強磁場中で配向凝固したBi-2212相からのBi-2223相の育成

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13650799
• 研究機関: 秋田大学
• 研究代表者: 永田 明彦 秋田大学, 工学資源学部, 教授 (20005945)
• 研究分担者: 渡辺 和雄 秋田大学, 工学資源学部, 教授 (30143027) ; 魯 小葉 秋田大学, 工学資源学部, 助教授 (60292364)
• キーワード: 高温超伝導材料 / Bi系超伝導体 / 磁場配向 / 凝固 / 組織制御

研究概要

平成13年度に引き続き、Bi_<1.8>Pb_<0.4>Sr_<1.9>Ca_<2.1>Cu_<3.5>Ox組成の試料を用いて、10Tの強磁場中で、835℃〜860℃の間を5℃刻みで温度を変えて、120hの熱処理(焼結)を行い、SEMによる組織観察、XRD解析とVSM測定等を行った。また同じ装置を用いて無磁場中でも試料作製し比較検討した。その結果850℃〜855℃で焼結した試料は磁場方向にc軸配向したBi-2223結晶とBi-2212結晶の混合組織であった。850℃の焼結ではBi-2223相の体積率は,約80%で配向性も高いが、855℃になるとBi-2223相の配向性はさらに向上したが体積率は約50%に落ちた。845℃以下の焼結では多量のBi-2223相は得られたが、配向性はほとんど見られなかった。このように焼結温度上昇で配向性は向上するが、本実験最高温度である860℃での焼結ではBi-2223相はほとんど生成しなかった。Bi-2223相は液相から直接晶出せず、まず液相からは超伝導相としてはBi-2212相が現れ、その後Biフリーの21相および11相と反応してBi-2223相は生成する。これらの結果からBi-2212相の凝固温度は855℃より高く、Bi-2223相の生成温度は855℃より低いと考えられる。
無磁場中焼結試料では超伝導相の配向性は認められないが、Bi-2223相の生成ではほとんど同じ結果が得られた。
以上の結果から磁場中凝固・焼結において、配向性の改善には液相の存在が重要であると結論できる。

研究成果

• [文献書誌] X.Y.Lu: "The texture and formation of(Bi,Pb)-2223 phase with Ag_2O, MgO and B_2O_3 additions after partial-meeting and solidification in high magnetic fields"Adv.in Cryogenic Eng.: Proc.ICMC. 48巻. 383-390 (2002)
• [文献書誌] X.Y.Lu: "Crystal growth of Bi-2201 phase in high magnetic fields"Physica C. 382. 27-32 (2002)
• [文献書誌] 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. 66・4. 254-259 (2002)
• [文献書誌] X.Y.Lu: "Formation and texture of Bi-2223 phase during sintering in high magnetic fields"Physica C. (発表予定).