DE69023376T2

DE69023376T2 - Verbundstruktursupraleiter.

Info

Publication number: DE69023376T2
Application number: DE69023376T
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Sakai; Hitoshi Yoshida
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1990-03-28
Publication date: 1996-06-27
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: DE69023376D1; EP0390517A3; CA2013357A1; CA2013357C; EP0390517B1; EP0390517A2; US5079226A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Supraleiterstruktur mit einer Verbindung.
In den letzten Jahren haben Oxidsupraleitermaterialien wegen ihrer hohen kritischen Temperaturen Aufmerksamkeit erregt, und ihre Anwendungen auf Gebieten wie elektrischer Stromversorgung, NMR-Vorrichtung, Magnetabschirmung und dergleichen werden erwartet.
Die Messung von sehr schwachem Biomagnetismus ist unter Verwendung eines Oxidsupraleitermaterials und einer einfachen Kühlvorrichtung, bei der flüssiger Stickstoff eingesetzt wird, möglich geworden. Demgemäß wird die weitere Anwendung von Oxidsupraleitermaterial insbesondere in der medizinischen Wissenschaft und Praxis erwartet.
Bei der Messung von Biomagnetismus muß die dafür verwendete Vorrichtung nicht nur einen lebenden Körper enthalten können, sondern auch einen Raum mit sehr geringem Magnetfeld bilden. Als Behälter für den lebenden Körper sind im allgemeinen zylindrische Strukturen vorgeschlagen worden. Damit eine zylindrische Struktur einen Raum mit sehr geringem Magnetfeld bildet, ist es notwendig, daß ein Suprastrom, der stark genug ist, um Geomagnetismus abzuschirmen, gleichmäßig durch alle Teile des Zylinders strömt. Demgemäß ist bisher angenommen worden, daß der Zylinder zum Aufnehmen eines lebenden Körpers in einem Stück hergestellt werden muß. Bei der Herstellung von Oxidsupraleiterstrukturen mit großen bis kleinen Größen ist es jedoch schwierig, das Formen und Brennen immer in einem Stück durchzuführen.
Ein als Behälter zur Messung von Biomagnetismus verwendeter Zylinder muß einen Minimaldurchmesser von etwa 1 m und eine Länge von etwa 3 m haben, wenn der Zylinder beispielsweise für einen lebenden Körper verwendet wird.
Für die Herstellung eines solchen großen Zylinders in einem Stück ist ein großer Elektroofen erforderlich (was nicht praktisch ist), und darüberhinaus wird es mit der gegenwärtigen Technik als extrem schwierig erachtet, einen Oxidsupraleiterzylinder zu erhalten, der über den gesamten Zylinder gleiche Eigenschaften aufweist.
Daher wird es bei der Herstellung verschiedener Oxidsupraleiterstrukturen notwendig, getrennte Teile herzustellen und diese Teile dann zu verbinden.
Zur Zeit kennt man bei der Verbindung von Oxidsupraleiter-Drahtteilen die Verwendung eines Oxidsupraleitermaterials mit der gleichen Zusammensetzung wie die zu verbindenden Oxidsupraleiterteile als Verbindungsschicht (JP-A-4-3082). Es ist auch bekannt, dem supraleitenden Material eine kleine Menge eines nicht supraleitenden Materials (insbesondere Ag) zuzugeben, um die Haftung zwischen der Verbindungsschicht und den zu verbindenden Oxidsupraleiterteilen zu verbessern (JP- A-63-291377).
Das obige bekannte Verbindungsverfahren unter Verwendung eines Oxidsupraleitermaterials mit der gleichen Zusammensetzung wie die zu verbindenden Oxidsupraleiterteile als Verbindungsschicht umfaßt das Verbinden durch Schmelzen und das Verbinden durch Sintern. Beim Verbinden durch Schmelzen erleiden die zu verbindenden Oxidsupraleiterteile Verformung, was ihre Supraleiteigenschaffen verringert. Beim Verbinden durch Sintern ist die Verbindungsfestigkeit gering und in der praktischen Anwendung unzureichend. Unterdessen weist die resultierende Verbindungsschicht beim Verbindungsverfahren, worin ein nicht supraleitendes Material zugegeben wird, beträchlich verringerte Supraleiteigenschaffen auf und ist nicht praktisch.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, beim Verbinden von Oxidsupraleiterteilen, um eine Verbundoxidsupraleiterstruktur zu erhalten, eine Verbindungsschicht bereitzustellen, die hohe Verbindungsfestigkeit ergibt und keine Reduktion der Supraleitei gen schaften verursacht.
Die vorliegende Erfindung zielt auch darauf ab, einen Behälter zur Biomagnetismusmessung bereitzustellen, der in der Industrie anwendbar ist. Nach dem Stand der Technik ist angenommen worden, daß nur Behälter aus einheitlichem Oxidsupraleiter, die durch Formen in einem Stück usw. hergestellt werden, Geomagnetismus abschirmen können, sodaß ein Raum mit sehr geringem Magnetfeld gebildet wird; die vorliegende Erfindung ermöglicht es jedoch, getrennte Oxidsupraleiterzylinderteile herzustellen und diese Teile dann zu verbinden, um einen langen Verbundoxidsupraleiterzylinder herzustellen.
Gemäß vorliegender Erfindung wird eine Supraleiterstruktur bereitgestellt, wie in Anspruch 1 dargelegt.
Gemäß vorliegender Erfindung werden zumindest zwei Arten von Oxidsupraleitermaterial ien mit unterschiedlichen Schmelzpunkten in Kombination verwendet; das heißt, beispielsweise werden Oxidsupraleitermaterialien mit höherem Schmelzpunkt durch ein Verbindungselement verbunden, das ein Oxidsupraleitermaterial mit niedrigerem Schmelzpunkt ist; die resultierende Oxidsupraleiterstruktur hat große Haftfestigkeit und behält die Supraleiteigenschaften der Oxidsupraleitermaterialteile mit dem höheren Schmelzpunkt bei.
Die Verbundstruktur, die zumindest zwei Arten von Oxidsupraleitermaterialien mit unterschiedlichen Schmelzpunkten gemäß vorliegender Erfindung umfaßt, wird geeigneterweise bei der Herstellung verschiedener Oxidsupraleiterstrukturen verwendet.
Die vorliegende Erfindung stellt im speziellen einen großen Oxidsupraleiterzylinder bereit, der erhalten wird, indem zuerst getrennte Teile des Zylinders hergestellt werden und aus diesen Teilen dann ein Stück gemacht wird. Dieser Oxidsupraleiterzylinder mit Verbindungselementen kann Geomagnetismus abschirmen, obwohl er nicht durch Formen in einem Stück hergestellt wurde.
Bisher wurde angenommen, daß nur der durch Formen in einem Stück hergestellte Zylinder Geomagnetismus abschirmen kann, aber die industrielle Herstellung solcher großer Zylinder zur Verwendung bei der Biomagnetismusmessung war schwierig. Daher ist der große Oxidsupraleiterzylinder gemäß vorliegender Erfindung sehr nützlich.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Verbundstruktur gemäß vorliegender Erfindung.
Fig. 2(A) ist eine schematische Darstellung eines Verbundzylinders, der eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und Fig. 2(B) ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A der Verbindungsfläche des Verbundzylinders von Fig. 2(A).
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer zylindrischen Vorrichtung zur Messung der Magnetfeldabschirmfähigkeit.
Fig. 4(A) ist eine schematische Darstellung einer Verbundtafel, die eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und Fig. 4(B) ist eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B der Verbindungsfläche der Verbundtafel.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer tafelförmigen Vorrichtung zur Messung der Magnetfeldabschirmfähigkeit.
Als Oxidsupraleitermaterial ien gemäß vorliegender Erfindung werden beispielsweise Verbindungen vom M-Ba-Cu-O-Typ [M ist zumindest ein aus Sc, Tl, Y und Lanthanidelementen (z.B. La, Eu, Gd, Er, Yb, Lu) ausgewähltes Element] und Verbindungen vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ verwendet, die alle eine mehrschichtige Perowskitstruktur aufweisen.
Gemäß vorliegender Erfindung werden Oxidsupraleitermaterialien mit unterschiedlichen Schmelzpunkten in Kombination verwendet. Eine Differenz der Schmelzpunkttemperatur zwischen dem Oxidsupraleiter mit höherem Schmelzpunkt und dem Oxidsupraleiter mit niedrigerem Schmelzpunkt beträgt 5ºC bis 200ºC, vorzugsweise 10ºC bis 100ºC. Wenn die Temperaturdifferenz geringer als 5ºC ist, schmilzt der Supraleiter mit höherem Schmelzpunkt beim Brennen wieder, was zu einer Beeinträchtigung der Supraleiteigenschaffen führt. Wenn die Temperaturdifferenz höher als 200ºC ist, ist es nicht möglich, ausreichende Supraleiteigenschaften in Form des üblichen Supraleitermaterialpulvers zu erhalten, weil das Brennen bei 800ºC oder darunter erfolgen muß. In diesem Fall hat das Oxidsupraleitermaterial mit dem niedrigeren Schmelzpunkt vorzugsweise auch nach dem Schmelzen aufgrund von Kristallisation eine hohe kritische Stromdichte. Vorzugsweise werden eine Verbindung vom M-Ba-Cu-O-Typ und eine Verbindung vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ in Kombination verwendet. Verbindungen vom M-Ba-Cu-O-Typ, worin M ein Lanthanidmetall ist, wie YBA&sub2;Cu&sub3;O&sub7;, LaBa&sub2;Cu&sub3;O&sub7; und dergleichen haben einen Schmelzpunkt von 960ºC oder mehr in der Atmosphäre und eine Sintertemperatur von 920-960ºC. Unterdessen beginnen Verbindungen vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ, wie Bi&sub2;Sr&sub2;CaCu&sub2;Ox, Bi&sub2;5r&sub2;Ca&sub2;Cu&sub3;Ox und dergleichen, sowie Verbindungen, die durch das Einbauen von Pb und/oder Sb in eine Verbindung vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ erhalten werden, bei 860-920ºC in der Atmosphäre partiell zu schmelzen, obwohl die Temperatur je nach ihren Zusammensetzungen leicht unterschiedlich ist. Es ist wohlbekannt, daß Verbindungen vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ aufgrund der Kristallisation nach dem Schmelzen Supraleiteigenschaften aufweisen. Demgemäß kann, wenn eine Verbindung vom Bi-Sr- Ca-Cu-O-Typ als Verbindungsschicht für Teile aus einer Verbindung vom M-Ba-Cu-Typ (z.B. YBA&sub2;Cu&sub3;O&sub7;) verwendet wird, das Schmelzverbinden durch die Verbindung vom Bi- Sr-Ca-Cu-O-Typ bei Temperaturen von 920ºC oder weniger durchgeführt werden, und die Teile können ohne Kriechen verbunden werden, um eine Verbundstruktur zu erhalten, die Teile aus Oxidsupraleitermaterial vom M-Ba-Cu-O-Typ und eine zwischen den Teilen angeordnete Verbindungsschicht aus Oxidsupraleitermaterial vom Bi-Sr-Ca- Cu-O-Typ umfaßt.
Verbindungen vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ können verschiedene Supraleiterphasen ergeben indem verschiedene Zusammensetzungen genommen werden oder sie verschiedene Additive enthalten, und weisen unterschiedliche Schmelzpunkte im Bereich von 860- 920ºC auf. Demgemäß kann durch die Verwendung zumindest zweier verschiedener Supraleiterphasen, jeweils aus einer Verbindung vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ, eine weitere Verbundstrucktur erhalten werden, die Teile aus Supraleiter vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ mit höherem Schmelzpunkt und einen zwischen den Teilen angeordneten Oxidsupraleiter vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ mit niedrigerem Schmelzpunkt umfaßt.
Bei einem Beispiel für die Verwendung von zwei Verbindungen vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ mit unterschiedlichen Zusammensetzungen, um eine Verbundstruktur zu erhalten, hat, wenn der Bi-Gehalt in der Zusammensetzung aus einem Oxidsupraleitermaterial vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ zur Verwendung als Supraleitermaterial mit hohem Schmelzpunkt erhöht wird, das resultierende Oxidsupraleitermaterial einen geringeren Schmelzpunkt und kann als niedrigschmelzendes Oxidsupraleitermaterial verwendet werden. Beispielsweise kann, wenn Bi&sub2;Sr&sub2;Ca&sub2;Cu&sub3;Ox mit stöchiometrischer Zusammensetzung als hochschmelzendes Oxidsupraleitermaterial verwendet wird, als niedrigschmelzendes Oxidsupraleitermaterial Bi&sub2;Sr&sub2;Ca&sub1;Cu&sub2;Ox mit stöchiometrischer Zusammensetzung, Bi2,5Sr&sub2;Ca&sub2;Cu&sub3;Ox mit nicht-stöchiometrischer Zusammensetzung oder dergleichen verwendet werden.
Auch wenn ein Edelmetall (z.B. Au, Ag) oder Pb einer Verbindung vom Bi-Sr-Ca-Cu-O- Typ mit stöchiometrischer Zusammensetzung zugegeben wird, hat die resultierende Zusammensetzung einen geringeren Schmelzpunkt, ohne daß die Supraleitereigenschaften der ersteren Verbindung verringert werden. So kann eine Verbindung vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ mit stöchiometrischer Zusammensetzung als hochschmelzendes Oxidsupraleitermaterial verwendet werden, und eine durch Zugabe eines Edelmetalls oder von Pb zur obigen Verbindung erhaltene Zusammensetzung kann als niedrigschmelzendes Oxidsupraleitermaterial verwendet werden. Die Zugabemenge von Edelmetall oder Pb beträgt 0,1 Gew.-% oder mehr, vorzugsweise 1- 20 Gew.-%. Wenn die Menge geringer als 0,1 Gew.-% ist, wird keine Wirkung der Schmelzpunktreduktion beobachtet. Wenn die Menge höher als 20 Gew.-% ist, kommt es zu einer Beeinträchtigung der Supraleitereigenschaften. Die Verbundstruktur gemäß vorliegender Erfindung kann aus zwei oder mehr Oxidsupraleitern mit höherem Schmelzpunkt und zumindest einem Oxidsupraleiter mit niedrigerem Schmelzpunkt bestehen, die jeweils aus einer der obengenannten Oxidverbindungen bestehen, oder können eine solche Form haben, daß sowohl der Oxidsupraleiter mit höherem Schmelzpunkt als auch der Oxidsupraleiter mit niedrigerem Schmelzpunkt auf einem Substrat aus Metall, einer Keramik oder dergleichen ausgebildet sind. Wenn ein Metallsubstrat verwendet wird, wird es vorgezogen, die Metallsubstratoberfläche einer Vorbehandlung zu unterziehen, wie je nach Metalltyp, Typ des Supraleitermatenals usw. erforderlich. Beispielsweise wird es, wenn Verbindungen vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ als Oxidsupraleitermaterialien verwendet werden, vorzuziehen sein, daß eine nichtreaktive Zwischenschicht aus Keramik, Edelmetall oder dergleichen im voraus auf dem Substrat gebildet wird, weil die Verbindungen eine hohe Reaktivität mit dem Substratmetall aufweisen.
Gemäß vorliegender Erfindung kann das Verbinden der Oxidsupraleiter mit höherem Schmelzpunkt und des Oxidsupraleiters mit niedrigerem Schmelzpunkt beispielsweise durchgeführt werden, indem aus einem Oxidsupraleitermaterialpulver mit niedrigerem Schmelzpunkt unter Verwendung eines geeigneten Lösungsmittels eine Aufschlämmung hergestellt wird, die Aufschlämmung auf die Verbindungsfläche eines jeden zu verbindenden Oxidsupraleiters mit höherem Schmelzpunkt aufgetragen wird, jeweils zwei dieser Verbindungsflächen aneinandergefügt werden und jede neue Verbindungsfläche auf den Schmelzpunkt des niedrigschmelzenden Oxidsupraleitermaterials oder darüber erwärmt wird, um das niedrigschmelzende Oxidsupraleitermaterial zu schmelzen. Das Verbinden kann auch erfolgen, indem ein geformtes Produkt aus einem niedrigschmelzenden Oxidsupraleitermaterial hergestellt wird, das später ein Verbindungselement werden soll, ein Ende dieses geformten Produktes beim Schmelzpunkt des geformten Erzeugnisses mit einem Teil aus hochschmelzendem Supraleitermaterial verbunden wird und das andere Ende des geformten Produktes beim gleichen Schmelzpunkt mit einem weiteren hochschmelzenden Oxidsupraleitermaterial verbunden wird. Das Verbinden kann auch durchgeführt werden, indem ein geformtes Erzeugnis aus niedrigschmelzendem Oxidsupraleitermaterial zwischen zwei zu verbindenden Teilen aus hochschmelzendem Oxidsupraleitermaterial angeordnet wird und das geformte Erzeugnis auf seinen Schmelzpunkt erwärmt wird, um die beiden Teile zu verbinden. Die Vorgangsweise des Erhitzens zur Durchführung des Verbindens ist nicht speziell eingeschränkt und kann durch verschiedene Verfahren erreicht werden, solange diese es ermöglichen, daß die Verbindungsfläche den Schmelzpunkt des niedrigschmelzenden Oxidsupraleitermaterials erreicht. Beispielsweise kann das Erwärmen durchgeführt werden, indem die Struktur, die aus den zu verbindenden Oxidsupraleitern mit höherem Schmelzpunkt und dem Oxidsupraleiter mit niedrigerem Schmelzpunkt besteht, in einen Elektroofen gestellt wird, oder indem lokal ein Laserstrahl an die Verbindungsfläche angelegt wird.
Beim Verbinden von Oxidsupraleitern mit höherem Schmelzpunkt, die jeweils auf einem Substrat aus Metall oder dergleichen gebildet sind, unter Verwendung eines niedrigschmelzenden Oxidsupraleitermaterials, ist es vorzuziehen, daß vor dem Verbinden jeweils zwei benachbarte Substrate durch Befestigen der Flansche der Substrate mit Bolzen und Muttern oder durch Schweißen verbunden werden.
Gemäß vorliegender Erfindung kann die Dicke des Verbindungselements je nach dem Anwendungszweck der Verbundstruktur entsprechend bestimmt werden. Wenn die Verbundstruktur beispielsweise zum Zweck der Magnetabschirmung verwendet wird, beträgt die Dicke des Verbindungselements vorzugsweise 2 mm oder weniger.
Die Verbundstruktur gemäß vorliegender Erfindung verfügt über hohe Festigkeit. Als Grund dafür wird angenommen, daß das niedrigschmelzende Oxidsupraleitermaterial teilweises Schmelzen verursacht und in die Oberflächenporen oder -risse der zu verbindenden Oxidsupraleiter mit höherem Schmelzpunkt eindringt und als Ergebnis hohe Haftung erzielt wird. Ein weiterer Grund für hohe Festigkeit besteht darin, daß die Verbundstruktur gemäß vorliegender Erfindung Oxidsupraleiter mit einer mehrschichtigen Perowskitstruktur umfaßt und ihr Wärmeausdehnungskoeffizient im Bereich von etwa 10x10&supmin;&sup6;/ºC bis etw a15x10&supmin;&sup6;/ºC liegt.
Wenn die Verbundstruktur gemäß vorliegender Erfindung als Struktur zur Magnetabschirmung mit einem hohlen Abschnitt verwendet wird, sodaß Magnetabschirmung darin entsteht, ist die Struktur vorzugsweise so konstruiert, daß sie ein oder mehrere Verbindungselement(e) in einer quer zur Achse der Struktur liegenden Richtung umfaßt, weil der Magnetfluß eines äußeren Magnetfeldes von beiden Enden der Struktur in den hohlen Abschnitt kommt. Beispielsweise wird bei der Herstellung einer zylindrischen Verbundstruktur aus zumindest zwei zylindrischen Teilen, die kürzer sind als 1 m und erhalten werden, indem die Struktur in einer quer zur Achse der Struktur verlaufenden Richtung unterteilt wird, ein Verbindungselement zwischen jeweils zwei der unterteilten Teile angeordnet, und das Verbinden der Teile wird durchgeführt, indem das/die Verbindungselement(e) geschmolzen wird/werden. Die Länge der zylindrischen Verbundstruktur ist nicht speziell eingeschränkt, beträgt aber im allgemeinen 1 m oder mehr.
Die Teilung der zylindrischen Struktur in einer Richtung quer zur Achse kann vorzugsweise in etwa im rechten Winkel (90º) zur Achse erfolgen, kann aber quer bei 90º±10º zur Achse erfolgen. Wenn die Teilung in einem Winkel von mehr als 90º±10º erfolgt, wird keine ausreichende Magnetabschirmung erzielt, und wenn die resultierende zylindrische Struktur als Behälter für die Biomagnetismusmessung verwendet wird, ist es unmöglich, einen Raum mit sehr niedrigem Magnetfeld zu erzielen.
Vorzugsweise ist jedes der Verbindungselemente zwischen jeweils zwei unterteilten zylindrischen Teilen in Abständen von 1/10 oder mehr des Durchmessers des Zylinders vorgesehen. Demgemäß haben die gemäß vorliegender Erfindung verwendeten unterteilten zylindrischen Teile jeweils den gleichen Durchmesser (üblicherweise etwa 1 m) wie der Verbundzylinder und eine Länge von 0,1-1,0 m. Wenn die Länge eines jeden unterteilten Teils geringer als 0,1 m ist, liegen die Verbindungselemente mit einer geringeren kritischen Stromdichte in Abständen von weniger als 0,1 m vor, und der resultierende Verbundzylinder hat eine geringe Abschirmungswirkung für Magnetfeld und ist nicht zur Verwendung als Behälter für die Biomagnetismusmessung geeignet. Wenn die Länge eines jeden unterteilten Teils größer als 1,0 m ist, ist ein solcher Teil nicht praktisch. Unterteilte Teile beispielsweise mit einem Durchmesser von 1 m und einer Länge von 1 m oder weniger können in einem herkömmlichen Elektroofen gebrannt werden, und unterteilte Teile mit einer Länge von 0,5 m oder weniger können in einem herkömmlichen Elektroofen geringerer Größe gebrannt werden, wodurch leicht ein Oxidsupraleiter-Verbundzylinder hergestellt werden kann, der über den gesamten Abschnitt gleichmäßig ist.
Bei der obigen zylindrischen Struktur, worin Magnetabschirmung in einem hohlen Abschnitt stattfindet, wird die Magnetabschirmungswirkung auch dann nicht beeinträchtigt, wenn die Verbindungselemente geringere Supraleiteigenschaffen aufweisen als die unterteilten zylindrischen Teile. Daher kann die kritische Stromdichte (Jc) in den Verbindungselementen geringer sein als die Jc der unterteilten zylindrischen Teile. Im allgemeinen unterscheidet sich die Jc in Verbindungselementen durch die Dicke des den Zylinder bildenden Oxidsupraleiters oder durch die Dicke der Oxidsupraleiterschicht, die Supraleiteigenschaften aufweist, wenn der Zylinder die Form einer auf einem Substrat aus Metall oder dergleichen gebildeten Oxidsupraleiterschicht hat. In der vorliegenden Erfindung ist klargemacht worden, daß, wenn die Dicke des Oxidsupraleitermaterials des Zylinders beispielsweise 1 mm beträgt, der Verbundzylinder ausreichende Magnetabschirmung aufweisen kann, wenn die Verbindungselemente aus einem Oxidsupraleitermaterial mit einer Jc von 4 A/cm² oder mehr bestehen und eine Breite von 0,5 mm oder weniger aufweisen.
Um Geomagnetismus völlig abzuschirmen, ist es in Anbetracht der Schwankung des Geomagnetismus und des Sicherheitsfaktors des Abschirmens im allgemeinen notwendig, ein äußeres Magnetfeld um etwa 5 G zu verringern. Daher ist es beispielsweise im Fall einer zylindrischen Struktur mit 1 m Durchmesser und 3 m Länge notwendig, daß die zylindrische Struktur einen diamagnetischen Strom von ewa 4 A pro 1 cm des Zylinders in axiale Richtung aufweist, d.h. einen Suprastrom an der Außenfläche des Zylinders. Um dieser Anforderung zu entsprechen, ist angenommen worden, daß, wenn der den Zylinder bildende Oxidsupraleiter eine Dicke von beispielsweise 1 mm hat, das Oxidsupraleitermaterial eine Jc von 40 A/cm² haben muß, und, wenn das Oxidsupraleitermaterial eine Dicke von 100 µm aufweist, das Material eine Jc von 400 A/cm² haben muß. Es ist auch angenommen worden, daß, wenn eine zylindrische Struktur durch Verbinden getrennter Teile aus technischen Gründen hergestellt wird, möglicherweise ein äußeres Magnetfeld durch die Verbindungsflächen in die Struktur kommt, was es unmöglich macht, das äußere Magnetfeld zu verringern.
Unterdessen haben die Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes das Ausmaß des äußeren Magnetfeldes (Geomagnetismus) untersucht, das in eine zylindrische Verbundstruktur mit (einer) Verbindungsschicht(en) in der Richtung quer zur zylindrischen Achse gelangt. Laut dieser Untersuchung betrug das Ausmaß an Geomagnetismus, der in den Verbundzylinder gelangte, etwa 10 %, wenn die zylindrische Verbundstruktur beispielsweise ein Oxidsupraleiterzylinder mit 1 m Durchmesser, 3 m Länge und 1 mm Dicke war, der aus zwei getrennten Teilen mit gleicher Größe und einem Verbindungselement mit 0,5 mm Breite bestand, das zwischen den beiden getrennten Teilen im wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse angeordnet war. Wenn der Oxidsupraleiter, der einen Verbundzylinder bildet, eine Dicke von 1 mm aufweist, reicht es daher, wie oben erwähnt, wenn das Verbindungselement mit einer Breite von 0,5 mm eine Jc von 4 A/cm² oder mehr aufweist.
Gemäß vorliegender Erfindung kann das Verbinden der getrennten zylindrischen Teile nach verschiedenen Verfahren durchgeführt werden, wie (1) einem Verfahren, worin ein dünner zylindrischer Oxidsupraleiter mit niedrigerem Schmelzpunkt, der später ein Verbindungselement werden soll, zwischen getrennten zylindrischen Supraleiterteilen mit höherem Schmelzpunkt angeordnet und lokalem Schmelzen unterzogen wird, um Verbinden zu bewirken, oder eine Aufschlämmung aus dem Oxidsupraleitermaterial mit geringerem Schmelzpunkt auf die Endflächen getrennter zylindrischer Supraleitertei le mit höherem Schmelzpunkt aufgetragen wird und jeweils zwei dieser beschichteten Endflächen miteinander in Kontakt gebracht und teilweisem Brennen unterzogen werden, um das Verbinden zu bewirken, (2) einem Verfahren, worin jeweils zwei getrennte zylindrische Supraleitertei le miteinander in Kontakt gebracht und lokalem Schmelzen unterzogen werden, um Verbinden zu bewirken, und (3) einem Verfahren, worin jeweils zwei getrennte zylindrische Supraleiterteile an den Endflächen mit einer Aufschlämmung aus dem gleichen Oxidsupraleitermaterial wie jenem beschichtet werden, das die unterteilten zylindrischen Teile bildet, und jeweils zwei dieser beschichteten Endflächen miteinander in Kontakt gebracht und teilweisem Brennen unterzogen werden, um Verbinden zu bewirken.
Das teilweise Schmelzen oder Brennen bei den obigen Verbindungsverfahren kann beispielsweise durch Anwendung eines Laserstrahls oder durch Verwendung eines Ofens zum lokalen Brennen durchgeführt werden.

BEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Beispielen detaillierter beschrieben. Jedoch ist die Erfindung keineswegs auf die Beispiele beschränkt.

Beispiel 1

Ein YBA&sub2;Cu&sub3;O&sub7;-Pulver wurde formgepreßt, um Pellets zu erhalten. Die Pellets wurden bei 950ºC 3 Stunden lang in Sauerstoff gebrannt, um säulenförmige Sinterprodukte auf Y-Basis mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Höhe von 10 mm zu erhalten.
Ein Bi&sub2;Sr&sub2;CaCu&sub2;O&sub8;-Pulver wurde formgepreßt, um ein säulenförmiges geformtes Erzeugnis auf Bi-Basis mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Höhe von 1,5 mm zu erhalten. Dieses geformte Erzeugnis wurde zwischen den Sintererzeugnissen auf Y- Basis angeordnet, wie in Fig. 1 gezeigt, und sie wurden preßverbunden. In Fig. 1 bezieht sich die Bezugszahl 1 auf die Sintererzeugnisse auf Y-Basis und die Bezugszahl 2 auf ein geformtes Erzeugnis auf Bi-Basis.
Der durch Pressen verbundene Gegenstand wurde 30 Minuten lang in Sauerstoff auf 900ºC erhitzt, um die Verbindungsschicht teilweise zu schmelzen, und die teilweise geschmolzene Fläche wurde bei 860ºC in Sauerstoff kristallisiert, sodaß die Fläche Supraleitereigenschaften haben konnte.
Daraufhin wurde eine Aufspannvorrichtung aus Metall mit einem Kleber an jedem Ende des durch Pressen verbundenen Gegenstands befestigt, und der Gegenstand wurde durch einen Zugfestigkeitstester bezüglich der Haftfestigkeit getestet. Die Zugfestigkeit betrug 60-80 MPa, das waren etwa 80% der Zugfestigkeit (70-100 Mpa) der Sinterprodukte auf Y-Basis. Wenn das gleiche Verfahren wie oben mit der Ausnahme wiederholt wurde, daß als Verbindungsschicht der obige geformte Gegenstand auf Y- Basis verwendet wurde, betrug die Haftfestigkeit 20-30 MPa.
Eine stabförmige Probe mit 2 mm x 2 mm x 20 mm wurde aus dem oben durch Pressen verbundenen Gegenstand ausgeschnitten, dessen Verbindungsschicht dem teilweisen Schmelzen und der darauffolgenden Kristallisation unterzogen worden war, sodaß sich die Verbindungsschicht in der Mitte der stabförmigen Probe befand. Die stabförmige Probe wurde mit einem 4-Sonden-Verfahren beim Siedepunkt (77 K) von flüssigem Stickstoff bezüglich der kritischen Stromdichte (Jc) gemessen. Die Probe hatte eine Jc von 100-200 A/cm², das ist etwa gleich hoch wie die Jc der Sinterprodukte auf Y-Basis.

Beispiel 2

Die Außenfläche eines aus Inconel 625 hergestellten Zylinders mit einem Durchmesser von 100 mm, einer Länge von 120 mm und einer Dicke von 2 mm wurde Ag-Plattieren mit einer Dicke von 100 pm unterzogen. Auf die resultierende Ag-Schicht wurde durch Sprühbeschichten in einer Dicke von 500 µm eine Aufschlämmung aufgebracht, die durch das Lösen von Bi&sub2;Sr&sub2;CaCu&sub2;Ox-Pulver (durchschnittlicher Durchmesser = 2 µm) in einem Lösungsmittel (Isopropanol) erhalten wurde. Der resultierende zylindrische Gegenstand wurde 15 Minuten lang teilweisem Schmelzen bei 890ºC unterzogen und dann mit einer Rate von 1ºC/min abgekühlt und bei 850ºC 15 Stunden lang in einer Sauerstoffatmosphäre in einem Elektroofen kristallisiert. Der resultierende zylindrische Sintergegenstand wurde im Elektroofen vergütet; dann wurde das Ofeninnere mit Stickstoff gespült; der Gegenstand wurde bei 400ºC 10 Stunden lang wärmebehandelt. Als Ergebnis hatte die auf dem zylindrischen Substrat ausgebildete Supraleiterschicht auf Bi-Basis eine Dicke von 300 µm. Nach dem obigen Verfahren wurden 4 zylindrische Sintergegenstände hergestellt, die jeweils eine Supraleiterschicht auf Bi-Basis aufwiesen.
Als nächstes wurden, wie in Fig. 2(A) gezeigt, die 4 zylindrischen Sintergegenstände 11 an den Endflächen verbunden, um einen Verbundzylinder 9 herzustellen.
Fig. 2(B) zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A des Abschnitts a der Verbindungsfläche 12 des Verbundzylinders 9 von Fig. 2(A). Die zylindrischen Substrate 10 aus Inconel wiesen innerhalb des Zylinders an den Enden Flansche 3 auf, und jeweils zwei dieser Flansche wurden an den vier Punkten mit Bolzen 4 und Muttern 5 aneinander befestigt. Die Verbindungsflächen der plattierten Ag-Schichten 6 wurden mit einer Ag-Paste 7 beschichtet. Die Verbindungsflächen der Supraleiterschichten 8 auf Bi- Basis wurden mit einer Aufschlämmung beschichtet, die durch das Auflösen eines Gemisches aus (a) dem gleichen Bi&sub2;Sr&sub2;CaCu&sub2;Ox-Pulver wie bei der Bildung der Supraleiterschicht 8 auf Bi-Basis verwendet und (b) 3 Gew.-% PbO in Isopropanol erhalten wurde. Der resultierende Verbundzylinder mit einer Länge von 480 mm wurde 30 Minuten lang bei 870ºC gebrannt, dann wurde die Ofentemperatur gesenkt, und Kristallisation wurde bei 850ºC 15 Stunden lang in einer Sauerstoffatmosphäre in einem Elektroofen bewirkt. Der Zylinder wurde dann vergütet und bei 400ºC 10 Stunden lang in einer Stickstoffatmosphäre wärmebehandelt. Die Supraleiterverbindungsschicht hatte eine Dicke von 600 µm.
Beim obigen 30-minütigen Brennen bei 870ºC in einer Sauerstoffatmosphäre wurden die Supraleiterschichten 8 auf Bi-Basis nicht geschmolzen, und nur die Abschnitte, die mit der PbO-hältigen Bi&sub2;Sr&sub2;CaCu&sub2;Ox-Aufschlämmung beschichtet waren, wurden teilweise geschmolzen, um Verbindungsflächen 12 zu bilden. Gleichzeitig wurde die AG-Paste 7 durch das Brennen verfestigt, sodaß die Ag-Schichten 6 verbunden wurden.
Als Ergebnis wurde ein Verbundzylinder 9 erhalten.
Dieser Verbundzylinder 9 mit einem Durchmesser von 100 mm und einer Länge von 480 mm wurde unter Verwendung einer in Fig. 3 schematisch dargestellten zylindrischen Vorrichtung zur Messung der magnetischen Abschirmfähigkeit auf die magnetische Abschirmfähigkeit hin gemessen. In Fig. 3 wurde der Verbundzyl inder 9 in einen Behälter 14 für flüssigen Stickstoff gestellt. Der Behälter 14 wurde mit flüssigem Stickstoff gefüllt; und ein äußeres Magnetfeld wurde von einem Elektromagneten 15 an den Verbundzylinder 9 angelegt; unter Verwendung eines im Verbundzylinder 9 angeordneten magnetischen Flußdichtemessers 13 wurde ein maximales äußeres Magnetfeld gemessen (das ist die magnetische Abschirmfähigkeit des Verbundzylinders 9), bei dem das Magnetfeld im Verbundzylinder 9 den Hintergrund zu übersteigen begann. Als Ergebnis betrug die Magnetabschirmfähigkeit 12 G. Nach dieser Messung verursachten die Verbindungsflächen des Verbundzylinders 9 weder Abschälen noch Rißbildung.

Beispiel 3

Ein Zylinder aus rostfreiem SUS 310-Stahl mit einem Durchmesser von 100 mm, einer Länge von 120 mm und einer Dicke von 2mm wurde an der Außenfläche in einer Dicke von 100 µm mit einer Aufschlämmung beschichtet, die eine Glasfritte für Porzellanemail enthielt. Daran wurde durch Pressen eine Ag-Folie mit einer Dicke von 100 µm angebunden. Der resultierende Zylinder wurde bei 900ºC 1 Stunde lang in der Atmosphäre gebrannt. Unter Verwendung des gebrannten Zylinders als Substrat wurde das gleiche Verfahren (Formen und Brennen) wie in Beispiel 2 wiederholt, um vier zylindrische Sintergegenstände herzustellen, die jeweils eine Supraleiterschicht auf Bi- Basis aufwiesen.
Die vier zylindrischen Sintergegenstände wurden im gleichen Verfahren wie in Beispiel 2 verbunden. Beim Verbinden wurden die Ag-Folienschichten durch Auftragen einer Ag-Paste an den Verbindungsflächen verbunden; die Supraleiterschichten auf Bi-Basis wurden durch Auftragen einer Aufschlämmung an den Verbindungsflächen verbunden, die durch das Auflösen eines Bi&sub2;Sr&sub2;CaCu&sub2;O-Pulvers und 5 Gew.-% Ag&sub2;O in Isopropanol erhalten wurde; dann wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 2 angewandt, um einen Verbundzylinder zu erhalten.
Dann wurde der Verbundzylinder auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 hinsichtlich der magnetischen Abschirmfähigkeit gemessen. Die magnetische Abschirmfähigkeit betrug 10 G. Nach der Messung veursachten die Verbundflächen des Zylinders weder Abschälen noch Rißbildung.

Beispiel 4

Ein flaches Substrat aus Inconel 825 mit 333 mm x 333 mm x 1 mm wurde an einer Seite Ag-Plattierung mit einer Dicke von 100 µm unterzogen. Auf der Ag-Schicht wurde nach dem gleichen Beschichtungs- und Brennverfahren wie in Beispiel 2 eine Supraleiterschicht auf Bi-Basis ausgebildet, um neun flache Sintergegenstände mit einer Supraleiterschicht auf Bi-Basis in einer Dicke von 300 µm herzustellen.
Dann wurden, wie in Fig. 4 (A) gezeigt, die neun flachen Sintergegenstände 21 an den Kanten verbunden, um eine Verbundtafel 29 herzustellen.
Fig. 4(B) zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B des Abschnitts b der Verbindungsflächen 22 der Verbundtafel 29. Wie in Fig. 4(B) gezeigt, hatte jedes flache Substrat 20 an der Seite, die der mit Ag plattierten Seite gegenüberlag, Vorsprünge 23 an seinen Kanten; jeweils zwei benachbarte flache Substrate 20 wurden durch Aneinanderbefestigen ihrer Vorsprünge 23 an zwei Punkten mit Bolzen 24 und Muttern 25 verbunden. Die plattierten Ag-Schichten 26 wurden in den Verbindungsflächen 27 durch TIG-Schweißen verbunden. Die Supraleiterschichten 28 auf Bi-Basis wurden an den Verbindungsflächen 22 durch Auftragen einer Aufschlämmung, die durch das Auflösen (a) des gleichen Bi&sub2;Sr&sub2;CaCu&sub2;Ox-Pulvers, wie zur Bildung der Supraleiterschichten 28 auf Bi-Basis verwendet, und (b) 1 Gew.-% PbO in Isopropanol erhalten wurden, und anschließendes Abtasten mit einem Laserstrahl entlang einer jeden Verbindungsfläche, um den Strahl nur auf jeden beschichten Abschnitt anzulegen, verbunden.
In diesem Fall wurden die Laserstrahlenergie und die Abtastgeschwindigkeit so gesteuert, daß jede Verbindungsfläche teilweise geschmolzen wurde. Nach dem Verbinden wurde die Laserenergie auf eine solches Maß verringert, daß keine Verbindungsfläche geschmolzen wurde, und das Abtasten wurde auf die gleiche Weise fortgesetzt, um eine Wärmebehandlung zu bewirken, um eine Verbundtafel 29 mit etwa 1 m² zu erhalten. Die Supraleiterverbindungsschicht hatte eine Dicke von 500 µm.
Die Verbundtafel 29 wurde unter Verwendung einer schematisch in Fig. 5 dargestellten Tafelvorrichtung zur Messung der magnetischen Abschirmfähigkeit hinsichtlich der magnetischen Abschirmfähigkeit bewertet. In Fig. 5 wurde die Verbundtafel 29 in einen Behälter 34 für flüssigen Stickstoff gestellt; der Behälter 34 wurde mit flüssigem Stickstoff gefüllt; ein äußeres Magnetfeld wurde durch einen Elektromagneten 35 an eine Verbundtafel 29 angelegt; unter Einsatz eines magnetischen Flußdichtemessers 33, der so angeordnet wurde, daß der Behälter 34 sich zwischen dem Elektromagneten 35 und dem magnetischen Flußdichtemesser 33 befand und der magnetische Flußdichtemesser sich an der Hinterseite des Verbundabschnitts 36, die die Schnittstelle der Verbindungsflächen 22 der Verbundtafel 29 war, wurde ein maximales äußeres Magnetfeld gemessen (das ist die magnetische Abschirmfähigkeit der Verbundtafel 29), bei der das Magnetfeld hinter der Verbundtafel 29 begann, den Hintergrund zu übersteigen. Als Ergebnis betrug die magnetische Abschirmfähigkeit 30 G. Nach dieser Messung verursachten die Verbindungsflächen der Verbundtafel 29 weder Abschälen noch Rißbildung.
Zum Vergleich wurden die gleichen flachen Sintergegenstände 21 mit einer Supraleiterschicht auf Bi-Basis wie oben auf die gleiche Weise wie oben verbunden, mit der Ausnahme, daß kein Verbinden der Supraleiterschichten 28 auf Bi-Basis durchgeführt wurde. Die Verbundtafel wurde auf die gleiche Weise hinsichtlich ihrer magnetischen Abschirmfähigkeit gemessen. Die magnetische Abschirmfähigkeit war im wesentlichen Null.
Wie aus den obigen Ergebnissen klar wird, weist eine Supraleiterzusammensetzung auf Bi-Basis, die Pb enthält und dadurch einen verminderten Schmelzpunkt aufweist, im wesentlichen die gleichen Supraleiteigenschaften auf wie die Supraleiterzusammensetzung auf Bi-Basis vor der Pb-Zugabe und besitzt ausreichende magnetische Abschirmfähigkeit. Es wurde auch bestätigt, daß beim teilweisen Schmelzen von Verbindungsflächen durch Elektroofen oder Laserstrahl die an die Verbindungsfläche angrenzenden Supraleiterschichten auf Bi-Basis vom Schmelzen nicht betroffen sind und daher nicht beeinträchtigt werden.

Beispiel 5

Ein Y&sub2;O&sub2;-Pulver (Reinheit 99,9%, durchschnittlicher Teilchendurchmesser = 0,4 µm), ein BaCO&sub3;-Pulver (durchschnittlicher Teilchendurchmesser = 0,8 µm) und ein CuO-Pulver (durchschnittlicher Teilchendurchmesser = 2,5 µm) wurden in einem Molverhältnis von 1 : 4 : 6 vermischt. Das Gemisch wurde bei 940ºC 10 Stunden lang in der Atmosphäre kalziniert, um ein YBaCu&sub3;O&sub7;-Pulver zu synthetisieren.
2 kg des YBaCu&sub3;O&sub7;-Pulvers wurden mit 50 g Polyvinylbutyral (PVB) als Sintermittel und 5 g eines nichtionischen Dispergiermittels vermischt. Das resultierende Gemisch und 1 kg Zirkoniamahlmedium wurden in einen Nylon-Behälter gefüllt, der 2 l Toluol enthielt. Der Behälter wurde in einer Rotationsmühle angeordnet, um Mahlen und Mischen für 16 Stunden zu bewirken, um eine Aufschlämmung zu erhalten. Die Aufschlämmung wurde sprühgetrocknet, um ein Pulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 50 µm zu erhalten.
Das Pulver wurde mit einem hydrostatischen Druck von 2,5 t/cm² formgepreßt, um einen zylindrischen geformten Gegenstand (A) mit 110 mm (Außendurchmesser), 350 mm (Höhe) und 8 mm (Dicke) und drei zylindrische geformte Gegenstände (B) mit 110 mm (Außendurchmesser), 120 mm (Höhe) und 8 mm (Dicke) herzustellen.
Alle diese geformten Gegenstände (A) und (B) wurden 6 Stunden lang bei 250ºC, 10 Stunden lang bei 880ºC und 6 Stunden lang bei 960ºC gebrannt und mit einer Geschwindigkeit von 1ºC/min in einer Sauerstoffatmosphäre vergütet, um jeweilige zylindrische Sintergegenstände zu erhalten.
Der zylindrische Supraleitersintergegenstand (A) auf Y-Basis hatte einen Außendurchmesser von 100 mm, eine Höhe von 300 mm und eine Dicke von 6 mm, und die zylindrischen Supraleitergegenstand (B) auf Y-Basis hatten einen Außendurchmesser von 100 mm, eine Höhe von 100 mm und eine Dicke von 6 mm.
Dann wurden die Endflächen der drei zylindrischen Supraleitersintergegenstände (B) auf Y-Basis mit einem SiC-Papier geglättet; die Endflächen, die zu Verbindungsflächen werden sollten, wurden mit der gleichen YBaCu&sub3;O&sub7;-Aufschlämmung beschichtet wie oben; die drei Gegenstände wurden verbunden und auf die gleiche Weise wie oben Brennen und Vergüten in einer Sauerstoffatmosphäre unterzogen, um einen zylindrischen Sintergegenstand (B') auf Y-Basis mit 300 mm Höhe zu erhalten, der Verbindungsflächen aufweist. Die Jc der Verbindungsflächen betrug 20 A/cm² und war geringer als die Jc (100 A/cm²) des Hauptteils des zylindrischen Supraleitersintergegenstands (B') auf Y-Basis.
Jeder der Supraleitersintergegenstände (A) und (B') wurde in einem Raum mit sehr geringem Magnetfeld (10&supmin;&sup4; G), der von Permalloy magnetisch abgeschirmt wurde, in flüssigen Stickstoff eingetaucht und in einen supraleitenden Zustand versetzt. Jeder Supraleitersintergegenstand wurde in den Geomagnetismus hinausgestellt, während er in flüssigen Stickstoff getaucht war, und in der Mitte des zylindrischen Sintergegenstands mit einem Magnetmesser vom Flußtortyp seine magnetische Intensität gemessen.
Als Ergebnis betrug die magnetische Intensität in Richtung parallel zur Zylinderachse sowohl beim zylindrischen Supraleitergegenstand (A) als auch (B') 10&supmin;³ G oder weniger, und der Geomagnetismus wurde vollständig abgeschirmt.

Vergleichsbeispiel 1

Mit dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 5 wurden sechs halbzylindrisch geformte Produkte (C) hergestellt, die jeweils eine Gestalt aufwiesen, die durch Teilen eines Zylinders mit 110 mm (Außendurchmesser), 120 mm (Höhe) und 8 mm (Dicke) in zwei gleiche Teile in axialer Richtung erhalten wurde, und die Formgegenstände wurden gebrannt, um sechs halbzylindrische Supraleitersintererzeugnisse (C) auf Y-Basis zu erhalten. Die Supraleitersintererzeugnisse (C) wurden nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 5 verbunden, um einen zylindrischen Supraleitersintergegenstand (C') auf Y- Basis mit 300 mm Höhe zu erhalten, der Verbindungsflächen aufwies.
Der zylindrische Supraleitersintergegenstand (C') wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 auf die magnetiche Abschirmfähigkeit gemessen. Als Ergebnis betrug die magnetische Intensität in der Richtung parallel zur Zylinderachse des Supraleitersintererzeugnisses (C') 10&supmin;² G, und es wurde bestätigt, daß der geomagnetische Anteil in den Sintergegenstand (C') gelangte.
Aufgrund von Beispiel 5 und Vergleichsbeispiel 1 wurde bestätigt, daß beim Oxidsupraleiterzylinder mit Verbindungsflächen in axialer Richtung ein Teil des Geomagnetismus eindringt, während mit dem Oxidsupraleiterzylinder gemäß vorliegender Erfindung, der durch das Verbinden unterteilter zylindrischer Teile erhalten werden kann, sodaß die Verbindungsflächen in Querrichtung zur zylindrischen Achse liegen, etwa das gleiche sehr geringe Magnetfeld erzielt werden kann wie bei einem in einem Stiick geformten Zylinder aus dem gleichen Oxidsupraleitermaterial, und kein magnetischer Fluß die Verbindungsflächen durchdringt.
Die Strukturen gemäß vorliegender Erfindung sind daher zur Verwendung beim Bestimmen oder Messen von Biomagnetismus geeignet.

Claims

1. Supraleiterstruktur mit einer Verbindung, umfassend zumindest ein erstes Oxidsupraleiter-Element (1;8;28), das direkt mit einem Verbindungselement (2;12;22) verbunden ist, das aus einem Oxidsupraleiter mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als das oder die erste(n) Supraleiterelement(e) (1;8;28) gebildet ist, worin entweder (i) das oder die erste(n) Supraleiterelement(e) (1;8;28) aus einem Y-Ba-Cu-O- Oxidsupraleitermaterial besteht oder bestehen und das Verbindungselement (2;12;22) aus einem Bi-Sr-Ca-Cu-O-Supraleitermaterial bestehen, oder (ii) das oder die erste(n) Supraleiterelement(e) (1;8;28) aus einem Bi-Sr-Ca-Cu-O-Oxidsupraleitermaterial besteht oder bestehen und das Verbindungselement (2;12;22) aus einer Zusammensetzung besteht, die durch Einbau eines Edelmetalls oder von Pb in die Zusammensetzung des Bi-Sr-Ca-Cu-O-Oxidsupraleitermaterials erhalten wird.

2. Supraleiterstruktur nach Anspruch 1, worin zwei erste Supraleiterelemente (1;8;28) miteinander durch das Verbindungselement (2;12;22) verbunden sind.

3. Supraleiterstruktur nach Anspruch 1 oder 2, worin die Schmelzpunktsdifferenz zwischen dem oder jedem ersten Supraleiterelement (1;8;28) und dem Verbindungselement (2;12;22) im Bereich von 5 - 200ºC liegt.

4. Supraleiterstruktur nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 3, worin das oder die erste(n) Supraleiterelement(e) aus Bi&sub2;Sr&sub2;CaCu&sub2;Ox besteht oder bestehen.

5. Supraleiterstruktur nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 4, worin das Verbindungselement das Edelmetall in Form von Au oder Ag enthält.

6. Supraleiterstruktur nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 5, worin das oder jedes erste Supraleiterelement (8;28) eine auf einem Metallsubstrat (10;20) ausgebildete Oxidsupraeiterschicht umfaßt.

7. Supraleiterstruktur nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 5, worin das oder jedes erste Supraleiterelement (8;28) eine auf einer Zwischenschicht (6;26), die auf einem Substrat (10;20) ausgebildet ist, ausgebildete Oxidsupraeiterschicht umfaßt.

8. Supraleiterstruktur nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 7, die Zylinderform aufweist.

9. Supraleiterstruktur nach Anspruch 8, worin zumindest ein Verbindungselement (2;12;22) in einer quer zur Zylinderachse der Struktur liegenden Richtung ausgebildet ist.

10. Supraleiterstruktur nach Anspruch 9 mit mehreren Verbindungselementen, die in Abständen von 1/10 oder mehr des Zylinderdurchmessers angeordnet sind.

11. Verfahren zur Herstellung einer verbundenen Supraleiterstruktur mit einer Verbindung, umfassend zumindest ein erstes Oxidsupraleiter-Element (1;8;28), das direkt mit einem Verbindungselement (2;12;22) verbunden ist, das aus einem Oxidsupraleiter mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als das oder die erste(n) Supraleiterelement(e) (1;8;28) gebildet ist, wobei das Verfahren umfaßt: Bilden des Verbindungselements (2;12;22) durch Schmelzen desselben in Kontakt mit dem oder den Supraleiterelement(en) (1;8;28), während das oder die Supraleiterelement(e) (1;8;28) ungeschmolzen bleibt.