JPH0574550B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0574550B2 JPH0574550B2 JP62170399A JP17039987A JPH0574550B2 JP H0574550 B2 JPH0574550 B2 JP H0574550B2 JP 62170399 A JP62170399 A JP 62170399A JP 17039987 A JP17039987 A JP 17039987A JP H0574550 B2 JPH0574550 B2 JP H0574550B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- calcination
- temperature
- raw material
- powder
- atmosphere
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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、超電導セラミツクス用原料粉末の
製造方法に係り、特に、斜方晶の低温安定相から
なる仮焼原料粉末を得る超電導セラミツクス用原
料粉末の仮焼方法に関する。 背景技術 従来、BaO−Y2O3−CuO系超電導セラミツク
スを製造するための出発原料の仮焼方法として
は、出発原料として、粒度3μm以下、純度99.9％
以上のBaCO3，Y2O3，CuO粉末を、所要の組成
比に応じて配合、混合した後、大気中で、 900℃〜1000℃の温度にて仮焼されていた。 しかし、前記仮焼方法においては、例えば、容
器内に前記原料粉末を充填して加熱する場合、前
記原料粉末の容器内への充填条件、仮焼条件によ
つて、仮焼粉に形成される結晶組織に変動を生じ
ていた。 また、従来仮焼方法では、大気との接触が不十
分となり易く、仮焼粉に緑色の絶縁体相 （BaCuY2O3相）が生成することがあつた。 さらに、仮焼粉末中に微量のBaCO3が残存す
ることがあり、前記粉末を用いて焼結すると、発
生するCO2ガスにより、焼結体にワレや亀裂の発
生がみられ、緻密な焼結体が得られない問題があ
つた。 また、仮焼温度が1020℃以上になると、 CuOは2CuO〓2Cu＋O2の分解反応が起り、ま
た900℃〜1020℃にて仮焼すると、混合粉末の仮
焼及び粒成長が進行する恐れがあるなど、多くの
問題があつた。 発明の目的 この発明は、かかる現状に鑑み、従来の仮焼方
法における問題を解消し、すぐれた超電導性を有
するBaO−Y2O3−CuO系セラミツクスを製造す
るために最適な斜方晶の低温安定相組織からなる
仮焼原料粉末を得ることができる超電導セラミツ
クス用原料粉末の仮焼方法を目的としている。 発明の概要 この発明は、出発原料として、BaCO3，Y2O3，
CuO粉末を所要量配合混合後、 真空中で650℃〜800℃まで昇温し、 その後、O2100vol％雰囲気中にて 650℃〜900℃に10時間〜20時間保持して仮焼
し、 さらに、４℃／分以下の冷却速度にて冷却する
ことを特徴とする超電導セラミツクス用原料粉末
の仮焼方法である。 この発明をさらに詳述すると、出発原料粉は、
純度99.9％以上、粒度3μm以下が好ましく、かか
る性状のBaCO3，Y2O3，CuOの出発原料粉末を
所要の組成比に配合し混合する。 次に、１×10-2Torr以下の真空中で、原料粉
末中のBaCO3を完全に分解するため、650℃〜
800℃に昇温する。 さらに、雰囲気をO2100vol％雰囲気に切換え
て、650℃〜900℃に10時間〜20時間保持して仮焼
する。 その後、O2100vol％雰囲気で、４℃／分以下
の冷却速度にて冷却して、斜方晶の低温安定相か
らなる仮焼原料粉末を得る。 限定理由 この発明において、配合後の原料粉を、 １×10-2Torr以下の真空中で、650℃〜800℃
まで昇温するが、原料粉末中のBaCO3を完全に
分解するため、真空度は高ければ高い程よく、温
度が650℃未満では、BaCO3の分解が不十分とな
り、800℃を越えると焼結が進行するため、真空
中での昇温は650℃〜800℃とする。 前記真空中の昇温に続いて、650℃以上の昇温
後に、雰囲気を真空よりO2100％雰囲気に変更す
る理由は、真空中の仮焼ではYBa2Cu3O7-x（ｘ＝
０〜0.25）の安定な超電導相が得られない、すな
わち、低温安定相（超電導相）である斜方晶は高
温安定相の正方晶より酸素含有量が多く、このた
め超電導相へ転移するには酸素を吸収する必要が
あるためであり、仮焼温度を650℃〜900℃に限定
した理湯は、650℃未満では、仮焼による反応に
長時間を要するため好ましくなく、900℃を超え
ると焼結が進行し、次の焼結温度が高くなるので
好ましくない。 仮焼温度での保持時間を10時間〜20時間限定し
た理由は、10時間未満では十分な仮焼反応が得ら
れず未反応物が残存し、また20時間を超えると効
果は飽和し、コスト上昇を招来するので好ましく
なく、10〜20時間が必要である。 仮焼温度よりの冷却速度は、４℃／分を超える
と、正方晶から斜方晶へ相転移が不十分とるため
であり、さらに好ましくは、１℃／分以下がよ
い。冷却雰囲気は、O2100vol％が好ましい。 発明の効果 この発明方法により、原料粉末中のBaCO3を
完全に分解した後、O2100vol％雰囲気中にて仮
焼、並びに室温までの冷却を行なうため、生成仮
焼粉中には非超電導相は残存せず、すべて超電導
相からなる均一な粉体が得られる。 得られた仮焼粉を所要の粒度に微粉砕した微粉
砕仮焼粉を、Ｘ線回析法にて結晶構造を調査した
結果、斜方晶の低温安定組織からなることが分つ
た。 この発明方法により得られた微粉砕仮焼粉を、
O220vol％以上の雰囲気中で、550℃〜600℃で
200Kg／cm2〜2000Kg／cm2の圧力にて加熱焼結した
後、炉冷することにより、焼結体全体が斜方晶の
低温安定相からなるすぐれたBaO−Y2O3−CuO
系超電導性セラミツクスを得ることができる。 実施例 純度99.9％以上、粒度1μm以下のBaCO3，Y2
O3，CuO粉末を、組成比２：１：３のモル比に
て配合して、アルコールを収容したボールミル中
で６時間混合した。 １×10-3Torr以下の真空中で、700℃まで２
℃／minの昇温速度で昇温後、700℃に１時間保
持した。 その後、O2100vol％雰囲気に切換えて、700℃
から850℃まで、２℃／minの昇温速度で昇温し
た。 その後、850℃に10時間保持し、さらに、前記
O2雰囲気中で、１℃／minの冷却速度で常温まで
冷却した。 得られた仮焼粉を微粉砕して粒度1μm以下の仮
焼粉を得た。これをＸ線回析法にて結晶構造を測
定した結果、斜方晶からなる低温安定相であつ
た。 その後、前記仮焼粉を、寸法径30mm×高さ30mm
の材質SiCのダイスを用いて、５気圧のO2100vol
％雰囲気で920℃に圧力1000Kg／cm2にて10時間保
持するホツトプレスを行なつた。 その後、１℃／分の冷却速度で冷却して、寸法
径30mm×高さ５mmの焼結体を得た。 得られた焼結体をＸ線回析法及び顕微鏡にて組
織、結晶構造を調査した結果、焼結体は斜方晶の
低温安定相を有し、Tcが89°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
1μm以下のBaCO3，Y2O3，CuO粉末を混合後、
第１表に表す如く、真空中昇温条件、O2雰囲気
中仮焼条件にて仮焼後、冷却して仮焼粉を得た
後、微粉砕して、粒度1μm以下の仮焼粉の性状を
Ｘ線回析法及び顕微鏡にて調査した結果を第２表
に表す。
製造方法に係り、特に、斜方晶の低温安定相から
なる仮焼原料粉末を得る超電導セラミツクス用原
料粉末の仮焼方法に関する。 背景技術 従来、BaO−Y2O3−CuO系超電導セラミツク
スを製造するための出発原料の仮焼方法として
は、出発原料として、粒度3μm以下、純度99.9％
以上のBaCO3，Y2O3，CuO粉末を、所要の組成
比に応じて配合、混合した後、大気中で、 900℃〜1000℃の温度にて仮焼されていた。 しかし、前記仮焼方法においては、例えば、容
器内に前記原料粉末を充填して加熱する場合、前
記原料粉末の容器内への充填条件、仮焼条件によ
つて、仮焼粉に形成される結晶組織に変動を生じ
ていた。 また、従来仮焼方法では、大気との接触が不十
分となり易く、仮焼粉に緑色の絶縁体相 （BaCuY2O3相）が生成することがあつた。 さらに、仮焼粉末中に微量のBaCO3が残存す
ることがあり、前記粉末を用いて焼結すると、発
生するCO2ガスにより、焼結体にワレや亀裂の発
生がみられ、緻密な焼結体が得られない問題があ
つた。 また、仮焼温度が1020℃以上になると、 CuOは2CuO〓2Cu＋O2の分解反応が起り、ま
た900℃〜1020℃にて仮焼すると、混合粉末の仮
焼及び粒成長が進行する恐れがあるなど、多くの
問題があつた。 発明の目的 この発明は、かかる現状に鑑み、従来の仮焼方
法における問題を解消し、すぐれた超電導性を有
するBaO−Y2O3−CuO系セラミツクスを製造す
るために最適な斜方晶の低温安定相組織からなる
仮焼原料粉末を得ることができる超電導セラミツ
クス用原料粉末の仮焼方法を目的としている。 発明の概要 この発明は、出発原料として、BaCO3，Y2O3，
CuO粉末を所要量配合混合後、 真空中で650℃〜800℃まで昇温し、 その後、O2100vol％雰囲気中にて 650℃〜900℃に10時間〜20時間保持して仮焼
し、 さらに、４℃／分以下の冷却速度にて冷却する
ことを特徴とする超電導セラミツクス用原料粉末
の仮焼方法である。 この発明をさらに詳述すると、出発原料粉は、
純度99.9％以上、粒度3μm以下が好ましく、かか
る性状のBaCO3，Y2O3，CuOの出発原料粉末を
所要の組成比に配合し混合する。 次に、１×10-2Torr以下の真空中で、原料粉
末中のBaCO3を完全に分解するため、650℃〜
800℃に昇温する。 さらに、雰囲気をO2100vol％雰囲気に切換え
て、650℃〜900℃に10時間〜20時間保持して仮焼
する。 その後、O2100vol％雰囲気で、４℃／分以下
の冷却速度にて冷却して、斜方晶の低温安定相か
らなる仮焼原料粉末を得る。 限定理由 この発明において、配合後の原料粉を、 １×10-2Torr以下の真空中で、650℃〜800℃
まで昇温するが、原料粉末中のBaCO3を完全に
分解するため、真空度は高ければ高い程よく、温
度が650℃未満では、BaCO3の分解が不十分とな
り、800℃を越えると焼結が進行するため、真空
中での昇温は650℃〜800℃とする。 前記真空中の昇温に続いて、650℃以上の昇温
後に、雰囲気を真空よりO2100％雰囲気に変更す
る理由は、真空中の仮焼ではYBa2Cu3O7-x（ｘ＝
０〜0.25）の安定な超電導相が得られない、すな
わち、低温安定相（超電導相）である斜方晶は高
温安定相の正方晶より酸素含有量が多く、このた
め超電導相へ転移するには酸素を吸収する必要が
あるためであり、仮焼温度を650℃〜900℃に限定
した理湯は、650℃未満では、仮焼による反応に
長時間を要するため好ましくなく、900℃を超え
ると焼結が進行し、次の焼結温度が高くなるので
好ましくない。 仮焼温度での保持時間を10時間〜20時間限定し
た理由は、10時間未満では十分な仮焼反応が得ら
れず未反応物が残存し、また20時間を超えると効
果は飽和し、コスト上昇を招来するので好ましく
なく、10〜20時間が必要である。 仮焼温度よりの冷却速度は、４℃／分を超える
と、正方晶から斜方晶へ相転移が不十分とるため
であり、さらに好ましくは、１℃／分以下がよ
い。冷却雰囲気は、O2100vol％が好ましい。 発明の効果 この発明方法により、原料粉末中のBaCO3を
完全に分解した後、O2100vol％雰囲気中にて仮
焼、並びに室温までの冷却を行なうため、生成仮
焼粉中には非超電導相は残存せず、すべて超電導
相からなる均一な粉体が得られる。 得られた仮焼粉を所要の粒度に微粉砕した微粉
砕仮焼粉を、Ｘ線回析法にて結晶構造を調査した
結果、斜方晶の低温安定組織からなることが分つ
た。 この発明方法により得られた微粉砕仮焼粉を、
O220vol％以上の雰囲気中で、550℃〜600℃で
200Kg／cm2〜2000Kg／cm2の圧力にて加熱焼結した
後、炉冷することにより、焼結体全体が斜方晶の
低温安定相からなるすぐれたBaO−Y2O3−CuO
系超電導性セラミツクスを得ることができる。 実施例 純度99.9％以上、粒度1μm以下のBaCO3，Y2
O3，CuO粉末を、組成比２：１：３のモル比に
て配合して、アルコールを収容したボールミル中
で６時間混合した。 １×10-3Torr以下の真空中で、700℃まで２
℃／minの昇温速度で昇温後、700℃に１時間保
持した。 その後、O2100vol％雰囲気に切換えて、700℃
から850℃まで、２℃／minの昇温速度で昇温し
た。 その後、850℃に10時間保持し、さらに、前記
O2雰囲気中で、１℃／minの冷却速度で常温まで
冷却した。 得られた仮焼粉を微粉砕して粒度1μm以下の仮
焼粉を得た。これをＸ線回析法にて結晶構造を測
定した結果、斜方晶からなる低温安定相であつ
た。 その後、前記仮焼粉を、寸法径30mm×高さ30mm
の材質SiCのダイスを用いて、５気圧のO2100vol
％雰囲気で920℃に圧力1000Kg／cm2にて10時間保
持するホツトプレスを行なつた。 その後、１℃／分の冷却速度で冷却して、寸法
径30mm×高さ５mmの焼結体を得た。 得られた焼結体をＸ線回析法及び顕微鏡にて組
織、結晶構造を調査した結果、焼結体は斜方晶の
低温安定相を有し、Tcが89°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
1μm以下のBaCO3，Y2O3，CuO粉末を混合後、
第１表に表す如く、真空中昇温条件、O2雰囲気
中仮焼条件にて仮焼後、冷却して仮焼粉を得た
後、微粉砕して、粒度1μm以下の仮焼粉の性状を
Ｘ線回析法及び顕微鏡にて調査した結果を第２表
に表す。
【表】
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 出発原料として、BaCO3，Y2O3，CuO粉末
を所要量配合混合後、 真空中で650℃〜800℃まで昇温し、 その後、O2100vol％雰囲気中にて 650℃〜900℃に10時間〜20時間保持して仮焼
し、さらに、４℃／分以下の冷却速度にて冷却す
ることを特徴とする超電導セラミツクス用原料粉
末の仮焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62170399A JPS6414161A (en) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | Precalcination of raw material powder of superconducting ceramic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62170399A JPS6414161A (en) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | Precalcination of raw material powder of superconducting ceramic |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6414161A JPS6414161A (en) | 1989-01-18 |
| JPH0574550B2 true JPH0574550B2 (ja) | 1993-10-18 |
Family
ID=15904208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62170399A Granted JPS6414161A (en) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | Precalcination of raw material powder of superconducting ceramic |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6414161A (ja) |
-
1987
- 1987-07-08 JP JP62170399A patent/JPS6414161A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6414161A (en) | 1989-01-18 |
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