JPH0477345A - 超電導材料焼結体の製造方法 - Google Patents
超電導材料焼結体の製造方法Info
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- JPH0477345A JPH0477345A JP2185195A JP18519590A JPH0477345A JP H0477345 A JPH0477345 A JP H0477345A JP 2185195 A JP2185195 A JP 2185195A JP 18519590 A JP18519590 A JP 18519590A JP H0477345 A JPH0477345 A JP H0477345A
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- Japan
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- sintering
- sintered
- superconducting material
- metal element
- powder
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- 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
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、超電導材料の焼結用粉末の焼結方法に関する
ものであり、特には、臨界電流密度の向上に寄与する高
い焼結密度を有する超電導材料焼結体を製造する方法に
関するものである。本発明方法は、希土類元素−アルカ
リ土類元素−銅酸化物系や、ビスマス−アルカリ土類元
素−銅酸化物系等任意の超電導材料に適用することが出
来る。
ものであり、特には、臨界電流密度の向上に寄与する高
い焼結密度を有する超電導材料焼結体を製造する方法に
関するものである。本発明方法は、希土類元素−アルカ
リ土類元素−銅酸化物系や、ビスマス−アルカリ土類元
素−銅酸化物系等任意の超電導材料に適用することが出
来る。
（従来技術）
従来、酸化物系高温超電導材料焼結体は、乾式混合法、
湿式混合法、多段湿式法、ゾル・ゲル法、フラックス法
あるいは水熱法等で調製した原料粉末を、仮焼、粉砕、
成形および焼結することによって作製していた。
湿式混合法、多段湿式法、ゾル・ゲル法、フラックス法
あるいは水熱法等で調製した原料粉末を、仮焼、粉砕、
成形および焼結することによって作製していた。
焼結体の均質化及び高密度化を目的として、各工程につ
いて研究が活発に進められている。
いて研究が活発に進められている。
原料粉末の調整方法として、例えば、本件発明者は、平
均粒径５μｍ以下の原料粉末の混合粉を平均粒径１μ■
以下に粉砕した後仮焼することにより焼結に際して均質
な焼結体が得られることを見出し、既に特許出願を行な
った（特願平０１−１０１７６１号）。
均粒径５μｍ以下の原料粉末の混合粉を平均粒径１μ■
以下に粉砕した後仮焼することにより焼結に際して均質
な焼結体が得られることを見出し、既に特許出願を行な
った（特願平０１−１０１７６１号）。
これらの原料粉末の調整は粒子組成の均質化を図ったも
ので、臨界電流密度の向上を目的としたものであった。
ので、臨界電流密度の向上を目的としたものであった。
しかしながら、上記の方法で得られた原料粉末は、粒径
が細かいため、焼結性が悪（従って焼結密度が小さいと
いう問題点が改めて認識されるようになった。
が細かいため、焼結性が悪（従って焼結密度が小さいと
いう問題点が改めて認識されるようになった。
焼結体の高密度化を目的とした方法としては、例えば、
原料粉末仮焼粉体の粉砕後バインダーを添加して成形し
、成形品を脱脂して比表面積を大きくした後に焼成を行
う方法（特開平０ｌ−５６３５１）、超電導体の前駆物
質の粉末に成形性を高めるためにバインダーとしてポリ
アルキレンカーボネートを配合し、均一に混合した後、
加圧成形し、成形体を脱バインダー処理してバインダー
を完全に揮散した後焼結する方法（特開平０ｌ−２０８
３５７） 、高温超電導セラミックスの成形グリーン体
または焼結体に当該セラミックスの金属元素組成の対応
する金属元素化合物を含有する液体を含浸しそして焼結
する方法（特開平０ｌ−２９８０５７） 、密封容器内
に入れられたセラミックスの間隙部内を減圧した後、間
隙部内にナフテン酸等の金属塩溶液を導入し熱処理を行
うことにより表層部のみならず、深層部まで溶液を導入
する方法（特開平０１−３０５８４４）等が提案されて
いる。
原料粉末仮焼粉体の粉砕後バインダーを添加して成形し
、成形品を脱脂して比表面積を大きくした後に焼成を行
う方法（特開平０ｌ−５６３５１）、超電導体の前駆物
質の粉末に成形性を高めるためにバインダーとしてポリ
アルキレンカーボネートを配合し、均一に混合した後、
加圧成形し、成形体を脱バインダー処理してバインダー
を完全に揮散した後焼結する方法（特開平０ｌ−２０８
３５７） 、高温超電導セラミックスの成形グリーン体
または焼結体に当該セラミックスの金属元素組成の対応
する金属元素化合物を含有する液体を含浸しそして焼結
する方法（特開平０ｌ−２９８０５７） 、密封容器内
に入れられたセラミックスの間隙部内を減圧した後、間
隙部内にナフテン酸等の金属塩溶液を導入し熱処理を行
うことにより表層部のみならず、深層部まで溶液を導入
する方法（特開平０１−３０５８４４）等が提案されて
いる。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、これらの方法は基本的に工程が煩雑であ
るという間要点があった。特に、成形体あるいは焼結体
に金属塩を浸透させる方法は、浸透効果を得るためには
繰り返し浸透処理を施さねばならず、それでも未だ充分
の高密度化を実現出来なかった。
るという間要点があった。特に、成形体あるいは焼結体
に金属塩を浸透させる方法は、浸透効果を得るためには
繰り返し浸透処理を施さねばならず、それでも未だ充分
の高密度化を実現出来なかった。
本発明の課題は、上記の欠点を解決するべく、粒子組成
の均質な混合物を、脱脂、脱バインダー処理、浸透処理
等の煩雑な工程を必要とせずに、高密度焼結体に製造す
ることを可能とする超電導材料の焼結方法を開発するこ
とである。
の均質な混合物を、脱脂、脱バインダー処理、浸透処理
等の煩雑な工程を必要とせずに、高密度焼結体に製造す
ることを可能とする超電導材料の焼結方法を開発するこ
とである。
（課題を解決するための手段）
本発明者は、超電導材料の粉末法による焼結方法につい
て従来より研究を進めてきた。そのなかで、焼結体の高
密度化について詳細に検討した結果、超電導材料焼結用
粉末の焼結において、該超電導材料の金属元素組成に対
応する金属元素化合物を含有する溶液を原料粉末に最初
に混合し、これを成形しそして焼結した場合に、その焼
結密度が従来より高くなることを見い出した。
て従来より研究を進めてきた。そのなかで、焼結体の高
密度化について詳細に検討した結果、超電導材料焼結用
粉末の焼結において、該超電導材料の金属元素組成に対
応する金属元素化合物を含有する溶液を原料粉末に最初
に混合し、これを成形しそして焼結した場合に、その焼
結密度が従来より高くなることを見い出した。
この知見に基づいて、本発明は、超電導材料焼結用の原
料粉末の焼結において、該超電導材料の金属元素組成に
対応する金属元素化合物を含有する溶液を前記原料粉末
に混合し、生成した混合物を成形しそして焼結すること
を特徴とする超電導材料焼結体の製造方法を提供するも
のである。
料粉末の焼結において、該超電導材料の金属元素組成に
対応する金属元素化合物を含有する溶液を前記原料粉末
に混合し、生成した混合物を成形しそして焼結すること
を特徴とする超電導材料焼結体の製造方法を提供するも
のである。
（発明の詳細な説明）
本発明で用いる超電導材料はその種類を含めて特に制約
されるものではない。現在大きな関心を持たれている超
電導温度のできるだけ高い超電導材料が好ましいことは
いうまでもない。例えば、希土類元素−アルカリ土類元
素−銅酸化物系や、ビスマス−アルカリ土類元素−銅酸
化物系等が挙げられる。これらの詳細については多（の
文献が存在するので省略する。
されるものではない。現在大きな関心を持たれている超
電導温度のできるだけ高い超電導材料が好ましいことは
いうまでもない。例えば、希土類元素−アルカリ土類元
素−銅酸化物系や、ビスマス−アルカリ土類元素−銅酸
化物系等が挙げられる。これらの詳細については多（の
文献が存在するので省略する。
本発明に用いる超電導材料原料粉末は、乾式混合法、湿
式混合法、多段湿式法、ゾル・ゲル法、フラックス法あ
るいは水熱法等の公知の方法で製造できる。特に粒子組
成の均質化を望むのであれば、本発明者が既に開示した
方法により粒度なあらかじめ調整するのが望ましい。
式混合法、多段湿式法、ゾル・ゲル法、フラックス法あ
るいは水熱法等の公知の方法で製造できる。特に粒子組
成の均質化を望むのであれば、本発明者が既に開示した
方法により粒度なあらかじめ調整するのが望ましい。
本発明で用いる金属元素化合物の溶液は、所望の超電導
材料に対応する金属元素の複数の化合物を、その組成に
したがって溶媒に溶解して得られる。
材料に対応する金属元素の複数の化合物を、その組成に
したがって溶媒に溶解して得られる。
金属元素化合物としては、例えば酸化物、水酸化物、ハ
ロゲン化物、有機酸塩、無機酸塩、アルコキシド等が挙
げられる。特に好ましい化合物としては、金属−酸素−
炭素結合を有するもので、具体的には、ナフテン酸、オ
クチル酸、ステアリン酸、シュウ酸、クエン酸、安息香
酸、硝酸、炭酸、塩駿等の有機酸あるいは無機酸の金属
塩、エタノール、プロパツール、ブタノール等のアルコ
ールの金属アルコキシド等が挙げられる。
ロゲン化物、有機酸塩、無機酸塩、アルコキシド等が挙
げられる。特に好ましい化合物としては、金属−酸素−
炭素結合を有するもので、具体的には、ナフテン酸、オ
クチル酸、ステアリン酸、シュウ酸、クエン酸、安息香
酸、硝酸、炭酸、塩駿等の有機酸あるいは無機酸の金属
塩、エタノール、プロパツール、ブタノール等のアルコ
ールの金属アルコキシド等が挙げられる。
溶液中の金属濃度は特に制約はなく、化合物の溶解度等
によりその上限は決定される。充分な高密度化作用を与
えるには、一般には、金属元素化合物換算で３〜４０重
量％が望ましい。
によりその上限は決定される。充分な高密度化作用を与
えるには、一般には、金属元素化合物換算で３〜４０重
量％が望ましい。
溶媒としては、前述の金属元素化合物を溶解しつるもの
あるいは必要に応じて反応するものであればよい。例え
ば、トルエン、ヘキサン等の炭化水素類、メタノール、
エタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、
ナフテン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の有機酸類、
硝酸水溶液、アンモニア水溶液、水等並びにその混合物
が挙げられる。これらは、使用する金属元素化合物の種
類に応じて適当に組み合わせて使用するのが望ましい。
あるいは必要に応じて反応するものであればよい。例え
ば、トルエン、ヘキサン等の炭化水素類、メタノール、
エタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、
ナフテン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の有機酸類、
硝酸水溶液、アンモニア水溶液、水等並びにその混合物
が挙げられる。これらは、使用する金属元素化合物の種
類に応じて適当に組み合わせて使用するのが望ましい。
原料粉末への金属元素化合物を含有する溶液の混合方法
は、特に制限はなく一般に行われている方法でよい。例
えば、乳鉢、ボールミル等の使用が挙げられる。溶液の
混合量は、充分の添加効果を与え且つ成形が可能な範囲
であればよく、一般に原料粉末に対し０．１〜１０重置
％程度が望ましい。
は、特に制限はなく一般に行われている方法でよい。例
えば、乳鉢、ボールミル等の使用が挙げられる。溶液の
混合量は、充分の添加効果を与え且つ成形が可能な範囲
であればよく、一般に原料粉末に対し０．１〜１０重置
％程度が望ましい。
成形及び焼結方法については、通常の方法で充分である
。例えば、成形方法に関しては、金型による一軸成形、
ＣＩＰ成形等が挙げられる。また焼結方法については、
常圧焼結、ホットプレス等の加圧焼結等が挙げられる。
。例えば、成形方法に関しては、金型による一軸成形、
ＣＩＰ成形等が挙げられる。また焼結方法については、
常圧焼結、ホットプレス等の加圧焼結等が挙げられる。
このようにして製造された超電導材料焼結体は、金属元
素化合物を含む溶液を混合しない場合に比べて、焼結密
度が高いことが確認された。
素化合物を含む溶液を混合しない場合に比べて、焼結密
度が高いことが確認された。
（実施例及び比較例ｎ
Ｂｉｇｏｔ 、Ｐｂ Ｏ，Ｓｒ ＣＯｓ 、Ｃａ ＣＯ
ｓ、ＣｕＯを原料として、湿式混合法により焼結用の原
料粉末を作製した。金属元素組成がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：
Ｃａ：Ｃｕ＝４：Ｉ：４：５ニア（そル比）となるよう
調整した。ボールミルを用いた混合により平均粒径Ｏ６
９μｍの混合粉を得て、これを原料粉末とした。
ｓ、ＣｕＯを原料として、湿式混合法により焼結用の原
料粉末を作製した。金属元素組成がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：
Ｃａ：Ｃｕ＝４：Ｉ：４：５ニア（そル比）となるよう
調整した。ボールミルを用いた混合により平均粒径Ｏ６
９μｍの混合粉を得て、これを原料粉末とした。
金属元素化合物を含有する溶液は、上記原料化合物に合
わせてナフテン酸ビスマス、ナフテン酸鉛、ナフテン酸
ストロンチウム、ナフテン酸カルシウム、ナフテン酸銅
をトルエンに溶解して作製した。各金属元素の組成比率
は混合粉のそれと同様とし、溶液中の金属濃度は金属化
合物換算で４０重置％とした。
わせてナフテン酸ビスマス、ナフテン酸鉛、ナフテン酸
ストロンチウム、ナフテン酸カルシウム、ナフテン酸銅
をトルエンに溶解して作製した。各金属元素の組成比率
は混合粉のそれと同様とし、溶液中の金属濃度は金属化
合物換算で４０重置％とした。
原料粉末と溶液の混合は、メノー乳鉢により行った。溶
液の混合量は２％とした。
液の混合量は２％とした。
比較例として、金属元素化合物を含有する溶液を混合し
ない原料粉末のみのものを用意した。
ない原料粉末のみのものを用意した。
これらの粉末を金型により一軸成形し、８５０℃で４８
時間大気中で焼結した。
時間大気中で焼結した。
焼結体については、組成、Ｘ線回折パターン及び密度の
評価を行った。組成及びＸ線回折パターンに関しては、
本発明と比較例の違いは見られなかったが、密度につい
ては表１に示すように、金属元素化合物を含有する溶液
を混合したほうが焼結密度が高いことが確認された。
評価を行った。組成及びＸ線回折パターンに関しては、
本発明と比較例の違いは見られなかったが、密度につい
ては表１に示すように、金属元素化合物を含有する溶液
を混合したほうが焼結密度が高いことが確認された。
表 １
（２）従来の高密度化の方法に比べ、煩雑な工程を経由
する必要がなく、工程の短縮化及び省力化が可能である
。
する必要がなく、工程の短縮化及び省力化が可能である
。
（３）これにより、超電導特性のひとつである臨界電流
密度に関して従来の数値より向上できる利点がある。
密度に関して従来の数値より向上できる利点がある。
代理人の氏名：倉 内 基 弘−シ
（発明の効果）
（１）本発明により、焼結体の高密度化が図れる利点が
ある。
ある。
Claims (1)
- （１）超電導材料焼結用の原料粉末の焼結において、該
超電導材料の金属元素組成に対応する金属元素化合物を
含有する溶液を前記原料粉末に混合し、生成した混合物
を成形しそして焼結することを特徴とする超電導材料焼
結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2185195A JPH0477345A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 超電導材料焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2185195A JPH0477345A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 超電導材料焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0477345A true JPH0477345A (ja) | 1992-03-11 |
Family
ID=16166525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2185195A Pending JPH0477345A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 超電導材料焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0477345A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI401301B (zh) * | 2010-10-06 | 2013-07-11 | Univ Nat Cheng Kung | 燒結成型之組成物及燒結成型方法 |
-
1990
- 1990-07-16 JP JP2185195A patent/JPH0477345A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI401301B (zh) * | 2010-10-06 | 2013-07-11 | Univ Nat Cheng Kung | 燒結成型之組成物及燒結成型方法 |
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