JPH0422853B2 - - Google Patents
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- JPH0422853B2 JPH0422853B2 JP63118068A JP11806888A JPH0422853B2 JP H0422853 B2 JPH0422853 B2 JP H0422853B2 JP 63118068 A JP63118068 A JP 63118068A JP 11806888 A JP11806888 A JP 11806888A JP H0422853 B2 JPH0422853 B2 JP H0422853B2
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- 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
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、Ｙ−Ba−Cu系、Er−Ba−Cu系、
Bi−Sr−Ca−Cu系等の酸化銅を含む超伝導材料
の製造方法に関する。
Bi−Sr−Ca−Cu系等の酸化銅を含む超伝導材料
の製造方法に関する。
（従来の技術）
従来、酸化銅を踏む超伝導材料の製造方法とし
ては、例えばＹ−Ba−Cu系超伝導材料の製造方
法を例にすれば炭酸バリウム、酸化イツトリウ
ム、酸化銅の粉体を均一に混合した後、該混合物
を温度950℃で焼成する方法、或いはバリウム、
イツトリウム、銅の各硝酸塩を溶液にした後、ク
エン酸水溶液とし、該水溶液を乾燥し、得られた
粉体を焼成する方法が知られている。
ては、例えばＹ−Ba−Cu系超伝導材料の製造方
法を例にすれば炭酸バリウム、酸化イツトリウ
ム、酸化銅の粉体を均一に混合した後、該混合物
を温度950℃で焼成する方法、或いはバリウム、
イツトリウム、銅の各硝酸塩を溶液にした後、ク
エン酸水溶液とし、該水溶液を乾燥し、得られた
粉体を焼成する方法が知られている。
このようにして得られた酸化銅を含む超伝導材
料は超伝導電流を流す方向により臨界電流密度が
異なる異方性を持つており、結晶軸のｃ軸方向よ
りもab軸平面が流れ易い特性を有する。
料は超伝導電流を流す方向により臨界電流密度が
異なる異方性を持つており、結晶軸のｃ軸方向よ
りもab軸平面が流れ易い特性を有する。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら前記製造方法によつて得られた超
伝導材料は、いずれの場合も形成された結晶方向
が一定とならず、不規則な結晶軸を持つた結晶粒
子の集合体しか得られず、そのために最良の焼結
状態で得られた超伝導材料であつても結晶のｃ軸
方向の臨界電流密度を越えることが出来ないとい
う問題がある。
伝導材料は、いずれの場合も形成された結晶方向
が一定とならず、不規則な結晶軸を持つた結晶粒
子の集合体しか得られず、そのために最良の焼結
状態で得られた超伝導材料であつても結晶のｃ軸
方向の臨界電流密度を越えることが出来ないとい
う問題がある。
本発明は、かかる問題点を解消し、均一な結晶
軸を備え、優れた配向性を有する酸化銅を含む超
伝導材料の製造方法を提供することを目的とす
る。
軸を備え、優れた配向性を有する酸化銅を含む超
伝導材料の製造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、Ｙ−Ba−Cu系、Er−Ba−Cu系、
Bi−Sr−Ca−Cu系等の酸化銅を含む超伝導材料
の製造方法において、表面の銅原子の結晶軸を
（100）面に配向させた銅板の表面に超伝導材料を
構成する元素のうち銅を除いた他の元素を含む化
合物を被覆し、次いで温度900℃以上で焼成した
後、得られた焼結体を酸素雰囲気中で焼鈍するこ
とを特徴とする。
Bi−Sr−Ca−Cu系等の酸化銅を含む超伝導材料
の製造方法において、表面の銅原子の結晶軸を
（100）面に配向させた銅板の表面に超伝導材料を
構成する元素のうち銅を除いた他の元素を含む化
合物を被覆し、次いで温度900℃以上で焼成した
後、得られた焼結体を酸素雰囲気中で焼鈍するこ
とを特徴とする。
銅の表面に銅原子の結晶軸が（100）面となる
ように配向させるには、例えば、銅に加工度95％
以上の圧延加工を施せばよく、更に該加工板に窒
素雰囲気中で温度500〜1000℃の熱処理を施すこ
とによつて（100）面の配向性が増し、ほぼ全て
の結晶が（100）面となる。
ように配向させるには、例えば、銅に加工度95％
以上の圧延加工を施せばよく、更に該加工板に窒
素雰囲気中で温度500〜1000℃の熱処理を施すこ
とによつて（100）面の配向性が増し、ほぼ全て
の結晶が（100）面となる。
また銅板の表面に被覆する化合物としては、超
伝導材料を構成する元素のうち銅を除いた例えば
酸化イツトリウム、酸化ビスマスのような酸化
物、例えば炭酸バリウム、炭酸ストロンチウムの
ような炭酸塩、例えば蓚酸バリウム、蓚酸イツト
リウムのような有機酸塩、例えばジメトキシバリ
ウム、トリメトキシイツトリウム、ジメトキシス
トロンチウムのような金属アルコキシド等の有機
金属化合物のうち１種類以上で構成される化合物
を用いる。またこれら１種類以上で構成される化
合物に、更に酸化銅を添加した化合物を用いても
よい。この場合は化合物中にあらかじめ添加され
た酸化銅と、超伝導材料を構成する元素のうち銅
を用いた他の元素の酸化物、炭酸塩、有機酸塩或
いは金属アルコキシド等の有機金属化合物のうち
１種類以上で構成される化合物との反応が速やか
に行われるため超伝導膜の形成が速められ、特に
超伝導膜を厚く形成する際には拡散の時間を短縮
出来る。そして該化合物中の各成分の配合比率
は、超伝導材料原料の各元素の構成比率に適合す
るように任意の配合割合に調整すればよい。
伝導材料を構成する元素のうち銅を除いた例えば
酸化イツトリウム、酸化ビスマスのような酸化
物、例えば炭酸バリウム、炭酸ストロンチウムの
ような炭酸塩、例えば蓚酸バリウム、蓚酸イツト
リウムのような有機酸塩、例えばジメトキシバリ
ウム、トリメトキシイツトリウム、ジメトキシス
トロンチウムのような金属アルコキシド等の有機
金属化合物のうち１種類以上で構成される化合物
を用いる。またこれら１種類以上で構成される化
合物に、更に酸化銅を添加した化合物を用いても
よい。この場合は化合物中にあらかじめ添加され
た酸化銅と、超伝導材料を構成する元素のうち銅
を用いた他の元素の酸化物、炭酸塩、有機酸塩或
いは金属アルコキシド等の有機金属化合物のうち
１種類以上で構成される化合物との反応が速やか
に行われるため超伝導膜の形成が速められ、特に
超伝導膜を厚く形成する際には拡散の時間を短縮
出来る。そして該化合物中の各成分の配合比率
は、超伝導材料原料の各元素の構成比率に適合す
るように任意の配合割合に調整すればよい。
また銅板の表面に前記化合物を被覆するには、
酸化イツトリウムと炭酸バリウムの混合粉末を該
表面に散布する方法、メチルセルロースバインダ
の水溶液に酸化イツトリウムと炭酸バリウムの混
合粉末を添加し、これを混練と圧延加工を施した
厚さ0.5mm程度のシートを該表面に重ね合せる方
法、ジ−ｉ−ブトキシバリウムとトリ−ｉ−プロ
ポキシイツトリウムとをベンゼンのような溶剤中
に溶解せしめた溶液を該表面にスプレイ、或いは
デツピングで塗布する方法がある。
酸化イツトリウムと炭酸バリウムの混合粉末を該
表面に散布する方法、メチルセルロースバインダ
の水溶液に酸化イツトリウムと炭酸バリウムの混
合粉末を添加し、これを混練と圧延加工を施した
厚さ0.5mm程度のシートを該表面に重ね合せる方
法、ジ−ｉ−ブトキシバリウムとトリ−ｉ−プロ
ポキシイツトリウムとをベンゼンのような溶剤中
に溶解せしめた溶液を該表面にスプレイ、或いは
デツピングで塗布する方法がある。
また焼成体に焼鈍処理を施す際の酸素雰囲気中
の酸素量は一般に21vol％以上とし、また焼鈍温
度は300〜350℃程度とする。
の酸素量は一般に21vol％以上とし、また焼鈍温
度は300〜350℃程度とする。
尚表面の銅原子の結晶軸を（100）面に配向さ
せた銅板の表面に超伝導材料を構成する元素のう
ち銅を除いた他の元素を含む化合物を被覆し、次
いで温度900℃以上で焼成し、得られた焼結体に
を酸素雰囲気中で焼鈍することによつて、均一な
結晶軸が得られるのは次のような理由からと考え
られる。即ち金属銅の融点は1064℃であり、炭酸
バリウムの融点1740℃、また酸化イツトリウムの
融点2410℃よりも低温であり、また金属銅は空気
中で1000℃以下で熱処理を施すと酸化銅（）を
生じるので、前記銅板の表面にイツトリウム元素
およびバリウム元素を被覆し焼成すると、まず金
属銅の酸化が起り、次いでイツトリウム、バリウ
ム、銅の３元素の酸化反応が起こることとなる。
銅の酸化機構は銅より酸素の方が大きく移動しに
くいため表面の銅が酸素と反応し酸化銅の膜を形
成し、その酸化銅の上に銅が下から出てきて酸素
と結合し酸化銅を形成していく機構であり、表面
の金属銅の配向性に合つた酸化銅被膜を生じる。
そしてこの酸化銅結晶の結晶軸はａ軸4.653Å、
ｂ軸3.410Å、ｃ軸5.108Åであり、また金属銅の
（100）面の結晶軸および面心に位置する銅までの
距離は3.6153Å、2.5564Åであり、金属銅の他の
（110）（111）面の距離より酸化銅のａ、ｂ軸の長
さが合うので、金属銅（100）面に酸化銅の
（001）面が生成され、よつて金属銅（100）面上
に酸化銅層を介して配向性のそろつた各結晶の
ab軸平面を有する例えばＹ−Ba−Cu系の酸化銅
を含む超伝導材料が形成されるためである。
せた銅板の表面に超伝導材料を構成する元素のう
ち銅を除いた他の元素を含む化合物を被覆し、次
いで温度900℃以上で焼成し、得られた焼結体に
を酸素雰囲気中で焼鈍することによつて、均一な
結晶軸が得られるのは次のような理由からと考え
られる。即ち金属銅の融点は1064℃であり、炭酸
バリウムの融点1740℃、また酸化イツトリウムの
融点2410℃よりも低温であり、また金属銅は空気
中で1000℃以下で熱処理を施すと酸化銅（）を
生じるので、前記銅板の表面にイツトリウム元素
およびバリウム元素を被覆し焼成すると、まず金
属銅の酸化が起り、次いでイツトリウム、バリウ
ム、銅の３元素の酸化反応が起こることとなる。
銅の酸化機構は銅より酸素の方が大きく移動しに
くいため表面の銅が酸素と反応し酸化銅の膜を形
成し、その酸化銅の上に銅が下から出てきて酸素
と結合し酸化銅を形成していく機構であり、表面
の金属銅の配向性に合つた酸化銅被膜を生じる。
そしてこの酸化銅結晶の結晶軸はａ軸4.653Å、
ｂ軸3.410Å、ｃ軸5.108Åであり、また金属銅の
（100）面の結晶軸および面心に位置する銅までの
距離は3.6153Å、2.5564Åであり、金属銅の他の
（110）（111）面の距離より酸化銅のａ、ｂ軸の長
さが合うので、金属銅（100）面に酸化銅の
（001）面が生成され、よつて金属銅（100）面上
に酸化銅層を介して配向性のそろつた各結晶の
ab軸平面を有する例えばＹ−Ba−Cu系の酸化銅
を含む超伝導材料が形成されるためである。
（実施例）
次に本発明の具体的実施例に基づき説明する。
実施例 １
先ず、厚さ２mmの銅に冷間圧延加工法で加工度
96％の圧延加工を施して圧延板を作成した。
96％の圧延加工を施して圧延板を作成した。
次いでこの圧延板に窒素100vol％雰囲気中で温
度500℃の焼鈍処理を施して表面に銅原子の結晶
軸が（100）面が配向された銅板を作成した。
度500℃の焼鈍処理を施して表面に銅原子の結晶
軸が（100）面が配向された銅板を作成した。
得られた銅板の表面に酸化イツトリウム（鈍度
99.9％）と、炭酸バリウム（純度99.66％）の比
率が１：３：５からなる混合粉末のスラリー状化
合物をデツピングで被覆した。
99.9％）と、炭酸バリウム（純度99.66％）の比
率が１：３：５からなる混合粉末のスラリー状化
合物をデツピングで被覆した。
続いてこの銅板を温度900℃で３時間焼成して、
焼結体を作成した。
焼結体を作成した。
更に焼結体に酸素21vol％雰囲気中で温度350
℃、５時間の焼鈍処理を施して超伝導材料を作成
した。
℃、５時間の焼鈍処理を施して超伝導材料を作成
した。
上記方法で作成されたＹ−Ba−Cu系超伝導材
料の結晶をＸ線回析法で調べたところ、ａ軸
3.885Å、ｂ軸3.827Å、ｃ軸11.684Åであり、ま
たＸ線回析装置で観察したところ、ab軸平面の
そろつた優れた配向性を有していることが示され
た。
料の結晶をＸ線回析法で調べたところ、ａ軸
3.885Å、ｂ軸3.827Å、ｃ軸11.684Åであり、ま
たＸ線回析装置で観察したところ、ab軸平面の
そろつた優れた配向性を有していることが示され
た。
実施例 ２
銅板の表面に被覆する化合物として、酸化イツ
トリウム（純度99.9％）と、炭酸バリウム（純度
99.66％）の比率が１：3.5からなる混合粉末をメ
チルセルロースバインダー水溶液に添加し、混練
した後厚さ0.5mmに圧延したシートを用い、これ
を該表面に重ね合せた以外は実施例１と同一方法
でＹ−Ba−Cu系超伝導材料を作成した。この超
伝導材料の結晶を実施例１と同一方法で調べたと
ころ、実施例１と同等であり、またＸ線回析装置
で観察したところ、ab軸平面のそろつた優れた
配向性を有していることが示された。
トリウム（純度99.9％）と、炭酸バリウム（純度
99.66％）の比率が１：3.5からなる混合粉末をメ
チルセルロースバインダー水溶液に添加し、混練
した後厚さ0.5mmに圧延したシートを用い、これ
を該表面に重ね合せた以外は実施例１と同一方法
でＹ−Ba−Cu系超伝導材料を作成した。この超
伝導材料の結晶を実施例１と同一方法で調べたと
ころ、実施例１と同等であり、またＸ線回析装置
で観察したところ、ab軸平面のそろつた優れた
配向性を有していることが示された。
実施例 ３
銅板の表面に被覆する化合物として、酸化銅
（純度99.9％）と、酸化イツトリウム（純度99.9
％）と、炭酸バリウム（純度99.66％）の比率が
6.5：３：10.5からなる混合粉末を用い、該粉末
を該表面に散布した以外は実施例１と同一方法で
Ｙ−Ba−Cu系超伝導材料を作成した。この超伝
導材料の結晶を実施例１と同一方法で調べたとこ
ろ、実施例１と同等であり、またＸ線回析装置で
観察したところ、ab軸平面のそろつた優れた配
向性を有していることが示された。
（純度99.9％）と、酸化イツトリウム（純度99.9
％）と、炭酸バリウム（純度99.66％）の比率が
6.5：３：10.5からなる混合粉末を用い、該粉末
を該表面に散布した以外は実施例１と同一方法で
Ｙ−Ba−Cu系超伝導材料を作成した。この超伝
導材料の結晶を実施例１と同一方法で調べたとこ
ろ、実施例１と同等であり、またＸ線回析装置で
観察したところ、ab軸平面のそろつた優れた配
向性を有していることが示された。
実施例 ４
銅板の表面に被覆する化合物として、トリ−ｉ
−プロポキシイツトリウム（純度99.9％）と、ジ
−ｉ−ブトキシバリウム（純度99.9％）の比率が
１：2.1からなる混合粉末をベンゼンに溶解させ
た溶液を用い、該溶液を該表面にスプレイで塗布
した以外は実施例１と同一方法でＹ−Ba−Cu系
超伝導材料を作成した。この超伝導材料の結晶を
実施例１と同一方法で調べたところ、実施例１と
同等であり、またＸ線回析装置で観察したとこ
ろ、ab軸平面のそろつた優れた配向性を有して
いることが示された。
−プロポキシイツトリウム（純度99.9％）と、ジ
−ｉ−ブトキシバリウム（純度99.9％）の比率が
１：2.1からなる混合粉末をベンゼンに溶解させ
た溶液を用い、該溶液を該表面にスプレイで塗布
した以外は実施例１と同一方法でＹ−Ba−Cu系
超伝導材料を作成した。この超伝導材料の結晶を
実施例１と同一方法で調べたところ、実施例１と
同等であり、またＸ線回析装置で観察したとこ
ろ、ab軸平面のそろつた優れた配向性を有して
いることが示された。
（発明の効果）
このように本発明によるときは、表面の銅原子
の結晶軸を（100）面に配向させた銅板を用いる
ようにしたので、均一な結晶軸を備え、優れた配
向性を有するＹ−Ba−Cu系、Er−Ba−Cu系、
Bi−Sr−Ca−Cu系等の酸化銅を含む超伝導材料
を容易に製造することが出来、また該銅板の表面
に超伝導材料を構成する元素のうち銅を除いた他
の元素を含む化合物を被覆し、次いで温度900℃
以上で焼成した後、得られた焼結体を酸素雰囲気
中で焼鈍するようにしたので、該化合物を銅板中
に均一に浸透、拡散させることが出来る等の効果
を有する。
の結晶軸を（100）面に配向させた銅板を用いる
ようにしたので、均一な結晶軸を備え、優れた配
向性を有するＹ−Ba−Cu系、Er−Ba−Cu系、
Bi−Sr−Ca−Cu系等の酸化銅を含む超伝導材料
を容易に製造することが出来、また該銅板の表面
に超伝導材料を構成する元素のうち銅を除いた他
の元素を含む化合物を被覆し、次いで温度900℃
以上で焼成した後、得られた焼結体を酸素雰囲気
中で焼鈍するようにしたので、該化合物を銅板中
に均一に浸透、拡散させることが出来る等の効果
を有する。
また前記化合物に金属アルコキシドの溶液を用
いると、溶液中の超伝導材料を構成する元素のう
ち銅を除いた他の元素を元素レベルで均一に混合
出来るため、仮焼と粉砕の回数を減らすことが出
来る効果がある。
いると、溶液中の超伝導材料を構成する元素のう
ち銅を除いた他の元素を元素レベルで均一に混合
出来るため、仮焼と粉砕の回数を減らすことが出
来る効果がある。
また前記化合物に酸化銅を添加したものを用い
ると、酸化銅と、超伝導材料を構成する元素のう
ち銅を除いた他の元素の酸化物、炭酸塩、有機酸
塩或いは金属アルコキシド等の有機金属化合物の
うち１種類以上で構成される化合物との反応が速
やかに行われるため、超伝導膜の形成を速めるこ
とが出来る効果がある。
ると、酸化銅と、超伝導材料を構成する元素のう
ち銅を除いた他の元素の酸化物、炭酸塩、有機酸
塩或いは金属アルコキシド等の有機金属化合物の
うち１種類以上で構成される化合物との反応が速
やかに行われるため、超伝導膜の形成を速めるこ
とが出来る効果がある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｙ−Ba−Cu系、Er−Ba−Cu系、Bi−Sr−
Ca−Cu系等の酸化銅を含む超伝導材料の製造方
法において、表面の銅原子の結晶軸を（100）面
に配向させた銅板の表面に超伝導材料を構成する
元素のうち銅を除いた他の元素を含む化合物を被
覆し、次いで温度900℃以上で焼成した後、得ら
れた焼成体を酸素雰囲気中で焼鈍することを特徴
とする酸化銅を含む超伝導材料の製造方法。 ２ 前記化合物は超伝導材料を構成する元素のう
ち銅を除いた他の元素の酸化物、炭素塩、有機酸
塩或いは金属アルコキシド等の有機金属化合物の
うち１種類以上で構成されることを特徴とする請
求項第１項記載の酸化銅を含む超伝導材料の製造
方法。 ３ 前記化合物は酸化銅と、超伝導材料を構成す
る元素のうち銅を除いた他の元素の酸化物、炭酸
塩、有機酸塩或いは金属アルコキシド等の有機金
属化合物のうち１種類以上とで構成されることを
特徴とする請求項第１項記載の酸化銅を含む超伝
導材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63118068A JPH01290524A (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | 酸化銅を含む超伝導材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63118068A JPH01290524A (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | 酸化銅を含む超伝導材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01290524A JPH01290524A (ja) | 1989-11-22 |
| JPH0422853B2 true JPH0422853B2 (ja) | 1992-04-20 |
Family
ID=14727211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63118068A Granted JPH01290524A (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | 酸化銅を含む超伝導材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01290524A (ja) |
-
1988
- 1988-05-17 JP JP63118068A patent/JPH01290524A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01290524A (ja) | 1989-11-22 |
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