JPS63270318A - 酸化物系超電導材料の製造方法 - Google Patents
酸化物系超電導材料の製造方法Info
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- JPS63270318A JPS63270318A JP62105569A JP10556987A JPS63270318A JP S63270318 A JPS63270318 A JP S63270318A JP 62105569 A JP62105569 A JP 62105569A JP 10556987 A JP10556987 A JP 10556987A JP S63270318 A JPS63270318 A JP S63270318A
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- Japan
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- raw material
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- heat treatment
- superconductive material
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- H10N60/203—Permanent superconducting devices comprising high-Tc ceramic materials
-
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- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (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」
本発明は磁気浮上輸送機器用マグネット、磁気共鳴分析
装置用マグネット、粒子加速器用マグネット、核融合炉
装置用マグネット等の超電導応用機器、電気配線、電磁
気シールド等を有する電気機器などに利用される超電導
材料に関する。
装置用マグネット、粒子加速器用マグネット、核融合炉
装置用マグネット等の超電導応用機器、電気配線、電磁
気シールド等を有する電気機器などに利用される超電導
材料に関する。
「従来の技術」
近来、常電導状態から超電導状態へ遷移する臨界温度(
T c)が液体窒素温度以上の高い値を示す酸化物系の
超電導材料が種々発見されつつある。
T c)が液体窒素温度以上の高い値を示す酸化物系の
超電導材料が種々発見されつつある。
そして、従来、この種の超電導材料の中でもA −B
−Cu−0系(ただし、AはLa、Y、Yb、Sc等の
lI[a族金属元素を示し、BはSr、Ba等のアルカ
リ土類金属元素を示す)の超電導材料を製造するには、
超電導材料の原料粉末、例えば、L a−S r−Cu
−0系超電導材料を作成する場合にはLat、sと、5
rCOsと、CLIOの各粉末を所定の配合比となるよ
うに秤量採取し、これらの各粉末を混合器で均一に混合
する。次いでこの混合粉末を耐火物製の容器に入れ、大
気中、真空中、減圧大気中、酸素ガス中、塩素ガス中、
フッ素ガス中、金属蒸気中などの雰回気ガス中で加熱す
る、いわゆる仮焼工程を行なう。次いで仮焼を終えた粉
末を更に粉砕処理して微粒子とし、この後圧粉成形して
線状など所望の形状の成形体とする。次いでこの成形体
に熱処理を施して、原料粉末中の各元素間に反応を起こ
させて超電導性を有する超電導体を得ている。
−Cu−0系(ただし、AはLa、Y、Yb、Sc等の
lI[a族金属元素を示し、BはSr、Ba等のアルカ
リ土類金属元素を示す)の超電導材料を製造するには、
超電導材料の原料粉末、例えば、L a−S r−Cu
−0系超電導材料を作成する場合にはLat、sと、5
rCOsと、CLIOの各粉末を所定の配合比となるよ
うに秤量採取し、これらの各粉末を混合器で均一に混合
する。次いでこの混合粉末を耐火物製の容器に入れ、大
気中、真空中、減圧大気中、酸素ガス中、塩素ガス中、
フッ素ガス中、金属蒸気中などの雰回気ガス中で加熱す
る、いわゆる仮焼工程を行なう。次いで仮焼を終えた粉
末を更に粉砕処理して微粒子とし、この後圧粉成形して
線状など所望の形状の成形体とする。次いでこの成形体
に熱処理を施して、原料粉末中の各元素間に反応を起こ
させて超電導性を有する超電導体を得ている。
「発明が解決しようとする問題点」
しかし、こうした製造方法では、仮焼時に、昆合粉末の
粒子間の接合が弱いために、各原料粉末の固相間の拡散
反応の速度が遅く、仮焼時間を多くしても各元素間の反
応率が低い欠点がある。このため2回目の加熱、すなわ
ち成形後の熱処理を行なっても各元素間の反応が不充分
な場合が生じ、超電導体の組成が不均一になりやすい問
題があった。
粒子間の接合が弱いために、各原料粉末の固相間の拡散
反応の速度が遅く、仮焼時間を多くしても各元素間の反
応率が低い欠点がある。このため2回目の加熱、すなわ
ち成形後の熱処理を行なっても各元素間の反応が不充分
な場合が生じ、超電導体の組成が不均一になりやすい問
題があった。
一方、均一な組成の超電導材料を得るために長時間ある
いは調温で熱処理を行なうと、得られる(材料の超電導
特性が劣化してしまう問題があった。
いは調温で熱処理を行なうと、得られる(材料の超電導
特性が劣化してしまう問題があった。
この発明はこうした問題を解消し、均一な組成ニア)J
i3電導材料を容易に製造する方法の提供を目的として
いる。
i3電導材料を容易に製造する方法の提供を目的として
いる。
「問題点を解決するための手段」
この発明は、酸化物系超電導材料の原料粉末に静水圧加
圧を施して成形体とし、次いでこの成形体あるいはこの
成形体を破砕した破砕物に熱処理を施すことを問題解決
の手段とした。
圧を施して成形体とし、次いでこの成形体あるいはこの
成形体を破砕した破砕物に熱処理を施すことを問題解決
の手段とした。
「作用」
酸化物系超電導材料の原料粉末を静水圧加圧して成形体
とし、この成形体あるいはこの成形体の破砕物に熱処理
を施すので、最初の熱処理時に各原料粉末が密に凝集し
た状態で熱処理が行なわれ、これによって各元素間の反
応速度が向上する。
とし、この成形体あるいはこの成形体の破砕物に熱処理
を施すので、最初の熱処理時に各原料粉末が密に凝集し
た状態で熱処理が行なわれ、これによって各元素間の反
応速度が向上する。
以下、この発明の詳細な説明する。
この発明により製造される超電導材料としてはA −B
−Cu−0系(ただし、AはY 、 L a、 P
r、 N d。
−Cu−0系(ただし、AはY 、 L a、 P
r、 N d。
Pm、Eu、Gd、Tb、Sm、Dy、l−1o、Er
、Tm、Yb、Lu。
、Tm、Yb、Lu。
Sc等のIIIa族金属元素を示し、BはBa、Sr、
Mg。
Mg。
Ca、Ra、Be等のアルカリ土類金属元素を示す)な
どの酸化物系超電導材料である。こうした超電導材料の
原料は、例えば、上記A −B −Cu−0系超電導材
料を製造する場合にはY、La、Yb、Sc等の1!1
a族金属元素化合物と、Ba、Sr等のアルカリ土類金
属これら金属元素の化合物としては、各金属元素の酸化
物、塩化物、フソ化物、炭酸化物、硫化物、臭化物など
が使用できるが、各金属元素の酸化物が特に好適に使用
される。
どの酸化物系超電導材料である。こうした超電導材料の
原料は、例えば、上記A −B −Cu−0系超電導材
料を製造する場合にはY、La、Yb、Sc等の1!1
a族金属元素化合物と、Ba、Sr等のアルカリ土類金
属これら金属元素の化合物としては、各金属元素の酸化
物、塩化物、フソ化物、炭酸化物、硫化物、臭化物など
が使用できるが、各金属元素の酸化物が特に好適に使用
される。
これら原料を用いて超電導材料を製造するには、まず、
粉末状の各原料を所定の配合比となるように秤量採取し
、混合器を用いてこれらの各原料を均一に混合する。
粉末状の各原料を所定の配合比となるように秤量採取し
、混合器を用いてこれらの各原料を均一に混合する。
次に、この混合粉末を所望形状の空隙を存するゴム型内
に充填し、更に静水圧加圧を施して、円桂状、円盤状な
ど所望形状の成形体を作成する。
に充填し、更に静水圧加圧を施して、円桂状、円盤状な
ど所望形状の成形体を作成する。
このゴム型は生ゴム、合成ゴム等の可撓性材料で作られ
たものが好適に使用される。また、静水圧加圧の装置と
しては、冷間静水圧プレス機など周知の静水圧加圧装置
を用いることができる。また、成形圧力は成形体の密度
や使用する原料粉末の種類などによって適宜設定される
が、例えば原料として、Y,03、BaO、CuOを用
い、熱処理性の良い成形体を得ようとする場合には、1
500〜3 5 0 0 Kg/cm”程度の成形圧力
が好適である。
たものが好適に使用される。また、静水圧加圧の装置と
しては、冷間静水圧プレス機など周知の静水圧加圧装置
を用いることができる。また、成形圧力は成形体の密度
や使用する原料粉末の種類などによって適宜設定される
が、例えば原料として、Y,03、BaO、CuOを用
い、熱処理性の良い成形体を得ようとする場合には、1
500〜3 5 0 0 Kg/cm”程度の成形圧力
が好適である。
次に、この成形体あるいはこの成形体を粗く破砕した破
砕物に熱処理を施す。破砕処理を施す場合、破砕物の粒
径は5mm以下とするのが望ましく、0、5mm〜3m
m程度が特に好適である。また、破砕処理により生じた
微粉末は、再び混合粉末中に混合することができる。こ
の破砕物あるいは圧粉成形体を熱処理する条件は、酸化
物系超電導材料の種類によって適宜に設定されるが、例
えば上記Y −B a−C u−0系超電導材料を作成
する場合には、800〜1100℃、1〜200時間の
熱処理が望ましい。また熱処理時の雰囲気は、大気雰囲
気中で良いが、真空中、減圧大気中、酸素ガス中、塩素
ガス中、フッ素ガス中、原料金属元素の蒸気中などの各
雰囲気中で行なっても良い。
砕物に熱処理を施す。破砕処理を施す場合、破砕物の粒
径は5mm以下とするのが望ましく、0、5mm〜3m
m程度が特に好適である。また、破砕処理により生じた
微粉末は、再び混合粉末中に混合することができる。こ
の破砕物あるいは圧粉成形体を熱処理する条件は、酸化
物系超電導材料の種類によって適宜に設定されるが、例
えば上記Y −B a−C u−0系超電導材料を作成
する場合には、800〜1100℃、1〜200時間の
熱処理が望ましい。また熱処理時の雰囲気は、大気雰囲
気中で良いが、真空中、減圧大気中、酸素ガス中、塩素
ガス中、フッ素ガス中、原料金属元素の蒸気中などの各
雰囲気中で行なっても良い。
以上の操作により、超電導性を有する超電導材料が得ら
れる。この超電導材料は、粉砕処理を施して粉末とし、
線材状、薄膜状など所望の形状に成形し、超電導マグネ
ットなどの超電導機器に利用される。
れる。この超電導材料は、粉砕処理を施して粉末とし、
線材状、薄膜状など所望の形状に成形し、超電導マグネ
ットなどの超電導機器に利用される。
この発明による超電導材料の製造方法では、最初の熱処
理のとき、各原料粉末が密に凝集された状態になってい
るので、各元素間の反応速度を高めることができ、熱処
理時間が短くてら各元素間の反応が充分に行なわれた均
一な組成の超電導材料を得ることができる。
理のとき、各原料粉末が密に凝集された状態になってい
るので、各元素間の反応速度を高めることができ、熱処
理時間が短くてら各元素間の反応が充分に行なわれた均
一な組成の超電導材料を得ることができる。
また、仮焼工程を省き、加熱時間を短縮できるので、長
い時間あるいは高温で熱処理を行なうことにより生じる
超電導特性の劣化を防止することができる。
い時間あるいは高温で熱処理を行なうことにより生じる
超電導特性の劣化を防止することができる。
また、熱処理が1回であっても高品質の超電導材料を製
造することができるので、仮焼や熱処理時に生じ易い不
純物の混入による汚染(コンタミネーション)を低レベ
ルに抑えることができる。
造することができるので、仮焼や熱処理時に生じ易い不
純物の混入による汚染(コンタミネーション)を低レベ
ルに抑えることができる。
また、成形体を破砕した破砕物に熱処理を施すものでは
、表面積が大きくなるので、熱処理時に雰囲気ガス、例
えば酸素ガスやフッ素ガスなどと原料粉末の界面との間
の反応を伴う場合、各元素間の反応速度を高めることが
できる。また、熱処理を終えた超電導材料を粉砕して使
用する場合、予め破砕された状態なので粉砕が容易とな
る。
、表面積が大きくなるので、熱処理時に雰囲気ガス、例
えば酸素ガスやフッ素ガスなどと原料粉末の界面との間
の反応を伴う場合、各元素間の反応速度を高めることが
できる。また、熱処理を終えた超電導材料を粉砕して使
用する場合、予め破砕された状態なので粉砕が容易とな
る。
また、本発明方法は、従来方法に比べ、仮焼工程を省け
るなど製造工程を簡略化することができ、高品質の超電
導材料を低コストで製造することができる。
るなど製造工程を簡略化することができ、高品質の超電
導材料を低コストで製造することができる。
なお、上記熱処理は1回に限定されず、例えば、1回目
の熱処理を終えた超電導材料(熱処理により完全に超電
導化していない成形体等も含む)を粉砕処理し、この粉
末に再び静水圧加圧を施して成形体とし、この成形体あ
るいはこれを破砕した破砕物に熱処理を施す工程を複数
回繰り返し行なっても良い。
の熱処理を終えた超電導材料(熱処理により完全に超電
導化していない成形体等も含む)を粉砕処理し、この粉
末に再び静水圧加圧を施して成形体とし、この成形体あ
るいはこれを破砕した破砕物に熱処理を施す工程を複数
回繰り返し行なっても良い。
以下に実施例を記す。
「実施例 l」
本発明方法に基づいて、L a−S r−Cu−0系超
電導材料を作成した。
電導材料を作成した。
まず、L ass r:c u= 1.8:0.2+1
.0 (モル比)となるように、L’atO3と、Sr
Oと、CuOの各粉末を均一に混合した混合粉末を、ゴ
ム型に充填し、これを2500 Kg/cm”の圧力
で静水圧加圧して直径15 mm、長さ2001111
11の円柱状の成形体を作成した。次いでこの成形体を
大気中、900℃で24時間熱処理し、超電導材料を得
た。
.0 (モル比)となるように、L’atO3と、Sr
Oと、CuOの各粉末を均一に混合した混合粉末を、ゴ
ム型に充填し、これを2500 Kg/cm”の圧力
で静水圧加圧して直径15 mm、長さ2001111
11の円柱状の成形体を作成した。次いでこの成形体を
大気中、900℃で24時間熱処理し、超電導材料を得
た。
この超電導材料はX線解析の結果、K tN tFA型
構造の単−相であることが確認できた。また、この超電
導材料は、33にで電気堺抗がゼロになった。
構造の単−相であることが確認できた。また、この超電
導材料は、33にで電気堺抗がゼロになった。
「実施例 2」
本発明方法に基づいてY −B a−Cu−0系の超電
導材料を作成した。
導材料を作成した。
まず、Y :B arc u= 0.3:0.7:1.
0 (モル比)となるように、Y、03と、BaOと、
CuOの各粉末を均一に混合した混合粉末を、ゴム型に
充填し、これを2500 Kg/am2の圧力で静水
圧加圧して直径15mm、長さ200mII+の円柱状
の成形体を作成した。次いでこの成形体をクラッシャー
で破砕し、更にこれを篩別して粒径が1mm〜5mmの
破砕物を得た。次いでこの破砕物を大気中、900℃で
24時間熱処理して超電導材料を得た。
0 (モル比)となるように、Y、03と、BaOと、
CuOの各粉末を均一に混合した混合粉末を、ゴム型に
充填し、これを2500 Kg/am2の圧力で静水
圧加圧して直径15mm、長さ200mII+の円柱状
の成形体を作成した。次いでこの成形体をクラッシャー
で破砕し、更にこれを篩別して粒径が1mm〜5mmの
破砕物を得た。次いでこの破砕物を大気中、900℃で
24時間熱処理して超電導材料を得た。
この超電導材料は、液体窒素温度以上である90にで電
気抵抗がゼロになった。
気抵抗がゼロになった。
「実施例 3」
本発明方法に基づいて、Y −B a−Cu−0系超電
導材料を作成した。
導材料を作成した。
まず、Y :B a:Cu= 0.3:0.7:1.0
(モル比)となるように、Y、03と、BaOと、C
uOの各粉末を均一に混合した混合粉末を、ゴム型に充
填し、これを2500 Kg/cm”の圧力で静水圧
加圧して、直径15mm、長さ200mmの円柱状の成
形体を作成した。次いでこの成形体をクラッシャーで破
砕し、更にこれを篩別して粒径がllllIn〜5m+
nの破砕物を得た。次いでこの粗粒を酸素ガス雰囲気中
、90O℃で24時間熱処理して超電導材料を得た。
(モル比)となるように、Y、03と、BaOと、C
uOの各粉末を均一に混合した混合粉末を、ゴム型に充
填し、これを2500 Kg/cm”の圧力で静水圧
加圧して、直径15mm、長さ200mmの円柱状の成
形体を作成した。次いでこの成形体をクラッシャーで破
砕し、更にこれを篩別して粒径がllllIn〜5m+
nの破砕物を得た。次いでこの粗粒を酸素ガス雰囲気中
、90O℃で24時間熱処理して超電導材料を得た。
この超電導材料は、液体窒素温度以上である92にで電
気抵抗がゼロになった。
気抵抗がゼロになった。
「発明の効果」
以上説明したように、この発明による酸化物系超電導材
料の製造方法は、酸化物系超電導材料の原料粉末に静水
圧加圧を施して成形体とし、次いでこの成形体あるいは
この成形体を破砕した破砕物に熱処理を施すので、最初
の熱処理のとき、各原料粉末が密に凝集された状態にな
っているので、各元素間の反応速度を高めることができ
、熱処理時間が短くても各元素間の反応が充分に行なわ
れた均一な組成の超電導材料を得ることができる。
料の製造方法は、酸化物系超電導材料の原料粉末に静水
圧加圧を施して成形体とし、次いでこの成形体あるいは
この成形体を破砕した破砕物に熱処理を施すので、最初
の熱処理のとき、各原料粉末が密に凝集された状態にな
っているので、各元素間の反応速度を高めることができ
、熱処理時間が短くても各元素間の反応が充分に行なわ
れた均一な組成の超電導材料を得ることができる。
また、仮焼工程を省き、加熱時間を短縮できるので、長
い時間あるいは高温で熱処理を行なうことにより生じる
超電導特性の劣化を防止することができる。
い時間あるいは高温で熱処理を行なうことにより生じる
超電導特性の劣化を防止することができる。
また、熱処理が1回であって高品質の超電導材料を製造
することができるので、仮焼や熱処理時に生じ易い不純
物の混入による汚染(コンタミネーション)を低レベル
に抑えることができる。
することができるので、仮焼や熱処理時に生じ易い不純
物の混入による汚染(コンタミネーション)を低レベル
に抑えることができる。
また、成形体を破砕した破砕物に熱処理を施すものでは
、表面積が大きくなるので、熱処理時に雰囲気ガス、例
えば酸素ガスやフッ素ガスなどと原料粉末の界面との間
の反応を伴う場合、各元素間の反応速度を高めることが
できる。また、熱処理を終えた超電導材料を粉砕して使
用する場合、予め破砕された状態なので粉砕が容易とな
る。
、表面積が大きくなるので、熱処理時に雰囲気ガス、例
えば酸素ガスやフッ素ガスなどと原料粉末の界面との間
の反応を伴う場合、各元素間の反応速度を高めることが
できる。また、熱処理を終えた超電導材料を粉砕して使
用する場合、予め破砕された状態なので粉砕が容易とな
る。
また、本発明方法は、従来法に比べ、仮焼工程を省ける
など製造工程を簡略化することができ、高品質の超電導
材料を低コストで製造することができる。
など製造工程を簡略化することができ、高品質の超電導
材料を低コストで製造することができる。
Claims (1)
- 酸化物系超電導材料の原料粉末に静水圧加圧を施して成
形体とし、次いでこの成形体あるいはこの成形体を破砕
した破砕物に熱処理を施すことを特徴とする酸化物系超
電導材料の製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62105569A JPS63270318A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 酸化物系超電導材料の製造方法 |
| DE3887910T DE3887910T2 (de) | 1987-03-20 | 1988-03-18 | Verfahren zur Herstellung eines Drahtes aus supraleitendem Oxid und damit hergestellter Draht. |
| EP88302417A EP0283313B1 (en) | 1987-03-20 | 1988-03-18 | Method of producing oxide superconducting wire and oxide superconducting wire produced by this method |
| CN88101444.3A CN1027937C (zh) | 1987-03-20 | 1988-03-19 | 氧化物超导导线及其生产方法 |
| CA000561971A CA1338753C (en) | 1987-03-20 | 1988-03-21 | Method of producing oxide superconducting wire and oxide superconducting wire produced by this method |
| US07/831,663 US5168127A (en) | 1987-03-20 | 1992-02-06 | Oxide superconducting wire |
| US07/932,933 US5283232A (en) | 1987-03-20 | 1992-08-20 | Method for producing oxide superconducting composite wire |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62105569A JPS63270318A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 酸化物系超電導材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63270318A true JPS63270318A (ja) | 1988-11-08 |
Family
ID=14411158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62105569A Pending JPS63270318A (ja) | 1987-03-20 | 1987-04-28 | 酸化物系超電導材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63270318A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63270347A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化物超電導体の製造方法 |
| US5415828A (en) * | 1989-04-14 | 1995-05-16 | Ngk Insulators, Ltd. | Jig and method for isostatically pressing ceramic powder |
-
1987
- 1987-04-28 JP JP62105569A patent/JPS63270318A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63270347A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化物超電導体の製造方法 |
| US5415828A (en) * | 1989-04-14 | 1995-05-16 | Ngk Insulators, Ltd. | Jig and method for isostatically pressing ceramic powder |
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