JPH0453817B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0453817B2 JPH0453817B2 JP62142984A JP14298487A JPH0453817B2 JP H0453817 B2 JPH0453817 B2 JP H0453817B2 JP 62142984 A JP62142984 A JP 62142984A JP 14298487 A JP14298487 A JP 14298487A JP H0453817 B2 JPH0453817 B2 JP H0453817B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide
- superconductor
- composition
- thin film
- oxide superconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0296—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers
- H10N60/0324—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers from a solution
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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］
本発明は電子技術および電力技術の分野での多
種多様な応用を有する特性のすぐれた酸化物超伝
導体の製造方法に関する。
種多様な応用を有する特性のすぐれた酸化物超伝
導体の製造方法に関する。
［従来の技術］
極低温度において電気抵抗がゼロになる超伝導
材としては、Nb3Sn，Nb3GeなどニオブNb系合
金が最も多く用いられている。しかしこれらNb
合金の臨界温度は20K付近であり、液体ヘリウム
で冷却しなければ使用できない。そのため、Nb
合金をクライオエレクトロニクス素子、電磁石、
超伝導線、発電機などの回転機、トランスなどに
応用する場合は、液体ヘリウムで冷却しながらそ
れらを使用していた。
材としては、Nb3Sn，Nb3GeなどニオブNb系合
金が最も多く用いられている。しかしこれらNb
合金の臨界温度は20K付近であり、液体ヘリウム
で冷却しなければ使用できない。そのため、Nb
合金をクライオエレクトロニクス素子、電磁石、
超伝導線、発電機などの回転機、トランスなどに
応用する場合は、液体ヘリウムで冷却しながらそ
れらを使用していた。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、従来の超伝導応用技術において
は、液体ヘリウムで冷却するために、素子および
磁石などの使用が簡便ではなく、そのためにそれ
らの応用および普及が限定されてしまうという問
題点があつた。また、資源が少なく高価なヘリウ
ムを冷却のために使用しなければならないという
問題点があつた。
は、液体ヘリウムで冷却するために、素子および
磁石などの使用が簡便ではなく、そのためにそれ
らの応用および普及が限定されてしまうという問
題点があつた。また、資源が少なく高価なヘリウ
ムを冷却のために使用しなければならないという
問題点があつた。
最近、Nb合金よりも高温で超伝導状態となる
物質が次々に発見された。例えば、組成式
（La1-xSrx）2CuO4-yで表わされる超伝導材では、
超伝導臨界温度は50Kを示す。また、
（YBa2）2Cu6O14は液体窒素温度90Kで超伝導状態
となる。しかし、（YBa2）2Cu6O14の酸化物超伝
導材は、その製造過程において金属成分の揮発を
伴うため、良質のものを得るのが困難である。例
えば、イツトリウム、バリウム、銅の硝酸塩溶液
にシユウ酸溶液を加える共沈法で得られるシユウ
酸塩粉末を出発物質とし、空気中での加熱により
酸化物超伝導体が形成される過程を示差熱分析・
熱重量分析計を用いて、示差熱分析と熱重量分析
を同時に行つた結果を第３図に示す。図中曲線Ａ
は示差熱分析結果、曲線Ｂは熱重量分析結果であ
る。
物質が次々に発見された。例えば、組成式
（La1-xSrx）2CuO4-yで表わされる超伝導材では、
超伝導臨界温度は50Kを示す。また、
（YBa2）2Cu6O14は液体窒素温度90Kで超伝導状態
となる。しかし、（YBa2）2Cu6O14の酸化物超伝
導材は、その製造過程において金属成分の揮発を
伴うため、良質のものを得るのが困難である。例
えば、イツトリウム、バリウム、銅の硝酸塩溶液
にシユウ酸溶液を加える共沈法で得られるシユウ
酸塩粉末を出発物質とし、空気中での加熱により
酸化物超伝導体が形成される過程を示差熱分析・
熱重量分析計を用いて、示差熱分析と熱重量分析
を同時に行つた結果を第３図に示す。図中曲線Ａ
は示差熱分析結果、曲線Ｂは熱重量分析結果であ
る。
シユウ酸塩粉末を加熱すると、約70℃まで吸熱
反応が起こる。これは残留した溶媒の蒸発による
もので、熱重量分析による２％の重量減も溶媒の
蒸発による。約260℃、約280℃および約390℃に
おける発熱はシユウ酸塩の分解酸化による発熱反
応である。但し３個のピークのどれが酸化イツト
リウム、酸化バリウムおよび酸化銅の形成に対応
するかは特定できていない。21.4％および15.6％
の２段の重量減はシユウ酸塩から酸化物への変化
に対応するもので、合計37％の重量減は、
YC2O4、BaC2O4およびCuC2O4から
（YB2）2Cu6O14が形成されたものとした計算値に
かなり近い値である。
反応が起こる。これは残留した溶媒の蒸発による
もので、熱重量分析による２％の重量減も溶媒の
蒸発による。約260℃、約280℃および約390℃に
おける発熱はシユウ酸塩の分解酸化による発熱反
応である。但し３個のピークのどれが酸化イツト
リウム、酸化バリウムおよび酸化銅の形成に対応
するかは特定できていない。21.4％および15.6％
の２段の重量減はシユウ酸塩から酸化物への変化
に対応するもので、合計37％の重量減は、
YC2O4、BaC2O4およびCuC2O4から
（YB2）2Cu6O14が形成されたものとした計算値に
かなり近い値である。
加熱により500℃付近まででイツトリウム、バ
リウム、銅を含む酸化物が得られるが、超伝導性
を示すペロブスカイト構造の酸化物を得るために
は、さらに750℃ないし950℃での加熱を必要とす
る。第３図ではこの過程は曲線Ａにおける吸熱過
程として観察されるが、同時に曲線Ｂに見られる
ように重量減少を伴う。この原料物質の９％に達
する減量は銅、バリウムの酸化物の揮発による。
有機酸塩や酸化物炭酸塩を出発原料とする場合も
同様な過程でペロブスカイト構造の酸化物が得ら
れる。
リウム、銅を含む酸化物が得られるが、超伝導性
を示すペロブスカイト構造の酸化物を得るために
は、さらに750℃ないし950℃での加熱を必要とす
る。第３図ではこの過程は曲線Ａにおける吸熱過
程として観察されるが、同時に曲線Ｂに見られる
ように重量減少を伴う。この原料物質の９％に達
する減量は銅、バリウムの酸化物の揮発による。
有機酸塩や酸化物炭酸塩を出発原料とする場合も
同様な過程でペロブスカイト構造の酸化物が得ら
れる。
このため、製造された酸化物超伝導体を、例え
ばエネルギー分散型Ｘ線分析装置により分析する
と、表面層は揮発のため中央部と組成が異なり、
超伝導性を示さず、このため良質な超伝導体とな
らない。このことは薄膜製造において特に重要で
ある。
ばエネルギー分散型Ｘ線分析装置により分析する
と、表面層は揮発のため中央部と組成が異なり、
超伝導性を示さず、このため良質な超伝導体とな
らない。このことは薄膜製造において特に重要で
ある。
酸化イツトリウム、炭酸バリウム、酸化銅など
の粉末を混合して焼結して酸化物磁性体を作製す
る場合にも同様の問題が生ずる。
の粉末を混合して焼結して酸化物磁性体を作製す
る場合にも同様の問題が生ずる。
本発明の目的は上述の問題点を解決し、組成分
布が少なく、均一な酸化物超伝導体を得る方法を
提供することである。
布が少なく、均一な酸化物超伝導体を得る方法を
提供することである。
［問題点を解決するための手段］
かかる目的を達成するために、本発明は、酸化
物超伝導体の製造方法において、酸化物超伝導体
または超伝導体となるべき組成の酸化物を、酸化
物を構成する金属成分を含む雰囲気中で加熱する
工程を含むことを特徴とする。
物超伝導体の製造方法において、酸化物超伝導体
または超伝導体となるべき組成の酸化物を、酸化
物を構成する金属成分を含む雰囲気中で加熱する
工程を含むことを特徴とする。
［作用］
本発明によれば、金属成分の揮発を防止しなが
ら酸化物超伝導体を製造できるので、均一で良質
な酸化物超伝導体を得ることができる。
ら酸化物超伝導体を製造できるので、均一で良質
な酸化物超伝導体を得ることができる。
［実施例］
以下に図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
る。
実施例 １
第１図は、銅、バリウム、イツトリウムウのオ
クチル酸塩を出発材料として酸化物超伝導体
（Y0.4Ba0.6）CuO7-xの薄膜を作製する工程を説明
するためのフローチヤートである。
クチル酸塩を出発材料として酸化物超伝導体
（Y0.4Ba0.6）CuO7-xの薄膜を作製する工程を説明
するためのフローチヤートである。
Cu，BaおよびＹのオクチル酸塩、詳しく
は、２−エチルヘキシル酸塩のそれぞれの、シ
ンナー溶液またはトルエン溶液を調製する。混
合の原子数比は、Cu：Ba：Ｙ＝１：0.6：0.4
とする。
は、２−エチルヘキシル酸塩のそれぞれの、シ
ンナー溶液またはトルエン溶液を調製する。混
合の原子数比は、Cu：Ba：Ｙ＝１：0.6：0.4
とする。
溶液を均一にし、粘度を調整し、イツトリア
安定化ジルコニア板を溶液中に浸漬する。ある
いは、イツトリア安定化ジルコニア板に刷毛で
均一に溶液を塗る。
安定化ジルコニア板を溶液中に浸漬する。ある
いは、イツトリア安定化ジルコニア板に刷毛で
均一に溶液を塗る。
室温空気中で乾燥させて塗膜を形成させる。
500℃の電気炉中で約15分間加熱し、塗膜を
酸化熱分解させる。
酸化熱分解させる。
〜を繰り返して、厚さ１〜2μｍの酸化
物を作製する。
物を作製する。
所定の厚さの酸化物を形成したイツトリア安
定化ジルコニア板を、別途作製した銅、バリウ
ムおよびイツトリウムを含む酸化物粉末、例え
ば（Y0.4Ba0.6）CuO7粉末中に埋める。
定化ジルコニア板を、別途作製した銅、バリウ
ムおよびイツトリウムを含む酸化物粉末、例え
ば（Y0.4Ba0.6）CuO7粉末中に埋める。
酸化物粉末中に埋めた酸化物薄膜を800℃で
５時間加熱して、酸化物超伝導体薄膜を作製し
た。
５時間加熱して、酸化物超伝導体薄膜を作製し
た。
本実施例では、別途通常の方法で作製された酸
化物超伝導材の粉末を用いて、その中に埋め込む
ことによつて雰囲気を調整した。このことによ
り、目的とする薄膜の周囲では粉体からの金属成
分の発揮とその他の部分への凝縮が、薄膜からの
揮発と凝縮と共に生じており、結果として薄膜の
成分変化を防止している。そのために表面層と中
央部の成分変化を生ずることなく、均一な組成の
超伝導薄膜を得ることができた。
化物超伝導材の粉末を用いて、その中に埋め込む
ことによつて雰囲気を調整した。このことによ
り、目的とする薄膜の周囲では粉体からの金属成
分の発揮とその他の部分への凝縮が、薄膜からの
揮発と凝縮と共に生じており、結果として薄膜の
成分変化を防止している。そのために表面層と中
央部の成分変化を生ずることなく、均一な組成の
超伝導薄膜を得ることができた。
なお、酸化物薄膜を埋め込むための酸化物粉末
の組成は、目的とする超伝導体薄膜の組成と同一
であることが望ましいが、同一組成である必要は
ない。
の組成は、目的とする超伝導体薄膜の組成と同一
であることが望ましいが、同一組成である必要は
ない。
本実施例においては、超伝導体として（Y0.4
Ba0.6）CuO7-x薄膜を例として説明したが、本発
明が広く酸化物超伝導体の作製に適用できること
は言うまでもない。
Ba0.6）CuO7-x薄膜を例として説明したが、本発
明が広く酸化物超伝導体の作製に適用できること
は言うまでもない。
またオクチル酸塩を出発原料として酸化物超伝
導体を作製する方法について説明したが、他の方
法によつて超伝導体となるべき組成の酸化物を形
成し、加熱してペロブスカイト構造を有する酸化
物超伝導体の製造に、本発明が広く適用できるこ
とも言うまでもない。
導体を作製する方法について説明したが、他の方
法によつて超伝導体となるべき組成の酸化物を形
成し、加熱してペロブスカイト構造を有する酸化
物超伝導体の製造に、本発明が広く適用できるこ
とも言うまでもない。
実施例 ２
第２図に焼結法による実施例の工程図を示す。
酸化銅、炭酸バリウム、酸化イツトリウムのそ
れぞれの粉末を所望のモル比で混合し、800℃〜
900℃で１〜５時間仮焼し、400Kg／cm2程度の圧力
でプレスして成形し、酸素を含む雰囲気中で800
℃〜900℃、１〜５時間加熱、焼結してペロブス
カイト構造の酸化物超伝導体とする。この工程に
おいて、焼結工程、または焼結工程と仮焼工程と
を、銅、バリウムおよびイツトリウムを含む雰囲
気中、例えば（Y0.4Ba0.6）CuO7粉末中で行う。
れぞれの粉末を所望のモル比で混合し、800℃〜
900℃で１〜５時間仮焼し、400Kg／cm2程度の圧力
でプレスして成形し、酸素を含む雰囲気中で800
℃〜900℃、１〜５時間加熱、焼結してペロブス
カイト構造の酸化物超伝導体とする。この工程に
おいて、焼結工程、または焼結工程と仮焼工程と
を、銅、バリウムおよびイツトリウムを含む雰囲
気中、例えば（Y0.4Ba0.6）CuO7粉末中で行う。
この操作によつて、作製された酸化物超伝導体
の組成を、均一な所望の組成とすることができ
る。
の組成を、均一な所望の組成とすることができ
る。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、酸化物超
伝導体が成分の変化を伴わずに製造できるため、
良質な特性の優れた超伝導体、特にその薄膜が製
造できるので、酸化物超伝導体を電子技術および
電力技術の各分野に利用して、その効果を十分に
発揮させることが可能となる。
伝導体が成分の変化を伴わずに製造できるため、
良質な特性の優れた超伝導体、特にその薄膜が製
造できるので、酸化物超伝導体を電子技術および
電力技術の各分野に利用して、その効果を十分に
発揮させることが可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す工程図、第２
図は他の実施例を示す工程図、第３図は従来法に
よる酸化物超伝導体の製造過程における示差熱分
析および熱重量分析結果を示す線図である。
図は他の実施例を示す工程図、第３図は従来法に
よる酸化物超伝導体の製造過程における示差熱分
析および熱重量分析結果を示す線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化物超伝導体の製造方法において、酸化物
超伝導体または超伝導体となるべき組成の酸化物
を、該酸化物を構成する金属成分の全てを含む酸
化物中に埋め込んで加熱することを特徴とする酸
化物超伝導体の製造方法。 ２ 前記加熱を、前記酸化物を予め作製した酸化
物超伝導体粉末中に埋め込んで行うことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の酸化物超伝導体
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62142984A JPS63307115A (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 酸化物超伝導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62142984A JPS63307115A (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 酸化物超伝導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63307115A JPS63307115A (ja) | 1988-12-14 |
| JPH0453817B2 true JPH0453817B2 (ja) | 1992-08-27 |
Family
ID=15328225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62142984A Granted JPS63307115A (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 酸化物超伝導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63307115A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2949500B2 (ja) * | 1988-03-18 | 1999-09-13 | 富士通株式会社 | 超伝導セラミックスの製造方法 |
| JPH0745357B2 (ja) * | 1990-07-03 | 1995-05-17 | 工業技術院長 | 超電導繊維状単結晶およびその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63242923A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | セラミツクス超電導体結晶の製造方法 |
| JPS63277556A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-11-15 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | 超伝導酸化物焼結体の製造方法 |
-
1987
- 1987-06-08 JP JP62142984A patent/JPS63307115A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63307115A (ja) | 1988-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |