JPS63236712A - 超伝導性材料 - Google Patents
超伝導性材料Info
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- JPS63236712A JPS63236712A JP62069954A JP6995487A JPS63236712A JP S63236712 A JPS63236712 A JP S63236712A JP 62069954 A JP62069954 A JP 62069954A JP 6995487 A JP6995487 A JP 6995487A JP S63236712 A JPS63236712 A JP S63236712A
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- Japan
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- critical
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-
- 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)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、超伝導性材料に関し、特に、比較的高温に臨
界温度を有する超伝導性材料に関する。
界温度を有する超伝導性材料に関する。
（従来の技術）
これまでに知られている超伝導体は、極低温の液体ヘリ
ウム（沸点４．２Ｋ）による冷却が不可欠であり、この
ため冷却コストが膨大になり、ひいては、作り出す超伝
導状態の規模も小さくなるという欠点があった。又、ヘ
リウムの資源的偏在が超伝導体の広範な普及を阻害して
いた。
ウム（沸点４．２Ｋ）による冷却が不可欠であり、この
ため冷却コストが膨大になり、ひいては、作り出す超伝
導状態の規模も小さくなるという欠点があった。又、ヘ
リウムの資源的偏在が超伝導体の広範な普及を阻害して
いた。
しかしながら、掻く最近、超伝導の臨界温度Ｔｃ（転移
開始温度）が液体窒素温度（沸点７７Ｋ）を越える超伝
導体が報告されている。例えば、米国ヒユーストン大学
Ｃ，Ｗ、Ｃｈｕらのグループは、臨界温度が９４にのバ
リウム−イツトリウム−銅−酸素系の酸化物を見い出し
たことを報告している（Ｐｈｙｓ、 Ｒｅｖ、 Ｌｅｔ
ｔｅｒ、 ｖｏｌ、 ５Ｂ、 Ｐ、９０８−９０９．１
９８７）。
開始温度）が液体窒素温度（沸点７７Ｋ）を越える超伝
導体が報告されている。例えば、米国ヒユーストン大学
Ｃ，Ｗ、Ｃｈｕらのグループは、臨界温度が９４にのバ
リウム−イツトリウム−銅−酸素系の酸化物を見い出し
たことを報告している（Ｐｈｙｓ、 Ｒｅｖ、 Ｌｅｔ
ｔｅｒ、 ｖｏｌ、 ５Ｂ、 Ｐ、９０８−９０９．１
９８７）。
又、東京大学の北沢らのグループはバリウム−イッテル
ビウム−銅−酸素系の酸化物において、臨界温度が９５
にのものを報告しており、同じく東京大学の高木らのグ
ループはバリウム−エルビウム−銅−酸素系の酸化物に
おいて、９５にの臨界温度を報告している（いずれも、
Ｊａｐ、Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、
、 ｖｏｌ、 ２６． ４月号、１９８７） 。
ビウム−銅−酸素系の酸化物において、臨界温度が９５
にのものを報告しており、同じく東京大学の高木らのグ
ループはバリウム−エルビウム−銅−酸素系の酸化物に
おいて、９５にの臨界温度を報告している（いずれも、
Ｊａｐ、Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、
、 ｖｏｌ、 ２６． ４月号、１９８７） 。
更に、上記３種の酸化物の第２成分をスカンジウム、ル
テチウム、ツリウム、ホルミウム、ディスプロシウム、
ガドリニウム等で置換した酸化物においても、９０に程
度の臨界温度が報告されている。
テチウム、ツリウム、ホルミウム、ディスプロシウム、
ガドリニウム等で置換した酸化物においても、９０に程
度の臨界温度が報告されている。
これら各種の超伝導体はすべて一般式：％式％
Ｈｏ、Ｄｙ及びＣｄより選ばれた一種の元素であり、Ｘ
は１〜３、好ましくは約２、ｙは０．５〜１．５、好ま
しくは約１で表わされるｆｔｉ素欠損ペロブスカイト型
結晶構造を有している。又、これらの各種の超伝導体の
うち、ＭのＹｂ、Ｔｍ、Ｅｒ ％ ＨＯ％ Ｄ ｙ及び
Ｃｄはすべて強い磁場のもとで磁性を有するイオンとし
て酸化物中に存在している。
は１〜３、好ましくは約２、ｙは０．５〜１．５、好ま
しくは約１で表わされるｆｔｉ素欠損ペロブスカイト型
結晶構造を有している。又、これらの各種の超伝導体の
うち、ＭのＹｂ、Ｔｍ、Ｅｒ ％ ＨＯ％ Ｄ ｙ及び
Ｃｄはすべて強い磁場のもとで磁性を有するイオンとし
て酸化物中に存在している。
ところで、これまでの超伝導体の長年の研究において、
超伝導体に磁性不純物を固溶させることにより、臨界磁
場や臨界ｔｓ流が向上することが知られている（例えば
、Ｐ、Ｆｉｓｃｈｅｒら、静ｐ！。
超伝導体に磁性不純物を固溶させることにより、臨界磁
場や臨界ｔｓ流が向上することが知られている（例えば
、Ｐ、Ｆｉｓｃｈｅｒら、静ｐ！。
Ｐｈｙｓ、、 ｖｏｌ、 １６． ｐ、ｔ、 １９７Ｆ
？等を参照）。
？等を参照）。
一般に第２種超伝導体において、磁性不純物の添加によ
り臨界磁場や臨界電流が向上する理由は、第２ ｆ！超
伝導体の中を貫通している量子化された磁束（ポルテッ
クス）が、固溶された磁性不純物によりエネルギー的に
安定化されピン止めされるために、外部磁場等が加わっ
ても、磁束の移動、即ち超伝導状態の局所的破壊が起こ
りにくくなるからであると説明される。
り臨界磁場や臨界電流が向上する理由は、第２ ｆ！超
伝導体の中を貫通している量子化された磁束（ポルテッ
クス）が、固溶された磁性不純物によりエネルギー的に
安定化されピン止めされるために、外部磁場等が加わっ
ても、磁束の移動、即ち超伝導状態の局所的破壊が起こ
りにくくなるからであると説明される。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、これまで知られていたシュブレル化合物
等のすべての超伝導体においては、磁性不純物の添加に
より臨界温度が大きく低下してしまうという問題があっ
た。それに対して最近、酸素欠損ペロプスカイト型結晶
構造を有する超伝導体は、磁性を有するイオンが多量に
超伝導体に含まれるにもかかわらず超伝導の臨界温度が
低下せず、掻めて良好である事が見い出された。
等のすべての超伝導体においては、磁性不純物の添加に
より臨界温度が大きく低下してしまうという問題があっ
た。それに対して最近、酸素欠損ペロプスカイト型結晶
構造を有する超伝導体は、磁性を有するイオンが多量に
超伝導体に含まれるにもかかわらず超伝導の臨界温度が
低下せず、掻めて良好である事が見い出された。
そこで、本発明者等は前記一般式中の金属Ｍについて種
々検討した結果、Ｍとして非磁性の希土類金属及びＮと
して磁性を存する希土類金属を組み合わせることができ
、これによって素材の選択の幅を大きく広げることがで
きるのみならず、臨界磁場及び臨界電流を改善すること
ができることを見い出し本発明に到達した。
々検討した結果、Ｍとして非磁性の希土類金属及びＮと
して磁性を存する希土類金属を組み合わせることができ
、これによって素材の選択の幅を大きく広げることがで
きるのみならず、臨界磁場及び臨界電流を改善すること
ができることを見い出し本発明に到達した。
従って本発明の第１の目的は、比較的高温の臨界温度と
、高い臨界磁場及び高い臨界電流値を有する超伝導材料
を提供することにある。
、高い臨界磁場及び高い臨界電流値を有する超伝導材料
を提供することにある。
本発明の第２の目的は、比較的高温の臨界温度を有する
超伝導体の素材を容易に選択するための方法を提供する
ことにある。
超伝導体の素材を容易に選択するための方法を提供する
ことにある。
（問題を解決するための手段）
本発明の上記の諸口的は、一般式：
％式％
の組成物からなり、ｒＩＩ素欠損ペロブスカイト型結晶
構造を有することを特徴とする超伝導性材料によって達
成された。ここでＭはＹ（イツトリウム）、ＳＣ（スカ
ンジウム）、Ｌａ（ランタン）、及びＬｕ（ルテチウム
）の群から選択された少なくとも１種の非磁性希土類全
屈、ＮはＹｂ（イッテルビウム） 、Ｔｍ （ツリウム
）、Ｅｒ（エルビウム）、Ｈｏ（ホルミウム）、Ｄｙ（
ディスプロシウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）及びＳｍ（
ザマリウム）の群から選択された少なくとも１種の磁性
希土類金属、Ｘは１〜３、ｙ及び２は０．Ｏ１〜１．５
、ＵはＯ〜３であり、Ｘは２程度、ｙ十２は１種度であ
ることが好ましい。
構造を有することを特徴とする超伝導性材料によって達
成された。ここでＭはＹ（イツトリウム）、ＳＣ（スカ
ンジウム）、Ｌａ（ランタン）、及びＬｕ（ルテチウム
）の群から選択された少なくとも１種の非磁性希土類全
屈、ＮはＹｂ（イッテルビウム） 、Ｔｍ （ツリウム
）、Ｅｒ（エルビウム）、Ｈｏ（ホルミウム）、Ｄｙ（
ディスプロシウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）及びＳｍ（
ザマリウム）の群から選択された少なくとも１種の磁性
希土類金属、Ｘは１〜３、ｙ及び２は０．Ｏ１〜１．５
、ＵはＯ〜３であり、Ｘは２程度、ｙ十２は１種度であ
ることが好ましい。
本発明の酸化物においては、大部分のＣｕは２価の状態
で存在し、Ｍ及びＮは略３−１Ｂａは２価であるので、
０の数は約６．５となるが、前記組成物を結晶化させる
際の焼成温度や雰囲気によっては、Ｃｕの一部が３価の
状態になったものが共存する場合があり、その場合、全
体として、０の数は、６．５より若干高めに表れること
になるが、本発明においてはかかる場合を除外するもの
ではなく、Ｂａ２ＭｙＮ１−ｙｃｕ３０５，５に近い組
成が大部分を占めていれば足りる。又、本発明において
は、目的の達成に悪影響を４えない限り、前記組成物以
外の組成物及び／又は金属が共存する場合をも除外する
ものではない。
で存在し、Ｍ及びＮは略３−１Ｂａは２価であるので、
０の数は約６．５となるが、前記組成物を結晶化させる
際の焼成温度や雰囲気によっては、Ｃｕの一部が３価の
状態になったものが共存する場合があり、その場合、全
体として、０の数は、６．５より若干高めに表れること
になるが、本発明においてはかかる場合を除外するもの
ではなく、Ｂａ２ＭｙＮ１−ｙｃｕ３０５，５に近い組
成が大部分を占めていれば足りる。又、本発明において
は、目的の達成に悪影響を４えない限り、前記組成物以
外の組成物及び／又は金属が共存する場合をも除外する
ものではない。
又、磁気的な効果のために、電子素子としても、特異な
素子物性を示すと考えられる。
素子物性を示すと考えられる。
（発明の効果）
本発明の超伝導材料は、液体窒素温度で超伝導伏態を実
現できるのみならず、臨界電流も大きく、更に、空気中
で９００℃程度の高温まで加熱しても安定である。又、
組成を調整することにより、臨界電流密度１ｃを１０５
〜１０６Ａ ／ ｃ ｍ ２程度にすることが十分可能
であるので、本発明は産業上極めて有意義である。
現できるのみならず、臨界電流も大きく、更に、空気中
で９００℃程度の高温まで加熱しても安定である。又、
組成を調整することにより、臨界電流密度１ｃを１０５
〜１０６Ａ ／ ｃ ｍ ２程度にすることが十分可能
であるので、本発明は産業上極めて有意義である。
実施例１゜
本発明に係る一般式ＢａｘＭｙＮｚＣｕ３０ｇ−ＵのＭ
をＹ、Ｎをｙｂとし、公知の方法によりｘ：ｙ：ｘ＝２
：０．８：０．２のバリウム−イツトリウム−イッテル
ビウム−銅−酸素系組成物を調製した。
をＹ、Ｎをｙｂとし、公知の方法によりｘ：ｙ：ｘ＝２
：０．８：０．２のバリウム−イツトリウム−イッテル
ビウム−銅−酸素系組成物を調製した。
上記組成物の調製は、計算値の試薬特級ＢａＣｏ３、Ｙ
２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３及びＣｕＯの各粉末にエタノールを
加えてメノウ乳鉢中で、湿式混合し、ルツボに入れて９
００℃で１２時間予備焼成し、炉から取り出した後再び
粉砕し、約１，０００ ｋ ｇ／ ｃ ｍ ２の圧力で
プレスしてペレットとじ、９００℃の炉中で５時間焼結
することにより行った。
２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３及びＣｕＯの各粉末にエタノールを
加えてメノウ乳鉢中で、湿式混合し、ルツボに入れて９
００℃で１２時間予備焼成し、炉から取り出した後再び
粉砕し、約１，０００ ｋ ｇ／ ｃ ｍ ２の圧力で
プレスしてペレットとじ、９００℃の炉中で５時間焼結
することにより行った。
得られた焼結物は、Ｘ線回折により酸南欠陽ペロブスカ
イト型結晶構造を有することが確認された。
イト型結晶構造を有することが確認された。
この焼結物について、超伝導臨界温度′］’ ｃ 、
ｉ移温度幅△Ｔｃ（電気抵抗率がＴ ｃ ｉｒＬ傍の通
常の値からゼロ抵抗迄変化する時の変化率が９０％及び
１０％になる時の温度間隔）及び臨界電流密度Ｉｃを測
定した結果を第１表に示す。
ｉ移温度幅△Ｔｃ（電気抵抗率がＴ ｃ ｉｒＬ傍の通
常の値からゼロ抵抗迄変化する時の変化率が９０％及び
１０％になる時の温度間隔）及び臨界電流密度Ｉｃを測
定した結果を第１表に示す。
第１表
比較例１及び２゜
実施例１と同様にして、ｘ：ｙ：ｚ＝２：１：Ｏのバリ
ウム−イツトリウム−銅−酸素系組成物及び、ｘ：ｙ：
ｚ＝２：Ｏ：１のバリウム−イッテルビウム−銅−酸素
系組成物を調製した。
ウム−イツトリウム−銅−酸素系組成物及び、ｘ：ｙ：
ｚ＝２：Ｏ：１のバリウム−イッテルビウム−銅−酸素
系組成物を調製した。
各試料、比較１及び比較２について超伝導臨界温度Ｔｃ
、転移温度幅△Ｔｃ及び臨界電流密度ＩＣを測定した結
果は表１の通りである。
、転移温度幅△Ｔｃ及び臨界電流密度ＩＣを測定した結
果は表１の通りである。
実施例２゜
前記本発明に係る一般式においてＭをＬａ、ＮをＥｒと
し、ｘ：ｙ：ｚ＝２：０．５：０．５のバリウムーラン
タンーエリビウムー銅−酸素系組成物を調製した。
し、ｘ：ｙ：ｚ＝２：０．５：０．５のバリウムーラン
タンーエリビウムー銅−酸素系組成物を調製した。
上記組成物の調製は、計算量の試薬特級ＢａＣＯ３、Ｌ
ａ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３及びＣｕＯの各粉末にエタノール
を加えてメノウ乳鉢中で、湿式混合し、ルツボに入れて
９５０℃で１２時間予備焼成し、炉から取り出した後再
び粉砕し、約１． ０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力でプレス
してペレットとじ、９５０℃の炉中で６時間焼結するこ
とによって行った。
ａ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３及びＣｕＯの各粉末にエタノール
を加えてメノウ乳鉢中で、湿式混合し、ルツボに入れて
９５０℃で１２時間予備焼成し、炉から取り出した後再
び粉砕し、約１． ０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力でプレス
してペレットとじ、９５０℃の炉中で６時間焼結するこ
とによって行った。
得られた焼結物は、Ｘ線回折により酸素欠損ペロブスカ
イト型結晶構造ををすることが確認された。
イト型結晶構造ををすることが確認された。
この焼成物について、超伝導臨界温度Ｔｃ、転移温度幅
△Ｔｃ、Ｔｃ型流密度１ｃを測定した結果を第２表に示
す。
△Ｔｃ、Ｔｃ型流密度１ｃを測定した結果を第２表に示
す。
第２表
【
実施例２と同様にして、ｘ：ｙ：ｚ＝２：ｌ：０のバリ
ウム−ランタン−銅−酸素系組成物及び、ｘ：ｙ：ｚ＝
２：Ｑ：ｌのバリウムーエルビウＪ４−銅−酸素系組成
物で開裂した。
ウム−ランタン−銅−酸素系組成物及び、ｘ：ｙ：ｚ＝
２：Ｑ：ｌのバリウムーエルビウＪ４−銅−酸素系組成
物で開裂した。
各々の試料比較３おらび４について、超伝導臨界温度Ｔ
ｃ、転移温度幅ΔＴｃ、臨界電流密度ＩＣを測定した結
果を第２表に示す。
ｃ、転移温度幅ΔＴｃ、臨界電流密度ＩＣを測定した結
果を第２表に示す。
表１及び表２の結果は、本発明の超伝導性材料が従来の
ものに比し極めて大きな臨界電流密度を実現することが
できたことを実証するものである。
ものに比し極めて大きな臨界電流密度を実現することが
できたことを実証するものである。
Claims (1)
- 一般式Ｂａ＿ｘＭ＿ｙＮ＿ｚＣｕ＿３Ｏ＿９−ｕの組
成物から成り、酸素欠損ペロブスカイト型結晶構造を有
することを特徴とする超伝導性材料（式中ＭはＹ、Ｓｃ
、Ｌａ及びＬｕの群から選択される少なくとも１種の非
磁性希土類金属、ＮはＹｂ、Ｔｍ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｄｙ、
Ｇｄ及びＳｍの群から選択された少なくとも１種の磁性
金属であり、ｘは１〜３、ｙ及びｚは各々０．０１〜１
．５、ｕは０〜３である）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62069954A JP2533108B2 (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | 超伝導性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62069954A JP2533108B2 (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | 超伝導性材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63236712A true JPS63236712A (ja) | 1988-10-03 |
| JP2533108B2 JP2533108B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=13417556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62069954A Expired - Lifetime JP2533108B2 (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | 超伝導性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2533108B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63242922A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導材料 |
| JPS63252952A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-20 | Kazuo Fueki | 超電導セラミツクス |
| JPS63256566A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-24 | Kazuo Fueki | 超伝導性材料 |
| JPS643016A (en) * | 1987-03-28 | 1989-01-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Superconducting material and production thereof |
| JPS6445766A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-20 | Sumitomo Electric Industries | Superconducting material and production thereof |
| JPS6445765A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-20 | Sumitomo Electric Industries | Superconducting material and production thereof |
| JPH01264957A (ja) * | 1988-04-13 | 1989-10-23 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超伝導材料 |
| US7112556B1 (en) | 1987-03-25 | 2006-09-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Superconducting ceramics |
Citations (3)
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| JPS63230524A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-27 | Kazuo Fueki | 超伝導性素材 |
| JPS63230525A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-27 | Shoji Tanaka | 超伝導性素材 |
| JPS63236218A (ja) * | 1987-03-23 | 1988-10-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 超伝導電線 |
-
1987
- 1987-03-24 JP JP62069954A patent/JP2533108B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPS6445766A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-20 | Sumitomo Electric Industries | Superconducting material and production thereof |
| JPS6445765A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-20 | Sumitomo Electric Industries | Superconducting material and production thereof |
| JPH01264957A (ja) * | 1988-04-13 | 1989-10-23 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超伝導材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2533108B2 (ja) | 1996-09-11 |
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