CN107112108B - 氧化物超导块状磁铁 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氧化物超导块状磁铁，其即使在高磁场强度条件下，也可以防止超导块体的破损，而且在超导块体表面可以获得充分的总磁通量；所述氧化物超导块状磁铁的特征在于：具有由板状的氧化物超导块体、和配置于层叠的氧化物超导块体之间的高强度补强构件形成的氧化物超导块状层叠体，在氧化物超导块状层叠体的外周设置有外周补强构件。

Description

氧化物超导块状磁铁
技术领域
本发明涉及一种具有氧化物超导块体和补强材料的氧化物超导块 状磁铁。
背景技术
在单晶状REBa2Cu3O7-x(RE为稀土类元素)相中分散有RE2BaCuO5相的氧化物超导材料由于具有高临界电流密度(以下有时也表示为 “Jc”)，因而能够作为采用磁场中的冷却和脉冲磁化进行励磁，便可以 产生强有力的磁场的超导块状磁铁加以使用。
超导块状磁铁虽然具有可以在紧凑的空间产生非常强有力的磁场 这一优良的特点，但由于将非常强有力的磁场约束在紧凑的空间，因而 在超导块体内部作用有较大的电磁应力。该电磁应力由于以使被约束的 磁场扩展的方式发挥作用，因而也被称之为环箍应力。在5～10T级的 强磁场的情况下，作用的电磁应力有时也超过超导块体本身的材料机械强度，其结果是，超导块体有可能发生破损。如果超导块体发生破损， 则超导块体变得不能产生强磁场。
只要能够防止因电磁应力引起的超导块体的破损，就可以有效地利 用紧凑且强磁场这一超导块状磁铁的特点，从而在小型NMR(Nuclear Magnetic Resonance：核磁共振)用磁铁构件和利用了磁力的药物输送 系统等采用磁铁的应用中，可以期待在设备的高性能化和设备的小型轻 量化上起作用。
为了防止因电磁力引起的超导块体的破损，例如在专利文献1中， 提出了一种由圆柱状超导块体和包围该超导块体的金属环构成的超导 块状磁铁。通过设计为这样的构成，冷却时因金属环产生的压缩应力施 加在超导块体上，该压缩应力具有减轻电磁应力的效果，因而可以抑制 超导块体的开裂。这样一来，专利文献1示出了可以防止圆柱状超导块体的破损。
可是，为了使用通常的大小(例如直径为40～100mm左右)的单 晶状氧化物超导材料，通过磁化而产生高强度的磁场，将各自的单晶状 氧化物超导材料设计为环形状，从而在其内部产生强磁场也是有效的。 此时，将它们的内周以及外周轴合在一起并进行层叠是更加有效的。
一般地说，通过将圆盘状上的块状材料加工成环形状，便可以在环 内的内侧利用比较高强度且均匀的磁场。由此，便可以在要求特别高的 均匀度的NMR和MRI(MagneticResonance Imaging：磁共振成像)等 方面加以应用。
另外，在专利文献2中，公开了一种超导磁场发生元件，其组合7 个六边形超导块体，在其周围配置由纤维强化树脂等构成的补强构件， 进而在其外周配置由不锈钢或铝等金属构成的支持构件。
在专利文献3中，公开了一种由结晶轴的c轴方向的厚度为0.3～ 15mm的环状块超导体层叠而成的氧化物超导块状磁铁。
另外，在专利文献4中，公开了一种由外周和内周被补强过的多个 环状超导体层叠而成的超导块状磁铁。
再者，在专利文献5中，公开了一种由在半径方向具有多重环结构 的超导体层叠而成的超导块状磁铁。
另外，在专利文献6中，公开了一种一个块体的外周以及上下面被 补强过的块状磁铁。
在专利文献7中，公开了一种块状磁铁，其在杯状传导构件的内部 放置高温超导体，且具有夹持在多个高温超导体之间的传导构件。然而， 在专利文献7的图3中，虽然通过传导构件17b和高温超导体的接触而 传热，但没有显示出超导块体的对电磁力的补强的概念。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-335120号公报
专利文献2：日本特开平11-284238号公报
专利文献3：日本特开平10-310497号公报
专利文献4：日本特开2014-75522号公报
专利文献5：国际公开第2011/071071号
专利文献6：日本特开2014-146760号公报
专利文献7：日本特开2002-006021号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在专利文献1～7所示的现有技术中，存在无法稳定地俘获 高磁场(例如10T级：6～10T)的问题。
本发明的目的在于：解决该问题，从而提供一种氧化物超导块状磁 铁，其即使在用于确保所需要的磁场区域的高磁场强度条件下，也可以 防止超导块体的破损，而且在超导块体表面可以获得充分的总磁通量。
另外，本发明的目的还在于：提供一种氧化物超导块状磁铁，其在 将各自的单晶状氧化物超导材料设计为环形状、从而于其内部产生强磁 场的情况下，即使在用于确保所需要的高磁场区域的高磁场强度条件 下，也可以防止超导块体的破损，而且在环内部可以获得充分的总磁通 量，进而磁场的均匀性较高。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题，本发明人进行了潜心的研究，结果发现：通 过将多个氧化物超导块体层叠在一起，并在各个氧化物超导块体之间以 结合或者粘接的方式配置高强度补强构件而使其复合材料化，从而将较 低强度的氧化物超导体补强而使其高强度化，由此即使在强磁场下，也 可以防止超导块体的破损，以致完成了本发明。此外，下面也将由氧化 物超导块体和高强度补强构件结合或者粘接而成的层叠体称之为“氧 化物超导块状层叠体”，下面也将由环状氧化物超导块体和高强度补强 构件结合或者粘接而成的氧化物超导块状磁铁称之为“有孔的氧化物 超导块状层叠体”。
另外，以前仅报告了因电磁的应力而发生破坏的现象，但本发明人 在研究的过程中，查明了即使因称之为失超(quench)的现象也会引起 破坏。
在将超导线材卷绕成卷材而制作的超导磁铁中，失超即使在金属系 以及氧化物超导线材中也是为人所知的，并采取了与稳定化金属的复合 加工等对策，但是，这样的失超现象在RE系块状磁铁中，几乎不为人 所知。可以认为其原因在于：在为RE2BaCuO5相分散于单晶状 REBa2Cu3O7-x相中的氧化物超导材料的情况下，由于超导电流通路的自 由度较大等理由，失超在大约10K以下的低温区域可以观测到，但在大 约20K以上的高温区域不能观测到，而且在线材卷材磁铁等中发生的因 失超引起的破损也不会产生。
然而，通过本发明人的研究，新近掌握了即使在块状磁铁中，磁化 过程和升温过程等的局部发热(磁通的移动)也成为诱因而产生局部的 临界电流密度Jc的降低，该临界电流密度Jc的降低进一步带来发热(磁 通的移动)，这样的循环在极短时间内发生，俘获的磁场的能量变为热 而瞬时释放出来，从而因此时的热冲击等而可能发生破损。因此，在如上述那样进行对电磁应力的补强之后，需要能够进一步抑制因失超引起 的块状磁铁的破损。
本发明的要旨如下所述。
(1)一种氧化物超导块状磁铁，其特征在于，其具有：
氧化物超导块状层叠体，其由在单晶状RE1Ba2Cu3Oy(RE为选自Y 或者稀土类元素之中的1种或者2种以上的元素，6.8≤y≤7.1)中分散 有RE2BaCuO5的多个板状氧化物超导块体、和配置于层叠的所述氧化 物超导块体之间的1个以上的高强度补强构件形成；以及
1个以上的外周补强构件，其设置于所述氧化物超导块状层叠体的 外周；
其中，所述氧化物超导块体与所述高强度补强构件结合或者粘接在 一起。
(2)根据上述(1)所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所 述高强度补强构件与所述外周补强构件结合或者粘接在一起。
(3)根据上述(1)或(2)所述的氧化物超导块状磁铁，其特征 在于：所述氧化物超导块体与所述外周补强构件结合或者粘接在一起。
(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的氧化物超导块状磁铁， 其特征在于：所述高强度补强构件在室温下的抗拉强度为80MPa以上。
(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的氧化物超导块状磁铁， 其特征在于：所述高强度补强构件的热传导系数为20W/(m·K)以上。
(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的氧化物超导块状磁铁， 其特征在于：所述外周补强构件一体地设置在氧化物超导块状层叠体的 外周。
(7)根据上述(1)～(5)中任一项所述的氧化物超导块状磁铁， 其特征在于：所述外周补强构件在所述氧化物超导块状层叠体的层叠方 向被分割成多个。
(8)根据上述(7)所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：相 邻的所述外周补强构件通过所述高强度补强构件的分隔而配置。
(9)根据上述(1)～(8)中任一项所述的氧化物超导块状磁铁， 其特征在于：所述外周补强构件在室温下的抗拉强度为80MPa以上。
(10)根据上述(1)～(8)中任一项所述的氧化物超导块状磁铁， 其特征在于：所述外周补强构件的热传导系数为20W/(m·K)以上。
(11)根据上述(1)～(10)中任一项所述的氧化物超导块状磁 铁，其特征在于：在所述氧化物超导块状层叠体的最上面和/或最下面 配置有所述高强度补强构件。
(12)根据上述(11)所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于： 在所述氧化物超导块状层叠体的最上面和/或最下面配置的至少1个所 述高强度补强构件的厚度比在所述氧化物超导块体之间配置的所述高 强度补强构件的厚度更厚。
(13)根据上述(11)或(12)所述的氧化物超导块状磁铁，其特 征在于：在所述氧化物超导块状层叠体的最上面以及最下面配置的所述 高强度补强构件与所述外周补强构件结合或者粘接在一起。
(14)根据上述(1)～(13)中任一项所述的氧化物超导块状磁 铁，其特征在于：在所述外周补强构件的外侧进一步具有第2外周补强 构件。
(15)根据上述(14)所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于： 所述第2外周补强构件在室温下的抗拉强度为80MPa以上。
(16)根据上述(14)或(15)所述的氧化物超导块状磁铁，其特 征在于：所述第2外周补强构件的热传导系数为20W/(m·K)以上。
(17)根据上述(1)～(16)中任一项所述的氧化物超导块状磁 铁，其特征在于：所述氧化物超导块体以及所述高强度补强构件呈环状， 所述氧化物超导块状层叠体为有孔的结构。
(18)根据上述(17)所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于： 内周补强构件一体地设置在所述氧化物超导块状层叠体的内周。
(19)根据上述(17)所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于： 在所述氧化物超导块状层叠体的内周，设置有于所述氧化物超导块状层 叠体的层叠方向被分割成多个的内周补强构件。
(20)根据上述(19)所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于： 相邻的所述内周补强构件通过所述高强度补强构件的分隔而配置。
(21)根据上述(18)～(20)中任一项所述的氧化物超导块状磁 铁，其特征在于：所述内周补强构件在室温下的抗拉强度为80MPa以 上。
(22)根据上述(18)～(21)中任一项所述的氧化物超导块状磁 铁，其特征在于：所述内周补强构件的热传导系数为20W/(m·K)以 上。
(23)根据上述(18)～(22)中任一项所述的氧化物超导块状磁 铁，其特征在于：在所述氧化物超导块状层叠体的最上面和/或最下面， 结合或者粘接着所述高强度补强构件，所述高强度补强构件也与设置于 所述氧化物超导块状层叠体内周的内周补强构件结合或者粘接在一起。
(24)根据上述(18)～(23)中任一项所述的氧化物超导块状磁 铁，其特征在于：在所述内周补强构件的内侧进一步具有第2内周补强 构件。
(25)根据上述(24)所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于： 所述第2内周补强构件在室温下的抗拉强度为80MPa以上。
(26)根据上述(24)或(25)所述的氧化物超导块状磁铁，其特 征在于：所述第2内周补强构件的热传导系数为20W/(m·K)以上。
(27)根据上述(17)～(26)中任一项所述的氧化物超导块状磁 铁，其特征在于：所述氧化物超导块体各自的结晶轴的c轴方向与所述 氧化物超导块体的内周轴大致一致，而且所述各氧化物超导块体彼此之 间的结晶轴的a轴方向在规定的角度范围内错开而层叠在一起。
(28)根据上述(17)～(27)中任一项所述的氧化物超导块状磁 铁，其特征在于：所述有孔的氧化物超导块状层叠体中的所述环形状的 氧化物超导块体具有内周轴一致的多重环结构。
发明的效果
正如以上所说明的那样，根据本发明，可以提供一种即使在用于确 保高磁场区域的高磁场强度条件下，也可以防止因电磁的应力以及失超 引起的超导块体的破损，从而可以产生强磁场的超导块状磁铁。另外， 还可以提供一种在将单晶状氧化物超导材料设计为环形状的情况下，可 以在环内部获得充分的总磁通量，进而磁场的均匀性较高的氧化物超导 块状磁铁。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的氧化物超导块状磁铁的一个例子 的概略分解立体图。
图2是表示该实施方式的氧化物超导块状磁铁的其它构成例的概略 分解立体图，示出了在氧化物超导块状层叠体的最上面和最下面结合着 高强度补强构件的例子。
图3A是表示该实施方式的氧化物超导块状磁铁的其它构成例的概 略分解立体图，示出了最上部和最下部的高强度补强构件的厚度比其它 高强度补强构件的厚度增厚的例子。
图3B是图3A的变形例，示出了最上部和最下部的高强度补强构 件的大小比其它高强度补强构件更大的例子。
图3C是表示高强度补强构件的外径比与高强度补强构件结合在一 起的氧化物超导块体的外径更大、且以平行于中心轴的面将具有分割的 多个外周环的氧化物超导块状磁铁的氧化物超导块状磁铁切断这一状 态的剖视图。
图3D是表示以平行于中心轴的面将外周补强环在径方向具有二重 结构、且内侧的外周补强环的内径比高强度补强构件的外径小的氧化物 超导块状磁铁切断这一状态的剖视图。
图4是表示该实施方式的氧化物超导块状磁铁的其它构成例的概略 分解立体图，示出了矩形的高强度补强构件和矩形的氧化物超导块体交 互层叠在一起的例子。
图5是表示该实施方式的氧化物超导块状磁铁的其它构成例的概略 分解立体图，示出了六边形的高强度补强构件和六边形的氧化物超导块 体交互层叠在一起的例子。
图6A是表示实施例1的氧化物超导块状磁铁的概略分解立体图。
图6B是表示作为比较材的氧化物超导块状磁铁的概略分解立体 图。
图6C是表示以平行于中心轴的面将图6A所示的氧化物超导块状 磁铁切断这一状态的剖视图。
图6D是表示以平行于中心轴的面将图6B所示的比较材的氧化物 超导块状磁铁切断这一状态的剖视图。
图7A是表示实施例2的氧化物超导块状磁铁的概略分解立体图。
图7B是表示作为比较材的氧化物超导块状磁铁的概略分解立体 图。
图7C是表示以平行于中心轴的面将图7A所示的氧化物超导块状 磁铁切断这一状态的剖视图。
图7D是表示以平行于中心轴的面将图7B所示的比较材的氧化物 超导块状磁铁切断这一状态的剖视图。
图7E是表示与试验No.2-2相对应的氧化物超导块状磁铁的构成的 概略分解立体图。
图7F是表示以平行于中心轴的面将图7E所示的氧化物超导块状磁 铁切断这一状态的剖视图。
图7G是表示以平行于中心轴的面将外周补强环在径方向具有二重 结构、且内侧的外周补强环的内径比高强度补强构件的外径小的氧化物 超导块状磁铁切断这一状态的剖视图。
图7H是表示以平行于中心轴的面将外周补强环为一重结构的氧化 物超导块状磁铁切断这一状态的剖视图。
图8A是表示实施例3的氧化物超导块状磁铁的概略分解立体图。
图8B是表示作为比较材的氧化物超导块状磁铁的概略分解立体 图。
图9A是表示本发明的第1实施方式的环形状的氧化物超导块状磁 铁的一个例子的概略分解立体图。
图9B是图9A所示的氧化物超导块状磁铁的局部剖视图。
图9C是该实施方式的氧化物超导块状磁铁的变形例，示出了沿着 氧化物超导块状磁铁的中心轴线切断时的局部剖视图(超导块体的外径 不同，外周补强环的外形相同)。
图9D是该实施方式的氧化物超导块状磁铁的变形例，示出了沿着 氧化物超导块状磁铁的中心轴线切断时的局部剖视图(超导块体的外径 不同，外周补强环的外周面有阶梯)。
图9E是该实施方式的氧化物超导块状磁铁的变形例，示出了沿着 氧化物超导块状磁铁的中心轴线切断时的局部剖视图(超导块体的外径 不同，外周补强环的外周面呈锥形形状)。
图10A是表示本发明的第2实施方式的超导块状磁铁的一个例子的 概略分解立体图，示出了在有孔的氧化物超导块状层叠体的上下面结合 着高强度补强构件的例子。
图10B是表示该实施方式的外周补强环、高强度补强构件以及有孔 的氧化物超导块状层叠体的位置关系的例子的局部剖视图。
图10C是本实施方式的氧化物超导块状磁铁1000的变形例，示出了沿 着氧化物超导块状磁铁1000的中心轴线切断时的局部剖视图。
图10D是表示该实施方式的(多个)外周补强环、高强度补强构件 以及有孔的氧化物超导块状层叠体的位置关系的例子的图。
图11是表示本发明的第3实施方式的有孔的氧化物超导块状层叠 体的一个例子的概略分解立体图，示出了上下面的高强度补强构件的厚 度比其它高强度补强构件的厚度加厚的例子。
图12是表示本发明的第4实施方式的有孔的氧化物超导块状层叠 体的一个例子的概略分解立体图，示出了环形状的高强度补强构件的内 径比环形状的氧化物超导块体的内径小的例子。
图13A是表示本发明的第5实施方式的有孔的氧化物超导块状层叠 体的一个例子的概略分解立体图，示出了环形状的高强度补强构件的内 径比环形状的氧化物超导块体的内径小、且配置有内周补强环的例子。
图13B是表示该实施方式的内周补强环、高强度补强构件和环形状 的氧化物超导块体的位置关系的例子的局部剖视图。
图13C是表示该实施方式的内周补强环、高强度补强构件和环形状 的氧化物超导块体的位置关系的例子的局部剖视图。
图13D是表示该实施方式的内周补强环、高强度补强构件和环形状 的氧化物超导块体的位置关系的例子的局部剖视图。
图13E是表示该实施方式的内周补强环、高强度补强构件和环形状 的氧化物超导块体的位置关系的例子的局部剖视图。
图14A是表示本发明的第6实施方式的有孔的氧化物超导块状层叠 体的一个例子的表示位置关系的例子的局部剖视图，示出了内周补强环 在径方向具有二重结构、且外侧的内周补强环的外径比与之接触的高强 度补强构件的内径大的例子。另外，也示出了高强度补强构件的外径比 与该高强度补强构件结合或者粘接在一起的至少任一方的所述氧化物 超导块体的外径更大的例子。
图14B是表示外周补强环在径方向具有二重结构，且内侧的外周补 强环的内径比与之接触的高强度补强构件的外径小的例子的局部剖视 图。
图14C是表示外周补强环以及内周环在径方向具有二重结构，内侧 的外周补强环的内径比与之接触的高强度补强构件的外径小，且外侧的 内周补强环的外径比与之接触的高强度补强构件的内径大的例子的局 部剖视图。
图15是表示超导块状材料的结晶学方位的波动的说明图。
图16A是表示本发明的第7实施方式的有孔的氧化物超导块状层叠 体的一个例子的概略分解立体图，示出了环形状的氧化物超导块体呈多 重环结构的例子。
图16B是表示该实施方式的多重环形状超导块体的一个例子的俯 视图。
图16C是表示该实施方式的多重环形状超导块体的其它一个例子 的俯视图。
图16D是表示该实施方式的多重环形状超导块体的其它一个例子 的俯视图。
图17A是实施例1的有孔的氧化物超导块状层叠体的概略分解立体 图。
图17B是比较材相对于实施例1的概略分解立体图。
图17C是将图17A的氧化物超导块状层叠体沿着中心轴线切断时 的剖视图。
图17D是将图17B的氧化物超导块状层叠体沿着中心轴线切断时 的剖视图。
图18A是实施例2的有孔的氧化物超导块状层叠体的概略分解立体 图。
图18B是比较材相对于实施例2的概略分解立体图。
图18C是将图18A的氧化物超导块状层叠体沿着中心轴线切断时 的剖视图。
图18D是将图18B的氧化物超导块状层叠体沿着中心轴线切断时 的剖视图。
图19A是实施例3的有孔的氧化物超导块状层叠体的概略分解立体 图。
图19B是比较材相对于实施例3的概略分解立体图。
图19C是将图19A的氧化物超导块状层叠体沿着中心轴线切断时 的剖视图。
图19D是将图19B的氧化物超导块状层叠体沿着中心轴线切断时 的剖视图。
图20A是实施例3的有孔的氧化物超导块状层叠体的概略分解立体 图。
图20B是比较材相对于实施例3的概略分解立体图。
图20C是将图20A的氧化物超导块状层叠体沿着中心轴线切断时 的剖视图。
图20D是将图20B的氧化物超导块状层叠体沿着中心轴线切断时 的剖视图。
图21A是表示实施例5的有孔的氧化物超导块状层叠体的概略分解 立体图。
图21B是比较材相对于实施例5的概略分解立体图。
图22A是将实施例10的一方式的本发明的氧化物超导层叠体磁铁 沿着中心轴线切断时的剖视图。
图22B是将实施例10的其它方式的本发明的氧化物超导层叠体磁 铁沿着中心轴线切断时的剖视图。
图22C是将实施例10的比较例的氧化物超导层叠体磁铁沿着中心 轴线切断时的剖视图。
具体实施方式
下面参照附图，就本发明优选的实施方式进行详细的说明。
本实施方式的氧化物超导块状磁铁所使用的氧化物超导块体(以下 也简称为“超导块体”)具有在单晶状REBa2Cu3O7-x中分散着以 RE2BaCuO5相(211相)等为代表的非超导相的组织，特别优选为具有 微细分散的组织的块状材料(所谓QMG(注册商标)材料)。在此，所谓单晶状，意味着不是完美的单晶，也包含具有小倾角晶界等在实用上 无妨的缺陷的晶体。REBa2Cu3O7-x相(123相)以及RE2BaCuO5相(211 相)中的RE为由Y、La、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、 Lu构成的稀土类元素以及它们的组合，含有La、Nd、Sm、Eu、Gd的 123相有时也处于偏离1:2:3的化学计量组成、且Ba部分置换RE的位 点的状态。另外，在作为非超导相的211相中，为人所知的也是La、 Nd与Y、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu有些不同，金属 元素之比为非化学计量的组成，或者晶体结构不同。
上述Ba元素的置换具有使临界温度降低的倾向。另外，在氧分压 更小的环境下，具有抑制Ba元素的置换的倾向。
123相是通过211相、与由Ba和Cu的复合氧化物构成的液相的包 晶反应：
211相+液相(Ba和Cu的复合氧化物)→123相 而形成的。而且通过该包晶反应形成123相的温度(Tf：123相生成温 度)大致与RE元素的离子半径相关联，伴随着离子半径的减少，Tf也 降低。另外，伴随着低氧气氛以及Ag的添加，Tf具有降低的倾向。
211相微细分散于单晶状的123相中的材料是在123相结晶生长时， 因未反应的211晶粒残留于123相中而形成。也就是说，上述块状材料 是通过用
211相+液相(Ba和Cu的复合氧化物)→123相+211相 表示的反应而形成的。
块状材料中的211相的微细分散从提高临界电流密度Jc的角度考虑 是极其重要的。通过微量添加Pt、Rh或者Ce之中的至少1种，从而抑 制半熔融状态(由211相和液相构成的状态)下的211相的晶粒生长， 结果使材料中的211相微细化至大约1μm左右。211相的微细分散状况 可以在对试料进行镜面研磨后，采用光学显微镜进行确认。
从出现微细化效果的量以及材料成本的角度考虑，添加量优选的 是：Pt为0.2～2.0质量％，Rh为0.01～0.5质量％，Ce为0.5～2.0质量 ％。添加的Pt、Rh、Ce一部分固溶于123相中。另外，未能固溶的元 素形成与Ba或Cu的复合氧化物而散布在材料中。
另外，构成磁铁的块状氧化物超导体即使在磁场中，也必须具有高 临界电流密度(Jc)。为了满足该条件，需要成为超导弱连接的不包含大 倾角晶界的单晶状的123相。为了具有更高的Jc特性，需要用于阻止 磁通移动的钉扎中心(pinning center)。作为该钉扎中心发挥作用的是微 细分散的211相，优选的是更细且大量分散的211相。如前所述，Pt、 Rh和Ce具有促进该211相的微细化的作用。另外，作为钉扎位点， BaCeO3、BaSiO3、BaGeO3、BaSnO3等的可能性是为人所知的。另外， 211相等非超导相通过微细分散于容易解理的123相中，从而使超导体 机械强化，并承担能够作为块状材料的重要作用。
123相中211相的比例从Jc特性以及机械强度的角度考虑，优选为 5～35体积％。另外，在材料中，一般含有5～20体积％的50～500μm 左右的孔隙(气泡)，在进一步添加Ag的情况下，则根据添加量的不同， 含有超过0体积％且在25体积％以下的1～500μm左右的Ag或者Ag 化合物。
另外，晶体生长后的材料的氧缺位量(x)为0.5左右时，显示出半 导体性质的电阻率随温度的变化。根据各RE系的不同，通过在氧气氛 中于350℃～600℃下对其退火100小时左右，氧便吸取进入材料中，氧 缺位量(x)变为0.2以下，从而显示出良好的超导特性。此时，在超导 相中形成孪晶结构。然而，包含该结构在内，在此称之为单晶状。
下面沿着附图，就本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本实施方式的氧化物超导块状磁铁100的一个例子的概 略分解立体图。本实施方式的氧化物超导块状磁铁100如图1所示，由 圆板状氧化物超导块体110、圆板状高强度补强构件120以及外周补强 环130构成。
在本实施方式中，作为氧化物超导块体110，设置有3个超导块体 111、113、115，作为高强度补强构件120，设置有2个高强度补强构件 121、123。氧化物超导块体110和高强度补强构件120在圆板的中心轴 线方向交互层叠在一起。
例如如图1所示，在超导块体111、113之间配置有高强度补强构 件121，在超导块体113、115之间配置有高强度补强构件123。层叠的 氧化物超导块体110和高强度补强构件120优选结合或者粘接在一起。 这样便形成氧化物超导块状层叠体(110+120)。另外，在其外周设置 有中空的外周补强构件即外周补强环130，并处于嵌合的状态。外周补 强环130优选与高强度补强构件120结合或者粘接在一起。再者，外周 补强环130也可以与氧化物超导块体110结合或者粘接在一起。这样便 形成氧化物超导块状磁铁100。
超导块体113由于为陶瓷，因而对压缩力的屈服强度比较强，但对 于拉伸力的屈服强度较弱。因此，与对拉伸力的屈服强度较强的高强度 补强构件120结合或者粘接在一起使其复合结构化，从而设计为氧化物 超导块状层叠体(110+120)，由此对于压缩力和拉伸力两者均成为高 屈服强度。而且通过在该层叠体的更外周上配置外周补强环130，便更进一步成为高屈服强度，从而即使在高磁场强度条件下，也可以防止因 电磁的应力以及失超引起的超导块体的破损。
在结合或者粘接沿中心轴线方向层叠的氧化物超导块体110和高强 度补强构件120时，例如也可以采用树脂或者润滑脂等进行，更优选可 以采用能够得到更牢固的结合力的软钎焊来进行。在软钎焊的情况下， 优选采用溅射处理等在氧化物超导块体110的表面形成Ag薄膜，进而 在100℃～500℃下进行退火处理。由此，Ag薄膜和块状材料表面很好地融合在一起。软钎料本身也具有提高热传导性的作用，因而软钎焊处 理从提高整个块状磁铁的热传导性、从而使整个块状磁铁的温度均匀化 的角度考虑也是优选的。
另外，此时，作为对于电磁应力的补强方法，作为高强度补强构件 120，优选的是能够进行软钎焊的铝合金、Ni基合金、镍铬耐热合金 (nichrome)、不锈钢等金属。从抑制因热膨胀率差引起的、氧化物超 导块体和高强度补强构件的界面附近的剥离和解理裂纹的角度考虑，作 为高强度补强构件120，进一步优选使用线膨胀系数与氧化物超导体比 较接近、且在从室温开始的冷却时使压缩应力稍稍作用于氧化物超导块 体110的镍铬耐热合金。另一方面，从防止因失超引起的破坏的角度考 虑，作为高强度补强构件120，优选为具有高热导率以及高电导率的铜、 铜合金、铝、铝合金、银、银合金等金属。此外，这些金属能够进行软 钎焊。再者，无氧铜、铝、银从热导率以及电导率的角度考虑是优选的。
通过采用由这样的高强度金属构成的高强度补强构件120进行的补 强，便实现作为整体的热传导化，从而作为块状磁铁的热稳定性增加， 失超变得难以发生，从而在更低温区域即高临界电流密度Jc区域中的 高磁场磁化成为可能。铜、铝、银等金属一般认为其电导率也高，因而 在伴随着磁通的移动、局部温度上升而产生超导特性的劣化的情况下，可以期待使超导电流迂回的作用，从而具有失超抑制效果。另外，此时， 为了提高失超抑制效果，氧化物超导块体和高电传导的高强度材料的界 面的接触电阻优选为较小，优选在氧化物超导块体的表面形成银皮膜 后，采用软钎料等进行接合。
在采用软钎料等进行结合时，为了抑制气泡的卷入等并使软钎料均 匀地渗透，使用具有细孔的高强度补强构件120是有效的。高强度补强 构件120以及外周补强环130的加工采用一般的金属的机械加工来进行 加工。在块状磁铁的实际上的设计中，由于与由高强度金属构成的高强 度补强构件120的插入相应地减少超导材料的比例，因而可以与目标的使用条件相一致地决定高强度补强构件120的比例；另外，从上述的角 度考虑，优选将多种强度高的高强度金属和热传导系数高的高强度金属 以决定各自比例的方式进行组合而使用。
另外，超导块体110的常温抗拉强度为60MPa左右，另外，用于 将高强度补强构件120贴附在超导块体110上的软钎料的常温抗拉强度 通常低于80MPa。因此，常温抗拉强度在80MPa以上的高强度补强构 件120作为补强构件是有效的。因此，高强度补强构件120的强度优选 的是常温抗拉强度在80MPa以上。另外，作为热导率高的高强度金属 的热传导系数，从在超导材料内产生的热的传递和吸收的角度考虑，在 20K～70K的温度区域优选为20W/(m·K)以上，进一步优选为100W/ (m·K)以上。另外，作为高强度补强构件120，在多个圆板配置于氧 化物超导块体110之间的情况下，该圆板中的至少1个以具有20W/(m· K)以上的热传导系数为宜。
另外，关于外周补强环130，为了提高失超抑制效果，也可以由具 有高热传导系数的材质形成。在此情况下，外周补强环130可以使用例 如包含具有高热传导系数的铜、铝、银等金属作为主成分的材质。具有 高热传导系数的外周补强环130的热传导系数从在超导材料内产生的热 的传递和吸收的角度考虑，在通过制冷机冷却等能够稳定地产生强磁场的20K～70K的温度区域，优选为20W/(m·K)以上，进一步优选为 100W/(m·K)以上。
另外，外周补强环130也可能以同心圆状配置多个环而构成。也就 是说，使对置的环的周面彼此之间接触而作为一个整体构成1个外周补 强环。在此情况下，构成外周补强环的环中的至少1个以具有20W/(m· K)以上的热传导系数为宜。
另外，图1～图3D示出了由3片氧化物超导块体构成的块状磁铁 的例子，但本发明的要旨是由强度比较低的氧化物超导块体和高强度的 补强构件的复合材料化产生的高强度化，因而可以更加发挥通过更多的 多层化而复合化的效果。氧化物超导体的厚度虽然也依赖于直径(外 径)，但优选为10mm以下，进一步优选为6mm以下且0.3mm以上。 在低于0.3mm的情况下，将产生因氧化物超导体的结晶性的波动引起 的超导特性的劣化。
以上就本实施方式的氧化物超导块状磁铁100进行了说明。根据本 实施方式，至少在层叠的氧化物超导块体110之间配置有高强度补强构 件120。特别是对于拉伸应力，通过使较低强度的氧化物超导块体110 和高强度补强构件120交互层叠而实现复合材料化，便可以提高其强度。 再者，作为高强度补强构件120和外周补强环130，通过使用热传导系数高的材料，也可以抑制失超的发生。由此，即使在高磁场强度条件下， 也可以防止氧化物超导块体110的破损，从而可以获得充分的总磁通量。
另外，本实施方式的氧化物超导块状层叠体也可以为图2～图4所 示的构成。
例如，图2所示的氧化物超导块状磁铁100A在氧化物超导块状磁 铁100A的中心线轴方向的最上面以及最下面配置有高强度补强构件 120。也就是说，在构成如图1所示的氧化物超导块状层叠体的最上面 以及最下面设置有高强度补强构件125、127，分别与对置的氧化物超导 块体111、115结合或者粘接在一起。
另外，正如例如图3A所示的氧化物超导块状磁铁100B那样，在 构成如图2所示的氧化物超导块状层叠体中，也可以使最上面或者最下 面之中的至少任一方的高强度补强构件125B、127B的厚度比其它高强 度补强构件121、123的厚度厚。在磁化过程中，最大应力施加于氧化 物超导块状层叠体的上面以及下面的表面上。因此，需要将该部分充分 补强。于是，如图3A所示，通过使最上面或者最下面之中的至少任一 方的高强度补强构件125B、127B的厚度比其它高强度补强构件121、 123更厚，可以提高氧化物超导块状磁铁100B的端部的强度。
另外，正如图3B所示的氧化物超导块状磁铁100B-2那样，也可以 使最上面以及最下面的高强度补强构件125B-2、127B-2的外径与外周 补强环130的外径大概相等，将各高强度补强构件125B-2、127B-2与 外周补强环130的上面以及下面接合在一起。由此，也可以更牢固地将 最上面以及最下面的高强度补强构件125B-2、127B-2与外周补强环130 接合在一起。再者，作为高强度补强构件120和外周补强环125B-2、 127B-2，通过使用热传导系数高的材料，也可以抑制失超的发生。
另外，如图3C所示，高强度补强构件320(321～325)的外周端 部比与高强度补强构件结合在一起的氧化物超导块体310(311～314) 的外径更大，与分割的多个外周环330(331～334)牢固地结合在一起， 在高强度补强构件比较薄的情况下是特别有用的。
另外，进而如图3D所示，在外周补强环于径方向具有二重结构， 内侧的外周补强环330(331～335)的内径小于高强度补强构件的外径， 高强度补强构件的外周端与外侧的外周补强环(340)结合在一起的情 况下，高强度补强构件的外周端与外周补强环更牢固地接合在一起，从 而发挥更大的补强效果。
再者，本实施方式的构成氧化物超导块状层叠体的超导块体110以 及高强度补强构件120的形状未必为圆板状。正如例如图4所示的氧化 物超导块状磁铁100C那样，也可以使超导块体110以及高强度补强构 件120的形状为矩形。此时，外周补强构件130C也与超导块体110以 及高强度补强构件120的形状相对应，形成为设计有矩形贯通孔的中空 构件。
或者正如图5所示的氧化物超导块状磁铁100D那样，也可以将超 导块体110以及高强度补强构件120的形状设计为六边形。此时，外周 补强构件130D也与超导块体110以及高强度补强构件120的形状相对 应，形成为设计有六边形贯通孔的中空构件。
接着，参照附图，就将单晶状氧化物超导材料设计为环形状时的第 1～8实施方式进行说明。
＜第1实施方式＞
首先，使用图9A～图9E，就第1实施方式进行说明。图9A是表 示本实施方式的氧化物超导块状磁铁900的一个例子的概略分解立体 图。图9B是图9A所示的氧化物超导块状磁铁900的局部剖视图。图 9C～图9E是本实施方式的氧化物超导块状磁铁900的变形例，示出了 沿着氧化物超导块状磁铁900的中心轴线切断时的局部剖视图。
本实施方式的氧化物超导块状磁铁900由在圆板的中央部具有贯通 孔的环形状的氧化物超导块体910、在圆板的中央部具有贯通孔的环形 状的高强度补强构件920、以及外周补强环930构成。在本实施方式中， 作为氧化物超导块体910，设置有3个超导块体912、914、916，作为 高强度补强构件920，设置有2个高强度补强构件922、924。氧化物超 导块体910和高强度补强构件920在环的中心轴线方向交互层叠在一 起。例如如图9A所示，在超导块体912、914之间配置有高强度补强构 件922，在超导块体914、916之间配置有高强度补强构件924。层叠的 氧化物超导块体910和高强度补强构件920结合或者粘接在一起，在其 外周嵌合有中空的金属制外周补强环930。这样一来，便形成中央贯通 的有孔的氧化物超导块状层叠体。外周补强环930优选与高强度补强构 件920结合或者粘接在一起。再者，外周补强环930也可以与氧化物超 导块体910结合或者粘接在一起。这样便形成氧化物超导块状磁铁900。
环形状的超导块体910由于为陶瓷，因而对压缩力的屈服强度比较 强，但对于拉伸力的屈服强度较弱。因此，与对拉伸力的屈服强度较强 的高强度补强构件920结合或者粘接在一起使其复合结构化，从而设计 为氧化物超导块状层叠体(910+920)，由此对于压缩力和拉伸力两者均 成为高屈服强度。而且通过在该层叠体的更外周上配置外周补强环930， 便更进一步成为高屈服强度，从而即使在高磁场强度条件下，也可以防 止因电磁的应力以及失超引起的超导块体的破损。
沿中心轴线方向层叠的氧化物超导块体910和高强度补强构件920 的结合或者粘接例如也可以采用树脂或者润滑脂等进行，更优选可以采 用能够得到更牢固的结合力的软钎焊来进行。在软钎焊的情况下，优选 采用溅射处理等在环形状的氧化物超导块体910的表面形成Ag薄膜， 进而在100℃～500℃下进行退火处理。由此，Ag薄膜和块状材料表面很好地融合在一起。软钎料本身也具有提高热传导性的作用，因而软钎 焊处理从提高热传导性、从而使整个块状磁铁的温度均匀化的角度考虑 也是优选的。
另外，此时，作为对于电磁应力的补强方法，作为高强度补强构件 920，优选的是能够进行软钎焊的铝合金、Ni基合金、镍铬耐热合金、 不锈钢等金属。从抑制因热膨胀率差引起的、氧化物超导块体和高强度 补强构件的界面附近的剥离和解理裂纹的角度考虑，进一步优选的是线 膨胀系数与氧化物超导块体910比较接近、且在从室温开始的冷却时使压缩应力稍稍作用于氧化物超导块体910的镍铬耐热合金。另一方面， 从防止因失超引起的破坏的角度考虑，作为高强度补强构件920，优选 为具有高热导率以及高电导率的铜、铜合金、铝、铝合金、银、银合金 等金属。此外，这些金属能够进行软钎焊。再者，无氧铜、铝、银从热 导率以及电导率的角度考虑是优选的。另外，在采用软钎料等进行结合 时，为了抑制气泡的卷入等并使软钎料均匀地渗透，使用具有细孔的高 强度补强构件920是有效的。
通过采用由这样的高强度金属构成的高强度补强构件920进行的补 强，便实现作为整体的热传导化，从而作为块状磁铁的热稳定性增加， 失超变得难以发生，从而在更低温区域即高临界电流密度Jc区域中的 高磁场磁化成为可能。铜、铝、银等金属一般认为电导率也高，因而在 产生使超导特性局部劣化的波动的情况下，可以期待使超导电流迂回的作用，从而具有失超抑制效果。另外，此时，为了提高失超抑制效果， 氧化物超导块体和高电传导的高强度材料的界面的接触电阻优选为较 小，在氧化物超导块体的表面形成银皮膜后，优选采用软钎料等进行接 合。
在块状磁铁的实际上的设计中，由于与由高强度金属构成的高强度 补强构件920的插入相应地减少超导材料的比例，因而可以与目标的使 用条件相一致地决定高强度补强构件920的比例。另外，从上述的角度 考虑，优选将多种强度高的高强度金属和热传导系数高的高强度金属以 决定各自比例的方式进行组合而构成高强度补强构件920。
另外，超导块体910的常温抗拉强度为60MPa左右，另外，用于 将高强度补强构件920贴附在超导块体910上的软钎料的常温抗拉强度 通常低于80MPa。因此，常温抗拉强度在80MPa以上的高强度补强构 件920作为补强构件是有效的。因此，高强度补强构件920的强度优选 的是常温抗拉强度在80MPa以上。再者，作为热导率高的高强度金属 的热传导系数，从在超导材料内产生的热的传递和吸收的角度考虑，在 20K～70K的温度区域优选为20W/(m·K)以上，进一步优选为100W/ (m·K)以上。另外，作为高强度补强构件920，在多个环状的板配置 于氧化物超导块体910之间的情况下，该板中的至少1个以具有20W/ (m·K)以上的热传导系数为宜。
另外，关于外周补强环930，为了提高失超抑制效果，也可以由具 有高热传导系数的材质形成。在此情况下，外周补强环930可以使用例 如包含具有高热传导系数的铜、铝、银等金属作为主成分的材质。具有 高热传导系数的外周补强环930的热传导系数从在超导材料内产生的热 的传递和吸收的角度考虑，在通过制冷机冷却等能够稳定地产生强磁场的20K～70K的温度区域，优选为20W/(m·K)以上，进一步优选为 100W/(m·K)以上。
另外，外周补强环930也可能以同心圆状配置多个环而构成。也就 是说，使对置的环的周面彼此之间接触而作为一个整体构成1个外周补 强环。在此情况下，构成外周补强环的环中的至少1个以具有20W/(m· K)以上的热传导系数为宜。
高强度补强构件920以及外周补强环930的加工采用一般的机械加 工法来进行加工。各环形状的氧化物超导块体910的内外周的中心轴对 于发生磁场强度的提高以及均匀度(或者对称性)的提高是必须的。另 外，各环形状的氧化物超导块体910的外周的直径以及内周的直径是设 计事项，未必需要使之一致。例如，在NMR或者MRI用块状磁铁的情 况下，有时可能需要在中心附近配置用于提高磁场均匀度的匀场线圈 等。此时，优选增大中心附近的内径，从而容易配置匀场线圈等。另外， 关于外周的直径，为了增加中心部的磁场强度，或者提高均匀度，使外 周部的直径变化而调整目标的磁场强度或均匀度是有效的。
关于外周补强环930的形状(外周和内周)，只要环形状的氧化物 超导块体910的外周面与外周补强环930的内周面紧密接触即可。例如， 如图9B所示，如果氧化物超导块体910的外径均相同，则外周补强环 130的内径也相同。或者如图9C、图9D、图9E所示，超导块体912 的外径有时也大于其它超导块体914、916的外径。此时，外周补强环 931、932、933以内周面与各超导块体912、914、916的外周面接触的 方式设置阶梯。
对于外周补强环930的外周面的形状，并没有特别的限定，例如如 图9C所示，也可以在中心轴线方向的各位置使之成为相同的外径。另 外，如图9D所示，也可以设计为在外周面具有阶梯的外周补强环931， 从而使其径方向的厚度相同。或者如图9E所示，也可以设计为外周面 呈锥形形状的外周补强环932，从而使径方向的厚度大致相同。
另外，高强度补强构件920的外径如图9B所示，未必需要与环形 状的超导块体910的外径一致。例如如图9C～图9E所示，超导块体 912和高强度补强构件920的外径也可以不同。再者，在层叠有多个外 周补强环930等情况下，在具有螺纹孔的各外周补强环930中插入螺栓 并使其中心轴一致是有效的。
另外，图9A～9E示出了由3片氧化物超导块体构成的块状磁铁的 例子，但本发明的要旨是由强度比较低的氧化物超导块体和高强度的补 强构件的复合材料化产生的高强度化，因而可以更加发挥通过更多的多 层化而复合化的效果。氧化物超导体的厚度虽然也依赖于直径(外径)， 但优选为10mm以下，进一步优选为6mm以下且0.3mm以上。在低于0.3mm的情况下，将产生因氧化物超导体的结晶性的波动引起的超导特 性的劣化(层数优选为3片以上，进一步优选为5片以上)。
以上就本实施方式的氧化物超导块状磁铁900进行了说明。根据本 实施方式，至少在层叠的环形状的氧化物超导块体910之间配置有环状 高强度补强构件920。特别是对于拉伸应力，通过使较低强度的氧化物 超导块体910和高强度补强构件920交互层叠而实现复合材料化，便可 以提高其强度。再者，作为高强度补强构件920和外周补强环930，通过使用热传导系数高的材料，也可以抑制失超的发生。由此，可以提供 一种即使在高磁场强度条件下，也可以防止氧化物超导块体910的破损， 也可以在环内部获得充分的总磁通量，进而磁场的均匀性也高的氧化物 超导块状磁铁900。
＜第2实施方式＞
接着，使用图10A～图10C，就第2实施方式进行说明。图10A是 表示本实施方式的氧化物超导块状磁铁1000的一个例子的概略分解立 体图。图10B是图10A所示的氧化物超导块状磁铁1000的局部剖视图。 图10C是本实施方式的氧化物超导块状磁铁1000的变形例，示出了沿 着氧化物超导块状磁铁1000的中心轴线切断时的局部剖视图。
本实施方式的氧化物超导块状磁铁1000与第1实施方式相比较， 在高强度补强构件1020设置于中心轴线方向的端部这一点上不同。如 图10A所示，氧化物超导块状磁铁1000由环形状的氧化物超导块体 1010、环形状的高强度补强构件1020以及外周补强环1030构成。在本 实施方式中，作为氧化物超导块体1010，设置有3个超导块体1012、 1014、1016，作为高强度补强构件1020，设置有4个高强度补强构件 1021、1023、1025、1027。氧化物超导块体1010和高强度补强构件1020 在环的中心轴线方向交互层叠在一起。例如如图10A所示，在超导块体 1012、1014之间配置有高强度补强构件1023，在超导块体1014、1016之间配置有高强度补强构件1025。
另外，超导块体1012在配置有高强度补强构件1023一侧的相反侧 的面上设置有高强度补强构件1021。同样，超导块体1016在配置有高 强度补强构件1025一侧的相反侧的面上设置有高强度补强构件1027。 此时，最上面的高强度补强构件1021以及最下面的高强度补强构件 1027与外周补强环1030的位置关系也可以如图10B所示，使高强度补 强构件1021、1027容纳在外周补强环1030内。或者如图10C所示，也 可以将高强度补强构件1021、1027的外径设定为与外周补强环1030的 外形大致相同，使外周补强环1030的端面被高强度补强构件1021、1027 所覆盖。
层叠的氧化物超导块体1010和高强度补强构件1020结合或者粘接 在一起，在其外周嵌合有中空的金属制外周补强环1030。这样一来，便 形成中央贯通的有孔的氧化物超导块状层叠体。此外，在中心轴线方向 上层叠的氧化物超导块体1010和高强度补强构件1020的结合或者粘接 也可以与第1实施方式同样地进行。
图10A～图10D示出了在氧化物超导块状磁铁1000的中心轴线方向的两端部设置有高强度补强构件1021、1027的例子，但未必需要在最上面以及最下面的两方上配置高强度补强构件1021、1027。例如通过在仅将高强度补强构件1021配置于图10A的最上面的“有孔的氧化物 超导块状层叠体”之下，配置仅将高强度补强构件1027配置于图10A 的最下面的“有孔的氧化物超导块状层叠体”，从而作为一个整体，也 可以构成在最上面以及最下面的两方上配置有高强度补强构件1021、 1027的“有孔的氧化物超导块状层叠体”。
以上就本实施方式的氧化物超导块状磁铁1000进行了说明。根据 本实施方式，在层叠的环形状的氧化物超导块体1010之间以及中心轴 线方向的端部配置有环状高强度补强构件1020。通过使这样的氧化物超 导块体1010和高强度补强构件1020交互层叠而实现复合材料化，便可 以提高其强度。再者，作为高强度补强构件1020和外周补强环1030， 通过使用热导率高的材料，也可以抑制失超的发生。由此，可以提供一 种即使在高磁场强度条件下，也可以防止氧化物超导块体1010的破损， 也可以在环内部获得充分的总磁通量，进而磁场的均匀性也高的氧化物 超导块状磁铁1000。另外，图10D示出了分割外周补强环的情况。
＜第3实施方式＞
接着，使用图11，就第3实施方式进行说明。图11是表示本实施 方式的氧化物超导块状磁铁1100的一个例子的概略分解立体图。氧化 物超导块状磁铁1100由环形状的氧化物超导块体1110、环形状的高强 度补强构件1120以及外周补强环1130构成。在本实施方式中，作为氧 化物超导块体1110，设置有3个超导块体1112、1114、1116，作为高强 度补强构件1120，设置有4个高强度补强构件1121、1123、1125、1127。
氧化物超导块体1110和高强度补强构件1120在环的中心轴线方向 交互层叠在一起。例如如图11所示，在超导块体1112、1114之间配置 有高强度补强构件1123，在超导块体1114、1116之间配置有高强度补 强构件1125。另外，超导块体1112在配置有高强度补强构件1123一侧 的相反侧的面上设置有高强度补强构件1121。同样，超导块体1116在 配置有高强度补强构件1125一侧的相反侧的面上设置有高强度补强构 件1127。此外，在中心轴线方向上层叠的氧化物超导块体1110和高强 度补强构件1120的结合或者粘接也可以与第1实施方式同样地进行。
本实施方式的氧化物超导块状磁铁1100与第2实施方式相比较， 最上面或者最下面的高强度补强构件1121、1127之中的至少任一方的 厚度比其它高强度补强构件1123、1125的厚度加厚。这是因为在磁化 过程中，最大应力施加于氧化物超导块状磁铁1100的上面以及下面的 表面上，从而需要将该部分充分补强。特别地，在将图11所示的“有 孔的氧化物超导块状层叠体”作为单体使用的情况下，其必要性升高。 于是，正如本实施方式的氧化物超导块状磁铁1100那样，通过增大氧 化物超导块状磁铁1100的最上面或者最下面的高强度补强构件1121、 1127的厚度，可以确保能够耐受最大应力的充分的强度。
此外，与第2实施方式同样，例如通过在仅将高强度补强构件1121 配置于图11的最上面的“有孔的氧化物超导块状层叠体”之下，配置 仅将高强度补强构件1127配置于图11的最下面的“有孔的氧化物超导 块状层叠体”，从而作为一个整体，也可以构成在最上面以及最下面的 两方上配置有高强度补强构件1121、1127的“有孔的氧化物超导块状 层叠体”。
＜第4实施方式＞
接着，使用图12，就第4实施方式进行说明。图12是表示本实施 方式的氧化物超导块状磁铁1200的一个例子的概略分解立体图。氧化 物超导块状磁铁1200由环形状的氧化物超导块体1210、环形状的高强 度补强构件1220以及外周补强环1230构成。在本实施方式中，作为氧 化物超导块体1210，设置有4个超导块体1212、1214、1216、1218， 作为高强度补强构件1220，设置有5个高强度补强构件1221、1223、 1225、1227、1229。
本实施方式的氧化物超导块状磁铁1200与第1～第3实施方式相比 较，高强度补强构件1220的内径小于氧化物超导块体1210的内径。环 形状的氧化物超导块体1210的内周面是在磁化过程中应力集中的部分。 在氧化物超导块状磁铁1200产生开裂的情况下，大多从该部分产生。 通过减小高强度补强构件1220的内径，可以提高使氧化物超导块体1210的源于内周面的裂纹的发生受到抑制的效果。另外，关于高强度补 强构件1220的内径，在其上下的各环形状的氧化物超导块体1210的内 径不同的情况下，需要小于更小者的内径。通过补强成为裂纹起点的部 分，可以提高对裂纹的补强效果。环形状的氧化物超导块体1210的裂 纹的起点在内周面，特别优选对上面或者下面与内周面的交叉线部分进 行补强。因此，通过使高强度补强构件1220的内径小于内径较小者的 氧化物超导块体1210，则可以对内径较小的氧化物超导块体1210进行 补强。再者，作为高强度补强构件1220和外周补强环1230，通过使用 热导率高的材料，也可以抑制失超的发生。
＜第5实施方式＞
接着，使用图13A～图13E，就第5实施方式进行说明。图13A是 表示本实施方式的氧化物超导块状磁铁1300的一个例子的概略分解立 体图。图13B～图13E是本实施方式的氧化物超导块状磁铁1300的变 形例，示出了沿着氧化物超导块状磁铁1300的中心轴线切断时的局部 剖视图。
氧化物超导块状磁铁1300由环形状的氧化物超导块体1310、环形 状的高强度补强构件1320、外周补强环1330以及内周补强环1340构成。 在图13A所示的例子中，作为氧化物超导块体1310，设置有2个超导 块体1312、1314，作为高强度补强构件1320，设置有3个高强度补强 构件1321、1323、1325。另外，作为内周补强环1340，设置有2个内 周补强环1342、1344。
本实施方式的氧化物超导块状磁铁1300与第1～第4实施方式相比 较，在用于对氧化物超导块体1310的内周面进行补强的内周补强环 1340与氧化物超导块体1310的内周面结合或者粘接在一起这一点上不 同。内周补强环1340由于也与高强度补强构件1320结合或者粘接在一 起，因而在为线膨胀系数大于氧化物超导块体1310的原材料的情况下，也可以与氧化物超导块体1310以及高强度补强构件1320的内周面牢固 地结合在一起。因此，可以补强这些内周面，从而具有抑制开裂的效果。
再者，作为高强度补强构件1320、内周补强环1340以及外周补强 环1330，通过使用热导率高的材料，也可以抑制失超的发生。此时，高 强度补强构件1320以及外周补强环1330可以与上述第1实施方式同样 地构成。另外，关于内周补强环1340，为了提高失超抑制效果，可以使 用例如包含具有高热传导系数的铜、铝、银等金属作为主成分的材质。 具有高热传导系数的内周补强环1340的热传导系数从在超导材料内产 生的热的传递和吸收的角度考虑，在通过制冷机冷却等能够稳定地产生 强磁场的20K～70K的温度区域，优选为20W/(m·K)以上，进一步 优选为100W/(m·K)以上。另外，内周补强环1340也可能以同心圆状配置多个环而构成。也就是说，使对置的环的周面彼此之间接触而作 为一个整体构成1个内周补强环。在此情况下，构成内周补强环的环中 的至少1个以具有20W/(m·K)以上的热传导系数为宜。
另外，此时，优选使环形状的氧化物超导块体1310的内周面和内 周补强环1340的外周面紧密接触。另外，作为内周补强环1340和高强 度补强构件1320的基本的位置关系，例如如图13B所示，也可以使氧 化物超导块体1310以及高强度补强构件1320的内径相同而设置1个内 周补强环1341。
或者如图13C所示，也可以使高强度补强构件1320的内径比氧化 物超导块体1310的内径稍小，在各氧化物超导块体1312、1314、1316 的内周面分别设置内周补强环1341、1343、1345，并使各高强度补强构 件1321、1323、1325、1327的内径与内周补强环1341、1343、1345的 内径相同。在内周补强环1340的壁厚相对于高强度补强构件1320的壁 厚为大的情况下，从强度的角度考虑，图13C是优选的。由此，可以增 大内周补强环1340和高强度补强构件1320的接触面积，从而可以提高 内周补强环1340和高强度补强构件1320的连接部分的强度。另外，在 环形状的氧化物超导块体1310的内周径不同的情况下，从作业性的角 度考虑，如图13D所示，内周补强环1340优选如内周补强环1341、1343、 1345那样地进行分割。图13E示出了分割外周补强环的情况。
＜第6实施方式＞
接着，使用图14A～图14C，就第6实施方式进行说明。图14A～ 图14C是表示本实施方式的氧化物超导块状磁铁1400的例子的沿着中 心轴线切断时的局部剖视图。
氧化物超导块状磁铁1400由环形状的氧化物超导块体1410、环形 状的高强度补强构件1420、外侧的外周补强环1430和内侧的外周补强 环1440、内侧的内周补强环1450和外侧的内周补强环1460构成。在图 14A所示的例子中，作为氧化物超导块体1410，设置有5个超导块体 1411～1415，作为高强度补强构件1420，设置有6个高强度补强构件 1421～1426。
在图14A所示的例子中，由内侧的5个外周补强环1440(1441～ 1445)、外侧的5个内周补强环1460(1461～1465)构成。作为氧化物 超导块体1410，设置有5个超导块体1411～1415，作为高强度补强构 件1420，设置有6个高强度补强构件1421～1426。
本实施方式的氧化物超导块状磁铁1400与第1～第5实施方式相比 较，在高强度补强构件1420的外周端部与内侧的外周补强环1440和外 侧的外周补强环1430结合在一起这一点上不同，进而在高强度补强构 件1420的内周端部与内侧的内周补强环1450和外侧的内周补强环1460 结合在一起这一点上不同。
各外周和内周补强环由于能够使用金属，因而采用软钎料等可以与 金属的高强度补强构件牢固地连接在一起，从而采用二重的内周以及外 周环可以从侧面以及上下面两个方向牢固地结合在一起。根据该效果， 氧化物超导块体1410可以与周围的补强构件牢固地结合在一起，从而 具有抑制开裂的显著的效果。
再者，作为高强度补强构件1420、二重的内周补强环(1450、1460) 以及二重的外周补强环(1430、1440)，通过使用热导率高的材料，也 可以抑制失超的发生。此时，高强度补强构件1420以及外周补强环 (1430、1440)可以与上述第1实施方式同样地构成。另外，关于内周 补强环(1450、1460)，为了提高失超抑制效果，可以使用例如包含具 有高热传导系数的铜、铝、银等金属作为主成分的材质。具有高热传导 系数的内周补强环(1450、1460)的热传导系数从在超导材料内产生的 热的传递和吸收的角度考虑，在通过制冷机冷却等能够稳定地产生强磁 场的20K～70K的温度区域，优选为20W/(m·K)以上，进一步优选 为100W/(m·K)以上。另外，内周补强环(1450、1460)也可能以同 心圆状配置多个环而构成。也就是说，使对置的环的周面彼此之间接触 而作为一个整体构成1个内周补强环。在此情况下，构成内周补强环的 环中的至少1个以具有20W/(m·K)以上的热传导系数为宜。
图14B示出了只是外周采用二重环结构从高强度补强板的外周端 部的侧面以及上下面进行结合时的一个例子。在设计上，在需要确保内 径等情况下，也可以考虑内周补强高强度补强板的内周端部采用内周环 仅从上下面进行结合的情况。
图14C示出了只是内周采用二重环结构从高强度补强板的外周端 部的侧面以及上下面进行结合时的一个例子。在设计上，在受到外径的 制约等情况下，也可以考虑补强高强度补强板的外周端部采用外周环仅 从上下面进行结合的情况。
＜第7实施方式＞
接着，使用图15，就第7实施方式进行说明。图15是表示超导块 体1510的结晶学方位的波动的说明图。
氧化物超导块体1510由于为单晶材料，因而结晶方位的各向异性 表现为俘获磁通密度分布的扰动(从轴对称性的偏离)。为了使该结晶 方位的各向异性平均化，也可以一边使氧化物超导块体1510的结晶方 位偏移一边将氧化物超导块体1510层叠在一起。
在层叠多个环形状的氧化物超导块体1510时，关于相对的结晶轴， 优选使c轴方向与各环的内周轴大致一致地进行配置，同时使a轴的方 位偏移。在单晶状RE1Ba2Cu3Oy中微细分散有RE2BaCuO5的环形状的 氧化物超导块体1510一般地说，单晶状RE1Ba2Cu3Oy的结晶方位具有 波动。c轴方向的波动的大小为±15°左右，这里所说的所谓c轴方向与 各环的内周轴大致一致，是指单晶方位的偏移在±15°左右。使a轴偏 移的角度虽然取决于层叠片数，但优选为180°、90°等不会成为4次对 称(4-fold symmetry)的角度。
这样一来，通过一边使氧化物超导块体1510的结晶方位偏移一边 将氧化物超导块体1510层叠在一起，便可以使结晶方位的各向异性平 均化。
＜第8实施方式＞
接着，使用图图16A～图16D，就第8实施方式进行说明。图16A 是表示本实施方式的氧化物超导块状磁铁1600的一个例子的概略分解 立体图。图16B～图16D是本实施方式的氧化物超导块体1610的构成 例，表示氧化物超导块体1610的俯视图。
本实施方式的氧化物超导块状磁铁1600与第1～第6实施方式相比 较，在氧化物超导块体1610于径方向具有多重环结构这一点上不同。 所谓多重环结构，是指在径方向不是单一的环、而是多个环配置成同心 圆状的结构。例如如图16B所示，氧化物超导块体1610也可以设计为 五重环结构，其将内径和外径不同且径方向的宽度大致相同的环 1610a～1610e在径方向设置规定的间隙1613而配置成同心圆状。
另外，例如如图16C所示，氧化物超导块体1610也可以设计为四 重环结构，其将内径和外径不同的环1610a～1610c在径方向设置规定 的间隙1613而配置成同心圆状。此时，环1610c在径方向的宽度也可 以比其它环1610a、1610b在径方向的宽度更大。各环的宽度为设计事 项。
通过层叠这样的多重环结构的环形状的氧化物超导块体1610，氧化 物超导块体1610因伴随着4次对称性的晶体生长而使超导电流分布也 具有稍稍反映4次对称性的倾向，但通过设计为同心圆的多重环形状， 便产生使因磁化而引起的超导电流的流路接近轴对称的作用。根据该效 果，俘获的磁场的均匀性得以提高。具有这样的特性的氧化物超导块状 磁铁1600特别适于要求高磁场均匀度的NMR和MRI应用。
另外，氧化物超导块体1610例如如图16D所示，也可以在1个环 上形成同心圆的圆弧形状的间隙1613，并在处于相同圆周上的间隙1613 的周方向设置多个接头1615。由此，可以使氧化物超导块状磁铁1600 的组装作业变得简单。
实施例
(实施例1)
图6A示出了实施例1的氧化物超传导块状磁铁。实施例1的氧化 物超导块状磁铁600使用Gd-Ba-Cu-O系氧化物超导块体。首先，对市 售的纯度为99.9质量％的钆(Gd)、钡(Ba)、铜(Cu)各自的氧化物 粉末按Gd:Ba:Cu＝1.6:2.3:3.3的摩尔比进行称量，在其中添加0.5质 量％的铂以及10质量％的银。花1小时对该称量粉进行充分混炼，然后 在大气中于1173K煅烧8小时。
接着，使用模具将煅烧粉成形为圆板形状。将该成形体加热至 1423K使其处于溶融状态，在保持30分钟后，于降温途中进行引晶 (seeding)，然后花180小时在1278K～1252K的温度区域进行缓冷而 使晶体生长，从而得到直径为70mm的单晶状氧化物超导块体。将该单 晶状氧化物超导块体加工成外径为65.0mm、高度为8.0mm。此时，对 通过加工而形成的边角料进行镜面研磨，采用光学显微镜对微细组织进 行了确认，结果分散有1μm左右的211相。
再者，采用溅射在超导块体的表面涂覆大约2μm的银。对其在氧 气流中于703K下进行100小时的热处理。同样地进行处理，便制作出 5个超导块体610(611～615)。
另外，将厚度为1.0mm的镍铬耐热合金的板加工成外径为65.0mm， 同样地制作出4片高强度补强构件620(621～624)。在镍铬耐热合金的 表面预先薄薄地附上软钎料。外周补强环630使用SUS316L制外径为 73.0mm、内径为65.05mm、高度为44.5mm的环，在其内周面也薄薄地 附上软钎料。
接着，在加热至使软钎料溶融的温度的外周补强环630中交互插入 超导块体610和镍铬耐热合金(高强度补强构件620)，在各自与软钎料 融合后，通过将整体冷却至室温而使其各自结合在一起，从而制作出氧 化物超导块状磁铁600。图6A示出了所得到的有孔的氧化物超导块状 磁铁的层叠状态。另外，图6C示出了图6A的剖视图。
将所得到的氧化物超导块状磁铁600配置于室温下的9T的磁场中， 然后使用制冷机冷却至45K，其后以0.1T/分钟的速度将外部磁场去磁 至零磁场。其结果是，在氧化物超导块状磁铁600的轴上表面确认7.92T 的俘获磁通密度，并确认通过该磁化，超导块体610可以不产生开裂地 进行磁化。
图6B示出了作为比较材制作的氧化物超传导块状磁铁。作为比较 材，从与上述同样地制作的单晶状氧化物超导块体中，与上述同样地制 作出2个外径为65.0mm、高度为22.2mm的超导块体651(651a、651b)。 将它们配置在与上述同样地制作的SUS316L制外径为73.0mm、内径为 65.05mm、高度为44.5mm的外周补强环653中，并同样地采用软钎料 使之结合在一起，从而制作出比较材的氧化物超导块状磁铁650。也就 是说，比较材并没有设置高强度补强构件。图6B示出了所得到的比较 材的状态。另外，图6D示出了图6B的剖视图。
将比较材与上述同样地配置于室温下的9T的磁场中，然后使用制 冷机冷却至45K，其后以0.1T/分钟的速度将外部磁场去磁至零磁场。 该磁化过程在去磁至4.9T的阶段，确认在氧化物超导块状磁铁650的 轴上中心部，磁通密度急剧降低。在去磁至零磁场时的轴上表面部的俘 获磁通密度为2.65T。磁化实验后，在室温下调查了超导块体651，结 果超导块体651确认发生了开裂。
由这些实验表明：通过在氧化物超导块体间配置高强度补强构件， 与上下的氧化物超导块体结合或者粘接在一起，便可以得到超导块体不 会发生开裂而具有高的俘获磁通密度的氧化物超导块状层叠体。
表1示出了对于上述实施例1的磁化试验结果。在磁化试验时，制 作出了表1中记载的各试验作为本发明或者比较例使用的氧化物超导块 体、高强度补强构件以及外周补强环。关于氧化物超导块体，使用与上 述实施例1同样地制作的直径为70mm的单晶状氧化物超导块体，以表 1的各试验的制造条件为基础，加工成厚度不同的外径为65.0mm的圆 柱形状，从而制作出圆柱状氧化物超导块体。另外，关于各高强度构件， 也由表1中记载的材质以及厚度的板加工成外径为65.0mm的圆盘状的 板。再者，关于外周补强环，也加工成表1中记载的材质以及尺寸的环。
将这些圆柱状氧化物超导块体、高强度补强构件以及外周补强环结 合，便制作出各试验所使用的氧化物超导块状磁铁。本发明以及比较例 的块状磁铁的组装使用软钎料。在采用软钎料的组装的情况下，与上述 实施例1同样，对于各自的构件，在热板上加热至使软钎料溶融的温度 的外周补强环中交互插入超导块体和各高强度补强构件，在各自与软钎 料融合后，通过将整体冷却至室温而使其各自结合在一起，从而制作出 超导块状磁铁。
另外，作为外周补强环的材质，表1中的试验No.1-5的“内周： 无氧铜、外周：SUS316L的接合材”是指采用Sn-Zn系软钎料将外径为 76.3mm、内径为65.05mm、高度为53.6mm的无氧铜环接合在外径为 87.6mm、内径为76.35mm、高度为53.6mm的SUS316L环中所得到的 接合材。另外，作为高强度补强构件的材质，表1中的试验No.1-6的 “镍铬耐热合金的无氧铜包覆材”是指采用Sn-Zn系的软钎料，将厚度 为0.5mm的镍铬耐热合金板的两面与厚度为0.5mm的无氧铜板进行软 钎焊而实现层叠化的材料。
关于用于性能评价的磁化试验，在表1所示的各磁化条件下进行。 磁化试验的结果如表1所示，结果是由高强度补强构件交互层叠而成的 超导块状磁铁没有发生开裂，与此相对照，没有交互层叠高强度补强构 件的比较材发生了开裂。由此表明基于高强度补强构件的补强有效地发 挥作用，从而可以产生强磁场。
(实施例2)
图7A示出了实施例2的氧化物超传导块状磁铁。实施例2的氧化 物超导块状磁铁700使用Gd-Dy-Ba-Cu-O系氧化物超导块体。首先， 对市售的纯度为99.9质量％的钆(Gd)、钡(Ba)、铜(Cu)各自的氧 化物粉末按Gd:Dy:Ba:Cu＝4.5:0.5:7:10的摩尔比进行称量，在其中添 加1.0质量％的BaCeO3以及10质量％的银。花1小时对该称量粉进行 充分混炼，然后在大气中于1173K煅烧8小时。
接着，使用模具将煅烧粉成形为圆板形状。将该成形体加热至 1423K使其处于溶融状态，在保持30分钟后，于降温途中进行引晶， 然后花180小时在1275K～1248K的温度区域进行缓冷而使晶体生长， 从而得到直径为70mm的单晶状氧化物超导块体。对这样得到的单晶状 氧化物超导块体进行加工，从而得到2个外径为65.0mm、高度为4.0mm 的圆板状超导块体710(711、715)，得到2个高度为6.0mm的圆板状 超导块体710(712、714)以及1个高度为10.0mm的圆板状超导块体 710(713)。再者，采用溅射在超导体的表面涂覆大约2.5μm的银。对 其在氧气流中于703K下进行100小时的热处理，从而制作出氧化物超 导块体710(合计5个)。
另外，从厚度为1.5mm的镍铬耐热合金板中制作出2片外径为 65.0mm的圆板状高强度补强构件720(725、726)，从厚度为1.0mm的 镍铬耐热合金板中制作出2片外径为65.0mm的圆板状高强度补强构件 720(721、724)，从厚度为0.5mm的镍铬耐热合金板中制作出2片外 径为65.0mm的圆板状高强度补强构件720(722、723)。在镍铬耐热合 金的表面预先薄薄地附上软钎料。外周补强环730使用SUS316L制外 径为73.0mm、内径为65.05mm、高度为36.5mm的环，在其内周面也 薄薄地附上软钎料。
接着，在加热至使软钎料溶融的温度的外周补强环730中交互插入 镍铬耐热合金(高强度补强构件720)和超导块体710，在各自与软钎 料融合后，通过将整体冷却至室温而使其各自结合在一起，从而制作出 氧化物超导块状磁铁700。此外，关于超导块体710，越是配置于氧化 物超导块状磁铁700的中心轴线方向的中央，配置越厚壁的构件，关于 高强度补强构件720，越是配置于中心轴线方向的中央，配置越薄壁的 构件。该氧化物超导块状磁铁700的层叠状态如图7A所示。另外，图 7C示出了图7A的剖视图。
将所得到的氧化物超导块状磁铁配置于室温下的9.5T的磁场中， 然后使用制冷机冷却至40K，其后以0.1T/分钟的速度将外部磁场去磁 至零磁场。其结果是，在氧化物超导块状磁铁700的轴上表面确认8.85T 的俘获磁通密度，并确认通过该磁化，超导块体710可以不产生开裂地 进行磁化。
图7B示出了作为比较材制作的氧化物超传导块状磁铁。作为比较 材，从与上述同样地制作的单晶状氧化物超导块体中，与上述同样地制 作出2个外径为65.0mm、高度为18.0mm的超导块体751。将它们配置 在与上述同样地制作的SUS316L制外径为73.0mm、内径为65.05mm、 高度为36.5mm的外周补强环753中，并同样地采用软钎料使之结合在 一起，从而制作出比较材的氧化物超导块状磁铁750。也就是说，比较 材并没有设置高强度补强构件。图7B示出了所得到的比较材的状态。 另外，图7D示出了图7B的剖视图。
将其同样地配置于室温下的9.5T的磁场中，然后使用制冷机冷却 至40K，其后以0.1T/分钟的速度将外部磁场去磁至零磁场。该磁化过 程在去磁至5.6T的阶段，确认在氧化物超导块状磁铁750的轴上中心 部，磁通密度急剧降低。在去磁至零磁场时的轴上表面部的俘获磁通密 度为2.65T。磁化实验后，在室温下调查了超导块体751，结果超导块 体751确认发生了开裂。
由这些实验表明：通过在氧化物超导块体间配置高强度补强构件， 与上下的氧化物超导块体结合或者粘接在一起，便可以得到超导块体不 会发生开裂而具有高的俘获磁通密度的氧化物超导块状层叠体。
表2示出了对于上述实施例2的磁化试验结果。在磁化试验时，制 作出了表2中记载的各试验作为本发明或者比较例使用的氧化物超导块 体、高强度补强构件以及外周补强环。关于氧化物超导块体，使用与上 述实施例2同样地制作的直径为70mm的单晶状氧化物超导块体，加工 成表2中记载的各种厚度不同的外径为65.0mm的圆柱形状，从而制作 出氧化物超导块体。另外，关于各高强度补强构件，也由表2中记载的 材质以及厚度的板加工成外径为65.0mm的圆板状板。再者，关于外周 补强环，也加工成表2中记载的材质以及尺寸的环。
将这些圆柱状氧化物超导块体、高强度补强构件以及外周补强环结 合，便制作出各试验所使用的氧化物超导块状磁铁。本发明以及比较例 的块状磁铁的组装使用软钎料。在采用软钎料的组装的情况下，与上述 实施例2同样，对于各自的构件，在热板上加热至使软钎料溶融的温度 的外周补强环中交互插入超导块体和各高强度补强构件，在各自与软钎 料融合后，通过将整体冷却至室温而使其各自结合在一起，从而制作出 超导块状磁铁。另外，还制作出了将最上面以及最下面的高强度补强材 料贴附在外周补强环的上面以及下面的超导块状磁铁。
此外，关于表2中的试验No.2-2、No.2-3、No.2-4、No.2-6的最上 面以及最下面的高强度补强材料，由于将最上面以及最下面的高强度补 强材料和外周补强环牢固地接合在一起，因而使其外径与外周补强环的 外径相等，并与外周补强环的上面以及下面接合在一起。图7E以及图 7F示出了与试验No.2-2相对应的氧化物超导块状磁铁的构成。
另外，作为高强度补强构件的材质，表2中的试验No.2-5的“镍 铬耐热合金的无氧铜包覆材”是指采用Sn-Zn系的软钎料，将厚度为 0.5mm的镍铬耐热合金板的两面与厚度为0.5mm的无氧铜板进行软钎 焊而实现层叠化的材料。关于外周补强环的材质，表2中的试验No.2-6 的“内周：无氧铜、外周：SUS316L的接合材”是指采用Sn-Zn系软钎 料将外径为76.3mm、内径为65.05mm、高度为53.6mm的无氧铜环接 合在外径为87.6mm、内径为76.35mm、高度为53.6mm的SUS316L环 中所得到的接合材。
关于用于性能评价的磁化试验，在表2所示的各磁化条件下进行。 磁化试验的结果如表2所示，在如本发明那样将高强度补强构件交互层 叠、且将高强度构件接合于上面以及下面的超导块状磁铁中，开裂没有 发生。与此相对照，在没有将高强度补强构件交互层叠的比较材中，结 果发生了开裂。由此表明基于高强度补强构件的补强有效地发挥作用， 从而可以产生强磁场。
(实施例3)
图8A示出了实施例3的氧化物超传导块状磁铁。实施例3的氧化 物超导块状磁铁800使用Eu-Ba-Cu-O系氧化物超导块体。首先，对市 售的纯度为99.9质量％的铕(Eu)、钡(Ba)、铜(Cu)各自的氧化物 粉末按Eu:Ba:Cu＝9:12:17的摩尔比进行称量，在其中添加1.0质量％ 的BaCeO3以及16质量％的银。花1小时对该称量粉进行充分混炼，然 后在大气中于1173K煅烧8小时。
接着，使用模具将煅烧粉成形为圆板形状。将该成形体加热至 1423K使其处于溶融状态，在保持30分钟后，于降温途中进行引晶， 然后花200小时在1288K～1258K的温度区域进行缓冷而使晶体生长， 从而得到直径为70mm的单晶状氧化物超导块体。将该单晶状氧化物超 导块体加工成边长为50.0mm、高度为1.8mm的四方形状。再者，采用 溅射在超导块体的表面涂覆大约1.5μm的银。对其在氧气流中于713K 下进行100小时的热处理。同样地进行处理，便制作出20片超导块体 810。
另外，从厚度为1.0mm的镍铬耐热合金板中制作出2片边长为 50.0mm的四方形状的高强度补强构件820(820a、820b)，从厚度为 0.3mm的镍铬耐热合金板中制作出19片边长为50.0mm的四方形状的 高强度补强构件820。在镍铬耐热合金的表面预先薄薄地附上软钎料。 外周补强环830使用铝合金制外周的边长为70.0mm、内周的边长为 50.05mm、高度为44.2mm的环，在其内周面也薄薄地附上软钎料。
接着，在加热至使软钎料溶融的温度的矩形的外周补强环830中交 互插入镍铬耐热合金(高强度补强构件820)和超导块体810，在各自 与软钎料融合后，通过将整体冷却至室温而使其各自结合在一起。此时， 在氧化物超导块状磁铁800的最上面以及最下面配置有1.0mm厚的镍 铬耐热合金的高强度补强构件820a、820b。该氧化物超导块状磁铁800 的层叠状态如图8A所示。
将所得到的氧化物超导块状磁铁800配置于室温下的9.5T的磁场 中，然后使用制冷机冷却至45K，其后以0.1T/分钟的速度将外部磁场 去磁至零磁场。其结果是，在氧化物超导块状磁铁800的轴上表面确认 7.34T的俘获磁通密度，并确认通过该磁化，超导块体810可以不产生 开裂地进行磁化。
图8B示出了作为比较材制作的氧化物超传导块状磁铁。作为比较 材，从与上述同样地制作的单晶状氧化物超导块体中，与上述同样地制 作出24片边长为50.0mm、高度为1.8mm的矩形的超导块体851。对于 这些超导块体851，使用同样地制作的铝合金制外周的边长为70.0mm、 内周的边长为50.05mm、高度为44.2mm的外周补强环853，并采用软 钎料将它们结合在一起，从而制作出比较材的氧化物超导块状磁铁850。
将比较材与上述同样地配置于室温下的9.5T的磁场中，然后使用 制冷机冷却至45K，其后以0.1T/分钟的速度将外部磁场去磁至零磁场。 该磁化过程在去磁至5.1T的阶段，确认在氧化物超导块状磁铁850的 轴上表面，磁通密度急剧降低。在去磁至零磁场时的轴上表面的俘获磁 通密度为2.41T。磁化实验后，在室温下调查了超导块体851，结果超 导块体851确认发生了开裂。
由这些实验表明：通过在矩形的氧化物超导块体间配置高强度补强 构件，与上下的氧化物超导块体结合或者粘接在一起，便可以得到超导 块体不会发生开裂而具有高的俘获磁通密度的氧化物超导块状层叠体。
(实施例4)
对由实施例1制作的直径为70mm的单晶状添加了铂的Gd系氧化 物超导块体进行加工，从而制作出6个外径为65.0mm、高度为4.0mm 的圆板状超导块体。再者，采用溅射在超导体的表面涂覆大约2.5μm的 银。对其在氧气流中于703K下进行100小时的热处理，从而制作出6 个氧化物超导块体。
另外，从厚度为1.0mm的镍铬耐热合金板中制作出2片外径为 69.0mm的圆板状高强度补强构件，从厚度为0.3mm的镍铬耐热合金板 中制作出5片外径为69.0mm的圆板状高强度补强构件。在镍铬耐热合 金的表面预先薄薄地附上软钎料。内侧的外周补强环使用SUS314制外 径为69.0mm、内径为65.05mm、高度为4.0mm的环，在其表面也薄薄 地附上软钎料。另外，外侧的外周补强环使用SUS316L制外径为 79.0mm、内径为69.05mm、高度为28.5mm的环，在其内周面也薄薄地 附上软钎料。
接着，在加热至使软钎料溶融的温度的外侧的外周补强环(7300) 中交互插入镍铬耐热合金制高强度补强构件、内侧的外周补强环和超导 块体，在各自与软钎料融合后，通过将整体冷却至室温而使其各自结合 在一起，从而制作出氧化物超导块状磁铁(本发明(1))。该氧化物超 导块状磁铁的剖视图如图7G所示。在层叠的氧化物超导块体710(711～716)和高强度补强构件720(721～727)的外周具有分割的内侧的外周 补强环7310(7311～7316)，在其外侧具有外侧的外周环7300。
另外，同样，制作出6个外径为65.0mm、高度为4.0mm的圆板状 超导块体。从厚度为0.6mm的镍铬耐热合金板中制作出7片外径为 69.0mm的圆板状高强度补强构件。在镍铬耐热合金的表面预先薄薄地 附上软钎料。外周补强环使用SUS316L制外径为79.0mm、内径65.05mm、高度为28.5mm的环，在其内周面也薄薄地附上软钎料。
接着，在加热至使软钎料溶融的温度的外周补强环中交互插入镍铬 耐热合金制高强度补强构件和超导块体，在各自与软钎料融合后，通过 将整体冷却至室温而使其各自结合在一起，从而制作出氧化物超导块状 磁铁(本发明(2))。该氧化物超导块状磁铁的剖视图如图7H所示。在 层叠的氧化物超导块体710(711～716)和高强度补强构件720(721～727)的外周具有外周补强环730。
接着，作为比较材，从与上述同样地制作的单晶状氧化物超导块体 中，与上述同样地制作出2个外径为65.0mm、高度为14.2mm的超导 块体。将它们配置在与上述同样地制作的SUS314制外径为86.0mm、 内径为65.05mm、高度为28.8mm的外周补强环中，并同样地采用软钎 料使之结合在一起，从而制作出比较材的氧化物超导块状磁铁。也就是 说，比较材并没有设置高强度补强构件。
将所得到的氧化物超导块状磁铁[本发明(1)、本发明(2)、比较 例]配置于室温下的8.5T的磁场中，然后使用制冷机冷却至40K，以 0.05T/分钟的速度将外部磁场去磁至零磁场。其结果是，在氧化物超导 块状磁铁的轴上表面，本发明(1)、本发明(2)没有开裂而确认有7.2T 的俘获磁通密度。然而，比较材确认在磁化过程中，磁通密度急剧降低。 磁化实验后，在室温下调查了超导块体，结果超导块体确认发生了开裂。
接着，将本发明(1)、本发明(2)配置于室温下的12.0T的磁场 中，然后使用制冷机冷却至40K，以0.05T/分钟的速度将外部磁场去磁 至零磁场。其结果是，在氧化物超导块状磁铁的轴上表面，本发明(1) 没有开裂而确认有9.5T的俘获磁通密度。然而，本发明(2)确认在磁 化过程中，磁通密度急剧降低。磁化实验后，在室温下调查了超导块体， 结果超导块体确认发生了开裂。
由这些实验表明：通过在氧化物超导块体间配置高强度补强构件， 与上下的氧化物超导块体结合或者粘接在一起，便具有抑制超导块体开 裂的效果。另外，进而表明通过将外周补强环设计为二重结构，在外周 端部的上下面以及侧面将高强度补强构件牢固地接合在一起，可以得到 进一步抑制开裂的发生、且具有更高的俘获磁通密度的氧化物超导块状 层叠体。
表3(将表3-1和表3-2总称为表3)示出了关于上述实施例4的磁 化试验结果。在磁化试验时，制作出了表3中记载的各试验作为本发明 或者比较例使用的氧化物超导块体、高强度补强构件以及外周补强环。 关于氧化物超导块体，使用与上述实施例4同样地制作的直径为70mm 的单晶状氧化物超导块体，加工成表3中记载的各种厚度不同的圆柱形 状，从而制作出氧化物超导块体。另外，关于各高强度补强构件，也由 表3中记载的材质以及厚度的板加工成圆板状板。再者，关于外周补强 环，也加工成表3中记载的材质以及尺寸的环。
Figure BDA0001283790280000441
将这些圆柱状氧化物超导块体、高强度补强构件以及外周补强环结 合，便制作出各试验所使用的氧化物超导块状磁铁。本发明以及比较例 的块状磁铁的组装使用软钎料。在采用软钎料的组装的情况下，与上述 实施例4同样，对于各自的构件，在热板上加热至使软钎料溶融的温度 的外周补强环中插入超导块体、内侧的外周补强环和各高强度补强构件，在各自与软钎料融合后，通过将整体冷却至室温而使其各自结合在 一起，从而制作出超导块状磁铁。
关于用于性能评价的磁化试验，在表3所示的各磁化条件下进行。 磁化试验的结果如表3所示，表明通过在氧化物超导块体间配置高强度 补强构件，与上下的氧化物超导块体结合或者粘接在一起，便具有抑制 超导块体开裂的效果。另外，进而表明通过将外周补强环设计为二重结 构，在外周端部的上下面以及侧面将高强度补强构件牢固地接合在一 起，可以得到进一步抑制开裂的发生、且具有更高的俘获磁通密度的氧 化物超导块状层叠体。
(实施例5)
实施例5的超导块状磁铁1700使用Gd-Ba-Cu-O系氧化物超导块体 1710。首先，对市售的纯度为99.9质量％的钆(Gd)、钡(Ba)、铜(Cu) 各自的氧化物粉末按Gd:Ba:Cu＝1.6:2.3:3.3的摩尔比进行称量，在其 中添加0.5质量％的铂以及10质量％的银。花1小时对该称量粉进行充 分混炼，然后在大气中于1173K煅烧8小时。
接着，使用模具将煅烧粉成形为圆板形状。将该成形体加热至 1423K使其处于溶融状态，在保持30分钟后，于降温途中进行引晶， 然后花180小时在1278K～1252K的温度区域进行缓冷而使晶体生长， 从而得到超导相的结晶学方位的c轴与大致圆板平面的法线平行的圆板 形状的直径为70mm的单晶状氧化物超导块体。将该单晶状氧化物超导 块体加工成外径为65.0mm、内径为35.0mm、高度为8.0mm的环形状。 对通过加工而形成的边角料进行镜面研磨，采用光学显微镜对微细组织 进行了确认，结果分散有1μm左右的211相。再者，采用溅射在超导 体的表面涂覆大约2μm的银。对其在氧气流中于723K下进行100小时 的热处理。同样地进行处理，便制作出6个环状氧化物超导块体1710 (1711～1716)。
另外，将厚度为1.0mm的镍铬耐热合金的板加工成外径为65.0mm、 内径为35.0mm，同样地制作出5片高强度补强构件1720(1721～1725)。 在镍铬耐热合金的表面预先薄薄地附上软钎料。外周补强环1730使用 SUS316L制外径为73.0mm、内径为65.05mm、高度为53.6mm的环， 在其内周面也薄薄地附上软钎料。
接着，在加热至使软钎料溶融的温度的外周补强环1730中交互插 入超导块体和镍铬耐热合金环，在各自与软钎料融合后，通过将整体冷 却至室温而使其各自结合在一起，从而制作出超导块状磁铁1700。图 17A示出了所得到的有孔的氧化物超导块状层叠体的层叠状态。另外， 图17C示出了图17A的剖视图。
将所得到的氧化物超导块状磁铁1700配置于室温下的7T的磁场 中，然后使用制冷机冷却至40K，其后以0.1T/分钟的速度将外部磁场 去磁至零磁场。其结果是，在氧化物超导块状磁铁1700的轴上中心部 确认6.85T的俘获磁通密度，并确认通过该磁化，氧化物超导块体1710 可以不产生开裂地进行磁化。
接着，作为比较材，从与上述同样地制作的单晶状氧化物超导块体 11中，与上述同样地制作出2个外径为65.0mm、内径为35.0mm、高 度为17.0mm的环、以及1个外径为65.0mm、内径为35.0mm、高度为 19mm的环。图17B示出了所得到的比较材的状态。另外，图17D示出 了图17B的剖视图。将它们配置在与上述同样地制作的SUS316L制外 径为73.0mm、内径为65.05mm、高度为53.6mm的外周补强环13中， 并与上述同样地采用软钎料使之结合在一起，从而制作出比较材的氧化 物超导块状磁铁1750。也就是说，比较材并没有设置高强度补强构件。
将比较材与上述同样地配置于室温下的7T的磁场中，然后使用制 冷机冷却至40K，其后以0.1T/分钟的速度将外部磁场去磁至零磁场。 该磁化过程在去磁至5.1T的阶段，确认在氧化物超导块状磁铁1750的 轴上中心部，磁通密度急剧降低。在去磁至零磁场时的轴上中心部的俘 获磁通密度为0.23T。磁化实验后，在室温下调查了超导块体1751，结果超导块体1751确认发生了开裂。
由这些实验表明：通过在环形状的氧化物超导块体间配置高强度补 强构件，与上下的环形状的氧化物超导块体结合或者粘接在一起，便可 以得到超导体不会发生开裂而具有高的俘获磁通密度的氧化物超导块 状磁铁。
表4(将表4-1和表4-2总称为表4)示出了关于上述实施例5的磁 化试验结果。在磁化试验时，制作出了表4中记载的各试验作为本发明 或者比较例使用的环状氧化物超导块体、高强度补强构件以及外周补强 环。关于环状氧化物超导块体，使用与上述实施例5同样地制作的直径 为70mm的单晶状氧化物超导块体，以表4的各试验的制造条件为基础， 加工成厚度不同的外径为65.0mm、内径为35.0mm的环形状，从而制 作出环状氧化物超导块体。另外，关于各高强度补强构件，也由表4中 记载的材质以及厚度的板加工成外径为65.0mm、内径为35.0mm～ 35.2mm的环。再者，关于外周补强环，也加工成表4中记载的材质以 及尺寸的环。
Figure BDA0001283790280000471
表4-2
(表4-1续)
Figure BDA0001283790280000481
将这些环状氧化物超导块体、高强度补强构件以及外周补强环结 合，便制作出各试验所使用的氧化物超导块状磁铁。本发明以及比较例 的氧化物超导块状磁铁的组装使用软钎料。在采用软钎料的组装的情况 下，与上述实施例5同样，对于各自的构件，在热板上加热至使软钎料 溶融的温度的外周补强环1730中交互插入超导块体和各高强度补强构件，在各自与软钎料融合后，通过将整体冷却至室温而使其各自结合在 一起，从而制作出超导块状磁铁1700。
此外，作为高强度补强构件的材质，表4中的试验No.1-5的“镍 铬耐热合金的无氧铜包覆材”是指采用Sn-Zn系的软钎料，将厚度为 0.5mm的镍铬耐热合金板的两面与厚度为0.5mm的无氧铜板进行软钎 焊而实现层叠化的材料。另外，作为表1中的试验No.1-8的“镍铬耐 热合金的铝包覆材”是指采用Sn-Zn系的软钎料，将厚度为0.5mm的 镍铬耐热合金板的两面与厚度为0.5mm的铝板进行软钎焊而实现层叠 化的材料。
另外，作为外周补强环的材质，表4中的试验No.1-6的“内周： 无氧铜、外周：SUS316L的接合材”是指采用Sn-Zn系软钎料将外径为 76.0mm、内径为65.05mm、高度为53.6mm的无氧铜环接合在外径为 87.6mm、内径为76.05mm、高度为53.6mm的SUS316L环中所得到的 接合材。试验No.1-8的“内周：Cu合金、外周：SUS304L的接合材” 是指采用Sn-Zn系软钎料将外径为76.3mm、内径为65.05mm、高度为 53.6mm的Cu合金环接合在外径为87.6mm、内径为76.35mm、高度为 53.6mm的SUS304L环中所得到的接合材。
关于用于性能评价的磁化试验，在表4所示的各磁化条件下进行。 磁化试验的结果如表4所示，结果是如本发明那样由高强度补强构件交 互层叠而成的超导块状磁铁没有发生开裂，与此相对照，没有交互层叠 高强度补强构件的比较材发生了开裂。由此表明基于高强度补强构件的 补强有效地发挥作用，从而可以产生强磁场。
(实施例6)
实施例6的超导块状磁铁1800使用Eu-Ba-Cu-O系氧化物超导块体 1810。首先，对市售的纯度为99.9质量％的铕(Eu)、钡(Ba)、铜(Cu) 各自的氧化物粉末按Eu:Ba:Cu＝1.6:2.3:3.3的摩尔比进行称量，在其 中添加1.0质量％的CeO2以及10质量％的银。花1小时对该称量粉进 行充分混炼，然后在大气中于1173K煅烧8小时。
接着，使用模具将煅烧粉成形为圆板形状。将该成形体加热至 1423K使其处于溶融状态，在保持30分钟后，于降温途中进行引晶， 然后花180小时在1288K～1262K的温度区域进行缓冷而使晶体生长， 从而得到超导相的结晶学方位的c轴与大致圆板平面的法线平行的圆板 形状的直径为70mm的单晶状超导块体。对这些单晶状氧化物超导块体 进行加工，从而得到1个外径为65.0mm、内径为32.0mm、高度为8.0mm 的环，1个外径为65.0mm、内径为32.0mm、高度为10.0mm的环，2 个外径为65.0mm、内径为36.0mm、高度为10.0mm的环。再者，采用 溅射在超导体的表面涂覆大约2μm的银。对其在氧气流中于723K下进 行100小时的热处理。同样地进行处理，便制作出4个环状氧化物超导 块体1810(1811～1814)。
另外，从镍铬耐热合金板中制作出1片外径为65.0mm、内径为 31.8mm、厚度为1.5mm的环状高强度补强构件，2片外径为65.0mm、 内径为31.8mm、厚度为0.8mm的环状高强度补强构件，1片外径为 65.0mm、内径为35.8mm、厚度为0.8mm的环状高强度补强构件这4个高强度补强构件1820(1821～1824)。在镍铬耐热合金的表面预先薄 薄地附上软钎料。外周补强环1830使用SUS316L制外径为73.0mm、 内径为65.05mm、高度为42.2mm的环，在其内周面也薄薄地附上软钎 料。
接着，在加热至使软钎料溶融的温度的外周补强环1830中，如以 下那样配置氧化物超导块体以及高强度补强构件，在各自与软钎料融合 后，通过将整体冷却至室温而使其各自结合在一起，从而制作出有孔的 氧化物超导块状层叠体。该有孔的氧化物超导块状层叠体的层叠状态如 图18A所示。另外，图18C示出了图18A的剖视图。
1)镍铬耐热合金制环(高强度补强构件1821、最上面)：外径为 65.0mm、内径为31.8mm、厚度为1.5mm
2)氧化物超导块体1811：外径为65.0mm、内径为32.0mm、高度 为8.0mm
3)镍铬耐热合金制环(高强度补强构件1822)：外径为65.0mm、 内径为31.8mm、厚度为0.8mm
4)氧化物超导块体1812：外径为65.0mm、内径为32.0mm、高度 为10.0mm
5)镍铬耐热合金制环(高强度补强构件1823)：外径为65.0mm、 内径为31.8mm、厚度为0.8mm
6)氧化物超导块体1813：外径为65.0mm、内径为36.0mm、高度 为10.0mm
7)镍铬耐热合金制环(高强度补强构件1824)：外径为65.0mm、 内径为35.8mm、厚度为0.8mm
8)氧化物超导块体1814：外径为65.0mm、内径为36.0mm、高度 为10.0mm
再者，采用同样的方法制作出又一组有孔的氧化物超导块状层叠 体。然后，以使具有镍铬耐热合金制高强度补强构件的一侧成为上面以 及下面的方式进行层叠和树脂粘接，从而形成一个有孔的氧化物超导块 状层叠体。
将所得到的有孔的氧化物超导块状层叠体配置于室温下的8T的磁 场中，然后使用制冷机冷却至40K，其后以0.1T/分钟的速度将外部磁 场去磁至零磁场。其结果是，在超导块状磁铁的轴上中心部确认7.85T 的俘获磁通密度，并确认通过该磁化，超导块体1810可以不产生开裂 地进行磁化。
接着，作为比较材，从与上述同样地制作的单晶状超导块体中，与 上述同样地制作出1个外径为65.0mm、内径为32.0mm、高度为21.0mm 的环、以及1个外径为65.0mm、内径为36.0mm、高度为21.0mm的环 (符号1851a、1851b)。将它们配置在与上述同样地制作的SUS316L制 外径为73.0mm、内径为65.05mm、高度为42.2mm的外周补强环1853 中，并与上述同样地采用软钎料使之结合在一起，从而得到有孔的氧化 物超导块状层叠体。该层叠状态如图18B所示。另外，图18B的剖视 图如图18D所示。
再者，对同样地制作的有孔的氧化物超导块状层叠体进行配置，使 得超导块体的内径较小者分别处于上面和下面，并采用树脂进行粘接， 从而制作出一个比较材的超导块状磁铁。将其与上述同样地配置于室温 下的8T的磁场中，然后使用制冷机冷却至40K，其后以0.1T/分钟的速 度将外部磁场去磁至零磁场。该磁化过程在去磁至5.1T的阶段，确认 在超导块状磁铁的轴上中心部，磁通密度急剧降低。在去磁至零磁场时 的轴上中心部的俘获磁通密度为0.23T。磁化实验后，在室温下调查了 超导块体1851，结果超导块体1851确认发生了开裂。
由这些实验表明：通过在环形状的氧化物超导块体间配置高强度补 强构件，与上下的所述环形状的氧化物超导块体结合或者粘接在一起， 进而使配置于氧化物超导块状层叠体的最上面和最下面的高强度补强 构件的厚度比配置于氧化物超导块体之间的高强度补强构件的厚度厚， 而且使高强度补强构件的内径小于氧化物超导块体的内径，便可以得到 超导块体不会发生开裂而具有高的俘获磁通密度的有孔的氧化物超导 块状层叠体。
表5(将表5-1和表5-2总称为表5)示出了关于上述实施例6的磁 化试验结果。在磁化试验时，制作出了表5中记载的各试验作为本发明 或者比较例使用的环状氧化物超导块体、高强度补强构件以及外周补强 环。关于环状氧化物超导块体，使用与上述实施例6同样地制作的直径 为70mm的单晶状氧化物超导块体，以表5的各试验的制造条件为基础， 加工成厚度不同的外径为65.0mm、内径为35.0mm的环形状，从而制 作出环状氧化物超导块体。另外，关于各高强度补强构件，也由表5中 记载的材质以及厚度的板加工成外径为65.0mm、内径为35.0mm～ 35.4mm的环。再者，关于外周补强环，也加工成表5中记载的材质以 及尺寸的环。
Figure BDA0001283790280000531
表5-2
(表5-1续)
Figure BDA0001283790280000541
将这些环状氧化物超导块体、高强度补强构件以及外周补强环结 合，便制作出各试验所使用的氧化物超导块状磁铁。本发明以及比较例 的氧化物超导块状磁铁的组装使用软钎料，或者如表5中记载的那样使 用树脂。在采用软钎料的组装的情况下，与上述实施例6同样，对于各 自的构件，在热板上加热至使软钎料溶融的温度的外周补强环1830中 交互插入超导块体和各高强度补强构件，在各自与软钎料融合后，通过 将整体冷却至室温而使其各自结合在一起，从而制作出超导块状磁铁 1800。
此外，作为高强度补强构件的材质，表5中的试验No.2-5的“镍 铬耐热合金的无氧铜包覆材”是指采用Sn-Zn系的软钎料，将厚度为 0.5mm的镍铬耐热合金板的两面与厚度为0.5mm的无氧铜板进行软钎 焊而实现层叠化的材料。另外，作为表5中的试验No.2-7的“镍铬耐 热合金的铝包覆材”是指采用Sn-Zn系的软钎料，将厚度为0.5mm的 镍铬耐热合金板的两面与厚度为0.5mm的铝板进行软钎焊而实现层叠 化的材料。
另外，作为外周补强环的材质，表5中的试验No.2-6的“内周： 无氧铜、外周：SUS316L的接合材”是指采用Sn-Zn系软钎料将外径为 76.0mm、内径为65.05mm、高度为53.6mm的无氧铜环接合在外径为 87.6mm、内径为76.05mm、高度为53.6mm的SUS316L环中所得到的 接合材。表5中的试验No.2-7的“内周：铜合金、外周：SUS304L的 接合材”是指采用Sn-Zn系软钎料将外径为76.0mm、内径为65.05mm、 高度为53.6mm的铜合金环接合在外径为87.6mm、内径为76.05mm、 高度为53.6mm的SUS304L环中所得到的接合材。
关于用于性能评价的磁化试验，在表5所示的各磁化条件下进行。 磁化试验的结果如表5所示，结果是如本发明那样由高强度补强构件交 互层叠而成的、而且在上面和下面接合了高强度补强构件的超导块状磁 铁没有发生开裂，与此相对照，没有交互层叠高强度补强构件的比较材 发生了开裂。由此表明基于高强度补强构件的补强有效地发挥作用，从 而可以产生强磁场。
(实施例7)
实施例7的超导块状磁铁1900使用Gd-Ba-Cu-O系氧化物超导块 体。首先，对市售的纯度为99.9质量％的钆(Gd)、钡(Ba)、铜(Cu) 各自的氧化物粉末按Gd:Ba:Cu＝9:12:17的摩尔比进行称量，在其中 添加1.0质量％的BaCeO3以及10质量％的银。花1小时对该称量粉进 行充分混炼，然后在大气中于1173K煅烧8小时。
接着，使用模具将煅烧粉成形为圆板形状。将该成形体加热至 1423K使其处于溶融状态，在保持30分钟后，于降温途中进行引晶， 然后花200小时在1278K～1245K的温度区域进行缓冷而使晶体生长， 从而得到超导相的结晶学方位的c轴与大致圆板平面的法线平行的圆板 形状的直径为70mm的单晶状氧化物超导块体。从这样得到的单晶状氧 化物超导块体中，制作出2个外径为65.0mm、内径为35.0mm、高度为 6.0mm的环、以及2个高度为7.5mm的环。再者，采用溅射在这些氧 化物超导块体的表面涂覆大约2μm的银。对其在氧气流中于723K下进 行100小时的热处理。同样地进行处理，便制作出4个环状氧化物超导 块体1910(1911～1914)。
另外，分别加工2片厚度为1.5mm以及厚度为0.5mm的镍铬耐热 合金，从各板中制作出外径为65.0mm、内径为31.0mm的环状高强度 补强构件1920(1921～1924)。在镍铬耐热合金的表面预先薄薄地附上 软钎料。外周补强环1930使用铝合金制外径为77.0mm、内径为65.05mm、高度为30.2mm的环，在其内周面也薄薄地附上软钎料。进 而制作出Fe-36Ni合金制内周补强环(2个外径为34.95mm、内径为 31.0mm、高度为6.0mm的环以及1个外径为34.95mm、内径为31.0mm、 高度为15.0mm的环)1940(1941～1943)，在其外周面也薄薄地附上 软钎料。
接着，在加热至使软钎料溶融的温度的外周补强环1930中依次插 入作为高强度补强构件的镍铬耐热合金环、环状超导块体、内周补强环， 在各自与软钎料融合后，通过将整体冷却至室温而使其各自结合在一 起。此时，各超导块体一边使超导相的结晶学方位的a轴偏移大约7° 一边进行层叠。图19A示出了所得到的有孔的氧化物超导块状层叠体的 层叠状态。另外，图19C示出了图19A的剖视图。
将所得到的超导块状磁铁1000配置于室温下的9.5T的磁场中，然 后使用制冷机冷却至45K，其后以0.1T/分钟的速度将外部磁场去磁至 零磁场。其结果是，在超导块状磁铁的轴上中心部确认8.9T的俘获磁 通密度，并确认通过该磁化，超导块体1910可以不产生开裂地进行磁 化。
接着，作为比较材，从与上述同样地制作的单晶状氧化物超导块体 中，与上述同样地制作出1个外径为65.0mm、内径为35.0mm、高度为 30.2mm的环。将它们配置在与上述同样地制作的铝合金制外径为 77.0mm、内径为65.05mm、高度为30.2mm的外周补强环1953中。进 而将Fe-36Ni合金制外径为34.95mm、内径为31.0mm、高度为30.2mm 的内周补强环1954配置在超导块体1951的内部，并与上述同样地采用 软钎料使之结合在一起，从而制作出比较材的有孔的氧化物超导块状层 叠体。该层叠状态如图19B所示。另外，图19D示出了图19B的剖视 图。
将其与上述同样地配置于室温下的9.5T的磁场中，然后使用制冷 机冷却至45K，其后以0.1T/分钟的速度将外部磁场去磁至零磁场。该 磁化过程在去磁至5.8T的阶段，确认在超导块状磁铁的轴上中心部， 磁通密度急剧降低。在去磁至零磁场时的轴上中心部的俘获磁通密度为 1.89T。磁化实验后，在室温下调查了超导块体1951，结果超导块体1951确认发生了开裂。
根据这些实验，在环形状的氧化物超导块体间配置高强度补强构 件，进而配置内周补强环，与上下的氧化物超导块体结合或者粘接在一 起，使强度补强构件的内径与氧化物超导块体的内径相同或者较小，从 而形成各自的内周轴一致的有孔的氧化物超导块状层叠体。显然，内周 补强环与有孔的氧化物超导块状层叠体的内周面结合或者粘接在一起而进行配置，由此可以得到超导块体不会发生开裂而具有高的俘获磁通 密度的氧化物超导块状磁铁。
表6(将表6-1和表6-2总称为表6)示出了关于上述实施例7的磁 化试验结果。在磁化试验时，制作出了表6中记载的各试验作为本发明 或者比较例使用的环状氧化物超导块体、高强度补强构件以及外周补强 环。关于环状氧化物超导块体，使用与上述实施例7同样地制作的直径 为70mm的单晶状氧化物超导块体，加工成表6中记载的各种厚度不同 的外径为65.0mm、内径为35.0mm的环形状，从而制作出环状氧化物 超导块体。另外，关于各高强度补强构件，也由表6中记载的材质以及 厚度的板加工成外径为65.0mm、内径为31.0mm的环。再者，关于外 周补强环，也加工成表6中记载的材质以及尺寸的环。
Figure BDA0001283790280000581
表6-2
(表6-1续)
Figure BDA0001283790280000591
将这些环状氧化物超导块体、高强度补强构件以及外周补强环结 合，便制作出各试验所使用的氧化物超导块状磁铁。各实施例的本发明 以及比较例的块状磁铁的组装使用软钎料。在采用软钎料的组装的情况 下，与上述实施例同样，对于各自的构件，在热板上加热至使软钎料溶 融的温度的外周补强环1930中交互插入超导块体和各高强度补强构件， 在各自与软钎料融合后，通过将整体冷却至室温而使其各自结合在一 起，从而制作出超导块状磁铁1900。
关于用于性能评价的磁化试验，在表6所示的各磁化条件下进行。 磁化试验的结果如表6所示，结果是在具有内周补强环的块状磁铁中， 由高强度补强构件交互层叠并接合而成的超导块状磁铁没有发生开裂， 与此相对照，在没有交互层叠高强度补强构件的比较材中，则发生了开 裂。由此表明基于高强度补强构件的补强有效地发挥作用，从而可以产 生强磁场。
(实施例8)
本实施例的超导块状磁铁2000使用Gd(Dy)-Ba-Cu-O系氧化物 超导块体。首先，对市售的纯度为99.9质量％的钆(Gd)、钡(Ba)、 铜(Cu)各自的氧化物粉末按Gd:Dy:Ba:Cu＝8:1:12:17的摩尔比进 行称量，在其中添加1.0质量％的CeO2以及12质量％的银。花1小时对该称量粉进行充分混炼，然后在大气中于1173K煅烧8小时。
接着，使用模具将煅烧粉成形为圆板形状。将该成形体加热至 1423K使其处于溶融状态，在保持30分钟后，于降温途中进行引晶， 然后花200小时在1278K～1245K的温度区域进行缓冷而使晶体生长， 从而得到直径为70mm的单晶状氧化物超导块体。将该单晶状氧化物超 导块体加工成外径为65.0mm、内径为35.0mm、高度为10.0mm的环形 状。再者，采用溅射在超导块体的表面涂覆大约2μm的银。对其在氧 气流中于723K下进行100小时的热处理。同样地进行处理，便制作出 4个环状氧化物超导块体2010(2011～2014)。
另外，加工2片厚度为1.5mm的镍铬耐热合金的板以及3片厚度 为1.0mm的镍铬耐热合金的板，从而分别制作出外径为65.0mm、内径 为31.0mm的环状高强度补强构件2020(2021～2025)。在镍铬耐热合 金的表面预先薄薄地附上软钎料。外周补强环2030使用铝合金制外径 为77.0mm、内径为65.05mm、高度为46.5mm的环，在其内周面也薄 薄地附上软钎料。进而制作出Fe-36Ni合金制外径为34.95mm、内径为 31.0mm、高度为10.0mm的内周补强环2040(2041～2044)，在其外周 面也薄薄地附上软钎料。
接着，在加热至使软钎料溶融的温度的外周补强环2030中依次插 入作为高强度补强构件的镍铬耐热合金环、环状超导块体、内周补强环， 在各自与软钎料融合后，通过将整体冷却至室温而使其各自结合在一 起。此时，在氧化物超导块体的最上面以及最下面配置有1.5mm厚的 镍铬耐热合金环。此时，各超导块体2041～2044一边使超导相的结晶 学方位的a轴偏移大约9°一边进行层叠。图20A示出了所得到的有孔 的氧化物超导块状层叠体的层叠状态。另外，图20C示出了图20A的 剖视图。
将所得到的超导块状磁铁2000配置于室温下的9T的磁场中，然后 使用制冷机冷却至40K，其后以0.1T/分钟的速度将外部磁场去磁至零 磁场。其结果是，在超导块状磁铁的轴上中心部确认8.85T的俘获磁通 密度，并确认通过该磁化，超导块体2010可以不产生开裂地进行磁化。
接着，作为比较材，从与上述同样地制作的单晶状氧化物超导块体 中，与上述同样地制作出2个外径为65.0mm、内径为35.0mm、高度为 23.1mm的环(符号2051(2051a、2051b))。将它们配置在与上述同样 地制作的铝合金制外径为77.0mm、内径为65.05mm、高度为46.5mm 的外周补强环2053中，进而与上述同样地采用软钎料与Fe-36Ni合金 制外径为34.95mm、内径为31.0mm、高度为46.5mm的内周补强环2054 结合在一起，从而制作出比较材的有孔的氧化物超导块状层叠体。该层 叠状态如图20B所示。另外，图20D示出了图20B的剖视图。
将其与上述同样地配置于室温下的9T的磁场中，然后使用制冷机 冷却至40K，其后以0.1T/分钟的速度将外部磁场去磁至零磁场。该磁 化过程在去磁至5.8T的阶段，确认在超导块状磁铁的轴上中心部，磁 通密度急剧降低。在去磁至零磁场时的轴上中心部的俘获磁通密度为 1.89T。磁化实验后，在室温下调查了超导块体2051，结果超导块体2051 确认发生了开裂。
根据这些实验，在环形状的氧化物超导块体间配置高强度补强构 件，进而配置内周补强环，与上下的氧化物超导块体结合或者粘接在一 起，使强度补强构件的内径比氧化物超导块体的内径小，从而形成各自 的内周轴一致的有孔的氧化物超导块状层叠体。显然，金属环与有孔的 氧化物超导块状层叠体的内周结合或者粘接在一起而进行配置，由此可 以得到超导块体不会发生开裂而具有高的俘获磁通密度的氧化物超导 块状磁铁。
(实施例9)
本实施例的超导块状磁铁2100使用Eu-Ba-Cu-O系氧化物超导块 体。首先，对市售的纯度为99.9质量％的铕(Eu)、钡(Ba)、铜(Cu) 各自的氧化物粉末按Eu:Ba:Cu＝9:12:17的摩尔比进行称量，在其中 添加1.0质量％的BaCeO3以及16质量％的银。花1小时对该称量粉进 行充分混炼，然后在大气中于1173K煅烧8小时。
接着，使用模具将煅烧粉成形为圆板形状。将该成形体加热至 1423K使其处于溶融状态，在保持30分钟后，于降温途中进行引晶， 然后花200小时在1288K～1258K的温度区域进行缓冷而使晶体生长， 从而得到直径为70mm的单晶状氧化物超导块体。将该单晶状氧化物超 导块体加工成外径为65.0mm、内径为35.0mm、高度为1.8mm的二重 环形状。二重环形状的超导块体2110的沟槽在距中心为23.5mm的位 置，采用喷砂法以大约1.0mm的宽度进行加工而形成。此时，在2个 部位设置将氧化物超导块体2110的内侧环2111和外侧环2112连接的 接头(与图16D的接头1615相对应)。再者，采用溅射在超导块体的表 面涂覆大约2μm的银。对其在氧气流中于723K下进行100小时的热处 理。同样地进行处理，便制作出20片环状氧化物超导块体2110。
另外，加工2片厚度为1.0mm的镍铬耐热合金的板以及19片厚度 为0.3mm的镍铬耐热合金的板，从而分别制作出外径为65.0mm、内径 为31.0mm的环状高强度补强构件2020。在镍铬耐热合金的表面预先薄 薄地附上软钎料。外周补强环2130使用铝合金制外径为77.0mm、内径 为65.05mm、高度为44.0mm的环，在其内周面也薄薄地附上软钎料。 进而制作出镍铬耐热合金制外径为34.95mm、内径为31.0mm、高度为 1.8mm的内周补强环2140，在其表面也薄薄地附上软钎料。
接着，在加热至使软钎料溶融的温度的外周补强环2130中依次插 入作为高强度补强构件的镍铬耐热合金环、环状超导块体、内周补强环， 在各自与软钎料融合后，通过将整体冷却至室温而使其各自结合在一 起。此时，在氧化物超导块体的最上面以及最下面配置有1.0mm厚的 镍铬耐热合金环的高强度补强构件。另外，此时，各超导块体2110一 边使超导相的结晶学方位的a轴偏移大约4°一边进行层叠。图21A示 出了所得到的有孔的氧化物超导块状层叠体的层叠状态。
将所得到的超导块状磁铁2140配置于室温下的7T的磁场中，然后 使用制冷机冷却至40K，其后以0.1T/分钟的速度将外部磁场去磁至零 磁场。其结果是，在超导块状磁铁的轴上中心部确认6.85T的俘获磁通 密度，并确认通过该磁化，超导块体可以不产生开裂地进行磁化。
接着，作为比较材，从与上述同样地制作的单晶状氧化物超导块体 中，同样地制作出22片外径为65.0mm、内径为35.0mm、高度为1.8mm 的二重环形状的超导块体(符号2151)。将它们配置在与上述同样地制 作的铝合金制外径为77.0mm、内径为65.05mm、高度为44.0mm的外 周补强环2153中，进而同样地配置GFRP(Glass Fiber ReinforcedPlastics：玻璃纤维增强塑料)制外径为34.95mm、内径为31.0mm、高 度为44.0mm的内周补强环2154，并采用软钎料使之结合在一起，从而 制作出比较材的有孔的氧化物超导块状层叠体。该层叠状态如图21B所 示。
将其与上述同样地配置于室温下的7T的磁场中，然后使用制冷机 冷却至40K，其后以0.1T/分钟的速度将外部磁场去磁至零磁场。该磁 化过程在去磁至4.8T的阶段，确认在超导块状磁铁的轴上中心部，磁 通密度急剧降低。在去磁至零磁场时的轴上中心部的俘获磁通密度为 1.35T。磁化实验后，在室温下调查了超导块体2151，结果超导块体2151 确认发生了开裂。
由这些实验表明：通过在环形状的氧化物超导块体间配置高强度补 强构件，进而配置内周补强环，并与上下的氧化物超导块体结合或者粘 接在一起，便可以得到超导块体不会发生开裂而具有高的俘获磁通密度 的氧化物超导块状磁铁。
(实施例10)
使用由实施例5制作的添加了铂的Gd系直径70mm的氧化物超导 体，制作出8个外径为62.0mm、内径为32.0mm、高度为3.0mm的环。 再者，采用溅射在这些氧化物超导块体的表面涂覆大约2μm的银。对 其在氧气流中于723K下进行100小时的热处理。同样地进行处理，便 制作出8个环状氧化物超导块体2210(2211～2218)。
另外，加工2片厚度为1.0mm、7片厚度为0.3mm的SUS316，从 各板中制作出外径为66.0mm、内径为29.0mm的环状高强度补强构件 2220(2221～2227)，在表面预先薄薄地附上软钎料。内侧的外周补强 环22310(22311～22318)使用8个SUS314制外径为66.0mm、内径为62.05mm、高度为3.0mm的环，而且外侧的外周补强环22300使用 SUS314制外径为86.0mm、内径为66.05mm、高度为28.8mm的环，在 其内周面也薄薄地附上软钎料。进而制作出8个外侧的镍铬耐热合金制 内周补强环(外径为31.95mm、内径为29.0mm、高度为3.0mm)，制作 出1个内侧的SUS314制内周环即外径为28.95mm、内径为27.0mm、 高度为28.8mm的环，在其外周面也薄薄地附上软钎料。
接着，在加热至使软钎料溶融的温度的外侧的外周补强环22300中 插入作为高强度补强构件的SUS316环、内侧的外周补强环、环状的超 导块体、外侧的内周补强环、内侧的内周补强环，在各自与软钎料融合 后，通过将整体冷却至室温而使其各自结合在一起。此时，各超导块体 一边使超导相的结晶学方位的a轴偏移大约7°一边进行层叠。图22A 示出了所得到的有孔的氧化物超导块状层叠体[本发明(1)]的剖视图。
另外，进而加工2片厚度为1.0mm、7片厚度为0.3mm的SUS316， 从各板中制作出外径为62.0mm、内径为32.0mm的环状高强度补强构 件，在表面预先薄薄地附上软钎料。外周补强环使用SUS314制外径为 86.0mm、内径62.05mm、高度为28.8mm的环，在其内周面也薄薄地附 上软钎料。进而制作出1个SUS314制内周环即外径为31.95mm、内径 为27.0mm、高度为28.8mm的环，在其外周面也薄薄地附上软钎料。
接着，在加热至使软钎料溶融的温度的外侧的外周补强环2230中 插入作为高强度补强构件的SUS316环、环状超导块体、内周补强环， 在各自与软钎料融合后，通过将整体冷却至室温而使其各自结合在一 起。此时，各超导块体一边使超导相的结晶学方位的a轴偏移大约7° 一边进行层叠。图22B示出了所得到的有孔的氧化物超导块状层叠体 [本发明(2)]的剖视图。
接着，作为比较材，从与上述同样地制作的单晶状氧化物超导块体 中，与上述同样地制作出2个外径为62.0mm、内径为32.0mm、高度为 14.3mm的环。将它们配置在与上述同样地制作的SUS314制外径为 86.0mm、内径为62.05mm、高度为28.8mm的外周补强环中。进而将 SUS314制外径为31.95mm、内径为27.0mm、高度为28.8mm的内周补 强环配置在超导块体的内部，并与上述同样地采用软钎料使之结合在一 起，从而制作出比较材的有孔的氧化物超导块状层叠体[比较材]。其 剖视图如图22C所示。
将所得到的超导块状磁铁[本发明(1)、本发明(2)、比较材]配 置于室温下的8.0T的磁场中，然后使用制冷机冷却至40K，其后以0.05T/ 分钟的速度将外部磁场去磁至零磁场。其结果是，在超导块状磁铁的轴 上中心部，本发明(1)以及本发明(2)没有发生开裂地俘获7.95T， 而比较材在磁化实验后，于室温下对超导块体进行了调查，结果超导块 体确认发生了开裂。
接着，将本发明(1)、以及本发明(2)配置于11.0T的磁场中， 然后使用制冷机冷却至40K，其后以0.05T/分钟的速度将外部磁场去磁 至零磁场。其结果是，在超导块状磁铁的轴上中心部，本发明(1)没 有发生开裂地俘获10.9T，而本发明(2)在磁化实验后，于室温下对超 导块体进行了调查，结果超导块体确认发生了开裂。
由这些实验表明：通过在环形状的氧化物超导块体间配置高强度补 强构件，进而配置二重的内周以及外周补强环，并与上下的氧化物超导 块体结合或者粘接在一起，便可以得到超导块体不会发生开裂而具有高 的俘获磁通密度的氧化物超导块状磁铁。
表7(将表7-1和表7-2、表7-3总称为表7)示出了关于上述实施 例10的磁化试验结果。在磁化试验时，制作出了表7中记载的各试验 作为本发明(1)、本发明(2)或者比较例使用的环状氧化物超导块体、 高强度补强构件以及外周补强环。关于环状氧化物超导块体，使用与上 述实施例10同样地制作的直径为70mm的单晶状氧化物超导块体，加 工成表4中记载的各种厚度不同的环形状，从而制作出环状氧化物超导 块体。另外，关于各高强度补强构件，也由表7中记载的材质以及厚度 的板进行加工。再者，关于外周补强环，也加工成表7中记载的材质以 及尺寸的环。
Figure BDA0001283790280000661
Figure BDA0001283790280000671
Figure BDA0001283790280000681
将这些环状氧化物超导块体、高强度补强构件以及外周补强环结 合，便制作出各试验所使用的氧化物超导块状磁铁。各实施例的本发明 以及比较例的块状磁铁的组装使用软钎料。在采用软钎料的组装的情况 下，与上述实施例同样，对于各自的构件，在热板上加热至使软钎料溶 融的温度的外周补强环2230中交互插入超导块体和各高强度补强构件， 在各自与软钎料融合后，通过将整体冷却至室温而使其各自结合在一 起，从而制作出超导块状磁铁2200。
关于用于性能评价的磁化试验，在表7所示的各磁化条件下进行。 磁化试验的结果如表7所示，结果是在具有内周补强环的块状磁铁中， 于10T以下的磁化条件下，由高强度补强构件交互层叠并接合而成的超 导块状磁铁没有发生开裂，与此相对照，在没有交互层叠高强度补强构 件的比较材中，则发生了开裂。另外，还表明在11T以上的磁化条件下，在具有二重的外周和内周环结构且更牢固地结合高强度补强构件的超 导块状磁铁中，开裂也没有发生，可以产生更强的磁场。
以上参照附图，就本发明优选的实施方式进行了详细的说明，但本 发明并不限定于这样的例子。只要是具有本发明所属技术领域的通常的 知识的人员，在权利要求书所记载的技术思想的范畴内，显然可以想到 各种变更例或修正例，对于这些，当然可以理解为也属于本发明的技术 范围。
符号说明：
100、100A、100B、100C 氧化物超导块状磁铁
110 超导块体
120 高强度补强构件
130 外周补强环
600 氧化物超导块状磁铁
610 超导块体
620 高强度补强构件
630 外周补强环
700 氧化物超导块状磁铁
710 超导块体
720 高强度补强构件
730 外周补强环
740 外侧的外周补强环
800 氧化物超导块状磁铁
810 超导块体
820 高强度补强构件
830 外周补强环
900 氧化物超导块状磁铁
910 环形状的氧化物超导块体
920 高强度补强构件
930 外周补强环
1000 氧化物超导块状磁铁
1010 环形状的氧化物超导块体
1020 高强度补强构件
1030 外周补强环
1100 氧化物超导块状磁铁
1110 环形状的氧化物超导块体
1120 高强度补强构件
1130 外周补强环
1200 氧化物超导块状磁铁
1210 环形状的氧化物超导块体
1220 高强度补强构件
1230 外周补强环
1300 氧化物超导块状磁铁
1310 环形状的氧化物超导块体
1320 高强度补强构件
1330 外周补强环
1340 外周补强环
1400 氧化物超导块状磁铁
1410 环形状的氧化物超导块体
1420 高强度补强构件
1430 内侧的外周补强环
1440 外侧的外周补强环
1450 外侧的内周补强环
1460 内侧的内周补强环
1510 环形状的氧化物超导块体
1600 氧化物超导块状磁铁
1610 环形状的氧化物超导块体
1610a、1610b、1610c、1610d、1610e 环(氧化物超导块体)
1613 间隙
1615 接头
1620 高强度补强构件
1630 外周补强环
1700 氧化物超导块状磁铁(实施例5)
1710 环形状的氧化物超导块体
1720 高强度补强构件
1730 外周补强环
1800 氧化物超导块状磁铁(实施例6)
1810 环形状的氧化物超导块体
1820 高强度补强构件
1830 外周补强环
1900 氧化物超导块状磁铁(实施例7)
1910 环形状的氧化物超导块体
1920 高强度补强构件
1930 外周补强环
1940 内周补强环
2000 氧化物超导块状磁铁(实施例8)
2010 环形状的氧化物超导块体
2020 高强度补强构件
2030 外周补强环
2040 内周补强环
2100 氧化物超导块状磁铁(实施例9)
2110 环形状的氧化物超导块体
2111 环形状的氧化物超导块体的内侧环
2112 环形状的氧化物超导块体的外侧环
2120 高强度补强构件
2130 外周补强环
2140 内周补强环
2200 氧化物超导块状磁铁(实施例10图22A)
2250 氧化物超导块状磁铁(实施例10图22B)
2290 氧化物超导块状磁铁(实施例10图22C)
2210 环形状的氧化物超导块体
2220 高强度补强构件
22300 外侧的外周补强环
22310 内侧的外周补强环
22400 内侧的内周补强环
22410 外侧的内周补强环
2230 外周补强环
2240 内周补强环
O 各氧化物超导块体以及外周补强环的中心轴线

Claims (27)

1.一种氧化物超导块状磁铁，其特征在于，其具有：
氧化物超导块状层叠体，其由在单晶状RE1Ba2Cu3Oy中分散有RE2BaCuO5的多个板状氧化物超导块体、和配置于层叠的所述氧化物超导块体之间的1个以上的用于将较低强度的氧化物超导块体补强而使其高强度化的高强度补强构件形成，其中，RE为选自Y或者稀土类元素之中的1种或者2种以上的元素，6.8≤y≤7.1；以及
1个以上的外周补强构件，其设置于所述氧化物超导块状层叠体的外周；
其中，所述氧化物超导块体与所述高强度补强构件结合在一起；
所述高强度补强构件与所述外周补强构件结合在一起；
所述高强度补强构件以及所述外周补强构件中的补强构件是用于对作用于所述氧化物超导块体的电磁应力进行补强的构件。
2.根据权利要求1所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所述氧化物超导块体与所述外周补强构件结合在一起。
3.根据权利要求1或2所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所述高强度补强构件在室温下的抗拉强度为80MPa以上。
4.根据权利要求1或2所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所述高强度补强构件的热传导系数为20W/(m·K)以上。
5.根据权利要求1或2所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所述外周补强构件一体地设置在氧化物超导块状层叠体的外周。
6.根据权利要求1或2所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所述外周补强构件在所述氧化物超导块状层叠体的层叠方向被分割成多个。
7.根据权利要求6所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：相邻的所述外周补强构件通过所述高强度补强构件的分隔而配置。
8.根据权利要求1或2所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所述外周补强构件在室温下的抗拉强度为80MPa以上。
9.根据权利要求1或2所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所述外周补强构件的热传导系数为20W/(m·K)以上。
10.根据权利要求1或2所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：在所述氧化物超导块状层叠体的最上面和/或最下面配置有所述高强度补强构件。
11.根据权利要求10所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：在所述氧化物超导块状层叠体的最上面和/或最下面配置的至少1个所述高强度补强构件的厚度比在所述氧化物超导块体之间配置的所述高强度补强构件的厚度更厚。
12.根据权利要求10所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：在所述氧化物超导块状层叠体的最上面以及最下面配置的所述高强度补强构件与所述外周补强构件结合在一起。
13.根据权利要求1或2所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：在所述外周补强构件的外侧进一步具有第2外周补强构件。
14.根据权利要求13所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所述第2外周补强构件在室温下的抗拉强度为80MPa以上。
15.根据权利要求13所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所述第2外周补强构件的热传导系数为20W/(m·K)以上。
16.根据权利要求1或2所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所述氧化物超导块体以及所述高强度补强构件呈环状，所述氧化物超导块状层叠体为有孔的结构。
17.根据权利要求16所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：内周补强构件一体地设置在所述氧化物超导块状层叠体的内周；所述内周补强构件中的补强构件是用于对作用于所述氧化物超导块体的电磁应力进行补强的构件。
18.根据权利要求16所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：在所述氧化物超导块状层叠体的内周，设置有于所述氧化物超导块状层叠体的层叠方向被分割成多个的内周补强构件。
19.根据权利要求18所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：相邻的所述内周补强构件通过所述高强度补强构件的分隔而配置。
20.根据权利要求17所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所述内周补强构件在室温下的抗拉强度为80MPa以上。
21.根据权利要求17所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所述内周补强构件的热传导系数为20W/(m·K)以上。
22.根据权利要求17所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：在所述氧化物超导块状层叠体的最上面和/或最下面，结合着所述高强度补强构件，所述高强度补强构件也与设置于所述氧化物超导块状层叠体内周的内周补强构件结合在一起。
23.根据权利要求17所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：在所述内周补强构件的内侧进一步具有第2内周补强构件。
24.根据权利要求23所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所述第2内周补强构件在室温下的抗拉强度为80MPa以上。
25.根据权利要求23所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所述第2内周补强构件的热传导系数为20W/(m·K)以上。
26.根据权利要求16所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所述氧化物超导块体各自的结晶轴的c轴方向与所述氧化物超导块体的内周轴大致一致，而且所述各氧化物超导块体彼此之间的结晶轴的a轴方向在规定的角度范围内错开而层叠在一起。
27.根据权利要求16所述的氧化物超导块状磁铁，其特征在于：所述有孔的氧化物超导块状层叠体中的所述环状的氧化物超导块体具有内周轴一致的多重环结构。
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