強磁場中で配向凝固したBi-2212相からのBi-2223相の育成

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650799
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 永田 明彦 秋田大学, 工学資源学部, 教授 (20005945)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 和雄 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30143027) ; 魯 小葉 秋田大学, 工学資源学部, 助手 (60292364)
• Keywords: 高温超伝導材料 / Bi系超伝導体 / 磁場配向 / 凝固

Research Abstract

これまでにBi_<1.8>Pb_<0.4>Sr_<1.9>Ca_<2.1>Cu_<3.5>O_x組成の試料を用いて、8Tの強磁場中で半溶融凝固したバルク超伝導体ではBi-2212相が全体的に配向していて、その後の無磁場での840℃-240h熱処理で、配向を維持してBi-2223相に転換することを報告した。平成13年度は、(1)強磁場中での半溶融処理を入れず、8Tの強磁場中で直接840℃前後の温度で長時間熱処理を行った。(2)Bi-2212相よりCuO_2層が1枚少ないBi-2201組成の試料を8Tの強磁場中で育成し、配向性および異方性を検討した。
その結果としては、(1)840℃前後の温度の熱処理では、溶融領域が少ないかあるいはほとんどないためBi-2223相の生成はするが配向性は良くなく、より高温での半溶融処理を入れた試料ほど改善はされない。これは始めに生成するBi-2212相が包晶反応で凝固するとき、溶液が少なく磁場の力を受けても結晶が回転できず、配向良く凝固できないためと考えられる。(2)Bi-2201組成の試料の磁場中凝固では、付加磁場方向にc軸配向した大きなBi-2201相結晶が見られ、X線的にもVSMによる磁化測定結果からもBi-2201結晶の異方性は大きかった。特に、5KでのVSMによる磁化のヒステリシスの幅は試料方向により約10倍程度の差異が見られ、Bi-2201相がきわめて良好に配向していることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] 魯 小葉: "磁場中凝固したBi-2223超伝導材料の組織とJc特性"日本金属学会誌. (発表予定).
• [Publications] X.Y.Lu: "Crystal growth of Bi-2201 phase in high magnetic fields"Physica C. (発表予定).
• [Publications] X.Y.Lu: "The texture and formation of (Bi, Pb)-2223 phase with Ag_2O, MgO and B_2O_3 additions after partial-melting and solidification in high magnetic fields"Adv. Cryo. Eng. (Mater.). (発表予定).