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公開番号2025016364
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-31
出願番号2024112616
出願日2024-07-12
発明の名称高温超伝導体
出願人現代自動車株式会社,HYUNDAI MOTOR COMPANY,起亞株式会社,KIA CORPORATION,ソウル大学校産学協力団,SEOUL NATIONAL UNIVERSITY R&DB FOUNDATION
代理人個人,個人,個人
主分類H01B 12/06 20060101AFI20250124BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ReBCO系超伝導体を構成するGdの一部をHoで置換して臨界温度の変化なしに臨界電流密度を向上させることができる高温超伝導体の提供。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る高温超伝導体は、ReBCO系高温超伝導体であって、ReBa₂Cu₃O_7-δで表され、前記ReはGd及びHoであることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ＲｅＢＣＯ系高温超伝導体であって、
ＲｅＢａ
２
Ｃｕ
３
Ｏ
７－δ
で表され、
前記ＲｅはＧｄ及びＨｏであることを特徴とする、高温超伝導体。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記超伝導体はＨｏ
ｘ
Ｇｄ
１－ｘ
Ｂａ
２
Ｃｕ
３
Ｏ
７－δ
で表され、
前記ｘは０＜ｘ＜１を満たし、
前記δはδ＜７を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の高温超伝導体。
【請求項３】
前記ｘは０．４≦ｘ≦０．６を満たすことを特徴とする、請求項２に記載の高温超伝導体。
【請求項４】
（Ｇｄ、Ｈｏ）ＢＣＯ系高温超伝導体であって、
Ｇｄの一部がＨｏで置換されたことを特徴とする、高温超伝導体。
【請求項５】
Ｈｏの置換量は、置換前のＧｄのモル量に対して４０～６０％であることを特徴とする、請求項４に記載の高温超伝導体。
【請求項６】
（Ｇｄ、Ｈｏ）ＢＣＯ系高温超伝導体を製造する方法であって、
Ｇｄ酸化物粉末、Ｂａ酸化物粉末、Ｃｕ酸化物粉末及びＨｏ酸化物粉末をそれぞれ準備する粉末準備ステップと、
準備されたＧｄ酸化物粉末、Ｂａ酸化物粉末及びＣｕ酸化物粉末を化学組成量に合わせて混合して混合粉末にするが、前記Ｇｄ酸化物粉末の一部をＨｏ酸化物粉末で置換して混合する混合ステップと、
準備された混合粉末を成形体に成形する成形ステップと、
前記成形体の炭素（Ｃ）の含有量を制御する第１次熱処理ステップと、
前記成形体を（Ｇｄ、Ｈｏ）ＢＣＯ系成形体に合成させる第２次熱処理ステップと、
前記成形体の結晶粒を成長させる第３次熱処理ステップと、
前記成形体の酸素（Ｏ）の含有量を制御する酸素熱処理ステップと、を含む、高温超伝導体の製造方法。
【請求項７】
前記混合ステップにおいて、
前記Ｈｏ酸化物粉末のうち、Ｇｄ酸化物粉末のＧｄの位置に置換されるＨｏの置換量は、Ｇｄのモル量に対して４０～６０％であることを特徴とする、請求項６に記載の高温超伝導体の製造方法。
【請求項８】
前記成形ステップは、前記混合粉末を加圧成形することを特徴とする、請求項６に記載の高温超伝導体の製造方法。
【請求項９】
前記成形ステップは、前記混合粉末を５～２０ＭＰａで加圧して成形することを特徴とする、請求項８に記載の高温超伝導体の製造方法。
【請求項１０】
前記第１次熱処理ステップは、
前記成形体を１０℃／ｍｉｎ以下の昇温速度で昇温する第１次昇温過程と、
前記成形体を８８０℃で２０時間以上維持する第１次維持過程と、
前記成形体を１０℃／ｍｉｎ以下の冷却速度で冷却する第１次冷却過程と、を含む、請求項６に記載の高温超伝導体の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温超伝導体に関し、より詳細には、ＲｅＢＣＯ系超伝導体を構成するＧｄの一部をＨｏで置換して臨界温度の変化なしに臨界電流密度を向上させることができる高温超伝導体に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
１９１１年、オランダ・ライデン大学のカメリン・オンネス（ＨｅｉｋｅＫａｍｅｒｌｉｎｇｈ－Ｏｎｎｅｓ）が、水銀の電気抵抗を測定する実験を行う中に、絶対温度４．２Ｋ（零下２６８．８℃）で電気抵抗が突然なくなる現象を発見し、これを起点として、高磁場が必要なアプリケーションでＮｂＴｉやＳｎＴｉなどの低温超伝導体が使用され始めた。
【０００３】
１９８７年、スイスのベドノールツ（ＪｏｈａｎｎｅｓＢｅｄｎｏｒｚ）とミュラー（ＫａｒｌＭｕｌｌｅｒ）によって高温超伝導体が発見された。以後、高温超伝導体の臨界温度及び臨界電流密度の向上のために盛んに研究が行われてきた。
【０００４】
高温超伝導体の代表的な組成は、ＢＳＣＣＯとＲｅＢＣＯがある。
【０００５】
２つの組成はいずれも、酸化銅（ＣｕＯｘｉｄｅ）内の酸素の含有量が化学的に不安定な状態（Ｎｏｎ－Ｓｔｏｉｈｉｏｍｅｔｒｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄ）であるため、製造及び使用時の酸素雰囲気の制御が重要である。
【０００６】
ＢＳＣＣＯの化学組成は、Ｂｉ
２
Ｓｒ
２
ＣｕＯ
６＋ｘ
／Ｂｉ
２
Ｓｒ
２
ＣｕＯ
８＋ｘ
／Ｂｉ
２
Ｓｒ
２
ＣｕＯ
１０＋ｘ
に区分され、酸化銅（Ｃｕ－Ｏｘｉｄｅ）内の酸素の含有量が高いほど臨界温度（Ｔｃ）が高くなる。このようなＢＳＣＣＯは、押出工程によって線材化され、ＮｂＴｉ及びＳｎＴｉを代替するために研究開発を進めているが、ＢＳＣＣＯの臨界電流を高めるためのテクスチャリング（Ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）制御のためにＡｇが使用されて価格的な部分を克服しなければならないという問題がある。
【０００７】
一方、ＲｅＢＣＯの化学組成は、ＲｅＢａ
２
Ｃｕ
３
Ｏ
７－δ
であり、ＢＳＣＣＯに比べて低い臨界温度を有するが、高い臨界電流を有することができる組成である。
【０００８】
しかし、ＲｅＢＣＯは、ＢＳＣＣＯとは異なり、集合組織によっては臨界電流が急速に減少するため、一般的に薄膜工程を活用して線材の製造を多く行っている。ＲｅＢＣＯにおけるＲｅは、レアアース（Ｒａｒｅｅａｒｔｈ）であって、代表的にＹ、Ｇｄがある。
【０００９】
そこで、出願人は、ＲｅＢＣＯ系合金であるＧｄＢＣＯの臨界電流密度を向上させる研究を進めており、希土類元素を特定の元素で置換する場合に臨界温度の変化なしに臨界電流密度を向上させることができることに着目して、希土類元素を置換する研究を行った。
【００１０】
上記の背景技術として説明された内容は、本発明に対する背景を理解させるためのものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者に既に知られている従来技術に該当することを認めるものと受け入れられてはならないであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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