Método de fabricación de superconductor basado en cerámica
Descripción general
 La invención, y el propósito de que la superficie para proporcionar un método para producir un superconductor cerámico capaz de formar el superconductor a base de cerámica con un espesor uniforme sobre un sustrato que tiene una forma complicada es No superficies planas, sino también sustrato plano . ] Cu por el método electroquímico sobre un sustrato, Bi, son Sr, y por secuencialmente precipitó Ca El laminado se caracteriza entonces por la obtención de un superconductor cerámico tratado con calor en el laminado. Tenga en cuenta que el sustrato puede ser un sustrato hecho de Cu y Bi, Sr y Ca pueden depositarse secuencialmente para preparar un laminado.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método para producir un superconductor basado en cerámica.
Antecedentes de la técnica
En el uso práctico de material superconductor cerámico no se usa sólo para material superconductor cerámico se quebradizo, se considera preferible usar fuerza recordando formando una capa sobre un sustrato hecho de plata o similar .
Como método para depositar el material superconductor de tipo cerámico sobre el sustrato, se usan varios métodos que incluyen un método de recubrimiento ordinario y similares. Estos métodos, aunque la superficie se puede depositar un material superconductor de cerámica con un espesor uniforme para el sustrato es sustancialmente plana, la superficie del sustrato que tiene una parte cóncava que tiene una forma complicada no plana , Es imposible depositar el material superconductor cerámico con un espesor uniforme. Convencionalmente, no ha habido un método capaz de depositar un material superconductor de tipo cerámico sobre un sustrato con un grosor uniforme sobre un sustrato cuya superficie no es plana.
Tarea de solución
La presente invención se ha realizado en vista de lo anterior, una superficie superconductor cerámico puede formar un superconductor a base de cerámica con un espesor uniforme sobre un sustrato que tiene una forma complicada no superficie plana sustrato bien plana Es un objeto de la presente invención proporcionar un método de fabricación del cuerpo.
Solución
El primer aspecto de la presente invención, Cu por el método electroquímico sobre un sustrato, Bi, Sr, Ca y se depositaron sucesivamente para formar un laminado, y luego el superconductor cerámico tratado por calor en el laminado Para obtener un superconductor basado en cerámica.
El segundo aspecto de la presente invención, Bi por el método electroquímico en un sustrato hecho de Cu, Sr, y por secuencialmente precipitación de Ca El laminado entonces superconductor cerámico de calor-tratados en el laminado Para obtener un superconductor basado en cerámica.
Como material del sustrato, pueden usarse Ag, MgO, Al2O3 o similares.
El método electroquímico significa un método tal como un método de galvanoplastia, galvanoplastia o similares.
El orden de los elementos que se depositarán en el sustrato es Cu, Bi, Sr y Ca en este orden. Las razones especificadas en dicho orden son las siguientes. Si se establece la concentración del electrolito a 0,1 mol / l, Cu, Bi, Ca, y al realizar la electrólisis en el orden de Sr, es difícil muy precipitado Ca y Sr es comparado con Cu y Bi Fue confirmado A continuación, cuando se llevó a cabo la electrólisis en el orden de Cu, Bi, Sr y Ca, se confirmó que Sr precipitó, pero Ca fue difícil de precipitar. Por otro lado, Ca también podría precipitarse aumentando la concentración de electrólito de Ca a 1 mol / l. Por lo tanto, la concentración de cada solución electrolítica es 0.05 0.2 mol / litro para Cu, 0.05 0.2 mol / litro para Bi, 0.05 0.2 mol / litro para Sr, 0.05 para Ca Es preferiblemente 2 mol / litro. De esta forma, cada elemento puede precipitarse en el orden de Cu, Bi, Sr y Ca.
Es preferible que el tratamiento térmico se realice a 800ºC durante 10 minutos o más en aire. En particular, la temperatura de tratamiento térmico es preferiblemente de 860ºC porque la orientación del eje c en el cristal se vuelve fuerte.
Como el sustrato hecho de Cu en la segunda invención, se puede usar una lámina de Cu, un material de placa chapado con Cu o similar.
De acuerdo con el método para producir un superconductor cerámico de la presente invención, ya que los elementos constitutivos precipitado del material superconductor cerámico sobre un sustrato mediante un método electroquímico, se deposita independientemente del estado de cada superficie de elemento de sustrato .
Así, por ejemplo, también puede ser depositado elementos constitutivos del material superconductor cerámico sobre un sustrato que tiene una forma complicada tal superficie no es plana, tiene un rebaje, superconductor de este modo de manera eficiente de cerámica en tal sustrato Puedes formar tu cuerpo.
EJEMPLOS A continuación, se describirán específicamente ejemplos de la presente invención. En los siguientes ejemplos, se describirá el caso de producir superconductor cerámico basado en Bi Sr Ca Cu O.
Ejemplo 1
Bi (NO3) 3 5H2 O, Sr (NO3) 2, Ca (NO3) 2 4H2O, y Cu (NO3) 2 3H2 O se la disuelve, respectivamente, en un disolvente no acuoso en el que sulfóxido de dimetilo (DMSO) y Bi, Sr , Ca y Cu fueron preparados. La concentración de cada solución electrolítica fue de 0,1 mol / litro para la solución electrolítica que contiene Bi, Sr y Cu y 1 mol / litro para la solución electrolítica que contiene Ca.
A continuación, la solución de sustrato electrolítico Ag que contiene Cu, electrolito que contiene Bi, Sr electrolito que contiene, y Ca se sumerge en el orden de electrolito que contiene fue producido un laminado con electrodepositado sobre el sustrato de Ag. La cantidad de cada metal, la relación de composición del superconductor cerámico Bi: Sr: Ca: Cu = 2: 2: 1: se ha calculado a ser 2, temperatura del electrolito, densidad de corriente, pH, chapado Fue establecido ajustando el tiempo.
El laminado resultante se sometió a un tratamiento térmico para obtener un superconductor cerámico. El tratamiento térmico se llevó a cabo en aire a 820 880ºC durante 10 minutos a diversas temperaturas.
Se examinaron el patrón de difracción de rayos X, la resistencia eléctrica, la dependencia de la temperatura de la susceptibilidad magnética y el valor Jc (densidad de corriente crítica) del superconductor cerámico obtenido. El valor de Jc se midió mediante un método usual de 4 terminales. Como resultado, el superconductor a base de cerámica obtenida por tratamiento térmico a 860 ° C, un pico de la (00l) de la basada en Bi 2,212 fase (Bi2 Sr2 CaCu2 O8) se detecta más alto por difracción de rayos X, de este modo fuertemente el eje c orientado Se confirmó que la cristalinidad era alta. Además, se confirmó que este superconductor basado en cerámica muestra una transición superconductora a 85 K midiendo la dependencia de la temperatura de la resistencia eléctrica y la susceptibilidad magnética. El valor de Jc era 3730 A / cm2 a la temperatura del nitrógeno líquido.
Ejemplo 2
La relación de composición del superconductor cerámico Bi: Sr: Ca: Cu = 2: 2: 2: obtener un superconductor cerámico de la misma manera excepto establecer el espesor de cada capa en 3 con el Ejemplo 1 Lo fue
El superconductor basado en cerámica obtenido se examinó de la misma manera que en el Ejemplo 1, con respecto a la resistencia eléctrica, la dependencia de la temperatura de la susceptibilidad magnética y el valor de Jc. Como resultado, se confirmó que la transición superconductora se exhibió a 109 K, y el valor de Jc fue de 2750 A / cm 2 a la temperatura del nitrógeno líquido.
Ejemplo 3
Se obtuvo un superconductor basado en cerámica de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que el sustrato Ag fue reemplazado por el sustrato MgO y la capa de Cu se formó mediante un recubrimiento no electrolítico.
El superconductor basado en cerámica obtenido se examinó de la misma manera que en el Ejemplo 1, con respecto a la resistencia eléctrica, la dependencia de la temperatura de la susceptibilidad magnética y el valor de Jc. Como resultado, se confirmó que la transición superconductora se exhibió a 86 K. El valor de Jc era 2960 A / cm 2 a la temperatura del nitrógeno líquido. Como resultado, se encontró que el superconductor cerámico se puede formar también en el sustrato aislante.
Ejemplo 4
Bi (NO3) 3 5H2 O, Sr (NO3) 2 y Ca (NO3) disuelto 2 4H2 O, respectivamente, en sulfóxido de dimetilo un electrolito disolvente no acuoso que contiene Bi, Sr, y los elementos respectivos de Ca Estaba preparado. La concentración de cada solución electrolítica fue de 0,1 mol / litro para la solución electrolítica que contiene Bi y Sr y 1 mol / litro para la solución electrolítica que contiene Ca.
Entonces, electrolito que contiene Bi y Cu lámina que tiene un espesor de aproximadamente 60 m [mu], electrolito que contiene Sr, Ca y está inmerso en el orden de electrolito que contiene fue producido un laminado galvanizado sobre la lámina de Cu. La cantidad de cada metal, la relación de composición del superconductor cerámico Bi: Sr: Ca: Cu = 2: 2: 1: se ha calculado a ser 2, temperatura del electrolito, densidad de corriente, pH, chapado Fue establecido ajustando el tiempo.
El laminado resultante se sometió a un tratamiento térmico para obtener un superconductor cerámico. El tratamiento térmico se llevó a cabo en aire a 852ºC durante 10 horas.
El superconductor basado en cerámica obtenido se examinó de la misma manera que en el Ejemplo 1, con respecto a la resistencia eléctrica, la dependencia de la temperatura de la susceptibilidad magnética y el valor de Jc. Como resultado, se confirmó que la transición superconductora se exhibió a 85 K. El valor de Jc era 3990 A / cm 2 a la temperatura del nitrógeno líquido.
Ejemplo 5
Se obtuvo un superconductor basado en cerámica de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que se utilizó un sustrato de Ag que tiene una forma compleja que tiene irregularidades cuya superficie no era plana.
El valor Jc del superconductor basado en cerámica obtenido se examinó de la misma manera que en el Ejemplo 1. Como resultado, el valor de Jc fue de 1307 A / cm2 a la temperatura del nitrógeno líquido. Además, al observar la sección transversal de esta muestra, se confirmó que se formaba un superconductor de tipo cerámico con un espesor uniforme también en la parte cóncava del sustrato de Ag.
En la presente realización, se han descrito superconductores cerámicos basados ​​en Bi, pero la presente invención también se puede aplicar a la producción de superconductores cerámicos basados ​​en Y y basados ​​en T1. Además, en la presente invención, se pueden usar sustratos que tienen diversas formas (por ejemplo, forma cilíndrica) como sustrato. Además, las condiciones de tratamiento tales como la concentración de la solución electrolítica pueden cambiarse apropiadamente dependiendo del tipo del superconductor basado en cerámica.
Efecto de la invención
Por encima de método para producir un superconductor cerámico de la descrita como la presente invención, la superficie se forma efectivamente un superconductor a base de cerámica con un espesor uniforme sobre un sustrato de los cuales tiene una forma complicada no superficie plana así sustrato plano Es posible
Reclamo
1. Un método para producir un superconductor cerámico, que comprende los pasos de depositar secuencialmente Cu, Bi, Sr y Ca sobre un sustrato mediante un método electroquímico para preparar un laminado, y luego someter el laminado al tratamiento térmico. Método para producir superconductor cerámico.
Bi en un sustrato hecho de las reivindicaciones 2 Cu por un método electroquímico, Sr, y se precipitó secuencialmente Ca El laminado, a continuación, una función para obtener un superconductor cerámico tratado por calor en el laminado Para producir un superconductor cerámico.
Application number :1994-001615
Inventors :鈴木敏正、古河電気工業株式会社
Original Assignee :鈴木敏正、中澤孝浩、廣瀬治男、松葉博則、木村直樹、今井久美子