HIP相図を利用した高温超電導体の酸素HIPによる作製

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本研究によって得られた新たな知見の成果は、YBaCuO系の相図を酸素分圧(Po)と全圧(Pt)を分け、O_2ーHIPにより相図を作成した。すなわちPtーPoーT(温度)の三次元の相図を作成することに成功した。これによると、確かに最近出された、スイスETHのKarpinskiらの相図は、三次元空間の内のPt=Poという一つの平面の場合を表すにすぎないことが判明した。すなわち(123+CuO)系への反応は1150Kから1350Kにかけ温度によらず、Poのみの関数であることが判明した。一方(123.5+CuO)系から(124)系から(124)系の反応もKarpinskiからの相図ではPoにより影響される、とされていたが本研究により、Ptにも影響されることが判明した。(123+CuO)系から(124)系の相変化は酸化還元の反応であり、Poに影響されるが、(123.5+CuO)系から(124)系の場合は分解と体積変化がありPo及びPtに影響されるということが判明した。又、本実験では、Quenchingを行うことにより、高温相を安定化させ、それによりより一層正確な相図の作成が可能となった。このQuenching法は本研究中に開発された冷却方法で、圧力媒体の流体を断熱膨張させ、それにより相変化を起こさない温度領域(1000K以下)に2分程で約3K/sの速さで一気に冷却させた。また、BiSrCaCu系の場合の合成は半溶融状態での合成が高能率であることが知られているが、HIP相図を使い、高Poによって半溶融状態を完全溶融に移すことなく、高温化することにより、高能率の合成に成功した。これらの研究は、今後も継続される予定である。特にHIP相図の研究は、今後益々に重要になってくると思われる。