JP3121946B2 - 酸化物超電導磁気遮蔽構造体 - Google Patents
酸化物超電導磁気遮蔽構造体Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物超電導体を利用
した磁気遮蔽構造体に関し、詳細には高配向の酸化物超
電導体を具備するとともに高い磁気遮蔽能を有する構造
体に関するものである。
した磁気遮蔽構造体に関し、詳細には高配向の酸化物超
電導体を具備するとともに高い磁気遮蔽能を有する構造
体に関するものである。
【０００２】
【従来技術】磁気遮蔽体としては、これまで電磁鋼板や
パーマロイ等の高透磁率の材料等が一般に利用されてい
るが、これらは磁場が大きくなると磁気飽和が生じると
いう問題があった。
パーマロイ等の高透磁率の材料等が一般に利用されてい
るが、これらは磁場が大きくなると磁気飽和が生じると
いう問題があった。
【０００３】一方、最近に至り、電気抵抗がゼロになる
温度が液体窒素以上の高温酸化物超電導体が発見され
た。この酸化物超電導体は、少なくともＣｕを含む複合
酸化物からなり、例えば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｂｉ
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系およびＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系などの材料が知られている。
温度が液体窒素以上の高温酸化物超電導体が発見され
た。この酸化物超電導体は、少なくともＣｕを含む複合
酸化物からなり、例えば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｂｉ
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系およびＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系などの材料が知られている。
【０００４】これらの酸化物超電導体は、磁場に対して
完全反磁性という性質を有することから磁気遮蔽体とし
ての利用が有望視されている。
完全反磁性という性質を有することから磁気遮蔽体とし
ての利用が有望視されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】磁気遮蔽体として
は、その磁気遮蔽能が高く、均一であることが要求され
る。
は、その磁気遮蔽能が高く、均一であることが要求され
る。
【０００６】従来の電磁鋼板やパーマロイでは、均一な
特性を有し、その厚みを増すことにより磁気遮蔽能を高
めることができるが、その分重量が増加し取扱いが困難
となるという問題がある。また金属超電導体の場合、高
い磁気遮蔽能を有するものの臨界温度が低い為、ヘリウ
ムを用いた冷却が必要となり、冷却設備が大掛かりなも
のとなるという問題がある。
特性を有し、その厚みを増すことにより磁気遮蔽能を高
めることができるが、その分重量が増加し取扱いが困難
となるという問題がある。また金属超電導体の場合、高
い磁気遮蔽能を有するものの臨界温度が低い為、ヘリウ
ムを用いた冷却が必要となり、冷却設備が大掛かりなも
のとなるという問題がある。
【０００７】また、酸化物超電導体は厚みが薄くても磁
気遮蔽能が高くかつ臨界温度が高いために冷却設備を簡
略下できるものの、磁気遮蔽体として均一な特性を有す
るものを得るのが難しく、比較的面積の小さい平板状の
１枚ものしか得られていないのが現状である。
気遮蔽能が高くかつ臨界温度が高いために冷却設備を簡
略下できるものの、磁気遮蔽体として均一な特性を有す
るものを得るのが難しく、比較的面積の小さい平板状の
１枚ものしか得られていないのが現状である。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】本発明者等は、上記の
問題点に対して検討を重ねた結果、Ｃｕを含む酸化物超
電導体からなる単板で、その面に垂直方向に高度にＣ軸
配向した単板を用い、これを隙間なく継ぎ合わせて継ぎ
板を作製し、これを複数枚積層するに際し、その継ぎ板
間相互で継ぎ目がずれるように配置することにより、優
れた磁気遮蔽能を有するとともに、大面積で且つ遮蔽能
力が均一な磁気遮蔽構造体が得られることを見出したも
のである。なお、かかる構成において、継ぎ目が酸化物
超電導体により接合されることが望ましい。
問題点に対して検討を重ねた結果、Ｃｕを含む酸化物超
電導体からなる単板で、その面に垂直方向に高度にＣ軸
配向した単板を用い、これを隙間なく継ぎ合わせて継ぎ
板を作製し、これを複数枚積層するに際し、その継ぎ板
間相互で継ぎ目がずれるように配置することにより、優
れた磁気遮蔽能を有するとともに、大面積で且つ遮蔽能
力が均一な磁気遮蔽構造体が得られることを見出したも
のである。なお、かかる構成において、継ぎ目が酸化物
超電導体により接合されることが望ましい。
【０００９】
【作用】本発明によれば、面積の小さい酸化物超電導単
板を、継ぎ合わせることにより大面積化を図ることがで
きるが、継ぎ目からの磁気のもれなどにより部分的に磁
気遮蔽能が低下するなど、継ぎ板全面に亘り均一な磁気
遮蔽能を得ることは難しい。そこで、この継ぎ板を複数
枚積層することにより磁気遮蔽能の均一化を図ることが
できるが、積層される継ぎ板間相互の継ぎ目が重なって
しまうと、継ぎ目の磁気もれを完全に防止することがで
きず、磁気遮蔽能の均一化を図ることができない。
板を、継ぎ合わせることにより大面積化を図ることがで
きるが、継ぎ目からの磁気のもれなどにより部分的に磁
気遮蔽能が低下するなど、継ぎ板全面に亘り均一な磁気
遮蔽能を得ることは難しい。そこで、この継ぎ板を複数
枚積層することにより磁気遮蔽能の均一化を図ることが
できるが、積層される継ぎ板間相互の継ぎ目が重なって
しまうと、継ぎ目の磁気もれを完全に防止することがで
きず、磁気遮蔽能の均一化を図ることができない。
【００１０】よって、本発明では、積層される継ぎ板間
相互の継ぎ目がずれるように配置する。言い換えれば、
後述する実施例の図２、図３、図４に示すように、隣接
する継ぎ板の継ぎ目が２次元的に重ならなず、平面でみ
た時、継ぎ板間の継ぎ目が点で重なるように配置するこ
とにより、継ぎ目からの磁気もれを遮蔽することができ
るとともに、磁気遮蔽構造体全面に亘り、磁気遮蔽能の
均一化を図ることができる。
相互の継ぎ目がずれるように配置する。言い換えれば、
後述する実施例の図２、図３、図４に示すように、隣接
する継ぎ板の継ぎ目が２次元的に重ならなず、平面でみ
た時、継ぎ板間の継ぎ目が点で重なるように配置するこ
とにより、継ぎ目からの磁気もれを遮蔽することができ
るとともに、磁気遮蔽構造体全面に亘り、磁気遮蔽能の
均一化を図ることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を図面を参照しながら具体的な
例で説明する。本発明の磁気遮蔽構造体は、単独で均一
な磁気遮蔽能を有する酸化物超電導単板を最小単位とし
て構成される。この酸化物超電導単板は、少なくともＣ
ｕを含有する周知の酸化物超電導材料から構成されるも
のであり、具体的には、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 や（Ｂ
ｉ、Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏｘ、Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃ
ａ1 Ｃｕ2 Ｏｙなどの周知の複合酸化物から構成され
る。さらに本発明によれば、この単板は、単板の面に垂
直な方向へのＣ軸配向度が５０％以上、望ましくは８０
％以上であることが磁気遮蔽能を高める上で重要であ
る。Ｃ軸配向度とは、Ｘ線回折測定から下記の数１
例で説明する。本発明の磁気遮蔽構造体は、単独で均一
な磁気遮蔽能を有する酸化物超電導単板を最小単位とし
て構成される。この酸化物超電導単板は、少なくともＣ
ｕを含有する周知の酸化物超電導材料から構成されるも
のであり、具体的には、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 や（Ｂ
ｉ、Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏｘ、Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃ
ａ1 Ｃｕ2 Ｏｙなどの周知の複合酸化物から構成され
る。さらに本発明によれば、この単板は、単板の面に垂
直な方向へのＣ軸配向度が５０％以上、望ましくは８０
％以上であることが磁気遮蔽能を高める上で重要であ
る。Ｃ軸配向度とは、Ｘ線回折測定から下記の数１
【００１２】
【数１】
【００１３】により規定されるものである。このＣ軸配
向度が高いほど磁気遮蔽能に優れたものとなる。
向度が高いほど磁気遮蔽能に優れたものとなる。
【００１４】本発明によれば、上記酸化物超電導体単板
を複数準備して、それらを隙間なく敷き詰め、その単板
の側面同士を継ぎ合わせて大面積化する。継ぎ合わせに
は、図１に示すように、それぞれの単板１間で大きな隙
間が生じないようにその単板の形状を考慮することが必
要である。図１は、四角形の単板１を継ぎ合わせたもの
である。この継ぎ板２の継ぎ目３は、通常の接着剤で継
ぎ合わせることもできるが、継ぎ目３からの磁気もれを
最小限に抑えるために、例えば単板と同一材料からなる
酸化物超電導体の溶射により接合することが望ましい。
を複数準備して、それらを隙間なく敷き詰め、その単板
の側面同士を継ぎ合わせて大面積化する。継ぎ合わせに
は、図１に示すように、それぞれの単板１間で大きな隙
間が生じないようにその単板の形状を考慮することが必
要である。図１は、四角形の単板１を継ぎ合わせたもの
である。この継ぎ板２の継ぎ目３は、通常の接着剤で継
ぎ合わせることもできるが、継ぎ目３からの磁気もれを
最小限に抑えるために、例えば単板と同一材料からなる
酸化物超電導体の溶射により接合することが望ましい。
【００１５】しかし、図１に示すような単板１を継ぎ合
わせた継ぎ板２のみでは、継ぎ板２の磁気もれを完全に
防止することができず、磁気遮蔽能が不均一になりやす
い。
わせた継ぎ板２のみでは、継ぎ板２の磁気もれを完全に
防止することができず、磁気遮蔽能が不均一になりやす
い。
【００１６】そのため、本発明によれば、図２に示すよ
うに、継ぎ板２を複数枚積層する。その時、各継ぎ板２
の単板１間の継ぎ目３は継ぎ板２中に編み目状に存在す
るが、この継ぎ目３が積層される継ぎ板２、２間相互で
ずれるように配置することが重要である。具体的には、
図２から明らかなように、平面図において継ぎ目３、３
の線同士が継ぎ板２、２間で２次元的に重ならないよう
にし、継ぎ目３、３が常に点で交わるように配置する。
うに、継ぎ板２を複数枚積層する。その時、各継ぎ板２
の単板１間の継ぎ目３は継ぎ板２中に編み目状に存在す
るが、この継ぎ目３が積層される継ぎ板２、２間相互で
ずれるように配置することが重要である。具体的には、
図２から明らかなように、平面図において継ぎ目３、３
の線同士が継ぎ板２、２間で２次元的に重ならないよう
にし、継ぎ目３、３が常に点で交わるように配置する。
【００１７】かかる構成によれば、例えば、図２におけ
る下方からの磁気を遮蔽する場合、下面の継ぎ板の継ぎ
目からもれた磁気を上面の継ぎ板により完全に遮蔽する
ことができるために、継ぎ板を積層した構造体の全面に
おいて均一な磁気遮蔽能を得ることができる。なお、継
ぎ板間の積層は、単に積層したものでもよいが、望まし
くは接着剤などで固定するか、さらに望ましくは継ぎ板
間に酸化物超電導体粉末をはさんで積層し焼成すること
により接合することもできる。
る下方からの磁気を遮蔽する場合、下面の継ぎ板の継ぎ
目からもれた磁気を上面の継ぎ板により完全に遮蔽する
ことができるために、継ぎ板を積層した構造体の全面に
おいて均一な磁気遮蔽能を得ることができる。なお、継
ぎ板間の積層は、単に積層したものでもよいが、望まし
くは接着剤などで固定するか、さらに望ましくは継ぎ板
間に酸化物超電導体粉末をはさんで積層し焼成すること
により接合することもできる。
【００１８】上記実施例によれば、単板１の形状を四角
形として説明したが、単板の形状はこれに限定されるも
のでなく、例えば、図３の平面図に示すように三角形
状、あるいは図４の平面図に示すように六角形状であっ
てもよい。また、継ぎ板の積層枚数をさらに多くするほ
ど、磁気遮蔽能の均一化を図ることができる。
形として説明したが、単板の形状はこれに限定されるも
のでなく、例えば、図３の平面図に示すように三角形
状、あるいは図４の平面図に示すように六角形状であっ
てもよい。また、継ぎ板の積層枚数をさらに多くするほ
ど、磁気遮蔽能の均一化を図ることができる。
【００１９】なお、高配向を有する酸化物超電導単板
は、例えば、特願平２−１３６５８１号、特願平３−１
５４５３０号、特願平４−１０７１０２号などにより明
らかなように、所定の酸化物超電導粉末をドクターブレ
ード法や圧延法により成形し、これを普通焼結法、ホッ
トプレス焼成、ホットフォージング焼成などにより焼成
することにより製造することができる。
は、例えば、特願平２−１３６５８１号、特願平３−１
５４５３０号、特願平４−１０７１０２号などにより明
らかなように、所定の酸化物超電導粉末をドクターブレ
ード法や圧延法により成形し、これを普通焼結法、ホッ
トプレス焼成、ホットフォージング焼成などにより焼成
することにより製造することができる。
【００２０】次に、本発明の磁気遮蔽構造体の磁気遮蔽
能を測定した。酸化物超電導単板として（Ｂｉ，Ｐｂ）
2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏｘからなる酸化物超電導体を用
い、Ｘ線回折測定結果に基づく前記数１により規定され
るＣ軸配向度が４５％、６２％、８５％、９５％の図１
に示すような形状の単板を用いた。これらの単板の側面
を単板と同じ材質からなる酸化物超電導粉末の溶射によ
り接合して継ぎ板を作製した。さらにこの継ぎ板を図２
のように配置して接着剤で積層固定し磁気遮蔽構造体
（試料Ｎo.１乃至４）を作製した。また、比較のため
に、Ｃ軸配向度が９５％の単板を用いた上記継ぎ板を積
層する際に、継ぎ板間相互の継ぎ目が２次元的（線上）
に重なるように配置して積層した。さらに、Ｃ軸配向度
が９５％の単板を用いて単板の側面の接合を接着剤で行
う以外は、上記と同様にして継ぎ板および積層構造体を
作製した（試料Ｎo.６）。
能を測定した。酸化物超電導単板として（Ｂｉ，Ｐｂ）
2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏｘからなる酸化物超電導体を用
い、Ｘ線回折測定結果に基づく前記数１により規定され
るＣ軸配向度が４５％、６２％、８５％、９５％の図１
に示すような形状の単板を用いた。これらの単板の側面
を単板と同じ材質からなる酸化物超電導粉末の溶射によ
り接合して継ぎ板を作製した。さらにこの継ぎ板を図２
のように配置して接着剤で積層固定し磁気遮蔽構造体
（試料Ｎo.１乃至４）を作製した。また、比較のため
に、Ｃ軸配向度が９５％の単板を用いた上記継ぎ板を積
層する際に、継ぎ板間相互の継ぎ目が２次元的（線上）
に重なるように配置して積層した。さらに、Ｃ軸配向度
が９５％の単板を用いて単板の側面の接合を接着剤で行
う以外は、上記と同様にして継ぎ板および積層構造体を
作製した（試料Ｎo.６）。
【００２１】そして、試料Ｎo.１乃至６の継ぎ板単体お
よびその積層構造体の磁気遮蔽特性を図５に示すような
方法で評価した。即ち、液体窒素中に浸した試料４の片
面からコイル５により試料面に対して垂直な方向に磁場
を印加し、試料の反対側にもれてくる磁場をホール素子
６により検出し、外部磁場を徐々に大きくし、ホール素
子６による検出磁場値が増加し始める時の外部磁場値を
磁気遮蔽能と定義して測定した。
よびその積層構造体の磁気遮蔽特性を図５に示すような
方法で評価した。即ち、液体窒素中に浸した試料４の片
面からコイル５により試料面に対して垂直な方向に磁場
を印加し、試料の反対側にもれてくる磁場をホール素子
６により検出し、外部磁場を徐々に大きくし、ホール素
子６による検出磁場値が増加し始める時の外部磁場値を
磁気遮蔽能と定義して測定した。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１から明らかなように、試料Ｎo.１乃至
４の比較において、超電導単板の配向度が高いほど、磁
気遮蔽能が高くなる傾向にあり、Ｃ軸配向度が４５％で
は実用的な磁気遮蔽能は得られなかった。
４の比較において、超電導単板の配向度が高いほど、磁
気遮蔽能が高くなる傾向にあり、Ｃ軸配向度が４５％で
は実用的な磁気遮蔽能は得られなかった。
【００２４】また、試料Ｎo.２乃至４で、継ぎ板単体と
継ぎ板の積層構造体とを比較すると、継ぎ板単体ではい
ずれも磁気遮蔽能の最大値と最小値に大きな差が生じ、
バラツキが大きいのに対して、積層構造体は、最大値と
最小値との差が小さく、磁気遮蔽能が全面に亘り均一で
あることがわかる。
継ぎ板の積層構造体とを比較すると、継ぎ板単体ではい
ずれも磁気遮蔽能の最大値と最小値に大きな差が生じ、
バラツキが大きいのに対して、積層構造体は、最大値と
最小値との差が小さく、磁気遮蔽能が全面に亘り均一で
あることがわかる。
【００２５】さらに、試料Ｎo.４とＮo.５との比較にお
いて、積層構造体であっても継ぎ目が重なるように配置
した試料Ｎo.５では継ぎ板単体よりも磁気遮蔽能はわず
かに向上するが、磁気遮蔽能のバラツキが大きくなっ
た。
いて、積層構造体であっても継ぎ目が重なるように配置
した試料Ｎo.５では継ぎ板単体よりも磁気遮蔽能はわず
かに向上するが、磁気遮蔽能のバラツキが大きくなっ
た。
【００２６】試料Ｎo.４とＮo.６との比較において、単
なる接着剤により接合した試料Ｎｏ．４では、継ぎ目部
では全く磁気遮蔽能を有しない個所があったが、本発明
に基づき積層構造体とすることにより均一な磁気遮蔽能
を示したが、超電導単板間を超電導粉末の溶射により接
合した試料Ｎｏ．４よりは低いものであった。
なる接着剤により接合した試料Ｎｏ．４では、継ぎ目部
では全く磁気遮蔽能を有しない個所があったが、本発明
に基づき積層構造体とすることにより均一な磁気遮蔽能
を示したが、超電導単板間を超電導粉末の溶射により接
合した試料Ｎｏ．４よりは低いものであった。
【００２７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の磁気遮蔽
構造体によれば、パーマロイや電磁鋼板等による磁気遮
蔽構造材に比較して磁気遮蔽能に優れるとともに軽量化
を図ることができる。また、酸化物超電導磁気遮蔽構造
体の大面積化と磁気遮蔽能の均一化を図ることができ、
実用化さらに進めることができる。
構造体によれば、パーマロイや電磁鋼板等による磁気遮
蔽構造材に比較して磁気遮蔽能に優れるとともに軽量化
を図ることができる。また、酸化物超電導磁気遮蔽構造
体の大面積化と磁気遮蔽能の均一化を図ることができ、
実用化さらに進めることができる。
【図１】本発明の磁気遮蔽構造体の一実施例における継
ぎ板の斜視図である。
ぎ板の斜視図である。
【図２】本発明の磁気遮蔽構造体の一実施例を示す斜視
図である。
図である。
【図３】本発明の磁気遮蔽構造体の他の実施例を示す平
面図である
面図である
【図４】本発明の磁気遮蔽構造体の他の実施例を示す平
面図である
面図である
【図５】磁気遮蔽能の測定方法を説明するための図であ
る。
る。
１ 酸化物超電導単板 ２ 継ぎ板 ３ 継ぎ目
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−245970（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−279028（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−204685（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01G 1/00 - 3/00 H01L 39/00 H05K 9/00
Claims (2)
- 【請求項１】少なくともＣｕを含有する複合酸化物から
なり、Ｃ軸配向度が５０％以上の酸化物超電導単板を継
ぎ合わせてなる継ぎ板を複数枚積層してなる磁気遮蔽構
造体であって、積層される継ぎ板間相互の継ぎ目がずれ
るように配置したことを特徴とする酸化物超電導磁気遮
蔽構造体。 - 【請求項２】前記継ぎ板における継ぎ目が酸化物超電導
体により接合されてなる請求項１記載の酸化物超電導磁
気遮蔽構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05013289A JP3121946B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 酸化物超電導磁気遮蔽構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
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1993
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