JP2816792B2 - 超電導磁気シールド容器及びその製造方法 - Google Patents
超電導磁気シールド容器及びその製造方法Info
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- JP2816792B2 JP2816792B2 JP5047377A JP4737793A JP2816792B2 JP 2816792 B2 JP2816792 B2 JP 2816792B2 JP 5047377 A JP5047377 A JP 5047377A JP 4737793 A JP4737793 A JP 4737793A JP 2816792 B2 JP2816792 B2 JP 2816792B2
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- Details Of Rigid Or Semi-Rigid Containers (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、筒状基材上に７７Ｋ以
上の臨界温度を有するＢｉ系酸化物超電導体の高Ｔｃ相
皮膜を密着性良く形成した超電導磁気シールド容器及び
その製造方法に関する。
上の臨界温度を有するＢｉ系酸化物超電導体の高Ｔｃ相
皮膜を密着性良く形成した超電導磁気シールド容器及び
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその問題点】一般に、磁気シールド
には、能動的遮蔽と、受動的遮蔽とがあり、さらに受動
的な遮蔽には、強磁性遮蔽と超電導遮蔽とがあることは
周知であり、各々の磁気シールドの特性はそれぞれの特
徴を有している（小笠原「低温工学」Vol. 8.No.4,197
3.P135〜147参照）。これら磁気シールドのうち、強磁
性遮蔽は外部磁界を強磁性体、例えばパーマロイで取り
込んで、内部空間に磁場を侵入させないものであるのに
対して、超電導遮蔽は外部磁場を超電導体内に取り込ま
ずに、外部に向かって排除することにより、内部空間に
磁場を侵入させないもので、磁気シールド効果は強磁性
体よりも桁違いに大きい。すなわち、常磁性遮蔽には残
留磁化の存在からくる限界が有り、この限界を超えた領
域での磁気シールドには、超電導磁気シールドに待たな
ければならない。しかるに、例えばＮｂ系の金属系超電
導体では、冷媒として液体ヘリウムを使用する必要があ
るので、磁気シールド施工にはコスト的に障壁があり、
超電導遮蔽は極く一部を除いて実用化されていない。
には、能動的遮蔽と、受動的遮蔽とがあり、さらに受動
的な遮蔽には、強磁性遮蔽と超電導遮蔽とがあることは
周知であり、各々の磁気シールドの特性はそれぞれの特
徴を有している（小笠原「低温工学」Vol. 8.No.4,197
3.P135〜147参照）。これら磁気シールドのうち、強磁
性遮蔽は外部磁界を強磁性体、例えばパーマロイで取り
込んで、内部空間に磁場を侵入させないものであるのに
対して、超電導遮蔽は外部磁場を超電導体内に取り込ま
ずに、外部に向かって排除することにより、内部空間に
磁場を侵入させないもので、磁気シールド効果は強磁性
体よりも桁違いに大きい。すなわち、常磁性遮蔽には残
留磁化の存在からくる限界が有り、この限界を超えた領
域での磁気シールドには、超電導磁気シールドに待たな
ければならない。しかるに、例えばＮｂ系の金属系超電
導体では、冷媒として液体ヘリウムを使用する必要があ
るので、磁気シールド施工にはコスト的に障壁があり、
超電導遮蔽は極く一部を除いて実用化されていない。
【０００３】しかるに、酸化物超電導体の磁気シールド
容器は液体窒素温度で使用できるので大きなメリットが
あり、注目されている。例えば、生体磁気計測や、電子
ビーム露光装置の磁気シールド等、大型の磁気シールド
体を酸化物超電導体で作製する場合、基材上に超電導層
を厚膜化するのが有利である。
容器は液体窒素温度で使用できるので大きなメリットが
あり、注目されている。例えば、生体磁気計測や、電子
ビーム露光装置の磁気シールド等、大型の磁気シールド
体を酸化物超電導体で作製する場合、基材上に超電導層
を厚膜化するのが有利である。
【０００４】一方、溶射法、特にプラズマ溶射法はＢｉ
系酸化物やセラミックス等の皮膜を作製するには簡便な
方法で幅広く用いられている。従来のプラズマ溶射でＢ
ｉ系の高Ｔｃ相の皮膜を形成する場合、溶射後の熱処理
により結晶化させて超電導特性を得るが、その際、高Ｔ
ｃ相の皮膜は結晶化過程で体積膨張を引き起こし、基材
から剥離し易く、大型化が極めて困難である。このた
め、超電導皮膜と基材との反応を抑制するためにＡｇ等
の中間層を入れることが考えられるが、Ｃｒを含む耐熱
合金基材では熱処理中にＣｒが超電導皮膜とＡｇとの界
面に析出して化合物を形成し、超電導皮膜を剥離する問
題があった。また、プラズマ溶射で超電導皮膜を溶射す
る場合、基材の温度を一定に保つことが良好な超電導皮
膜を得るために必須であるが、大型の超電導磁気シール
ド容器を作製する場合、円筒状基材の外側に溶射する
と、熱の放射が大きく基材を均一な温度に保つことが困
難であった。
系酸化物やセラミックス等の皮膜を作製するには簡便な
方法で幅広く用いられている。従来のプラズマ溶射でＢ
ｉ系の高Ｔｃ相の皮膜を形成する場合、溶射後の熱処理
により結晶化させて超電導特性を得るが、その際、高Ｔ
ｃ相の皮膜は結晶化過程で体積膨張を引き起こし、基材
から剥離し易く、大型化が極めて困難である。このた
め、超電導皮膜と基材との反応を抑制するためにＡｇ等
の中間層を入れることが考えられるが、Ｃｒを含む耐熱
合金基材では熱処理中にＣｒが超電導皮膜とＡｇとの界
面に析出して化合物を形成し、超電導皮膜を剥離する問
題があった。また、プラズマ溶射で超電導皮膜を溶射す
る場合、基材の温度を一定に保つことが良好な超電導皮
膜を得るために必須であるが、大型の超電導磁気シール
ド容器を作製する場合、円筒状基材の外側に溶射する
と、熱の放射が大きく基材を均一な温度に保つことが困
難であった。
【０００５】本発明は、プラズマ溶射法で、溶射後の結
晶化熱処理により高Ｔｃ相が体積膨張しない組成の溶射
用超電導粉末を用いて、Ｃｒを含まない耐熱合金円筒の
内側に超電導皮膜を形成することにより、基材と超電導
皮膜との密着性が極めて良好で、大型の磁気シールド容
器の製造を可能とした超電導磁気シールド容器及びその
製造方法を提供することを目的とする。
晶化熱処理により高Ｔｃ相が体積膨張しない組成の溶射
用超電導粉末を用いて、Ｃｒを含まない耐熱合金円筒の
内側に超電導皮膜を形成することにより、基材と超電導
皮膜との密着性が極めて良好で、大型の磁気シールド容
器の製造を可能とした超電導磁気シールド容器及びその
製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】本発明の超電導磁気シ
ールド容器は、筒状基材と、この基材内面に形成された
中間層と、中間層上に形成されたビスマス系酸化物超電
導体の高Ｔｃ相（１１０Ｋ相）の組成を基本とする超電
導皮膜とで構成され、前記超電導皮膜はＢｉ：Ｐｂ：Ｓ
ｒ：Ｃａ：Ｃｕのモル比で、（２−ｘ）：ｘ：１．９：
１．９：２．８（０．４５≦ｘ≦０．５５）の組成を有
するプラズマ溶射層であることを特徴とする。この容器
において前記筒状基材はＮｉ基材、Ｃｒを含まない耐熱
合金基材であることが好ましい。また、このような超電
導磁気シールド容器は、筒状基材内面に中間層を介し、
Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕのモル比で、（２−
ｘ）：ｘ：１．９：１．９：２．８（０．４５≦ｘ≦
０．５５）の組成を有するビスマス系酸化物超電導粉末
をプラズマ溶射法により溶射した後、該プラズマ溶射層
を熱処理して高Ｔｃ相（１１０Ｋ相）の組成を基本とす
る超電導皮膜とすることにより得られる。
ールド容器は、筒状基材と、この基材内面に形成された
中間層と、中間層上に形成されたビスマス系酸化物超電
導体の高Ｔｃ相（１１０Ｋ相）の組成を基本とする超電
導皮膜とで構成され、前記超電導皮膜はＢｉ：Ｐｂ：Ｓ
ｒ：Ｃａ：Ｃｕのモル比で、（２−ｘ）：ｘ：１．９：
１．９：２．８（０．４５≦ｘ≦０．５５）の組成を有
するプラズマ溶射層であることを特徴とする。この容器
において前記筒状基材はＮｉ基材、Ｃｒを含まない耐熱
合金基材であることが好ましい。また、このような超電
導磁気シールド容器は、筒状基材内面に中間層を介し、
Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕのモル比で、（２−
ｘ）：ｘ：１．９：１．９：２．８（０．４５≦ｘ≦
０．５５）の組成を有するビスマス系酸化物超電導粉末
をプラズマ溶射法により溶射した後、該プラズマ溶射層
を熱処理して高Ｔｃ相（１１０Ｋ相）の組成を基本とす
る超電導皮膜とすることにより得られる。
【０００７】本発明は、高Ｔｃ相の組成（超電導の化学
量論組成としては、Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：
２：３）、特にＢｉ：Ｐｂの組成比を制御することによ
り、溶射後はアモルファスとなった超電導皮膜を、結晶
化熱処理により容易に高Ｔｃ相が生成し、かつ体積膨張
がほとんどない溶射用超電導粉末組成を見出したことに
より完成したものである。すなわち、超電導粉末組成
は、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝（２−ｘ）：ｘ：
１．９：１．９：２．８（ｘ＝０．５）が好ましいが、
ｘは０．４５から０．５５まで許容される。Ｐｂ量が
０．４５未満になると、体積膨張が起きやすく、また
０．５５を越えると高Ｔｃ相が生成しにくくなる。Ｓ
ｒ，Ｃａ，Ｃｕは化学量論組成が好ましく、特にＣａが
多くなると高Ｔｃ相の生成は容易になるが、体積膨張が
著しくなる。
量論組成としては、Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：
２：３）、特にＢｉ：Ｐｂの組成比を制御することによ
り、溶射後はアモルファスとなった超電導皮膜を、結晶
化熱処理により容易に高Ｔｃ相が生成し、かつ体積膨張
がほとんどない溶射用超電導粉末組成を見出したことに
より完成したものである。すなわち、超電導粉末組成
は、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝（２−ｘ）：ｘ：
１．９：１．９：２．８（ｘ＝０．５）が好ましいが、
ｘは０．４５から０．５５まで許容される。Ｐｂ量が
０．４５未満になると、体積膨張が起きやすく、また
０．５５を越えると高Ｔｃ相が生成しにくくなる。Ｓ
ｒ，Ｃａ，Ｃｕは化学量論組成が好ましく、特にＣａが
多くなると高Ｔｃ相の生成は容易になるが、体積膨張が
著しくなる。
【０００８】皮膜を形成する基材としては、Ｃｒを含ま
ず、耐熱性のあるＮｉが最も好ましい。その他Ｃｒを含
まない耐熱金属としてはＣｏ等があるが作製が困難で、
高価であり、実用的ではない。基材にＣｒを含む合金を
用いた場合、例えば中間層としてＡｇを５０〜１００μ
ｍ溶射しても、溶射後の熱処理中に基材中のＣｒが中間
層を通過して超電導皮膜中のＳｒと反応し、中間層と超
電導皮膜界面でＣｒとＳｒとの化合物が形成され、これ
が体積膨張して皮膜が剥離する。
ず、耐熱性のあるＮｉが最も好ましい。その他Ｃｒを含
まない耐熱金属としてはＣｏ等があるが作製が困難で、
高価であり、実用的ではない。基材にＣｒを含む合金を
用いた場合、例えば中間層としてＡｇを５０〜１００μ
ｍ溶射しても、溶射後の熱処理中に基材中のＣｒが中間
層を通過して超電導皮膜中のＳｒと反応し、中間層と超
電導皮膜界面でＣｒとＳｒとの化合物が形成され、これ
が体積膨張して皮膜が剥離する。
【０００９】次に溶射方法であるが、本発明のプラズマ
溶射を円筒上に施す場合、例えば基材から５〜１０ｍｍ
離れた場所で測定した基材の温度は２００〜３００℃が
好ましく、この温度以上では超電導相の溶融が著しく、
溶射後の熱処理でも良好な超電導特性が得られない。ま
た、この温度以下では皮膜が緻密化せず、密着力のある
皮膜が得られない。このように、基材の温度を細かく制
御することが必要である。大型の円筒容器、例えば直径
１ｍ、長さ３ｍの基材に溶射する場合には、基材外面に
溶射しようとすると、熱放射が大きく、温度制御が困難
となる。本発明は円筒容器の外側に適宜断熱材（例えば
ガラステープ等）を用いて、円筒内側に溶射することに
より基材の温度を最適温度に保つことが容易である。
溶射を円筒上に施す場合、例えば基材から５〜１０ｍｍ
離れた場所で測定した基材の温度は２００〜３００℃が
好ましく、この温度以上では超電導相の溶融が著しく、
溶射後の熱処理でも良好な超電導特性が得られない。ま
た、この温度以下では皮膜が緻密化せず、密着力のある
皮膜が得られない。このように、基材の温度を細かく制
御することが必要である。大型の円筒容器、例えば直径
１ｍ、長さ３ｍの基材に溶射する場合には、基材外面に
溶射しようとすると、熱放射が大きく、温度制御が困難
となる。本発明は円筒容器の外側に適宜断熱材（例えば
ガラステープ等）を用いて、円筒内側に溶射することに
より基材の温度を最適温度に保つことが容易である。
【００１０】また、前述した本発明の高Ｔｃ相の組成比
を持つ合金粉末を用いれば体積膨張を防ぐことができる
が、直径１ｍもの大型の円筒に溶射する場合には、わず
かの体積膨張でも剥離の原因となる。円筒内面に溶射す
ることにより熱処理中に超電導皮膜は基材に拘束され膨
張が抑えられるので、より密着力を向上すことができ
る。また、Ｎｉ基材は超電導体に比較してわずかに膨張
率が大きく（Ｎｉの室温での線膨張係数は１．３×（１
／１０5／Ｋ））、降温時にはＮｉ基材の方がより収縮
するため、円筒内面に溶射することにより剥離を防ぐこ
とができる。
を持つ合金粉末を用いれば体積膨張を防ぐことができる
が、直径１ｍもの大型の円筒に溶射する場合には、わず
かの体積膨張でも剥離の原因となる。円筒内面に溶射す
ることにより熱処理中に超電導皮膜は基材に拘束され膨
張が抑えられるので、より密着力を向上すことができ
る。また、Ｎｉ基材は超電導体に比較してわずかに膨張
率が大きく（Ｎｉの室温での線膨張係数は１．３×（１
／１０5／Ｋ））、降温時にはＮｉ基材の方がより収縮
するため、円筒内面に溶射することにより剥離を防ぐこ
とができる。
【００１１】本発明は、両端開口円筒容器、一端開口／
一端閉口容器、角筒型容器等どのような形のものにも適
用可能である。なお、本発明の超電導磁気シールド容器
を生体磁気計測のためのシールド体として用いる場合、
円筒外面に超電導皮膜を形成した場合、超電導体の内側
にＮｉのような磁性体金属が配置されるため、雑音源と
なり好ましくない。
一端閉口容器、角筒型容器等どのような形のものにも適
用可能である。なお、本発明の超電導磁気シールド容器
を生体磁気計測のためのシールド体として用いる場合、
円筒外面に超電導皮膜を形成した場合、超電導体の内側
にＮｉのような磁性体金属が配置されるため、雑音源と
なり好ましくない。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば生体磁気等に利用できる
大型の超電導磁気シールド容器を安価にかつ容器を製造
することができる。また、本発明によれば以下のような
効果が得られる。 （１）溶射後には、アモルファス組織となった超電導皮
膜を結晶化熱処理により容易に高Ｔｃ相化できる。 （２）結晶化熱処理により体積膨張がなく、皮膜と基材
との密着性が良い。 （３）基材としてＮｉを用いることにより、耐熱性があ
り、長時間の熱処理に耐える。また、超電導皮膜の剥離
を抑えることができる。 （４）円筒内面に溶射することにより、基材の温度制御
が極めて容易になる。 （５）大型の超電導磁気シールド容器の製造が可能であ
り、円筒内面に溶射することによりしまりばめの効果が
期待でき、皮膜の剥離を防ぎ密着力を高めることができ
る。 （６）生体磁気計測に応用する場合、円筒内面に溶射す
ることにより、基材からの熱雑音を防ぐことができる。
大型の超電導磁気シールド容器を安価にかつ容器を製造
することができる。また、本発明によれば以下のような
効果が得られる。 （１）溶射後には、アモルファス組織となった超電導皮
膜を結晶化熱処理により容易に高Ｔｃ相化できる。 （２）結晶化熱処理により体積膨張がなく、皮膜と基材
との密着性が良い。 （３）基材としてＮｉを用いることにより、耐熱性があ
り、長時間の熱処理に耐える。また、超電導皮膜の剥離
を抑えることができる。 （４）円筒内面に溶射することにより、基材の温度制御
が極めて容易になる。 （５）大型の超電導磁気シールド容器の製造が可能であ
り、円筒内面に溶射することによりしまりばめの効果が
期待でき、皮膜の剥離を防ぎ密着力を高めることができ
る。 （６）生体磁気計測に応用する場合、円筒内面に溶射す
ることにより、基材からの熱雑音を防ぐことができる。
【００１３】以下に実施例を示す。
【実施例１】溶射用酸化物粉末を作製するためにＢｉ2
Ｏ3、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3及びＣｕＯを表１
の組成になるように混合して、７５０、８００、８４０
℃で各１２時間仮焼した。次いで５０×５０×５ｍｍの
板状に成型し８５０℃で８０時間焼成した。この板を粉
砕、分級して粒径５０〜１００μｍの範囲とした。基板
として２０×５ｍｍの長方形のＮｉ、インコネル、ＳＵ
Ｓ３０４、ＳＵＳ４３０板を用い、その上に約５０μｍ
の長さにＡｇを溶射した。この上にプラズマ溶射で超電
導皮膜を約５００μｍの厚さに形成した。
Ｏ3、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3及びＣｕＯを表１
の組成になるように混合して、７５０、８００、８４０
℃で各１２時間仮焼した。次いで５０×５０×５ｍｍの
板状に成型し８５０℃で８０時間焼成した。この板を粉
砕、分級して粒径５０〜１００μｍの範囲とした。基板
として２０×５ｍｍの長方形のＮｉ、インコネル、ＳＵ
Ｓ３０４、ＳＵＳ４３０板を用い、その上に約５０μｍ
の長さにＡｇを溶射した。この上にプラズマ溶射で超電
導皮膜を約５００μｍの厚さに形成した。
【００１４】超電導皮膜の溶射条件は以下の通りであ
る。トーチ作動出力が１１ＫＷ（８０Ａ×１３５Ｖ）、
作動ガスとして空気を用いて、プラズマジェットを発生
させ、高Ｔｃ相粒子を９０ｍｍの位置で送入した。プラ
ズマセパレーション（Ｐ−ＳＥＰ）ガス流量を２５リッ
ター／ｍｉｎとし、アーク発生起点から１１５ｍｍの距
離に約２５０℃に加熱した上記の基板を置き、Ｂｉ系酸
化物皮膜を付着させた。プラズマ溶射は大気中で行なっ
た。溶射後の皮膜はアモルファスで絶縁体に近く、この
皮膜を８４０℃で１００時間大気中で熱処理した。この
皮膜の臨界温度Ｔｃ、７７Ｋでの臨界電流密度Ｊｃ及び
基材からの剥離の有無を調べた。その結果を表１に示
す。この表１からわかるように、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃ
ａ：Ｃｕの比が１．５：０．５：１．９：１．９：２．
８の時が最も超電導特性の優れた溶射皮膜が形成でき、
Ｔｃは１０６Ｋ，Ｊｃは８００Ａ／ｃｍ2であった。こ
のようにＮｉ基材を用い、本発明の組成の粉末を用いる
ことにより基材からの剥離を防止できる。
る。トーチ作動出力が１１ＫＷ（８０Ａ×１３５Ｖ）、
作動ガスとして空気を用いて、プラズマジェットを発生
させ、高Ｔｃ相粒子を９０ｍｍの位置で送入した。プラ
ズマセパレーション（Ｐ−ＳＥＰ）ガス流量を２５リッ
ター／ｍｉｎとし、アーク発生起点から１１５ｍｍの距
離に約２５０℃に加熱した上記の基板を置き、Ｂｉ系酸
化物皮膜を付着させた。プラズマ溶射は大気中で行なっ
た。溶射後の皮膜はアモルファスで絶縁体に近く、この
皮膜を８４０℃で１００時間大気中で熱処理した。この
皮膜の臨界温度Ｔｃ、７７Ｋでの臨界電流密度Ｊｃ及び
基材からの剥離の有無を調べた。その結果を表１に示
す。この表１からわかるように、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃ
ａ：Ｃｕの比が１．５：０．５：１．９：１．９：２．
８の時が最も超電導特性の優れた溶射皮膜が形成でき、
Ｔｃは１０６Ｋ，Ｊｃは８００Ａ／ｃｍ2であった。こ
のようにＮｉ基材を用い、本発明の組成の粉末を用いる
ことにより基材からの剥離を防止できる。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【実施例２】実施例１と同様の方法で、超電導の組成比
がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．５：０．５：
１．９：１．９：２．８の粉末を用いて、直径４０ｃ
ｍ、長さ１２０ｃｍのＮｉ円筒パイプを２個用意し、一
方は外面に他方は内面に中間層としてＡｇを５０μｍ溶
射した。これらの円筒のそれぞれに外側あるいは内側に
約２５０℃とした中間層上にプラズマ溶射を行ない、超
電導皮膜を約５００μｍの厚さに形成した。円筒の回転
速度は１２０ｒｐｍ、送り速度１３．８ｍｍであった。
熱処理は８４０℃で１００時間行なった。
がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．５：０．５：
１．９：１．９：２．８の粉末を用いて、直径４０ｃ
ｍ、長さ１２０ｃｍのＮｉ円筒パイプを２個用意し、一
方は外面に他方は内面に中間層としてＡｇを５０μｍ溶
射した。これらの円筒のそれぞれに外側あるいは内側に
約２５０℃とした中間層上にプラズマ溶射を行ない、超
電導皮膜を約５００μｍの厚さに形成した。円筒の回転
速度は１２０ｒｐｍ、送り速度１３．８ｍｍであった。
熱処理は８４０℃で１００時間行なった。
【００１６】このようにして作製した超電導磁気シール
ド円筒を液体窒素温度に冷却し外部から約１ガウスの均
一磁場を印加し、フラックスゲートメータを用いて内部
の磁界を測定した。測定結果を図１に示す。このように
円筒内面に超電導皮膜を形成したものについては、理論
的に予測される磁気シールド効果にほぼ等しいシールド
効果が得られ、円筒の両開口端から約６０ｃｍの位置で
最大で約２×１０4倍であった。ここで、磁気シールド
効果係数Ｓとしては外部磁界／円筒内部磁界の比で定義
した。次に、これらのシールド円筒の各部分から長さ約
１ｃｍの小片を切り出し、この皮膜のＴｃを測定した。
その結果を表２にまとめた。円筒内面に溶射した皮膜に
ついては、円筒の各部分でＴｃはいずれも１００Ｋ以上
あり、良好な超電導特性を示した。円筒外面に溶射した
場合には、溶射中の基材の温度が不均一のため、各部分
のＴｃは非常にばらついた。また接着剤式密着力試験に
より、内面と外面の熱処理後の溶射皮膜の密着力を評価
し、その結果を表２に示した。円筒内面に溶射した場合
の方が密着力が高く強固な磁気シールド容器が作製でき
た。このように、内面に溶射することにより、大型の超
電導磁気シールド容器を作製することが可能である。
ド円筒を液体窒素温度に冷却し外部から約１ガウスの均
一磁場を印加し、フラックスゲートメータを用いて内部
の磁界を測定した。測定結果を図１に示す。このように
円筒内面に超電導皮膜を形成したものについては、理論
的に予測される磁気シールド効果にほぼ等しいシールド
効果が得られ、円筒の両開口端から約６０ｃｍの位置で
最大で約２×１０4倍であった。ここで、磁気シールド
効果係数Ｓとしては外部磁界／円筒内部磁界の比で定義
した。次に、これらのシールド円筒の各部分から長さ約
１ｃｍの小片を切り出し、この皮膜のＴｃを測定した。
その結果を表２にまとめた。円筒内面に溶射した皮膜に
ついては、円筒の各部分でＴｃはいずれも１００Ｋ以上
あり、良好な超電導特性を示した。円筒外面に溶射した
場合には、溶射中の基材の温度が不均一のため、各部分
のＴｃは非常にばらついた。また接着剤式密着力試験に
より、内面と外面の熱処理後の溶射皮膜の密着力を評価
し、その結果を表２に示した。円筒内面に溶射した場合
の方が密着力が高く強固な磁気シールド容器が作製でき
た。このように、内面に溶射することにより、大型の超
電導磁気シールド容器を作製することが可能である。
【００１７】
【表２】
【図１】円筒容器の磁気シールド効果を示し、一方の開
口端部からの距離と、シールド効果との関係図である。
口端部からの距離と、シールド効果との関係図である。
フロントページの続き (72)発明者 小高 博文 千葉県市川市原木１−３−１−114 (72)発明者 吉田 勇二 茨城県つくば市千現一丁目２番１号 科 学技術庁金属材料技術研究所 筑波支所 内 (72)発明者 井上 廉 茨城県つくば市千現一丁目２番１号 科 学技術庁金属材料技術研究所 筑波支所 内 (72)発明者 前田 弘 茨城県つくば市千現一丁目２番１号 科 学技術庁金属材料技術研究所 筑波支所 内 (72)発明者 鈴木 雅之 東京都太田区南久が原一丁目13番６号 株式会社日本計器製作所内 (72)発明者 亀川 豊 東京都太田区南久が原一丁目13番６号 株式会社日本計器製作所内 (72)発明者 清水 輝夫 東京都太田区南久が原一丁目13番６号 株式会社日本計器製作所内 (56)参考文献 特開 平２−307810（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−275394（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−283881（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−209182（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−258186（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05K 9/00
Claims (4)
- 【請求項１】 筒状基材と、この基材内面に形成された
中間層と、中間層上に形成されたビスマス系酸化物超電
導体の高Ｔｃ相（１１０Ｋ相）の組成を基本とする超電
導皮膜とで構成され、前記超電導皮膜はＢｉ：Ｐｂ：Ｓ
ｒ：Ｃａ：Ｃｕのモル比で、（２−ｘ）：ｘ：１．９：
１．９：２．８（０．４５≦ｘ≦０．５５）の組成を有
するプラズマ溶射層であることを特徴とする超電導磁気
シールド容器。 - 【請求項２】 前記筒状基材がＮｉ基材、Ｃｒを含まな
い耐熱合金基材である請求項１記載の超電導磁気シール
ド容器。 - 【請求項３】 筒状基材内面に中間層を介し、Ｂｉ：Ｐ
ｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕのモル比で、（２−ｘ）：ｘ：
１．９：１．９：２．８（０．４５≦ｘ≦０．５５）の
組成を有するビスマス系酸化物超電導粉末をプラズマ溶
射法により溶射した後、該プラズマ溶射層を熱処理して
高Ｔｃ相（１１０Ｋ相）の組成を基本とする超電導皮膜
とすることを特徴とする超電導磁気シールド容器の製造
方法。 - 【請求項４】 前記筒状基材がＮｉ基材、Ｃｒを含まな
い耐熱合金基材である請求項３記載の超電導磁気シール
ド容器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5047377A JP2816792B2 (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 超電導磁気シールド容器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5047377A JP2816792B2 (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 超電導磁気シールド容器及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06244585A JPH06244585A (ja) | 1994-09-02 |
| JP2816792B2 true JP2816792B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=12773411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5047377A Expired - Fee Related JP2816792B2 (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 超電導磁気シールド容器及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2816792B2 (ja) |
-
1993
- 1993-02-12 JP JP5047377A patent/JP2816792B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06244585A (ja) | 1994-09-02 |
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