JP2544824B2

JP2544824B2 - 超電導磁気シ―ルド体とその製造方法

Info

Publication number: JP2544824B2
Application number: JP2089552A
Authority: JP
Inventors: 敬一郎渡邊; 均吉田; 均酒井; 修一郎沖
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1989-04-04
Filing date: 1990-04-04
Publication date: 1996-10-16
Anticipated expiration: 2011-10-16
Also published as: JPH0387688A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は超電導磁気シールド体とその製造方法に係
り、更に詳しくは、地磁気の如き微小磁気やリニアモー
ター等の強磁気を遮蔽するために好適に使用でき、しか
もその製造を容易ならしめた超電導磁気シールド体とそ
の製造方法に関する。

［従来の技術］近年、超電導特性を有する超電導材料で作製された超
電導マグネットを用い、核磁気共鳴コンビューター断層
診断装置（MRI:Magnetic Resonance Imaging）、磁気浮
上列車などが実用化されつつある。また、将来的にも核
融合などの新エネルギー開発、MHD発電などの新しいエ
ネルギー変換技術にも超電導マグネットの強磁界の適用
が検討されている。

このようにMRI診断装置などの超電導マグネットを用
いた装置が利用された場合には、それに伴ない、これら
の装置から漏れ磁界が生じ、外部に悪影響をもたらすこ
とがあり、問題となっている。一方、脳磁波（α波）等
の微小磁気を測定するに際しては、地磁気などの外部磁
界が影響すると、その正確な検出が困難になるという問
題も発生する。

そこで、上記のような問題を解決するため、磁気源か
らの磁気を遮蔽するための磁気シールド材料が要請され
ている。

［発明が解決しようとする課題］従来、磁気シールド材料として、高透磁率、低保磁力
を有する軟質の磁性材料が利用されていたが、大きな磁
界を遮蔽する場合にはシールド能力が低すぎ、一方低い
磁界の遮蔽の場合においても漏れ磁界を生ずる恐れがあ
った。このため、シールド材料の体積を大きくし、シー
ルド効果を高めることは可能であるが、シールド材料の
重量が増加することが避けられない、という問題があ
る。

［課題を解決するための手段］そこで、本発明者は上記従来の磁気シールド材料の問
題を解決するため鋭意検討を行なった結果、金属板、超
電導層および金属板の三層構造からなる磁気シールド体
が有効であることを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明によれば、金属板、超電導層および金属
板の三層構造からなる板状の超電導磁気シールド体であ
って、該板状超電導磁気シールド体の周の延べ長さ
（Ｌ）と面積（Ｓ）の比L/Sが0.4cm^-1以下で、かつ該超
電導層の厚さが1.0mm以上であることを特徴とする超電
導磁気シールド体が提供される。

また、本発明によれば、遮蔽する磁気源に対して、該
磁気源側より外側金属円筒、超電導層および内側金属円
筒の三層構造からなる超電導磁気シールド体であって、
円筒長さ（Ｃ）と外側円筒内径（Ｄ）の比C/Dが1.5以上
で、かつ該超電導層の厚さが1.0mm以上であることを特
徴とする超電導磁気シールド体が提供される。

また本発明によれば、外側金属円筒の内側に、該外側
金属円筒の内径よりやや外径の小さい内側金属円筒を挿
入し、両金属円筒の軸方向の一端部を密封した後、該外
側金属円筒と内側金属円筒の間の隙間に、超電導特性を
有するセラミック超電導体粉末および／または加熱によ
り超電導特性を発現する粉末を充填し、次いで両金属円
筒の軸方向の他端部を密封した後、前記外側金属円筒お
よび／または前記内側金属円筒に、加熱しない場合には
100kg/cm²以上の圧力、または400℃以上で加熱する場合
には2kg/cm²以上の圧力および／または熱を付与して金
属円筒を塑性変形させることを特徴とする超電導磁気シ
ールド体の製造方法、が提供される。

さらに、本発明によれば、ほぼ同一投影形状を有する
二枚の金属板の間に、超電導特性を有するセラミック超
電導体粉末または成形体、および／または加熱により超
電導特性を発現する粉末または成形体を充填し、次いで
両金属板の周囲を密封した後、該金属密封体の外側か
ら、加熱しない場合には100kg/cm²以上の圧力、または4
00℃以上で加熱する場合には2kg/cm²以上の圧力および
／または熱を付与して金属密封体を塑性変形させること
を特徴とする超電導磁気シールド体の製造方法、およ
び、ほぼ同一投影形状を有する二枚の金属板の周囲を密
封して形成した開口部を有する金属容器の中に、超電導
特性を有するセラミック超電導体粉末または成形体、お
よび／または加熱により超電導特性を発現する粉末また
は成形体を充填した後、脱気処理し、次いで該金属容器
の開口部を密封後、該金属密封体の外側から、加熱しな
い場合には100kg/cm²以上の圧力、または400℃以上で加
熱する場合には2kg/cm²以上の圧力および／または熱を
付与して金属密封体を塑性変形させることを特徴とする
超電導磁気シールド体の製造方法、が提供される。

［作用］以下、超電導磁気シールド体として、便宜上板状構造
のものについて説明するが、筒状構造に対しても同様に
適用できるものである。

本発明において、二枚の金属板の間に挿入する超電導
層としては、セラミック超電導体からなる粉末または成
形体、および／または、加熱により超電導特性を発現す
る粉末または成形体を充填したものが用いられる。セラ
ミック超電導体からなる粉末または成形体としては特に
その種類を限定するものではなく、例えばBi−Sr−Ca−
Cu−Ｏ系、あるいはＹ−Ba−Cu−Ｏ系などが挙げられ、
Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系の場合にはBi₂Sr₂CaCu₂O₈の組成
の結晶相を有するもの、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系の場合にはYB
a₂Cu₃O_7-Yの組成の結晶相を有するものが用いられる。

一方、加熱により超電導特性を発現する粉末または成
形体としては、上記したセラミック超電導体を構成する
各成分の金属酸化物、炭酸塩、水酸化物、金属アルコキ
シド、硝酸塩の粉末、あるいはこれらの混合物を、超電
導特性が発現する温度以下で仮焼した中間生成物、さら
にこれらの混合物を高温で溶融した急冷し、さらに粉砕
したフリット粉末などが用いられる。また、セラミック
超電導体からなる粉末と、加熱により超電導特性を発現
する粉末を混合した粉末も用いることができる。

この超電導層の厚さは、余り薄すぎると超電導電流が
小さくなって磁気シールド能が低くなるため、具体的に
は約1mm以上の厚さとする。

次に、金属板の種類としては、耐熱衝撃性（あるいは
耐寒性）に優れたものがよく、例えば、鉄、チタン、ベ
リリウム、銅、銀、アルミニウム、真鍮等を挙げること
ができる。また、形状記憶合金を用いると、容易に所望
の寸法・形状に作り上げることができ、好ましい。

さらに本発明の如き三層構造の磁気シールド体では、
それが磁気シールド板の場合は、その面積は、大面積の
磁気シールドパネルを組合せた時の継目からの磁気の漏
れを小さくするために、磁気シールド板の周の延べ長さ
Ｌ（cm）と面積Ｓ（cm²）の比L/Sが0.4cm^-1以下となる
ように作製する。

さらにその形状は、大面積の磁気シールドパネルを組
合せる時に隙間を生じることなしに大面積化が可能な正
六角形または正方形の形状が好ましい。特に正六角形や
正方形は同一面積で比較した場合のL/S値も小さく、磁
気漏れを小さくできる。

尚、筒状構造の場合、内側金属円筒は円筒内面の残留
磁界に鑑みると、非磁性であることが好ましい。

さらに本発明の如き三層構造の磁気シールド筒では、
円筒の長さ（Ｃ）と外側円筒内径（Ｄ）の比C/Dを1.5以
上としているので、円筒中央部での磁気シールド能を高
めることができる。

次に、本発明の超電導磁気シールド体の製造方法を説
明する。

最初に、磁気シールド板（板状構造）について説明す
る。

まず、全外周に幅10mm程の耳を残して深さ10mmの絞り
加工を施した、薄肉の金属板を作成し、窪んだ面を上向
きにして、超電導特性を有する、例えば結晶相の主成分
がYBa₂Cu₃O_7-YまたはBi₂Sr₂CaCu₂O_8-Yのセラミック超電
導体粉末または成形体、および／または加熱により超電
導特性を発現する粉末または成形体を充填し、次いで絞
り加工を施した金属板と同一投影形状を有する金属板を
重ねて全外周に沿って耳部を圧着又は溶接等することに
より密封し、二枚の金属板の隙間にセラミック超電導体
粉末または成形体、および／または加熱により超電導特
性を発現する粉末または成形体を密閉した板状の金属密
封体を得る。絞り加工を施した金属板の代りに、接合用
の枠を接合した金属板を用いてもよい。

また、予め二枚の金属板の外周の一部を除いた全てを
圧着または溶接等することにより作成した金属容器の中
にセラミック超電導体粉末または成形体、および／また
は加熱により超電導特性を発現する粉末または成形体を
充填し、その後、開口部を閉じることによっても二枚の
金属板の隙間にセラミック超電導体粉末または成形体、
および／または加熱により超電導特性を発現する粉末又
は成形体、および／または加熱により超電導特性を発現
する粉末または成形体を密閉した板状の金属密閉体を得
ることができる。

後者の場合、後述する脱着作業がやり易くなるという
長所がある。

次に、セラミック超電導体粉末または成形体、および
／または加熱により超電導特性を発現する粉末または成
形体を密閉した板状の金属密閉体を、加熱しないで、あ
るいは加熱しつつ適当な静水圧あるいは機械的圧力を付
与して金属を塑性変形させ、密閉した粉末または成形体
に圧力のみ、または熱及び圧力の双方を印加することに
より、密閉粉末または成形体の充填密度を向上させる
か、あるいは密閉粉末または成形体に焼結を生じせし
め、平板状で一体の三層構造たる超電導磁気シールド板
を製造することができる。

次に、磁気シールド筒（筒状構造）の製造方法につい
て説明する。

まず、外側金属円筒の内側に、該外側金属円筒の内径
よりやや外径の小さい内側金属円筒を挿入し、両金属円
筒の軸方向の一端部を円周に沿って圧着又は溶接等する
ことにより密封する。その後、外側金属円筒と内側金属
円筒の間の隙間に、超電導特性を有する、例えば結晶相
の主成分がYBa₂Cu₃O_7-YまたはBi₂Sr₂CaCu₂O_8-Yのセラミ
ック超電導体粉末、および／または加熱により超電導特
性を発現する粉末を充填し、次いで両金属円筒の軸方向
の他端部を円周に沿って圧着又は溶接等することにより
密封し、二重円筒の隙間の中にセラミック超電導体粉
末、および／または加熱により超電導特性を発現する粉
末を密閉した円筒を得る。

次に、セラミック超電導体粉末および／または加熱に
より超電導特性を発現する粉末を密閉した二重金属円筒
を、加熱しないで、あるいは加熱しつつ適当な静水圧あ
るいは機械的圧力を付与して金属を塑性変形させ、密閉
した粉末に圧力のみ、または熱及び圧力の双方を印加す
ることにより、密閉粉末の充填密度を向上させるか、あ
るいは密閉粉末に焼結を生じせしめ、円筒状で一体の三
層構造たる超電導磁気シールド筒を製造することができ
る。

上記において、両金属板あるいは両金属円筒を形状記
憶合金で作製した場合には、加熱することにより両金属
板あるいは両金属円筒を塑性変形させて密閉粉末の充填
密度を向上させ、板状または円筒状で一体の三層構造た
る超電導磁気シールド体を製造することができる。

ここで、セラミック超電導体粉末または成形体、およ
び／または加熱により超電導特性を発現する粉末または
成形体を密閉した板状の金属密封体あるいは二重金属円
筒を加熱する温度としては、400℃以上で、600℃以上が
好ましい。上限温度としては金属の素材にもよるが、金
属との反応が余り起こらないことが必要であり、セラミ
ック超電導体の溶融点以下が好ましい。

また、板状の金属密封体、あるいは外側金属円筒およ
び／または内側金属円筒に付与する静水圧としては、金
属板または金属円筒を塑性変形させることができ、しか
も超電導体粉末または成形体の充填密度を向上させ、ま
た粉末または成形体を焼結させる場合にはその焼結を促
進して焼結密度を向上させ、その磁気シールド能を上げ
るため、2kg/cm²以上が必要で、加熱しない場合には100
kg/cm²以上が必要である。また、機械的圧力により、静
水圧と同等の圧力を印加してもよい。

又、板状の金属密封体、あるいは外側金属円筒および
／または内側金属円筒に圧力および熱を付与する場合、
その温度および圧力の制御条件としては、例えば、昇圧
先行型、昇温先行型、同時昇圧昇温型、高温開放型、な
どの熱間等方加圧（HIP）にて用いられている温度圧力
制御パターンを利用することができる。また、最高温度
での保持時間は0.1〜20時間程度で、0.5時間以上保持す
ることが、充填した粉末または成形体に充分な焼結密度
を与えるために好ましい。

静水圧の印加方法としては、圧力容器の中に当該板状
金属密封体、または金属二重円筒を封入し、N₂ガス、Ar
ガス、Ar及びO₂の混合ガス等のガスを封入または圧入し
て圧媒として用いるのが好ましい。また加熱方法として
は、Fe−Cr−Al系ヒーター、モリブデン、グラファイ
ト、SiC、白金、ロジウム等のヒーターの電気抵抗加熱
によることができる。ヒーターは金属二重円筒の場合、
その外側および／または内側に設置して加熱する。

加熱によるガス圧媒の膨張を利用して加熱及び昇圧を
同時に行なうことも可能である。また、ガス圧縮機によ
りガス圧の制御も可能である。

セラミック超電導体粉末または成形体、および／また
は加熱により超電導特性を発現する粉末または成形体を
密閉した板状金属密封体、または二重円筒を加熱・加圧
する前に、板状金属密封体内または二重円筒内を脱気処
理することにより、空気、吸着水分、吸着ガスを除去す
ると、昇温時の板状金属密封体または二重円筒の膨れを
防止できる。この場合、加熱しながら脱気を行なうと、
脱気が早く且つ充分に達成できる。

また脱気後、超電導焼結体の酸素量を制御するため、
O₂を封入しても良い。この場合、昇温時の板状金属密封
体または二重円筒の膨れを防止するため、昇圧を先行さ
せて昇温し、冷却時も内部圧力より高い圧力を印加しつ
つ降温する必要がある。

充填するセラミック超電導体粉末および／または加熱
により超電導特性を発現する粉末は、予めスプレードラ
イヤー等で造粒したものが、充填時の流動性が良く、均
一に充填できるため好ましい。スプレードライヤーで造
粒時に有機バインダーを用いた場合予め、仮焼して有機
分を分解除去した方が好ましい。

一方、充填するセラミック超電導体の成形体として
は、セラミック超電導体粉末をプレス成形法、押出成形
法等の通常の成形法により成形した成形体を用いること
ができる。

用いる金属板または金属円筒の板厚としては、加熱、
加圧時にピンホールが開いたり、変形して破損しない0.
1mm以上が一般的に必要であり、一方、板厚が5mmを超え
ると、塑性変形を起こし難く、充填粉末を加圧すること
ができない。

また、形状記憶合金の加熱時の変形形状としては、エ
ンボス模様等の形状で、超電導粉末または成形体を均一
に加圧できるものが特に好ましい。

［実施例］（実施例１〜７及び比較例１〜３）肉厚1mm、内径100mm、長さ200mmの各種金属からなる
円筒の内側に、肉厚1mm、外径80〜98mm、長さ200mmの各
種金属からなる円筒を挿入し、その片側端部を円周に沿
って溶接した。更に、この外側円筒と内側円筒の間の隙
間の中に、結晶相の主成分がYBa₂Cu₃O_7-Y（Ｙ系）また
はBi₂Sr₂CaCu₂O_8-Y（Bi系）のセラミック超電導体から
なる粉末を充填し、残りの片側端部を円周に沿って溶接
して、金属製二重円筒の隙間の中にセラミック超電導体
粉末が密閉された金属製円筒を得た。この金属製円筒に
静水圧をArガスで印加し、金属製二重円筒の隙間の中の
セラミック超電導体粉末に圧力を掛け、その充填密度を
向上させ、円筒状で一体構造の超電導磁気シールド筒と
して、液体窒素にて冷却した状態で磁気シールド効果を
測定、確認した。

その結果、表１に示す様に、静水圧が100kg/cm²以上
で、且つ加圧後の超電導体の厚さが1mm以上の場合に、
充分な磁気シールド能を有することが分かった。

（実施例８〜14及び比較例４〜６）第１図に示すように、肉厚1mm、内径100mm、長さ200m
mの各種金属からなる円筒10の内側に、肉厚1mm、外径80
〜98mm、長さ200mmの各種金属からなる円筒11を挿入
し、その片側端部を円周に沿って溶接した。更に、この
外側円筒10と内側円筒11の間の隙間の中に、結晶相の主
成分がYBa₂Cu₃O_7-Y（Ｙ系）またはBi₂Sr₂CaCu₂O_8-Y（Bi
系）のセラミック超電導体からなる粉末、および／また
はその中間生成物からなる粉末12を充填し、残りの片側
端部を円周に沿って溶接後、脱気口13より真空ポンプ14
で脱気し、脱気後、脱気口13を封じ切り、金属製二重円
筒10,11の隙間の中にセラミック超電導体粉末12が密閉
された金属製円筒を得た。この金属製円筒に表２に示す
条件で熱及び静水圧がArガスで印加し、金属製二重円筒
10,11の隙間の中にセラミック超電導体粉末12に熱及び
圧力を掛け、焼結を生じせしめ、円筒状で一体構造の超
電導磁気シールド筒として、液体窒素にて冷却した状態
で磁気シールド効果を測定、確認した。

その結果、表２に示す様に、加熱温度が400℃以上、
静水圧が2kg/cm²以上、保持時間が0.5〜20時間で、且つ
加圧後の超電導体の厚さが1mm以上の場合に、充分な磁
気シールド能を有することが分かった。

加熱温度が金属二重円筒内に充填した粉末の融点を超
えた場合、金属と粉末の溶融体の間で反応が起こって円
筒にピンホールが生じた。

（実施例15〜17及び比較例７〜８）肉厚1mm、内径100mm、長さ50〜400mmの各種金属から
なる円筒の内側に、肉厚1mm、外径90mm、長さ50〜400mm
の各種金属からなる円筒を挿入し、その片側端部を円周
に沿って圧着又は溶接した。更に、この外側円筒と内側
円筒の間の隙間の中に、結晶相の主成分がYBa₂Cu₃O_7-Y
（Ｙ系）のセラミック超電導体からなる粉末を充填し、
残りの片側端部を円周に沿って圧着又は溶接して、金属
製二重円筒の隙間の中にセラミック超電導体粉末が密閉
された金属製円筒を得た。

この金属製円筒に静水圧を印加し、金属製二重円筒の
隙間の中のセラミック超電導体粉末に圧力を掛け、その
充填密度を向上させ、円筒状で一体構造の超電導磁気シ
ールド筒として、液体窒素にて冷却した状態で磁気シー
ルド効果を測定、確認した。その結果、表３に示す様
に、円筒の長さと外側円筒内径の比が1.5以上の場合に
円筒中央部での磁場の値が印加磁場の1/100以下に低減
され、充分な磁気シールド能を有することが分った。

（実施例18）第２図（ａ）に示すように、肉厚1mm、内径100mm、長
さ500mmの形状記憶合金からなる円筒20の内側に肉厚1m
m、内径90mm、長さ500mmの形状記憶合金からなる円筒21
を挿入し、その片側端部を円周に沿って圧着した。更
に、この外側円筒20と内側円筒21の間の隙間の中に、結
晶相の主成分がYBa₂Cu₃O_7-Y（Ｙ系）のセラミック超電
導体かるなる粉末22を充填し、残りの片側端部を円周に
沿って圧着し、形状記憶合金製二重円筒の隙間の中にセ
ラミック超電導体粉末が密閉された金属製円筒を得た。

この金属製円筒を200℃に加熱して第２図（ｂ）に示
すように塑性変形を起こし、セラミック超電導体粉末を
圧力を掛け、その充填密度を向上させ、円筒状で一体構
造の超電導磁気シールド筒として、液体窒素にて冷却し
た状態で磁気シールド効果を表３に示すように測定、確
認した。

（実施例19〜21及び比較例９〜10）第１図に示すように、肉厚1mm、内径100mm、長さ50〜
400mmの各種金属からなる円筒10の内側に、肉厚1mm、外
径90mm、長さ50〜400mmの各種金属からなる円筒11を挿
入し、その片側端部を円周に沿って圧着又は溶接した。
更に、この外側円筒10と内側円筒11の間の隙間の中に、
結晶相の主成分がYBa₂Cu₃O_7-Y（Ｙ系）のセラミック超
電導体からなる粉末12を充填し、残りの片側端部を円周
に沿って圧着又は溶接後、脱気口13より真空ポンプ14で
脱気し、脱気完了後酸素ボンベ15より酸素を0.2Torr充
填して脱気口13を封じ切り、金属製二重円筒10,11の隙
間の中にセラミック超電導体粉末12が密閉された金属製
円筒を得た。

この金属製円筒に表４に示す条件で熱及び静水圧を印
加し、金属製二重円筒の隙間の中のセラミック超電導体
粉末に熱及び圧力を掛け、焼結を生じせしめ、円筒状で
一体構造の超電導磁気シールド筒として、液体窒素にて
冷却した状態で磁気シールド効果を測定、確認した。そ
の結果、表４に示す様に、円筒の長さと外側円筒内径の
比が1.5以上の場合に円筒中央部での磁場の値が印加磁
場の1/100以下に低減され、充分な磁気シールド能を有
することが分った。

（実施例22〜28及び比較例11〜13）第３図に示すように、全周に巾10mmの耳32を残して一
辺の長さが120mmの正方形となるよう深さ１〜10mmの絞
り加工を施した肉厚0.5mmの各種金属板31の正方形の窪
みの中に、結晶相の主成分がYBa₂Cu₃O_7-Y（Ｙ系）また
はBi₂Sr₂CaCu₂O_8-Y（Bi系）のセラミック超電導体から
なる粉末33を充填し、上から一辺の長さが140mmの同じ
く正方形の各種金属板34で蓋をして耳部32の重なり部分
を全周に亙って溶接して、二枚の金属板の間にセラミッ
ク超電導体粉末が密閉された板状金属密封体を得た。

これらの板状金属密封体に静水圧をArガスで印加し、
板状金属密封体の中のセラミック超電導体粉末に圧力を
掛け、その充填密度を向上させ、超電導磁気シールド板
として、液体窒素にて冷却した状態で表５に示すように
磁気シールド効果を測定、確認した。

（実施例29）実施例22〜28と同様に、全周に巾10mmの耳を残して一
辺の長さが120mmの正方形となるよう深さ10mmの絞り加
工を施した肉厚１の形状記憶合金板の正方形の窪みの中
に、結晶相の主成分がYBa₂Cu₃O_7-Y（Ｙ系）のセラミッ
ク超電導体からなる粉末を充填し、上から一辺の長さが
140mmの同じく正方形の形状記憶合金板で蓋をして耳部
の重なり部分を全周に亙って圧着し、第４図（ａ）に示
す如き、二枚の形状記憶合金板40,41の間にセラミック
超電導体粉末42が密閉された板状金属密閉体を得た。

この板状金属密閉体を200℃に加熱して第４図（ｂ）
に示すように塑性変形を起こし、セラミック超電導体粉
末42に圧力を掛けその充填密度を向上させ、板状で一体
構造の超電導磁気シールド板として、液体窒素にて冷却
した状態で磁気シールド効果を表５に示すように測定、
確認した。

その結果、表５に示す様に、静水圧が100kg/cm²以上
で、且つ加圧後の超電導体の厚さが1mm以上の場合に、
充分な磁気シールド能を有することが分かった。

（実施例30〜36及び比較例14〜16）第５図に示すように、厚さ0.5mmで一辺の長さが120mm
の正方形の２枚の金属板50,51の三辺を、厚さ2mm、巾１
〜10mmの接合枠57に溶接して板状の金属容器を作成し
た。この板状の金属容器の中に、結晶相の主成分がYBa₂
Cu₃O_7-Y（Ｙ系）またはBi₂Sr₂CaCu₂O_8-Y（Bi系）のセラ
ミック超電導体からなる粉末52、および／またはその中
間生成物からなる粉末52を充填し、残りの一辺の脱気口
をつけた接合枠58を溶接後、脱気口53より真空ポンプ54
で脱気し、脱気完了後、脱気口53を封じ切り、金属容器
50,51の中にセラミック超電導体粉末52が密閉された板
状金属密封体を得た。この板状金属密封体に表６に示す
条件で熱及び静水圧をArガスで印加し、板状金属密封体
50,51の隙間の中のセラミック超電導体粉末52に熱及び
圧力を掛け、焼結を生じせしめ、板状で一体構造の超電
導磁気シールド板として、液体窒素にて冷却した状態で
磁気シールド効果を測定、確認した。

その結果、表６に示す様に、加熱温度が400℃以上、
静水圧が2kg/cm²以上、保持時間が0.5〜20時間で、且つ
加圧後の超電導体の厚さが1mm以上の場合に、充分な磁
気シールド能を有することが分かった。

加熱温度が板状金属密封体内に充填した粉末の融点を
超えた場合、金属と粉末の溶融体の間で反応が起こって
金属板にピンホールが生じた。

（実施例37〜43及び比較例17）第５図に示すように、厚さ0.5mmで一辺の長さが50〜
1,000mmの正方形または正六角形の２枚の金属板50,51の
三辺または五辺（尚、第５図では、正方形の場合を示し
ている。）を、厚さ2mm、巾10mmの接合枠57に溶接して
板状の金属容器を作成した。この板状の金属容器の中
に、結晶相の主成分がYBa₂Cu₃O_7-Y（Ｙ系）のセラミッ
ク超電導体からなる粉末52を充填し、残りの一辺の脱気
口53をつけた接合枠58を溶接後、脱気口53より真空ポン
プ54で脱気し、脱気完了後酸素ボンベ55より酸素を0.2T
orr充填して脱気口53を封じ切り、金属容器の隙間の中
にセラミック超電導体粉末52が密閉された板状金属密封
体を得た。

この板状金属密封体に表７に示す条件で熱及び静水圧
をArとO₂混合ガスで印加し、板状金属密封体の隙間の中
のセラミック超電導体粉末に熱及び圧力を掛け、焼結を
生じせしめ、超電導磁気シールド板を作成した。この磁
気シールド板を単位磁気シールド板とし、該単位磁気シ
ールド板を複数枚組合せて一辺の長さが1mmの正方形の
磁気シールドパネルを作成し、液体窒素にて冷却した状
態で磁気シールド効果を測定、確認した。その結果、表
７および第６図に示す様に、磁気シールド板の周の延べ
長さＬ（cm）と面積Ｓ（cm²）の比L/Sが0.4cm^-1以下の
場合に印加磁場が1/10以下に低減され、充分な磁気シー
ルド能を有することが分かった。

［発明の効果］以上説明した通り、本発明によれば次の効果が奏せら
れる。

請求項１〜６の超電導磁気シールド体においては、磁
気シールド能が所定以上となって磁気を適切に遮蔽する
ことができ、機械的強度が向上するばかりでなく、大面
積の磁気シールドパネルを組合わせたときの継目からの
磁気の漏れを小さくすることができる。

請求項７〜14の超電導磁気シールド体の製造方法にお
いては、磁気シールド能の優れた超電導磁気シールド体
を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気シールド筒の一実施例を示す部分
拡大図である。第２図は形状記憶合金を用いた場合の磁
気シールド筒を示す部分拡大図で、（ａ）は加熱前、
（ｂ）は加熱後を示す。第３図は本発明の磁気シールド
板の一実施例を示す説明図、第４図は形状記憶合金を用
いた場合の磁気シールド板を示す部分拡大図で、（ａ）
は加熱前、（ｂ）は加熱後を示す。第５図は本発明の磁
気シールド板の他の実施例を示す部分拡大図、第６図は
磁気シールド板の周の延べ長さＬ（cm）と面積Ｓ（c
m²）の比L/Sと磁場比の関係を示すグラフである。 10……金属外筒、11……金属内筒、12……セラミック超
電導体粉末、13……脱気口、14……真空ポンプ、15……
酸素ボンベ、16……切換コック、20……外筒、21……内
筒、22……セラミック超電導体粉末、31……絞り加工し
た金属板、32……耳部、33……セラミック超電導体粉
末、34……金属板、40……形状記憶合金板、41……形状
記憶合金板、42……セラミック超電導体粉末、50,51…
…金属板、52……セラミック超電導体粉末、53……脱気
口、54……真空ポンプ、55……酸素ボンベ、56……切換
コック、57,58……接合枠。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｇ０１Ｒ 33/421 Ｇ０１Ｎ 24/02 ５４０Ａ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】金属板、超電導層および金属板の三層構造
からなる板状の超電導磁気シールド体であって、該板状超電導磁気シールド体の周の延べ長さ（Ｌ）と面
積（Ｓ）の比L/Sが0.4cm^-1以下で、かつ該超電導層の厚
さが1.0mm以上であることを特徴とする超電導磁気シー
ルド体。
【請求項２】遮蔽する磁気源に対して、該磁気源側より
外側金属円筒、超電導層および内側金属円筒の三層構造
からなる超電導磁気シールド体であって、円筒長さ（Ｃ）と外側円筒内径（Ｄ）の比C/Dが1.5以上
で、かつ該超電導層の厚さが1.0mm以上であることを特
徴とする超電導磁気シールド体。
【請求項３】超電導層が、セラミック超電導体の粉末か
らなる請求項１又は２記載の超電導磁気シールド体。
【請求項４】超電導層が、焼結したセラミック超電導体
酸化物からなる請求項１又は２記載の超電導磁気シール
ド体。
【請求項５】金属板が非磁性である請求項１記載の超電
導磁気シールド体。
【請求項６】内側金属円筒が非磁性である請求項２記載
の超電導磁気シールド体。
【請求項７】外側金属円筒の内側に、該外側金属円筒の
内径よりやや外径の小さい内側金属円筒を挿入し、両金
属円筒の軸方向の一端部を密封した後、該外側金属円筒
と内側金属円筒の間の隙間に、超電導特性を有するセラ
ミック超電導体粉末および／または加熱により超電導特
性を発現する粉末を充填し、次いで両金属円筒の軸方向
の他端部を密封した後、前記外側金属円筒および／また
は前記内側金属円筒に、加熱しない場合には100kg/cm²
以上の圧力、または400℃以上で加熱する場合には2kg/c
m²以上の圧力および／または熱を付与して金属円筒を塑
性変形させることを特徴とする超電導磁気シールド体の
製造方法。
【請求項８】両金属円筒の軸方向の一端部を密封した
後、外側金属円筒と内側金属円筒の間の隙間に、超電導
特性を有するセラミック超電導体粉末および／または加
熱により超電導特性を発現する粉末を充填した後、脱気
処理し、次いで両金属円筒の軸方向の他端部を密封する
請求項７記載の超電導磁気シールド体の製造方法。
【請求項９】外側金属円筒および／または内側金属円筒
に、加熱温度400℃以上、圧力2kg/cm²以上、保持時間0.
5〜20時間で、熱及び圧力を付与することにより、外側
金属円筒と内側金属円筒の間の隙間に充填したセラミッ
ク超電導体粉末および／または加熱により超電導特性を
発現する粉末を焼結させる請求項７又は８記載の超電導
磁気シールド体の製造方法。
【請求項１０】両金属円筒を形状記憶合金で作製し、加
熱することにより両金属円筒を塑性変形させる請求項７
又は８記載の超電導磁気シールド体の製造方法。
【請求項１１】ほぼ同一投影形状を有する二枚の金属板
の間に、超電導特性を有するセラミック超電導体粉末ま
たは成形体、および／または加熱により超電導特性を発
現する粉末または成形体を充填し、次いで両金属板の周
囲を密封した後、該金属密封体の外側から、加熱しない
場合には100kg/cm²以上の圧力、または400℃以上で加熱
する場合には2kg/cm²以上の圧力および／または熱を付
与して金属密封体を塑性変形させることを特徴とする超
電導磁気シールド体の製造方法。
【請求項１２】ほぼ同一投影形状を有する二枚の金属板
の周囲を密封して形成した開口部を有する金属容器の中
に、超電導特性を有するセラミック超電導体粉末または
成形体、および／または加熱により超電導特性を発現す
る粉末または成形体を充填した後、脱気処理し、次いで
該金属容器の開口部を密封後、該金属密封体の外側か
ら、加熱しない場合には100kg/cm²以上の圧力、または4
00℃以上で加熱する場合には2kg/cm²以上の圧力および
／または熱を付与して金属密封体を塑性変形させること
を特徴とする超電導磁気シールド体の製造方法。
【請求項１３】該金属密封体の外側から、加熱温度400
℃以上、圧力2kg/cm²以上、保持時間0.5〜20時間で、圧
力及び熱を付与することにより、両金属板間の隙間に充
填したセラミック超電導体粉末または成形体、および／
または加熱により超電導特性を発現する粉末または成形
体を焼結させる請求項11または12記載の超電導磁気シー
ルド体の製造方法。
【請求項１４】両金属板を形状記憶合金で作製し、加熱
することにより両金属板を塑性変形させる請求項11また
は12記載の超電導磁気シールド体の製造方法。