超急冷アモルファスからの高Tc超伝導厚膜の作製

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01644512
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 吉村 昌弘 東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (10016826)
• キーワード: 酸化物超伝導 / 厚膜 / 融解法 / 超急冷法 / Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3Ox / その場合成法 / アモルファス / 急速合成

研究概要

我々の研究グル-プでは、ア-クイメ-ジ炉を用いる融解・超急冷プロセスによる超伝導セラミックスの合成を行なっている。超伝導セラミックス、特に厚膜の作製では、通常用いられる固相反応法によっては均一な組成と組織を持つ膜が得られ難く、また得られるにしても非常に長時間を要するという問題がある。これに対して、融解反応では、反応は急速でしかも均一な生成物が得られ、これを超急冷することにより、均一な組成と組織が凍結され、かつ平滑で緻密な膜が得られる利点がある。このような利点を持つ融解・超急冷法により以下の成果を得ている。
(1)Bi_2Sr_2Ca_2Cu_2Ox組成において完全アモルファスからTc(end)=64Kの超伝導膜の作製
(2)Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3Ox組成においてTc(onset)=110K膜の作製
(3)Bi_2Sr_2Ca_<2-x>CdxCu_3Oy(x=0.2〜0.4)においてTc(end)=87K膜の作製
(4)Biの一部をPbで置換した系での(00l)配向超伝導膜の作製
これらはすでに、J.J.A.P.,J.Mater.Sci.Letter Proc.of MRS Int.Conf.セラミックス論文誌、粉体粉末冶金などに発表済である。
さらに上記の方法の応用として、超伝導厚膜のその場分応による急速合成法を開発した。この方法はCuを含まない融解・超急冷膜をまず作製し、これを表面酸化した銅基板にのせ、820〜860℃で加熱するもので、Bi-Sr-Ca-M酸化物とCuOが反応することにより、数分から数十分の極めて短時間で、銅基板上に(00l)配向した超伝導厚膜が生成する。この方法については1989年秋季金属学会、第7回国体イオンクス国際会議、第2回国際超伝導会議などで発表を行なっている。

研究成果

• [文献書誌] M.Yohimura: ""Superconducting Film Prepared from Rapidly Quenched Amorphous Materials of Bi_2Sr_2Ca_2-_xCd_xCu_3O_y"" Japanese Journal of Applied Physics. 28. 424-426 (1989)
• [文献書誌] M.Yoshimura: ""Preparation of High Tc(=110K)Bi-Sr-Ca-Cu-O Superconductors from Amorphous Films by Rapid Quenching after Rapid Melting"" J.Mater.Sci.Letters. 8. 687-688 (1989)
• [文献書誌] 成台鉉: ""融体超急冷物から作製したBi系超伝導体の性状に及ぼすCdO添加の効果""Crystallization Process of Bi-Containing Superconductors Prepared from Rapidly Quenched Amorphous Materials and Effects of CdO Addition on the Process"" 日本セラミックス協会学術論文誌. 97. 1005-1008 (1989)
• [文献書誌] 成台鉉: "超伝導Ba_2YCu_3O_<7-x>焼結体に対する出発Ba塩の影響""Effect of Ba Salts on the Preparation of Ba_2YCu_3O_<7-x> Superconductors"" 日本セラミックス協会学術論文誌. 97. 1039-1043 (1989)
• [文献書誌] M.Yoshimura: ""Preparation of Bi-Sr-Ca-Cu-O Superconductors from Rapidly Quenched Amorphous"" Proceeding of the MRS International Meeting on Advanced Materials. 6. 1011-1016 (1989)
• [文献書誌] 中川善兵衛: ""EXAFS解析による非晶質Bi_2Sr_2CaCu_2O_x中のCu原子の配位""EXAFS Study of Coordination of Cu Atom in Amorphous Bi_2Sr_2CaCu_2O_x" J.Chem.Soc.Jpn. 12. 2085-2087 (1989)
• [文献書誌] M.Yoshimura: ""Bi-Containing Superconductors Prepared from Rapidly-Quenched Amorphous Films"" Proceeding of 1st Conference of European Ceramic Society Euro-Ceramics. 2. 436-440 (1989)
• [文献書誌] T.H.SUNG: ""Effects of Cd Doping on Bi-contained Superconductors from Rapidly Quenched Amorphous Films"" Mol.Cryst.Liq.Cryst.(1990)
• [文献書誌] T.H.Sung: ""Rapid Preparation of Thick Film of Bi-Superconductor by In situ Reaction between Rapidly Quenched Cu-Free Film and CuO/Cu Substrate"" Jap.J.Appl.Phys.