酸化物超電導体の無容器溶融非平衡凝固プロセシング

氧化物超导体的无容器熔体非平衡凝固加工

基本信息

批准号：
08405050
负责人：
栗林一彦
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Institute of Space and Astronautical Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1997
项目状态：
已结题

项目摘要

包晶系状態図を示す酸化物超伝導体を融液の状態から冷却した場合、通常は初晶の晶出が優先し、包晶相の生成は包晶点における三相反応(包晶反応)を経なければならない。もしも融液を包晶点以下に過冷することができれば、そこでは包晶反応を経ることなく過冷融液から包晶相が直接晶出する可能性が生ずる。本研究では、このような過冷却を実現する手段として超音波/ガスジェット浮遊装置に炭酸ガスレーザーを組み込んだ浮遊炉を新たに構成し、上記の可能性の検証を行った。Nd系酸化物超伝導体であるNdBa2Cu307-Xを試料に用いた実験では、浮遊液滴の934℃までの過冷却と、その後の自発核生成が観察された。凝固組織は典型的なデンドライトであり包晶相(Nd123)の体積分立率は90%以上であった。自発核生成試料と種々の温度で強制的に核生成させた試料のX線回折パターンは包晶点(1084℃)を境に大きく変化し、Nd123の分率は包晶点以下で増大することが明らかとなった。このことは、凝固組織はデンドライトであることと併せて考えると包晶点以下に過冷却されることにより包晶反応を経ることなく液相から直接Nd123は晶出したことを裏付けているといえる。さらにメルト組成を変える(Cu、Baをリッチにする)ことは123相の体積分率を増大させる等、本手法は酸化物超伝導体等の機能性物質の非平衡生成プロセシングに極めて有効であることが明らかとなった。また本手法を他の系(Sm、Y系等)へ適用したところ、Sm系では同様の結果を得たものの、Y系では211相、123相とBaとCuの酸化物が混在した通常の凝固時とほとんど変わらない組織であった。原因としてはメルト中のRE元素の固溶量の違いに加えてBaサイトのRE元素による置換の有無が考えられるが、詳細にはそれぞれの相の凝固速度の過冷度依存性等のさらなる検討が必要である。

当从熔体状态下冷却显示观点系统相位图的氧化物超导体时，主要晶体的结晶通常需要优先，并且直体相的形成必须在phimenticic点处进行三相反应（角度反应）。如果将熔体超过脑周围的熔体冷冻，则可能性脑相可能直接从超冷的熔体中结晶而不会发生腹膜内反应。在这项研究中，作为实现这种过冷的一种手段，构建了浮动炉，其中将二氧化碳激光器纳入了超声/气射流浮动装置，并验证了上述可能性。在使用NDBA2CU307-X的实验中，基于ND的氧化物超导体作为样品，将浮液液滴过冷至934°C，并观察到随后的自发成核。固化组织是典型的树突，perithisattachy相（ND123）的体积分数为90％或更多。发现自发成核样品的X射线衍射模式和被迫在各种温度下成核的样品的X射线衍射模式从凝聚点（1084°C）发生显着变化，而ND123的比例则增加了偏置点以下。这证实，当考虑凝固结构为树突时，ND123直接从液相结晶而不会进行直体反应，因为它被过冷在直体下方。此外，更改熔体组成（使Cu和Ba富集）增加了123个阶段的体积分数，并且已经揭示了该技术在处理诸如氧化物超导体等功能材料的非平衡形成方面非常有效。此外，当将此方法应用于其他系统（SM，Y等）时，尽管获得了SM系统的结果相同的结果，但该结构几乎与正常凝固过程中的结构几乎相同，在正常凝固过程中，在Y系统中将BA和CU的211阶段和123阶段和123阶段和氧化物混合在一起。原因可能是熔体中元素的固体解决方案量的差异，以及BA位点是否被RE元素取代，但是对于诸如每个阶段在过冷水平上的凝固率的依赖性依赖性的细节是必要的。