JPS63270342A - 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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- JPS63270342A JPS63270342A JP62104659A JP10465987A JPS63270342A JP S63270342 A JPS63270342 A JP S63270342A JP 62104659 A JP62104659 A JP 62104659A JP 10465987 A JP10465987 A JP 10465987A JP S63270342 A JPS63270342 A JP S63270342A
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- oxide
- vacuum
- sintering
- oxide superconductor
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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
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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）
この発明は酸化物超伝導体、特に酸化物セラミックスよ
りなる超伝導体の製造方法に関する。
りなる超伝導体の製造方法に関する。
酸化物超伝導体は線状あるいは帯状に成形され、発電機
、変圧器その他の電気機器やジョセフソン素子などの電
子デバイスなどに用いられる。
、変圧器その他の電気機器やジョセフソン素子などの電
子デバイスなどに用いられる。
（従来の技術）
超伝導材料として、金属元素、これら金属の合金や金属
間化合物、存機材料、セラミックスなどが知られている
。最近では、特にＬａ、Ｓｒ、（：ｕ酸化物やＹ、Ｂａ
Ｊ：ｕ酸化物などのセラミックス系超伝導材料の開発が
盛んに行われている。
間化合物、存機材料、セラミックスなどが知られている
。最近では、特にＬａ、Ｓｒ、（：ｕ酸化物やＹ、Ｂａ
Ｊ：ｕ酸化物などのセラミックス系超伝導材料の開発が
盛んに行われている。
これら酸化物超伝導体の製造では、一般に □Ｌａ２
０＋ 、Ｙ２Ｏ３などの希土類元素の酸化物、５ｒＣ（
Ｊｒ 。
０＋ 、Ｙ２Ｏ３などの希土類元素の酸化物、５ｒＣ（
Ｊｒ 。
［１ａＧＯ＋などのアルカリ土類金属の炭酸塩およびＣ
ｕＯなどの原料粉末を加圧成形したのち、焼結する。成
形体は、焼結により微小な結晶粒が集）た多結晶体とな
る。また、焼結中に上記炭酸塩からＣＯ□が放出され、
また酸化物および雰囲気中の酸素が結晶中に取り込まれ
、ペロブスカイト型など超電導性を示す結晶構造を形成
する。酸化物の結晶構造は酸素イオンの充填状態により
決るので、焼結中における酸素と上記酸化物や炭酸塩と
の反応は超電導性に大きく影響する。
ｕＯなどの原料粉末を加圧成形したのち、焼結する。成
形体は、焼結により微小な結晶粒が集）た多結晶体とな
る。また、焼結中に上記炭酸塩からＣＯ□が放出され、
また酸化物および雰囲気中の酸素が結晶中に取り込まれ
、ペロブスカイト型など超電導性を示す結晶構造を形成
する。酸化物の結晶構造は酸素イオンの充填状態により
決るので、焼結中における酸素と上記酸化物や炭酸塩と
の反応は超電導性に大きく影響する。
また、一般に原料粉末をベレット状に成形したのち、仮
焼し、粉砕して得られた粉末を加圧成形して焼結するこ
とも行われている。仮焼により水分、ＣＯ□その他の不
純物が原料粉末から除去される。
焼し、粉砕して得られた粉末を加圧成形して焼結するこ
とも行われている。仮焼により水分、ＣＯ□その他の不
純物が原料粉末から除去される。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、上記従来の製造方法では、原料粉末中に含まれ
ている６０２などの不純物が焼結の際に残留し、反応を
妨げていた。このために、未反応部分、例えば酸素濃度
が不十分な部分が焼結を終えた成品中にかなり残ってい
た。未反応部分はペロブスカイト型など超電導性を示す
結晶構造を形成しないので、このことが臨界温度Ｔｃ、
臨界電流密度Ｊｃあるいは臨界磁場Ｈｃの向上の一つの
障害となっていた。
ている６０２などの不純物が焼結の際に残留し、反応を
妨げていた。このために、未反応部分、例えば酸素濃度
が不十分な部分が焼結を終えた成品中にかなり残ってい
た。未反応部分はペロブスカイト型など超電導性を示す
結晶構造を形成しないので、このことが臨界温度Ｔｃ、
臨界電流密度Ｊｃあるいは臨界磁場Ｈｃの向上の一つの
障害となっていた。
そこで、この発明は焼結体の殆どが超電導性を示す結晶
構造からなり、高い超電導性を示す酸化物超伝導体を製
造することができる方法を提供しようとするものである
。
構造からなり、高い超電導性を示す酸化物超伝導体を製
造することができる方法を提供しようとするものである
。
（問題点を解決するための手段）
この発明の酸化物超伝導体の製造方法は、希土類元素の
酸化物、アルカリ土類金属の炭酸塩およびＣｕＯの混合
粉末を成形し、焼結して酸化物超電導体を製造する方法
において、成形前の粉末を１０−２Ｔｏｒｒ以上の真空
中で２００〜１０００℃加熱保持して熱処理したのち、
加圧成形し、焼結する。
酸化物、アルカリ土類金属の炭酸塩およびＣｕＯの混合
粉末を成形し、焼結して酸化物超電導体を製造する方法
において、成形前の粉末を１０−２Ｔｏｒｒ以上の真空
中で２００〜１０００℃加熱保持して熱処理したのち、
加圧成形し、焼結する。
真空度が１０−２Ｔｏｒｒ未満あるいは加熱温度が２０
０℃未満であると、粉末中からＣ０２その他の不純物を
除去することができない。また、加熱温度が１０００℃
を越えても不純物の除去作用は向上せず、熱経済的に不
利となる。加熱保持時間は加熱温度、原料粉末の種類、
粒度などによって決められるが、数時間程度である。
０℃未満であると、粉末中からＣ０２その他の不純物を
除去することができない。また、加熱温度が１０００℃
を越えても不純物の除去作用は向上せず、熱経済的に不
利となる。加熱保持時間は加熱温度、原料粉末の種類、
粒度などによって決められるが、数時間程度である。
製造する酸化物超伝導体の種類に応じて、希土類元素お
よびアルカリ土類金属から所要の金属が選ばれる。希土
類から選ばれるものは、たとえばＬａ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｈ
ｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂまたはＹであり、アルカリ土類金
属から選ばれるものはＣａ、Ｓｒ、ＲａまたはＢａであ
る。
よびアルカリ土類金属から所要の金属が選ばれる。希土
類から選ばれるものは、たとえばＬａ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｈ
ｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂまたはＹであり、アルカリ土類金
属から選ばれるものはＣａ、Ｓｒ、ＲａまたはＢａであ
る。
粉末を成形するには、通常の成形方法たとえばＣＩＰ、
ＨＩ Ｐ、ホットプレスなどが用いられる。焼結は常圧
で、空気あるいは酸素雰囲気中で行う。焼結温度は９０
０〜１１００℃程度であり、焼結時間は２〜６４ｈｒ程
度である。
ＨＩ Ｐ、ホットプレスなどが用いられる。焼結は常圧
で、空気あるいは酸素雰囲気中で行う。焼結温度は９０
０〜１１００℃程度であり、焼結時間は２〜６４ｈｒ程
度である。
なお、上記熱処理の前に成形、仮焼あるいは粉砕工程を
含めてもよい。この場合の成形は、簡単な加圧成形が用
いられる。仮焼は常圧で、空気あるいは酸素雰囲気中で
行い、仮焼温度は７００〜９００℃程度、また仮焼時間
は数時間程度である。
含めてもよい。この場合の成形は、簡単な加圧成形が用
いられる。仮焼は常圧で、空気あるいは酸素雰囲気中で
行い、仮焼温度は７００〜９００℃程度、また仮焼時間
は数時間程度である。
仮焼により原料粉末中の水分、揮発分その他の不純物を
分離する。
分離する。
（作用）
この発明の方法では、焼結前の粉末を真空中で加熱保持
するので、粉末中からＣＯ２その低不純物が容易に放出
される。このため、焼結時に酸素は結晶粒内へ容易に入
りこむことができ、酸素との反応が促進される。こねよ
り、焼結体は酸素濃度が高くかつ均一となり、焼結体の
殆どが超電導性を示す結晶構造となる。
するので、粉末中からＣＯ２その低不純物が容易に放出
される。このため、焼結時に酸素は結晶粒内へ容易に入
りこむことができ、酸素との反応が促進される。こねよ
り、焼結体は酸素濃度が高くかつ均一となり、焼結体の
殆どが超電導性を示す結晶構造となる。
（実施例）
第１図はこの発明による酸化物超伝導体製造法の作業工
程の一例を示すフローチャートである。
程の一例を示すフローチャートである。
図面に示すように、まず酸化イツトリウム、炭酸バリウ
ムおよび酸化銅の微細粉末を混合し、ベレットに加圧成
形した。ベレットを９００℃で、２時間仮焼したのち、
これを粉砕した。得られた粉末を１０−６Ｔｏｒｒの真
空中で６５０℃に加熱して５時間保持した。
ムおよび酸化銅の微細粉末を混合し、ベレットに加圧成
形した。ベレットを９００℃で、２時間仮焼したのち、
これを粉砕した。得られた粉末を１０−６Ｔｏｒｒの真
空中で６５０℃に加熱して５時間保持した。
上記熱処理した粉末を圧力３００ｋｇｆ／ｃｍ”で冷間
−軸加工成形し、さらに圧力２０００ｋｇｆ／ｃａ＋２
で直径２０ｍｍのベレットに冷間等方加圧成形した。こ
のベレットを酸素雰囲気で９５０℃に加熱して８時間保
持し、焼結した。ついで、焼結体を粉砕し、外径２０ｍ
＋ｎの鋼管に充填し、これを圧延および引抜きにより外
径２ ｍｍの線材に延伸加工した。そして、９５０℃で
８時間加熱し、炉冷した。
−軸加工成形し、さらに圧力２０００ｋｇｆ／ｃａ＋２
で直径２０ｍｍのベレットに冷間等方加圧成形した。こ
のベレットを酸素雰囲気で９５０℃に加熱して８時間保
持し、焼結した。ついで、焼結体を粉砕し、外径２０ｍ
＋ｎの鋼管に充填し、これを圧延および引抜きにより外
径２ ｍｍの線材に延伸加工した。そして、９５０℃で
８時間加熱し、炉冷した。
このようにして得られた線材の電流密度Ｊｃは３００
Ａ／ｃｍ２であった。これに対し、従来法（真空中での
熱処理を行わない）により作られた線材の臨界電流密度
Ｊｃは３０ Ａ／ｃｒｎ２であった。
Ａ／ｃｍ２であった。これに対し、従来法（真空中での
熱処理を行わない）により作られた線材の臨界電流密度
Ｊｃは３０ Ａ／ｃｒｎ２であった。
以上、ＹＩ３ａ２１；ｕ、０ｙ−ｘの製造について説明
したが、他の材料たとえばＬａ５ｒＣｕＯについても同
様に製造することができる。
したが、他の材料たとえばＬａ５ｒＣｕＯについても同
様に製造することができる。
（発明の効果）
この発明によりば、焼結に供される粉末は真空中での熱
処理により不純物が除去されるので、焼結体は酸素濃度
が高くかつ均一となり、焼結体の殆どが超電導性を示す
結晶構造となる。これより、臨界温度、臨界電流密度お
よび臨界磁場は高くなり、電気機器および電子デバイス
の性能向上を図ることが可能である。
処理により不純物が除去されるので、焼結体は酸素濃度
が高くかつ均一となり、焼結体の殆どが超電導性を示す
結晶構造となる。これより、臨界温度、臨界電流密度お
よび臨界磁場は高くなり、電気機器および電子デバイス
の性能向上を図ることが可能である。
第１図はこの発明による酸化物超伝導体製造法の一例を
示す作業工程図である。
示す作業工程図である。
Claims (1)
- 希土類元素の酸化物、アルカリ土類金属の炭酸塩およ
びＣｕＯの粉末を原料とし、これを成形し、空気または
酸素雰囲気中で焼結して酸化物超電導体を製造する方法
において、成形前の粉末を１０＾−＾２Ｔｏｒｒ以上の
真空中で２００〜１０００℃に加熱保持して熱処理した
のち、加圧成形し、焼結することを特徴とする酸化物超
伝導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62104659A JPS63270342A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 酸化物超伝導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62104659A JPS63270342A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 酸化物超伝導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63270342A true JPS63270342A (ja) | 1988-11-08 |
Family
ID=14386591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62104659A Pending JPS63270342A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 酸化物超伝導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63270342A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5232907A (en) * | 1988-08-12 | 1993-08-03 | Ngk Insulators, Ltd. | Yttrium-barrium-copper oxide powder and process for manufacturing yttrium-barrium-copper oxide superconducting sintered body |
-
1987
- 1987-04-30 JP JP62104659A patent/JPS63270342A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5232907A (en) * | 1988-08-12 | 1993-08-03 | Ngk Insulators, Ltd. | Yttrium-barrium-copper oxide powder and process for manufacturing yttrium-barrium-copper oxide superconducting sintered body |
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