JPH0476323B2 - - Google Patents

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JPH0476323B2
JPH0476323B2 JP63017840A JP1784088A JPH0476323B2 JP H0476323 B2 JPH0476323 B2 JP H0476323B2 JP 63017840 A JP63017840 A JP 63017840A JP 1784088 A JP1784088 A JP 1784088A JP H0476323 B2 JPH0476323 B2 JP H0476323B2
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JP
Japan
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metal
solution
solvent
acid
superconducting
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JP63017840A
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JPS6465007A (en
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Susumu Mizuta
Tosha Kumagai
Wakichi Kondo
Kenji Kawaguchi
Shigemitsu Shin
Hiroshi Yokota
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は超伝導性材料の製造に用いられる原料
溶液に関するものである。
〔従来技術〕
最近、ランタン、イツトリウム、アルカリ土類
金属、銅系を中心とする複合酸化物が液体水素温
度(20K)以上あるいは液体窒素温度(77K)以
上の高い臨界温度をもつセラミツクス系超伝導性
材料として脚光を浴び、世界各国で複合酸化物系
の新しい超伝導性材料が相次いで発表されつつあ
る(J.G.Bed norz,K.A.Muller,Z.Phys.B64
189(1986))。特に注目されているものとしては、
(La09Sr012CuO4,(La09Ba012CuO4
YBa2Cu3O7などを挙げることができ、それらの
中には臨界温度が液体窒素温度(77K)を越える
ものも存在している。しかしながら、これら複合
酸化物材料は従来のセラミツクス材料と同様に、
薄膜化或いは線材化することが難しく、これが実
用化の上での最大の問題点と考えられている。
酸化物薄膜の合成法としては、気相法、テープ
キヤスト粉末焼結法が従来から一般に広く用いら
れているが、気相法は設備が大掛かりとなる上に
大面積のものは製造が困難であり、生産性も高く
ない。また、テープキヤスト粉末焼結法は薄さに
限界(20〜30μm)があると同時に均一な薄膜を
合成することは難しく、また高い焼結温度が必要
である。更に、セラミツクス系材料の線材化はほ
とんど試みられたことがないのが実状であつた。
〔目的〕
本発明は、従来の超伝導性材料の製造技術に見
られる前記欠点を克服することを目的とする。
本発明者らは、超伝導性材料を製造するために
種々研究を重ねた結果、 (i) 超伝導性複合金属酸化物に対応する金属種組
成になるように配合された金属含有化合物の溶
液を調製する工程、 (ii) 該溶液を支持体上に塗布乾燥して支持体上に
該金属含有化合物の薄膜を形成する工程、 (iii) 該支持体上に形成された該金属含有化合物の
薄膜を加熱焼成し、超伝導性複合金属酸化物の
薄膜とする焼成工程 を採用することによつて超伝導性材料を容易に製
造し得ることを見出した。本発明は、このような
超伝導性材料の製造方法に用いられる原料溶液を
提供することを目的とする。
〔構成〕
本発明によれば、超伝導性複合金属酸化物に対
応する金属種組成になるように金属含有化合物を
特定溶媒中に配合させた溶液からなる超伝導性材
料用原料溶液が提供される。
本発明の溶液は、超伝導性複合金属酸化物に対
応する金属種組成になるように、複数の金属含有
化合物を溶媒に溶解することによつて製造され
る。この場合、具体的な金属種組成は、所望する
超伝導性複合金属酸化物の成分組成に応じて決め
られる。即ち、従来、超伝導性複合金属酸化物と
しては、例えば、(La09Sr012CuO4
(La09Ba012CuO4,YBa2Cu3O7等が知られてい
るが、本発明の溶液を製造する場合、溶媒に溶解
させる金属種組成を、このような超伝導性複合金
属酸化物における金属種組成に対応するように選
定する。金属種組成は、一般には超伝導性複合金
属酸化物の組成に一致するように選ばれるが、条
件に応じて適宜変化させるのがよい。例えば、こ
の溶液を支持体に塗布乾燥したものを焼成する時
に金属種が支持体と反応し、その1部が消費され
る場合があるが、このような場合には、その反応
消費される金属種をあらかじめその分多目に加え
るのがよい。いずれにしても、最終的に支持体上
に形成される金属酸化物の組成が超伝導性複合金
属酸化物の組成に対応するようにその金属種の組
成を選べばよい。
本発明において、溶媒に溶解させる金属含有化
合物の種類は特に限定されず、後続の焼成工程で
酸化物を形成するような化合物であればよい。一
般には、1000℃以下、特に200〜900℃で熱分解す
るような化合物であればよい。このような化合物
としては、例えば、アルコキシド、有機酸塩、無
機酸塩、キレート化合物の他、金属のハロゲン化
物、水酸化物及び酸化物等の各種のものが挙げら
れる。本発明で用いる好ましい金属含有化合物の
具体例を示すと、例えば、ナフテン酸、2−エチ
ルヘキサン酸、カプリル酸、ステアリン酸、ラウ
リン酸、酪酸、プロピオン酸、シユウ酸、クエン
酸、乳酸、フエノール、カテコール、安息香酸、
サリチル酸、EDTA、硝酸、炭酸、塩酸等の有
機酸又は無機酸の金属塩や、エタノール、プロパ
ノール、ブタノール、エチレングリコール、グリ
セリン、2−ペンテン−4−オン−2−オール等
のアルコールの金属アルコキシド、金属アセチル
アセトナート等のキレート化合物等が挙げられ
る。本発明で用いる金属含有化合物において、金
属−酸素結合、特に金属−酸素−炭素結合を有す
るものは、後続の焼成工程で容易に複合金属酸化
物を与えるので好ましい化合物である。
金属含有化合物の溶媒溶液の調製は、あらかじ
め所定の成分組成に配合した金属含有化合物混合
物を溶媒に溶解して実施し得る他、各金属含有化
合物の溶媒溶液をあらかじめ調製し、これらの溶
媒溶液を混合する等の方法により実施することが
できる。溶液中の金属濃度は特に制約されず、そ
の上限は金属含有化合物の溶解度等によつて決め
られるが、一般には、金属含有化合物換算で3〜
40重量%である。さらに、この溶液には、粘度調
節剤として、高分子物質等を適量添加することも
できる。
本発明で用いる溶媒は、有機酸及び特定の有機
溶媒を含有するものである。このような溶媒とし
ては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪
酸、カプリル酸、ラウリン酸、ステアリン酸、ナ
フテン酸、リノール酸、オレイン酸、シユウ酸、
クエン酸、乳酸、フエノール、p−トルイル酸等
の有機酸類の他、アセチルアセトン、N−メチル
アセトアミド、ホルムアミド、ジメチルホルムア
ミド等のホルムアミド誘導体等のアミド類、ジメ
チルスルホキシド等の硫黄含有化合物、ピリジ
ン、メチルピリジン、ビニルピリジン等のピリジ
ン誘導体等を挙げる事ができる。これらの溶媒
は、具体的に用いる金属含有化合物の種類に応じ
て1種又は2種以上の組合せで適当に選定され
る。
本発明による好ましい溶液を金属含有化合物と
の関連で例示すると次の通りである。
(1) 金属アルコキシド含有溶液 この溶液の場合、金属アルコキシドが安定的に
溶解するように、有機酸又はピリジンもしくはそ
の誘導体、あるいはそれらの混合物を含む溶媒を
用いるのが好ましい。溶媒は、それらの化合物の
みから形成し得る他、それらの化合物と他の溶
媒、例えば、エタノール、ブタノール、アセトン
等のアルコールやケトンとの混合物から形成する
ことができる。この場合、有機酸としては、ギ
酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ペンタン酸、ヘ
キサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸等が挙げら
れ、ピリジン誘導体としては、メチルピリジン、
ビニルピリジン等が挙げられる。また、この金属
アルコキシドは、通常の有機溶媒、例えば、脂肪
族系及び芳香族系の炭化水素やアルコール等の溶
液とすることができる。
(2) 金属アセチルアセトナート又はその誘導体含
有溶液 この溶液の場合、金属アセチルアセトナート又
はアセチルアセトン誘導体〔CH3COCH2COR
(R:有機基)〕の金属塩が安定的に溶解するよう
に、前記金属アルコキシド含有溶液の場合と同様
に、有機酸又はピリジンもしくはその誘導体ある
いはそれらの混合物を含む溶媒を用いるのが好ま
しい。溶媒は、それらの化合物のみから形成し得
る他、それらの化合物と他の溶媒、例えば、エタ
ノール、ブタノール、アセトン等のアルコールや
ケトンとの混合物から形成することができる。こ
の場合、有機酸及びピリジン誘導体としては、金
属アルコキシド溶液に関して示したものが挙げら
れる。
(3) 金属硝酸塩含有溶液 この溶液の場合、金属種によつては、通常の水
溶液の状態で使用することができるが、Ba硝酸
塩等の水に溶解しにくいものも安定的に溶解させ
る点から、アセチルアセトン、ジメチルスルホキ
シド、ホルムアミドもしくはその誘導体及びメチ
ルアセトアミドの中から選ばれる少なくとも1種
を含む溶媒あるいはプロピオン酸とピリジンもし
くはその誘密体の組合せを含む溶媒を用いること
が好ましい。溶媒は、それらの化合物のみから形
成し得る他、それらの化合物と他の溶媒、例え
ば、エタノールや、アセトン等との混合物から形
成することができる。
(4) 金属有機酸塩 この溶液の場合、溶媒としては、有機酸やピリ
ジン、ピリジン誘導体及びこれらの溶媒とアルコ
ール、ケトン類、炭化水素類等との混合物が用い
られる。また、この金属有機酸塩は、通常の有機
溶媒、例えば、脂肪族系及び芳香族系の炭化水素
やアルコールの溶液とすることができる。
本発明では、ほとんど全ての超伝導性複合金属
酸化物を製造するための溶液を提供することがで
き、その溶液中の金属種の組成は、前記したよう
に、超伝導性を示す金属複合酸化物に対応するよ
うに選べばよく、特に制限されるものではない
が、例えば、次の組成式()、()又は()
で表わされる超伝導複合金属酸化物に対応するよ
うに選ぶことができる。
AB2Cu3O7+x () (La1-yBy)2CuO4-z () (式中、 A:Y,La,Nd,Sm,Eu,Gd,Dy,Ho,
Er,Yb,Lu又はこれらの2種以上の混合
物、 B:Ba,Sr,Ca又はこれらの2種以上の混合
物、 x:−1<x<1の範囲の数、 y:0<y≦0.2の範囲の数、 z:0≦z<1の範囲の数 を表わす) M2+xBiCu2+yO5

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 超伝導性複合金属酸化物に対応する金属種組
    成になるように金属有機酸塩及び金属アルコキシ
    ドの中から選ばれた金属含有化合物を有機溶媒中
    に配合させた溶液からなる超伝導性材料用原料溶
    液。 2 超伝導性複合金属酸化物に対応する金属種組
    成になるように金属含有化合物を溶媒中に配合さ
    せた溶液からなり、該溶液が、有機酸、ピリジン
    及びピリジン誘導体の中から選ばれる少なくとも
    1種を含む超伝導性材料用原料溶液。 3 該金属含有化合物が、金属有機酸塩、金属ア
    ルコキシド、金属アセチルアセトナート、金属ア
    セチルアセトン誘導体及び金属硝酸塩の中から選
    ばれる請求項2の溶液。 4 超伝導性複合金属酸化物に対応する金属種組
    成になるように金属硝酸塩を溶媒中に配合させた
    溶液からなり、該溶媒が、アセチルアセトン、ジ
    メチルスルホキシド、ホルムアミド及びメチルア
    セトアミドの中から選ばれる少なくとも1種を含
    む超伝導性材料用原料溶液。 5 超伝導性複合金属酸化物に対応する金属種組
    成になるように金属硝酸塩を溶媒中に配合させた
    溶液からなり、該溶媒が、プロピオン酸とピリジ
    ン又はピリジン誘導体を含む超伝導性材料用原料
    溶液。
JP63017840A 1987-01-30 1988-01-28 Starting material solution for superconductive material Granted JPS6465007A (en)

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