溶液紡糸法による繊維状高温酸化物超伝導体の組織制御

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は層状構造を持つ酸化物超伝導体を溶液紡糸法により細い繊維状に合成し、その熱処理で組織制御を行い、繊維の形状的、内部構造的な特徴を有効に活かして配向性に優れた、高いJcをもつ良質なバルク体試料を合成する事を目的とする。また不純物をイオン状態で均一に分散させて有効なピン止め点を導入する事も目指した。始めにY,Ba.Cuの酢酸塩にPr,Eu,Ho,Zr,Ti及びRhの酢酸塩を含んだ均一溶液から直径250μmの前駆体繊維を作成し、部分溶融処理を検討した結果、高いJcを示したY_1Ba_2Cu_3O_x(123)と0.5wt%Rhの添加物及び(Y,Ho)_1Ba_2Cu_3O_xの部分溶解凝固処理における組織制御を検討した。これらの繊維の溶融凝固では211相と液相に分解する分部溶融温度、211相と液相の包晶反応により123相となる温度領域での冷却速度と123相の成長速度の制御が再現性良く高いJcを達成させる鍵となる。本繊維ではバルク体と比較して溶融温度は100℃低く包晶領域50℃/hで冷却し成長速度を30℃/hと1桁ほど速くする事により77K,OTでJc=10^4A/cm^2以上が得られ、Ho_<0.25>Y_<0.75>Ba_2Cu_3O_x繊維でバルク体の最高値に匹敵する77K,OTでJc=78000A/cm^2を達成す事ができた。次にY-123のできるだけ細い前駆体繊維を作成し、焼結した繊維のJcの直径依存性を調べた結果50μm以下の直径では直細なるに従いJcは低下した。細い繊維ではsheath-coreを示し表面相は過剰なBaとPtが検出された。雰囲気や焼結温度を検討して77K,OTでJc=10^3A/cm^2以上を示す直径26μmの繊維を作る事が出来た。