JPH03177316A - 酸化物超伝導体 - Google Patents
酸化物超伝導体Info
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- JPH03177316A JPH03177316A JP1318253A JP31825389A JPH03177316A JP H03177316 A JPH03177316 A JP H03177316A JP 1318253 A JP1318253 A JP 1318253A JP 31825389 A JP31825389 A JP 31825389A JP H03177316 A JPH03177316 A JP H03177316A
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Classifications
-
- 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)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (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]
本発明は酸化物高温超伝導体に関し、詳細には極めて高
い超伝導転移臨界温度(以下、Tcという)を有する酸
化物高温超伝導体に関するものである。
い超伝導転移臨界温度(以下、Tcという)を有する酸
化物高温超伝導体に関するものである。
[従来の技術]
酸化物超伝導体は、IBMのベドノルツ ミュラーらに
よりTcが30に級の La2−、Ba、ICub4−。
よりTcが30に級の La2−、Ba、ICub4−。
(X≦0.3 、 y≦0.5〉が開発され(特開昭6
3−190712)て以来、Nb、Snに代表される金
属間化合物超伝導体のTcを飛躍的に上昇させるものと
して注目を受け、これまでにY B a2 Cu307
−6に代表されるTC90に級のY系酸化物超伝導体(
W088105029)、B i2S r、Ca2Cu
、o、o−δに代表されるTcllOK級のBi系酸化
物超伝導体(特開平1−188456)やT1.Ba。
3−190712)て以来、Nb、Snに代表される金
属間化合物超伝導体のTcを飛躍的に上昇させるものと
して注目を受け、これまでにY B a2 Cu307
−6に代表されるTC90に級のY系酸化物超伝導体(
W088105029)、B i2S r、Ca2Cu
、o、o−δに代表されるTcllOK級のBi系酸化
物超伝導体(特開平1−188456)やT1.Ba。
Ca2 Cu、O,。−8に代表されるTl系酸化物超
伝導体(特開平1−219007)が知られている。ま
た、Bi系酸化物超伝導体においては、その製造上の困
難さを改善するものとしてBiの一部なPbで置換した
系も知られている。
伝導体(特開平1−219007)が知られている。ま
た、Bi系酸化物超伝導体においては、その製造上の困
難さを改善するものとしてBiの一部なPbで置換した
系も知られている。
上記酸化物超伝導体に見られる様に、Tcが77Kを超
えたことによって、超伝導体の冷媒として安価で入手性
の良い液体窒素の使用が可能となり、実用化への期待は
高まりつつある。
えたことによって、超伝導体の冷媒として安価で入手性
の良い液体窒素の使用が可能となり、実用化への期待は
高まりつつある。
しかしながら超伝導体はTc付近の温度で使用している
と突如超伝導性が低下して常伝導体となる危険性を有し
ており液体窒素を冷媒として使用するにあたっては、現
状のY系酸化物超伝導体やBi系酸化物超伝導体よりも
更に高いTcを有するものが望まれている。一方Tl系
酸化物超伝導体は前記酸化物超伝導体の中で最も高いT
cを有しているが、T1の単体及び化合物は有毒であり
、皮膚に触れたり吸いこんだりすると危険であるので、
工業的な製造や使用には安全性の面で問題を有している
。
と突如超伝導性が低下して常伝導体となる危険性を有し
ており液体窒素を冷媒として使用するにあたっては、現
状のY系酸化物超伝導体やBi系酸化物超伝導体よりも
更に高いTcを有するものが望まれている。一方Tl系
酸化物超伝導体は前記酸化物超伝導体の中で最も高いT
cを有しているが、T1の単体及び化合物は有毒であり
、皮膚に触れたり吸いこんだりすると危険であるので、
工業的な製造や使用には安全性の面で問題を有している
。
[発明が解決しようとする課題]
本発明は上記事情に着目してなされたものであって、液
体窒素温度で使用しても安定なTcをもち、工業的な製
造及び使用に際して安全である超伝導材料を提供しよう
とするものである。
体窒素温度で使用しても安定なTcをもち、工業的な製
造及び使用に際して安全である超伝導材料を提供しよう
とするものである。
[課題を解決するための手段]
上記目的を達成した本発明の酸化物超伝導体とはBiま
たはBiおよびPbと、Sr、La。
たはBiおよびPbと、Sr、La。
Ca、Cuとを含有してなる酸化物であって、各金属元
素の組成比が下記の式で表わされる酸化物であることを
要旨とするものである。
素の組成比が下記の式で表わされる酸化物であることを
要旨とするものである。
(Bt+−xPbx)a(Sr+−yLay)bCac
Cud””■但しO≦x≦0.5.0.01≦y≦0.
3であり、b、c、dはa=1としたとき、 0.7≦b≦1.2゜ 0.3≦c≦3゜ 0.8≦d≦5 尚高いTcを得るには、特に上記組成式において、 0
.1≦x≦0.4 、0.05≦y≦0.2.a=1で
あるとき、0.8≦b≦1.1.0.8≦c≦2゜1.
3≦d≦3とするか、若しくは0.8≦b≦1.1゜0
.3≦c≦0.6.0.8≦d:ii:1.2とするこ
とが有効である。
Cud””■但しO≦x≦0.5.0.01≦y≦0.
3であり、b、c、dはa=1としたとき、 0.7≦b≦1.2゜ 0.3≦c≦3゜ 0.8≦d≦5 尚高いTcを得るには、特に上記組成式において、 0
.1≦x≦0.4 、0.05≦y≦0.2.a=1で
あるとき、0.8≦b≦1.1.0.8≦c≦2゜1.
3≦d≦3とするか、若しくは0.8≦b≦1.1゜0
.3≦c≦0.6.0.8≦d:ii:1.2とするこ
とが有効である。
[作用]
本発明者はBi系酸化物超伝導体について、該酸化物構
成元素を種々の元素及び組成比で置換実験を繰り返し行
なった。その結果Bi−(Pb)−S r−Ca−Cu
系酸化物にLaを有効に導入することによって、Tcを
大幅に向上させることができるとの知見を得た。X線解
析等による分析から本発明におけるLaは、従来のBi
−(Pb)−3r−Ca−Cu系の結晶構造においてS
rサイトの一部を置換しているものであると推定できる
。
成元素を種々の元素及び組成比で置換実験を繰り返し行
なった。その結果Bi−(Pb)−S r−Ca−Cu
系酸化物にLaを有効に導入することによって、Tcを
大幅に向上させることができるとの知見を得た。X線解
析等による分析から本発明におけるLaは、従来のBi
−(Pb)−3r−Ca−Cu系の結晶構造においてS
rサイトの一部を置換しているものであると推定できる
。
尚本発明の超伝導体は特許請求の範囲に示す組成を有す
るものであれば良く、製造方法によって限定されるもの
ではないが、上記La導入は従来のBi系超超伝導体製
造方法をそのまま採用した場合には有効に行なわれない
場合があり、特に焼成条件には留意する必要があるので
、本発明の超伝導体の代表的な製造法について以下に述
べる。
るものであれば良く、製造方法によって限定されるもの
ではないが、上記La導入は従来のBi系超超伝導体製
造方法をそのまま採用した場合には有効に行なわれない
場合があり、特に焼成条件には留意する必要があるので
、本発明の超伝導体の代表的な製造法について以下に述
べる。
Bi、Pb、Sr、La、Ca、Cuの各化合物を前記
■式の原子比となる様に秤取し、均一混合する。本発明
は使用する化合物の種類によっても限定されるものでは
なく、化合物としては酸化物の他にも炭酸塩、硝酸塩、
硫酸塩等の無機酸塩や酢酸塩、しゅう酸塩など各種の有
機酸塩、アルコキシド化合物、各種錯化合物などが適用
可能である。また混合方法についても特に限定されず、
例えば機械的混合、均一溶液化、共沈法等の公知の方法
から、化合物の種類や物性により適宜選択すればよい。
■式の原子比となる様に秤取し、均一混合する。本発明
は使用する化合物の種類によっても限定されるものでは
なく、化合物としては酸化物の他にも炭酸塩、硝酸塩、
硫酸塩等の無機酸塩や酢酸塩、しゅう酸塩など各種の有
機酸塩、アルコキシド化合物、各種錯化合物などが適用
可能である。また混合方法についても特に限定されず、
例えば機械的混合、均一溶液化、共沈法等の公知の方法
から、化合物の種類や物性により適宜選択すればよい。
次に上記混合物を必要に応じて乾燥させた後、750〜
850℃で仮焼を行なう。仮焼時間、回数は特に制約は
ないが、通常2〜20時間、1回で良いが、仮焼品を一
度粉砕してから再混合し、仮焼を繰り返すと一層安定し
たTcを有するものが得られる。仮焼後の粉末をプレス
して円盤状成形品とし、酸素雰囲気下または不活性ガス
雰囲気下、その雰囲気における仮焼混合物の溶融下限温
度より20℃下を下限とする温度範囲において焼成を行
なう。好ましくは溶融下限温度ないしそれより30℃高
い温度の範囲で焼成を行なう。焼成時間は10時間以上
が好ましい。尚本発明における仮焼混合物の溶融下限温
度とは示差熱分析において相変化の吸熱ピークの立ち上
がりが見られる温度であり、この温度より20℃程度高
い温度で焼成を行なっても成形品が変形するような溶融
は起こらない。
850℃で仮焼を行なう。仮焼時間、回数は特に制約は
ないが、通常2〜20時間、1回で良いが、仮焼品を一
度粉砕してから再混合し、仮焼を繰り返すと一層安定し
たTcを有するものが得られる。仮焼後の粉末をプレス
して円盤状成形品とし、酸素雰囲気下または不活性ガス
雰囲気下、その雰囲気における仮焼混合物の溶融下限温
度より20℃下を下限とする温度範囲において焼成を行
なう。好ましくは溶融下限温度ないしそれより30℃高
い温度の範囲で焼成を行なう。焼成時間は10時間以上
が好ましい。尚本発明における仮焼混合物の溶融下限温
度とは示差熱分析において相変化の吸熱ピークの立ち上
がりが見られる温度であり、この温度より20℃程度高
い温度で焼成を行なっても成形品が変形するような溶融
は起こらない。
上記溶融下限温度はLaを添加することによって高温側
にシフトするのでそれに応じて焼成温度を設定すれば良
い、焼成雰囲気における酸素分圧は特に限定されないが
、焼成温度との関係において、低酸素分圧の方が溶融下
限温度が低下させる方向にあり、最適焼成温度を下げる
ことができるので好ましい。また全く酸素を含まない雰
囲気を採用する事も可能であるが、この場合後工程で酸
素処理を施すことが推奨される。
にシフトするのでそれに応じて焼成温度を設定すれば良
い、焼成雰囲気における酸素分圧は特に限定されないが
、焼成温度との関係において、低酸素分圧の方が溶融下
限温度が低下させる方向にあり、最適焼成温度を下げる
ことができるので好ましい。また全く酸素を含まない雰
囲気を採用する事も可能であるが、この場合後工程で酸
素処理を施すことが推奨される。
以上の工程を経て製造された酸化物超伝導体はTcが極
めて高〈従来のBiを含む酸化物超伝導体より密度1強
度も大きく線材化等に有利である。
めて高〈従来のBiを含む酸化物超伝導体より密度1強
度も大きく線材化等に有利である。
[実施例]
実施例I
Bi(NOi)3’5thO,Pb(NO3)2. 5
r(N(h)、。
r(N(h)、。
La(NO3)s・6)120. Ca(NO8)a’
4)1zO,Cu(NO3)2・3Hz。
4)1zO,Cu(NO3)2・3Hz。
の市販試薬(和光純薬製、純度99.9%〉を、前記の
式における金属原子比がx=0.2 、 y=0.1
。
式における金属原子比がx=0.2 、 y=0.1
。
a=1.b=0.9 、c=1.0 、d=1.5 と
なる様に秤取し、混合攪拌して加熱を行ない、上記硝酸
塩を徐々に融解して均−液とした。これを230℃の乾
燥量中で20時間乾燥した。これを大気中aOO℃で1
0時間仮焼・粉砕再混合を3回繰り返した。最後に得ら
れた粉末を示差熱分析したところ溶融下限温度は845
℃であった。この粉末を加圧して直径約15mm、厚さ
約2n+a+の円盤に成形し、酸素分圧0.1atm、
865℃で150時間焼成して試験片を得た。該試験
片を通常の四端子法によりTcを測定したところ、超伝
導転移開始温度(以下T c onsetという)が1
33に、ゼロ抵抗温度(以下Teaという)が121K
を示した。
なる様に秤取し、混合攪拌して加熱を行ない、上記硝酸
塩を徐々に融解して均−液とした。これを230℃の乾
燥量中で20時間乾燥した。これを大気中aOO℃で1
0時間仮焼・粉砕再混合を3回繰り返した。最後に得ら
れた粉末を示差熱分析したところ溶融下限温度は845
℃であった。この粉末を加圧して直径約15mm、厚さ
約2n+a+の円盤に成形し、酸素分圧0.1atm、
865℃で150時間焼成して試験片を得た。該試験
片を通常の四端子法によりTcを測定したところ、超伝
導転移開始温度(以下T c onsetという)が1
33に、ゼロ抵抗温度(以下Teaという)が121K
を示した。
実」9I至
B i203 、Pbo、S rcO3、La2O5゜
CaCO5、CuOの市販試薬(和光純薬製、純度99
.9%)を、前記■式における金属原子比がx=0.3
5. y=0.15. a= 1 、 b=0.9 、
c=1.0 、 d =1.5となる様に秤取し、乳
鉢で十分混合した。該混合粉末を800℃で10時間仮
焼した後加圧して直径約1511151.厚さ約2mm
の円盤に成形し、酸素分圧0.1st+++、 870
℃で200時間焼成して試験片を得た。該試験片を通常
の四端子法によりTcを測定したところ、T c o
nset132に、Tc、が12OKを示した。
CaCO5、CuOの市販試薬(和光純薬製、純度99
.9%)を、前記■式における金属原子比がx=0.3
5. y=0.15. a= 1 、 b=0.9 、
c=1.0 、 d =1.5となる様に秤取し、乳
鉢で十分混合した。該混合粉末を800℃で10時間仮
焼した後加圧して直径約1511151.厚さ約2mm
の円盤に成形し、酸素分圧0.1st+++、 870
℃で200時間焼成して試験片を得た。該試験片を通常
の四端子法によりTcを測定したところ、T c o
nset132に、Tc、が12OKを示した。
大直班に亙
第1表に示す金属原子比及び酸素分圧、焼成温度以外は
実施例1と同様にして試験片を得、通常の四端子法によ
りTcの測定を行なった。結果は第1表に示す。
実施例1と同様にして試験片を得、通常の四端子法によ
りTcの測定を行なった。結果は第1表に示す。
この様に本発明の酸化物超伝導体のTcは少なくとも7
7に以上であり、実施例1.2においては120に以上
のTcを示す超伝導体が得られた。
7に以上であり、実施例1.2においては120に以上
のTcを示す超伝導体が得られた。
[発明の効果]
本発明は以上の様に構成されているので、液体窒素を冷
媒としても安定的な超伝導性を示し、しかも製造及び使
用に際しても安全なTe120に級の酸化物超伝導材料
を提供できることとなった。
媒としても安定的な超伝導性を示し、しかも製造及び使
用に際しても安全なTe120に級の酸化物超伝導材料
を提供できることとなった。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)BiまたはBiおよびPbと、Sr、La、Ca
、Cuとを含有してなる酸化物であって、各金属元素の
組成比が下記の式で表わされる酸化物であることを特徴
とする酸化物超伝導体。 (Bi_1_−_xPb_x)_a(Sr_1_−_y
La_y)_bCa_cCu_d但し0≦x≦0.5、
0.01≦y≦0.3であり、b、c、dはa=1とし
たとき、 0.7≦b≦1.2、 0.3≦c≦3、 0.8≦d≦5 (2)0.1≦x≦0.4、0.05≦y≦0.2であ
り、a=1とするとき、 0.8≦b≦1.1、0.8≦c≦2、1.3≦d≦3
である請求項(1)に記載の酸化物超伝導体。 (3)0.1≦x≦0.4、0.05≦y≦0.2であ
り、a=1とするとき、 0.8≦b≦1.1、0.3≦c≦0.6、0.8≦d
≦1.2である請求項(1)に記載の酸化物超伝導体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1318253A JP2831755B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | 酸化物超伝導体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1318253A JP2831755B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | 酸化物超伝導体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03177316A true JPH03177316A (ja) | 1991-08-01 |
JP2831755B2 JP2831755B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=18097145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1318253A Expired - Fee Related JP2831755B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | 酸化物超伝導体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2831755B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03199159A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-08-30 | Ngk Insulators Ltd | ビスマス系超電導体の製造法 |
-
1989
- 1989-12-07 JP JP1318253A patent/JP2831755B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03199159A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-08-30 | Ngk Insulators Ltd | ビスマス系超電導体の製造法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2831755B2 (ja) | 1998-12-02 |
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