JPH06506797A - 超伝導体およびその製造方法 - Google Patents
超伝導体およびその製造方法Info
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- JPH06506797A JPH06506797A JP4507643A JP50764392A JPH06506797A JP H06506797 A JPH06506797 A JP H06506797A JP 4507643 A JP4507643 A JP 4507643A JP 50764392 A JP50764392 A JP 50764392A JP H06506797 A JPH06506797 A JP H06506797A
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- H10N60/85—Superconducting active materials
- H10N60/855—Ceramic superconductors
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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。
Description
【発明の詳細な説明】
超伝導体およびその製造方法
この発明は、高温において超伝導を生じるビスマス、ストロンチウム、銅および
イツトリウムを基材とする物質に関する。
従来の超伝導を生じる物質は、極めて高価な冷却材であるヘリウムの使用を必要
とする極低温においてのみ使用可能であるのに対して、新規の超伝導を生じる酸
化物物質は、比較的安価な冷却材である窒素を用いて得ることができる可成り高
温において作用する。このことは超伝導を生じる設備およびプラントの操業費を
低減させ、広範囲にわたる新規の考えられる用途を広げる。
１１ＪｉＪ７−比が１１−１の元素ビスマス、ストロンチウムおよび銅を酸化物
の形で含有し、超伝導転移温度が２０にの酸化物系超伝導体がすでに開示されて
いる（ＣＮｉｉ ｃｈｅ ｌらのＺ、ｐｈｙｓ、Ｂ６８ （１９８７）４２１）
。しかし、約２０にという超伝導転移温度は工業用としてはまだ十分ではない
。
超伝導転移温度が高く、さらにカルシウムを含有する酸化物系超伝導体がたとえ
ばＥＰ−Ａ ０３ ２７ ０４４によって開示されている。
Ｆｕｅｒｔｅｓ （ｐｈｙｓ ｉｃａ Ｃ１５７（１９８９） 、ｐ４２１）は
Ｂｉ、ＳｒおよびＣｕの酸化物の混合物を９５０’Ｃおよび７００℃の二段階で
加熱して、化合物Ｂ１４ＳｒｓＣｕ、Ｏ，ｇ。、の里結晶を得たが、しかしこれ
は超伝導を示さなかった。
この発明の目的は調製条件を様々にして、新規酸化物系超伝導物質を得ることに
ある。
意外なことＩこ、ヒスマス、ストロンチウムおよび銅を含有し、より詳細には請
求項１記載の著しい特色を特徴とする物質の超伝導混合物の製造方法が見出され
た。
該化合物は、反応温度において、反応して相当する酸化物、とりわけ水酸化物お
よび硝酸塩を生成する酸化物前駆物質として一般に使用することができる。また
、前記金属の酢酸塩、ギ酸塩、シュウ酸塩および炭酸塩を使用することも可能で
ある。たとえば、Ｙ（ＮＯ３）３、炭酸ストロンチウム、ビスマス酸、酸化ビス
マス（Ｉ［Ｉ）およびＣｕ２Ｏを使用することができる。
反応の出発物質中の比率Ｃｕ：Σ（Ｂｉ＋Ｓｒ＋Ｃｕ）が０２５ないし０３０の
範囲内にあるのが好ましい。約９５５°Ｃから約８５５°Ｃへの冷却は徐々に、
たとえば精々１０に／ｈ、とくに精々５に／ｈの速度で行うのが好ましい。１８
ないし２に／ｈの速度がとくに望ましい。
反応混合物の９５５ないし９６５℃の温度に少なくとも１０時間保つのが好まし
く、また８４５ないし８５５°Ｃの温度に少なくとも１０時間保つのが好ましい
。
反応時間の上限は、単に経済的理由によって、定められる。
８４５ないし８５５℃および９５５ないし９６５°Ｃにおける調質（ｔｅｍｐｅ
ｒｉｎｇ）の間、オーブン雰囲気中に少なくとも５容量％の酸素が存在すること
が好ましい。１０容量％の酸素がさらに好ましい。空気がとくに望ましい。室温
までの冷却はオーブン内で、従って徐々に行うのが好ましい。
得られた溶融反応生成物の組成は、酸素含量を別にすれば、出発混合物の組成と
一致する。
得られた生成物の超伝導転移温度は５０ないし６０にである。５ＱＵＩＤ磁力計
を用いて滞磁率を測定した結果は５ないし３５容量％の超伝導相を示す。
この発明を実施例によってさらに詳細に説明する。
実施例１
総体的な組成がＢｉ、５ｒ８−エＹ、Ｃｕ５０、（式中、Ｘはゼロよりも大であ
った）で、Ｂｉ２Ｏ３、Ｓｒ（ＮＯ３）２、ＣｕＯおよびＹ２Ｏ，の混合物の形
をなす試料をめのうの乳鉢の中で入念に粉砕して、均一にする。混合物をコラン
ダムのるつぼの中で（空気中で）９６０°Ｃに４時間加熱し、９６０℃で２０時
間保持し、６０時間で８５０°Ｃまで冷却し、８５０℃で２０時間保った後、オ
ーブＣン内で室温まで冷却した。得られた試料は超伝導転移温度Ｔｃが５０ない
し６０にの超伝導性を示す。超伝導容量比率はまずＸが増すにつれて増大し、次
いで再び減少する。Ｙ部分（ｘ）の関数としての超伝導体の容量比率（ＳＱＵＩ
Ｄ測定値）を表１に示す。
表１
すべての場合に、主相はＦｕｅｒｔｅｓが示した組成型を有する化合物Ｂｉ。
（Ｓｒ、 Ｙ）ＩＣｕ５０．である。第二相は公知の二層化合物Ｂ１４（Ｓｒ、
Ｃａ）Ｃｕ４０＋ｓ−ｙの組成型を有する組成り１２（Ｓｒ、 Ｙ）２Ｃｕ２０
．を有していた。Ｘ線結晶学は、さらに、少なくとも一つの小部分の第二層を示
す。この第二相によるＸ線回折線を表２に示す。
これらの線の強度はＸが増につれて増大するが、化合物Ｂｇ（Ｓｒ、 Ｙ）、、
Ｃｕ５０．の回折線の強度はＸが増すにつれて減少する。ｘ＝０．４の場合の試
料のＸ線回折線を表３に書き記す。波長が１．５４０５６人の単色光を使用した
。同じ試料の滞磁率の測定曲線を図１に示す。
表２
２０ ｄ １
２４．６９４ ３．６０２ ２６．３
２５．８４２ ３．４４４ １８．５
３２．８８７ ２．７２１ ５８．４
３５．０７４ ２．５５６ ９．７
３６．７３４ ２．４４４ ８．５
４７．１９０ １．９２４ ２６．４
５７．４７４ １．６０２ １４．０
実施例２
同じ出発物質ではあるが、Ｂｉ３６Ｙｌｌ ａｓｒｓｃｕ５０＋という出発混合
物組成の異なる物質を用いて寓施例１を繰返した。得られた黒色組成物の超伝導
転移温度は５０ないし６０にである。超伝導相の容量比率は１５％である。
表３
Ｎ ２θ 面間隔 強度
１ ５．１８７ １７．０２３２２ １０．６２ ７、３９０ １１．９５３２
ｇ ７．７３ ２３．８６８ ３．７２４９９ １５．８４ ２４．６９４ ３
．６０２３３ ２６．３５ ２５、８４２ ３．４４４７４ １８．５６ ２７
、２４１ ３．２７０９５ ５３．５７ ２８．１９１ ３．１６２８５ ２１
．２８ ２８．９７７ ３．０７８８７ １１．０９ ２９．７４０ ３．００
１５６ ３０．７１０ ３１．０３９ ２．８７８７９ １００．０１１ ３１
．６７８ ２．８２２１７ １３．４１２ ３２．８８７ ２．７２１１４ ５
８．４１３ ３３．３４１ ２．６ｇ５１４ ７２．４１４ ３５．０７４ ２
．５５６３７ ９．７１５ ３６．７３４ ２．４４４５２ ８．５１６ ３７
、１５５ ２．４１７７８ １４．１１７ ３７．５１０ ２．３９５７５ １
２．９１ｇ ４４．０６９ ２．０５３１８ １０．８１９ ４４．４４２ ２
．０３６７９ ＋、３．３２０ ４５、３２０ １．９９９３８ １７．９２１
４６．６３４ １．９４６０５ １６．６２２ ４７．１９０ １．９２４４
２ ２６．４２３ ５０、４１０ １．８０８７７ ８．４２４ ５０．７３０
１．７９８１０ １２．９２５ ５１、０７５ １．７８６７６ ９．７２６
５５、４８７ １．６５４６８ １０．０２７ ５６．０４４ １．６３９５
６ １３．８２８ ５６、３６１ １．６３１０７ ９．６２９ ５７、４７４
１．６０２１１ １４．０３０ ５７、７４４ １．５９５２６ １４．４３
１ ５８、１６７ １．５８４６７ ＋４．６３２ ５９、９８１ １．５４１
００ １１．６−二°、：：＝；；−二−°ソーＪ？−−二；；；、二’ｍ ｌ
’ｌ’ ｋτ：；；；、す；：°二ｔτ：；：みフ二；；＝＝フ：：“”°J“
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ａｖｅ電ａａｌｌａ−喝ｗ＋＋ｙ＋ｉ＋閾１フロントページの続き
（７２）発明者 ヴアイス、ヘルガ
ドイツ連邦共和国デー−６２３０フランクアルト・アム・マイン、ティオトマン
シュトラーセ １１
（７２）発明者 ラング、クリストフ
ドイツ連邦共和国デー−６０００フランクアルト・アム・マイン、ミルゼブルク
シュトラーセ ７
（７２）発明者 ベツカー、ヴインフリートドイツ連邦共和国デー−６２３９プ
レムタール、アム・エツジエンハング ７
Claims (7)
- １．ビスマス、ストロンチウムおよび銅を含む物質の超伝導混合物の調製方法に おいて、該方法が、Ｙ２Ｏ３またはＹ２Ｏ３前駆物質と、前記金属の酸化物また は酸化物前駆物質との混合物を調製し、次の原子比を諸式に従うように定め、Ｂ ｉ：（Ｂｉ＋Ｓｒ＋Ｃｕ）＝０．２ないし０．３５Ｃｕ：（Ｂｉ＋Ｓｒ＋Ｃｕ） ＝０．２ないし０．４０Ｙ：Ｓｒ＝０．０１２ないし０．１１１、およびΣ（Ｓ ｒ＋Ｙ）＝３０ないし５０原子％次いで前記混合物を十分に粉砕して、均一にし 、さらに９５５ないし９６５℃の温度に少なくとも５時間加熱し、８４５ないし ８５５℃に冷却して、少なくとも５時間この温度に保持し、次に室温まで冷却す ることを含むことを特徴とする方法。
- ２．９６０℃から８５０℃に冷却する間に、冷却を精々１０Ｋ／ｈ、とりわけ精 々５Ｋ／ｈ、好ましくは精々２Ｋ／ｈの速度で行うことを特徴とする請求項１記 載の方法。
- ３．混合物を９５５ないし９６５℃の温度で少なくとも１０時間保持することを 特徴とする請求項１記載の方法。
- ４．混合物を８４５ないし８５５℃の温度で少なくとも１０時間保持することを 特徴とする請求項１記載の方法。
- ５．加熱中の雰囲気が少なくとも５容量％の酸素を含むことを特徴とする請求項 １記載の方法。
- ６．酸化物の形をしたビスマス、ストロンチウムおよび銅を含む物質の超伝導混 合物において、酸化物の形をしたＹも存在し、かつ次の原子比が諸式にあてはま ることを特徴とする混合物： Ｂｉ：（Ｂｉ＋Ｓｒ＋Ｃｕ）＝０．２ないし０．３５Ｃｕ：（Ｂｉ＋Ｓｒ＋Ｃｕ ）＝０．２ないし０．４０Ｙ：Ｓｒ＝０．０１２ないし０．１１１およびΣ（Ｓ ｒ＋Ｙ）＝３０ないし５０原子％。
- ７．超伝導移転温度が５０ないし６０Ｋで、かつＳＱＵＩＤ磁力計を用いる滞磁 率測定により求めた超伝導相の容量比率が５ないし３５％であることを特徴とす る請求項６記載の混合物。
Applications Claiming Priority (3)
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