JPH0574547B2 - - Google Patents
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- JPH0574547B2 JPH0574547B2 JP62170396A JP17039687A JPH0574547B2 JP H0574547 B2 JPH0574547 B2 JP H0574547B2 JP 62170396 A JP62170396 A JP 62170396A JP 17039687 A JP17039687 A JP 17039687A JP H0574547 B2 JPH0574547 B2 JP H0574547B2
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Classifications
-
- 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)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
利用産業分野
この発明は、マイスナー効果を呈する超電導セ
ラミツクスの製造方法に係り、得られた焼結体全
体が、超電導性を有する低温安定相からなる
BaO−Y2O3−Cu系超電導セラミツクスの製造方
法に関する。 背景技術 従来、超電導材料としてはNb−Ti、Nb−Sn、
Nb3Sn等の合金系、あるいは金属間化合物材料が
知られている。 前記超電導材料は、電気抵抗が零になる臨界温
度Tcがせいぜい30Kでマイスナー効果を示すも
のであつた。 しかし、最近、臨界温度Tcが90K付近でマイ
スナー効果を示す、高温超電導材料として、
BaO−Y2O3−CuO系超電導セラミツクスが提案
され、多くの研究調査が行われるようになつた。 このBaO−Y2O3−CuO系超電導セラミツクス、
たとえば、YBa2Cu3O7-xセラミツクスは550℃〜
600℃付近で相転移が行われ、この場合、高温相
の正方晶組織では超電導相を示さず、低温安定相
の斜方晶組織が超電導相を示すことが知られてい
る。 一方、かかる超電導セラミツクスの焼成に関
し、従来の粉末冶金法による焼成法では、950℃
付近で焼結し、その後冷却する方法が取られてい
た。 この焼結に際し、正方晶組織の高温相から斜方
晶組織の低温安定相への変態の際に酸素の吸収が
行われる。 ところが、変態時の供給酸素が不足した場合、
低温においても、正方晶組織が準安定相として存
在し、特に、緻密な焼結体においては内部まで酸
素を供給することができず、得られた焼結体の全
体を超電導相の斜方晶組織に変態させることは困
難であつた。 発明の目的 この発明は、BaO−Y2O3−CuO系超電導セラ
ミツクスの製造に際して、得られた焼結体の全体
を超電導相の斜方晶組織に変態できる超電導セラ
ミツクスの製造方法を目的としている。 発明の概要 この発明は、 仮焼原料粉末としてBaCO3、Y2O3、CuOを所
要量混合後、大気中で600℃〜900℃に１時間以上
の仮焼を行つた後、斜方晶組織と正方晶組織との
混合組織からなる粒度3μm以下のYBa2Cu3O7-x
組成（ｘ＝０〜0.25）の原料粉末を、 １気圧〜10気圧の100vol％O2雰囲気中で 600℃〜900℃に加熱して、正方晶組織に変化さ
せた後、 100vol％O2雰囲気中で、斜方晶の安定生成領
域（550℃〜600℃）の温度、かつ 200Kg／cm2〜2000Kg／cm2の圧力にて加圧焼結す
ることを特徴とする超電導セラミツクスの製造方
法である。 発明の構成 この発明を詳述すると、まず、BaO−Y2O3−
CuO系超電導セラミツクスの出発原料粉である
BaCO3、Y2O3、CuOを所要量混合した後、大気
中で600℃〜900℃、１時間以上の仮焼を行なう。 さらに、微粉砕して、斜方晶の低温安定相と正
方晶の高温不安定相の混合組織からなる粒度3μm
以下の仮焼粉末を得る。 この仮焼粉末を、１気圧〜10気圧の100vol％
O2雰囲気中で、600℃〜900℃に２時間〜20時間
加熱して、組織を正方晶組織に変化させる。 その後、斜方晶の低温安定相の生成される温
度、すなわち550℃〜600℃の温度範囲で、 100vol％O2雰囲気中、加圧条件 200Kg／cm2〜2000Kg／cm2の圧力にて加圧焼結す
ることにより、焼結体全体が斜方晶組織からなる
超電導セラミツクスを得る。 この発明において、加圧焼結方法は熱間静水圧
プレス法でもよく、またホツトプレス法でもよ
い。 限定理由 この発明において、仮焼原料粉末の粒度を3μm
以下に限定した理由は、粒度3μmを超えると酸素
が内部まで拡散せず、焼結時に正方晶が一部残存
し好ましくないためである。 また、斜方晶組織と正方晶組織との混合組織か
らなる仮焼粉末を、正方晶組織へ変化させるため
の条件として、１気圧〜10気圧の100vol％O2雰
囲気を用いる理由は、１気圧未満では他の化合物
相が生成し、10気圧を超えると装置が大型化する
ばかりで、効果の増大がないので好ましくなく、
また、O2雰囲気は、少量のBaCO3の生成を防ぐ
理由から100vol％O2にする必要がある。 また、加熱条件としては、600℃未満では正方
晶に相転移せず、900℃を超えると焼結が進行す
るので好ましくない。 この発明における加圧焼結条件は以下のとおり
である。 加圧焼結における雰囲気は、斜方晶のみを生成
させる理由から100vol％O2雰囲気にする必要が
ある。 また、加熱条件は、550℃未満では焼結が進行
し難く、600℃を超えると正方晶（非超電導相）
が副生するため、550℃〜600℃にする必要があ
る。 また、加圧条件は、200Kg／cm2未満では、粉体
が緻密化せず加圧焼結の効果が認められず、2000
Kg／cm2を超えると装置本体が実用的でないため、
200Kg／cm2〜2000Kg／cm2に限定する。 発明の効果 この発明は、配合原料粉末の仮焼粉末が製造の
容易な斜方晶（超電導相）と正方晶（非超電導
相）との混合相であるが、一旦、正方晶のみの組
織に変化させたのち、配合原料粉末を超電導相が
安定して生成する温度領域で加圧焼結するため、
正方晶が全て斜方晶に変態し、かつ超電導相を有
する斜方晶が非超電導相の正方晶へ変態すること
が抑制されるため、焼結体全体が均質な超電導相
からなり、高い臨界温度Jcを有する超電導材料を
得ることができる。 実施例 純度99.9％以上の粒度5μm以下のBaCO3、Y2
O3、CuO粉末を、組成比２：１：３のモル比に
配合して、アルコールを収容したボールミル中
で、６時間混合した後、乾燥させた。 その後、大気中で900℃、20時間の仮焼し、さ
らに、微粉砕して得られた粒度3μm以下の仮焼粉
を得た。 仮焼粉をＸ線回析法にて結晶構造を調査した結
果、斜方晶からなる低温安定相と正方晶からなる
高温不安定相の混合組成よりなることが分つた。 次に、前記仮焼粉を２気圧の100vol％O2雰囲
気中で、850℃に20時間保持させて、組織を正方
晶組織に変化させた後、粒度1μm以下に微粉砕し
た。 この微粉砕粉を、材質SiCからなる寸法径20mm
φ×高さ30mm寸法のダイスを用いて、100vol％
O2雰囲気中で、温度600℃、圧力500Kg／cm2にて
10時間保持して、ホツトプレスを行つた後、炉冷
して、寸法径20mmφ×高さ６mmの焼結体を得た。 得られた焼結体をＸ線回析及び顕微鏡にて組
織、結晶構造を調査した結果、焼結体は斜方晶の
低温安定相組織を示すことは明らかであり、Tc
は90°Kでマイスナー効果を示す超電導セラミツ
クスが得られた。 （比較例） 実施例と同一組成比の純度99.9％以上の粒度
5μm以下のBaCO3、Y2O3、CuO粉末を混合後、
実施例と同一条件にて仮焼後、微粉砕して粒度
3μm以下の仮焼粉を得た。仮焼粉の結晶構造は実
施例と同じ斜方晶からなる低温安定相と正方晶か
らなる高温不安定相の混合組織であつた。 前記仮焼粉を実施例と同一条件にて熱処理し
て、組織を正方晶組織に変化させた後、粒度1μm
以下に微粉砕後、実施例と同一の寸法、材質のダ
イス内に前記微粉砕粉を装入後、第１表の如き加
圧焼結条件にて、加圧焼結して、焼結体を得た。 得られた焼結体の組織を調査した結果を第２表
に表す。
ラミツクスの製造方法に係り、得られた焼結体全
体が、超電導性を有する低温安定相からなる
BaO−Y2O3−Cu系超電導セラミツクスの製造方
法に関する。 背景技術 従来、超電導材料としてはNb−Ti、Nb−Sn、
Nb3Sn等の合金系、あるいは金属間化合物材料が
知られている。 前記超電導材料は、電気抵抗が零になる臨界温
度Tcがせいぜい30Kでマイスナー効果を示すも
のであつた。 しかし、最近、臨界温度Tcが90K付近でマイ
スナー効果を示す、高温超電導材料として、
BaO−Y2O3−CuO系超電導セラミツクスが提案
され、多くの研究調査が行われるようになつた。 このBaO−Y2O3−CuO系超電導セラミツクス、
たとえば、YBa2Cu3O7-xセラミツクスは550℃〜
600℃付近で相転移が行われ、この場合、高温相
の正方晶組織では超電導相を示さず、低温安定相
の斜方晶組織が超電導相を示すことが知られてい
る。 一方、かかる超電導セラミツクスの焼成に関
し、従来の粉末冶金法による焼成法では、950℃
付近で焼結し、その後冷却する方法が取られてい
た。 この焼結に際し、正方晶組織の高温相から斜方
晶組織の低温安定相への変態の際に酸素の吸収が
行われる。 ところが、変態時の供給酸素が不足した場合、
低温においても、正方晶組織が準安定相として存
在し、特に、緻密な焼結体においては内部まで酸
素を供給することができず、得られた焼結体の全
体を超電導相の斜方晶組織に変態させることは困
難であつた。 発明の目的 この発明は、BaO−Y2O3−CuO系超電導セラ
ミツクスの製造に際して、得られた焼結体の全体
を超電導相の斜方晶組織に変態できる超電導セラ
ミツクスの製造方法を目的としている。 発明の概要 この発明は、 仮焼原料粉末としてBaCO3、Y2O3、CuOを所
要量混合後、大気中で600℃〜900℃に１時間以上
の仮焼を行つた後、斜方晶組織と正方晶組織との
混合組織からなる粒度3μm以下のYBa2Cu3O7-x
組成（ｘ＝０〜0.25）の原料粉末を、 １気圧〜10気圧の100vol％O2雰囲気中で 600℃〜900℃に加熱して、正方晶組織に変化さ
せた後、 100vol％O2雰囲気中で、斜方晶の安定生成領
域（550℃〜600℃）の温度、かつ 200Kg／cm2〜2000Kg／cm2の圧力にて加圧焼結す
ることを特徴とする超電導セラミツクスの製造方
法である。 発明の構成 この発明を詳述すると、まず、BaO−Y2O3−
CuO系超電導セラミツクスの出発原料粉である
BaCO3、Y2O3、CuOを所要量混合した後、大気
中で600℃〜900℃、１時間以上の仮焼を行なう。 さらに、微粉砕して、斜方晶の低温安定相と正
方晶の高温不安定相の混合組織からなる粒度3μm
以下の仮焼粉末を得る。 この仮焼粉末を、１気圧〜10気圧の100vol％
O2雰囲気中で、600℃〜900℃に２時間〜20時間
加熱して、組織を正方晶組織に変化させる。 その後、斜方晶の低温安定相の生成される温
度、すなわち550℃〜600℃の温度範囲で、 100vol％O2雰囲気中、加圧条件 200Kg／cm2〜2000Kg／cm2の圧力にて加圧焼結す
ることにより、焼結体全体が斜方晶組織からなる
超電導セラミツクスを得る。 この発明において、加圧焼結方法は熱間静水圧
プレス法でもよく、またホツトプレス法でもよ
い。 限定理由 この発明において、仮焼原料粉末の粒度を3μm
以下に限定した理由は、粒度3μmを超えると酸素
が内部まで拡散せず、焼結時に正方晶が一部残存
し好ましくないためである。 また、斜方晶組織と正方晶組織との混合組織か
らなる仮焼粉末を、正方晶組織へ変化させるため
の条件として、１気圧〜10気圧の100vol％O2雰
囲気を用いる理由は、１気圧未満では他の化合物
相が生成し、10気圧を超えると装置が大型化する
ばかりで、効果の増大がないので好ましくなく、
また、O2雰囲気は、少量のBaCO3の生成を防ぐ
理由から100vol％O2にする必要がある。 また、加熱条件としては、600℃未満では正方
晶に相転移せず、900℃を超えると焼結が進行す
るので好ましくない。 この発明における加圧焼結条件は以下のとおり
である。 加圧焼結における雰囲気は、斜方晶のみを生成
させる理由から100vol％O2雰囲気にする必要が
ある。 また、加熱条件は、550℃未満では焼結が進行
し難く、600℃を超えると正方晶（非超電導相）
が副生するため、550℃〜600℃にする必要があ
る。 また、加圧条件は、200Kg／cm2未満では、粉体
が緻密化せず加圧焼結の効果が認められず、2000
Kg／cm2を超えると装置本体が実用的でないため、
200Kg／cm2〜2000Kg／cm2に限定する。 発明の効果 この発明は、配合原料粉末の仮焼粉末が製造の
容易な斜方晶（超電導相）と正方晶（非超電導
相）との混合相であるが、一旦、正方晶のみの組
織に変化させたのち、配合原料粉末を超電導相が
安定して生成する温度領域で加圧焼結するため、
正方晶が全て斜方晶に変態し、かつ超電導相を有
する斜方晶が非超電導相の正方晶へ変態すること
が抑制されるため、焼結体全体が均質な超電導相
からなり、高い臨界温度Jcを有する超電導材料を
得ることができる。 実施例 純度99.9％以上の粒度5μm以下のBaCO3、Y2
O3、CuO粉末を、組成比２：１：３のモル比に
配合して、アルコールを収容したボールミル中
で、６時間混合した後、乾燥させた。 その後、大気中で900℃、20時間の仮焼し、さ
らに、微粉砕して得られた粒度3μm以下の仮焼粉
を得た。 仮焼粉をＸ線回析法にて結晶構造を調査した結
果、斜方晶からなる低温安定相と正方晶からなる
高温不安定相の混合組成よりなることが分つた。 次に、前記仮焼粉を２気圧の100vol％O2雰囲
気中で、850℃に20時間保持させて、組織を正方
晶組織に変化させた後、粒度1μm以下に微粉砕し
た。 この微粉砕粉を、材質SiCからなる寸法径20mm
φ×高さ30mm寸法のダイスを用いて、100vol％
O2雰囲気中で、温度600℃、圧力500Kg／cm2にて
10時間保持して、ホツトプレスを行つた後、炉冷
して、寸法径20mmφ×高さ６mmの焼結体を得た。 得られた焼結体をＸ線回析及び顕微鏡にて組
織、結晶構造を調査した結果、焼結体は斜方晶の
低温安定相組織を示すことは明らかであり、Tc
は90°Kでマイスナー効果を示す超電導セラミツ
クスが得られた。 （比較例） 実施例と同一組成比の純度99.9％以上の粒度
5μm以下のBaCO3、Y2O3、CuO粉末を混合後、
実施例と同一条件にて仮焼後、微粉砕して粒度
3μm以下の仮焼粉を得た。仮焼粉の結晶構造は実
施例と同じ斜方晶からなる低温安定相と正方晶か
らなる高温不安定相の混合組織であつた。 前記仮焼粉を実施例と同一条件にて熱処理し
て、組織を正方晶組織に変化させた後、粒度1μm
以下に微粉砕後、実施例と同一の寸法、材質のダ
イス内に前記微粉砕粉を装入後、第１表の如き加
圧焼結条件にて、加圧焼結して、焼結体を得た。 得られた焼結体の組織を調査した結果を第２表
に表す。
【表】
Claims (1)
- １ 仮焼原料粉末としてBaCO3、Y2O3、CuOを
所要量混合後、大気中で600℃〜900℃に１時間以
上の仮焼を行つた後、斜方晶組織と正方晶組織と
の混合組織からなる粒度3μm以下のYBa2Cu3
O7-x組成の原料粉末を、１気圧〜10気圧の100vol
％O2雰囲気中で600℃〜900℃に加熱して、正方
晶組織に変化させた後、100vol％O2雰囲気中で、
斜方晶の安定生成領域温度、かつ200Kg／cm2〜
2000Kg／cm2の圧力にて加圧焼結することを特徴と
する超電導セラミツクスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62170396A JPS6414158A (en) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | Production of superconducting ceramic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62170396A JPS6414158A (en) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | Production of superconducting ceramic |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6414158A JPS6414158A (en) | 1989-01-18 |
| JPH0574547B2 true JPH0574547B2 (ja) | 1993-10-18 |
Family
ID=15904152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62170396A Granted JPS6414158A (en) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | Production of superconducting ceramic |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6414158A (ja) |
-
1987
- 1987-07-08 JP JP62170396A patent/JPS6414158A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6414158A (en) | 1989-01-18 |
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