JPH04260614A - 銅含有複合酸化物の製造方法 - Google Patents
銅含有複合酸化物の製造方法Info
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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。
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、銅を含む金属アルコキ
シドの前駆体から銅含有複合酸化物を製造する方法に関
するものであり、銅アルコキシドとその他のアルコキシ
ドを複合化させ前駆体を加水分解し、残留有機物を燃焼
させないで焼成して銅含有複合酸化物、特に超電導酸化
物を効率よく低温で製造する方法に関するものである。
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するものであり、銅アルコキシドとその他のアルコキシ
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させないで焼成して銅含有複合酸化物、特に超電導酸化
物を効率よく低温で製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】セラミックスあるいは複合酸化物の製造
方法としては数多くの方法が知られているが、その一つ
としてゾル・ゲル法があり、そのゾル・ゲル法の一種に
金属アルコキシドを用いる方法がある。その金属アルコ
キシドを用いる方法は、金属アルコキシドの溶液を形成
し、それを加水分解して金属酸化物、金属水酸化物等か
らなるゾルを生成せしめ、そのゾルをゲル化し、ゲル粉
末を必要により成形して加熱することによりセラミック
スあるいは複合酸化物を得ることからなる。
方法としては数多くの方法が知られているが、その一つ
としてゾル・ゲル法があり、そのゾル・ゲル法の一種に
金属アルコキシドを用いる方法がある。その金属アルコ
キシドを用いる方法は、金属アルコキシドの溶液を形成
し、それを加水分解して金属酸化物、金属水酸化物等か
らなるゾルを生成せしめ、そのゾルをゲル化し、ゲル粉
末を必要により成形して加熱することによりセラミック
スあるいは複合酸化物を得ることからなる。
【0003】この金属アルコキシド溶液から調整したゲ
ル粉末を形成して加熱すると、無機化合物の仮焼によっ
てつくられたふつうの粉末原料を使用するときに比べて
はるかに低い温度で焼結ならびに緻密化が起こり、均質
で透明な酸化物ガラスあるいは緻密な多結晶体(セラミ
ックス)が低い温度で得られる。
ル粉末を形成して加熱すると、無機化合物の仮焼によっ
てつくられたふつうの粉末原料を使用するときに比べて
はるかに低い温度で焼結ならびに緻密化が起こり、均質
で透明な酸化物ガラスあるいは緻密な多結晶体(セラミ
ックス)が低い温度で得られる。
【0004】ゾル・ゲル法の特徴として以下の魅力的な
長所が列挙できる。■ 純度が高い。■ 分子レベ
ルで成分が均一である。
長所が列挙できる。■ 純度が高い。■ 分子レベ
ルで成分が均一である。
【0005】■ 微細組織を制御できる。■ 低温
で焼成できる。■ 従来の高温ルートでは困難だった
新しい組成が得られる。
で焼成できる。■ 従来の高温ルートでは困難だった
新しい組成が得られる。
【0006】■ 様々な形状を自由に得られる。例え
ば、下表に記載のように各種ゾル・ゲル法で作られる材
料の形状が挙げられる。バルク状、ファイバー、コーテ
ィング膜等の形状を持つもののほかに、粒状(研磨剤等
となる)または粉末状(充填剤等となる)のゲルやセラ
ミックスが作られる。 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−− 形状
製 法
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−− バルク体
■ 成形ゲル体の加熱
■ 粉末成形体の焼結
ファイバー ■ ゲルファイ
バーの加熱
■ ロッドプリフォームの線引き コーテ
ィング膜 ディップコーティングおよび類似の方
法 粉末・粒状 ■ ゲルの粉
末
■ ゲル微粒子の沈殿−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−超電導材料などに用いられる銅含有複合酸化
物の製造にもこの金属アルコキシドを用いる方法が適用
されている。例えば、以下、■〜■の文献に開示された
方法が挙げられている。
ば、下表に記載のように各種ゾル・ゲル法で作られる材
料の形状が挙げられる。バルク状、ファイバー、コーテ
ィング膜等の形状を持つもののほかに、粒状(研磨剤等
となる)または粉末状(充填剤等となる)のゲルやセラ
ミックスが作られる。 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−− 形状
製 法
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−− バルク体
■ 成形ゲル体の加熱
■ 粉末成形体の焼結
ファイバー ■ ゲルファイ
バーの加熱
■ ロッドプリフォームの線引き コーテ
ィング膜 ディップコーティングおよび類似の方
法 粉末・粒状 ■ ゲルの粉
末
■ ゲル微粒子の沈殿−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−超電導材料などに用いられる銅含有複合酸化
物の製造にもこの金属アルコキシドを用いる方法が適用
されている。例えば、以下、■〜■の文献に開示された
方法が挙げられている。
【0007】文献■:Japanese Journa
l of Applied Phisics Vol.
27, No.5, 1988, L867−L−86
9この文献は、銅アルコキシド等の金属アルコキシドを
用い、この溶解性を向上させるためにジエタノールアミ
ンを使用し、空気中でこれら金属アルコキシドを焼成し
、800〜900℃でBa2 YCu3 OX 相を生
成することを記載している。
l of Applied Phisics Vol.
27, No.5, 1988, L867−L−86
9この文献は、銅アルコキシド等の金属アルコキシドを
用い、この溶解性を向上させるためにジエタノールアミ
ンを使用し、空気中でこれら金属アルコキシドを焼成し
、800〜900℃でBa2 YCu3 OX 相を生
成することを記載している。
【0008】文献■: MRS Int’I. Mtg
. on Adv. Mats. Vol.6 P.2
33−238 この文献は、上記■と同様であるが、溶媒として、トリ
エタノールアミンを使用し、O2 中で焼成し、700
℃でYBa2 Cu3 OX が生成しはじめ、800
℃で単相となっていることを開示している。
. on Adv. Mats. Vol.6 P.2
33−238 この文献は、上記■と同様であるが、溶媒として、トリ
エタノールアミンを使用し、O2 中で焼成し、700
℃でYBa2 Cu3 OX が生成しはじめ、800
℃で単相となっていることを開示している。
【0009】文献■: SCIENCE Vol. 2
43, P.66−69この文献も銅アルコキシド等の
金属アルコキシドに2−ジエチルエタノールアミンを添
加し、それらの加水分解物をアルゴン中で焼成し、65
0℃でYBa2 Cu3 OX 相が生成すると報じて
いる。
43, P.66−69この文献も銅アルコキシド等の
金属アルコキシドに2−ジエチルエタノールアミンを添
加し、それらの加水分解物をアルゴン中で焼成し、65
0℃でYBa2 Cu3 OX 相が生成すると報じて
いる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記■や■の方法では
、銅アルコキシドにOR交換(ORはアルコキシ基で、
RはCH3 −、C2 H5 −等の有機基)を起こす
ようなジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2
−ジエチルエタノールアミン等の添加剤を加えているた
めに、銅アルコキシドの性質(特にアルコキシド基の反
応性)が著しく変化している。従って、系の各金属アル
コキシドの加水分解速度が大きく異なる。このため構成
する各金属が均一に分散した加水分解生成物が得られな
い。 加えて、加水分解生成物の焼成時に、空気ある
いはO2 中で焼成しているため残留有機が燃焼して安
定な中間相が生成するため生成温度が高くなる。
、銅アルコキシドにOR交換(ORはアルコキシ基で、
RはCH3 −、C2 H5 −等の有機基)を起こす
ようなジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2
−ジエチルエタノールアミン等の添加剤を加えているた
めに、銅アルコキシドの性質(特にアルコキシド基の反
応性)が著しく変化している。従って、系の各金属アル
コキシドの加水分解速度が大きく異なる。このため構成
する各金属が均一に分散した加水分解生成物が得られな
い。 加えて、加水分解生成物の焼成時に、空気ある
いはO2 中で焼成しているため残留有機が燃焼して安
定な中間相が生成するため生成温度が高くなる。
【0011】また、上記■の方法では加水分解生成物を
アルゴン中で焼成して残留有機物の焼成が抑制されるけ
れども、銅アルコキシドのOR交換を起こす添加剤を加
えているため、系の各金属アルコキシドの加水分解速度
が大きく異なり、均一に金属が分散した加水分解生成物
が得られていない。
アルゴン中で焼成して残留有機物の焼成が抑制されるけ
れども、銅アルコキシドのOR交換を起こす添加剤を加
えているため、系の各金属アルコキシドの加水分解速度
が大きく異なり、均一に金属が分散した加水分解生成物
が得られていない。
【0012】そこで、銅アルコキシドの溶解度を十分増
加し、OR交換反応をおこさないで、銅アルコキシドの
ORの反応性が変わらない添加剤を用いて、均一に各金
属が分散した加水分解生成物を作る必要がある。加えて
得られた均一な加水分解生成物を焼成する際に、残留有
機物が燃焼を起こして相の生成を阻害しないようにする
必要がある。
加し、OR交換反応をおこさないで、銅アルコキシドの
ORの反応性が変わらない添加剤を用いて、均一に各金
属が分散した加水分解生成物を作る必要がある。加えて
得られた均一な加水分解生成物を焼成する際に、残留有
機物が燃焼を起こして相の生成を阻害しないようにする
必要がある。
【0013】また、より低温で機能性銅含有複合酸化物
を生成することが可能であれば、異種材料との複合化も
容易となり、界面反応を極力低減することが可能となり
、機能性の低下を防止することができる。また、YBa
2 Cu4 O8 のような低温安定相の合成も容易に
なり、低温での機能性複合酸化物合成法の開発が望まれ
ている。
を生成することが可能であれば、異種材料との複合化も
容易となり、界面反応を極力低減することが可能となり
、機能性の低下を防止することができる。また、YBa
2 Cu4 O8 のような低温安定相の合成も容易に
なり、低温での機能性複合酸化物合成法の開発が望まれ
ている。
【0014】本発明の目的は、均一に組成金属が分散し
た加水分解生成物を作ることができ、且つ低温焼成が可
能で単独および異種材料との複合化が優れた機能性銅含
有複合酸化物を提供することにある。
た加水分解生成物を作ることができ、且つ低温焼成が可
能で単独および異種材料との複合化が優れた機能性銅含
有複合酸化物を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するためになされたものであり、即ち、金属アルコキ
シドから成る銅含有複合酸化物前駆体から銅含有複合酸
化物を製造する方法において、窒素原子が配位基となる
多座配位子でかつ金属アルコキシドとの交換反応を起こ
す活性水素を有さない化合物を添加した銅アルコキシド
を少なくとも含む混合物を加水分解して前記銅含有複合
酸化物前駆体を生成し、かつ該前駆体の焼成を少なくと
も有機物が分解する温度まで不活性ガス雰囲気下で行う
ことを特徴とする銅含有複合酸化物の製造方法である。
決するためになされたものであり、即ち、金属アルコキ
シドから成る銅含有複合酸化物前駆体から銅含有複合酸
化物を製造する方法において、窒素原子が配位基となる
多座配位子でかつ金属アルコキシドとの交換反応を起こ
す活性水素を有さない化合物を添加した銅アルコキシド
を少なくとも含む混合物を加水分解して前記銅含有複合
酸化物前駆体を生成し、かつ該前駆体の焼成を少なくと
も有機物が分解する温度まで不活性ガス雰囲気下で行う
ことを特徴とする銅含有複合酸化物の製造方法である。
【0016】本発明は、系の金属を均一に分散した加水
分解生成物、即ち、銅含有複合酸化物前駆体ができ、ま
た、該前駆体の焼成時に、有機物の燃焼により出発の均
一性が阻害されないと言う特徴を有する。
分解生成物、即ち、銅含有複合酸化物前駆体ができ、ま
た、該前駆体の焼成時に、有機物の燃焼により出発の均
一性が阻害されないと言う特徴を有する。
【0017】本発明で用いられる窒素原子が配位基とな
る多座配位子でかつ金属アルコキシドとの交換反応を起
こす活性水素を有さない化合物(以下、本発明の化合物
と言う)における、交換反応とは、金属アルコキシドと
のORの交換反応を意味する。従って、本発明において
は、本発明の化合物は少なくとも銅アルコキシドおよび
銅含有複合酸化物前駆体の組成金属のアルコキシドとの
OR交換反応は起こすことなく、これら金属アルコキシ
ドと静電的に配位した混合物を形成するものであり、こ
の混合物は続く加水分解反応が自動的に制御されて系の
金属を均一に分散した構造の前駆体が形成されるように
機能する。また、該前駆体に含有する有機物、例えば、
OR等を不活性ガスの雰囲気下で分解することによりこ
のような均一性を保持させることができる。従って、該
前駆体の低温焼成が可能となり、良好な銅含有複合酸化
物を形成できると共に前駆体と他の材料との優れた複合
材料を形成することができる。
る多座配位子でかつ金属アルコキシドとの交換反応を起
こす活性水素を有さない化合物(以下、本発明の化合物
と言う)における、交換反応とは、金属アルコキシドと
のORの交換反応を意味する。従って、本発明において
は、本発明の化合物は少なくとも銅アルコキシドおよび
銅含有複合酸化物前駆体の組成金属のアルコキシドとの
OR交換反応は起こすことなく、これら金属アルコキシ
ドと静電的に配位した混合物を形成するものであり、こ
の混合物は続く加水分解反応が自動的に制御されて系の
金属を均一に分散した構造の前駆体が形成されるように
機能する。また、該前駆体に含有する有機物、例えば、
OR等を不活性ガスの雰囲気下で分解することによりこ
のような均一性を保持させることができる。従って、該
前駆体の低温焼成が可能となり、良好な銅含有複合酸化
物を形成できると共に前駆体と他の材料との優れた複合
材料を形成することができる。
【0018】本発明の化合物としては上記条件を満足す
れば、特に制限されないが、好ましくは、以下の化合物
が例示できる。 I.下式で表される脂肪族ポリアミン類R1 〔N(R
2 )−R5 〕n NR3 R4 但し、nは1〜3
、R1 〜R4 は水素原子あるいは炭素数2以下のア
ルキル基(CH3 −、C2 H5 −)、R5 は炭
素主鎖が炭素数6以下のアルキレン基であり、好ましく
はエチレン基である。例えば、下記の化合物(1)〜(
33)が挙げられる。
れば、特に制限されないが、好ましくは、以下の化合物
が例示できる。 I.下式で表される脂肪族ポリアミン類R1 〔N(R
2 )−R5 〕n NR3 R4 但し、nは1〜3
、R1 〜R4 は水素原子あるいは炭素数2以下のア
ルキル基(CH3 −、C2 H5 −)、R5 は炭
素主鎖が炭素数6以下のアルキレン基であり、好ましく
はエチレン基である。例えば、下記の化合物(1)〜(
33)が挙げられる。
【0019】II. 含窒素複素環化合物例えば、下記
の化合物(34)〜(36)が挙げられる。本発明の化
合物の具体例を以下に列挙する。
の化合物(34)〜(36)が挙げられる。本発明の化
合物の具体例を以下に列挙する。
【0020】(1) エチレエンジアミンH2 NC
H2 CH2 NH2 (2) 1,3−ジアミノプロパン H2 NCH2 CH2 CH2 NH2 (3)
1,2−ジアミノプロパン H2 NCH(CH3 )CH2 NH2 (4)
1,2−ジアミノ−2−メチルプロパンH2 NCCH
3 (CH3 )CH2 NH2 (5) 1,4−
ジアミノブタン H2 NCH2 CH2 CH2 CH2 NH2 (
6) 1,5−ジアミノペンタン H2 NCH2 CH2 CH2 CH2 CH2 N
H2 (7) 1,6−ヘキサンジアミン H2 NCH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C
H2 NH2 (8) N−メチルエチレンジアミン
CH3 NHCH2 CH2 NH2 (9) N−
エチルエチレンジアミンC2 H5 NHCH2 CH
2 NH2 (10) sym −ジメチルエチレン
ジアミンCH3 NHCH2 CH2 NHCH3 (
11) unsym −ジメチルエチレンジアミン(
CH3 )2 NCH2 CH2 NH2 (12)
N,N′−ジエチルエチレンジアミンC2 H5 N
HCH2 CH2 NHC2 H5 (13) N,
N−ジエチルエチレンジアミン(C2 H5 )2 N
CH2 CH2 NH2 (14) N,N,N′−
トリメチルエチレンジアミン(CH3 )2 NCH2
CH2 NHCH3 (15) N,N,N′−ト
リエチルエチレンジアミン(C2 H5 )2 NCH
2 CH2 NHC2 H5 (16) N,N,N
′,N′−テトラメチルエチレンジアミン (CH3 )2 NCH2 CH2 N(CH3 )2
(17) N,N,N′,N′−テトラエチルエチ
レンジアミン (C2 H5 )2 NCH2 CH2 N(C2 H
5 )2 (18) N−イソプロピルエチレンジア
ミン(CH3 )2 CHNHCH2 CH2 NH2
(19) N−メチル−1,3−プロパンジアミン
CH3 NHCH2 CH2 CH2 NH2 (20
) 3−ジメチルアミノプロピルアミン(CH3 )
2 NCH2 CH2 CH2 NH2 (21)
3−ジエチルアミノプロピルアミン(C2 H5 )2
NCH2 CH2 CH2 NH2 (22) N
,N′−ジエチル−1,3−プロパンジアミン C2 H5 NHCH2 CH2 CH2 NHC2
H5 (23) N,N,N′,N′−テトラメチル
−1,3−プロパンジアミン (CH3 )2 NCH2 CH2 CH2 N(CH
3 )2 (24) N,N,N′,N′−テトラメ
チル−1,2−プロパンジアミン (CH3 )2 NCH2 CH(CH3 )CH2
N(CH3 )2 (25) N,N−ジメチル−N′−エチルエチレン
ジアミン C2 H5 NHCH2 CH2 N(CH3 )2
(26) N,N,N′−トリエチルエチレンジアミ
ンC2 H5 NHCH2 CH2 N(C2 H5
)2 (27) ジエチレントリアミン H2 NCH2 CH2 NHCH2 CH2 NH2
(28) N−(2−アミノエチル)−1,3−プ
ロパンジアミン H2 NCH2 CH2 CH2 NHCH2 CH2
NH2 (29) 3,3′−ジアミノ−N−メチ
ルジプロピルアミン H2 NCH2 CH2 CH2 NCH3 CH2
CH2 CH2 NH2 (30) N−(2−アミノエチル)−1,4−ブタ
ンジアミン H2 NCH2 CH2 CH2 CH2 NHCH2
CH2 NH2 (31) ビス−(2−アミノプロピル)−アミンH
2 NCH(CH3 )CH2 NHCH2 CH(C
H3 )NH2 (32) N′−イソプロピル−2−メチル−1,2
−プロパンジアミン (CH3 )2 CHNHCH2 C(CH3 )2
NH2 (33) トリエチレンテトラミン H2 NCH2 CH2 NHCH2 CH2 NHC
H2 CH2 NH2 (34) 1,10−フェナントロリン(35)
ビピリジン類 (36) ターピリジン類 これらの化合物の中、(1)、(3)、(4)、(8)
〜(17)、(22)、(24)、(27)、(33)
〜(36)の化合物が特に好ましい。
H2 CH2 NH2 (2) 1,3−ジアミノプロパン H2 NCH2 CH2 CH2 NH2 (3)
1,2−ジアミノプロパン H2 NCH(CH3 )CH2 NH2 (4)
1,2−ジアミノ−2−メチルプロパンH2 NCCH
3 (CH3 )CH2 NH2 (5) 1,4−
ジアミノブタン H2 NCH2 CH2 CH2 CH2 NH2 (
6) 1,5−ジアミノペンタン H2 NCH2 CH2 CH2 CH2 CH2 N
H2 (7) 1,6−ヘキサンジアミン H2 NCH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C
H2 NH2 (8) N−メチルエチレンジアミン
CH3 NHCH2 CH2 NH2 (9) N−
エチルエチレンジアミンC2 H5 NHCH2 CH
2 NH2 (10) sym −ジメチルエチレン
ジアミンCH3 NHCH2 CH2 NHCH3 (
11) unsym −ジメチルエチレンジアミン(
CH3 )2 NCH2 CH2 NH2 (12)
N,N′−ジエチルエチレンジアミンC2 H5 N
HCH2 CH2 NHC2 H5 (13) N,
N−ジエチルエチレンジアミン(C2 H5 )2 N
CH2 CH2 NH2 (14) N,N,N′−
トリメチルエチレンジアミン(CH3 )2 NCH2
CH2 NHCH3 (15) N,N,N′−ト
リエチルエチレンジアミン(C2 H5 )2 NCH
2 CH2 NHC2 H5 (16) N,N,N
′,N′−テトラメチルエチレンジアミン (CH3 )2 NCH2 CH2 N(CH3 )2
(17) N,N,N′,N′−テトラエチルエチ
レンジアミン (C2 H5 )2 NCH2 CH2 N(C2 H
5 )2 (18) N−イソプロピルエチレンジア
ミン(CH3 )2 CHNHCH2 CH2 NH2
(19) N−メチル−1,3−プロパンジアミン
CH3 NHCH2 CH2 CH2 NH2 (20
) 3−ジメチルアミノプロピルアミン(CH3 )
2 NCH2 CH2 CH2 NH2 (21)
3−ジエチルアミノプロピルアミン(C2 H5 )2
NCH2 CH2 CH2 NH2 (22) N
,N′−ジエチル−1,3−プロパンジアミン C2 H5 NHCH2 CH2 CH2 NHC2
H5 (23) N,N,N′,N′−テトラメチル
−1,3−プロパンジアミン (CH3 )2 NCH2 CH2 CH2 N(CH
3 )2 (24) N,N,N′,N′−テトラメ
チル−1,2−プロパンジアミン (CH3 )2 NCH2 CH(CH3 )CH2
N(CH3 )2 (25) N,N−ジメチル−N′−エチルエチレン
ジアミン C2 H5 NHCH2 CH2 N(CH3 )2
(26) N,N,N′−トリエチルエチレンジアミ
ンC2 H5 NHCH2 CH2 N(C2 H5
)2 (27) ジエチレントリアミン H2 NCH2 CH2 NHCH2 CH2 NH2
(28) N−(2−アミノエチル)−1,3−プ
ロパンジアミン H2 NCH2 CH2 CH2 NHCH2 CH2
NH2 (29) 3,3′−ジアミノ−N−メチ
ルジプロピルアミン H2 NCH2 CH2 CH2 NCH3 CH2
CH2 CH2 NH2 (30) N−(2−アミノエチル)−1,4−ブタ
ンジアミン H2 NCH2 CH2 CH2 CH2 NHCH2
CH2 NH2 (31) ビス−(2−アミノプロピル)−アミンH
2 NCH(CH3 )CH2 NHCH2 CH(C
H3 )NH2 (32) N′−イソプロピル−2−メチル−1,2
−プロパンジアミン (CH3 )2 CHNHCH2 C(CH3 )2
NH2 (33) トリエチレンテトラミン H2 NCH2 CH2 NHCH2 CH2 NHC
H2 CH2 NH2 (34) 1,10−フェナントロリン(35)
ビピリジン類 (36) ターピリジン類 これらの化合物の中、(1)、(3)、(4)、(8)
〜(17)、(22)、(24)、(27)、(33)
〜(36)の化合物が特に好ましい。
【0021】前記の本発明の化合物は単独でも2種以上
混合して用いてもよい。前記の化合物の中で、銅アルコ
キシドの溶解度を向上させるために、少量でも効果のあ
るものとして、特にα、β位にアミノ基、あるいはアル
キル置換アミノ基を有する化合物、2,2′−ビピリジ
ン類化合物が特に好ましい。
混合して用いてもよい。前記の化合物の中で、銅アルコ
キシドの溶解度を向上させるために、少量でも効果のあ
るものとして、特にα、β位にアミノ基、あるいはアル
キル置換アミノ基を有する化合物、2,2′−ビピリジ
ン類化合物が特に好ましい。
【0022】本発明の化合物の使用量は、2座配位子の
場合、銅アルコキシドに対するモル比で2以上とし、3
座配位子の場合、銅アルコキシドに対するモル比で4/
3以上とし、4座配位子の場合、銅アルコキシドに対す
るモル比で1以上とするのがよい。
場合、銅アルコキシドに対するモル比で2以上とし、3
座配位子の場合、銅アルコキシドに対するモル比で4/
3以上とし、4座配位子の場合、銅アルコキシドに対す
るモル比で1以上とするのがよい。
【0023】この少なくとも銅アルコキシドと本発明の
化合物を含む系における混合物の形成、該複合化反応に
は通常、溶媒を用いるが、溶媒としてはアルコール類が
好ましく、例えばメタノール、エタノール、ブタノール
、プロパノール、エトキシエタノールなどが用いられる
。
化合物を含む系における混合物の形成、該複合化反応に
は通常、溶媒を用いるが、溶媒としてはアルコール類が
好ましく、例えばメタノール、エタノール、ブタノール
、プロパノール、エトキシエタノールなどが用いられる
。
【0024】この場合、銅アルコキシドとして、銅メト
キシド、銅エトキシド、銅イソプロポキシド、銅エトキ
シエトキシドなどを用いることができいるが、溶解度が
向上する点から銅メトキシドが好ましい。また、これら
銅アルコキシドは部分加水分解生成物でもよい。
キシド、銅エトキシド、銅イソプロポキシド、銅エトキ
シエトキシドなどを用いることができいるが、溶解度が
向上する点から銅メトキシドが好ましい。また、これら
銅アルコキシドは部分加水分解生成物でもよい。
【0025】また、本発明の化合物の銅アルコキシド溶
液に水を添加して銅アルコキシドを部分加水分解したも
のを該混合物の形成材料に使用してもよい。該複合化反
応の系に用いられる銅以外の金属元素の材料形態は、任
意であり、形成される混合物の加水分解反応のより生成
される銅含有複合酸化物前駆体が金属アルコキシドから
構成されるのであれば特に制限されない。従って、金属
単体、アルコキシド、あるいは金属塩等の形態が例示で
きる。
液に水を添加して銅アルコキシドを部分加水分解したも
のを該混合物の形成材料に使用してもよい。該複合化反
応の系に用いられる銅以外の金属元素の材料形態は、任
意であり、形成される混合物の加水分解反応のより生成
される銅含有複合酸化物前駆体が金属アルコキシドから
構成されるのであれば特に制限されない。従って、金属
単体、アルコキシド、あるいは金属塩等の形態が例示で
きる。
【0026】該混合物は、上記成分以外に任意の添加剤
、例えば、アセト酢酸エチル等の活性水素を有し、加水
分解反応を調整する機能を有する化合物等を使用するこ
とができる。
、例えば、アセト酢酸エチル等の活性水素を有し、加水
分解反応を調整する機能を有する化合物等を使用するこ
とができる。
【0027】前記の銅アルコキシドを含有する混合物の
加水分解には、水蒸気、水/アルコール溶液などが用い
られる。加水分解に使用する水の量は、使用する目的に
よって種々の性状を有するゾルを得るために、特定の量
に限定されるものではないが、通常、水/アルコキシド
の比が0.1〜100の間で使用される。
加水分解には、水蒸気、水/アルコール溶液などが用い
られる。加水分解に使用する水の量は、使用する目的に
よって種々の性状を有するゾルを得るために、特定の量
に限定されるものではないが、通常、水/アルコキシド
の比が0.1〜100の間で使用される。
【0028】また、該混合物に水を供給するタイミング
は適宜選定できる。例えば、混合物が溶液の形態の時に
添加しても混合物を乾燥後に添加あるいは気体として接
触するようにして供給してもよい。例えば、銅含有複合
酸化物の薄膜をMgO等の単結晶基板に形成する複合材
料等を形成する場合は、該基板を混合物に浸漬後、乾燥
しこれを空気中の水で加水分解することが挙げられる。
は適宜選定できる。例えば、混合物が溶液の形態の時に
添加しても混合物を乾燥後に添加あるいは気体として接
触するようにして供給してもよい。例えば、銅含有複合
酸化物の薄膜をMgO等の単結晶基板に形成する複合材
料等を形成する場合は、該基板を混合物に浸漬後、乾燥
しこれを空気中の水で加水分解することが挙げられる。
【0029】加水分解反応によって生成する銅含有複合
酸化物前駆体を乾燥焼成すれば銅含有複合酸化物を得る
ことができるが、その得られる銅含有複合酸化物として
は、例えば、酸化物超伝導体には、Y−Ba−Cu−O
系酸化物、Dy−Ba−Cu−O系酸化物、Bi−Sr
−Ca−Cu系酸化物、Tl−Ca−Ba−O系酸化物
があり、磁性材料にはCuFe2 O4 、触媒にはC
uCr2 O4 がある。
酸化物前駆体を乾燥焼成すれば銅含有複合酸化物を得る
ことができるが、その得られる銅含有複合酸化物として
は、例えば、酸化物超伝導体には、Y−Ba−Cu−O
系酸化物、Dy−Ba−Cu−O系酸化物、Bi−Sr
−Ca−Cu系酸化物、Tl−Ca−Ba−O系酸化物
があり、磁性材料にはCuFe2 O4 、触媒にはC
uCr2 O4 がある。
【0030】銅含有複合酸化物前駆体の焼成は不活性ガ
ス雰囲気で行われるが、該不活性ガスとしては、例えば
、N2 、He、Ne、Ar、Kr等が例示される。該
焼成は少なくとも該前駆体に含有される有機物が分解す
る温度まで上記不活性ガス雰囲気で行われるが、この温
度は、室温から200℃まで、好ましくは室温から30
0℃までの範囲である。ここで、有機物の分解とは、有
機物が単独で、あるいは酸素等と反応して炭素、CO2
、H2 O、NOX 等を生成して分解することを意
味する。温度が低すぎると残留有機物を除去するのに時
間がかかるため好ましくない。
ス雰囲気で行われるが、該不活性ガスとしては、例えば
、N2 、He、Ne、Ar、Kr等が例示される。該
焼成は少なくとも該前駆体に含有される有機物が分解す
る温度まで上記不活性ガス雰囲気で行われるが、この温
度は、室温から200℃まで、好ましくは室温から30
0℃までの範囲である。ここで、有機物の分解とは、有
機物が単独で、あるいは酸素等と反応して炭素、CO2
、H2 O、NOX 等を生成して分解することを意
味する。温度が低すぎると残留有機物を除去するのに時
間がかかるため好ましくない。
【0031】また、不活性ガスによる焼成は単一工程で
あっても、不活性ガス下での焼成の後、更に所望に応じ
て種々の公知の焼成工程、例えば、酸素あるいは空気雰
囲気での加熱、焼成等を設けてもよい。
あっても、不活性ガス下での焼成の後、更に所望に応じ
て種々の公知の焼成工程、例えば、酸素あるいは空気雰
囲気での加熱、焼成等を設けてもよい。
【0032】
【作用】本発明の化合物を用いて形成した均一な複合化
された混合物を形成し、更にその加水分解生成物の焼成
を少なくとも有機物が分解する温度まで不活性ガス雰囲
気下で行うことにより、均一な加水分解生成物ができ、
この均一性を失わずに目的とする相が容易に生成する。
された混合物を形成し、更にその加水分解生成物の焼成
を少なくとも有機物が分解する温度まで不活性ガス雰囲
気下で行うことにより、均一な加水分解生成物ができ、
この均一性を失わずに目的とする相が容易に生成する。
【0033】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を説明するが、
本発明はこれにより限定されるものではない。
本発明はこれにより限定されるものではない。
【0034】実施例1
銅メトキシド1molをエチレンジアミン2molとエ
タノール55molの混合溶液に溶解した。一方、イッ
トリウムイソプロポキシド0.33molを2−ジメチ
ルアミノエタノール1molとエタノール55molの
混合溶液に溶解し、次に金属バリウム0.65molを
溶解した。前述の二溶液を混合し、5時間環流後、水4
.32molとエタノール55molの混合溶液を滴下
して加水分解を行った。加水分解後、12時間環流し、
熟成後、溶媒を減圧除去して粉末状の加水分解生成物を
得た。
タノール55molの混合溶液に溶解した。一方、イッ
トリウムイソプロポキシド0.33molを2−ジメチ
ルアミノエタノール1molとエタノール55molの
混合溶液に溶解し、次に金属バリウム0.65molを
溶解した。前述の二溶液を混合し、5時間環流後、水4
.32molとエタノール55molの混合溶液を滴下
して加水分解を行った。加水分解後、12時間環流し、
熟成後、溶媒を減圧除去して粉末状の加水分解生成物を
得た。
【0035】これをアルゴン中600℃以上で3時間仮
焼することにより、YBa2 Cu3 OX 組成の超
伝導体を得た。 実施例2 銅メトキシド1.33molをエチレンジアミン2.6
6molとメトキシエタノール55molの混合溶液に
溶解した。一方、イットリウムイソプロポキシド0.3
3molをアセト酢酸エチル0.33molとメトキシ
エタノール55molの混合溶液に溶解し、次にバリウ
ムエトキシド0.66molを溶解した。前述の二溶液
を混合し、5時間環流後、水4.66molとメトキシ
エタノール55molの混合液を滴下して加水分解を行
った。加水分解後、12時間環流し、熟成後、溶媒を減
圧除去して粉末状の加水分解生成物を得た。
焼することにより、YBa2 Cu3 OX 組成の超
伝導体を得た。 実施例2 銅メトキシド1.33molをエチレンジアミン2.6
6molとメトキシエタノール55molの混合溶液に
溶解した。一方、イットリウムイソプロポキシド0.3
3molをアセト酢酸エチル0.33molとメトキシ
エタノール55molの混合溶液に溶解し、次にバリウ
ムエトキシド0.66molを溶解した。前述の二溶液
を混合し、5時間環流後、水4.66molとメトキシ
エタノール55molの混合液を滴下して加水分解を行
った。加水分解後、12時間環流し、熟成後、溶媒を減
圧除去して粉末状の加水分解生成物を得た。
【0036】これをヘリウム中300℃で3時間加熱し
、続いて600℃以上、6時間仮焼することにより、Y
Ba2 Cu4 O8 組成の超伝導体を得た。 実施例3 銅メトキシド1molをエチレンジアミン2molとメ
トキシエタノール55molの混合溶液に溶解し、水1
molを加えて部分加水分解した。一方、イットリウム
イソプロポキシド0.33molをアセト酢酸エチル0
.33mlとメトキシエタノール55molの混合溶液
に溶解し、次にバリウムエトキシド0.66molを溶
解した。前述の二溶液を混合し、この溶液にMgO(1
00)単結晶基板あるいはジルコニア焼結体基板を浸漬
し、引き上げることにより、薄膜をコーティングした。
、続いて600℃以上、6時間仮焼することにより、Y
Ba2 Cu4 O8 組成の超伝導体を得た。 実施例3 銅メトキシド1molをエチレンジアミン2molとメ
トキシエタノール55molの混合溶液に溶解し、水1
molを加えて部分加水分解した。一方、イットリウム
イソプロポキシド0.33molをアセト酢酸エチル0
.33mlとメトキシエタノール55molの混合溶液
に溶解し、次にバリウムエトキシド0.66molを溶
解した。前述の二溶液を混合し、この溶液にMgO(1
00)単結晶基板あるいはジルコニア焼結体基板を浸漬
し、引き上げることにより、薄膜をコーティングした。
【0037】この基板上の膜を200℃の加熱下、空気
中の水分で加水分解した。膜状の加水分解生成物をアル
ゴン中600℃以上で3時間仮焼することにより、YB
a2 Cu3 OX 組成の超伝導体薄膜を得た。
中の水分で加水分解した。膜状の加水分解生成物をアル
ゴン中600℃以上で3時間仮焼することにより、YB
a2 Cu3 OX 組成の超伝導体薄膜を得た。
【0038】実施例4
銅メトキシド1.33molとN,N,N′,N′−テ
トラメチルエチレンジアミン2.66molとエタノー
ル55molの混合溶液に溶解した。一方、イットリウ
ムイソプロポキシド0.33molを2−ジメチルアミ
ノエタノール1molとエタノール55molの混合溶
液に溶解し、次に金属バリウム0.66molを溶解し
た。前述の二溶液を混合し、この溶液にMgO(100
)単結晶基板あるいはジルコニア焼結体基板を浸漬し、
引き上げることにより、薄膜をコーティングした。
トラメチルエチレンジアミン2.66molとエタノー
ル55molの混合溶液に溶解した。一方、イットリウ
ムイソプロポキシド0.33molを2−ジメチルアミ
ノエタノール1molとエタノール55molの混合溶
液に溶解し、次に金属バリウム0.66molを溶解し
た。前述の二溶液を混合し、この溶液にMgO(100
)単結晶基板あるいはジルコニア焼結体基板を浸漬し、
引き上げることにより、薄膜をコーティングした。
【0039】これらの基板上の薄膜を200℃の加熱下
、空気中の水分で加水分解した。膜状の加水分解生成物
を窒素中、300℃で3時間加熱し、続いてO2 中6
00℃以上で6時間焼成することによりYBa2 Cu
4 O8 組成の超伝導体薄膜を得た。
、空気中の水分で加水分解した。膜状の加水分解生成物
を窒素中、300℃で3時間加熱し、続いてO2 中6
00℃以上で6時間焼成することによりYBa2 Cu
4 O8 組成の超伝導体薄膜を得た。
【0040】
【発明の効果】本発明は以下の効果を奏する。■ 均
一な加水分解生成物ができる。
一な加水分解生成物ができる。
【0041】■ 均一性を損なうことなく焼成ができ
る。■ 目的とする相を低温で合成できる。■ Y
Ba2 Cu4 O8 のような低温安定相の合成が容
易になる。
る。■ 目的とする相を低温で合成できる。■ Y
Ba2 Cu4 O8 のような低温安定相の合成が容
易になる。
【0042】■ 他の材料と複合化した場合、低温合
成であるため、他の材料との反応が防げる。例えば、薄
膜の場合、基板と膜の反応が抑えられる。■ 高品質
の銅含有複合酸化物が得られる。
成であるため、他の材料との反応が防げる。例えば、薄
膜の場合、基板と膜の反応が抑えられる。■ 高品質
の銅含有複合酸化物が得られる。
Claims (1)
- 【請求項1】 金属アルコキシドから成る銅含有複合
酸化物前駆体から銅含有複合酸化物を製造する方法にお
いて、窒素原子が配位基となる多座配位子でかつ金属ア
ルコキシドとの交換反応を起こす活性水素を有さない化
合物を添加した銅アルコキシドを少なくとも含む混合物
を加水分解して前記銅含有複合酸化物前駆体を生成し、
かつ該前駆体の焼成を少なくとも有機物が分解する温度
まで不活性ガス雰囲気下で行うことを特徴とする銅含有
複合酸化物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1897791A JPH07108773B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 銅含有複合酸化物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1897791A JPH07108773B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 銅含有複合酸化物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04260614A true JPH04260614A (ja) | 1992-09-16 |
| JPH07108773B2 JPH07108773B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=11986688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1897791A Expired - Lifetime JPH07108773B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 銅含有複合酸化物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07108773B2 (ja) |
-
1991
- 1991-02-12 JP JP1897791A patent/JPH07108773B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07108773B2 (ja) | 1995-11-22 |
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