[其他]制造超導陶瓷的方法

無效

• 申請號: 88101381
• 申請日: 1988-03-23
• 公開（公告）號: CN88101381A
• 公開（公告）日: 1988-10-05
• 發明（設計）人: 山崎舜平
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: H01B12/00
• 分類號: H01B12/00;H01B12/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 肖掬昌,周其裕

本發明總的涉及超導陶瓷領域，并具體涉及制造超導陶瓷的制造方法。

長久以來，諸如汞和鉛的各金屬、諸如NbNd、Nb₃Ge和Nb₃Ga的金屬互化物以及例如Nb₃（Al_0.8Ge_0.2）的三元物質都已公知為可顯示出超導電性。但是，這樣一些久已公知的超導材料的轉變溫度都不能超過25°K。

在較近幾年中，超導陶瓷已引起廣泛的注意。在IBM公司的蘇黎世（Zurich）實驗室的研究人員們曾首先報導出一種新的材料，如Ba-La-Cu-O型高溫超導氧化物。接著，又曾提出La-Sr-Cu（Ⅱ）-O型超導氧化物。另一種被發現的超導材料是（YBa₂）Cu₃O_6-8。由于事實上這些超導陶瓷在某種晶體結構中形成一種準分子原子單元，所以可獲得較高的轉變溫度;該種晶體結構的晶胞是由一層晶層構成的，其中的電子基本上作一給運動，而在上述久已公知的各種材料中都是只發生三維的電子導電。

本領域的許多研究人員已經做了大量的工作，他們致力于提高Tco（使電阻消失的溫庹），使它高于以前所取得的水平，最好是在氮的沸點（77°K）以上或甚至更高的溫度。正如在我們的第87309081.5號歐洲專利申請中所描述的，我們研究了具有化學計算的公式（A_1-xB_x）_yCu_zO_w的超導陶瓷材料，式中A表示周期表Ⅲb族中一種或一種以上的元素、例如稀土元素，而B表示周期表Ⅱa族中一種或一種以上的元素、例如包括鈹和鎂的堿土元素，并在繼續這些研究的過程中，我們發現了由于在各種超導陶瓷材料中存在著空隙和顆粒邊界而使之難于提高Tco。

因此本發明試圖要提供各種具有比迄今所得的較變溫度更高的超導陶瓷材料，并且要制造各種沒有缺陷的超導陶瓷材料。

鑒于在先前企圖尋求各種超導材料中已將注意力集中到各構成元素的成份或克分子比上;因此，按照本發明，在燒制該陶瓷原料組分期間提供一種為制造超導陶瓷所遵循的方法，也就是說將各化合物混合在一起以組成該超導陶瓷以后，再通以一個電流的方法。由于通過這個電流，發現了能夠使該陶瓷混合物在例如該（a，b）平面上給出一種使其中的原子排列整齊而更簡單的特殊的取向，以便在該最后制成的陶瓷材料中幾乎沒有顆粒邊界和缺陷。

雖然這種有益的效應藉以取得的確切機理尚未完全搞清，但有一種可能是與某一磁性物質在響應施加于其上的磁場時所發生的分子運動相類似，在各種超導陶瓷材料中的偶極矩可通過對該材料施加某一電場而取向，以便產生一種排列整齊的結構。

本發明的其它特點將通過所附的權利要求書中的特點來陳述，與本技術相關的技術人員在參考各附圖來考慮下面舉出的各實施例后是會搞清本發明的其它特征的。

圖1表示按照本發明某一用于制造超導陶瓷的實施例設備的橫剖面圖;以及

圖2表示一種制造超導線圈的方法的透視圖。

下面首先描述的是若干通過按照本發明制造的超導陶瓷的方法來說明其制造過程的實施例，這些超導陶瓷證實是按該化學計算公式（A_1-xB_x）_yCu_zO_w制得的，式中A是屬于周期表Ⅲb族中一種或一種以上的元素，例如稀土元素;B是屬于周期表中Ⅱa族中一種或一種以上的元素，例如堿土金屬（包括鈹和鎂），并且x＝0.1至1.0;y＝2.0至4.0（最好是2.5至3.5）;z＝1.0至4.0（最好是1.5至3.5）;以及w＝4.0至10.0（最好是6.0至8.0）。

從這些實施例的構思可以看出，在燒制期間通過向某一超導陶瓷施加某一電壓可產生高達117°K的轉變溫度Tc。該所加電壓的方向是選得與該超導材料在使用中所希望通過它的電流方向一致的。

例1：

為了制備一種屬于上述公式的超導陶瓷材料，其中x＝0.67、y＝3、z＝3以及w＝6至8，即為（YBa）₃Cu₃O_6-8，使用了規定份量的BaCO₃、CuO和Y₂O₃（高純度化工有限公司的產品，純度99.95%或更高）。因數“w”是通過調節各燒結條件來控制的。