JP2502098B2 - 超電導電磁シ−ルド体 - Google Patents

超電導電磁シ−ルド体

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  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、完全な電磁シールドが可能な超電導電磁シ
ールド体に関するものである。
「従来の技術およびその問題点」 一般に、コンピューター、磁気記録装置などの精密機
器は、外部誘導磁界などの影響を受け易いことが知られ
ている。このため、上記機器内への電磁波の混入を防止
する目的で電磁シールド体で機器を覆うようにしてい
る。
従来、このような電磁シールド体としては、例えばパ
ーマロイ材からなるシールド板や二重シールド板、パー
マロイ・銅・パーマロイからなる三重シールド板などが
用いられている。
しかしながら、このような電磁シールド体では、機器
内への電磁波の侵入を完全には防止できず、その電磁シ
ールド効果に不満があった。
そこで、上記問題を解決するために、シールド体の材
料として超電導体を用いた超電導電磁シールド体の試み
もなされている。
ところで、近時、常電導状態から超電導状態へ遷移す
る臨界温度(Tc)が液体窒素温度以上の高い値を示すY-
Ba-Cu-O系等の超電導体等のいわゆるA-B-Cu-O系(ただ
し、AはY,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Eu,Gd,Tb,Sm,Dy,Ho,Er,Tm,Y
b,Lu,Sc等の周期律表IIIa族金属元素を示し、BはBa,S
r,Mg,Ca,Ra,Be等のアルカリ土類金属元素を示す)、A-B
-Cu-O-X系(ただし、XはF,Cl等のハロゲン元素を示
す)などの超電導材料が種々発見されつつある。そし
て、このような酸化物系超電導体を用い、完全な磁気シ
ールドを実現することのできる超電導電磁シールド体の
試みもなされている。
本発明は、酸化物系超電導体を具備し、完全な磁気シ
ールドが可能で、しかも機械的強度の高い超電導電磁シ
ールド体の提供を目的としている。
「問題点を解決するための手段」 この発明による超電導電磁シールド体は、少なくとも
表面部分を、Ti,Zr,Hf等の周期律表IVa族金属元素ある
いはV,Nb,Ta等のVa族金属元素のうちから選択される単
体金属またはこれらの金属のうちの少なくとも1種を主
成分として含有する合金で構成してなる基体の表面に、
酸化皮膜が形成され、この酸化皮膜の上に酸化物系超電
導体からなるシールド層が形成された構成としたことを
問題解決の手段とした。
「実施例」 第1図は、この発明の一例を示す図であって、図中符
号1は超電導電磁シールド体(以下、シールド体と略記
する)である。このシールド体1は、Ti,Zr,Hf等の周期
律表IVa族金属元素あるいはV,Nb,Ta等のVa族金属元素の
うちから選択される単体金属を材料とする基板2の表面
に、酸化皮膜3が形成され、この酸化皮膜3の上に酸化
物系超電導体からなるシールド層4が形成されて構成さ
れている。
この基板2として使用されるTi,Zr,Hf等の周期律表IV
a族金属元素あるいはV,Nb,Ta等のVa族金属元素に共通す
る性質としては、高融点であり、酸化されて生じた酸化
皮膜が微細化し易く、また、生成された酸化皮膜の化学
的な安定性が優れており、絶縁性も良好である等の点で
ある。また、この基板2の板厚は、シールド体1の用途
を勘案して適宜設定される。
また、上記酸化物系超電導体としては、Y-Ba-Cu-Oな
どのA-B-Cu-O系(ただし、AはY,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Eu,G
d,Tb,Sm,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Sc等の周期律表IIIa族金属
元素を示し、BはBa,Sr,Mg,Ca,Ra,Be等のアルカリ土類
金属元素を示す)、A-B-Cu-O-X系(ただし、XはF,Cl等
のハロゲン元素を示す)などの酸化物系超電導体が使用
される。
次に、このような構成からなるシールド体1の製造方
法の一例を説明する。まず、酸化物系超電導体を構成す
る元素を含む粉末を用意する。この粉末としては、周期
律表IIIa族金属元素の化合物粉末とアルカリ土類金属元
素の化合物粉末と酸化銅粉末とを所定の混合比となるよ
うに均一に混合した混合粉末、またはこの混合粉末中に
ハロゲン元素を添加した混合粉末が用いられる。
次に、この混合粉末をベヒクル中に均一に分散してペ
ースト状や液状のシールド素材を作成する。このベヒク
ルとしては、例えば合成樹脂類を水、アルコール、テレ
ピン油、エステル類などに溶解した揮発性ワニス、ワセ
リンなどが用いられるが、これに限定されるものではな
い。
次に、このシールド素材を基板2上に均一に塗布す
る。このシールド素材の塗布量は、熱処理により形成さ
れるシールド層4が所望の厚さとなるように適宜設定さ
れる。基板2上にシールド素材を塗布する方法として
は、スクリーン印刷機などの印刷機を用いて印刷塗布す
る方法や、スプレー式塗装法等が好適に使用される。
次に、基板2に熱処理を施す。この熱処理条件は、使
用する酸化物系超電導体の種類によって適宜設定される
が、例えば、超電導体としてY-Ba-Cu-O系超電導体を使
用する場合には、800〜1100℃で1〜数十時間程度の熱
処理を施すのが好ましい。また、この熱処理時の雰囲気
は、酸素気流中などの酸化性雰囲気中で加熱することが
望ましい。この熱処理によって基板2の表面には、酸化
皮膜3が均一な状態で形成されるとともに、この酸化皮
膜3上にシールド素材が焼結し、シールド層4が形成さ
れる。
なお、基板2上に生成される酸化皮膜3の膜厚は、基
板2の材質、熱処理条件、シールド素材の塗布量などに
よって変動するが、0.1〜50μm程度の膜厚が好適であ
る。
また、シールド素材中に混合する粉末は、上記混合粉
末に限定されることなく、例えばこの混合粉末を圧粉成
形し、次いで熱処理を施し、更に粉砕処理を施した超電
導体の粉末を用いても良い。
また、上記基板2の表面に、予め酸化皮膜3を形成し
ておき、この酸化皮膜3上にシールド素材を塗布し、更
に熱処理を施しても良い。基板2の表面に酸化皮膜3を
形成する方法としては、酸化性雰囲気中で基板2を加熱
する化成酸化処理や陽極酸化処理が好適に使用される。
以上の操作によって、第1図に示すシールド体1が製
造される。
このようにして得られたシールド体1にあっては、シ
ールド層4を形成する酸化物系超電導体が、その臨界温
度(Tc)以下の温度で、かつ臨界磁界(Hc)以下の磁界
においてマイスナー効果により完全反磁性を示すことか
ら、上記シールド層4により電磁波を完全に遮断でき、
完全な電磁シールドが可能なものとなる。したがって、
このシールド体1を用いれば、電磁波を完全に遮断でき
るので、例えばコンピュータ、磁気記録装置などの精密
機器の内部への電磁波の侵入を完全に防止できるととも
に、マグネットや各種磁場発生機から発せられる電磁波
を完全に閉じ込めることができる。
また、このシールド体1は、Ti,Zr,Hf等の周期律表IV
a族金属元素あるいはV,Nb,Ta等のVa族金属元素のうちか
ら選択される単体金属またはこれらの金属のうちの少な
くとも1種を主成分として含有する合金を材料とする基
板2を用いたので、この基板2の表面に形成される酸化
皮膜3は微細化し、その酸化皮膜3上に形成されるシー
ルド層4との密着性が良好に得られ、シールド層4の剥
離を生じ難くすることができる。
また、この酸化皮膜3は化学的安定性に優れ、シール
ド層4に不純物が拡散することがないので、優れた超電
導特性を有するシールド層4を生成させることができ
る。
また、この酸化皮膜3は、絶縁性が良好で安定してお
り、基板2とシールド層4間に均一な絶縁性を得ること
ができる。
また、基板2として用いる金属材料は高融点であり、
超電導回路4を焼結させる熱処理時に高温で熱処理を施
すことができる。またこれらの金属材料は酸素含有雰囲
気中で高温加熱するなど簡単な操作により緻密な酸化皮
膜3を形成することができる。
なお、この発明のシールド体は、次のような実施態様
をとることができる。
(1)上記の実施例では、シールド体1の基体として板
状の基板2を用いたが、基体として、函状、円筒状など
あらゆる形状のものを用いることができる。
(2)上記の実施例では、基板2の一面にシールド層4
を形成した構成としたが、基板2の両面に各々シールド
層4を形成した構成でもよい。このようにシールド層4
を増やすことで、その電磁シールド効果の増大を図るこ
とが可能となる。
(3)上記の実施例では、シールド層4の形成方法とし
て、酸化物系超電導材料の粉末やその原料粉末をベヒク
ルと混合して、液状やペースト状のシールド素材を作成
し、そのシールド素材を、印刷塗布やスプレー塗装など
の方法で基板2上に均一に付着し、次いで熱処理を施し
てシールド層4を形成する方法を用いたが、この他に、
基板2上に予め酸化皮膜3を形成し、次いで酸化皮膜上
にCVDやスパッタ法などの薄膜形成手段を用いてシール
ド層4を形成しても良い。
(4)上記の実施例では、基板2の一面にシールド層4
を形成した構成としたが、基板2のシールド層4が形成
された面と反対側の面に粘着層を設けた構成としても良
い。この場合、シールド体1をその粘着層により例え
ば、コンピュータ、磁気記録装置などの精密機器の外壁
面に直接取り付けることが可能となり、電磁シールドを
設定するための作業の効率化を図ることが可能となる。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によるシールド体は、
シールド層を形成する酸化物系超電導体が、その臨界温
度(Tc)以下の温度で、かつ臨界磁界(Hc)以下の磁界
においてマイスナー効果により完全反磁性を示すことか
ら、上記シールド層により電磁波を完全に遮断でき、完
全な電磁シールドが可能なものとなる。したがって、こ
のシールド体を用いれば、電磁波を完全に遮断できるの
で、例えばコンピュータ、磁気記録装置などの精密機器
の内部への電磁波の侵入を完全に防止できるとともに、
マグネットや各種磁場発生器から発せられる電磁波を完
全に閉じ込めることができる。
また、この発明によるシールド体は、少なくとも表面
を、Ti,Zr,Hf等の周期律表IVa族金属元素あるいはV,Nb,
Ta等のVa族金属元素のうちから選択される単体金属また
はこれらの金属のうちの少なくとも1種を主成分として
含有する合金で構成してなる基体を用いたので、基板の
表面に形成される酸化皮膜は微細化し、その酸化皮膜上
に形成される超電導回路との密着性が良好に得られ、超
電導回路の剥離を生じ難くすることができる。
また、この酸化皮膜は化学的安定性に優れ、超電導回
路に不純物が拡散することがないので、優れた電磁シー
ルド特性を有するシールド層を生成させることができ
る。
また、この酸化皮膜は、絶縁性が良好で安定してお
り、基体と超電導回路間に均一な絶縁性を得ることがで
きる。
また、基体として用いる金属材料は高融点であり、超
電導回路を焼結させる熱処理時に高温で熱処理を施すこ
とができる。またこれらの金属材料は酸素含有雰囲気中
で高温加熱するなど簡単な操作により緻密な酸化皮膜を
形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のシールド体の一例を示す概略断面図で
ある。 1……シールド体(超電導電磁シールド体)、2……基
板、3……酸化皮膜、4……シールド層。
フロントページの続き (72)発明者 河野 宰 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 定方 伸行 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 杉本 優 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 池野 義光 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 中川 三紀夫 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 末松 達也 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも表面部分を、Ti,Zr,Hf等の周期
    律表IVa族あるいはV,Nb,Ta等のVa族金属元素のうちから
    選択される単体金属またはこれらの各金属のうちの少な
    くとも1種を主成分として含有する合金で構成してなる
    基板の表面に、酸化皮膜が形成され、この酸化皮膜の上
    に、酸化物系超電導体からなるシールド層が形成された
    ことを特徴とする超電導電磁シールド体。
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