[go: up one dir, main page]

JPH0532415A - 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

Publication number
JPH0532415A
JPH0532415A JP3209829A JP20982991A JPH0532415A JP H0532415 A JPH0532415 A JP H0532415A JP 3209829 A JP3209829 A JP 3209829A JP 20982991 A JP20982991 A JP 20982991A JP H0532415 A JPH0532415 A JP H0532415A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semi
molded body
temperature
raw material
oxide superconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3209829A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroomi Ichinose
廣臣 一瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP3209829A priority Critical patent/JPH0532415A/ja
Publication of JPH0532415A publication Critical patent/JPH0532415A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting 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)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 臨界電流の高密度化を図ることができると共
に、1個当りの浮上力を大幅に向上させることができる
大型製品の製造が可能であり、しかも単位面積当りの浮
上力を大幅に向上させることができる酸化物超電導体の
製造方法を提供する。 【構成】 ステップ1において、溶融物中に混在するY
2 3 が凝集現象等をおこして不均一にまとまるのを防
止するため、ステップ1において溶融物を機械的に攪拌
してY2 3 の均一分散を図ることにより、ピン止め点
となる非超電導相を超電導相の結晶中に均一に散在させ
ることができ、その結果ピン止め力(浮上力)の大幅ア
ップを図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、臨界電流密度の高い
酸化物超電導体の製造方法に係り、特に超電導相内部に
微細なRE2 BaCuO5 相とクラック発生防止用添加
剤とを略均一に分散させて製造することができる酸化物
超電導体の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、臨界温度(Tc) が90Kを越え
る超電導体、例えばYBa Cu O系酸化物超電導体の発
見により、低廉で比較的簡単に手に入れることができる
液体窒素を冷却剤として使用することが可能となってお
り、このためこのような超電導体(以下これを高温超電
導体とよぶ)に対し幅広い分野での利用方法が試みられ
ている。ところで、このような高温超電導体にあって
は、臨界温度(Tc) 以下の超電導状態で発生する臨界
電流密度(Jc)が、その温度の低下に伴って増大する
という特性を有しており、従って液体窒素雰囲気中のよ
うな比較的高温域では大きな臨界電流密度を得ることが
不可能であった。またこのような高温超電導体は、臨界
電流密度(Jc)が外部磁場の増大とともに減少すると
いう特性も有しており、このため高磁場中でも高電流密
度が保持できる、換言すれば高磁場下でも所謂クエンチ
現象をおこさぬ高品質のものを得るのが困難であった。
【0003】ところが、最近溶融状態から超電導相を生
成させることによって、サンプルに対し部分的には、高
磁場、例えば2テスラ(T)(=2×104 ガウス)中
の雰囲気内であっても高電流密度、例えば2×104
/cm2 をこえるような高電流密度を保持することができ
る酸化物高温超電導体を得ることができるようになって
きた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、先のような
方法によって製造する酸化物高温超電導体にあっては、
製造の際にマクロクラックを発生し易く、このためより
一層大きな臨界電流密度(Jc)や臨界電流(Ic)の
ものを形成するときの障害の一因となっている。また、
このような方法により酸化物高温超電導体を製造する場
合、ピン止め点となる非超電導相であるY2 BaCuO
5 相、即ちY(211) 相を全体に亙って均一に分散させる
のが困難であり、その結果単位体積当りの臨界電流密度
(Jc)がさらに低下する原因となっている。また、こ
のような方法により製造する酸化物高温超電導体にあっ
ては、製造の際に結晶どうしが連結し難くその分大きな
連結した結晶が得難いので、1個当りの製品として大き
く大浮上力を発生させることが可能な大型のものを製造
するのが困難である。そこで、この発明は、上記した事
情に鑑み、臨界電流の高密度化を図ることが可能である
とともに、1個当りの浮上力を大幅に向上させることが
できる大型製品の製造が可能であり、しかも単位面積当
りの浮上力を大幅に向上させることができるピン止め力
の強い高品質の酸化物超電導体の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち、この発明の酸化物
超電導体の製造方法は、REBaCuO系酸化物超電導
体(REはYを含む希土類元素)を生成するための原料
としてBaCO3 とCuOとを使用し、これらが溶融す
る一定温度下で前記原料を攪拌し、この原料中に不溶融
状態で混在・分離しようとするY2 3 を均一に分散さ
せたのち急冷する第1ステップと、この急冷した原料材
にクラック発生防止用の添加剤を添加し粉砕・混合して
粉砕材を形成するとともに、所定形状の成形体を成型す
る第2ステップと、前記成形体を少なくとも半溶融温度
以上に加熱・溶融して半成形体を形成する第3ステップ
と、前記半成形体を特定温度に一定時間保持するべく半
成形体全体を均一温度に加熱する第4ステップと、前記
半成形体を短時間で一定温度まで冷却させる第5ステッ
プと、この冷却させた半成形体を一定の温度勾配で一定
温度まで徐冷して超電導相(REBa2Cu3X )と非超
電導相(RE2 BaCuOX )とを結晶成長させる第6
ステップとを有するものである。
【0006】
【作用】Y2 3 は溶融物中では沈澱したり凝集したり
する傾向が強いという現象を考慮し、第1ステップにお
いてY2 3 が混在する溶融物を物理的に攪拌させるこ
とによってY2 3 の凝集化等を防止することができ
る。これにより、Y2 3 はクエンチ(急冷)したアモ
ルファス中に均一に分散させることができるので、Y2
3 +Y(211) +Lの反応の第4,第5ステップではL
相の中に均一なY(211) が生成される。また第6ステッ
プではY(211) +L→Y(123) +Y(211) の反応で、均
一に分散したY(211) が反応するので、未反応分である
Y(211) がY(123) の中に均一に分散し、それがピン止
め点となる。このピン止め点におけるピン止め力は、非
超電導相Y(211) を超電導相Y(123) 内になるべく、微
細に均一に分散すれば強くなることが解っており、これ
によってピン止め力を大幅に増大することができるもの
である。
【0007】
【実施例】以下、この発明の一実施例について添付図面
を参照しながら説明する。図1はこの発明に係る酸化物
超電導体の製造方法を示すものであり、この製造方法
は、第1ステップ1〜第7ステップ7から構成されてい
る。第1ステップ1では、REBaCuO系酸化物超電
導体(REはイットリウム(Y)を含む希土類元素)を
生成するための所定原料粉を使用し、これを一旦溶融、
例えば図2に示すように1450℃まで加熱溶融する。
この原料粉としては、例えば、Y2 3 ,BaCO3
CuOを原料として使用し、これらをまず夫々イットリ
ウム(Y),バリウム(Ba),銅(Cu)の各当量比
が1.8:2.4:3.4となるように調合して、例え
ば自動乳鉢で約3時間程度混合する。次に、この混合し
た原料を約1400℃で加熱・溶融させる。このとき、
つまり、1400℃でBaCO3 とCuOとが溶融して
いるときに、Y2 3 は溶融せず凝集・沈澱しやすい傾
向にあるので、これを防止するため均一にそのY2 3
が分散するように、例えば白金棒等で攪拌する。このよ
うにして加熱溶融された原料を銅ブロック又は双ロール
等で急冷し、固化する。
【0008】第2ステップ2では、第1ステップ1にお
いて急冷してペレット状等に形成した原料材をさらに細
かく粉砕して全体が均一になるよう万遍なく混合させた
ならば、次の第3ステップ3以降で発生するおそれのあ
るミクロクラックを有効に防止させるため、この原料材
(粉砕材)に添加剤として例えば粉末酸化銀(Ag2O)
等をおよそ10重量%程度添加して10〜15時間混合
し、粉砕材を形成する。さらに所定形状、例えば成形型
に先の粉砕材を投入するとともに上から押圧体によって
高圧で押下して、成形体を成型し、次の第3ステップ3
で使用する炉内へ投入しやすい状態にしておく。第3ス
テップ3では、第2ステップ2において成型した成形体
(原料材)を所定の容器に搭載させたものを電気炉内に
セットし、少なくとも半溶融可能な1010℃〜120
0℃好ましくは1100〜1200℃になる迄、特にこ
の実施例では図2に示すように1120℃迄約2時間〜
3時間程度の時間をかけて加熱し、半溶融状態にする
(以下これを半成形体とよぶ)。なお、このとき使用す
る容器としては、アルミナ(Al2 3 )やYSZ(イ
ットリウム・スタビライズド・ジルコニア)で形成した
ものが好ましい。
【0009】第4ステップ4では、半成形体(原料材)
を、炉内において特定温度の範囲内で、例えば1010
〜1200℃(特に1120℃が好ましい)で一定時間
例えば30分〜1時間程度(この実施例ではおよそ1時
間程度)保持・加熱し、半成形体(原料材)全体が均一
温度となるようにする。このような温度下において、こ
の半成形体には次のような反応、つまり Y2 3 +L(Ba O+Cu O) →Y2 Ba Cu O5 +L が第3ステップ3でほぼ完了しており、ピン止め中心点
となるY(211) 相、つまり非超電導体相Y2 BaCuO
5 相が液相(L)中に均一に微細に分散した状態になっ
ている。なお、例えば連続成形により酸化物超電導体を
製造する場合には、特定温度に設定され、かつその温度
の保持時間に応じた長さの炉を使用することで対応する
ことができる。第5ステップ5では、第4ステップ4に
てY2 Ba Cu O5 相が形成された半成形体(原料材)
を、図2に示すように1010℃乃至1200℃の炉内
温度から1000℃迄短時間で、例えば10分〜30分
程度で冷却する。これにより、ピン止め点となる適当な
微細粒径のY2 BaCuO5 相(非超電導相)が液相中
に万遍なく均一に分散した状態で極めて多数個形成され
る。
【0010】第6ステップ6では、第5ステップ5まで
に形成された半成形体(原料材)を、例えば1000℃
から特定温度、即ち凝固反応や固相拡散反応をおこして
完全に結晶成長する800℃迄図2に示すように一定の
冷却速度、例えば0.5〜1.0℃/時のような徐冷を
行う。これにより、次のような反応、つまり 2Y2 BaCuO5 +L(3BaCuO2 +2CuO) →2YBa2 Cu3X +Y2 BaCuO5 がおこり、Y(123) 相、つまり超電導相YBa2Cu3X
が大きく、かつ確実に結晶成長するとともに、隣り合う
結晶どうしが連結し、より一層大きく連結した結晶が形
成されるのである。なお、このとき微細分散した未反応
分のY2 BaCuO5 が結晶中にピン止め点として残留
し、これが外部磁場内でピン止め力を発生する。第7ス
テップ7では、第6ステップ6にて形成した超電導相に
応力が残らないように徐冷し、例えば600℃以下で炉
内へ酸素(O2 )を充分吹込み酸化させて酸素アニール
を行う。このようにして、常温まで徐冷していくと、所
望の形状の酸化物超電導体が形成される。従って、この
実施例によれば、超電導相の結晶中においてピン止め点
となる非超電導相が均一に、しかも多数、つまり単位面
積当りの非超電導相数が従来のものに比べ大幅に増大す
るので、単位面積当りのピン止め力も大幅に増大する。
【0011】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明に係
る酸化物超電導体の製造方法によれば、溶融時に機械的
に攪拌操作を行うことにより、Y2 3 を溶融物の中に
均一に分散させることができる。これにより、溶融物の
中で溶けず、沈澱・凝集し、大きなかたまりとなる傾向
があるY23 が均一に分散されることにより、最終的
にピン止め点となる非超電導相(Y(211) 相)が結晶中
に微細分散することになる。このようにして、非超電導
相(Y(211) 相)を均一に、微細分散すれば、ピン止め
力が大幅に向上することが判明しており、その結果浮上
力(外部磁場による)の大幅な増大を図ることができ、
極めて高品質の酸化物超電導体を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る酸化物超電導体の製造方法を示
す工程図である。
【図2】図1による方法で酸化物超電導体を形成すると
きの各ステップにおける温度の時間的推移を示すグラフ
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 39/24 ZAA Z 8728−4M

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 REBaCuO系酸化物超電導体(RE
    はYを含む希土類元素)を生成するための原料としてB
    aCO3 とCuOとを使用し、これらが溶融する一定温
    度下で前記原料を攪拌し、この原料中に不溶融状態で混
    在・分離しようとするY2 3 を均一に分散させたのち
    急冷する第1ステップと、 この急冷した原料材にクラック発生防止用の添加剤を添
    加し粉砕・混合して粉砕材を形成するとともに、所定形
    状の成形体を成型する第2ステップと、 前記成形体を少なくとも半溶融温度以上に加熱・溶融し
    て半成形体を形成する第3ステップと、 前記半成形体を特定温度に一定時間保持するべく半成形
    体全体を均一温度に加熱する第4ステップと、 前記半成形体を短時間で一定温度まで冷却させる第5ス
    テップと、 この冷却させた半成形体を一定の温度勾配で一定温度ま
    で徐冷して超電導相(REBa2Cu3X )と非超電導相
    (RE2 BaCuOX )とを結晶成長させる第6ステッ
    プとを有する酸化物超電導体の製造方法。
JP3209829A 1991-07-26 1991-07-26 酸化物超電導体の製造方法 Pending JPH0532415A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3209829A JPH0532415A (ja) 1991-07-26 1991-07-26 酸化物超電導体の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3209829A JPH0532415A (ja) 1991-07-26 1991-07-26 酸化物超電導体の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0532415A true JPH0532415A (ja) 1993-02-09

Family

ID=16579311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3209829A Pending JPH0532415A (ja) 1991-07-26 1991-07-26 酸化物超電導体の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0532415A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114678200A (zh) * 2020-05-20 2022-06-28 阿里巴巴集团控股有限公司 电感元件的制备方法、设备、电感元件及超导电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114678200A (zh) * 2020-05-20 2022-06-28 阿里巴巴集团控股有限公司 电感元件的制备方法、设备、电感元件及超导电路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0374263B1 (en) Oxide superconductive material and process for its production
EP0493007B1 (en) Rare earth oxide superconducting material and process for producing the same
US5430010A (en) Process for preparing oxide superconductor
JPH0532415A (ja) 酸化物超電導体の製造方法
JP3155333B2 (ja) 臨界電流密度の高い酸化物超電導体の製造方法
JPH07115924B2 (ja) 酸化物超電導体の製造方法
JP3237953B2 (ja) 酸化物超電導材料の製造方法
JPH0524829A (ja) 酸化物超電導体の製造方法
US5981442A (en) Neodymium-barium-copper-oxide bulk superconductor and process for producing the same
JP3115696B2 (ja) 磁気浮上力の大きい酸化物超電導体の製造方法
US5736489A (en) Method of producing melt-processed polycrystalline YBa2 Cu3 O.sub.
JP3159764B2 (ja) 希土類系超電導体の製造方法
US5378682A (en) Dense superconducting bodies with preferred orientation
JP3021639B2 (ja) 好適な配向状態の稠密超伝導体
JP2518043B2 (ja) 溶融凝固法によるセラミックの製造方法
JP2540639B2 (ja) ビスマス系超電導体の製造方法
JP2828396B2 (ja) 酸化物超電導体及びその製造方法
KR900005788B1 (ko) 초전도체 제조방법
JP2545443B2 (ja) 酸化物超電導体の製造方法
JP2854758B2 (ja) 磁気浮上力の大きい酸化物超電導体
JPH04175296A (ja) 酸化物超電導体の製造方法並びにその酸化物超電導体の製造方法における結晶成長制御方法
JPH04160062A (ja) 超伝導材料の製造方法
JP3115357B2 (ja) 酸化物超電導材料の製造方法
JPH07187671A (ja) 酸化物超電導体及びその製造方法
JP4153651B2 (ja) 酸化物超電導材料の種結晶及びこれを用いた酸化物超電導材料の製造方法