ ｒ（ ｒ
＝ ９ ）で表され、Ｘ％ ’Ｉ１Ｚｓ の範囲と
しては、ｘ＋ ｙ＋ｚ：１、０．８５≦ｘ≦０．９５、
０≦ｙ≦０．５、０．０５≦ｚ≦０．２である。
特に、 Ｘｓ ｙ％ ２％ が、 ０．３５≦ｘ
≦０．９、０≦ｙ≦０．４５、０．０５≦ｚ≦０．２の
範囲にある時、特に特性の優れた超電導材料が製造でき
る。
≦０．９、０≦ｙ≦０．４５、０．０５≦ｚ≦０．２の
範囲にある時、特に特性の優れた超電導材料が製造でき
る。
さらにその中でも、ｙがＯ≦ｙ≦０．４の範囲にあり、
Ｘと２の比率が４対１の割合をもつ時、最も高い臨界温
度を有する超電導材料を得ることができる。
Ｘと２の比率が４対１の割合をもつ時、最も高い臨界温
度を有する超電導材料を得ることができる。
［作用］
本発明により、毒性の強いＴＩの含有量が小さく、しか
も臨界温度が約１２０Ｋを持つ、酸化物超電導材料を製
造できる。
も臨界温度が約１２０Ｋを持つ、酸化物超電導材料を製
造できる。
［実施例コ
以下、本発明の実施例について説明する。
〔実施例１〕
出発原料として、市販の試薬を用いて第１表及び第１図
（図中の■〜■は試料番号である）に示した組成の試料
を作製した。試料の製造方法を試料７の製造方法を例に
説明する。
（図中の■〜■は試料番号である）に示した組成の試料
を作製した。試料の製造方法を試料７の製造方法を例に
説明する。
出発原料として市販のＴ１＊（ｈ、ｐｂｏ％ ＢｉＯｈ
ＳｒＣＯｓｓ ＣａＣＯｓｓ ＣｕＯを用いた。ま
ずＰｂ％Ｂｋ Ｓｒ％ Ｃａ％ Ｃｕの原料を目的と
する組成になるように配合し、充分混合する。この混合
粉を、酸素雰囲気中８５０℃で１０時間仮焼した。得ら
れた仮焼粉を充分に粉砕し、それにＴＩ＊Ｏｓの組成物
となるよう加え再び充分混合する。この混合粉を２■×
２■■×２０■の直方体にプレス成形したのち、金パイ
プに封入し、それを酸素雰囲気中９００〜９５０℃で１
〜５０時間焼結した後、炉中で冷却した。
ＳｒＣＯｓｓ ＣａＣＯｓｓ ＣｕＯを用いた。ま
ずＰｂ％Ｂｋ Ｓｒ％ Ｃａ％ Ｃｕの原料を目的と
する組成になるように配合し、充分混合する。この混合
粉を、酸素雰囲気中８５０℃で１０時間仮焼した。得ら
れた仮焼粉を充分に粉砕し、それにＴＩ＊Ｏｓの組成物
となるよう加え再び充分混合する。この混合粉を２■×
２■■×２０■の直方体にプレス成形したのち、金パイ
プに封入し、それを酸素雰囲気中９００〜９５０℃で１
〜５０時間焼結した後、炉中で冷却した。
この後、拭料を炉より取り出し、試料の抵抗一温度特性
を通常の４端子法で測定した。
を通常の４端子法で測定した。
その結果を第２図に示した。この試料の超電導開始温度
は１２３Ｋであり、抵抗亨０の温度は１１８Ｋでふった
。この試料の直流帯磁率を測定したところ、１２２Ｋよ
り反磁性の信号を示し始めた。反磁性信号の大きさは、
５Ｋにおいて完全反磁性の３０％程度であった（第３図
）。
は１２３Ｋであり、抵抗亨０の温度は１１８Ｋでふった
。この試料の直流帯磁率を測定したところ、１２２Ｋよ
り反磁性の信号を示し始めた。反磁性信号の大きさは、
５Ｋにおいて完全反磁性の３０％程度であった（第３図
）。
第２表に第１表及び第１図に示した組成の試料の超電導
特性を示した。この第２表において、オンセット温度と
は、第２図に示したように、試料の超電導転移開始温度
であり、試料を冷却していった際に電気抵抗が急激に低
下し始める温度である。また、ミッドポイント温度とは
、試料の抵抗硫がオンセット温度における抵抗値の半分
となる温度であり、ゼロ抵抗温度とは、超電導状態とな
ったために試料の電気抵抗がゼロになった温度である。
特性を示した。この第２表において、オンセット温度と
は、第２図に示したように、試料の超電導転移開始温度
であり、試料を冷却していった際に電気抵抗が急激に低
下し始める温度である。また、ミッドポイント温度とは
、試料の抵抗硫がオンセット温度における抵抗値の半分
となる温度であり、ゼロ抵抗温度とは、超電導状態とな
ったために試料の電気抵抗がゼロになった温度である。
試料４、６、８、１１、１２を比較するとＴＩの望まし
い組成範囲としては、０．３５≦ｘであることがわかる
。試料５から試料８及び試料９から試料１２までを比較
するとｐｂの望ましい組成範囲としては、Ｏ≦ｙ≦０．
５であることがわかる。
い組成範囲としては、０．３５≦ｘであることがわかる
。試料５から試料８及び試料９から試料１２までを比較
するとｐｂの望ましい組成範囲としては、Ｏ≦ｙ≦０．
５であることがわかる。
また試料１、２、６、１０， １３、１４を比較する
とＢＩの望ましい組成範囲は、０．０５≦ｚ≦０４であ
ることがわかる。ｙ％ ２の範囲が決められると、自動
的にＸの範囲が０．３５≦ｘ≦０．９５と決定される。
とＢＩの望ましい組成範囲は、０．０５≦ｚ≦０４であ
ることがわかる。ｙ％ ２の範囲が決められると、自動
的にＸの範囲が０．３５≦ｘ≦０．９５と決定される。
以上の結果より、Ｘ１ｙｓ Ｚｓ が、０．３５≦
ｘ≦０．９５、Ｏ≦ｙ≦０．５、０．０５≦ｚ≦０．４
の範囲にあるとき、臨界温度（ミッドポイント温度）が
ＩＩＯＫを越える良好な超電導材料が得られることがわ
かる。
ｘ≦０．９５、Ｏ≦ｙ≦０．５、０．０５≦ｚ≦０．４
の範囲にあるとき、臨界温度（ミッドポイント温度）が
ＩＩＯＫを越える良好な超電導材料が得られることがわ
かる。
特に、 Ｘ％ ｙ１ ２％ が、 ０．３５≦ｘ≦
０．９、０≦ｙ≦０．４５、０．０５≦ｚ≦０．２の範
囲にある時、臨界温度（ミッドポイント温度）が１１５
Ｋを越える特性の優れた超電導材料が製造できる。
０．９、０≦ｙ≦０．４５、０．０５≦ｚ≦０．２の範
囲にある時、臨界温度（ミッドポイント温度）が１１５
Ｋを越える特性の優れた超電導材料が製造できる。
さらに、０≦ｙ≦０．４の範囲にｙがあり、Ｘと２の比
率が４対１の組成を持つ場合、臨界温度（ミッドポイン
ト温度）が約１２０Ｋで、しかも１１０Ｋ以上のゼロ抵
抗温度をもつ超電導材料を合成することができることが
わかる。
率が４対１の組成を持つ場合、臨界温度（ミッドポイン
ト温度）が約１２０Ｋで、しかも１１０Ｋ以上のゼロ抵
抗温度をもつ超電導材料を合成することができることが
わかる。
試料７の成分を調べるために粉末Ｘ線回折を行った。そ
の結果を第４図に示した。このＸ線回折図形の主要ピー
クは、格子定数がａ＝０．３８２ｎｍ、ｃ＝１．５３ｎ
ｍの正方晶系の単位格子をとると指数付けすることがで
きる。このことからこの超電導酸化物の結晶構造は、超
電導転移温度が１１６ＫのＴＩＢａ２ｃａ＊ｃｕｓｏｒ
（ｒｚ９）と同様の結晶構造であることがわかる（伊原
英雄、応用物理、５巻、 ｐｐ７４４〜７５５）。
の結果を第４図に示した。このＸ線回折図形の主要ピー
クは、格子定数がａ＝０．３８２ｎｍ、ｃ＝１．５３ｎ
ｍの正方晶系の単位格子をとると指数付けすることがで
きる。このことからこの超電導酸化物の結晶構造は、超
電導転移温度が１１６ＫのＴＩＢａ２ｃａ＊ｃｕｓｏｒ
（ｒｚ９）と同様の結晶構造であることがわかる（伊原
英雄、応用物理、５巻、 ｐｐ７４４〜７５５）。
〔実施例−２〕
前記実施例１の試料７と同じ組成の試料を、実施例１と
同様に金パイプ中に封入して、各種酸素分圧雰囲気中、
９００〜９５０℃で１０時間焼結した。この結果を第３
表に示した。この結果を見ると、酸素分圧が高くなると
ともに、ミッドポイント温度、ゼロ抵抗温度がいずれも
高くなることがわかる。
同様に金パイプ中に封入して、各種酸素分圧雰囲気中、
９００〜９５０℃で１０時間焼結した。この結果を第３
表に示した。この結果を見ると、酸素分圧が高くなると
ともに、ミッドポイント温度、ゼロ抵抗温度がいずれも
高くなることがわかる。
以下、余白。
第１表
第２表
第３表
［発明の効果］
以上の実施例からも明かなように、本発明は、少なくと
も、Ｔｌｔ Ｐｂ％Ｂｌ、Ｓｒ１Ｃａ１Ｃｕｓ Ｏ
の元素から構成されていて、この化合物の化学組成式が
Ｔ ｌｘ Ｐ ｂｙ Ｂ ＩＸ Ｓ ｒ＊ Ｃ ａｔ
Ｃ ｕａ Ｏ ｒ （ ｒ ” ９ ）で表され、Ｘ％
’Ｉｓ Ｚの範囲としては、ｘ十ｙ＋ｚ＝１、０．
３５≦ｘ≦０．９５、０≦ｙ≦０．５、０．０５≦ｚ≦
０．４で表される臨界温度約１２０Ｋの新規な酸化物超
電導材料を提供するものである。
も、Ｔｌｔ Ｐｂ％Ｂｌ、Ｓｒ１Ｃａ１Ｃｕｓ Ｏ
の元素から構成されていて、この化合物の化学組成式が
Ｔ ｌｘ Ｐ ｂｙ Ｂ ＩＸ Ｓ ｒ＊ Ｃ ａｔ
Ｃ ｕａ Ｏ ｒ （ ｒ ” ９ ）で表され、Ｘ％
’Ｉｓ Ｚの範囲としては、ｘ十ｙ＋ｚ＝１、０．
３５≦ｘ≦０．９５、０≦ｙ≦０．５、０．０５≦ｚ≦
０．４で表される臨界温度約１２０Ｋの新規な酸化物超
電導材料を提供するものである。
また、前記組成物を酸素雰囲気中で熱処理することによ
り、ミッドポイント温度及びゼロ抵抗温度を高くするこ
とができる。
り、ミッドポイント温度及びゼロ抵抗温度を高くするこ
とができる。
また、本発明の超電導材料は、有害性のあるＴｌの含有
量が小さいため製造も比較的容易である。
量が小さいため製造も比較的容易である。
以上の如く、本発明の酸化物超電導材料は、工業上非常
に有効なものである。
に有効なものである。
第１図は、本発明の一実施例の試料中に含まれるＴＩ，
Ｐｂ％ Ｂｉの割合を示す図、第２図は、本発明の
実施例である試料７の抵抗一温度特性を示す図、 第３図は、本発明の実施例である試料７の直流帯磁率一
温度特性を示す図、 第４図は、本発明の実施例である試料７の粉末Ｘ線回折
図形である。
Ｐｂ％ Ｂｉの割合を示す図、第２図は、本発明の
実施例である試料７の抵抗一温度特性を示す図、 第３図は、本発明の実施例である試料７の直流帯磁率一
温度特性を示す図、 第４図は、本発明の実施例である試料７の粉末Ｘ線回折
図形である。
Claims (5)
- （１）少なくとも、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃ
ｕ、Ｏの元素から構成されていて、化学組成式がＴｌ＿
ｘＰｂ＿ｙＢｉ＿ｚＳｒ＿２Ｃａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿ｒ（
ｒ■９）で表される酸化物超電導材料において、ｘ、ｙ
、ｚが、ｘ＋ｙ＋ｚ：１、０．３５≦ｘ≦０．９５、０
≦ｙ≦０．５、０．０５≦ｚ≦０．４の範囲にあること
を特徴とする酸化物超電導材料。 - （２）前記請求項１に記載のＴｌ＿ｘＰｂ＿ｙＢｉ＿ｚ
Ｓｒ＿２Ｃａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿ｒ（ｒ■９）において、
ｘ、ｙ、ｚが、ｘ＋ｙ＋ｚ：１、０．３５≦ｘ≦０．９
、０≦ｙ≦０．４５、０．０５≦ｚ≦０．２の範囲にあ
ることを特徴とする酸化物超電導材料。 - （３）前記請求項１に記載のＴｌ＿ｘＰｂ＿ｙＢｉ＿ｚ
Ｓｒ＿２Ｃａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿ｒ（ｒ■９）において、
ｙが、０≦ｙ≦０．４の範囲を満たし、そのときｘとｚ
の比率が４対１の組成をもつ（ただしｘ＋ｙ＋ｚ：１）
ことを特徴とする酸化物超電導材料。 - （４）少なくとも、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃ
ｕ、Ｏの元素から構成されていて、化学組成式がＴｌ＿
ｘＰｂ＿ｙＢｉ＿ｚＳｒ＿２Ｃａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿ｒ（
ｒ■９）で表され、ｘ、ｙ、ｚが、ｘ＋ｙ＋ｚ：１、０
．３５≦ｘ≦０．９５、０≦ｙ≦０．５、０．０５≦ｚ
≦０．４の範囲にある組成物を、酸素雰囲気中で熱処理
する工程を備えたことを特徴とする酸化物超電導材料の
製造方法。 - （５）前記請求項４に記載の熱処理において、熱処理雰
囲気が、酸素分圧１気圧以上であることを特徴とする酸
化物超電導材料の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1230876A JPH0393626A (ja) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | 酸化物超電導材料とその製造方法 |
| PCT/JP1990/001139 WO1991003426A1 (en) | 1989-09-05 | 1990-09-05 | Superconducting material and production thereof |
| EP90913259A EP0441986B1 (en) | 1989-09-05 | 1990-09-05 | Superconducting material and production thereof |
| DE69024190T DE69024190T2 (de) | 1989-09-05 | 1990-09-05 | Supraleitendes material und seine herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1230876A JPH0393626A (ja) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | 酸化物超電導材料とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0393626A true JPH0393626A (ja) | 1991-04-18 |
Family
ID=16914694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1230876A Pending JPH0393626A (ja) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | 酸化物超電導材料とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0393626A (ja) |
-
1989
- 1989-09-05 JP JP1230876A patent/JPH0393626A/ja active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MRS BULLETIN * |
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