JPH0580428B2 - - Google Patents
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- JPH0580428B2 JPH0580428B2 JP62170395A JP17039587A JPH0580428B2 JP H0580428 B2 JPH0580428 B2 JP H0580428B2 JP 62170395 A JP62170395 A JP 62170395A JP 17039587 A JP17039587 A JP 17039587A JP H0580428 B2 JPH0580428 B2 JP H0580428B2
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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−CuO背景技術 系超電導セラミツクスの製造方法に関する。 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、
例えば、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
の正方組織では超電導相が示さず、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、従来の粉末治金法による焼結法では、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、 粒度3μｍ以下のYBa2Cu3O7-X組成（ｘ＝０〜
0.25）でかつ低温安定相からなる原料粉末を、
O220vol％以上含有の雰囲気中で、圧力200Kg／
cm2〜2000Kg／cm2で550℃〜600℃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である
BaCO3、Y2O3、CuOを所要量混合後、下記の角
仮焼方法によつて、斜方晶組織よりなる低温安定
相を有する仮焼粉を得る。 すなわち、仮焼時、配合原料粉末と供給O2と
の接触が密になる如く、かつ配合原料中の
BaCO3が分解後、発生CO2ガスと再反応して
BaCO3の生成を防止するため、以下の仮焼方法
を適用する。 配合原料粉末を傾斜型回転炉の上方より投入
して、落下中の前記粉末を850℃〜1000℃の温
度条件にて、大気圧以上の100vol％O2雰囲気
と十分接触させて、仮焼粉末を前記低温安定相
にする方法 配合原料粉末を収容した容器の下方より、大
気圧以上の100vol％O2雰囲気を吹込んで、前
記雰囲気により前記粉末を撹拌させつつ、850
℃〜1000℃にて仮焼する方法 配合原料粉末を真空中で700℃まで昇温後、
100vol％O2雰囲気中で750〜900℃に１時間以
上保持後、前記O2雰囲気中にて炉冷し、仮焼
粉末を前記低温安定相にする方法 かかる３方法により得られた斜方晶からなる低
温安定相の仮焼粉末を微粉砕して粒度3μｍ以下
にした後、前記仮焼粉末をO220vol％以上含有の
雰囲気中で、圧力200Kg／cm2〜2000Kg／cm2で550℃
〜600℃にて加圧して、超電導性を有する低温安
定相からなるBaO−Y2O3−CuO系超電導セラミ
ツクスを得ることができる。 この発明において、加圧焼結方法は熱間静水圧
プレス法、ホツトプレス法のいずれでよい。 限定理由 この発明において、仮焼原料粉末の粒度を3μ
ｍ以下に限定した理由は、3μｍを越えると、原
料粒大部で超電導相と非超電導相とに分れること
があり、粒子全体として均一に超電導相が得られ
難いためである。 加熱焼結時の雰囲気が、O220vol％未満では、
降温時の正方晶→斜方晶への転移の際の酸素吸収
に際して、酸素が不足する場合があり好ましくな
く、O2雰囲気はO220vol％以上含有とする必要が
ある。 加圧焼結における圧力は、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、
2000Kg／cm2を越えると、加圧装置自体が実用的で
なくなり好ましくない。 温度条件は、550℃未満では、十分なる密度を
持つたセラミツクスが得られず、600℃を越える
と、正方晶への転移が起こりやすくなるので好ま
しくない。 発明の効果 この発明は、配合原料粉末の仮焼粉末が斜方晶
の超電導相であり、かつ配合原料粉末は超電導相
が安定な温度領域で加圧焼結されるため、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、焼結体全体が均質な超電導相
からなり、高い臨界電流（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2μｍ以下のBaCO3、
Y2O3、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。 さらに、径100mm×長さ４ｍ、傾斜角25゜の傾斜
難回転炉を用い、炉の上方より下方へ、前記配合
原料粉末を落下させつつ、100vol％O2雰囲気中
で、前記回転炉を回転させながら、930℃、20時
間の仮焼を行なつた。 その後、600℃まで冷却速度200℃／Hrにて冷
却し、さらに、580℃に10時間保持した後、室温
まで炉冷し、仮焼粉を得た。 前記仮焼粉をＸ線回折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組織であつ
た。 前記仮焼粉を乾式にて、平均粒度1.5μｍに微粉
砕した。 微粉砕粉を、寸法径200mmφ、高さ10mm寸法、
材質SiCからなるダイスに装入し、100vol％O2雰
囲気中で、590℃まで100℃／Hrの条件にて加熱
後、590℃で圧力500Kg／cm2にて10時間保持して、
加圧焼結を行つた。 その後、炉冷して、寸法径15mmφ、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87〓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2μ
ｍ以下のBaCO3、Y2O3、CuO粉末を混合後、実
施例と同一条件にて仮焼冷却を行つて、実施例と
同一の結晶構造を有する低温安定相組織にした
後、前記仮焼粉を乾式にて、平均粒度1.5μｍに微
粉砕した後、実施例と同一の寸法、材質のダイス
内に前記微砕粉を装入後、第１表の如き加熱条件
にて加熱後、第１表の如き加圧焼結条件にて、焼
結後、炉冷して焼結体を得た。 得られた焼結体をＸ線回析及び顕微鏡にて、調
査した結果の性状を第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−CuO背景技術 系超電導セラミツクスの製造方法に関する。 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、
例えば、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
の正方組織では超電導相が示さず、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、従来の粉末治金法による焼結法では、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、 粒度3μｍ以下のYBa2Cu3O7-X組成（ｘ＝０〜
0.25）でかつ低温安定相からなる原料粉末を、
O220vol％以上含有の雰囲気中で、圧力200Kg／
cm2〜2000Kg／cm2で550℃〜600℃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である
BaCO3、Y2O3、CuOを所要量混合後、下記の角
仮焼方法によつて、斜方晶組織よりなる低温安定
相を有する仮焼粉を得る。 すなわち、仮焼時、配合原料粉末と供給O2と
の接触が密になる如く、かつ配合原料中の
BaCO3が分解後、発生CO2ガスと再反応して
BaCO3の生成を防止するため、以下の仮焼方法
を適用する。 配合原料粉末を傾斜型回転炉の上方より投入
して、落下中の前記粉末を850℃〜1000℃の温
度条件にて、大気圧以上の100vol％O2雰囲気
と十分接触させて、仮焼粉末を前記低温安定相
にする方法 配合原料粉末を収容した容器の下方より、大
気圧以上の100vol％O2雰囲気を吹込んで、前
記雰囲気により前記粉末を撹拌させつつ、850
℃〜1000℃にて仮焼する方法 配合原料粉末を真空中で700℃まで昇温後、
100vol％O2雰囲気中で750〜900℃に１時間以
上保持後、前記O2雰囲気中にて炉冷し、仮焼
粉末を前記低温安定相にする方法 かかる３方法により得られた斜方晶からなる低
温安定相の仮焼粉末を微粉砕して粒度3μｍ以下
にした後、前記仮焼粉末をO220vol％以上含有の
雰囲気中で、圧力200Kg／cm2〜2000Kg／cm2で550℃
〜600℃にて加圧して、超電導性を有する低温安
定相からなるBaO−Y2O3−CuO系超電導セラミ
ツクスを得ることができる。 この発明において、加圧焼結方法は熱間静水圧
プレス法、ホツトプレス法のいずれでよい。 限定理由 この発明において、仮焼原料粉末の粒度を3μ
ｍ以下に限定した理由は、3μｍを越えると、原
料粒大部で超電導相と非超電導相とに分れること
があり、粒子全体として均一に超電導相が得られ
難いためである。 加熱焼結時の雰囲気が、O220vol％未満では、
降温時の正方晶→斜方晶への転移の際の酸素吸収
に際して、酸素が不足する場合があり好ましくな
く、O2雰囲気はO220vol％以上含有とする必要が
ある。 加圧焼結における圧力は、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、
2000Kg／cm2を越えると、加圧装置自体が実用的で
なくなり好ましくない。 温度条件は、550℃未満では、十分なる密度を
持つたセラミツクスが得られず、600℃を越える
と、正方晶への転移が起こりやすくなるので好ま
しくない。 発明の効果 この発明は、配合原料粉末の仮焼粉末が斜方晶
の超電導相であり、かつ配合原料粉末は超電導相
が安定な温度領域で加圧焼結されるため、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、焼結体全体が均質な超電導相
からなり、高い臨界電流（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2μｍ以下のBaCO3、
Y2O3、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。 さらに、径100mm×長さ４ｍ、傾斜角25゜の傾斜
難回転炉を用い、炉の上方より下方へ、前記配合
原料粉末を落下させつつ、100vol％O2雰囲気中
で、前記回転炉を回転させながら、930℃、20時
間の仮焼を行なつた。 その後、600℃まで冷却速度200℃／Hrにて冷
却し、さらに、580℃に10時間保持した後、室温
まで炉冷し、仮焼粉を得た。 前記仮焼粉をＸ線回折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組織であつ
た。 前記仮焼粉を乾式にて、平均粒度1.5μｍに微粉
砕した。 微粉砕粉を、寸法径200mmφ、高さ10mm寸法、
材質SiCからなるダイスに装入し、100vol％O2雰
囲気中で、590℃まで100℃／Hrの条件にて加熱
後、590℃で圧力500Kg／cm2にて10時間保持して、
加圧焼結を行つた。 その後、炉冷して、寸法径15mmφ、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87〓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2μ
ｍ以下のBaCO3、Y2O3、CuO粉末を混合後、実
施例と同一条件にて仮焼冷却を行つて、実施例と
同一の結晶構造を有する低温安定相組織にした
後、前記仮焼粉を乾式にて、平均粒度1.5μｍに微
粉砕した後、実施例と同一の寸法、材質のダイス
内に前記微砕粉を装入後、第１表の如き加熱条件
にて加熱後、第１表の如き加圧焼結条件にて、焼
結後、炉冷して焼結体を得た。 得られた焼結体をＸ線回析及び顕微鏡にて、調
査した結果の性状を第２表に表す。
【表】
Claims (1)
- １ 粒度3μｍ以下のYBa2Cu3O7-X組成でかつ低
温安定相からなる原料粉末を、O220vol％以上含
有の雰囲気中で、圧力200Kg／cm2〜2000Kg／cm2で
550℃〜600℃に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 |
|---|---|---|---|
| JP62170395A JPS6414157A (en) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | Production of superconducting ceramic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62170395A JPS6414157A (en) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | Production of superconducting ceramic |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6414157A JPS6414157A (en) | 1989-01-18 |
| JPH0580428B2 true JPH0580428B2 (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=15904132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62170395A Granted JPS6414157A (en) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | Production of superconducting ceramic |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6414157A (ja) |
-
1987
- 1987-07-08 JP JP62170395A patent/JPS6414157A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6414157A (en) | 1989-01-18 |
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