JPH085672B2 - 酸化物超伝導体の製造方法 - Google Patents
酸化物超伝導体の製造方法Info
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- JPH085672B2 JPH085672B2 JP63026129A JP2612988A JPH085672B2 JP H085672 B2 JPH085672 B2 JP H085672B2 JP 63026129 A JP63026129 A JP 63026129A JP 2612988 A JP2612988 A JP 2612988A JP H085672 B2 JPH085672 B2 JP H085672B2
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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
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は酸化物超超伝導材料に関する。
従来の技術 近年超伝導材としてYBaCuO系の材料が報告され、色々
な試験研究が行われている。その結果、この材料は非常
に不安定であり、又超伝導状態の開始温度と完了温度と
の差が大きいといった大きな欠点がある事が知られてき
た。さらに希土類元素を多量に使用する為に価格もたか
く市況変動に左右されやすいといった経済的にも不安定
な要素を抱えている。これらすべてについての改良がの
ぞまれている。
な試験研究が行われている。その結果、この材料は非常
に不安定であり、又超伝導状態の開始温度と完了温度と
の差が大きいといった大きな欠点がある事が知られてき
た。さらに希土類元素を多量に使用する為に価格もたか
く市況変動に左右されやすいといった経済的にも不安定
な要素を抱えている。これらすべてについての改良がの
ぞまれている。
さらに極く最近、SrBiCuO系の新材料が報告されてい
る。しかし、これらについては詳しいことは現在の所不
明である。
る。しかし、これらについては詳しいことは現在の所不
明である。
発明が解決しようとする課題 本発明は上述のような温度差、安定性、さらには経済
性の問題のない材料を提供することを目的とする。
性の問題のない材料を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 ABiCuO（Ａはアルカリ土族よりなる元素の少なくとも
一種以上を含む）を主とした酸化物超伝導体の製造方法
であって、A/Bi/Cuの比が3/2/2よりなる第１の結晶相成
分と、ACuOを主とした第２の結晶相成分とを別々に用意
し、その後これらをスパッタにより多層に積層すること
を特徴とする酸化物超伝導体の製造方法である。
一種以上を含む）を主とした酸化物超伝導体の製造方法
であって、A/Bi/Cuの比が3/2/2よりなる第１の結晶相成
分と、ACuOを主とした第２の結晶相成分とを別々に用意
し、その後これらをスパッタにより多層に積層すること
を特徴とする酸化物超伝導体の製造方法である。
また、Ａのイオン半径が１オングストロームより大き
い元素とそれ以下の元素が混在していることを特徴とす
る酸化物超伝導体の製造方法である。
い元素とそれ以下の元素が混在していることを特徴とす
る酸化物超伝導体の製造方法である。
作用 不安定性の原因となる希土類元素やアルカリ土族元素
を多量に含まず、安定している為に水による浸食等が生
じない。また上述の２結晶相の各々の固溶範囲はかなり
広いと推定され、その為と思われるが不純物相を殆ど含
有せず、これも安定性に役立っていると思われる。さら
にこの事が上述の温度差を小さくするのに役立っている
と思われる。現在の所理由は良く分からないが上記２結
晶相の界面に於いて特異な事が生じているの２点が超伝
導転移温度の向上の原因と推定される。
を多量に含まず、安定している為に水による浸食等が生
じない。また上述の２結晶相の各々の固溶範囲はかなり
広いと推定され、その為と思われるが不純物相を殆ど含
有せず、これも安定性に役立っていると思われる。さら
にこの事が上述の温度差を小さくするのに役立っている
と思われる。現在の所理由は良く分からないが上記２結
晶相の界面に於いて特異な事が生じているの２点が超伝
導転移温度の向上の原因と推定される。
さらに明白なように高価な供給の不安定な希土類元素
を全く含まない事からも分かるように経済性にも優れて
いる。
を全く含まない事からも分かるように経済性にも優れて
いる。
実施例 一般的な最近のYBaCuO系の材料について追試を行った
所、所謂123（Y/Ba/Cuの比）の最適な組成でも本発明者
らの検討によれば、転移温度は約90度Ｋであったが、上
述の温度差は10度近く有り非常に大きい事が示され、又
少し組成を変動させれば不純物相が生成し特性が変動す
る事が示された。
所、所謂123（Y/Ba/Cuの比）の最適な組成でも本発明者
らの検討によれば、転移温度は約90度Ｋであったが、上
述の温度差は10度近く有り非常に大きい事が示され、又
少し組成を変動させれば不純物相が生成し特性が変動す
る事が示された。
これに対して本発明者らの検討によれば新材料は以下
に示したように安定した優れた特性を有している。
に示したように安定した優れた特性を有している。
イオン半径１オングストローム以下のMg,Caの一群
と、それよりも大きなイオン半径のSr,Baの一群から少
なくとも一種以上と、Bi,Cuを含む酸化物を三者の比が
ほぼ3/2/2なるように秤量し、次に均一に混合した。こ
れを甲原料とする。次に同様に三者の比が1/0/2に配合
し乙原料とする。甲乙の原料を混合して各種の組成の物
を作成した。良く混合した後に800から850度で仮焼、さ
らに粉砕、成型した後に焼成を850度６時間行った後に8
20度に保持し、50度／時間で除冷した。得られた結果を
第一表に示す。
と、それよりも大きなイオン半径のSr,Baの一群から少
なくとも一種以上と、Bi,Cuを含む酸化物を三者の比が
ほぼ3/2/2なるように秤量し、次に均一に混合した。こ
れを甲原料とする。次に同様に三者の比が1/0/2に配合
し乙原料とする。甲乙の原料を混合して各種の組成の物
を作成した。良く混合した後に800から850度で仮焼、さ
らに粉砕、成型した後に焼成を850度６時間行った後に8
20度に保持し、50度／時間で除冷した。得られた結果を
第一表に示す。
第１表に於いて、転移温度は超伝導の開始点を示す抵
抗温度曲線での屈曲点（外挿点）の温度と零抵抗になる
終了点の温度の中間の値を示す。また、温度差はこれら
開始点と終了点の温度差を示す。また、同表の割合は試
料の帯磁率・温度測定より算出したものである。具体的
には、試料の完全反磁性（マイスナー効果）を示す遷移
温度（転移温度にほぼ等しい）が80K付近と105から115K
の２種類存在するため、両者の中間点の95Kでの完全反
磁性量（体積分相当）を求めてV1とし、60K以下のそれ
を求めてV2とし、V1/V2×100（％）を「割合」と定め
た。同表に於いて、組成９の試料以外は全てアルカリ土
族元素のイオン半径が１オングストローム以下の元素と
それより大きい元素を混在させたものを示す。また、同
表の組成１から８より明らかな様に上述の温度差は全て
５度以下と小さく、転移温度も80Kのもの（組成５）と1
05から115K（組成１〜４、組成６〜８）との２種が混在
しているものの安定している事が示された。表には高温
のものを記載してある。100度Ｋ以上の物の割合は同表
より明らかに上記組成比が2/1/2の時に最大になってい
る事が確認された。さらに同表の組成３、７〜９の試料
の結果を比較すると判るように、上記二群の元素を混在
せしめる事によって、単独の群に属する元素の組合せの
場合には転移温度が20から30K（同表組成９ではSrの
み）のものが105K以上（組成３ではSrとCaの組合せ、組
成７では（Sr,Ba）とCaの組合せ、組成８では（Sr,Ba）
と（Ca,Mg）の組合せ）となっている事が示されてい
る。さらに高温高湿下（60度60％）に１ケ月放置する耐
湿テストでは所謂YBaCu系材料では全体が白色に変化し
かなり崩壊したのに対して、本材料は同表の組成９を除
き、表面が僅かに白色化したのみであり非常に安定して
いる事が示された。
抗温度曲線での屈曲点（外挿点）の温度と零抵抗になる
終了点の温度の中間の値を示す。また、温度差はこれら
開始点と終了点の温度差を示す。また、同表の割合は試
料の帯磁率・温度測定より算出したものである。具体的
には、試料の完全反磁性（マイスナー効果）を示す遷移
温度（転移温度にほぼ等しい）が80K付近と105から115K
の２種類存在するため、両者の中間点の95Kでの完全反
磁性量（体積分相当）を求めてV1とし、60K以下のそれ
を求めてV2とし、V1/V2×100（％）を「割合」と定め
た。同表に於いて、組成９の試料以外は全てアルカリ土
族元素のイオン半径が１オングストローム以下の元素と
それより大きい元素を混在させたものを示す。また、同
表の組成１から８より明らかな様に上述の温度差は全て
５度以下と小さく、転移温度も80Kのもの（組成５）と1
05から115K（組成１〜４、組成６〜８）との２種が混在
しているものの安定している事が示された。表には高温
のものを記載してある。100度Ｋ以上の物の割合は同表
より明らかに上記組成比が2/1/2の時に最大になってい
る事が確認された。さらに同表の組成３、７〜９の試料
の結果を比較すると判るように、上記二群の元素を混在
せしめる事によって、単独の群に属する元素の組合せの
場合には転移温度が20から30K（同表組成９ではSrの
み）のものが105K以上（組成３ではSrとCaの組合せ、組
成７では（Sr,Ba）とCaの組合せ、組成８では（Sr,Ba）
と（Ca,Mg）の組合せ）となっている事が示されてい
る。さらに高温高湿下（60度60％）に１ケ月放置する耐
湿テストでは所謂YBaCu系材料では全体が白色に変化し
かなり崩壊したのに対して、本材料は同表の組成９を除
き、表面が僅かに白色化したのみであり非常に安定して
いる事が示された。
又、Ｘ線による解析の結果ではかなり広い範囲で単一
の3/2/2の組成比からなる結晶相（現在検討中であるが
格子定数がａ＝15.3オングストローム,b＝ｃ＝22.9オン
グストロームの正方晶と表面上記述され、透過電子顕微
鏡の結果と合わせれば単位胞5.4オングストロームの疑
似立方晶よりなると推定される。）と1/0/2の組成より
なる所謂CaCu2O3の結晶相を形成しており、これらが焼
結体を構成する粒子内に互いに重なり微細な薄い析出層
を構成している事が確認された。上述の様に組成比2/1/
2で最適に成るのはこれらの結晶相が1/1になる事に対応
しており、これら二結晶相の界面で特異な事が生じてい
ると推定される。
の3/2/2の組成比からなる結晶相（現在検討中であるが
格子定数がａ＝15.3オングストローム,b＝ｃ＝22.9オン
グストロームの正方晶と表面上記述され、透過電子顕微
鏡の結果と合わせれば単位胞5.4オングストロームの疑
似立方晶よりなると推定される。）と1/0/2の組成より
なる所謂CaCu2O3の結晶相を形成しており、これらが焼
結体を構成する粒子内に互いに重なり微細な薄い析出層
を構成している事が確認された。上述の様に組成比2/1/
2で最適に成るのはこれらの結晶相が1/1になる事に対応
しており、これら二結晶相の界面で特異な事が生じてい
ると推定される。
次にマグネトロンスパッタリング法を用い人為的に多
層の積層を行った。ターゲットとしては上記の甲乙両原
料単独で製造した物を用い、酸素を４％含むArガス中
で、基板温度を550度に保ち各々の薄膜を交互に積層し
た。１層の厚さを200から1000オングストロームに変え
て種々のものを形成した所、一部には転移温度80度をも
つ不純物相が認められたがいずれも100度Ｋ以上を示し
た。低温に保持している事から積層間の拡散は小さいと
推定される。又電子顕微鏡による断面の観察結果でも拡
散は小さい事が示されている。又上述の様に厚さの比が
ほぼ1/1の時に、同様に最適に成る事も確認された。
層の積層を行った。ターゲットとしては上記の甲乙両原
料単独で製造した物を用い、酸素を４％含むArガス中
で、基板温度を550度に保ち各々の薄膜を交互に積層し
た。１層の厚さを200から1000オングストロームに変え
て種々のものを形成した所、一部には転移温度80度をも
つ不純物相が認められたがいずれも100度Ｋ以上を示し
た。低温に保持している事から積層間の拡散は小さいと
推定される。又電子顕微鏡による断面の観察結果でも拡
散は小さい事が示されている。又上述の様に厚さの比が
ほぼ1/1の時に、同様に最適に成る事も確認された。
発明の効果 本発明によれば、耐湿性に優れた、且つ、固溶範囲の
広く上述の温度差の小さな安定性再現性の優れた材料を
提供することができ、広く超伝導機器に適用され得る。
広く上述の温度差の小さな安定性再現性の優れた材料を
提供することができ、広く超伝導機器に適用され得る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河島 俊一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−10084（ＪＰ，Ａ) ＪＡＰＡＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ Ｏ Ｆ ＡＰＰＬＩＥＤ ＰＨＹＳＩＣＳ，26 （12）1987 Ｌ2080−2081
Claims (2)
- 【請求項１】ABiCuO（Ａはアルカリ土族よりなる元素の
少なくとも一種以上を含む）を主とした酸化物超伝導体
の製造方法であって、A/Bi/Cuの比が3/2/2よりなる第１
の結晶相成分と、ACuOを主とした第２の結晶相成分とを
別々に用意し、その後これらをスパッタにより多層に積
層することを特徴とする酸化物超伝導体の製造方法。 - 【請求項２】Ａのイオン半径が１オングストロームより
大きい元素とそれ以下の元素が混在していることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の酸化物超伝導体の
製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63026129A JPH085672B2 (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 酸化物超伝導体の製造方法 |
| EP89301057A EP0331292B2 (en) | 1988-02-05 | 1989-02-03 | Oxyde superconductive material |
| DE68915578T DE68915578T3 (de) | 1988-02-05 | 1989-02-03 | Oxydisches supraleitendes Material. |
| DE68925294T DE68925294T2 (de) | 1988-02-05 | 1989-02-03 | Supraleitende Oxid-Materialien |
| EP93201456A EP0560464B1 (en) | 1988-02-05 | 1989-02-03 | Superconductive oxide materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63026129A JPH085672B2 (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 酸化物超伝導体の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7168314A Division JP2747438B2 (ja) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | 酸化物超伝導材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201026A JPH01201026A (ja) | 1989-08-14 |
| JPH085672B2 true JPH085672B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=12184953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63026129A Expired - Lifetime JPH085672B2 (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 酸化物超伝導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085672B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01242459A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-27 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超伝導セラミックス |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0643268B2 (ja) * | 1988-01-20 | 1994-06-08 | 科学技術庁金属材料技術研究所長 | 酸化物高温超電導体 |
-
1988
- 1988-02-05 JP JP63026129A patent/JPH085672B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＪＡＰＡＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＰＰＬＩＥＤＰＨＹＳＩＣＳ，２６（１２）１９８７Ｌ２０８０−２０８１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01201026A (ja) | 1989-08-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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