JPH0784341B2 - 酸化物系超電導成形体の製造方法 - Google Patents
酸化物系超電導成形体の製造方法Info
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- JPH0784341B2 JPH0784341B2 JP62201526A JP20152687A JPH0784341B2 JP H0784341 B2 JPH0784341 B2 JP H0784341B2 JP 62201526 A JP62201526 A JP 62201526A JP 20152687 A JP20152687 A JP 20152687A JP H0784341 B2 JPH0784341 B2 JP H0784341B2
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- 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
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は酸化物系超電導成形体の製造方法に関するもの
である。
である。
アルカリ土金属、希土類元素、銅及び酸素からなる酸化
物系超電導成形体は、前記金属類の酸化物、炭酸塩等を
原料とし、これらの原料粉体を混合して予備焼成する事
によって複合酸化物とし、これを粉砕後、所望の形状に
成形して焼結する事によって製造されている。前記超電
導成形体における臨界温度（TC）、臨界電流密度（JC）
等の超電導特性は、原料の組成、焼成条件等によって大
きく変化し、良好な超電導特性を得る為には、各種出発
原料の混合割合、予備焼成条件等をコントロールして、
超電導状態の発現に最適な組成及び構造の複合酸化物と
し、この組成及び構造を維持したまま緻密な成形体が得
られる様に焼結する事が必要である。
物系超電導成形体は、前記金属類の酸化物、炭酸塩等を
原料とし、これらの原料粉体を混合して予備焼成する事
によって複合酸化物とし、これを粉砕後、所望の形状に
成形して焼結する事によって製造されている。前記超電
導成形体における臨界温度（TC）、臨界電流密度（JC）
等の超電導特性は、原料の組成、焼成条件等によって大
きく変化し、良好な超電導特性を得る為には、各種出発
原料の混合割合、予備焼成条件等をコントロールして、
超電導状態の発現に最適な組成及び構造の複合酸化物と
し、この組成及び構造を維持したまま緻密な成形体が得
られる様に焼結する事が必要である。
前記焼結は、従来大気中又は酸素雰囲気中で行われてい
るが、前者の場合は、緻密な成形体は得られるものの、
焼結時に酸素量の減少等により複合酸化物の組成及び構
造が変化して良好な超電導特性を発揮する成形体を得る
事が出来なかった。又後者の場合は、組成及び構造の変
化は少ないものの、焼結性が悪くて緻密な成形体が得ら
れなく、特にリング、コイル等の形状に成形した場合に
は、得られる成形体にクラック等が入りやすく、そのた
め超電導特性の低下を生じていた。
るが、前者の場合は、緻密な成形体は得られるものの、
焼結時に酸素量の減少等により複合酸化物の組成及び構
造が変化して良好な超電導特性を発揮する成形体を得る
事が出来なかった。又後者の場合は、組成及び構造の変
化は少ないものの、焼結性が悪くて緻密な成形体が得ら
れなく、特にリング、コイル等の形状に成形した場合に
は、得られる成形体にクラック等が入りやすく、そのた
め超電導特性の低下を生じていた。
本発明は上記の点に鑑み鋭意検討の結果なされたもので
あり、その目的とするところは、良好な超電導特性が得
られる様な酸化物系弔電導成形体の製造方法を提供する
事である。
あり、その目的とするところは、良好な超電導特性が得
られる様な酸化物系弔電導成形体の製造方法を提供する
事である。
即ち本発明は、アルカリ土金属、希土類元素、銅及び酸
素からなる酸化物系超電導成形体を製造するにあたり、
原料粉体を酸素分圧10-5〜200Torrの減圧雰囲気下で500
〜1000℃で予備焼成した後粉砕、分級し、この様にして
得られた同一組成の粒径0.05〜１μｍの微細粒粉と６〜
12μｍの粗大粒粉とを、微細粒粉の割合が10〜90wt％の
範囲で混合した後成形し、ついで該成形体を酸素雰囲気
中で焼結し、しかる後に同じく酸素雰囲気中で焼成する
事を特徴とする酸化物系超電導成形体の製造方法であ
る。
素からなる酸化物系超電導成形体を製造するにあたり、
原料粉体を酸素分圧10-5〜200Torrの減圧雰囲気下で500
〜1000℃で予備焼成した後粉砕、分級し、この様にして
得られた同一組成の粒径0.05〜１μｍの微細粒粉と６〜
12μｍの粗大粒粉とを、微細粒粉の割合が10〜90wt％の
範囲で混合した後成形し、ついで該成形体を酸素雰囲気
中で焼結し、しかる後に同じく酸素雰囲気中で焼成する
事を特徴とする酸化物系超電導成形体の製造方法であ
る。
本発明において原料粉体としては、アルカリ土金属、希
土類元素及び銅の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、硝酸
塩、硫酸塩の内のいずれか１種、又は２種以上との混合
物の粉体を用いる事が望ましい。
土類元素及び銅の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、硝酸
塩、硫酸塩の内のいずれか１種、又は２種以上との混合
物の粉体を用いる事が望ましい。
本発明は、各種出発原料の混合粉体を酸素分圧10-5〜20
0Torrの減圧雰囲気下で500〜1000℃で予備焼成し、超電
導状態の発現に必要な組成及び構造に比べて酸素欠乏状
態の複合酸化物とし、これを粉砕、成形後酸素雰囲気中
で焼結する事によって、一種の酸素との反応焼結を伴っ
た形で焼結して、密度が95％以上の緻密な焼結体を得る
と同時に、超電導状態の発現に必要な組成及び構造にす
るものである。前記原料粉体の予備焼成は、酸素分圧が
200Torrを超えると、充分に酸素が欠乏した状態になら
なくて、酸素雰囲気中で焼結する際に充分に緻密な焼結
体を得る事が出来なく、また酸素分圧が10-5Torr未満で
あると、酸素が極端に欠乏しすぎて、これを粉砕、成形
後酸素雰囲気中で焼結しても、超電導状態の発現に必要
な組成及び構造にならない為、酸素分圧10-5〜200Torr
の雰囲気下で予備焼成する。又前記予備焼成は、1000℃
を超えると各原料が溶解して超電導状態の発現に必要な
組成及び構造にならなく、500℃未満では反応が充分に
進行しない為、500〜1000℃の温度範囲内で行なう。
0Torrの減圧雰囲気下で500〜1000℃で予備焼成し、超電
導状態の発現に必要な組成及び構造に比べて酸素欠乏状
態の複合酸化物とし、これを粉砕、成形後酸素雰囲気中
で焼結する事によって、一種の酸素との反応焼結を伴っ
た形で焼結して、密度が95％以上の緻密な焼結体を得る
と同時に、超電導状態の発現に必要な組成及び構造にす
るものである。前記原料粉体の予備焼成は、酸素分圧が
200Torrを超えると、充分に酸素が欠乏した状態になら
なくて、酸素雰囲気中で焼結する際に充分に緻密な焼結
体を得る事が出来なく、また酸素分圧が10-5Torr未満で
あると、酸素が極端に欠乏しすぎて、これを粉砕、成形
後酸素雰囲気中で焼結しても、超電導状態の発現に必要
な組成及び構造にならない為、酸素分圧10-5〜200Torr
の雰囲気下で予備焼成する。又前記予備焼成は、1000℃
を超えると各原料が溶解して超電導状態の発現に必要な
組成及び構造にならなく、500℃未満では反応が充分に
進行しない為、500〜1000℃の温度範囲内で行なう。
尚前記酸素分圧10-5〜200Torrの減圧雰囲気を得る為の
方法としては、予備焼成炉をそのまま、又は酸素ガスで
置換した状態で真空引きして、所定の酸素分圧迄減圧し
ても良く、或いはアルゴン、窒素等の不活性ガスで置換
して該不活性ガス中の酸素量が所定の酸素分圧になる様
に調整しても差し支えないが、原料粉体の分解を促進す
る為には、減圧雰囲気下で予備焼成する。
方法としては、予備焼成炉をそのまま、又は酸素ガスで
置換した状態で真空引きして、所定の酸素分圧迄減圧し
ても良く、或いはアルゴン、窒素等の不活性ガスで置換
して該不活性ガス中の酸素量が所定の酸素分圧になる様
に調整しても差し支えないが、原料粉体の分解を促進す
る為には、減圧雰囲気下で予備焼成する。
本発明は更に、前記予備焼成粉を粉砕、分級する事によ
って得られた、粒径がそれぞれ0.05〜１μｍ及び６〜12
μｍである微細粒粉と粗大粒粉とを、微細粒粉の割合が
10〜90wt％の範囲内で、均一に混合して成形した後、焼
結処理を行なう事によって、緻密な焼結体を得ると共
に、電流パス（経路）欠絡の原因となり得る粒界の割合
を減少させて、臨界電流密度（JC）を向上させようとす
るものである。
って得られた、粒径がそれぞれ0.05〜１μｍ及び６〜12
μｍである微細粒粉と粗大粒粉とを、微細粒粉の割合が
10〜90wt％の範囲内で、均一に混合して成形した後、焼
結処理を行なう事によって、緻密な焼結体を得ると共
に、電流パス（経路）欠絡の原因となり得る粒界の割合
を減少させて、臨界電流密度（JC）を向上させようとす
るものである。
又酸素雰囲気中での焼結及び焼成は、600〜1100℃で行
なう事が望ましい。
なう事が望ましい。
本発明においては、原料粉体を酸素分圧10-5〜200Torr
の減圧雰囲気下で500〜1000℃で予備焼成し、超電導状
態の発現に必要な組成及び構造に比べて酸素欠乏状態の
複合酸化物とし、これを粉砕、成形後酸素雰囲気中で焼
結しているので、一種の酸素との反応焼結を伴った形で
焼結が行われて、密度が95％以上の緻密な焼結体が得ら
れると同時に、超電導状態の発現に最適な組成及び構造
になり、更に、前記予備焼成粉を粉砕、分級する事によ
って得られた特定の粒径の微細粒粉と粗大粒粉とを、特
定の配合割合にて均一に混合して成形した後、焼結処理
を行なっているので、得られる成形体は電流パス（経
路）欠絡の原因となり得る粒界の割合も減少し、良好な
超電導特性を発揮する成形体を得る事が出来る。
の減圧雰囲気下で500〜1000℃で予備焼成し、超電導状
態の発現に必要な組成及び構造に比べて酸素欠乏状態の
複合酸化物とし、これを粉砕、成形後酸素雰囲気中で焼
結しているので、一種の酸素との反応焼結を伴った形で
焼結が行われて、密度が95％以上の緻密な焼結体が得ら
れると同時に、超電導状態の発現に最適な組成及び構造
になり、更に、前記予備焼成粉を粉砕、分級する事によ
って得られた特定の粒径の微細粒粉と粗大粒粉とを、特
定の配合割合にて均一に混合して成形した後、焼結処理
を行なっているので、得られる成形体は電流パス（経
路）欠絡の原因となり得る粒界の割合も減少し、良好な
超電導特性を発揮する成形体を得る事が出来る。
〔実施例１〕 次に本発明を実施例により更に具体的に説明する。原料
粉体としてBaCO3、Y2O3及びCuOを用い、モル比で（Ｙ＋
Ba）:Cu＝1:1となる様に混合した。前記混合物500gを、
酸素ガスで置換した後真空引きして、６×10-3Torrの酸
素分圧迄減圧した雰囲気下で、950℃×6hr予備焼成し
た。而して得た焼成物を粉砕、分級して、平均粒子径0.
3μｍの微細粒粉及び平均粒子径７μｍの粗大粒粉を用
意し、微細粒粉の割合が40wt％なる様に両者を均一に混
合した。しかる後この様にして得られた混合粉末を外径
50mm、内径30mm、厚さ7mmのリング及び直径25mm、厚さ5
mmのペレットに成形した。而して得たこれら成形体を酸
素雰囲気中で950℃×2hr焼結した後、更に酸素雰囲気中
で800℃×6hr焼成し、800〜400℃間を１℃/minで徐冷し
て超電導成形体を得た。
粉体としてBaCO3、Y2O3及びCuOを用い、モル比で（Ｙ＋
Ba）:Cu＝1:1となる様に混合した。前記混合物500gを、
酸素ガスで置換した後真空引きして、６×10-3Torrの酸
素分圧迄減圧した雰囲気下で、950℃×6hr予備焼成し
た。而して得た焼成物を粉砕、分級して、平均粒子径0.
3μｍの微細粒粉及び平均粒子径７μｍの粗大粒粉を用
意し、微細粒粉の割合が40wt％なる様に両者を均一に混
合した。しかる後この様にして得られた混合粉末を外径
50mm、内径30mm、厚さ7mmのリング及び直径25mm、厚さ5
mmのペレットに成形した。而して得たこれら成形体を酸
素雰囲気中で950℃×2hr焼結した後、更に酸素雰囲気中
で800℃×6hr焼成し、800〜400℃間を１℃/minで徐冷し
て超電導成形体を得た。
〔実施例２〕 実施例１と同様にして作った同一組成の予備焼成粉を用
い、線径2mm、外径50mの５回巻きコイル及び外径10mm、
内径8mm、長さ100mmのパイプに成形し、これらを酸素雰
囲気中で900℃×2hr焼結した後、更に酸素雰囲気中で85
0℃×20hr焼成し、800×400℃間を１℃/minで徐冷し
て、クラック等の発生が無い超電導成形体を得た。
い、線径2mm、外径50mの５回巻きコイル及び外径10mm、
内径8mm、長さ100mmのパイプに成形し、これらを酸素雰
囲気中で900℃×2hr焼結した後、更に酸素雰囲気中で85
0℃×20hr焼成し、800×400℃間を１℃/minで徐冷し
て、クラック等の発生が無い超電導成形体を得た。
〔比較例１〕 実施例１と同様にして作った同一組成の原料粉体の混合
物を、酸素分圧0.6気圧（残部は窒素で、全圧で１気
圧）の雰囲気下で950℃×6hr予備焼成した。これを粉
砕、分級して得た平均粒子径0.5μｍの予備焼成粉を用
いて、実施例１と同様に成形並びに焼結及び焼成処理を
行なって、超電導成形体を得た。
物を、酸素分圧0.6気圧（残部は窒素で、全圧で１気
圧）の雰囲気下で950℃×6hr予備焼成した。これを粉
砕、分級して得た平均粒子径0.5μｍの予備焼成粉を用
いて、実施例１と同様に成形並びに焼結及び焼成処理を
行なって、超電導成形体を得た。
前記実施例１〜２並びに比較例１によって得られた超電
導成形体について、密度並びに臨界温度（TC）、臨界電
流密度（JC）等の超電導特性を測定し、これらの結果を
まとめて第１表に示した。
導成形体について、密度並びに臨界温度（TC）、臨界電
流密度（JC）等の超電導特性を測定し、これらの結果を
まとめて第１表に示した。
第１表から明らかな様に、本発明の方法により製造した
実施例１〜２品は、いずれも理論密度の95％以上の緻密
な成形体が得られており、TC、JC等の超電導特性も良好
であった。一方原料粉体の予備焼成を低酸素分圧の雰囲
気下で行わなかった比較例１品は、成形体の密度が低
く、TC、JC等も低い値しか得られなかった。
実施例１〜２品は、いずれも理論密度の95％以上の緻密
な成形体が得られており、TC、JC等の超電導特性も良好
であった。一方原料粉体の予備焼成を低酸素分圧の雰囲
気下で行わなかった比較例１品は、成形体の密度が低
く、TC、JC等も低い値しか得られなかった。
本発明の方法によれば、緻密で超電導特性が良好なセラ
ミックス超電導成形体を得る事が出来、工業上顕著な効
果を奏するものである。
ミックス超電導成形体を得る事が出来、工業上顕著な効
果を奏するものである。
───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｈ０１Ｂ 12/00 ＺＡＡ
Claims (4)
- 【請求項１】アルカリ土金属、希土類元素、銅及び酸素
からなる酸化物系超電導成形体を製造するにあたり、原
料粉体を酸素分圧10-5〜200Torrの減圧雰囲気下で500〜
1000℃で予備焼成した後粉砕、分級し、この様にして得
られた同一組成の粒径0.05〜１μｍの微細粒粉と６〜12
μｍの粗大粒粉とを、微細粒粉の割合が10〜90wt％の範
囲で混合した後成形し、ついで該成形体を酸素雰囲気中
で焼結し、しかる後に同じく酸素雰囲気中で焼成する事
を特徴とする酸化物系超電導成形体の製造方法。 - 【請求項２】原料粉体が、アルカリ土金属、希土類元素
及び銅の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸
塩の内のいずれか１種、又は２種以上との混合物の粉体
である事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の酸化
物系超電導成形体の製造方法。 - 【請求項３】酸素雰囲気中での焼結を、600〜1100℃で
行なう事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の酸化
物系超電導成形体の製造方法。 - 【請求項４】酸素雰囲気中での焼成を、600〜1100℃で
行なう事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の酸化
物系超電導成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62201526A JPH0784341B2 (ja) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | 酸化物系超電導成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62201526A JPH0784341B2 (ja) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | 酸化物系超電導成形体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6445763A JPS6445763A (en) | 1989-02-20 |
| JPH0784341B2 true JPH0784341B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=16442506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62201526A Expired - Lifetime JPH0784341B2 (ja) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | 酸化物系超電導成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0784341B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6469556A (en) * | 1987-09-08 | 1989-03-15 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | Production of superconducting substance |
| JPH0193459A (ja) * | 1987-10-02 | 1989-04-12 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 超電導物質の製法 |
| JP2800844B2 (ja) * | 1990-07-27 | 1998-09-21 | 株式会社島津製作所 | Ｔｏｃ計の試料導入装置 |
-
1987
- 1987-08-12 JP JP62201526A patent/JPH0784341B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6445763A (en) | 1989-02-20 |
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