JP5156188B2 - 厚膜テープ状re系(123)超電導体の製造方法 - Google Patents
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Description
基板として、LaAl3 (100)単結晶基板(以下LAO)を用い、この基板上に各金属のトリフルオロ酢酸塩をY:Ba:Cuのモル比が1:2:3となるようにメタノールに溶解した原料溶液を塗布し、最高加熱温度400℃の加熱及び冷却過程により仮焼熱処理を施した後、温度勾配25℃/minで最高加熱温度775℃、酸素分圧0.1%のアルゴンガス雰囲気(ガス流量1l/min、大気圧)中で結晶化熱処理を施して、0.3μmのYBCO超電導膜を形成した。
基板として、ハステロイ上にGd2Zr2O7およびCeO2を順次形成した複合基板を用い、この基板上にYおよびBaのトリフルオロ酢酸塩とCuのナフテン酸塩をY:Ba:Cuのモル比が1:2:3となるように2−オクタノン中に溶解した原料溶液を塗布し、最高加熱温度400℃の加熱及び冷却過程により仮焼熱処理を施した後、温度勾配25℃/minで最高加熱温度760℃、酸素分圧0.1%のアルゴンガス雰囲気(ガス流量1l/min、大気圧)中で結晶化熱処理を施して、1.2μmのYBCO超電導膜を形成した。
基板として、ハステロイ上にGd2Zr2O7およびCeO2を順次形成した複合基板を用い、この基板上にYおよびBaのトリフルオロ酢酸塩とCuのナフテン酸塩をY:Ba:Cuのモル比が1:2:3となるように2−オクタノン中に金属含有量が1.2mol/lの濃度に溶解した原料溶液を塗布し、温度勾配2℃/minで最高加熱温度500℃、水蒸気分圧2.1%の酸素ガス雰囲気(ガス流量1l/min、大気圧)中で仮焼熱処理を施した。
実施例1と同一の基板および原料溶液を用い、図6(A)に示す方法により仮焼熱処理および超電導体生成の熱処理を施した。
図9(A)は、上記実施例1におけるYBCO超電導膜厚が3.9μmの場合の光学顕微鏡によるYBCO超電導膜の表面形態を示したもので、同図(B)は、上記比較例1におけるYBCO超電導膜厚が2.2μm(超電導体生成の熱処理は、温度勾配を2℃/min、水蒸気分圧13.5%)の場合の光学顕微鏡によるYBCO膜の表面形態を示したものである。尚、同図(B)における黒線はクラック部分を明確化するために表記されている。
実施例1と同様の方法により仮焼熱処理と超電導体生成の熱処理との間で中間熱処理を施して製造したテープ状RE系(123)超電導体のYBCO超電導体についてIc値(77K、自己磁界中)を測定した。YBCO超電導膜の厚さとIc値の関係を図10中の白丸で示す。
比較例1と同様の方法により基板上に仮焼膜を形成し、この上にYBCO超電導膜を形成した。超電導体生成の熱処理は、温度勾配を2〜25℃/minの範囲で変動させ、最高加熱温度760℃、水蒸気分圧6.3〜13.5%の範囲で酸素分圧0.05〜1%のアルゴンガス雰囲気(ガス流量1l/min)中で超電導体生成の熱処理を施した。
以上の実施例2および比較例2の結果から明らかなように、仮焼熱処理と超電導体生成の熱処理との間で中間熱処理を施して製造されたYBCO超電導膜は、約2.5〜4μmの範囲に亘っていずれも最高Ic値470A/cmまでの高い値を示すのに対し、仮焼熱処理と超電導体生成の熱処理との間で中間熱処理を施さずに製造されたYBCO超電導膜は、膜厚が増大するにつれてIc値も増加するが、膜厚に限界があるためIc値は400から430A/cm程度に留まる。
Claims (10)
- 基板上に、RE系(123)超電導体を構成する金属元素を有する金属有機酸塩を含む原料溶液を塗布した後、仮焼熱処理を施し、次いで超電導体生成の熱処理を施すことによりRE系(123)超電導体(RE1+xBa2-xCu3Oy、ここでREは、Y、Nd、Sm、Gd、Eu,Yb、Pr又はHoから選択された少なくとも1種以上の元素を示す。以下同じ。)を製造する方法において、
前記仮焼熱処理を、混合溶液中の金属有機酸の分解温度以上で施し、前記仮焼熱処理と前記超電導体生成の熱処理との間に前記仮焼熱処理温度より高く、前記超電導体生成の熱処理温度より低い温度で酸素分圧1%以下の低酸素雰囲気中で中間熱処理を施した後、
熱処理時の水蒸気分圧を6.3〜13.5%として、前記仮焼熱処理時の水蒸気分圧2.1%より高くして前記超電導体生成の熱処理を施すことを特徴とする厚膜テープ状RE系(123)超電導体の製造方法。 - 中間熱処理および超電導体生成の熱処理は、連続する加熱および冷却過程により構成されることを特徴とする請求項1記載の厚膜テープ状RE系(123)超電導体の製造方法。
- 仮焼熱処理および中間熱処理は、それぞれ加熱および冷却過程により構成されることを特徴とする請求項1または2記載の厚膜テープ状RE系(123)超電導体の製造方法。
- 仮焼熱処理および中間熱処理は、連続する加熱過程により構成されることを特徴とする請求項1または2記載の厚膜テープ状RE系(123)超電導体の製造方法。
- 中間熱処理は、350〜750℃の温度範囲であることを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項記載の厚膜テープ状RE系(123)超電導体の製造方法。
- 原料溶液は、カルボキシル基を有する金属塩、アミノ基を有するアミン類金属塩、アミノ基及びカルボキシル基からなるアミノ酸金属塩、硝酸塩、金属アルコキシド、アセチルアセトナートのいずれか1種以上と有機溶媒との混合溶液からなることを特徴とする請求項1乃至5いずれか1項記載の厚膜テープ状RE系(123)超電導体の製造方法。
- 原料溶液は、有機溶媒とトリフルオロ酢酸塩、ナフテン酸塩、オクチル酸塩、ネオデカン酸塩またはイソノナン酸塩のいずれか1種以上を含む混合溶液からなることを特徴とする請求項1乃至5いずれか1項記載の厚膜テープ状RE系(123)超電導体の製造方法。
- 原料溶液は、有機溶媒と少なくともフッ素を含む金属有機酸塩を含有する混合溶液からなることを特徴とする請求項1乃至5いずれか1項記載の厚膜テープ状RE系(123)超電導体の製造方法。
- 原料溶液は、有機溶媒と少なくともトリフルオロ酢酸バリウムを含有する混合溶液からなり、中間熱処理は、BaF2の分解温度未満であることを特徴とする請求項1乃至5いずれか1項記載の厚膜テープ状RE系(123)超電導体の製造方法。
- 超電導体の膜厚は、2.0μm以上であることを特徴とする請求項1乃至9いずれか1項記載の厚膜テープ状RE系(123)超電導体の製造方法。
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