JPH05319824A - 酸化物超電導体積層体の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導体積層体の製造方法Info
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- JPH05319824A JPH05319824A JP4155605A JP15560592A JPH05319824A JP H05319824 A JPH05319824 A JP H05319824A JP 4155605 A JP4155605 A JP 4155605A JP 15560592 A JP15560592 A JP 15560592A JP H05319824 A JPH05319824 A JP H05319824A
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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
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】大電流を損失なく小断面積でかつ低熱侵入量で
伝送することのできる電流リード等の用途に適した超電
導体積層体を得る。 【構成】溶融凝固後にＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy の結晶を生
成し得る酸化物層を基体上に積層し、種結晶となり得る
単結晶の１個または２個以上を、該酸化物層に接して配
置し、該酸化物層をＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy の分解溶融温
度以上に加熱した後、温度勾配下で一方向に凝固するこ
とによりｃ軸を通電方向に垂直に配向成長させる。
伝送することのできる電流リード等の用途に適した超電
導体積層体を得る。 【構成】溶融凝固後にＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy の結晶を生
成し得る酸化物層を基体上に積層し、種結晶となり得る
単結晶の１個または２個以上を、該酸化物層に接して配
置し、該酸化物層をＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy の分解溶融温
度以上に加熱した後、温度勾配下で一方向に凝固するこ
とによりｃ軸を通電方向に垂直に配向成長させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物超電導体積層体
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、液体ヘリウム温度で使用する超電
導コイルへの数百〜数千Ａの大電流の供給には、電気電
導度が高く抵抗による発熱の少ない銅等の金属製電流リ
ードが用いられてきた。これらの金属は、電気伝導度が
高いと同時に熱伝導性も高く、液体ヘリウムで冷却され
ている超電導コイル部分に外界の熱を効率よく伝達する
ため、冷媒の液体ヘリウムの蒸発量が大きくなり冷媒の
補充のサイクルが短くなるという問題点があった。
導コイルへの数百〜数千Ａの大電流の供給には、電気電
導度が高く抵抗による発熱の少ない銅等の金属製電流リ
ードが用いられてきた。これらの金属は、電気伝導度が
高いと同時に熱伝導性も高く、液体ヘリウムで冷却され
ている超電導コイル部分に外界の熱を効率よく伝達する
ため、冷媒の液体ヘリウムの蒸発量が大きくなり冷媒の
補充のサイクルが短くなるという問題点があった。
【０００３】近年、金属製の電流供給ワイヤーと液体ヘ
リウムに浸漬されている超電導コイルとの間に、液体窒
素温度以下の空間を設けて、酸化物超電導体を用いて大
電流を低損失かつ冷媒の液体ヘリウムの蒸発量を抑えて
供給しようとする試みが報告されている。例えば、鉛を
添加したＢｉ系２２２３相超電導体の多結晶焼結体ロッ
ドを用いた場合、熱伝導率は銅製リードの約１／１０、
熱侵入量は１０００Ａ通電の場合に約１／１００程度に
なる。あるいは、同じ系の銀シース圧延テープ線材を用
いることも報告されている。（第３９回応用物理学会関
係連合会講演予稿集，３０ｐ−ＺＮ−５，３０ｐ−ＺＮ
−２、あるいは低温工学，Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．６，５
９（１９９１）等参照。）
リウムに浸漬されている超電導コイルとの間に、液体窒
素温度以下の空間を設けて、酸化物超電導体を用いて大
電流を低損失かつ冷媒の液体ヘリウムの蒸発量を抑えて
供給しようとする試みが報告されている。例えば、鉛を
添加したＢｉ系２２２３相超電導体の多結晶焼結体ロッ
ドを用いた場合、熱伝導率は銅製リードの約１／１０、
熱侵入量は１０００Ａ通電の場合に約１／１００程度に
なる。あるいは、同じ系の銀シース圧延テープ線材を用
いることも報告されている。（第３９回応用物理学会関
係連合会講演予稿集，３０ｐ−ＺＮ−５，３０ｐ−ＺＮ
−２、あるいは低温工学，Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．６，５
９（１９９１）等参照。）
【０００４】しかしながら、焼結体ロッドの場合、超電
導体が多結晶体であるため臨界電流密度が約１０００Ａ
／ｃｍ2 （７７Ｋ，０Ｔ）と低く、断面積を大きくする
必要がある。銀シース圧延テープ線材の場合は、臨界電
流密度は約６０００Ａ／ｃｍ2 （７７Ｋ，０Ｔ）と比較
的高いが、熱電導性の良好な銀と複合化しているため熱
侵入量を低く抑えることが困難である。さらに、Ｂｉ系
超電導体は、２０Ｋ以上で臨界電流密度の磁界依存性が
大きくなることが知られており、液体窒素温度において
はさらにこの傾向が顕著となって磁場印加により急激に
臨界電密度が減少する。
導体が多結晶体であるため臨界電流密度が約１０００Ａ
／ｃｍ2 （７７Ｋ，０Ｔ）と低く、断面積を大きくする
必要がある。銀シース圧延テープ線材の場合は、臨界電
流密度は約６０００Ａ／ｃｍ2 （７７Ｋ，０Ｔ）と比較
的高いが、熱電導性の良好な銀と複合化しているため熱
侵入量を低く抑えることが困難である。さらに、Ｂｉ系
超電導体は、２０Ｋ以上で臨界電流密度の磁界依存性が
大きくなることが知られており、液体窒素温度において
はさらにこの傾向が顕著となって磁場印加により急激に
臨界電密度が減少する。
【０００５】実際の電流リードとして用いる場合には、
大電流を通電することによって発生する自己磁場に加え
て、ＭＲＩ等に実用されている超電導コイル自身の発生
する磁界が０．５〜２テスラと大きくなるので、リード
部分には発生磁界およびコイルからの距離に依存して最
大０．２テスラ程度の磁界が印加される。したがって、
実際の使用に当たっては磁場印加による臨界電流密度の
劣化分を補うことが必要となり、さらに断面積を大きく
する必要がある。この場合Ｂｉ系超電導体は、希土類系
やＴｌ系に比較して液体窒素温度における臨界電流密度
の劣化が顕著であるため、この安全係数を大きく取らね
ばならず、より大断面積が必要とされるといった問題点
があった。
大電流を通電することによって発生する自己磁場に加え
て、ＭＲＩ等に実用されている超電導コイル自身の発生
する磁界が０．５〜２テスラと大きくなるので、リード
部分には発生磁界およびコイルからの距離に依存して最
大０．２テスラ程度の磁界が印加される。したがって、
実際の使用に当たっては磁場印加による臨界電流密度の
劣化分を補うことが必要となり、さらに断面積を大きく
する必要がある。この場合Ｂｉ系超電導体は、希土類系
やＴｌ系に比較して液体窒素温度における臨界電流密度
の劣化が顕著であるため、この安全係数を大きく取らね
ばならず、より大断面積が必要とされるといった問題点
があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、大電流を損
失なく小断面積でかつ低熱侵入量で伝送することのでき
る電流リード等の用途に適した、電流路として超電導電
流が流れやすい方向に配向した希土類系酸化物超電導体
層を有する積層体を製造する方法を提供することを目的
とするものである。
失なく小断面積でかつ低熱侵入量で伝送することのでき
る電流リード等の用途に適した、電流路として超電導電
流が流れやすい方向に配向した希土類系酸化物超電導体
層を有する積層体を製造する方法を提供することを目的
とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶融凝固後に
ＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy （ＲｅはＹ，Ｌｕ，Ｙｂ，Ｔｍ，
Ｅｒ，Ｈｏ，Ｄｙ，Ｇｄ，Ｅｕ，Ｓｍ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｌ
ａからなる群より選ばれた１種以上）の結晶を生成し得
る酸化物層を基体上に積層し、ＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy が
融液から結晶成長する際に種結晶となり得る単結晶の１
個または２個以上を、該酸化物層に接して配置し、該酸
化物層をＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy の分解溶融温度以上に加
熱した後、温度勾配下で一方向に凝固することにより上
記単結晶を種結晶として、ＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 結晶を
ｃ軸が通電方向に垂直に配向成長させる酸化物超電導体
積層体の製造方法を提供するものである。
ＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy （ＲｅはＹ，Ｌｕ，Ｙｂ，Ｔｍ，
Ｅｒ，Ｈｏ，Ｄｙ，Ｇｄ，Ｅｕ，Ｓｍ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｌ
ａからなる群より選ばれた１種以上）の結晶を生成し得
る酸化物層を基体上に積層し、ＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy が
融液から結晶成長する際に種結晶となり得る単結晶の１
個または２個以上を、該酸化物層に接して配置し、該酸
化物層をＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy の分解溶融温度以上に加
熱した後、温度勾配下で一方向に凝固することにより上
記単結晶を種結晶として、ＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 結晶を
ｃ軸が通電方向に垂直に配向成長させる酸化物超電導体
積層体の製造方法を提供するものである。
【０００８】本発明の製造方法により得られる酸化物超
電導体積層体の基本構造は、電流路となる酸化物超電導
体厚膜層と、これを支持し機械的強度を担う基体層の２
層からなる。
電導体積層体の基本構造は、電流路となる酸化物超電導
体厚膜層と、これを支持し機械的強度を担う基体層の２
層からなる。
【０００９】基体の材質としては、化学的に安定で酸化
物超電導体と反応して超電導特性を著しく損ねることが
なく、かつ、酸化物超電導体と熱膨張率が近い材料であ
ることが望ましい。熱膨張率に大きな差がある場合に
は、基体上で酸化物超電導体を部分溶融凝固処理し室温
まで冷却した後、さらには超電導コイルが浸漬されてい
る液体ヘリウム温度で使用するといった大きな温度変化
によって、複合化された超電導相部分にも熱膨張率差に
よりクラックなどの電流路を遮断する欠陥が発生するお
それがある。電流リード等に用いる場合には、基体の熱
電導率が低いほうが好ましい。基体に好ましい材料とし
て具体的には、ＹＳＺ，ＭｇＯ，ＳｒＴｉＯ3 ，ＬａＡ
ｌＯ3 ，ＬａＧａＯ3 のようなセラミックスの多結晶体
あるいは単結晶体を挙げることができる。
物超電導体と反応して超電導特性を著しく損ねることが
なく、かつ、酸化物超電導体と熱膨張率が近い材料であ
ることが望ましい。熱膨張率に大きな差がある場合に
は、基体上で酸化物超電導体を部分溶融凝固処理し室温
まで冷却した後、さらには超電導コイルが浸漬されてい
る液体ヘリウム温度で使用するといった大きな温度変化
によって、複合化された超電導相部分にも熱膨張率差に
よりクラックなどの電流路を遮断する欠陥が発生するお
それがある。電流リード等に用いる場合には、基体の熱
電導率が低いほうが好ましい。基体に好ましい材料とし
て具体的には、ＹＳＺ，ＭｇＯ，ＳｒＴｉＯ3 ，ＬａＡ
ｌＯ3 ，ＬａＧａＯ3 のようなセラミックスの多結晶体
あるいは単結晶体を挙げることができる。
【００１０】基体表面に、化学的に安定で部分溶融凝固
成長させる高温においても超電導体と反応して超電導特
性を劣化させない緻密な酸化物中間層を設ける場合は、
部分溶融温度以上に加熱した際の、基体からの構成元素
の拡散をさらに抑制することが可能である。中間層の材
料としては、ＢａＳｎＯ3 ，ＢａＡｌ2 Ｏ4 ，Ａｌ2Ｏ3
等が好ましく、厚さは０．０１〜１０μｍ程度が適当
である。
成長させる高温においても超電導体と反応して超電導特
性を劣化させない緻密な酸化物中間層を設ける場合は、
部分溶融温度以上に加熱した際の、基体からの構成元素
の拡散をさらに抑制することが可能である。中間層の材
料としては、ＢａＳｎＯ3 ，ＢａＡｌ2 Ｏ4 ，Ａｌ2Ｏ3
等が好ましく、厚さは０．０１〜１０μｍ程度が適当
である。
【００１１】酸化物超電導体としては、希土類系酸化物
超電導体のＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy （以下１２３相とい
う）が採用される。この酸化物超電導体は、液体窒素温
度近傍の温度でも臨界電流密度が高く、その磁界依存性
が比較的小さいものであるので、同じ電流値を供給する
場合、小断面積で賄うことができ、操作性が良好で、熱
侵入量を抑える上から好ましい。
超電導体のＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy （以下１２３相とい
う）が採用される。この酸化物超電導体は、液体窒素温
度近傍の温度でも臨界電流密度が高く、その磁界依存性
が比較的小さいものであるので、同じ電流値を供給する
場合、小断面積で賄うことができ、操作性が良好で、熱
侵入量を抑える上から好ましい。
【００１２】本発明において、基体上に積層する溶融凝
固後に１２３相を生成する酸化物層としては、１２３相
の仮焼粉末を単独あるいは適宜他の添加成分と混合して
厚膜状に成形したものを使用するのが好ましい。この酸
化物層は、一度１２３相の分解溶融温度以上にまで加熱
するのであるから、溶融凝固時組成的に１２３相を析出
し得るものであれば、１２３相を含まない他の結晶の混
合物であってもさしつかえない。さらには、厚膜状成形
体を焼結したものを使用するのが好ましい。
固後に１２３相を生成する酸化物層としては、１２３相
の仮焼粉末を単独あるいは適宜他の添加成分と混合して
厚膜状に成形したものを使用するのが好ましい。この酸
化物層は、一度１２３相の分解溶融温度以上にまで加熱
するのであるから、溶融凝固時組成的に１２３相を析出
し得るものであれば、１２３相を含まない他の結晶の混
合物であってもさしつかえない。さらには、厚膜状成形
体を焼結したものを使用するのが好ましい。
【００１３】１２３相に、Ｒｅ2 ＢａＣｕＯ5 （以下２
１１相という）の直径０．０１〜２０μｍの微細な結晶
粒子を含有する場合は、溶融凝固後１２３相の配向性が
良好になり、かつこの粒子がピン止センターとして作用
して臨界電流密度の向上に効果があるので、基体に積層
する酸化物相中にあらかじめ２１１相を配合しておくの
が好ましい。このとき２１１相中のＲｅと１２３相中の
Ｒｅとが異なる場合には、２１１相が微細化して臨界電
流密度の向上に効果が大きい。２１１相の微細化のため
に、あらかじめ微細なＰｔ（粒径１μｍ以下）配合して
おくことも、臨界電流密度の向上に効果が大きい。
１１相という）の直径０．０１〜２０μｍの微細な結晶
粒子を含有する場合は、溶融凝固後１２３相の配向性が
良好になり、かつこの粒子がピン止センターとして作用
して臨界電流密度の向上に効果があるので、基体に積層
する酸化物相中にあらかじめ２１１相を配合しておくの
が好ましい。このとき２１１相中のＲｅと１２３相中の
Ｒｅとが異なる場合には、２１１相が微細化して臨界電
流密度の向上に効果が大きい。２１１相の微細化のため
に、あらかじめ微細なＰｔ（粒径１μｍ以下）配合して
おくことも、臨界電流密度の向上に効果が大きい。
【００１４】また、酸化物超電導体と反応性が少ない粒
子をあらかじめピン止センターとして、配合することも
できる。このような粒子として、例えばＢａＳｎＯ3 ，
Ａｇ，Ａｕ等を使用することができる。
子をあらかじめピン止センターとして、配合することも
できる。このような粒子として、例えばＢａＳｎＯ3 ，
Ａｇ，Ａｕ等を使用することができる。
【００１５】本発明においては、基体上にＲｅＢａ2 Ｃ
ｕ3 Ｏy 結晶を生成し得る酸化物を積層し、これを分解
溶融温度以上にまで加熱した後、冷却凝固して１２３相
が配向した酸化物超電導体を得る。このとき、温度勾配
のついた炉の中で一方向に凝固すると配向性の優れた酸
化物超電導体が得られる。
ｕ3 Ｏy 結晶を生成し得る酸化物を積層し、これを分解
溶融温度以上にまで加熱した後、冷却凝固して１２３相
が配向した酸化物超電導体を得る。このとき、温度勾配
のついた炉の中で一方向に凝固すると配向性の優れた酸
化物超電導体が得られる。
【００１６】ＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 結晶のように層状ペ
ロブスカイト構造を有する酸化物超電導体の場合、超電
導電流が優先的に流れるａｂ軸を電流を流したい方向に
成長させることが臨界電流を大きくするために必要であ
る。このときｃ軸は電流を流したい方向に垂直であれ
ば、基体表面に対して垂直でも傾斜していてもよいが、
融液からの結晶成長速度は、一般にａｂ軸方向がｃ軸方
向に比べて大きいので、ｃ軸を基体表面に対して垂直に
配向させる場合は、大きな面積のものを製造しやすい点
で好ましい。本発明においては、種結晶を該酸化物層に
接して配置してこの配向性を制御する。
ロブスカイト構造を有する酸化物超電導体の場合、超電
導電流が優先的に流れるａｂ軸を電流を流したい方向に
成長させることが臨界電流を大きくするために必要であ
る。このときｃ軸は電流を流したい方向に垂直であれ
ば、基体表面に対して垂直でも傾斜していてもよいが、
融液からの結晶成長速度は、一般にａｂ軸方向がｃ軸方
向に比べて大きいので、ｃ軸を基体表面に対して垂直に
配向させる場合は、大きな面積のものを製造しやすい点
で好ましい。本発明においては、種結晶を該酸化物層に
接して配置してこの配向性を制御する。
【００１７】種結晶としては、融液から生成する１２３
相と結晶構造が類似の結晶であって、溶融凝固処理の過
程においても分解あるいは溶解しない単結晶が好ましく
使用できる。ＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 結晶の場合、Ｒｅの
イオン半径によって分解溶融温度が異なることが知られ
ており、これらを最も好ましく使用できる。例えば、Ｙ
Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏy の種結晶としてはＳｍＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
y 単結晶、ＹｂＢａ2Ｃｕ3 Ｏy の種結晶としてはＹＢ
ａ2 Ｃｕ3 Ｏy 単結晶が好適に使用できる。種結晶とし
ては、液体窒素温度で超電導性を有さないＲｅＢａ2 Ｃ
ｕ3 Ｏy 結晶も使用できる。
相と結晶構造が類似の結晶であって、溶融凝固処理の過
程においても分解あるいは溶解しない単結晶が好ましく
使用できる。ＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 結晶の場合、Ｒｅの
イオン半径によって分解溶融温度が異なることが知られ
ており、これらを最も好ましく使用できる。例えば、Ｙ
Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏy の種結晶としてはＳｍＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
y 単結晶、ＹｂＢａ2Ｃｕ3 Ｏy の種結晶としてはＹＢ
ａ2 Ｃｕ3 Ｏy 単結晶が好適に使用できる。種結晶とし
ては、液体窒素温度で超電導性を有さないＲｅＢａ2 Ｃ
ｕ3 Ｏy 結晶も使用できる。
【００１８】さらに種結晶として、酸化物超電導体結晶
と格子定数が近く、かつ、部分溶融凝固処理する高温に
おいても超電導体と反応して超電導特性を著しく劣化さ
せることのない、ＭｇＯ，ＳｒＴｉＯ3 単結晶等も使用
することが可能である。
と格子定数が近く、かつ、部分溶融凝固処理する高温に
おいても超電導体と反応して超電導特性を著しく劣化さ
せることのない、ＭｇＯ，ＳｒＴｉＯ3 単結晶等も使用
することが可能である。
【００１９】この種結晶の１または２個以上を、酸化物
層の表面に接して配置する。種結晶を置く位置は、凝固
が開始する部分に置くことが好ましい。特に長い超電導
体を得たい場合には、結晶成長方向前方の酸化物層上に
間隔をおいて複数個の種結晶を配置しておくことが有効
である。
層の表面に接して配置する。種結晶を置く位置は、凝固
が開始する部分に置くことが好ましい。特に長い超電導
体を得たい場合には、結晶成長方向前方の酸化物層上に
間隔をおいて複数個の種結晶を配置しておくことが有効
である。
【００２０】
実施例１ ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy ：Ｈｏ2 ＢａＣｕＯ5 ：ＢａＳｎＯ
3 ：Ａｇ＝６：４：２：０．１モルの割合で均一に混合
した仮焼粉末を、９４０℃，２０時間大気中で焼成して
厚さ０．５ｍｍ幅１０ｍｍ長さ５０ｍｍの焼結体を得
た。基体としては、表面に１μｍのＢａＳｎＯ3 層を有
機金属塩をスピンコートした後１４００℃で焼成して付
与したＭｇＯ多結晶基板を用いた。この基体上に焼結体
を積層し、幅１０ｍｍの辺の一方の中央部にＳｍＢａ2
Ｃｕ3 Ｏy 単結晶をそのａｂ面が基板面に平行となるよ
う接触させ、これを種結晶とした。最高温度１０５０
℃、９８０℃での温度勾配が１８０℃／ｃｍの電気炉を
用い、種結晶を配置した辺を先頭にして速度０．５ｍｍ
／ｈｒで長さ方向に移動させることにより一方向凝固し
た。
3 ：Ａｇ＝６：４：２：０．１モルの割合で均一に混合
した仮焼粉末を、９４０℃，２０時間大気中で焼成して
厚さ０．５ｍｍ幅１０ｍｍ長さ５０ｍｍの焼結体を得
た。基体としては、表面に１μｍのＢａＳｎＯ3 層を有
機金属塩をスピンコートした後１４００℃で焼成して付
与したＭｇＯ多結晶基板を用いた。この基体上に焼結体
を積層し、幅１０ｍｍの辺の一方の中央部にＳｍＢａ2
Ｃｕ3 Ｏy 単結晶をそのａｂ面が基板面に平行となるよ
う接触させ、これを種結晶とした。最高温度１０５０
℃、９８０℃での温度勾配が１８０℃／ｃｍの電気炉を
用い、種結晶を配置した辺を先頭にして速度０．５ｍｍ
／ｈｒで長さ方向に移動させることにより一方向凝固し
た。
【００２１】この結果、ａｂ面を基板面にほぼ平行に成
長したＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 結晶をマトリックスとし、Ｈ
ｏ2 ＢａＣｕＯ5 ，ＢａＳｎＯ3 ，Ｐｔの微細な粒子が
分散した超電導体が得られた。長さ方向の臨界電流は、
液体窒素温度において１３００Ａであった。熱伝導度は
無酸素銅金属を用いた場合の約１／３であり、熱侵入量
は１０００Ａ通電時の場合約１／２００であった。
長したＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 結晶をマトリックスとし、Ｈ
ｏ2 ＢａＣｕＯ5 ，ＢａＳｎＯ3 ，Ｐｔの微細な粒子が
分散した超電導体が得られた。長さ方向の臨界電流は、
液体窒素温度において１３００Ａであった。熱伝導度は
無酸素銅金属を用いた場合の約１／３であり、熱侵入量
は１０００Ａ通電時の場合約１／２００であった。
【００２２】実施例２ ＹｂＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy ：Ｅｒ2 ＢａＣｕＯ5 ：ＢａＳｎ
Ｏ3 ＝６：４：２モルの割合で均一に混合した仮焼粉末
を、８８０℃，２０時間大気中で焼成して厚さ０．５ｍ
ｍ幅１０ｍｍ長さ５０ｍｍの焼結体を得た。基体として
は、表面に０．５μｍのＢａＡｌ2 Ｏ4 層を有機金属塩
をスピンコートした後１４００℃で焼成して付与したＹ
ＳＺ多結晶基板を用いた。この基体上に焼結体を積層
し、幅１０ｍｍの辺の一方の中央部および長さ方向に２
ｃｍ間隔でＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 単結晶をそのａｂ面が基
板面に平行となるよう接触させ、これを種結晶とした。
最高温度９７０℃、９００℃での温度勾配が１８０℃／
ｃｍの電気炉を用い、種結晶を配置した辺を先頭として
長さ方向に速度１．０ｍｍ／ｈｒで移動させることによ
り一方向凝固した。
Ｏ3 ＝６：４：２モルの割合で均一に混合した仮焼粉末
を、８８０℃，２０時間大気中で焼成して厚さ０．５ｍ
ｍ幅１０ｍｍ長さ５０ｍｍの焼結体を得た。基体として
は、表面に０．５μｍのＢａＡｌ2 Ｏ4 層を有機金属塩
をスピンコートした後１４００℃で焼成して付与したＹ
ＳＺ多結晶基板を用いた。この基体上に焼結体を積層
し、幅１０ｍｍの辺の一方の中央部および長さ方向に２
ｃｍ間隔でＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 単結晶をそのａｂ面が基
板面に平行となるよう接触させ、これを種結晶とした。
最高温度９７０℃、９００℃での温度勾配が１８０℃／
ｃｍの電気炉を用い、種結晶を配置した辺を先頭として
長さ方向に速度１．０ｍｍ／ｈｒで移動させることによ
り一方向凝固した。
【００２３】この結果、ａｂ面を基板面にほぼ平行に成
長したＹｂＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 結晶をマトリックスとし、
Ｅｒ2 ＢａＣｕＯ5 およびＢａＳｎＯ3 の微細な粒子が
分散した超電導体が得られた。長さ方向の臨界電流は、
液体窒素温度において１０００Ａであった。熱伝導度は
無酸素銅金属を用いた場合の約１／３であり、熱侵入量
は１０００Ａ通電時の場合約１／２００であった。
長したＹｂＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 結晶をマトリックスとし、
Ｅｒ2 ＢａＣｕＯ5 およびＢａＳｎＯ3 の微細な粒子が
分散した超電導体が得られた。長さ方向の臨界電流は、
液体窒素温度において１０００Ａであった。熱伝導度は
無酸素銅金属を用いた場合の約１／３であり、熱侵入量
は１０００Ａ通電時の場合約１／２００であった。
【００２４】実施例３ ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy ：Ｈｏ2 ＢａＣｕＯ5 ：ＢａＳｎＯ
3 ＝６：４：２モルの割合で均一に混合した仮焼粉末
を、９４０℃，２０時間大気中で焼成して厚さ０．３ｍ
ｍ幅１０ｍｍ長さ５０ｍｍの焼結体を得た。基体として
は、表面に１μｍのＢａＳｎＯ3 層を有機金属塩をスピ
ンコートした後１４００℃で焼成して付与したＭｇＯ多
結晶基板を用いた。この基体上に焼結体を積層し、幅１
０ｍｍの辺の一方の中央部にＬａＡｌＯ3 単結晶をその
ａｂ面が基板面に平行となるよう接触させ、これを種結
晶とした。最高温度１０５０℃、９８０℃での温度勾配
が１８０℃／ｃｍの電気炉を用い、種結晶を配置した辺
を先頭にして長さ方向に速度０．５ｍｍ／ｈｒで移動さ
せることにより一方向凝固した。
3 ＝６：４：２モルの割合で均一に混合した仮焼粉末
を、９４０℃，２０時間大気中で焼成して厚さ０．３ｍ
ｍ幅１０ｍｍ長さ５０ｍｍの焼結体を得た。基体として
は、表面に１μｍのＢａＳｎＯ3 層を有機金属塩をスピ
ンコートした後１４００℃で焼成して付与したＭｇＯ多
結晶基板を用いた。この基体上に焼結体を積層し、幅１
０ｍｍの辺の一方の中央部にＬａＡｌＯ3 単結晶をその
ａｂ面が基板面に平行となるよう接触させ、これを種結
晶とした。最高温度１０５０℃、９８０℃での温度勾配
が１８０℃／ｃｍの電気炉を用い、種結晶を配置した辺
を先頭にして長さ方向に速度０．５ｍｍ／ｈｒで移動さ
せることにより一方向凝固した。
【００２５】この結果、ａｂ面を基板面にほぼ平行に成
長したＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 結晶をマトリックスとし、Ｈ
ｏ2 ＢａＣｕＯ5 およびＢａＳｎＯ3 の微細な粒子が分
散した構造の超電導体が得られた。長さ方向の臨界電流
は、液体窒素温度において７００Ａのであった。熱伝導
度は、無酸素銅金属を用いた場合の約１／３であり、熱
侵入量５００Ａ通電時の場合約１／１００であった。
長したＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 結晶をマトリックスとし、Ｈ
ｏ2 ＢａＣｕＯ5 およびＢａＳｎＯ3 の微細な粒子が分
散した構造の超電導体が得られた。長さ方向の臨界電流
は、液体窒素温度において７００Ａのであった。熱伝導
度は、無酸素銅金属を用いた場合の約１／３であり、熱
侵入量５００Ａ通電時の場合約１／１００であった。
【００２６】
【発明の効果】本発明の製造方法によると、少なくとも
ｃ軸が通電方向に垂直に配向した希土類系の酸化物超電
導体が得られ、これを電流リードとした用いた場合に
は、液体窒素温度において自己磁場の発生及び外部磁場
の印加にたいしても大電流を安定に供給できる。
ｃ軸が通電方向に垂直に配向した希土類系の酸化物超電
導体が得られ、これを電流リードとした用いた場合に
は、液体窒素温度において自己磁場の発生及び外部磁場
の印加にたいしても大電流を安定に供給できる。
【００２７】基体にセラミックスを用いる場合には、酸
化物の複合体となり、金属と複合した場合に比べて熱伝
導性が低くなるので、超電導コイルに電力を供給するた
めの電流リードに使用した場合に、外界からの熱侵入量
が低く抑えられるといった効果も有する。また、多結晶
セラミックス基体を高強度なものにすることにより電流
リードの機械的信頼性を高めることができるといった効
果も有する。
化物の複合体となり、金属と複合した場合に比べて熱伝
導性が低くなるので、超電導コイルに電力を供給するた
めの電流リードに使用した場合に、外界からの熱侵入量
が低く抑えられるといった効果も有する。また、多結晶
セラミックス基体を高強度なものにすることにより電流
リードの機械的信頼性を高めることができるといった効
果も有する。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｂ 12/06 ＺＡＡ 8936−5Ｇ 13/00 ５６５ Ｄ 8936−5Ｇ Ｈ０１Ｌ 39/24 ＺＡＡ Ｄ 8728−4Ｍ
Claims (4)
- 【請求項１】溶融凝固後にＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy （Ｒｅ
はＹ，Ｌｕ，Ｙｂ，Ｔｍ，Ｅｒ，Ｈｏ，Ｄｙ，Ｇｄ，Ｅ
ｕ，Ｓｍ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｌａからなる群より選ばれた１
種以上）の結晶を生成し得る酸化物層を基体上に積層
し、 ＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy が融液から結晶成長する際に種結
晶となり得る単結晶の１個または２個以上を、該酸化物
層に接して配置し、 該酸化物層をＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy の分解溶融温度以上
に加熱した後、温度勾配下で一方向に凝固することによ
り上記単結晶を種結晶として、ＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 結
晶をｃ軸が通電方向に垂直に配向成長させる酸化物超電
導体積層体の製造方法。 - 【請求項２】種結晶となり得る単結晶が、溶融凝固で生
成するＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 結晶より分解溶融温度の高
いＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 結晶である請求項１の酸化物超
電導体積層体の製造方法。 - 【請求項３】溶融凝固後にＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy の結晶
を生成し得る酸化物層中に、Ｒｅ2ＢａＣｕＯ5 ，Ｂａ
ＳｎＯ3 ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔからなる群より選ばれた１
種以上の粒子が配合されている請求項１または請求項２
の酸化物超電導体積層体の製造方法。 - 【請求項４】基体が、セラミックスである請求項１〜３
いずれか１の酸化物超電導体積層体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4155605A JPH05319824A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 酸化物超電導体積層体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4155605A JPH05319824A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 酸化物超電導体積層体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05319824A true JPH05319824A (ja) | 1993-12-03 |
Family
ID=15609682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4155605A Withdrawn JPH05319824A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 酸化物超電導体積層体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05319824A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003048557A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-02-18 | Kayaba Ind Co Ltd | パワーステアリング装置 |
| JP2005252019A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Sharp Corp | 超電導素子 |
-
1992
- 1992-05-22 JP JP4155605A patent/JPH05319824A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003048557A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-02-18 | Kayaba Ind Co Ltd | パワーステアリング装置 |
| JP2005252019A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Sharp Corp | 超電導素子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990803 |