JPH0483717A - 酸化物超伝導材料 - Google Patents
酸化物超伝導材料Info
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- JPH0483717A JPH0483717A JP2197287A JP19728790A JPH0483717A JP H0483717 A JPH0483717 A JP H0483717A JP 2197287 A JP2197287 A JP 2197287A JP 19728790 A JP19728790 A JP 19728790A JP H0483717 A JPH0483717 A JP H0483717A
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- earth element
- atoms
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- Pending
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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
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (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)
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（よ 高い超伝導転移温度を持つ酸化物超伝導材
料に関すも 従来の技術 超伝導材料ζ友 １）電気抵抗がゼロであゑ ２）完全
反磁性であ黴 ３）ジョセフソン効果があるといった他
の材料にない特性を持っており、電力輸逃 発電楓 核
融合プラズマ閉じ込へ 磁気浮上列東 磁気シールドま
たは高速コンピュータ等への幅広い応用が期待されてい
も 現在 実用材料として使用されているものはニオブ
（Ｎｂ）、鉛（ｐｂ）、ニオブ−チタン（ＮｂＴｉ）や
ニオブ−錫（ＮｂｓＳｎ）といった金属系の材料であも
発明が解決しようとする課題 ところカミ 金属系超伝導材料ではＴｏは最も高いもの
でも２３に程度であり、実使用時には高価な液体ヘリウ
ムと犬がかりな断熱装置を使って冷却しなければなら哄
工業上大きな問題があった そのた八 より高温で超
伝導を示す材料の探索が行われて来た １９８６年に へ′ビノルツ （Ｂｅｄｎｏｒｚ）
と ミュラー （Ｍｕｌｌｅｒ）により約４０にという
高いＴｏを持つ酸化物系超伝導材料（Ｌａ＋−ｚＳｒｚ
）２ＣＬ１０Ｘが見いだされ それ以後ＹＢａ２Ｃｕ
ｔ Ｏｘ、Ｂ１−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｑ、 Ｔｌ−Ｂａ
−Ｃａ−Ｃｕ−０などでより高い温度での超伝導転移が
報告されていもＴｏが高いほど冷却が容易となり、また
同じ温度で使用した場合の臨界電流密度や臨界磁場も大
きくなることが予想され 応用範囲も広がるものと期待
されも このため現在 これらの材料の製造法物性およ
び応用等に関して多くの研究がなされていも 課題を解決するための手段 本発明は酸化物超伝導材料の一種で、その結晶構造が銅
原子を中心として頂点に酸素原子を配した八面体からな
る第一層と、鉛原子または銅原子を中心として頂点に酸
素原子を配した八面体からなる第二層が頂点の酸素原子
を共有して積層されかつ前記第一層と第二層に共有され
る酸素原子とアルカリ土類元素および希土類元素とで第
三層が構成され これら第−服 第二層および第三層を
順次積層した構成を有す４ 作用 本発明は発明者が初めて見出した構造の酸化物高温超伝
導材料で、容易に単一相が得られ その超伝導転移温度
は最高２９にであっ一 実施例 出発原料として、純度９９．５％以上の酸化鉛（ＰｂＯ
）、酸化ランタン（Ｌａａ Ｏｓ ）、炭酸ストロンチ
ウム（ＳｒＣＯａ）および酸化銅（Ｃｕｂ）の各粉末を
用いた 配合は組成式（Ｐｂｓ、５Ｃｕｓ、ｓ ）（Ｓ
ｒ＋ −ｘＬａｘ ）２ＣｕＯ，のＸを０．０から１．
０まで０．１刻みで変化させ九振動ミルにて直径２ｍｍ
のジルコニア（Ｚｒ０２）製のボールを用１．Ｘ、エタ
ノールを分散媒として１時間混合した 混合終了後、分
散媒ごと全量を乾燥機中で１２０℃で乾燥し 得られた
粉末を８００℃で５時間空気中で仮焼し九 この粉末を
振動ミルにて前述と同様の方法で１時間粉砕および混合
した後１２０℃で乾燥させな この粉末の０．４ｇを取
り、１５ｍｍｘ ５ｍｍの金型中で６００ｋｇ／ｃｍ２
の圧力で一軸加圧成形し九この成形体を電気炉にて酸素
雰囲気中１０００℃で２時間焼成し九 昇温速度は３０
０℃／ｈ（！：Ｌ 冷却は電気炉の電源を切断し自然
冷却させ九 得られた焼結体について粉末Ｘ線回折によ
り結晶構造を調べた 超伝導特性は 四端子法により電
気抵抗の温度変化を測定電流１０ｍＡで室温から１５Ｋ
まで測定し電気抵抗が急激に低下し始める温度（Ｔ、”
）と電気抵抗がゼロになる温度（Ｔ、’″０′。）を求
めた また焼結体の帯磁率の温度変化を測定し マイス
ナー効果により帯磁率が急激に変化し始める温度（Ｔ、
″）を求め九 ０．２≦Ｘ≦０．７の範囲で格子定数がａ＝ ０．３７
８ｎａｃ＝０．８６７ ｎｍの正方晶系に属する相が合
成できた特に ｘ＝０．５の時には単一相の試料が得ら
れた第１図は本発明の一実施例における酸化物超伝導材
料のＸ線回折パターンであム 図中矢印は不純物による
ピークであム 不純物ピークを除外したＸ線回折データ
のリートベルト解析を行ったとこ７：ｘ ｘ＝０．５
の試料における結晶構造は銅原子を中心として頂点に酸
素原子を配した八面体からなる第一層と、鉛原子または
銅原子を中心として頂点に酸素原子を配した八面体から
なる第二層が頂点の酸素原子を共有して積層され かつ
前記第一層と第二層に共有される酸素原子とアルカリ土
類元素および希土類元素とで第三層が構成され これら
第−凰 第二層および第三層を順次積層した構成を有す
ることが確認され九 すなわち結晶構造の単位胞がＰｂ
、 Ｃｕと酸素からなる一原子層とＣｕと酸素からなる
八面体で構成されているものである。
料に関すも 従来の技術 超伝導材料ζ友 １）電気抵抗がゼロであゑ ２）完全
反磁性であ黴 ３）ジョセフソン効果があるといった他
の材料にない特性を持っており、電力輸逃 発電楓 核
融合プラズマ閉じ込へ 磁気浮上列東 磁気シールドま
たは高速コンピュータ等への幅広い応用が期待されてい
も 現在 実用材料として使用されているものはニオブ
（Ｎｂ）、鉛（ｐｂ）、ニオブ−チタン（ＮｂＴｉ）や
ニオブ−錫（ＮｂｓＳｎ）といった金属系の材料であも
発明が解決しようとする課題 ところカミ 金属系超伝導材料ではＴｏは最も高いもの
でも２３に程度であり、実使用時には高価な液体ヘリウ
ムと犬がかりな断熱装置を使って冷却しなければなら哄
工業上大きな問題があった そのた八 より高温で超
伝導を示す材料の探索が行われて来た １９８６年に へ′ビノルツ （Ｂｅｄｎｏｒｚ）
と ミュラー （Ｍｕｌｌｅｒ）により約４０にという
高いＴｏを持つ酸化物系超伝導材料（Ｌａ＋−ｚＳｒｚ
）２ＣＬ１０Ｘが見いだされ それ以後ＹＢａ２Ｃｕ
ｔ Ｏｘ、Ｂ１−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｑ、 Ｔｌ−Ｂａ
−Ｃａ−Ｃｕ−０などでより高い温度での超伝導転移が
報告されていもＴｏが高いほど冷却が容易となり、また
同じ温度で使用した場合の臨界電流密度や臨界磁場も大
きくなることが予想され 応用範囲も広がるものと期待
されも このため現在 これらの材料の製造法物性およ
び応用等に関して多くの研究がなされていも 課題を解決するための手段 本発明は酸化物超伝導材料の一種で、その結晶構造が銅
原子を中心として頂点に酸素原子を配した八面体からな
る第一層と、鉛原子または銅原子を中心として頂点に酸
素原子を配した八面体からなる第二層が頂点の酸素原子
を共有して積層されかつ前記第一層と第二層に共有され
る酸素原子とアルカリ土類元素および希土類元素とで第
三層が構成され これら第−服 第二層および第三層を
順次積層した構成を有す４ 作用 本発明は発明者が初めて見出した構造の酸化物高温超伝
導材料で、容易に単一相が得られ その超伝導転移温度
は最高２９にであっ一 実施例 出発原料として、純度９９．５％以上の酸化鉛（ＰｂＯ
）、酸化ランタン（Ｌａａ Ｏｓ ）、炭酸ストロンチ
ウム（ＳｒＣＯａ）および酸化銅（Ｃｕｂ）の各粉末を
用いた 配合は組成式（Ｐｂｓ、５Ｃｕｓ、ｓ ）（Ｓ
ｒ＋ −ｘＬａｘ ）２ＣｕＯ，のＸを０．０から１．
０まで０．１刻みで変化させ九振動ミルにて直径２ｍｍ
のジルコニア（Ｚｒ０２）製のボールを用１．Ｘ、エタ
ノールを分散媒として１時間混合した 混合終了後、分
散媒ごと全量を乾燥機中で１２０℃で乾燥し 得られた
粉末を８００℃で５時間空気中で仮焼し九 この粉末を
振動ミルにて前述と同様の方法で１時間粉砕および混合
した後１２０℃で乾燥させな この粉末の０．４ｇを取
り、１５ｍｍｘ ５ｍｍの金型中で６００ｋｇ／ｃｍ２
の圧力で一軸加圧成形し九この成形体を電気炉にて酸素
雰囲気中１０００℃で２時間焼成し九 昇温速度は３０
０℃／ｈ（！：Ｌ 冷却は電気炉の電源を切断し自然
冷却させ九 得られた焼結体について粉末Ｘ線回折によ
り結晶構造を調べた 超伝導特性は 四端子法により電
気抵抗の温度変化を測定電流１０ｍＡで室温から１５Ｋ
まで測定し電気抵抗が急激に低下し始める温度（Ｔ、”
）と電気抵抗がゼロになる温度（Ｔ、’″０′。）を求
めた また焼結体の帯磁率の温度変化を測定し マイス
ナー効果により帯磁率が急激に変化し始める温度（Ｔ、
″）を求め九 ０．２≦Ｘ≦０．７の範囲で格子定数がａ＝ ０．３７
８ｎａｃ＝０．８６７ ｎｍの正方晶系に属する相が合
成できた特に ｘ＝０．５の時には単一相の試料が得ら
れた第１図は本発明の一実施例における酸化物超伝導材
料のＸ線回折パターンであム 図中矢印は不純物による
ピークであム 不純物ピークを除外したＸ線回折データ
のリートベルト解析を行ったとこ７：ｘ ｘ＝０．５
の試料における結晶構造は銅原子を中心として頂点に酸
素原子を配した八面体からなる第一層と、鉛原子または
銅原子を中心として頂点に酸素原子を配した八面体から
なる第二層が頂点の酸素原子を共有して積層され かつ
前記第一層と第二層に共有される酸素原子とアルカリ土
類元素および希土類元素とで第三層が構成され これら
第−凰 第二層および第三層を順次積層した構成を有す
ることが確認され九 すなわち結晶構造の単位胞がＰｂ
、 Ｃｕと酸素からなる一原子層とＣｕと酸素からなる
八面体で構成されているものである。
第１表にＸが０．２〜０．８の場合の超伝導特性を記す
。これらの焼結体は酸素雰囲気中１０００℃で２時間焼
成後、電気炉の電源を切断し 自然冷却して得られたも
のであも 但しｘ＝０．５で（本１）の焼結体は１００
℃／ｈで徐冷して得たものである。
。これらの焼結体は酸素雰囲気中１０００℃で２時間焼
成後、電気炉の電源を切断し 自然冷却して得られたも
のであも 但しｘ＝０．５で（本１）の焼結体は１００
℃／ｈで徐冷して得たものである。
（以下余白）
第１表
第２表
第２図はｘ＝ ０．５の組成で焼成後１００℃／ｈで徐
冷して得た焼結体の電気抵抗と交流磁化率の温度特性図
であム 図に示すようく Ｔ・ａｎ Ｔ、ｚｓｒ・お
よびＴｏ”はそれぞれ３４Ｌ ２９に、 ３３Ｋまで
上昇した またこの焼結体について？ｉ Ｘ線回折に
より結晶構造がほとんど変化していないことを確認り、
５ＱＵＩＤにより４．２Ｋにおける磁化率を測定し
たところ体積分率で約４０％が反磁性を示していること
が確認でき九 さらに第２表に示す組成において耘 はぼ単一相の焼結
体が得られ いずれも超伝導特性を示し発明の効果 以上のように本発明は酸化物超伝導材料の一種で、その
結晶構造が銅原子を中心として頂点に酸素原子を配した
八面体からなる第一層と、鉛原子または銅原子を中心と
して頂点に酸素原子を配した八面体からなる第二層が頂
点の酸素原子を共有して積層され かつ前記第一層と第
二層に共有される酸素原子とアルカリ土類元素および希
土類元素とで第三層が構成され これら第−慰 第二層
および第三層を順次積層した構成を有し 容易に単一相
が得られ その超伝導転移温度は最高２９にであった
冷して得た焼結体の電気抵抗と交流磁化率の温度特性図
であム 図に示すようく Ｔ・ａｎ Ｔ、ｚｓｒ・お
よびＴｏ”はそれぞれ３４Ｌ ２９に、 ３３Ｋまで
上昇した またこの焼結体について？ｉ Ｘ線回折に
より結晶構造がほとんど変化していないことを確認り、
５ＱＵＩＤにより４．２Ｋにおける磁化率を測定し
たところ体積分率で約４０％が反磁性を示していること
が確認でき九 さらに第２表に示す組成において耘 はぼ単一相の焼結
体が得られ いずれも超伝導特性を示し発明の効果 以上のように本発明は酸化物超伝導材料の一種で、その
結晶構造が銅原子を中心として頂点に酸素原子を配した
八面体からなる第一層と、鉛原子または銅原子を中心と
して頂点に酸素原子を配した八面体からなる第二層が頂
点の酸素原子を共有して積層され かつ前記第一層と第
二層に共有される酸素原子とアルカリ土類元素および希
土類元素とで第三層が構成され これら第−慰 第二層
および第三層を順次積層した構成を有し 容易に単一相
が得られ その超伝導転移温度は最高２９にであった
第１図は本発明の一実施例における酸化物超伝導材料の
Ｘ線回折パターンを示す医 第２図はＸｏ、５の組成で
焼成後１００℃／ｈで徐冷して得た焼結体の電気抵抗と
交流磁化率の温度特性図であ４代理人の氏名 弁理士
粟野重孝 ほか１名ＩＩＩ図 ＠ヤリ４友 ２６（７１１
Ｘ線回折パターンを示す医 第２図はＸｏ、５の組成で
焼成後１００℃／ｈで徐冷して得た焼結体の電気抵抗と
交流磁化率の温度特性図であ４代理人の氏名 弁理士
粟野重孝 ほか１名ＩＩＩ図 ＠ヤリ４友 ２６（７１１
Claims (2)
- （１）銅原子を中心として頂点に酸素原子を配した八面
体からなる第一層と、鉛原子または銅原子を中心として
頂点に酸素原子を配した八面体からなる第二層とが頂点
の酸素原子を共有して積層され、かつ前記第一層と第二
層に共有される酸素原子とアルカリ土類元素および希土
類元素とで第三層が構成され、これら第一層、第二層お
よび第三層を順次積層した結晶構造を有する酸化物超伝
導材料。 - （２）アルカリ土類元素がバリウム（Ｂａ）、ストロン
チウム（Ｓｒ）およびカルシウム（Ｃａ）のうち一種類
以上の元素、希土類元素がランタン（Ｌａ）、プラセオ
ジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）
、ユウロピウム（Ｅｕ）およびガドリニウム（Ｇｄ）の
うち一種類以上の元素である請求項１記載の酸化物超伝
導材料。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2197287A JPH0483717A (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 酸化物超伝導材料 |
| EP19910112295 EP0468428A3 (en) | 1990-07-25 | 1991-07-23 | Oxide superconductor material and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2197287A JPH0483717A (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 酸化物超伝導材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0483717A true JPH0483717A (ja) | 1992-03-17 |
Family
ID=16371956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2197287A Pending JPH0483717A (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 酸化物超伝導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0483717A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63281321A (ja) * | 1987-05-14 | 1988-11-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 酸化物超伝導材料の線材化方法 |
-
1990
- 1990-07-25 JP JP2197287A patent/JPH0483717A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63281321A (ja) * | 1987-05-14 | 1988-11-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 酸化物超伝導材料の線材化方法 |
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