JPH01157458A - 超伝導体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、核融合炉、電磁流体発電機、加速器、磁気
分離機、磁気浮上列車、核磁気共鳴断層躍影診断装置、
磁気推進船、各種実験装置、送電線、ジョセフソン素子
、スキッド（ＳＱＵＩＤ）素子、磁気センサ、ホロメー
タ、電磁シールド等の用途に適した超伝導体に関する。

（従来の技術） 従来、次の一般式で表わされる超伝導体が提案されてい
る。

（α１−ｘ　ＢａＸ　）Ｚ　Ｃｕ０４−ｙただし、 （Ｘ　：Ｙ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＤＶ。

）１ｏＳＥｒ、Ｔｍ、ＹｂまたはＬＬＪ□＜ｘ＜１ ０≦Ｖ＜２ ０．５≦Ｚ≦３ この超伝導体は、一般にバルク状であるが、バ□　　　
　ルク状では工業的な利用が難しいため、粉末状にして
銀または銅の管に入れ、管ごと延伸して線状にしている
。また、スパッタリング法によって薄膜状の超伝導体を
得ることも行われている。しかしながら、これらは、い
ずれも、臨界電流密度がそう高くない。また、生産性が
低いという製造上の問題もある。

（発明が解決しようとする課題） この発明の目的は、臨界電流密度が比較的高い超伝導体
を提供するに必る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明においては、６０
〜９９重量％の、下記（１）式または（２）式で表され
る超伝導材の少なくとも１種を、１〜４０重量％のＡｇ
によって結着してなることを特徴とする超伝導体が提供
される。

（α１−ｘＢａｘ）２ＣｕＯ４□・・・・・・・・・・
・・■ただし、 ａ　：Ｙ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ。

Ｈｏ１Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂまたはｌｕ □＜ｘ＜１ ０≦Ｖ＜２ ０．５≦２≦３ （α、ＢａｂＡＱｏ＞７（Ｃｕ６　ＡＱ。＞０４−７　
　　　　　　　　　　　・・・・・・・・・・・・■た
だし、 ａ　：ＹＳＮｄ、Ｓｍ１Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄ”ｙ、ＨＯｌＥ
ｒ、丁ｍ、Ｙｂまたは１−ｕ ａ＞Ｑ ｂ＞Ｑ Ｏ≦Ｃ＜Ｑ、４ ａ＋ｂ＋ｃ＝１ ０．５＜ｄ＜１ Ｑ＜ｅ≦０．５ ｄ＋ｅ＝１ ０≦Ｖ＜２ ０．５≦７≦３ この発明の超伝導体は、（１）式または（２）式で表わ
される超伝導材の粉末の少なくとも１種と、Ａｇまたは
その前駆体粉末とを、超伝導材およびＡｇが上式の範囲
になるように混合し、混合物をその軟化点以上の温度で
所望の形状に成形することによって製造することができ
る。好ましくは、成形体をさらにＡＣＪの融点未満の温
度で酸化処理する。

混合物の軟化温度は、その種類やＡｇの割合等に依存す
るが、成形は、Ａｇの軟化温度以上で、かつ１２００’
Ｃまでの範囲で行うのが好ましい。

また、酸化処理は、４００’Ｃから、Ａｃｔの融点未満
の範囲の温度で、かつ酸化性雰囲気下にて行う。

さて、超伝導材は、必要元素またはその化合物を上式の
組成となるように混合し、焼成することによって得る。

必要元素の化合物としては、酸化物、水酸化物、炭酸塩
、硝酸塩、蓚酸塩、過塩素酸塩、アルコキシド等を用い
ることができる。これら化合物の粒子径は、細かいほど
よく、１０μｍ以下、特に１μｍ以下でおるのが好まし
い。粒子径を小さくするために、化合物を種々の方法で
粉砕することができる。また、超伝導材は、化合物を溶
媒に溶解し、その溶液をレーヨン、パルプ、ポリアクリ
ロニトリル等の有機物に含浸し、焼成することによって
得ることができる。ざらに、可溶性塩の溶液に蓚酸、ア
ンモニア、アミン等を添加し、ＤＨを調節して元素を共
沈させた後、乾燥し、焼成することによって得ることが
できる。ざらにまた、元素をプラズマ中で気化、酸化さ
せるプラズマ気相法や、アルコキシド溶液を加水分解す
るアルコキシド法や、揮発性化合物を気相で反応させる
気相反応法や、噴霧乾燥法等の方法によることができる
。

焼成温度は、混合物の種類等によって異なるが、通常、
８００〜１０００℃、好ましくは９００〜９５０’Ｃで
ある。焼成雰囲気は、通常、空気であるが、適当な酸素
分圧の下で行ってもよい。焼成時間もまた、混合物の種
類等によっ°Ｃ異なるが、数時間から数十時間程度であ
る。焼成俊は、通常、粉砕する。

かくして得られた超伝導材は、Ａｇまたはその前駆体と
、超伝導材が６０〜９９重量％、ＡＱが１〜４０重量％
になるように混合される。ここで、前駆体は、たとえば
炭酸銀、酸化銀、硝酸銀等である。Ａｃｔまたはその前
駆体は、通常、粉末状でおる。

超伝導材と、Ａｇまたはその前駆体との混合物は、次い
で加熱下に成形される。このときの加熱は、電熱加熱、
誘導加熱、光加熱等によることができる。加熱雰囲気は
、通常、空気であるが、ざらに高い酸素分圧の下で行っ
てもよい。

成形体は、線状、テープ状、膜状等、いずれであっても
よい。成形方法は、いろいろある。たとえば、基材の表
面に超伝導体を形成する場合には、溶融した上記混合物
に基材を浸漬し、引き上げる。

このとき、基材としては、アルミナ、ジルコニア、チタ
ンン酸ストロンチウム、サファイア等のセラミックスや
、タングステン等の高融点金属を用いることができる。

高融点金属をジルコニアで被覆して用いることもできる
。

基材を用いない場合、上記混合物を適当なノズルから押
し出し、線状またはテープ状にすることができる。この
場合、上記混合物をガラスやセラミックス材料の管に入
れて押し出す、いわゆる細ｙｌｏｒ法を用いてもよい。

ガラスとしては、石英ガラスやポロシリケイトガラス等
を用いることができる。

さらに、別の方法として、軟化または溶融した上記混合
物をノズルから押し出し、ジェットや冷却したドラムで
急冷する方法によることができる。

さらにまた、超伝導材と、Ａｇまたはその前駆体と、可
塑性バインダーとの混合物を成形する方法によることが
できる。可塑性バインダーとしては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリ−４−メチルペンテン−１等のポリ
オレフィン系重合体や、ポリブタジェン、ポリ１，４−
ペンタジェン等のジエン系重合体や、ポリスチレン系重
合体や、ポリビニルアミン等のＮ−ビニル系重合体や、
酢酸ビニル系重合体や、ビニルエーテル系重合体や、α
、β−不飽和ケトン系重合体や、アクリル酸系重合体や
、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル、ポリ
シアン化ビニリデン等のポリアクリロニトリル系重合体
や、ポリアクリロアミド系重合体や、ポリイミン系重合
体や、ポリエーテル系重合体や、ポリスルフィド系重合
体や、ポリスルフォンアミド系重合体や、ポリペプチド
系重合体や、ポリアミド系重合体や、ポリエステル系重
合体や、ポリ尿素系重合体や、ポリウレタン系重合体や
、セルロース系重合体や、ポリフェニレンスルフィド系
重合体等を用いることができる。

また、これらの重合体の誘導体や置換体を使用すること
もできる。さらに、耐熱性高分子として知られるポリイ
ミドの前駆体でおるポリイミド酸、ポリアミド酸アミド
、ポリアミド酸エステル等、ポリパラパニック酸、ポリ
ヒダントイン、ポリアミドイミド等も使用できる。ざら
にまた、フェノールホルマリン樹脂の前駆体、メラミン
樹脂の前駆体、エポキシ樹脂の前駆体、その他の熱硬化
性樹脂の前駆体や、ピッチも使用可能である。ざらに、
導電性接着剤、抵抗インク、抵抗ペースト、絶縁インク
、電磁波シールド用塗料、静電シールド用塗料等を使用
することもできる。

この発明の超伝導体は、粉末状の超伝導材が接触して線
状をなしており、その、線状の超伝導材同士を／’ｌで
結着したような態様を有する。しかして、バインダとし
て作用しているＡＯが臨界電流密度を向上させている。

また、ＡＱは、強度の向上にも寄与している。

（実　施　例） 実施例１ ＣＬＪＯ，Ｙ２Ｏ３、ＢａＣＯ３の粉末を、Ｃｕ：Ｙ：
Ｂａが３：１：２になるように混合し、空気中にて９５
０℃で１５時間焼成した後、乳鉢で粉砕し、平均粒子径
が１μｍの、（Ｙ　０．３３ＢａＯ，６７）　Ｉ　Ｃｕ
Ｏ２，２７なる超伝導材粉末を得た。

次に、上記超伝導材粉末に、ＡｇＣＯ３をＡ（Ｊとして
２０重量％になるように加え、混合した後、１０００℃
に加熱し、プレスして１ｍｍ厚みの板に成形し、さらに
空気中にて９００℃で３時間処理して超伝導体を得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、４０にであった。ま
た、４０Ｋにおける臨界電流密度は２５０Ａ／ｃｍ２で
あった。

実施例２ ＣｕＯ１ＡＱＣＯ３、Ｙ２Ｏ３、ＢａＣＯ３の各粉末を
、Ｃｕ：ＡＱ：Ｙ：Ｂａが０．９：０゜１　：０．５：
０．５になるように混合し、空気中にて９５０’Ｃで１
５時間焼成した後乳鉢で粉砕し、平均粒子径が１μｍの
、（Ｙ□、５　Ｂ８□、５　＞１（ＣＬＪ□、、Ａｇ□
、１　）　０２．２７なる超伝導材粉末を得た。

次に、上記超伝導材粉末２重足部に、平均粒子径が０．
５ｕｍのＡｇＣＯ３粉末をＡｇとして５０重量％含むエ
ポキシ系導電性接着剤１重量部を加え、よく混合した。

次に、上記混合物をジルコニア板上に膜状に塗布した後
、空気中にて１０００’Ｃで焼成し、ざらに空気中にて
９００℃で２時間処理して超伝導体を得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、６１にであった。ま
た、６１Ｋにおける臨界電流密度は３００Ａ／ｃｍ２で
あった。

実施例３ ＣＬＪＯ，ＢａＣＯ３、Ｎｄ２ＣＯ３の粉末を、Ｃｕ　
：Ｂａ　：Ｎｄが１　：０．７：０．３になるように混
合し、空気中にて９５０℃で１５時間焼成した後、乳鉢
で１μｍ以下に粉砕し、（Ｎｄ０．３３ＢａＯ，６□）
１Ｃｕ０２．２□なる超伝導材粉末を得た。

次に、上記超伝導材粉末に、ＡｇＣＯ３をＡＱとして５
重量％になるように加え、混合した後、９５０’Ｃに加
熱し、プレスして１ｍｍ厚みの板に成形し、ざらに空気
中にて９００’Ｃで１０時間処理して超伝導体を得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、５６にであった。ま
た、５６Ｋにおける臨界電流密度は２６０Ａ／ｃｍ２で
あった。

実施例４ 実施例３において、Ｎｄ２Ｏ３をＳｍ２Ｏ３に変え−（
Ｓ”０．３３Ｂａ０．６７＞　Ｉ　ＣｕＯ２，２７なる
超伝導材粉末を得た後、実施例３と同様にして超伝導体
を得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、５５にで必った。ま
た、５５Ｋにおける臨界電流密度は２７０Ａ／ｃｍ２で
あった。

実施例５ 実施例３において、Ｎｄ２Ｏ３をＥｕ２Ｏ３に変え、（
ＥｕＯ，３３ＢａＯ，６７）Ｉ　ＣｕＯ２，２７なる超
伝導材粉末を得た後、実施例３と同様にして超伝導体を
得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、４２にであった。ま
た、４２Ｋにおける臨界電流密度は２４０Ａ／ｃｍ２で
あった。

実施例６ 実施例３において、Ｎｄ２Ｏ３をＧｄ２Ｏ３に変え、（
ＧｄＯ，３３ＢａＯ，６７＞　Ｉ　ＣｕＯ２，２７なる
超伝導材粉末を得た後、実施例３と同様にして超伝導体
を得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、６５にであった。ま
た、６５Ｋにおける臨界電流密度は２６０Ａ／Ｃｍ２で
あった。

実施例７ 実施例３において、Ｎｄ２Ｏ３をＤｙ２Ｏ３に変え、（
Ｄ”０．３３ＢａＯ，６７＞　Ｉ　ＣｕＯ２，２７なる
超伝導材粉末を得た後、実施例３と同様にして超伝導体
を得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、４０にであった。ま
た、４０Ｋにおける臨界電流密度は２８０Ａ／ｃｍ２で
あった。

実施例８ 実施例３において、Ｎｄ２Ｏ３をＨＯ２０３に変え−（
Ｈｏｏ、３３ＢａＯ，６７＞Ｉ　Ｃｕ０２．２７なる超
伝導材粉末を得た後、実施例３と同様にして超伝導体を
得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、５２にであった。ま
た、５２Ｋにおける臨界電流密度は２９０Ａ／ｃｍ２で
あった。

実施例９ 実施例３において、Ｎｄ２Ｏ３をＥｒ２Ｏ３に変え、（
Ｅ　’０．３３Ｂ８０．６７＞　Ｉ　ＣｕＯ２，２７な
る超伝導材粉末を１ｑた俊、実施例３と同様にして超伝
導体を得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、６５にであった。ま
た、６５Ｋにお咳゛る臨界電流密度は２３０Ａ／ｃｍ２
であった。

実施例１０ 実施例３において、Ｎｄ２Ｏ：＋を丁ｍ２０３に変え−
（Ｔ”０．３３８ａ０．６７）　Ｉ　ＣｕＯ２，２７な
る超伝導材粉末を得た俊、実施例３と同様にして超伝導
体を得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、４５にであった。ま
た、４５Ｋにおける臨界電流密度は２４０Ａ／ｃｍ２で
あった。

実施例１１ 実施例３において、Ｎｄ２Ｏ３をＹｂ２Ｏ３に変え−（
ＹｂＯ，３３ＢａＯ，Ｂ７）Ｉ　ＣｕＯ２，２７なる超
伝導材粉末を得た後、実施例３と同様にして超伝導体を
得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、６７にでおった。ま
た、６７Ｋにおける臨界電流密度は２８ＯＡ／ｃｍ２で
あった。

実施例１２ 実施例３において、Ｎｄ２Ｏ３をＬｕ２Ｏ３に変え−（
Ｌｕ０．３３ＢａＯ，６７）Ｉ　ＣｕＯ２，２７なる超
伝導材粉末を得た後、実施例３と同様にして超伝導体を
得た。この超伝導体の超伝導転移温度は、４０にであっ
た。また、４０Ｋにおける臨界電流密度は２１　ＯＡ／
Ｃｍ２であった。

実施例１３ ＣｕＯ１ＡＱＣＯ３、Ｎｄ２Ｏ３、ＢａＣＯ３の各粉末
を、ＣＩＪ　：ＡＣｌ　：Ｎｄ　：Ｂａが０．８：０．
３：０．３：０．６になるように混合し、空気中にて９
５０’Ｃで１５時間焼成した後、乳鉢で粉砕し、平均粒
子径が１μｍの、（Ｎｄｏ、３ａａＯ，６Ａｇ０．１　
＞１　　（ＣＬ１□、８Ａｇ□、２　＞０２．２□なる
超伝導材粉末を得た。

次に、上記超伝導材粉末１０重量部に、平均粒子径が０
．５μｍのＡｇＣＯ３粉末をＡｇとして５０重量％含む
エポキシ系導電性接着剤１重量部を加え、よく混合した
。

次に、上記混合物をマグネシア板上に膜状に塗布した後
、空気中にて９９０’Ｃで４時間処理して超伝導体を得
た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、６６にであった。ま
た、６６Ｋにおける臨界電流密度は３５０Ａ／ｃｍ２で
あった。

実施例１４ 実施例１３において、Ｎｄ２Ｏ３をＳｍ２Ｏ３に変え、
（ｓ”０，３　Ｅ３ａＯ，６Ａｇ□、１　）　１（Ｃｕ
０．８　Ａ”０．２　＞　０２．２７なる超伝導材粉末
を冑た１麦、実施例１３と同様にして超伝導体を１ｑだ
。

この超伝導体の超伝導転移温度は、５３にであった。ま
た、５３Ｋにおける臨界電流密度は４００Ａ／ｃｍ２で
あった。

実施例１５ 実施例１３において、Ｎｄ２Ｏ３をＥｕ２Ｏ：＋に変え
、（Ｅ　ｕ□、３　［３ａＯ，６Ａｇ□、１　）　１（
ＣＬＪ　ｏ、Ｂ　Ａ　ｇ□、２　）　０２．２７なる超
伝導材粉末を得た後、実施例１３と同様にして超伝導体
を得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、６２にであった。ま
た、６２Ｋにおける臨界電流密度は３８０Ａ／ｃｍ２で
あった。

実施例１６ 実施例１３において、Ｎｄ２Ｏ：＋をＧｄ２Ｏ３に変え
、（ＧｄＯ，３ＢａＯ，６Ａｇ０．１　＞　１（Ｃｕ　
０４　Ａ　０　□、２　＞　０２．２７なる超伝導材粉
末を得た俊、実施例１３と同様にして超伝導体を得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、７３にであった。ま
た、７３Ｋにおける臨界電流密度は３７０Ａ／Ｃｍ２で
必った。

実施例１７ 実施例１３において、Ｎｄ２Ｏ３をＤｙ２Ｏ３に変え、
（Ｄ’ｉ’０．３　ＢａＯ，６Ａ０□、１　＞　１（Ｃ
ｕ０．８　Ａ”０．２　＞　０２．２７なる超伝導材粉
末を得た後、実施例１３と同様にして超伝導体を得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、６２にであつた。ま
た、６２Ｋにおける臨界電流密度は３３０Ａ／ｃｍ２で
あった。

実施例１８ 実施例１３において、Ｎｄ２Ｏ３をＨＯ２０３に変え、
（Ｈｏｏ、３　Ｅ３ａＯ１６Ａｇ□、１　）　１（Ｃｕ
０．８　Ａｑｏ、２　＞　０２．２７なる超伝導材粉末
を得た後、実施例１３と同様にして超伝導体を得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、７８にであった。ま
た、７８Ｋにおける臨界電流密度は３８０Ａ／ｃｍ２で
あった。

実施例１９ 実施例１３において、Ｎｄ２Ｏ３をＥｒ２Ｏ３に変え、
　　（Ｅ　ｒ□、３　Ｅ３ａ０．６　Ａｇ□、１　）　
１（ＣｕＯ，８Ａｑｏ、２　＞　０２．２７なる超伝導
材粉末を得た後、実施例１３と同様にして超伝導体を得
た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、６０にであった。ま
た、６０Ｋにおける臨界電流密度は３７０Ａ／ｃｍ２で
必った。

実施例２０ 実施例１３において、Ｎｄ２Ｏ３をＴｍ２０３１変え−
（Ｔｍｇ、３　Ｂ　ａｏ、６　Ａ　ｑ□、１　）　１（
Ｃｕ０．８　Ａ”０．２　）　０２，２７なる超伝導材
粉末を得た後、実施例１３と同様にして超伝導体を得た
。

この超伝導体の超伝導転移温度は、４６にであった。ま
た、４６Ｋにおける臨界電流密度は３２０Ａ／ｃｍ２で
あった。

実施例２１ 実施例１３において、Ｎｄ２Ｏ３をＹｂ２Ｏ３に変え、
（Ｙｔ）０．３　Ｅ３ａＯ，６Ａｇ□、１、）１（Ｃｕ
０．８　Ａｇ０．２　＞　０２．２７なる超伝導材粉末
を得た後、実施例１３と同様にして超伝導体を得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、５９にであった。ま
た、５９Ｋにおける臨界電流密度は３９０Ａ／ｃｍ２で
あった。

実施例２２ 実施例１３において、Ｎｄ２Ｏ３をＬｕ２Ｏ３に変え、
（Ｌｕ□、３　Ｅ３ａＯ，６ＡＱ□、１　）　１（Ｃｕ
□、Ｂ　ＡＱ□、２　）　０２．２７なる超伝導材粉末
を得た後、実施例１３と同様にして超伝導体を得た。

この超伝導体の超伝導転移温度は、７８にであった。ま
た、７８Ｋにおける臨界電流密度は３３０Ａ／ｃｍ２で
あった。

（発明の効果） この発明の超伝導体は、６０〜９９重量％の超伝導材を
、１〜４０重量％のＡＱによって結着してなるものであ
るから、実施例にも示したように、臨界電流密度が比較
的高い。また、Ａｃｔによる強度の向上も期待できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ６０〜９９重量％の、下記（１）式または（２）式で表
   される超伝導材の少なくとも１種を、１〜４０重量％の
   Ａｇによって結着してなることを特徴とする超伝導体。 （α＿１＿−＿ｘＢａ＿ｘ）＿ｚＣｕＯ＿４＿−＿ｙ　
   ・・・・・・・・・・・・（１）ただし、 α：Ｙ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、
   Ｔｍ、ＹｂまたはＬｕ ０＜ｘ＜１ ０≦ｙ＜２ ０．５≦ｚ≦３ （α＿ａＢａ＿ｂＡｇ＿ｃ）＿ｚ（Ｃｕ＿ｄＡｇ＿ｅ）
   Ｏ＿４＿−＿ｙ　・・・・・・・・・・・・（２） ただし、 α：Ｙ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、
   Ｔｍ、ＹｂまたはＬｕ ａ＞０ ｂ＞０ ０≦ｃ＜０．４ ａ＋ｂ＋ｃ＝１ ０．５＜ｄ＜１ ０＜ｅ≦０．５ ｄ＋ｅ＝１ ０≦ｙ＜２ ０．５≦ｚ≦３