JPH07187671A - Oxide superconductor and manufacturing method thereof - Google Patents

Oxide superconductor and manufacturing method thereof

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JPH07187671A
JPH07187671A JP5333886A JP33388693A JPH07187671A JP H07187671 A JPH07187671 A JP H07187671A JP 5333886 A JP5333886 A JP 5333886A JP 33388693 A JP33388693 A JP 33388693A JP H07187671 A JPH07187671 A JP H07187671A
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JP
Japan
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oxide superconductor
phase
ratio
superconductor
temperature
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JP5333886A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahito Murakami
雅人 村上
Sangu Imu Yuu
サング イム ユー
Naomichi Sakai
直道 坂井
Hiroshi Takaichi
浩 高市
Amamitsu Higuchi
天光 樋口
Shoji Tanaka
昭二 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KOKUSAI CHODENDO SANGYO GIJUTSU KENKYU CENTER
Railway Technical Research Institute
Shikoku Electric Power Co Inc
Tosoh Corp
Original Assignee
KOKUSAI CHODENDO SANGYO GIJUTSU KENKYU CENTER
Railway Technical Research Institute
Shikoku Electric Power Co Inc
Tosoh Corp
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Publication date
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    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、イオン半径の大きな希土類元素の
123系超電導体において、臨界温度が90K以上で、
かつ、臨界電流の大きな超電導体およびその製造方法を
提供する。 【構成】 La,Nd,Sm等の希土類元素中の少なく
とも一つの元素を含む123系超電導体を溶融状態から
凝固させる際に、生成雰囲気の酸素分圧を0.0000
1乃至0.1気圧の範囲内で制御すると、臨界温度が9
0Kを超える超電導体が合成できる。しかも、内部に1
23組成からごくわずかに組成のずれた相が分散し、有
効なピン止め点として作用するため、臨界電流の高い超
電導体が得られる。
(57) [Summary] [Object] The present invention relates to a 123 series superconductor of a rare earth element having a large ionic radius, the critical temperature of which is 90 K or higher,
Also, a superconductor having a large critical current and a method for manufacturing the same are provided. [Structure] When solidifying a 123-based superconductor containing at least one element of rare earth elements such as La, Nd, and Sm from a molten state, the oxygen partial pressure of the production atmosphere is set to 0.0000.
When controlled within the range of 1 to 0.1 atm, the critical temperature is 9
Superconductors exceeding 0K can be synthesized. Moreover, 1 inside
A phase having a composition slightly deviated from the composition of 23 is dispersed and acts as an effective pinning point, so that a superconductor having a high critical current can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、臨界温度、臨界電流の
高い酸化物超電導体及びその製造方法に関し、特に、磁
気浮上や磁気シールド、超電導バルクマグネットなどに
適用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxide superconductor having a high critical temperature and a high critical current and a method for manufacturing the oxide superconductor, and more particularly to a technique effectively applied to magnetic levitation, magnetic shield, superconducting bulk magnet and the like. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】臨界温度が液体窒素温度を超える超電導
体の発見によって、全世界的に超電導応用が検討されて
いる。なかでも、Y-Ba-Cu-Oを代表とする123
系材料では、MPMGなどの溶融法の開発によって、1
23超電導マトリックス中に微細なY2BaCuO5(2
11)相を分散させることにより、大きな臨界電流を達
成することに成功している。このような超電導体は、磁
場との相互作用で大きな電磁力を発生することができ、
この力を利用したベアリング、フライホイール、搬送装
置などへの応用研究が盛んとなってきている。例え
ば、”Melt ProcessedHigh Temperature Superconducto
rs”,ed.M.Murakami(World Scientific,1993)等に提案
されている。
2. Description of the Related Art With the discovery of superconductors whose critical temperature exceeds liquid nitrogen temperature, superconducting applications have been studied worldwide. Among them, 123 represented by Y-Ba-Cu-O
For system materials, the development of melting methods such as MPMG
23 Fine Y 2 BaCuO 5 (2
11) It has succeeded in achieving a large critical current by dispersing the phases. Such a superconductor can generate a large electromagnetic force by interacting with a magnetic field,
Application research on bearings, flywheels, conveyors, etc. that utilize this force is becoming popular. For example, “Melt ProcessedHigh Temperature Superconducto
rs ”, ed. M. Murakami (World Scientific, 1993) and others.

【0003】また、臨界電流の大きな超電導体では、強
い磁場をシールドしたり、逆に強磁場を捕捉して永久磁
石として機能することも明らかとなっている。このよう
な多様な応用を考える際には、できるだけ結晶粒の大き
な材料の作製と、超電導接合による大型化や、精密加工
による複雑な形状への対応が必要となってくる。
Further, it has been clarified that a superconductor having a large critical current functions as a permanent magnet by shielding a strong magnetic field or conversely capturing a strong magnetic field. When considering such various applications, it is necessary to manufacture materials with crystal grains as large as possible, to increase the size by superconducting bonding, and to cope with complicated shapes by precision processing.

【0004】また、酸化物超電導体は異方性の大きな材
料であるので、結晶方位の制御も重要である。さらに
は、より臨界電流の大きな材料が作製できれば、発生す
る電磁力を向上させることも可能となる。
Since the oxide superconductor is a material having large anisotropy, it is important to control the crystal orientation. Furthermore, if a material having a larger critical current can be manufactured, it is possible to improve the generated electromagnetic force.

【0005】現在、結晶方位制御及び結晶大型化の手法
として、種結晶と温度勾配の組み合せが一般的に行われ
ている。この際、種結晶としては、例えば、Y123系
の成長には、それよりも融点の高いLa,Nd,Sm1
23超電導体が用いられる。
At present, a combination of a seed crystal and a temperature gradient is generally used as a method for controlling the crystal orientation and increasing the crystal size. At this time, as the seed crystal, for example, for growth of Y123 system, La, Nd, Sm1 having a higher melting point than that is used.
23 superconductors are used.

【0006】一方、超電導接合を考える場合、Nd12
3やSm123超電導体を作製し、それよりも融点の低
いY123の融点近傍に加熱することで、Nd123板
の間にY123相を挟んで、Ndは固相のまま、Y12
3を溶融させて接合することも考えられる。前述した用
途には、良質なNd123,Sm123超電導体を合成
することが必要である。
On the other hand, when considering the superconducting junction, Nd12
3 or Sm123 superconductor is produced and heated near the melting point of Y123 having a lower melting point, so that the Y123 phase is sandwiched between the Nd123 plates and Nd remains in the solid phase.
It is also conceivable to melt and join 3 together. For the above-mentioned applications, it is necessary to synthesize good quality Nd123, Sm123 superconductors.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
行われている焼結法や溶融法で、これら超電導体を製造
すると、希土類元素のイオン半径が大きいため、Baサ
イトと容易に置換し、臨界温度が大きく低下してしまう
という問題があった。例えば、H.Uwe et al.:Physica
C vol.153-155(1988)P.930-931に関連技術が記載されて
いる。
However, when these superconductors are manufactured by a commonly used sintering method or melting method, since the ionic radius of the rare earth element is large, they are easily replaced with Ba sites and the critical temperature is exceeded. However, there was a problem that For example, H. Uwe et al .: Physica
C vol.153-155 (1988) P.930-931 describes related technologies.

【0008】また、RE123(RE:Y,Ho,E
r,Dr)系超電導体において、211相を微細分散さ
せることにより、高い臨界電流が達成されているが、2
11相によるピン止め効果には限界が有り、他のピン止
め点の可能性を追及する研究も進められている。
In addition, RE123 (RE: Y, Ho, E
In the r, Dr) -based superconductor, a high critical current is achieved by finely dispersing the 211 phase.
There is a limit to the pinning effect by the 11-phase, and research to pursue the possibility of other pinning points is also underway.

【0009】本発明は、前記問題点を解決するためにな
されたものであり、本発明の目的は、イオン半径の大き
い希土類元素の123系酸化物超電導体の合成におい
て、Baとの置換を極力抑え、臨界温度が90Kを超え
る酸化物超電導体を得ることが可能な技術を提供するこ
とにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to replace Ba with a Ba in the synthesis of a 123-based oxide superconductor of a rare earth element having a large ionic radius as much as possible. It is an object of the present invention to provide a technique capable of suppressing and obtaining an oxide superconductor having a critical temperature exceeding 90K.

【0010】本発明の他の目的は、高磁場においても臨
界電流の大きな超電導体の合成が可能な技術を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of synthesizing a superconductor having a large critical current even in a high magnetic field.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、下記の構成もしくは方法を特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is characterized by the following configurations or methods.

【0012】(1)RE-Ba-Cu-O(REはLa,
Nd,Smの希土類元素中の少なくとも一つの元素を含
むものである)の組成からなる酸化物超電導体におい
て、RE:Ba:Cuの比が1:2:3でOの比が6.
8乃至7.2からなる組成物を母相とし、RE:Ba:
Cuの比が1+d:2−d:3(0<d<0.5)でO
の比が6.8乃至7.2の分散相が分散していることを特
徴とする。
(1) RE-Ba-Cu-O (RE is La,
In an oxide superconductor having a composition of Nd and Sm containing at least one element among rare earth elements), the RE: Ba: Cu ratio is 1: 2: 3 and the O ratio is 6.
The composition consisting of 8 to 7.2 was used as the mother phase, and RE: Ba:
The ratio of Cu is 1 + d: 2-d: 3 (0 <d <0.5) and O
The dispersed phase having a ratio of 6.8 to 7.2 is dispersed.

【0013】前記(1)の酸化物超電導体は、臨界温度
が90Kを超えることを特徴とする。
The above-mentioned oxide superconductor (1) is characterized in that the critical temperature exceeds 90K.

【0014】前記(1)の酸化物超電導体は、分散相が
1%以上30%以下含有していることを特徴とする。
The oxide superconductor of (1) above is characterized in that the dispersed phase is contained in an amount of 1% or more and 30% or less.

【0015】前記(1)の酸化物超電導体は、分散相の
大きさが5μm以下であることを特徴とする。
The oxide superconductor of (1) is characterized in that the size of the dispersed phase is 5 μm or less.

【0016】(2)RE-Ba-Cu-O(REはLa,
Nd,Smの希土類元素中の少なくとも一つの元素を含
むもの)の組成からなる酸化物超電導体において、R
E:Ba:Cuの比が1:2:3でOの比が6.8乃至
7.2からなる組成物を母相とし、RE:Ba:Cuの
比が1+d:2−d:3(0<d<0.5)でOの比が
6.8乃至7.2の分散相及びRE4-xBa2+xCu3
10-y(REはLaとNdの少なくとも一つの元素を含
み、0<x<0.2,0<y<0.5の範囲にあるもので
ある)相、及び/又はSm2BaCuO5相が50%以下
で零%より多く(含有率>0)含有されていることを特
徴とする。
(2) RE-Ba-Cu-O (RE is La,
Rd in an oxide superconductor having a composition of at least one element of rare earth elements of Nd and Sm)
A composition having an E: Ba: Cu ratio of 1: 2: 3 and an O ratio of 6.8 to 7.2 is used as a mother phase, and a RE: Ba: Cu ratio of 1 + d: 2-d: 3 ( 0 <d <0.5) and an O ratio of 6.8 to 7.2 and RE 4-x Ba 2 + x Cu 3 O
10-y phase (RE contains at least one element of La and Nd, and is in the range of 0 <x <0.2, 0 <y <0.5) phase and / or Sm 2 BaCuO 5 phase Is less than 50% and more than 0% (content> 0).

【0017】前記(2)の酸化物超電導体は、臨界温度
が90Kを超えることを特徴とする。
The oxide superconductor of (2) is characterized in that the critical temperature exceeds 90K.

【0018】前記(2)の酸化物超電導体は、分散相が
1%以上30%以下含有していることを特徴とする。
The oxide superconductor of (2) is characterized in that the dispersed phase contains 1% or more and 30% or less.

【0019】前記(2)の酸化物超電導体は、分散相の
大きさが5μm以下であることを特徴とする。
The oxide superconductor of (2) is characterized in that the size of the dispersed phase is 5 μm or less.

【0020】(3)RE-Ba-Cu-O(REはLa,
Nd,Smの希土類元素中の少なくとも一つの元素を含
むものである)の組成からなる酸化物超電導体の溶融プ
ロセスにおいて、溶融状態から超電導相を凝固生成させ
る際に、生成雰囲気の酸素分圧を0.00001気圧以
上0.1気圧以下の範囲で行うことを特徴とする。
(3) RE-Ba-Cu-O (RE is La,
In the melting process of the oxide superconductor having a composition of Nd and Sm containing at least one element in the rare earth elements), when the superconducting phase is solidified from the molten state, the oxygen partial pressure of the generation atmosphere is set to 0. It is characterized in that the process is performed within a range of 00001 atmospheric pressure to 0.1 atmospheric pressure.

【0021】前記(3)の酸化物超電導体の製造方法
は、溶融状態の温度が1000乃至1500℃であるこ
とを特徴とする。
The method for producing an oxide superconductor according to the above (3) is characterized in that the temperature in the molten state is 1000 to 1500 ° C.

【0022】前記(3)の酸化物超電導体の製造方法
は、溶融状態から凝固させる速度が10℃/時間以下で
あることを特徴とする。
The above-mentioned method (3) for producing an oxide superconductor is characterized in that the rate of solidification from a molten state is 10 ° C./hour or less.

【0023】前記(3)の酸化物超電導体の製造方法
は、溶融状態から凝固させる際に、5℃/cm以上の温
度勾配下で結晶成長させることを特徴とする。
The above-mentioned method (3) for producing an oxide superconductor is characterized in that when solidified from a molten state, the crystal is grown under a temperature gradient of 5 ° C./cm or more.

【0024】すなわち、本発明の主要な技術思想は、1
23相が溶融状態から生成する際の雰囲気を制御して、
できるだけ、RE(REはLa,Nd,Sm等の希土類
元素中の少なくとも一つの元素を含むものである)とB
aの相互置換を抑え、良質な123結晶を得ることであ
る。
That is, the main technical idea of the present invention is as follows:
By controlling the atmosphere when the 23 phase is generated from the molten state,
As much as possible, RE (RE contains at least one element of rare earth elements such as La, Nd, Sm) and B
It is to suppress mutual substitution of a and obtain 123 crystals of good quality.

【0025】図1は、表1に示す試料例のイオン半径の
大きいREのRE23-BaO-CuO三元状態図であ
る。本発明は、図1に示すように、123相から右上方
へ延びる線に沿った固溶域が存在している。この固溶域
は、空気中では123相からずれたRE1+xBa2-xCu
3y(x>0,0.6<y<7.2)相が安定となるため
である。ただし、この固溶域は、REの種類によって異
なる。また、Smの場合は422相ではなく、211相
であり、固溶域も存在しない。いずれ、イオン半径の大
きいREは、この固溶域が存在し、空気中で処理した場
合、臨界温度は大きく低下することを示している。
FIG. 1 is a ternary phase diagram of RE 2 O 3 —BaO—CuO of RE having a large ionic radius in the sample example shown in Table 1. In the present invention, as shown in FIG. 1, a solid solution region exists along a line extending from the 123 phase to the upper right. This solid solution region is displaced from the 123 phase in the air by RE 1 + x Ba 2-x Cu
This is because the 3 O y (x> 0, 0.6 <y <7.2) phase becomes stable. However, this solid solution region differs depending on the type of RE. Further, in the case of Sm, it is not the 422 phase but the 211 phase, and there is no solid solution region. Eventually, RE having a large ionic radius indicates that this solid solution region is present and the critical temperature is greatly lowered when the treatment is performed in air.

【0026】図2は、酸素雰囲気を適当な範囲に制御す
ると、前記図1に示す三元状態図の近傍に安定領域が移
動することを説明するための図であり、図2の下部に図
示すように、母相は123相となり、組成のわずかにず
れたRE1+xBa2-xCu3y(0<x<0.5,6.0<
y<7.2)分散相が母相内に分布することを示してい
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining that the stable region moves to the vicinity of the ternary phase diagram shown in FIG. 1 when the oxygen atmosphere is controlled to an appropriate range. As shown in the figure, the parent phase is the 123 phase, and RE 1 + x Ba 2-x Cu 3 O y (0 <x <0.5, 6.0 <
y <7.2) It shows that the dispersed phase is distributed in the matrix.

【0027】通常の空気中でLa,Nd,Sm123結
晶を成長させると、図1に示したように、REとBaに
固溶域が存在し、相互置換するため、臨界温度が大きく
低下してしまう。
When La, Nd and Sm123 crystals are grown in normal air, as shown in FIG. 1, solid solution regions exist in RE and Ba, and they are mutually replaced, so that the critical temperature is greatly lowered. I will end up.

【0028】これは、空気などの酸素分圧下では、RE
とBaが固溶したRE1+xBa2-xCu3y(x>0,
6.0<y<7.2)の方が安定となるためである。これ
を解決するために、焼結法などでは、いったん窒素雰囲
気中で超電導体を形成したのち、酸化することで比較的
良好な臨界温度が達成されている(例えば、T.Wada et a
l.:J.Am.Ceram.Soc.,vol.72.(1989)p.2000-2003参
照)。
This is due to RE under the partial pressure of oxygen such as air.
RE 1 + x Ba 2-x Cu 3 O y (x> 0,
This is because 6.0 <y <7.2) is more stable. In order to solve this, in a sintering method or the like, a relatively good critical temperature is achieved by forming a superconductor in a nitrogen atmosphere and then oxidizing it (for example, T. Wada et a
l .: J. Am. Ceram. Soc., vol. 72. (1989) p. 2000-2003).

【0029】しかしながら、転移幅が広く、ゼロ抵抗温
度が低い。これは、焼結法は固相反応であるため、どう
しても固溶域の影響をうけ、相互置換した相が生成する
ためと考えられる。
However, the transition width is wide and the zero resistance temperature is low. It is considered that this is because the sintering method is a solid-phase reaction, so that the solid solution region is inevitably affected, and mutually substituted phases are generated.

【0030】そこで、溶融状態から凝固させる方法にお
いて、核生成、成長の段階で相互置換を抑制できれば、
良質なRE123相の合成が可能になると予想される。
しかも、1050℃以上の高温においては、固溶しない
123相が安定となるという報告があり、溶融プロセス
で合成すれば良質な超電導相を合成できる可能性がある
(例えば、S.I.Yoo&R.W.McCallum:Physica C vol.210(1
933)P.147-156参照)。
Therefore, in the method of solidifying from a molten state, if mutual substitution can be suppressed at the stage of nucleation and growth,
It is expected that a good quality RE123 phase can be synthesized.
Moreover, it has been reported that the 123 phase, which does not form a solid solution, becomes stable at a high temperature of 1050 ° C. or higher, and there is a possibility that a high-quality superconducting phase can be synthesized if it is synthesized by a melting process (for example, SIYoo & R.W.McCallum: Physica C vol.210 (1
933) P.147-156).

【0031】しかしながら、種々の条件下で溶融プロセ
スを試みたが、簡単には良好な超電導体は得られないこ
とが分かった。そこで、本発明者は、核生成成長の段階
での相互置換を抑制するために、酸素分圧を制御する試
みを行った。これは、低酸素分圧下では、3価のイオン
であるREによる2価のイオンのBa置換が抑制される
と考えられるからである。
However, when the melting process was tried under various conditions, it was found that a good superconductor could not be easily obtained. Therefore, the present inventor made an attempt to control the oxygen partial pressure in order to suppress mutual substitution at the stage of nucleation and growth. This is because under low oxygen partial pressure, Ba substitution of divalent ions by RE which is trivalent ions is considered to be suppressed.

【0032】種々の条件で実験を行った結果、酸素分圧
が0.00001気圧から0.1気圧の範囲内にあると、
この相互置換が抑制されRE123相が安定となるとい
うことが明らかとなった。この下限は、真空などの極低
酸素分圧下では超電導相そのものが分解されることと、
上限は、低酸素分圧化の効果がなくなることで決定され
る。
As a result of conducting experiments under various conditions, it was found that the oxygen partial pressure was in the range of 0.0001 atm to 0.1 atm.
It was revealed that this mutual substitution was suppressed and the RE123 phase became stable. This lower limit is that the superconducting phase itself is decomposed under extremely low oxygen partial pressure such as vacuum,
The upper limit is determined when the effect of reducing oxygen partial pressure is lost.

【0033】つまり、本発明では、溶融状態から結晶成
長させる際の雰囲気を、ある範囲内の酸素分圧化で行う
ことで、RE半径の大きい123系超電導体において
も、臨界温度の高い123相の合成に成功した。
That is, according to the present invention, the atmosphere for growing crystals from the molten state is set to have an oxygen partial pressure within a certain range, so that even in a 123 series superconductor having a large RE radius, a 123 phase having a high critical temperature is used. Was successfully synthesized.

【0034】さらに、この過程において、RE:Ba:
Cuの比が1:2:3からわずかにずれたRE1+xBa
2-xCu3y(x>0,0.6<y<7.2)相も同時に
生成し、それが、母相中に分散し、非常に効果的なピン
止め点として作用することが明らかとなった。
Further, in this process, RE: Ba:
RE 1 + x Ba with Cu ratio slightly deviated from 1: 2: 3
A 2-x Cu 3 O y (x> 0,0.6 <y <7.2) phase is also formed at the same time, which is dispersed in the matrix and acts as a very effective pinning point. Became clear.

【0035】ただし、分散相の大きさは、含有される量
が一定ならば、微細なほど効果的であり、その下限は、
相の結晶の大きさ約1nmとなる。また、5μm以上と
なるとピン止め効果が小さくなり、その実質的効果は失
われる。また、分散相の含有量が30%を超えること
は、前記の固溶域が広がることに相当し、超電導体の臨
界温度そのものが90Kよりも低下してしまう。
However, as for the size of the dispersed phase, the finer it is, the more effective it is as long as the contained amount is constant.
The crystal size of the phase is about 1 nm. On the other hand, when the thickness is 5 μm or more, the pinning effect becomes small and the substantial effect is lost. Further, when the content of the dispersed phase exceeds 30%, the solid solution region is widened, and the critical temperature of the superconductor itself becomes lower than 90K.

【0036】一方、分散相の含有量が1%よりも低い
と、そのピン止め効果が小さくなり、実質的効果が失わ
れる。
On the other hand, when the content of the dispersed phase is lower than 1%, the pinning effect becomes small and the substantial effect is lost.

【0037】しかも、この分散相は、広い磁場範囲でピ
ン止め点として作用する。これは、図2に示したよう
に、123近傍に母相が位置するものの、高温で結晶が
成長するため、ある程度統計的な分布がRE:Baに生
じ分散するためと考えられる。これら分散相領域は、臨
界温度や臨界磁場などの特性が母相とわずかに異なり、
強い磁場下では超電導が破れて常伝導に転移するが、組
成のずれの程度によって常伝導化する磁場が異なるた
め、低磁場から高磁場までピン止め点として作用できる
ことになる。この結果、従来、報告されている材料と比
較してはるかに高い不可逆磁場が得られている。この磁
場は、超電導体が利用できる上限であり、実用上、非常
に重要である。
Moreover, this dispersed phase acts as a pinning point in a wide magnetic field range. It is considered that this is because, as shown in FIG. 2, although the parent phase is located near 123, the crystal grows at a high temperature, and a statistical distribution is generated and dispersed in RE: Ba to some extent. These dispersed phase regions have slightly different characteristics such as critical temperature and critical magnetic field from the parent phase,
Under a strong magnetic field, superconductivity is broken and transitions to normal conduction. However, since the magnetic field that becomes normal becomes different depending on the degree of composition shift, it can act as a pinning point from low magnetic field to high magnetic field. As a result, a much higher irreversible magnetic field has been obtained as compared with the materials reported hitherto. This magnetic field is the upper limit that can be used by the superconductor, and is very important for practical use.

【0038】また、本発明は、溶融状態から結晶成長す
る際の雰囲気調整を特徴としており、いわゆる溶融法す
べてと、単結晶を溶融状態から成長させる際にも適用で
きるものである。よって、溶融状態の温度としては、1
000乃至1500℃となる。この下限は、溶融の開始
温度であり、上限は、現有の電気炉として工業的に提供
できる上限である。ただし、イオン半径の大きなRE1
23系材料の凝固においては、1200℃以下の範囲が
好ましい。これは、1200℃以上では、支持材料との
反応が激しく、試料が汚染されるうえ、初期組成からの
ずれが大きくなるからである。
The present invention is also characterized by adjusting the atmosphere during crystal growth from the molten state, and can be applied to all so-called melting methods and also for growing a single crystal from the molten state. Therefore, the temperature of the molten state is 1
000 to 1500 ° C. The lower limit is the melting start temperature, and the upper limit is the upper limit that can be industrially provided as an existing electric furnace. However, RE1 with a large ion radius
In the solidification of the 23-based material, the range of 1200 ° C. or lower is preferable. This is because at 1200 ° C. or higher, the reaction with the supporting material is severe, the sample is contaminated, and the deviation from the initial composition becomes large.

【0039】また、凝固速度としては、10℃/時
(h)以下が必要となる。これは、10℃/時(h)を
超えた速度では、超電導体の安定的な成長が困難である
ためである。また、凝固速度は遅いほど超電導体の成長
には有利であるが、現有の制御設備では、0.1℃/時
(h)が設定できる下限である。
The coagulation rate is required to be 10 ° C./hour (h) or less. This is because stable growth of the superconductor is difficult at a rate exceeding 10 ° C./hour (h). Further, the slower the solidification rate, the more advantageous for the growth of the superconductor, but in the existing control equipment, 0.1 ° C./hour (h) is the lower limit that can be set.

【0040】さらに、凝固時に温度勾配を用いない場合
でも良質な超電導体の製造は可能であるが、大型で結晶
方位のそろった試料を得るためには、5℃/cm以上の
温度勾配下で結晶成長させる必要がある。この勾配は大
きいほど結晶成長には有利となるが、現有設備で大型の
結晶成長が可能な電気炉では、100℃/cmが上限と
なる。
Further, although it is possible to produce a good quality superconductor even when a temperature gradient is not used during solidification, in order to obtain a large sample having a uniform crystal orientation, a temperature gradient of 5 ° C./cm or more is used. It is necessary to grow crystals. The larger this gradient is, the more advantageous it is for crystal growth. However, the upper limit is 100 ° C./cm in an electric furnace capable of large-scale crystal growth with existing equipment.

【0041】溶融法においては、いわゆる211相及び
422相が母相内に分布させることができるが、このよ
うな組織を持った場合でも、前記のピン止め効果は得ら
れる。ただし、これらの相が50%近傍を越えて含有さ
せると超電導特性が劣下する。したがって、これらの相
が50%以下で零%より多く(含有率>0)含有されて
いることが好ましい。
In the melting method, so-called 211 phase and 422 phase can be distributed in the matrix phase, but the pinning effect described above can be obtained even with such a structure. However, if the content of these phases exceeds 50%, the superconducting properties deteriorate. Therefore, it is preferable that these phases are contained at 50% or less and more than 0% (content ratio> 0).

【0042】また、211相及び422相はクラック抑
制効果があるうえ、相を微細化すれば、MPMG法で作
製したY-Ba-Cu-O系材料の場合のように、この相
によるピン止め効果を相乗させることが可能である。
Further, the 211 phase and the 422 phase have a crack suppressing effect, and if the phases are miniaturized, they are pinned by this phase as in the case of the Y-Ba-Cu-O based material produced by the MPMG method. It is possible to synergize the effects.

【0043】[0043]

【作用】前述の手段によれば、イオン半径の大きい希土
類元素の123系酸化物超電導体の合成において、Ba
との置換際に、核生成成長の段階での相互置換を抑制す
るので、臨界温度が90Kを超える酸化物超電導体を提
供することができる。
According to the above-mentioned means, in the synthesis of 123 series oxide superconductor of rare earth element having a large ionic radius, Ba
Mutual substitution at the stage of nucleation and growth is suppressed at the time of substitution with, so that an oxide superconductor having a critical temperature of higher than 90 K can be provided.

【0044】また、REとBaがわずかに置換された分
散相が母相内に微細分散し、広い酸化物超電導体でピン
止め点として作用するので、高磁場においても臨界電流
の大きな酸化物超電導体の合成を可能にすることができ
る。
Further, since the dispersed phase in which RE and Ba are slightly replaced is finely dispersed in the matrix and acts as a pinning point in a wide oxide superconductor, oxide superconductivity with a large critical current even in a high magnetic field. It can allow body synthesis.

【0045】[0045]

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described in detail below.

【0046】(実施例1)本発明の実施例1の酸化物超
電導体及びその製造方法を説明する。
(Example 1) An oxide superconductor and a method for manufacturing the same according to Example 1 of the present invention will be described.

【0047】まず、Nd23,BaCO3,CuO粉末
をNd:Ba:Cuの比が1:2:3となるように混合
する。これを900℃で24時間仮焼し、白金るつぼ中
に入れ、1400℃で20分加熱溶融後、銅製のハンマ
ーで挟んで急冷する。急冷板を粉砕し、50×50×2
0mm3に成型する。このような試料を3個用意する。
これら試料を、1120℃で20分加熱後、1080℃
まで20分で冷却し、その後950℃まで1℃/時間
(h)の速度で徐冷する。この際、試料は、空気中(0.
21気圧の酸素)、0.01気圧の酸素分圧、及び1気
圧の酸素分圧下で熱処理を行った。その後、500℃で
100時間1気圧の酸素中で処理した。
First, Nd 2 O 3 , BaCO 3 , and CuO powders are mixed so that the ratio of Nd: Ba: Cu is 1: 2: 3. This is calcined at 900 ° C. for 24 hours, put in a platinum crucible, heated and melted at 1400 ° C. for 20 minutes, then sandwiched with a copper hammer and rapidly cooled. Quench the quench plate, 50 x 50 x 2
Mold to 0 mm 3 . Three such samples are prepared.
After heating these samples at 1120 ° C for 20 minutes, 1080 ° C
For 20 minutes, then 950 ℃ up to 1 ℃ / hour
Slowly cool at the speed of (h). At this time, the sample is in air (0.
The heat treatment was performed under an oxygen partial pressure of 21 atm), an oxygen partial pressure of 0.01 atm, and an oxygen partial pressure of 1 atm. Then, it was treated in oxygen at 1 atm at 500 ° C. for 100 hours.

【0048】図3に得られた試料の磁化の温度依存性を
示す。空気中及び1気圧の酸素分圧下で処理したもの
は、臨界温度が低いうえ、転移幅も広くなっている。こ
れに対し、本発明の0.01気圧の酸素分圧下で作製し
た試料では、90K以上の臨界温度を有し、転移幅も非
常に狭く、良質な超電導体であることがわかる。
FIG. 3 shows the temperature dependence of the magnetization of the obtained sample. Those treated in air or under an oxygen partial pressure of 1 atm have a low critical temperature and a wide transition width. On the other hand, it can be seen that the sample manufactured under the oxygen partial pressure of 0.01 atm of the present invention has a critical temperature of 90 K or higher, the transition width is very narrow, and is a high-quality superconductor.

【0049】また、この超電導体の臨界電流を試料振動
型磁束計で臨界電流を測定すると、図4に示したような
いわゆるピーク効果が観測され、しかも、高磁場側まで
高臨界電流が得られる。これは、高い磁場下で作用する
ピン止め点の存在を示唆するものである。この種のピン
止め点として、Y-Ba-Cu-O系材料では酸素欠損が
報告されているが、その場合は、わずかな酸素アニール
条件で大きな変化を示す。ところが、本実施例1の試料
においては、このような変化は認められない。これは、
そのピン止めが酸素欠損によらないことを示唆してい
る。
When the critical current of this superconductor is measured with a sample vibrating magnetometer, a so-called peak effect as shown in FIG. 4 is observed, and a high critical current is obtained up to the high magnetic field side. . This suggests the existence of pinning points that act under high magnetic fields. As a pinning point of this kind, oxygen deficiency has been reported in Y-Ba-Cu-O-based materials, but in that case, a large change is shown under slight oxygen annealing conditions. However, in the sample of Example 1, such a change is not observed. this is,
It suggests that the pinning is not due to oxygen deficiency.

【0050】さらに、本実施例1で作製した試料は、い
ままでに最も高い臨界電流を示すMPMG法で作製した
Y-Ba-Cu-O系材料のデータ(図5:N.Nakamura et
al.Cryogenics vol.32(1992)p.949-953より転載)と比
較しても、その特性を超える値が得られている。
Further, the sample prepared in this Example 1 is the data of the Y-Ba-Cu-O based material prepared by the MPMG method showing the highest critical current so far (FIG. 5: N. Nakamura et al.
Al.Cryogenics vol.32 (1992), reprinted from p.949-953), a value exceeding that characteristic was obtained.

【0051】また、90K以上の臨界温度を有する試料
から数種類の試片を切り出して、元素分析を行った結
果、RE:Ba:Cuの比は、ほぼ1:2:3であり、
Oは6.8から7.2の間に分布していることが分かっ
た。
Further, several kinds of test pieces were cut out from a sample having a critical temperature of 90 K or higher and subjected to elemental analysis. As a result, the RE: Ba: Cu ratio was approximately 1: 2: 3.
It was found that O was distributed between 6.8 and 7.2.

【0052】(実施例2)次に、本発明の実施例2の酸
化物超電導体及びその製造方法を説明する。
(Embodiment 2) Next, an oxide superconductor and a method for manufacturing the same according to Embodiment 2 of the present invention will be described.

【0053】まず、Nd23,BaCO3,CuOの粉
末をNd:Ba:Cuの比が1:2:3、1.4:2.
2:3.2、2.0:2.5:3.5となるように混合し、
以下前記実施例1と同様の方法で作製したのち、108
0℃からの徐冷を0.01気圧の酸素分圧中で行う。こ
れらの試料では、Ndの422相が、図6(写真図)に
示すように、母相中に分散しているが、ゼロ抵抗温度
は、92K,93K,91Kであり、すべて良質な超電
導体が合成されていることがわかる。また、臨界電流密
度は温度77K,磁場3Tでそれぞれ8000、850
0、7500アンペア(A)/cm2であり、図5に示し
たMPMG法で作製したY-Ba-Cu-O材料よりも高
い。これは、422相が存在しても母相のピン止め効果
を維持できることが分かる。これら試料を1気圧の酸素
中で500℃で100時間(h)酸素アニールを施した
ところ、臨界温度はわずかに上昇したが、それ以上の酸
素処理では、わずかではあるが低下した。よって、酸素
濃度を変化させることで、臨界温度を変化させることは
可能であるが、本実施例2で作製した試料では、Oの範
囲が6.8乃至7.2にあれば、ゼロ抵抗温度が90Kを
超えるものが得られる。
First, Nd 2 O 3 , BaCO 3 , and CuO powders were mixed with Nd: Ba: Cu at a ratio of 1: 2: 3, 1.4: 2.
Mix so that it is 2: 3.2, 2.0: 2.5: 3.5,
Then, after the same manufacturing method as in Example 1 above, 108
Slow cooling from 0 ° C. is carried out in an oxygen partial pressure of 0.01 atm. In these samples, the Nd 422 phase is dispersed in the matrix as shown in FIG. 6 (photograph), but the zero resistance temperatures are 92K, 93K, and 91K, which are all good superconductors. It can be seen that is synthesized. The critical current densities are 8,000 and 850 at a temperature of 77K and a magnetic field of 3T, respectively.
It is 0,7500 amperes (A) / cm 2 , which is higher than that of the Y-Ba-Cu-O material manufactured by the MPMG method shown in FIG. This shows that the pinning effect of the mother phase can be maintained even if the 422 phase exists. When these samples were subjected to oxygen annealing in oxygen at 1 atm at 500 ° C. for 100 hours (h), the critical temperature slightly increased, but further oxygen treatment caused a slight decrease. Therefore, although it is possible to change the critical temperature by changing the oxygen concentration, in the sample manufactured in this Example 2, if the O range is 6.8 to 7.2, the zero resistance temperature is Of more than 90K can be obtained.

【0054】(実施例3)次に、本発明の実施例3の酸
化物超電導体及びその製造方法を説明する。
(Embodiment 3) Next, an oxide superconductor of Embodiment 3 of the present invention and a method for manufacturing the same will be described.

【0055】まず、Nd23,BaCO3,CuOの粉
末をNd:Ba:Cuの比が1:2:3となるように混
合し、以下前記実施例1と同様の方法で作製したのち、
1080℃からの徐冷を0気圧乃至0.2気圧の酸素分
圧中で行う。表1にこれら試料のゼロ抵抗温度を示す。
また、酸素分圧が0.1気圧を超えると、臨界温度が低
下する。
First, Nd 2 O 3 , BaCO 3 , and CuO powders were mixed so that the ratio of Nd: Ba: Cu was 1: 2: 3, and then the same process as in Example 1 was performed. ,
Slow cooling from 1080 ° C. is performed in an oxygen partial pressure of 0 atm to 0.2 atm. Table 1 shows the zero resistance temperature of these samples.
If the oxygen partial pressure exceeds 0.1 atm, the critical temperature will decrease.

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【0057】(実施例4)次に、本発明の実施例4の酸
化物超電導体及びその製造方法を説明する。
(Embodiment 4) Next, an oxide superconductor of Embodiment 4 of the present invention and a method for manufacturing the same will be described.

【0058】まず、RE元素としてLa23及びSm2
3粉末を用意し、RE:Ba:Cuの比が1.2:2.
1:3.1となるように混合し、以下前記実施例1と同
様の方法で作製したのち、徐冷開始温度をそれぞれ11
00℃及び1060℃とし、空気中及び0.01気圧の
酸素分圧中で900℃まで1℃/時間(h)の速度で徐冷
した。その後、室温まで冷却したのち、500℃で10
0時間、1気圧の酸素中で処理した。空気中で処理した
ものは、ゼロ抵抗温度がそれぞれ10K及び50Kであ
ったが、0.01気圧の酸素分圧下で処理したものは、
90K及び92Kであった。
First, as RE elements, La 2 O 3 and Sm 2 are used.
O 3 powder was prepared and the ratio of RE: Ba: Cu was 1.2: 2.
The mixture was mixed so as to have a ratio of 1: 3.1, and after being manufactured in the same manner as in Example 1, the annealing start temperature was set to 11 each.
The temperature was set to 00 ° C. and 1060 ° C., and the mixture was gradually cooled to 900 ° C. at a rate of 1 ° C./hour (h) in air and an oxygen partial pressure of 0.01 atm. Then, after cooling to room temperature, 10 at 500 ° C.
Treated in oxygen at 1 atmosphere for 0 hours. The ones treated in air had zero resistance temperatures of 10 K and 50 K, respectively, but those treated under an oxygen partial pressure of 0.01 atm
It was 90K and 92K.

【0059】(実施例5)次に、本発明の実施例5の酸
化物超電導体及びその製造方法を説明する。
(Embodiment 5) Next, an oxide superconductor and a method for manufacturing the same according to Embodiment 5 of the present invention will be described.

【0060】まず、Nd23,BaCO3,CuOの粉
末をNd:Ba:Cuの比が1:2:3となるように混
合し、以下前記実施例1と同様の方法で作製したのち、
1080℃からの冷却を10℃/時間(h),5℃/時間
(h),0.1℃/時間(h)の速度で行ったところ、ゼロ
抵抗温度はそれぞれ90K、90K,92Kであった。
First, Nd 2 O 3 , BaCO 3 , and CuO powders were mixed so that the ratio of Nd: Ba: Cu was 1: 2: 3, and the same procedure as in Example 1 was performed. ,
Cooling from 1080 ℃ 10 ℃ / hour (h), 5 ℃ / hour
When carried out at a rate of (h), 0.1 ° C./hour (h), the zero resistance temperatures were 90 K, 90 K and 92 K, respectively.

【0061】0.1℃/時(h)以下の冷却速度でも製造
は可能であるが、現有の制御装置では、これ以下の値を
設定することができない。
Although it is possible to manufacture even at a cooling rate of 0.1 ° C./hour (h) or less, the existing control device cannot set a value lower than this value.

【0062】また、1080℃からの冷却を、設定温度
1050℃、1020℃、990℃を選び、それぞれ設
定温度の間を30℃/時(h)で冷却し、各温度における
保持時間を20時間(h)とした場合でも、臨界温度91
Kのものが得られる。これは、凝固時のトータルの冷却
速度が10℃/時間以下であれば良質な超電導体が得ら
れることを示している。
For cooling from 1080 ° C., set temperatures of 1050 ° C., 1020 ° C. and 990 ° C. are selected, and cooling is performed at 30 ° C./hour (h) between the set temperatures, and the holding time at each temperature is 20 hours. Even if (h) is set, the critical temperature is 91
The one of K is obtained. This indicates that a good quality superconductor can be obtained if the total cooling rate during solidification is 10 ° C./hour or less.

【0063】(実施例6)次に、本発明の実施例6の酸
化物超電導体及びその製造方法を説明する。
(Embodiment 6) Next, an oxide superconductor of Embodiment 6 of the present invention and a method for manufacturing the same will be described.

【0064】まず、Nd23,BaCO3,CuOの粉
末をNd:Ba:Cuの比が1:2:3となるように混
合し、950℃で24時間(h)仮焼を行い、直径2c
m、高さ1cmのペレットに成型する。これを、酸素分
圧が0.01気圧の電気炉内入れ、1100℃に1時間
(h)加熱後、1080℃から1℃/時間(h)の速度で9
00℃まで徐冷する。その後、室温まで炉内で放冷す
る。この試料のゼロ抵抗温度は95Kであった。
First, Nd 2 O 3 , BaCO 3 and CuO powders were mixed so that the ratio of Nd: Ba: Cu was 1: 2: 3, and calcined at 950 ° C. for 24 hours (h), Diameter 2c
It is molded into a pellet having a height of m and a height of 1 cm. Place this in an electric furnace with an oxygen partial pressure of 0.01 atm at 1100 ° C for 1 hour.
(h) After heating, at a rate of 1080 ° C to 1 ° C / hour (h), 9
Slowly cool to 00 ° C. Then, it is left to cool to room temperature in the furnace. The zero resistance temperature of this sample was 95K.

【0065】(実施例7)次に、本発明の実施例7の酸
化物超電導体及びその製造方法を説明する。
Example 7 Next, an oxide superconductor of Example 7 of the present invention and a method for manufacturing the same will be described.

【0066】まず、Nd23,BaCO3,CuOの粉
末をNd:Ba:Cuの比が1:2:3となるように混
合し、950℃で24時間(h)仮焼を行い、直径2c
m、高さ1cmのペレットに成型する。これを、酸素分
圧が0.01気圧の温度勾配の電気炉内に入れ、110
0℃に1時間(h)加熱後、1080℃から1℃/時間
(h)の速度で900℃まで徐冷する。この際、温度勾配
として5℃/cm、10℃/cm、100℃/cmを用
いた。その結果、いずれの試料においても、ゼロ抵抗と
して95Kが得られた。
First, Nd 2 O 3 , BaCO 3 , and CuO powders were mixed so that the ratio of Nd: Ba: Cu was 1: 2: 3, and calcined at 950 ° C. for 24 hours (h), Diameter 2c
It is molded into a pellet having a height of m and a height of 1 cm. This was placed in an electric furnace with a temperature gradient of oxygen partial pressure of 0.01 atm,
After heating at 0 ℃ for 1 hour (h), 1080 ℃ to 1 ℃ / hour
Gradually cool to 900 ° C at the rate of (h). At this time, 5 ° C./cm, 10 ° C./cm, and 100 ° C./cm were used as the temperature gradient. As a result, in all the samples, a zero resistance of 95K was obtained.

【0067】また、前記実施例1から実施例6のよう
に、温度勾配を用いない場合でも良質な超電導体を得る
ことは可能であるが、大型で結晶方位のそろった試料を
得るためには、5℃/cm以上の温度勾配が必要であ
る。さらに、温度勾配として100℃/cm以上も可能
であるが、本発明で用いた制御装置では、これ以上の値
を得ることができなかった。
Further, as in Examples 1 to 6, it is possible to obtain a good quality superconductor without using a temperature gradient, but in order to obtain a large-sized sample with a uniform crystal orientation, A temperature gradient of 5 ° C / cm or more is required. Further, although a temperature gradient of 100 ° C./cm or more is possible, the control device used in the present invention could not obtain a value higher than this.

【0068】以上説明したように、前記実施例によれ
ば、RE-Ba-Cu-O酸化物超電導体を溶融状態から
凝固させる際に、酸素分圧を制御すると、臨界温度及び
臨界電流の高い酸化物超電導体を得ることができる。
As described above, according to the above embodiment, when the oxygen partial pressure is controlled when the RE-Ba-Cu-O oxide superconductor is solidified from the molten state, the critical temperature and the critical current are high. An oxide superconductor can be obtained.

【0069】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得
ることはいうまでもない。
Although the present invention has been specifically described based on the embodiments above, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified without departing from the scope of the invention. Absent.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、イオン半径の大きい希土類元素の123系酸化物超
電導体の合成において、核生成成長の段階でBaとの相
互置換を抑制するので、臨界温度が90Kを超える酸化
物超電導体を提供することができる。
As described above, according to the present invention, in the synthesis of 123 series oxide superconductors of rare earth elements having a large ionic radius, mutual substitution with Ba is suppressed at the stage of nucleation growth. It is possible to provide an oxide superconductor having a critical temperature exceeding 90K.

【0071】また、REとBaがわずかに置換された分
散相が母相内に微細分散し、広い酸化物超電導体でピン
止め点として作用するので、高磁場においても臨界電流
の大きな酸化物超電導体の合成を可能にすることができ
る。
Further, since the dispersed phase in which RE and Ba are slightly substituted is finely dispersed in the matrix and acts as a pinning point in a wide oxide superconductor, the oxide superconductor having a large critical current even in a high magnetic field. It can allow body synthesis.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の試料のイオン半径の大きいREのRE
23-BaO-CuO三元状態図である。
FIG. 1 is a RE of RE having a large ionic radius of the sample of the present invention.
It is a 2 O 3 -BaO-CuO ternary phase diagram.

【図2】本発明の酸素雰囲気を適当な範囲に制御する
と、三元状態図の近傍に安定領域が移動することを説明
するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining that the stable region moves to the vicinity of the ternary phase diagram when the oxygen atmosphere of the present invention is controlled within an appropriate range.

【図3】本発明の実施例1の試料の磁化の温度依存性を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the temperature dependence of the magnetization of the sample of Example 1 of the present invention.

【図4】本実施例1の試料の臨界電流の磁場依存性を示
す図である。
4 is a diagram showing the magnetic field dependence of the critical current of the sample of Example 1. FIG.

【図5】従来の溶融法の一種であるMPMG法で作製し
たY-Ba-Cu-O酸化物超電導体の液体窒素温度にお
ける臨界電流の磁場依存性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a magnetic field dependence of a critical current at a liquid nitrogen temperature of a Y—Ba—Cu—O oxide superconductor manufactured by an MPMG method which is one of conventional melting methods.

【図6】本実施例1の試料の初期組成を422相が含ま
れるような領域で、合成したNd-Ba-Cu-O酸化物
超電導体の組織写真図である。
FIG. 6 is a structural micrograph of the Nd—Ba—Cu—O oxide superconductor synthesized in the region where the initial composition of the sample of this Example 1 contains 422 phase.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年6月30日[Submission date] June 30, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の試料のイオン半径の大きいREのRE
23-BaO-CuO三元状態図である。
FIG. 1 is a RE of RE having a large ionic radius of the sample of the present invention.
It is a 2 O 3 -BaO-CuO ternary phase diagram.

【図2】本発明の酸素雰囲気を適当な範囲に制御する
と、三元状態図の近傍に安定領域が移動することを説明
するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining that the stable region moves to the vicinity of the ternary phase diagram when the oxygen atmosphere of the present invention is controlled within an appropriate range.

【図3】本発明の実施例1の試料の磁化の温度依存性を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the temperature dependence of the magnetization of the sample of Example 1 of the present invention.

【図4】本実施例1の試料の臨界電流の磁場依存性を示
す図である。
4 is a diagram showing the magnetic field dependence of the critical current of the sample of Example 1. FIG.

【図5】従来の溶融法の一種であるMPMG法で作製し
たY-Ba-Cu-O酸化物超電導体の液体窒素温度にお
ける臨界電流の磁場依存性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a magnetic field dependence of a critical current at a liquid nitrogen temperature of a Y—Ba—Cu—O oxide superconductor manufactured by an MPMG method which is one of conventional melting methods.

【図6】本実施例1の試料の初期組成を422相が含まFIG. 6 contains the initial composition of the sample of Example 1 with 422 phases.
れるような領域で、合成したNd-Ba-Cu-O酸化物Nd-Ba-Cu-O oxide synthesized in the region
超電導体の結晶構造の写真である。It is a photograph of a crystal structure of a superconductor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 35/653 ZAA H01B 12/00 ZAA 13/00 565 D (71)出願人 000003300 東ソー株式会社 山口県新南陽市開成町4560番地 (72)発明者 村上 雅人 東京都江東区東雲一丁目14番3 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 ユー サング イム 東京都江東区東雲一丁目14番3 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 坂井 直道 東京都江東区東雲一丁目14番3 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 高市 浩 東京都江東区東雲一丁目14番3 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 樋口 天光 東京都江東区東雲一丁目14番3 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 田中 昭二 東京都江東区東雲一丁目14番3 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location C04B 35/653 ZAA H01B 12/00 ZAA 13/00 565 D (71) Applicant 000003300 Tosoh Corporation Yamaguchi 4560 Kaisei-cho, Shinnanyo-ken, Japan (72) Inventor Masato Murakami 1-14-3 Shinonome, Koto-ku, Tokyo Inside Superconducting Engineering Laboratory, Center for International Superconducting Industrial Technology (72) Inventor Yousang Im Tokyo Koto, Tokyo 1-14-3 Shinonome Ward International Superconductivity Industrial Technology Research Center Superconductivity Engineering Laboratory (72) Inventor Naomi Sakai 1-14-3 Shinonome Koto Ward Tokyo International Superconductivity Industrial Technology Research Center Superconductivity Engineering In the laboratory (72) Inventor Hiroshi Takaichi 1-14-3 Shinonome, Koto-ku, Tokyo International Foundation Superconductivity Engineering Laboratory, Research Center for Conducting Industrial Technology (72) Inventor Akimitsu Higuchi, 1-14-3 Shinonome, Koto-ku, Tokyo Metropolitan Institute of Technology for International Superconductivity Engineering (72) Inventor Shoji Tanaka Tokyo 1-14-3 Shinonome, Koto-ku, Tokyo Superconductivity Engineering Research Center, International Superconductivity Technology Center

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 RE-Ba-Cu-O(REはLa,N
d,Smの希土類元素中の少なくとも一つの元素を含む
ものである)の組成からなる酸化物超電導体において、
RE:Ba:Cuの比が1:2:3でOの比が6.8乃
至7.2からなる組成物を母相とし、RE:Ba:Cu
の比が1+d:2−d:3(0<d<0.5)でOの比
が6.8乃至7.2の分散相が分散していることを特徴と
する酸化物超電導体。
1. RE-Ba-Cu-O (RE is La, N
d, Sm containing at least one element in the rare earth elements)), the oxide superconductor having the composition
A composition having a RE: Ba: Cu ratio of 1: 2: 3 and an O ratio of 6.8 to 7.2 is used as a mother phase, and RE: Ba: Cu is used.
The oxide superconductor is characterized in that a dispersed phase having a ratio of 1 + d: 2-d: 3 (0 <d <0.5) and an O ratio of 6.8 to 7.2 is dispersed.
【請求項2】 請求項1に記載の酸化物超電導体におい
て、臨界温度が90Kを超えることを特徴とする酸化物
超電導体。
2. The oxide superconductor according to claim 1, wherein the critical temperature exceeds 90K.
【請求項3】 請求項1に記載の酸化物超電導体におい
て、分散相が1%以上30%以下含有していることを特
徴とする酸化物超電導体。
3. The oxide superconductor according to claim 1, wherein the dispersed phase contains 1% or more and 30% or less.
【請求項4】 請求項1に記載の酸化物超電導体におい
て、分散相の大きさが5μm以下であることを特徴とす
る酸化物超電導体。
4. The oxide superconductor according to claim 1, wherein the dispersed phase has a size of 5 μm or less.
【請求項5】 RE-Ba-Cu-O(REはLa,N
d,Smの希土類元素中の少なくとも一つの元素を含む
ものである)の組成からなる酸化物超電導体において、
RE:Ba:Cuの比が1:2:3でOの比が6.8乃
至7.2からなる組成物を母相とし、RE:Ba:Cu
の比が1+d:2−d:3(0<d<0.5)でOの比
が6.8乃至7.2の分散相及びRE4-xBa2+xCu3
10-y(REはLaとNdの少なくとも一つの元素を含
み、0<x<0.2,0<y<0.5の範囲にあるもの)
相、及び/又はSm2BaCuO5相が50%以下で零%
より多く(含有率>0)含有されていることを特徴とす
る酸化物超電導体。
5. RE-Ba-Cu-O (RE is La, N
d, Sm containing at least one element in the rare earth elements)), the oxide superconductor having the composition
A composition having a RE: Ba: Cu ratio of 1: 2: 3 and an O ratio of 6.8 to 7.2 is used as a mother phase, and RE: Ba: Cu is used.
Phase of 1 + d: 2-d: 3 (0 <d <0.5) and O ratio of 6.8 to 7.2, and RE 4-x Ba 2 + x Cu 3 O.
10-y (RE contains at least one element of La and Nd, and is in the range of 0 <x <0.2, 0 <y <0.5)
Phase and / or Sm 2 BaCuO 5 phase is 50% or less and 0%
An oxide superconductor characterized by being contained in a larger amount (content ratio> 0).
【請求項6】 請求項5に記載の酸化物超電導体におい
て、臨界温度が90Kを超えることを特徴とする酸化物
超電導体。
6. The oxide superconductor according to claim 5, wherein the critical temperature exceeds 90K.
【請求項7】 請求項5に記載の酸化物超電導体におい
て、分散相が1%以上30%以下含有していることを特
徴とする酸化物超電導体。
7. The oxide superconductor according to claim 5, wherein the dispersed phase contains 1% or more and 30% or less.
【請求項8】 請求項5に記載の酸化物超電導体におい
て、分散相の大きさが5μm以下で零より大きい(>
0)あることを特徴とする酸化物超電導体。
8. The oxide superconductor according to claim 5, wherein the size of the dispersed phase is 5 μm or less and is larger than zero (>).
0) An oxide superconductor characterized by being present.
【請求項9】 RE-Ba-Cu-O(REはLa,N
d,Smの希土類元素中の少なくとも一つの元素を含む
ものである)の組成からなる酸化物超電導体の溶融プロ
セスにおいて、溶融状態から超電導相を凝固生成させる
際に、生成雰囲気の酸素分圧を0.00001気圧以上
0.1気圧以下の範囲で行うことを特徴とする酸化物超
電導体の製造方法。
9. RE-Ba-Cu-O (RE is La, N
In the melting process of the oxide superconductor having a composition of (d, Sm containing at least one element in the rare earth elements), when the superconducting phase is solidified from the molten state, the oxygen partial pressure of the generated atmosphere is set to 0. A method for producing an oxide superconductor, which is performed in a range of 00001 atmospheric pressure to 0.1 atmospheric pressure.
【請求項10】 請求項7に記載の酸化物超電導体の製
造方法において、溶融状態の温度が1000乃至150
0℃であることを特徴とする酸化物超電導体の製造方
法。
10. The method for producing an oxide superconductor according to claim 7, wherein the temperature of the molten state is 1000 to 150.
A method for producing an oxide superconductor, characterized in that the temperature is 0 ° C.
【請求項11】 請求項7に記載の酸化物超電導体の製
造方法において、溶融状態から凝固させる速度が10℃
/時間以下であることを特徴とする酸化物超電導体の製
造方法。
11. The method for producing an oxide superconductor according to claim 7, wherein a rate of solidifying from a molten state is 10 ° C.
/ Hour or less, a method for producing an oxide superconductor.
【請求項12】 請求項7に記載の酸化物超電導体の製
造方法において、溶融状態から凝固させる際に、5℃/
cm以上の温度勾配下で結晶成長させることを特徴とす
る酸化物超電導体の製造方法。
12. The method for producing an oxide superconductor according to claim 7, wherein when the molten state is solidified, 5 ° C. /
A method for producing an oxide superconductor, which comprises growing a crystal under a temperature gradient of cm or more.
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