アモルファス錯体法により合成した希土類う酸化物微粉末の焼結プロセスと焼結体の物性

非晶络合法合成稀土氧化物细粉的烧结工艺及烧结体物理性能

• 批准号: 07230259
• 负责人: 永井 宏
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07230259/
• 关键词: 錯体重合法; 酸化物超伝導体; 臨界電流密度; 磁束線ピン止め力

酸化物超伝導体YBa_2Cu_3O_yの輸送臨界電流密度J_oや磁束線ピン止めF_pの上昇にはAgの添加が有効であることが知られている。この理由はAgが試料中の空孔を埋めるように分布し、Weak Linkの問題が改善される、さらに試料の粒子配向性および焼結度がよくなるためであると考えられている。しかしながら、各元素の酸化物あるいは炭酸塩の空気中における固相反応により合成するという通常の固相法では、焼結中にAgが均一に分散せず、凝集してしまう傾向があった。アモルファス錯体法の一方法である錯体重合法は、目標とするセラミックスと同じ元素組成を持つ複合高分子錯体を前駆体として出発し、その後の熱処理によって所望の組成を持ったセラミックスを合成するというもので、不純物の混入なしに構成元素が均一に混合された物質を合成できるという特長を持っている。YBa_2Cu_3OyとAgのコンポジット超伝導体を、クエン酸金属錯体とエチレングリコールの高分子エステルを出発とする錯体重合法により作製を試みた。合成上の問題点は、バインダーである有機高分子を熱処理により分解蒸発させる時、この温度が低いと分解蒸発がうまく進まない一方、高すぎるとYBa_2Cu_3Oyが分解と起こし、またAgの凝集が起こることである。そこで、熱処理温度をいろいろ変えて試料を合成し、X線回折、SEM観察等により試料の評価を行った結果、940℃における熱処理が最も好ましいことがわかった。得られた微粉末を用いて焼結体を作製し、磁化ヒステリシス曲線測定による磁束線ピン止め力F_pの評価を行ったところ、通常のセラミックス法による試料よりも高いFpを示した。

已知Ag的添加可以有效提高氧化物超导体YBa_2Cu_3O_y的输运临界电流密度J_o和磁通线钉扎F_p。其原因被认为是Ag分布填充样品中的孔隙，改善了弱连接问题并改善了样品的颗粒取向和烧结程度。然而，在通过空气中的固相反应合成各元素的氧化物或碳酸盐的通常的固相法中，Ag在烧结过程中分散不均匀并且易于聚集。络合物聚合法是非晶络合物法的一种，以与目标陶瓷具有相同元素组成的复合聚合物络合物作为前体，然后通过后续的热处理合成具有所需组成的陶瓷。其优点是能够合成具有均匀的组成元素混合物且不引入杂质的物质。我们尝试以金属柠檬酸盐络合物和乙二醇聚合酯为原料，通过络合聚合方法制备YBa_2Cu_3Oy和Ag的复合超导体。合成中的问题是，当作为粘合剂的有机聚合物通过热处理分解和蒸发时，如果温度低，则分解和蒸发不能很好地进行，但如果太高，则YBa_2Cu_3Oy会分解，Ag会分解。是的。因此，在各种热处理温度下合成样品并通过X射线衍射、SEM观察等评估样品的结果，我们发现940℃下的热处理是最优选的。使用所获得的细粉末制造烧结体，并通过测量磁滞曲线来评价磁通线钉扎力F_p，其显示出比使用普通陶瓷方法制造的样品更高的Fp。

项目成果

勝山茂: "錯体重合法により作製したYBa_2Cu_3O_y-Agコンポジット超伝導体の物性" 粉体および粉末治金. 43. 211-214 (1996)

Shigeru Katsuyama：“复合聚合法制备的YBa_2Cu_3O_y-Ag复合超导体的物理性能”粉末与粉末冶金学43. 211-214（1996）。