JPH05330900A - セラミックス系超電導体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属塩や金属塩を含む溶液等を用いて金属基
体上に超電導体を製造する方法における空孔の存在量を
減少させ、これによりＪｃを向上させることのできる方
法を提供する。 【構成】 本発明のセラミックス系超電導体の製造方法
は、Ｙ、ＢａおよびＣｕを含む仮焼結体または焼結体の
外側に、ＢａおよびＣｕをそれぞれ含む金属塩あるいは
これ等の金属塩を含む溶液を塗布した後、焼結するもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、特に高い臨界電流密度（以下、Ｊｃと称する。）を
有するセラミックス系超電導体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、超電導体の開発競争が著しい速度
で進められており、特にＹＢａ₂ Ｃｕ₃ Ｏ_x で代表され
るＬｎ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物（Ｌｎ：希土類元素）
は９０Ｋという高い臨界温度（以下、Ｔｃと称する。）
を有し、実用可能な材料として注目されている。

【０００３】実用材料としては、高いＪc を有し、かつ
加工性に優れることが必要であり、このため焼結体の高
密度化が不可欠の要件となっている。従来、このような
高密度化の問題に対しては、原料粉末の微細化および均
質化のアプローチから検討されてきており、有効な手段
として認められている。

【０００４】しかしながら、原料粉末を成型後焼結する
方法ではその高密度化、即ち Ｊｃの向上には限界があ
るという問題がある。

【０００５】以上の問題点を解決する方法として、金属
基体にセラミックス超電導物質の構成元素をそれぞれ所
定比率を構成するように含む金属塩あるいはこれ等の金
属塩を含む溶液を塗布した後、焼結する方法が検討され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の方法において
は、たとえばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系セラミックスの場
合、金属塩あるいは金属塩を含む溶液中のＹ、Ｂａ、Ｃ
ｕの原子数比（モル比）は約１：２：３となるように配
合されるが、この場合においても粉末を用いる方法に比
較すれば高密度化は達成されるものの、焼結後の成型体
中にはかなりの空孔が存在することが走査電子顕微鏡に
よる観察等の結果から明らかとなった。

【０００７】本発明は上記の難点を解決するためになさ
れたもので、金属塩や金属塩を含む溶液等を用いて金属
基体上に超電導体を製造する方法における空孔の存在量
を減少させ、これによりＪｃを向上させることのできる
方法を提供することをその目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のセラミックス系超電導体の製造方法は、
Ｙ、ＢａおよびＣｕを含む仮焼結体または焼結体の外側
に、ＢａおよびＣｕをそれぞれ含む金属塩あるいはこれ
等の金属塩を含む溶液を塗布した後、焼結するものであ
る。

【０００９】上記の発明において、仮焼結体または焼結
体中のＹ、Ｂａ、Ｃｕのモル比を約２：１：１に、かつ
金属塩あるいは金属塩を含む溶液中のＢａ及びＣｕのモ
ル比を約３：５とすることが好ましい。これは本願第２
の発明として記述される。

【００１０】本発明における仮焼結体または焼結体は金
属基体上に設けることができ、この金属基体としては、
その融点がセラミックス超電導物質の焼成温度以上で、
かつこの焼成時に酸化し難い金属（その合金も含む。）
が適しており、このような金属として銀、ステンレス
鋼、インバー鋼、チタン、タングステン等がある。

【００１１】焼結により生成される超電導物質は、Ｙ−
Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系であるが、これにＦ等の元素を添加し
たものも含まれる。

【００１２】本発明における金属塩としては、脂肪酸、
樹脂酸、ナフテン酸等のアルカリ塩以外の金属塩、すな
わち金属石けんおよびアセチルアセトン錯塩が適する。

【００１３】上記の金属石けんは常態の液状で仮焼結体
または焼結体の外側に被着するか、あるいはキシレン、
トルエン、ナフサ、アルコール、ケトン系等の溶媒に均
一に分散せしめてこれを被着する。

【００１４】セラミックス超電導物質の焼結体の生成
は、酸素気流中あるいは酸素加圧下で酸化調整しなが
ら、あるいは空気中で８５０〜９６０℃、好ましくは９
２５〜９５０℃に加熱することにより行われる。

【００１５】この焼結層の外側に安定化材を被覆するこ
ともでき、たとえば銀、銅、アルミニウムまたはこれら
の合金をメッキや蒸着により、０．１〜１０μm の厚さ
に施すことができる。

【００１６】さらに、その外側に絶縁被膜を施すことも
できる。絶縁被膜としては有機あるいは無機材料が用い
られ、前者の有機絶縁被膜としてはＵＶ硬化ウレタン樹
脂やＰＶＦ、ポリエステル、シリコーン等のエナメルワ
ニスを、一方、後者の無機絶縁被膜としてはアルミナや
ポリボロシロキサン樹脂等を挙げることができる。もち
ろん上記の安定化材を介さずに直接絶縁被膜を施すこと
もできる。

【００１７】

【作用】本発明の方法においては、焼結時にまず塗布層
がその融点に達して液相となり、セラミックス超電導物
質生成の反応が促進されるとともに、液相の成長の結
果、空孔が減少しＪｃが向上する。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００１９】酸化イットリウム、炭酸バリウムおよび酸
化銅をＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝２：１：１の比となるようにそ
れぞれ秤量し、これをエタノールで混合した後、空気中
で８００℃×２４時間仮焼した。次いで、これをボール
ミルで粉砕して粒径１〜１０μm の粉末を得、この原料
粉末に１ｔ／cm² の圧力を加えて金属板上に加圧成型し
た後、９００℃×２４時間加熱した。次いで、この成型
体の外側に、 オクチル酸バリウム（Ｂａ分８ｗｔ％）４６５ｇ およびオクチル酸銅（Ｃｕ分５ｗｔ％）５７０ｇ を混合した溶液を塗布し４００〜５００℃に加熱する工
程を繰返して仮焼層を形成した。

【００２０】次いで、この成型体を９３０℃×２４時間
加熱して焼結層を形成した。その特性を４端子法で測定
した結果、Ｔｃは８６Ｋ、Ｊｃは１９５０Ａ／cm² （ａ
ｔ７７Ｋ）であった。

【００２１】比較例 オクチル酸イットリウム（Ｙ分８ｅｔ％）を１００ｇ、
オクチル酸バリウム（Ｂａ分８ｗｔ％）を３１０ｇおよ
びナフテン酸銅（Ｃｕ分５ｗｔ％）を３４２ｇを均一に
混合した塗布液を厚さ１００μm の銀板上に塗布し、４
００〜５００℃に加熱する工程を繰返して厚さ１０μm
の仮焼層を形成した。次いで、この成型体を９００℃で
２４時間加熱し焼結層を形成した。この焼結層の膜厚は
７μmであった。その特性を４端子法で測定した結果、
臨界温度（Ｔｃ）は８２Ｋ、臨界電流密度（Ｊｃ）は４
３０Ａ／cm² （ａｔ７７Ｋ）であった。

【００２２】上記の実施例および比較例で得られた試料
を走査電子顕微鏡で観察した結果、前者は後者に比較し
て著しく空孔の存在量が減少していることが確認され
た。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように本発明のセラミックス
系超電導体の製造方法によれば、空孔の存在量を減少さ
せて高密度化を計ることができ、これによりＪｃを向上
させることができる。

【００２４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 正忠 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 仲本 隆男 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｙ、ＢａおよびＣｕを含む仮焼結体また
   は焼結体の外側に、 ＢａおよびＣｕをそれぞれ含む金属塩あるいはこれ等の
   金属塩を含む溶液を塗布した後、焼結することを特徴と
   するセラミックス系超電導体の製造方法。
2. 【請求項２】 Ｙ、ＢａおよびＣｕをモル比で約２：
   １：１の比率で含む仮焼結体または焼結体の外側に、Ｂ
   ａおよびＣｕをそれぞれモル比で約３：５の比率で含む
   金属塩あるいはこれ等の金属塩を含む溶液を塗布した
   後、焼結することを特徴とするセラミックス系超電導体
   の製造方法。
3. 【請求項３】 金属塩は金属石けんあるいはアセチルア
   セトン錯塩である請求項１または２記載のセラミックス
   系超電導体の製造方法。