JP3330962B2 - 酸化物超電導体の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導体の製造方法Info
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- 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)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強磁場下においても高
臨界電流密度を備えた超電導特性を示すＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ
3 Ｏ7-δ酸化物超電導体を製造する酸化物超電導体の製
造方法に関する。
臨界電流密度を備えた超電導特性を示すＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ
3 Ｏ7-δ酸化物超電導体を製造する酸化物超電導体の製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般式Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ（ただ
し、Ｒは、Ｙ、Ｓｃ及びランタノイドのなかから選ばれ
る１種以上の元素とし、δ＝０．１〜０．５とする）で
表される酸化物超電導体の製造方法としては、従来、以
下の方法が知られていた。
し、Ｒは、Ｙ、Ｓｃ及びランタノイドのなかから選ばれ
る１種以上の元素とし、δ＝０．１〜０．５とする）で
表される酸化物超電導体の製造方法としては、従来、以
下の方法が知られていた。
【０００３】（１） まず、種結晶として、Ｙ1 Ｂａ2
Ｃｕ3 Ｏ7-δより分解温度の高いＳｍ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-δの単結晶を事前に作成しておく。
Ｃｕ3 Ｏ7-δより分解温度の高いＳｍ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-δの単結晶を事前に作成しておく。
【０００４】次に、Ｙ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 を過剰に含む
Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの粉末を約１４５０°Ｃで溶融
した後、銅版に流して急冷することにより、Ｙ2 Ｏ3 の
相と液相とからなる前駆体を作る。
Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの粉末を約１４５０°Ｃで溶融
した後、銅版に流して急冷することにより、Ｙ2 Ｏ3 の
相と液相とからなる前駆体を作る。
【０００５】次いで、この前駆体を再び１１００°Ｃで
半溶融状態にする。
半溶融状態にする。
【０００６】しかる後、事前に作成しておいたＳｍ1 Ｂ
ａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの単結晶の劈開面をこの前駆体に接触
させ、徐冷することによって一方向成長させ、Ｙ1 Ｂａ
2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの比較的大型の結晶を得る。
ａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの単結晶の劈開面をこの前駆体に接触
させ、徐冷することによって一方向成長させ、Ｙ1 Ｂａ
2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの比較的大型の結晶を得る。
【０００７】（２） まず、種結晶として、Ｙ1 Ｂａ2
Ｃｕ3 Ｏ7-δより分解温度の高いＭ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-δ（ＭはＳｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙのどれか）単結晶を
事前に作製しておく。
Ｃｕ3 Ｏ7-δより分解温度の高いＭ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-δ（ＭはＳｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙのどれか）単結晶を
事前に作製しておく。
【０００８】次に、Ｙ2 Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 を過剰に含む
Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの粉末を約１４５０°Ｃで溶融
した後、銅版に流し、急冷することによってＹ2 Ｏ3 の
相と液相とからなる前駆体を作る。
Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの粉末を約１４５０°Ｃで溶融
した後、銅版に流し、急冷することによってＹ2 Ｏ3 の
相と液相とからなる前駆体を作る。
【０００９】次に、この前駆体を１１００°Ｃで２０分
キープした後、上記種結晶の分解温度以下まで冷し、こ
れに上記種結晶の劈開面を接触させ、１０００°Ｃ以下
で１°Ｃ〜５°Ｃ／時間の割合で種結晶側より温度勾配
をかけて徐冷することによって種結晶を基点としてＲ2
Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 がＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ中に微細に
分散された比較的大きな結晶を得る。
キープした後、上記種結晶の分解温度以下まで冷し、こ
れに上記種結晶の劈開面を接触させ、１０００°Ｃ以下
で１°Ｃ〜５°Ｃ／時間の割合で種結晶側より温度勾配
をかけて徐冷することによって種結晶を基点としてＲ2
Ｂａ1 Ｃｕ1 Ｏ5 がＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ中に微細に
分散された比較的大きな結晶を得る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の製造方法には、いずれも以下のような欠点があっ
た。
従来の製造方法には、いずれも以下のような欠点があっ
た。
【００１１】すなわち、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δのより
大型の結晶を得るためには、種結晶たるＭ1 Ｂａ2 Ｃｕ
3 Ｏ7-δ単結晶もより大型のものを用いる必要がある。
しかし、Ｍ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの種結晶として大きな
ものを作るのは極めて困難であるから、結局、この種結
晶の大きさによって得られるＹ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの
結晶の大きさも制限されてしまう。
大型の結晶を得るためには、種結晶たるＭ1 Ｂａ2 Ｃｕ
3 Ｏ7-δ単結晶もより大型のものを用いる必要がある。
しかし、Ｍ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの種結晶として大きな
ものを作るのは極めて困難であるから、結局、この種結
晶の大きさによって得られるＹ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの
結晶の大きさも制限されてしまう。
【００１２】また、前駆体が種結晶の融点以下になった
時に加熱炉をあけて種結晶を接触させなければならない
ので、製造プロセス的に著しく手間がかかる。
時に加熱炉をあけて種結晶を接触させなければならない
ので、製造プロセス的に著しく手間がかかる。
【００１３】本発明は、より大きな結晶からなるＲ1 Ｂ
ａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの酸化物超電導体が得られるととも
に、その製造プロセスを簡略化できる酸化物超電導体の
製造方法を提供することを目的としたものである。
ａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの酸化物超電導体が得られるととも
に、その製造プロセスを簡略化できる酸化物超電導体の
製造方法を提供することを目的としたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明は、（１） 一般式Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ
（ただし、Ｒは、Ｙ、Ｓｃ及びランタノイドのなかから
選ばれる１種以上の元素とし、δ＝０．１〜０．５とす
る）で表される酸化物超電導体の製造方法において、Ｒ
化合物、Ｂａ化合物、Ｃｕ化合物をＲ1+2KＢａ2+K Ｃｕ
3+K （ただし、Ｋ＝０〜０．６とする）の組成で混合し
た後ペレット成形し、次に、前記Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-δより分解温度が高いペロブスカイト構造を有する単
結晶を種結晶として前記ペレットに接触させ、次いで、
このペレットを１０５０〜１３００℃に加熱して該ペレ
ット中にＲ2 ＢａＣｕＯ5 の相と液相とを形成させ、し
かる後に、前記種結晶側の温度を９６０〜１０５０°Ｃ
の低温側に設定して該種結晶側より前記ペレット側にか
けて５〜２０°Ｃ／ｃｍの温度勾配をかけ、１°Ｃ〜５
°Ｃ／時間の降温速度で徐冷することによって前記種結
晶を基点としてＲ2 ＢａＣｕＯ5 がＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-δ中に微細に分散された結晶を成長させるようにした
ことを特徴とする構成とし、また、構成１の態様とし
て、（２）構成１の酸化物超電導体の製造方法におい
て、前記種結晶がＳｒＴｉＯ2 単結晶であることを特徴
とした構成として、さらに、構成１の他の態様として、
（３） 構成１の酸化物超電導体の製造方法において、
前記種結晶として立方晶構造を有する単結晶を用いるこ
とを特徴とした構成とし、さらに、構成３の態様とし
て、（４） 構成３の酸化物超電導体の製造方法におい
て、前記種結晶がＭｇＯ単結晶であることを特徴とした
構成とするとともに、構成１ないし４のいずれかの態様
として、（５） 構成１ないし４のいずれかの酸化物超
電導体の製造方法において、前記Ｒ化合物、Ｂａ化合
物、Ｃｕ化合物を前記酸化物超電導体の組成に応じた割
合で混合した後ペレット成形する工程が、Ｒ化合物、Ｂ
ａ化合物、Ｃｕ化合物のうち少なくとも１つ以上を取り
出して混合し、次に、この混合物を８００〜９００°Ｃ
で焼成し、しかる後にこの焼成物を残りの化合物と混合
してにペレット成形する工程であることを特徴とする構
成としたものである。
めに本発明は、（１） 一般式Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ
（ただし、Ｒは、Ｙ、Ｓｃ及びランタノイドのなかから
選ばれる１種以上の元素とし、δ＝０．１〜０．５とす
る）で表される酸化物超電導体の製造方法において、Ｒ
化合物、Ｂａ化合物、Ｃｕ化合物をＲ1+2KＢａ2+K Ｃｕ
3+K （ただし、Ｋ＝０〜０．６とする）の組成で混合し
た後ペレット成形し、次に、前記Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-δより分解温度が高いペロブスカイト構造を有する単
結晶を種結晶として前記ペレットに接触させ、次いで、
このペレットを１０５０〜１３００℃に加熱して該ペレ
ット中にＲ2 ＢａＣｕＯ5 の相と液相とを形成させ、し
かる後に、前記種結晶側の温度を９６０〜１０５０°Ｃ
の低温側に設定して該種結晶側より前記ペレット側にか
けて５〜２０°Ｃ／ｃｍの温度勾配をかけ、１°Ｃ〜５
°Ｃ／時間の降温速度で徐冷することによって前記種結
晶を基点としてＲ2 ＢａＣｕＯ5 がＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-δ中に微細に分散された結晶を成長させるようにした
ことを特徴とする構成とし、また、構成１の態様とし
て、（２）構成１の酸化物超電導体の製造方法におい
て、前記種結晶がＳｒＴｉＯ2 単結晶であることを特徴
とした構成として、さらに、構成１の他の態様として、
（３） 構成１の酸化物超電導体の製造方法において、
前記種結晶として立方晶構造を有する単結晶を用いるこ
とを特徴とした構成とし、さらに、構成３の態様とし
て、（４） 構成３の酸化物超電導体の製造方法におい
て、前記種結晶がＭｇＯ単結晶であることを特徴とした
構成とするとともに、構成１ないし４のいずれかの態様
として、（５） 構成１ないし４のいずれかの酸化物超
電導体の製造方法において、前記Ｒ化合物、Ｂａ化合
物、Ｃｕ化合物を前記酸化物超電導体の組成に応じた割
合で混合した後ペレット成形する工程が、Ｒ化合物、Ｂ
ａ化合物、Ｃｕ化合物のうち少なくとも１つ以上を取り
出して混合し、次に、この混合物を８００〜９００°Ｃ
で焼成し、しかる後にこの焼成物を残りの化合物と混合
してにペレット成形する工程であることを特徴とする構
成としたものである。
【００１５】
【作用】上述の構成１によれば、Ｒ2 ＢａＣｕＯ5 がＲ
1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ中に微細に分散されたより大型の
結晶よりなるＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの酸化物超電導体
を比較的容易に得ることが可能になった。これは、種結
晶として、Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δより分解温度が高い
ペロブスカイト構造を有する単結晶を用いるようにした
ことから、この種結晶として、例えば、構成２のように
容易に大型の単結晶が得られ、かつ、十分に高い分解温
度を有するＳｒＴｉＯ2 等の単結晶を用いることが可能
となったためである。すなわち、本発明は、種結晶とし
て、格子定数がＹ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの格子定数に近
く、大型な単結晶が得られやすいと共に、高い分解温度
を有するペロブスカイト構造をもつＳｒＴｉＯ2 等の単
結晶を用いることができるという本発明者が見出だした
事実に基づくものである。ちなみに、従来は、種結晶と
して、Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δに近似した組成及び構造
を有するものを用いる必要があるとしていたために、大
きな種結晶を得ることが極めて困難であり、これがため
により大きな結晶からなるＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの酸
化物超電導体を得ることが困難であったと共に、種結晶
の分解温度が低いために、処理温度が高い段階から予め
種結晶をセットしておくことができず、熱処理の途中で
処理温度が種結晶の分解温度以下になった時点で種結晶
を挿入するという繁雑な操作が必要であった。構成１に
よれば、種結晶の分解温度が十分に高いので予め種結晶
をセットしておくことができるからそのような繁雑な操
作を必要としない。また、構成１の方法によって得られ
たＲ1 Ｂａ2Ｃｕ3 Ｏ7-δの酸化物超電導体は、Ｒ1 Ｂ
ａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ中に微細に分散されたＲ2 ＢａＣｕＯ
5 が磁束ピン止め中心（ピンニングセンタ）として働く
ために、高い臨界電流密度が得られる。
1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ中に微細に分散されたより大型の
結晶よりなるＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの酸化物超電導体
を比較的容易に得ることが可能になった。これは、種結
晶として、Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δより分解温度が高い
ペロブスカイト構造を有する単結晶を用いるようにした
ことから、この種結晶として、例えば、構成２のように
容易に大型の単結晶が得られ、かつ、十分に高い分解温
度を有するＳｒＴｉＯ2 等の単結晶を用いることが可能
となったためである。すなわち、本発明は、種結晶とし
て、格子定数がＹ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの格子定数に近
く、大型な単結晶が得られやすいと共に、高い分解温度
を有するペロブスカイト構造をもつＳｒＴｉＯ2 等の単
結晶を用いることができるという本発明者が見出だした
事実に基づくものである。ちなみに、従来は、種結晶と
して、Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δに近似した組成及び構造
を有するものを用いる必要があるとしていたために、大
きな種結晶を得ることが極めて困難であり、これがため
により大きな結晶からなるＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δの酸
化物超電導体を得ることが困難であったと共に、種結晶
の分解温度が低いために、処理温度が高い段階から予め
種結晶をセットしておくことができず、熱処理の途中で
処理温度が種結晶の分解温度以下になった時点で種結晶
を挿入するという繁雑な操作が必要であった。構成１に
よれば、種結晶の分解温度が十分に高いので予め種結晶
をセットしておくことができるからそのような繁雑な操
作を必要としない。また、構成１の方法によって得られ
たＲ1 Ｂａ2Ｃｕ3 Ｏ7-δの酸化物超電導体は、Ｒ1 Ｂ
ａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ中に微細に分散されたＲ2 ＢａＣｕＯ
5 が磁束ピン止め中心（ピンニングセンタ）として働く
ために、高い臨界電流密度が得られる。
【００１６】また、種結晶としては、構成３のように立
方晶構造を有する単結晶、例えば、構成４のようにＭｇ
Ｏ単結晶を用いても構成１の場合と同様の作用効果が得
られることが確認されている。
方晶構造を有する単結晶、例えば、構成４のようにＭｇ
Ｏ単結晶を用いても構成１の場合と同様の作用効果が得
られることが確認されている。
【００１７】さらに、ペレット成形する工程を構成５の
ように構成することにより、Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ中
にＲ2 ＢａＣｕＯ5 がより均一に微細分散されてより良
好なピンニングセンタとして働き、より超電導体特性の
よい酸化物超電導体を得ることが可能となる。
ように構成することにより、Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ中
にＲ2 ＢａＣｕＯ5 がより均一に微細分散されてより良
好なピンニングセンタとして働き、より超電導体特性の
よい酸化物超電導体を得ることが可能となる。
【００１８】
【実施例】実施例１ まず、粒径０．０１〜３μｍのＹ2 Ｏ3 、ＢａＣＯ3、
ＣｕＯの各原料粉末を、Ｙ：Ｂａ：Ｃｕの比が１．８：
２．４：３．４になるように秤量した。
ＣｕＯの各原料粉末を、Ｙ：Ｂａ：Ｃｕの比が１．８：
２．４：３．４になるように秤量した。
【００１９】次に、ＢａＣＯ3 とＣｕＯのみを混合し、
８５０〜９００°Ｃで２４時間焼成して焼成粉を得た。
８５０〜９００°Ｃで２４時間焼成して焼成粉を得た。
【００２０】次に、この焼成粉とＹ2 Ｏ3 の原料粉とを
混合した後、直径１インチφのペレットに成形した。
混合した後、直径１インチφのペレットに成形した。
【００２１】次に、このペレット上に、５ｍｍ角のＳｒ
ＴｉＯ3 単結晶をその（１００）面がペレットに接触す
るようにして乗せ、１°Ｃ〜２０°Ｃ／ｍｉｎで１１０
０〜１１５０°Ｃまで昇温し、その温度で２０分間キー
プした。
ＴｉＯ3 単結晶をその（１００）面がペレットに接触す
るようにして乗せ、１°Ｃ〜２０°Ｃ／ｍｉｎで１１０
０〜１１５０°Ｃまで昇温し、その温度で２０分間キー
プした。
【００２２】次に、そのペレットを５°Ｃ〜２０°Ｃ／
ｍｉｎで１０００°Ｃまで降温した。
ｍｉｎで１０００°Ｃまで降温した。
【００２３】次いで、酸素を種結晶側より吹き付けるこ
とによって種結晶側を低温側に設定し、該種結晶側から
ペレット側にかけて５〜１５°Ｃ／ｃｍの温度勾配を付
け、１°Ｃ／時間で徐冷した。
とによって種結晶側を低温側に設定し、該種結晶側から
ペレット側にかけて５〜１５°Ｃ／ｃｍの温度勾配を付
け、１°Ｃ／時間で徐冷した。
【００２４】こうして得られた１インチφ×（厚さ）５
ｍｍのペレット内に育成された結晶粒は１５ｍｍ角×３
ｍｍであった。また、この結晶粒は、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3
Ｏ7- δ中にＹ2 ＢａＣｕＯ5 が微細分散されたものであ
って、超電導特性を示すものであり、その臨界電流密度
を測定したところ、１．７×１０4 Ａ／ｃｍ2 であっ
た。
ｍｍのペレット内に育成された結晶粒は１５ｍｍ角×３
ｍｍであった。また、この結晶粒は、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3
Ｏ7- δ中にＹ2 ＢａＣｕＯ5 が微細分散されたものであ
って、超電導特性を示すものであり、その臨界電流密度
を測定したところ、１．７×１０4 Ａ／ｃｍ2 であっ
た。
【００２５】実施例２ まず、粒径０．０１〜３μｍのＹ2 Ｏ3 、ＢａＣＯ3、
ＣｕＯの各原料粉を、Ｙ：Ｂａ：Ｃｕの比が１．８：
２．４：３．４になるように混合した。
ＣｕＯの各原料粉を、Ｙ：Ｂａ：Ｃｕの比が１．８：
２．４：３．４になるように混合した。
【００２６】次に、この混合物を２０°Ｃ／ｍｉｎの昇
温速度で１４５０°Ｃに昇温して溶融した後、銅板に流
し込み、室温まで急冷して凝固させた。
温速度で１４５０°Ｃに昇温して溶融した後、銅板に流
し込み、室温まで急冷して凝固させた。
【００２７】次に、この急冷した凝固体を粒径０．５〜
３μｍに粉砕した後、１インチφのペレットに成形した
後、このペレット上にＭｇＯ単結晶をその（１００）面
がペレット接触するようにして乗せた。
３μｍに粉砕した後、１インチφのペレットに成形した
後、このペレット上にＭｇＯ単結晶をその（１００）面
がペレット接触するようにして乗せた。
【００２８】次に、このペレットをるつぼに入れ、これ
を白金線にて縦型管状炉の中央につるした。
を白金線にて縦型管状炉の中央につるした。
【００２９】次に、この縦型管状炉内で、ペレットを１
°Ｃ〜２０°Ｃ／ｍｉｎで１１００°Ｃまで昇温し、そ
の温度で２０分間キープした後、ペレットをモーターで
２ｍｍ／時間の引上げ速度で種結晶側より引き上げるこ
とによって温度勾配をかけて徐冷した。
°Ｃ〜２０°Ｃ／ｍｉｎで１１００°Ｃまで昇温し、そ
の温度で２０分間キープした後、ペレットをモーターで
２ｍｍ／時間の引上げ速度で種結晶側より引き上げるこ
とによって温度勾配をかけて徐冷した。
【００３０】得られた１インチφ×（厚さ）５ｍｍペレ
ット内に育成された結晶粒は２０ｍｍ角×３ｍｍであっ
た。また、この結晶粒は、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ中に
Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 が微細分散されたものであって、超電
導特性を示すものであり、その臨界電流密度を測定した
ところ、１．７×１０4 Ａ／ｃｍ2であった。
ット内に育成された結晶粒は２０ｍｍ角×３ｍｍであっ
た。また、この結晶粒は、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ中に
Ｙ2 ＢａＣｕＯ5 が微細分散されたものであって、超電
導特性を示すものであり、その臨界電流密度を測定した
ところ、１．７×１０4 Ａ／ｃｍ2であった。
【００３１】次に、従来の方法で製造した例を比較例と
してかかげる。
してかかげる。
【００３２】比較例 Ｙ2 Ｏ3 、ＢａＣＯ3 、ＣｕＯをＹ：Ｂａ：Ｃｕの比が
１．８：２．４：３．４になるように秤量し、まず、Ｂ
ａＣＯ3 とＣｕＯのみを混合し８５０°Ｃで２４時間焼
成した。これをＹ2 Ｏ3 と混合した後、１インチφのペ
レットに成形し、２０°Ｃ／ｍｉｎで１１００°Ｃまで
昇温した後２０分キープし、２０°Ｃ／ｍｉｎで１００
０°Ｃまで降温する途中１０３０°Ｃにてあらかじめ作
成しておいたＳｍ、Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ単結晶２ｍｍ角
をこのペレット上にのせ１０°Ｃ／ｃｍの温度勾配をか
けて１°Ｃ／時間の割合で徐冷した。
１．８：２．４：３．４になるように秤量し、まず、Ｂ
ａＣＯ3 とＣｕＯのみを混合し８５０°Ｃで２４時間焼
成した。これをＹ2 Ｏ3 と混合した後、１インチφのペ
レットに成形し、２０°Ｃ／ｍｉｎで１１００°Ｃまで
昇温した後２０分キープし、２０°Ｃ／ｍｉｎで１００
０°Ｃまで降温する途中１０３０°Ｃにてあらかじめ作
成しておいたＳｍ、Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ単結晶２ｍｍ角
をこのペレット上にのせ１０°Ｃ／ｃｍの温度勾配をか
けて１°Ｃ／時間の割合で徐冷した。
【００３３】得られた１インチφ×（厚さ）５ｍｍペレ
ット内に育成された結晶粒は１０ｍｍ角×３ｍｍであっ
て、超電導特性を示すものであり、その臨界電流密度を
測定したところ、１．０×１０4 Ａ／ｃｍであった。
ット内に育成された結晶粒は１０ｍｍ角×３ｍｍであっ
て、超電導特性を示すものであり、その臨界電流密度を
測定したところ、１．０×１０4 Ａ／ｃｍであった。
【００３４】なお、以上の各実施例では、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃ
ｕ3 Ｏ7-δの酸化物超電導体を製造する例をかかげた
が、本発明は、一般式Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ（ただ
し、Ｒは、Ｙ、Ｓｃ及びランタノイドのなかから選ばれ
る１種以上の元素とし、δ＝０．１〜０．５とする）で
表される他の酸化物超電導体の製造にも同様に適用でき
ることが確認されている。
ｕ3 Ｏ7-δの酸化物超電導体を製造する例をかかげた
が、本発明は、一般式Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ（ただ
し、Ｒは、Ｙ、Ｓｃ及びランタノイドのなかから選ばれ
る１種以上の元素とし、δ＝０．１〜０．５とする）で
表される他の酸化物超電導体の製造にも同様に適用でき
ることが確認されている。
【００３５】また、種結晶として、ＳｒＴｉＯ3 単結晶
（ペロブスカイト構造）、ＭｇＯ単結晶（立方晶）を用
いる例をかかげたが、種結晶としては、例えば、ＬａＡ
ｌＯ3 、ＬａＧａＯ3 等のペロブスカイト構造を有する
単結晶や、ＹＳＺ、Ｓｉ等の立方晶構造の単結晶を用い
ることができることが確認されている。
（ペロブスカイト構造）、ＭｇＯ単結晶（立方晶）を用
いる例をかかげたが、種結晶としては、例えば、ＬａＡ
ｌＯ3 、ＬａＧａＯ3 等のペロブスカイト構造を有する
単結晶や、ＹＳＺ、Ｓｉ等の立方晶構造の単結晶を用い
ることができることが確認されている。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、酸化物
超電導体の製造方法の１つであるいわゆる溶融法を用
い、製造すべき超電導体の結晶構造に類似する結晶構造
を有する結晶を種結晶として結晶を育成させるようにし
た方法において、種結晶として、分解温度が高いペロブ
スカイト構造を有する単結晶もしくは分解温度の高い立
法晶構造の単結晶を用いることを特徴としたもので、こ
れにより、より大きな結晶からなるＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-δの酸化物超電導体が得られるとともに、その製造プ
ロセスを簡略化できる酸化物超電導体の製造方法を得て
いるものである。
超電導体の製造方法の１つであるいわゆる溶融法を用
い、製造すべき超電導体の結晶構造に類似する結晶構造
を有する結晶を種結晶として結晶を育成させるようにし
た方法において、種結晶として、分解温度が高いペロブ
スカイト構造を有する単結晶もしくは分解温度の高い立
法晶構造の単結晶を用いることを特徴としたもので、こ
れにより、より大きな結晶からなるＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-δの酸化物超電導体が得られるとともに、その製造プ
ロセスを簡略化できる酸化物超電導体の製造方法を得て
いるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01G 1/00,3/00 C30B 29/22
Claims (5)
- 【請求項１】 一般式Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δ（ただ
し、Ｒは、Ｙ、Ｓｃ及びランタノイドのなかから選ばれ
る１種以上の元素とし、δ＝０．１〜０．５とする）で
表される酸化物超電導体の製造方法において、 Ｒ化合物、Ｂａ化合物、Ｃｕ化合物をＲ1+2KＢａ2+K Ｃ
ｕ3+K （ただし、Ｋ＝０〜０．６とする）の組成で混合
した後ペレット成形し、 次に、前記Ｒ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-δより分解温度が高い
ペロブスカイト構造を有する単結晶を種結晶として前記
ペレットに接触させ、 次いで、このペレットを１０５０〜１３００℃に加熱し
て該ペレット中にＲ2 ＢａＣｕＯ5 の相と液相とを形成
させ、 しかる後に、前記種結晶側の温度を９６０〜１０５０°
Ｃの低温側に設定して該種結晶側より前記ペレット側に
かけて５〜２０°Ｃ／ｃｍの温度勾配をかけ、１°Ｃ〜
５°Ｃ／時間の降温速度で徐冷することによって前記種
結晶を基点としてＲ2 ＢａＣｕＯ5 がＲ1 Ｂａ2 Ｃｕ3
Ｏ7-δ中に微細に分散された結晶を成長させるようにし
たことを特徴とする酸化物超電導焼結体の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の酸化物超電導体の製造
方法において、 前記種結晶がＳｒＴｉＯ2 単結晶であることを特徴とし
た酸化物超電導体の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の酸化物超電導体の製造
方法において、 前記種結晶として立方晶構造を有する単結晶を用いるこ
とを特徴とした酸化物超電導体の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の酸化物超電導体の製造
方法において、 前記種結晶がＭｇＯ単結晶であることを特徴とした酸化
物超電導体の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の
酸化物超電導体の製造方法において、 前記Ｒ化合物、Ｂａ化合物、Ｃｕ化合物をＲ1+2KＢａ
2+K Ｃｕ3+K （ただし、Ｋ＝０〜０．６とする）の組成
で混合した後ペレット成形する工程が、 Ｒ化合物、Ｂａ化合物、Ｃｕ化合物のうち少なくとも１
つ以上を取り出して混合し、次に、この混合物を８００
〜９００°Ｃで焼成し、しかる後にこの焼成物を残りの
化合物と混合してペレット成形する工程であることを特
徴とする酸化物超電導体の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP15881991A JP3330962B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 酸化物超電導体の製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15881991A JP3330962B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 酸化物超電導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH059059A JPH059059A (ja) | 1993-01-19 |
| JP3330962B2 true JP3330962B2 (ja) | 2002-10-07 |
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ID=15680067
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JP3330962B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5849668A (en) * | 1996-06-21 | 1998-12-15 | Dowa Mining Co., Ltd. | Oxide superconductor and method for manufacturing the same |
| US6172007B1 (en) | 1996-06-21 | 2001-01-09 | Dowa Mining Co., Ltd. | Oxide superconductor |
| JP2967154B2 (ja) * | 1996-08-02 | 1999-10-25 | 同和鉱業株式会社 | Ａｇを含み結晶方位の揃った酸化物超電導体及びその製造方法 |
| JP4592193B2 (ja) * | 2001-02-06 | 2010-12-01 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP15881991A patent/JP3330962B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH059059A (ja) | 1993-01-19 |
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