YBCOと銀の複合による高温超伝導材料の超伝導特性しと機械的性質

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01644517
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 水谷 宇一郎 名古屋大学, 工学部, 教授 (00072679)
• 研究分担者: 稲垣 松美 名古屋大学, 工学部, 助手 (40023098)
• キーワード: YBCO / YBCO@Ag複合材料 / メカニカルアロイグ / 高温超伝導複合材料 / ビッカ-ス硬度 / 比抵抗

研究概要

ミクロンサイズの良質なYBCO超伝導粉末をメカニカルアロイング法で作製する技術をほぼ確立した。またこの研究と平行してYBCO紛末と銀粒子を複合させて90Kの超伝導を維持しながら、室温における比抵抗値が純金属FeやNiなみの1.0μΩ=cm以下で機械的な強度がYBCO単体の7倍以上あり、ビッカ-ス硬度がアルミナやジルコニアに匹敵する超伝導材料の開発に成功した。
メカニカルアロイング法によるYBCO超伝導粉の合成の研究では、出発材料としてCuYとCuBaの金属間化合物を1:2の割合で用いた場合、メカニカルアロイングによりほぼアモルファス単相の合金粉末が得られることを実証した。これはY、Ba、Cuの三元素が原子レベルで均一に混合した証拠である。この粉末を室温酸化するとテトラ相のYBa_2Cu_3O_<7-8>がかなりの量得られた。この酸化物をさらに700℃以上の温度で酸化することにより超伝導粉末を得ることが出来た。従来法である酸化物を乳鉢で混合する方法に比べて100-200℃低い温度で超伝導相が生成すること、超伝導相の生成率が2倍以上高いことを示すことが出来た。しかしメカニカルアロイングする際のスティ-ルボ-ルより鉄が2%程混入した。
YBCOと銀の複合材料の研究ではAgの体積比が50%を越えると室温の比抵抗が純金属なみとなりしかも強度がYBCO単体の3倍に達することが見い出された。破断がYBCOのネットワ-クで発生する事実に注目し、Zrを添加することでYBCOの強度の補強を試みた。その結果、Zrを添加することで最大曲げ応力がYBCO単体の3倍以上に達した。そこで、Zr添加YBCOとAgを1:1のた体積比に混合した複合材を合成した。この混合材でアルミナやジルコニアに匹敵する強度の高温超伝導体が得られた。今後、ZrやAgの最適組成さらに最適合成条件を確立しなければならない。

研究成果

• [文献書誌] Y.Yamada: "Preparation of Hith-Tc Ceramic Superconductors Through Oxidation of Mechanically Alloyed Master Alloy Powders" Japan.J.Appl,Phys.27. L802-L803 (1988)
• [文献書誌] S.Murasaki: "High-Tc Ceramic Superconductors Through Oxidation of Mechanically Alloyed Y-Ba-Cu and Bi-Sr-Ca-Cu Powders" Proc.of the lst Int.Symp.on Superconductivity(ISS'88)edited by K.Kitazawa and T.Ishiuro(Nagoya 1988). 281-286 (1989)
• [文献書誌] S.Murasaki: "Oxidation Process of Mechanically Alloyed Y-Ba-Cu Powders" Proc.of 1989 International Superconductivity Electronics Conference(ISEC'89)(Tokyo,1989). 470-473 (1989)
• [文献書誌] T.Nishio: "Superconducting and Mechanical Properties of YBCO-Ag Composite Superconductors" J.Mat,Sci.24. 3228-3234 (1989)
• [文献書誌] A.Matsumuro: "Superconducting and Mechanical Properties of YBCO/Ag Composites Fabricated with High Pressures up to 5.4 GPa" J.Mat,Sci.(1990)