JPH04295080A - Ｂｉ系酸化物超電導体の製造方法 - Google Patents
Ｂｉ系酸化物超電導体の製造方法Info
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- JPH04295080A JPH04295080A JP3062131A JP6213191A JPH04295080A JP H04295080 A JPH04295080 A JP H04295080A JP 3062131 A JP3062131 A JP 3062131A JP 6213191 A JP6213191 A JP 6213191A JP H04295080 A JPH04295080 A JP H04295080A
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Classifications
-
- 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)
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】本発明は超電導体の製造方法に係
り、特に長尺化が容易で、かつ特性の優れたＢｉ系酸化
物超電導体の製造方法の改良に関する。
り、特に長尺化が容易で、かつ特性の優れたＢｉ系酸化
物超電導体の製造方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系（Ｂｉ系
）の超電導体は、その臨界温度（Ｔｃ）が高く、Ｙ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系（Ｙ系）の超電導体に比較して安定性お
よび加工性に優れ、また非希土類系の組成からなるため
、その素材の供給や取扱いに有利である上、Ｔｌ−Ｂａ
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系（Ｔｌ系）の超電導体のように毒性
もないことから酸化物超電導体の実用材料として期待さ
れている。このＢｉ系の超電導体には、その組成により
３種のＴｃを有する相が存在するが、特に８０Ｋ級の（
２２１２）相と（Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕのモル比＝２
：２：１：２、以下同じ。）１１０Ｋ級の（２２２３）
相は、そのＴｃが液体窒素温度より高く、かつ機械加工
により結晶粒方向が制御し得る等の点から長尺の線材の
製造等に適した材料として知られている。従来、このよ
うな超電導体により線材を製造する方法として、（イ）
仮焼した原料粉末を金属パイプ中にして加工後、熱処理
を施す方法や、（ロ）有機バインダと原料粉末を混合し
てキャスティングした後、熱処理を施す方法、あるいは
（ハ）超電導体の構成元素を含む金属有機酸塩を基材上
に塗布した後、熱処理を施す方法等が検討されている。
）の超電導体は、その臨界温度（Ｔｃ）が高く、Ｙ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系（Ｙ系）の超電導体に比較して安定性お
よび加工性に優れ、また非希土類系の組成からなるため
、その素材の供給や取扱いに有利である上、Ｔｌ−Ｂａ
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系（Ｔｌ系）の超電導体のように毒性
もないことから酸化物超電導体の実用材料として期待さ
れている。このＢｉ系の超電導体には、その組成により
３種のＴｃを有する相が存在するが、特に８０Ｋ級の（
２２１２）相と（Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕのモル比＝２
：２：１：２、以下同じ。）１１０Ｋ級の（２２２３）
相は、そのＴｃが液体窒素温度より高く、かつ機械加工
により結晶粒方向が制御し得る等の点から長尺の線材の
製造等に適した材料として知られている。従来、このよ
うな超電導体により線材を製造する方法として、（イ）
仮焼した原料粉末を金属パイプ中にして加工後、熱処理
を施す方法や、（ロ）有機バインダと原料粉末を混合し
てキャスティングした後、熱処理を施す方法、あるいは
（ハ）超電導体の構成元素を含む金属有機酸塩を基材上
に塗布した後、熱処理を施す方法等が検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、酸化物
は多結晶の粉末であることから上記（イ）、（ロ）の方
法では均一な特性を有する長尺の超電導体、即ち線材化
が困難であり、また（ハ）の方法では臨界電流値（Ｉｃ
）等の特性の向上が難かしいという問題がある。本発明
は上記（ハ）の方法を改良したもので、長尺化のみなら
ず、大面積で、かつ超電導特性の優れたＢｉ系酸化物超
電導体を）容易に製造する方法を提供することをその目
的とする。
は多結晶の粉末であることから上記（イ）、（ロ）の方
法では均一な特性を有する長尺の超電導体、即ち線材化
が困難であり、また（ハ）の方法では臨界電流値（Ｉｃ
）等の特性の向上が難かしいという問題がある。本発明
は上記（ハ）の方法を改良したもので、長尺化のみなら
ず、大面積で、かつ超電導特性の優れたＢｉ系酸化物超
電導体を）容易に製造する方法を提供することをその目
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、Ｂｉ、Ｓｒ、ＣａおよびＣｕを含む金属
有機酸塩または有機金属化合物を有機溶媒中に溶解し、
これを基材上に塗布した後、熱処理を施すことによりＢ
ｉ系酸化物超電導体を製造する方法において、溶液中の
金属有機酸塩または有機金属化合物の金属モル比をＢｉ
：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝（１．８〜２．５）：（１．９〜
２．１）：（０．９〜１．１）：（１．９〜２．１）に
配合するようにしたものである。
に、本発明は、Ｂｉ、Ｓｒ、ＣａおよびＣｕを含む金属
有機酸塩または有機金属化合物を有機溶媒中に溶解し、
これを基材上に塗布した後、熱処理を施すことによりＢ
ｉ系酸化物超電導体を製造する方法において、溶液中の
金属有機酸塩または有機金属化合物の金属モル比をＢｉ
：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝（１．８〜２．５）：（１．９〜
２．１）：（０．９〜１．１）：（１．９〜２．１）に
配合するようにしたものである。
【０００５】本発明における出発原料としては、例えば
オクチル酸、ネオデカン酸、ナフテン酸等の金属有機酸
塩あるいは金属アルコキシド、金属アセチルアセトナー
ト等の有機金属化合物で溶媒に可溶であるものが用いら
れる。溶媒としては、炭化水素系、エーテル系、アルコ
ール系等の有機溶剤や水等の原料の溶解が可能であるも
のを単独あるいは混合して用いる。本発明において、金
属有機酸塩または有機金属化合物の原料溶液に含有され
る金属分のモル比を上記のように規定したのは、Ｂｉの
比率が２．５を越えるか、あるいはその他の元素の比率
が上記の範囲未満であると２０Ｋ級の超電導相が生成し
、一方Ｂｉの比率が１．８未満か、あるいはその他の元
素の比率が上記の範囲を越えるとＣａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ
系の非超電導相の析出が起こり、いずれの場合にもＩｃ
が低下するためである。また、基材としてはＡｇ、Ａｕ
、Ｐｔまたはこれ等の合金やＳＴＯ、ＹＳＺ等のセラミ
ックス等で熱処理温度範囲内において耐酸化性に優れ、
かつ超電導体との反応を生じないもの、あるいは超電導
体との反応を生じても超電導性を低下させないものが好
ましい。この基材を長尺あるいは異形状等とすることに
より、所望の形状の超電導体を得ることができる。 出発原料を溶解した溶液の基材上への塗布方法は、一般
に塗料のコーティングに用いられている方法を使用する
ことができ、例えばフェルトコーティング、ディップコ
ーティング、スピンコーティング、スプレーコーティン
グ等をあげることができる。基材上への溶液の塗布後、
有機分を熱分解させるために熱処理が施される。この熱
処理は４００〜７００℃の温度範囲で施すことが好まし
く、熱処理温度が４００℃未満であると原料の熱分解が
十分に行われず、逆に７００℃を越えると熱分解が急速
に起こり、基材から膜が剥離し易くなる。この熱分解後
、８００〜９００℃の温度範囲の酸化性雰囲気中で熱処
理を施すことにより、超電導膜が生成される。この場合
、熱処理温度が８００℃未満であると結晶成長が十分に
生ぜず、また９００℃を越える温度では元素の蒸発が著
しく、膜の損傷が大きくなって特性の低下を引起こす。
オクチル酸、ネオデカン酸、ナフテン酸等の金属有機酸
塩あるいは金属アルコキシド、金属アセチルアセトナー
ト等の有機金属化合物で溶媒に可溶であるものが用いら
れる。溶媒としては、炭化水素系、エーテル系、アルコ
ール系等の有機溶剤や水等の原料の溶解が可能であるも
のを単独あるいは混合して用いる。本発明において、金
属有機酸塩または有機金属化合物の原料溶液に含有され
る金属分のモル比を上記のように規定したのは、Ｂｉの
比率が２．５を越えるか、あるいはその他の元素の比率
が上記の範囲未満であると２０Ｋ級の超電導相が生成し
、一方Ｂｉの比率が１．８未満か、あるいはその他の元
素の比率が上記の範囲を越えるとＣａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ
系の非超電導相の析出が起こり、いずれの場合にもＩｃ
が低下するためである。また、基材としてはＡｇ、Ａｕ
、Ｐｔまたはこれ等の合金やＳＴＯ、ＹＳＺ等のセラミ
ックス等で熱処理温度範囲内において耐酸化性に優れ、
かつ超電導体との反応を生じないもの、あるいは超電導
体との反応を生じても超電導性を低下させないものが好
ましい。この基材を長尺あるいは異形状等とすることに
より、所望の形状の超電導体を得ることができる。 出発原料を溶解した溶液の基材上への塗布方法は、一般
に塗料のコーティングに用いられている方法を使用する
ことができ、例えばフェルトコーティング、ディップコ
ーティング、スピンコーティング、スプレーコーティン
グ等をあげることができる。基材上への溶液の塗布後、
有機分を熱分解させるために熱処理が施される。この熱
処理は４００〜７００℃の温度範囲で施すことが好まし
く、熱処理温度が４００℃未満であると原料の熱分解が
十分に行われず、逆に７００℃を越えると熱分解が急速
に起こり、基材から膜が剥離し易くなる。この熱分解後
、８００〜９００℃の温度範囲の酸化性雰囲気中で熱処
理を施すことにより、超電導膜が生成される。この場合
、熱処理温度が８００℃未満であると結晶成長が十分に
生ぜず、また９００℃を越える温度では元素の蒸発が著
しく、膜の損傷が大きくなって特性の低下を引起こす。
【０００６】
【実施例】以下本発明の実施例および比較例について説
明する。 実施例１〜３ Ｂｉ、Ｓｒ、ＣａおよびＣｕの各オクチル酸塩を、その
金属分のモル比が表１に示す配合比を有するようにキシ
レン中に所定の濃度で溶解し、この溶液を幅２ｍｍ、厚
さ１００μｍのＡｇテープ上に塗布した後、加熱炉内を
通過させて５００℃で５〜１０分間の熱処理を施し、こ
の塗布〜熱処理の工程を複数回繰り返すことにより、塗
布膜を熱分解させてＡｇテープ上に厚さ２０μｍの仮焼
膜を形成した。次いで、この仮焼膜の形成されたＡｇテ
ープに大気中で８６０℃×５時間の熱処理を施して超電
導テープを製造した。このようにして得られた超電導テ
ープの臨界温度（Ｔｃ）および臨界電流値（Ｉｃ）を表
１に示す。
明する。 実施例１〜３ Ｂｉ、Ｓｒ、ＣａおよびＣｕの各オクチル酸塩を、その
金属分のモル比が表１に示す配合比を有するようにキシ
レン中に所定の濃度で溶解し、この溶液を幅２ｍｍ、厚
さ１００μｍのＡｇテープ上に塗布した後、加熱炉内を
通過させて５００℃で５〜１０分間の熱処理を施し、こ
の塗布〜熱処理の工程を複数回繰り返すことにより、塗
布膜を熱分解させてＡｇテープ上に厚さ２０μｍの仮焼
膜を形成した。次いで、この仮焼膜の形成されたＡｇテ
ープに大気中で８６０℃×５時間の熱処理を施して超電
導テープを製造した。このようにして得られた超電導テ
ープの臨界温度（Ｔｃ）および臨界電流値（Ｉｃ）を表
１に示す。
【０００７】
【表１】
【０００８】比較例１〜２
Ｂｉ、Ｓｒ、ＣａおよびＣｕの各オクチル酸塩を、その
金属分のモル比が表１に示す配合比を有するようにキシ
レン中に所定の濃度で溶解し、以下実施例と同様の方法
により製造した超電導テープのＴｃおよびＩｃを表１に
示した。比較例３Ｂｉ２Ｏ３、ＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３
およびＣｕＯの各粉末をＡｇパイプ中に充填し、これに
引抜きおよび圧延加工を施して幅３．５ｍｍ、厚さ０．
１５ｍｍの複合テープを製造した。この時のＡｇ：粉末
の断面積比は２：１であった。次いで、この複合テープ
に大気中で８６０℃×５時間の熱処理を施して超電導テ
ープを製造した。この超電導テープのＴｃおよびＩｃを
表１に示した。
金属分のモル比が表１に示す配合比を有するようにキシ
レン中に所定の濃度で溶解し、以下実施例と同様の方法
により製造した超電導テープのＴｃおよびＩｃを表１に
示した。比較例３Ｂｉ２Ｏ３、ＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３
およびＣｕＯの各粉末をＡｇパイプ中に充填し、これに
引抜きおよび圧延加工を施して幅３．５ｍｍ、厚さ０．
１５ｍｍの複合テープを製造した。この時のＡｇ：粉末
の断面積比は２：１であった。次いで、この複合テープ
に大気中で８６０℃×５時間の熱処理を施して超電導テ
ープを製造した。この超電導テープのＴｃおよびＩｃを
表１に示した。
【０００９】
【発明の効果】以上述べたように本発明のＢｉ系酸化物
超電導体の製造方法によれば、出発原料である金属有機
酸塩または有機金属化合物中の金属分のモル比を所定の
範囲に規定した溶液を用いることにより、長尺化が容易
である上、不純物の少ない高Ｔｃ相の超電導体を得るこ
とができる。
超電導体の製造方法によれば、出発原料である金属有機
酸塩または有機金属化合物中の金属分のモル比を所定の
範囲に規定した溶液を用いることにより、長尺化が容易
である上、不純物の少ない高Ｔｃ相の超電導体を得るこ
とができる。
Claims (2)
- 【請求項１】Ｂｉ、Ｓｒ、ＣａおよびＣｕを含む金属有
機酸塩または有機金属化合物を有機溶媒中に溶解し、こ
れを基材上に塗布した後、熱処理を施すことにより超電
導体を製造する方法において、前記金属有機酸塩または
有機金属化合物は、その金属モル比がＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ
：Ｃｕ＝（１．８〜２．５）：（１．９〜２．１）：（
０．９〜１．１）：（１．９〜２．１）であることを特
徴とするＢｉ系酸化物超電導体の製造方法。 - 【請求項２】基材は、金属またはセラミックスの線状体
あるいはフィルムである請求項１記載のＢｉ系酸化物超
電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3062131A JPH04295080A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | Ｂｉ系酸化物超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3062131A JPH04295080A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | Ｂｉ系酸化物超電導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04295080A true JPH04295080A (ja) | 1992-10-20 |
Family
ID=13191218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3062131A Withdrawn JPH04295080A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | Ｂｉ系酸化物超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04295080A (ja) |
-
1991
- 1991-03-26 JP JP3062131A patent/JPH04295080A/ja not_active Withdrawn
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