氧化物超导材料制造用的原料溶液以及氧化物超导材料的制造方法与流程

本发明涉及氧化物超导材料制造用的原料溶液以及氧化物超导材料的制造方法。本申请要求2021年9月6日提交的日本专利申请、即日本特愿2021-144693号的优先权。该日本专利申请所记载的全部记载内容通过参照而引用到本说明书中。

背景技术：

1、作为氧化物超导材料的制造方法的制造方法之一，有被称为金属有机分解法(metal organic decomposition，简称mod法)的方法。该方法是如下方法：在将使有机金属化合物溶解于溶剂而制造的原料溶液(以下也称为“mod溶液”)涂敷于基板之后，在500℃附近进行热处理(以下也称为预烘烤)使其热分解，将得到的热分解物(以下也称为“预烘烤膜”)进一步以高温(例如在800℃附近)进行热处理(以下也称为主烘烤)，由此进行结晶化，制造超导材料。该mod法与主要在真空中制造的气相法(蒸镀法、溅射法、脉冲激光蒸镀法等)相比，具有制造设备简单、并且容易应对大面积和复杂的形状等特征。

2、关于上述mod法，非专利文献1(水田等，“利用金属有机分解法进行的超导膜的合成”，日本化学会志，1997，no.1，第11-23页)公开了使用使稀土元素、钡和铜的各有机金属化合物溶解于吡啶与丙酸的比为5∶3的混合溶剂，蒸发干固之后，进一步使其溶解于甲醇的原料溶液。

3、此外，专利文献1(日本特开2012-12247号公报)公开了使用将如非专利文献1那样得到的蒸发干固物代替甲醇而溶解于甲醇、1-丁醇和水的混合溶剂的原料溶液。进而，专利文献2(日本特开2011-253764号公报)公开了使用添加有盐酸作为氯源的原料溶液，专利文献3(日本特开2013-122847号公报)和专利文献4(日本特开2015-165502号公报)公开了使用添加有氯化铵作为氯源的原料溶液。此外，专利文献5(国际公开2018/163501号)公开了通过使用上述的原料溶液的金属有机分解法制造的氧化物超导材料的结构和特性。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特开2012-12247号公报；

7、专利文献2：日本特开2011-253764号公报；

8、专利文献3：日本特开2013-122847号公报；

9、专利文献4：日本特开2015-165502号公报；

10、专利文献5：国际公开2018/163501号。

11、非专利文献

12、非专利文献1：水田等，“利用金属有机分解法进行的超导膜的合成”，日本化学会志，1997，no.1，第11-23页。

技术实现思路

1、本发明的一个方式的原料溶液在使用金属有机分解法的氧化物超导材料的制造中使用。该原料溶液包含碳数为1以上且4以下的稀土元素羧酸盐、碳数为1以上且4以下的钡羧酸盐及碳数为1以上且4以下的铜羧酸盐作为溶质，该原料溶液包含水、碳数为1以上且4以下的两种以上的醇、碳数为1以上且4以下的羧酸及碱性有机溶剂作为溶剂。

2、本发明的一个方式的氧化物超导材料的制造方法包括：准备上述方式的原料溶液的工序；在基板上涂敷并干燥该原料溶液而形成涂膜的工序；加热该涂膜，使涂膜中的上述稀土元素羧酸盐、上述钡羧酸盐及上述铜羧酸盐热分解，除去有机成分，由此形成预烘烤膜的工序；以及加热该预烘烤膜，使预烘烤膜结晶化，由此形成氧化物超导材料的工序。

技术特征：

1.一种原料溶液，其在使用金属有机分解法制造氧化物超导材料的过程中使用，

2.根据权利要求1所述的原料溶液，其中，所述稀土元素羧酸盐、所述钡羧酸盐及所述铜羧酸盐中的至少一种羧酸盐是碳数为2以上且3以下的单羧酸盐。

3.根据权利要求1所述的原料溶液，其中，所述稀土元素羧酸盐、所述钡羧酸盐及所述铜羧酸盐中的至少一种羧酸盐是碳数为2以上且4以下的二羧酸盐。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的原料溶液，其中，所述醇包含碳数为1以上且2以下的醇和碳数为3以上且4以下的醇。

5.根据权利要求4所述的原料溶液，其中，所述碳数为1以上且2以下的醇与所述碳数为3以上且4以下的醇的体积比在5∶1～1∶5的范围内。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的原料溶液，其中，所述羧酸是碳数为2以上且3以下的单羧酸。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的原料溶液，其中，所述碱性有机溶剂为包含氮原子的有机化合物。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的原料溶液，其中，在所述溶剂中，所述水的含有比例为10体积％以上且30体积％以下，所述醇的含有比例为20体积％以上且80体积％以下，所述羧酸和所述碱性有机溶剂的合计的含有比例为10体积％以上且50体积％以下。

9.一种氧化物超导材料的制造方法，包括：

10.根据权利要求9所述的氧化物超导材料的制造方法，其中，在准备所述原料溶液的工序之后且在形成所述涂膜的工序之前还包括过滤所述原料溶液的工序。

技术总结
原料溶液包含碳数为1以上且4以下的稀土元素羧酸盐、碳数为1以上且4以下的钡羧酸盐及碳数为1以上且4以下的铜羧酸盐作为溶质，包含水、碳数为1以上且4以下的两种以上的醇、碳数为1以上且4以下的羧酸及碱性有机溶剂作为溶剂。氧化物超导材料的制造方法包括：准备原料溶液的工序；由原料溶液形成涂膜的工序；加热涂膜而形成预烘烤膜的工序；以及加热预烘烤膜而形成氧化物超导材料的工序。

技术研发人员：本田元气,永石龙起,山口岩,真部高明,松井浩明
受保护的技术使用者：住友电气工业株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17