JPH01138798A - 酸化物超電導体を利用した磁気遮蔽装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、酸化物超電導体を利用した磁気遮蔽装置に
関する。

この発明による装置は、磁気浮上列車、核磁気共鳴断層
撮影装置、超電導推進船等の大きな磁場が発生する機器
等の磁気遮蔽に用いることができる。

（従来の技術） Ｍ１電導材料は超電導状態においてはマイスナー効果に
基く完全反磁性を有し、この特性を利用して超電導を示
す金属元素、合金や金属間化合物等の材料の磁気遮蔽へ
の応用が考えられる。しかし、従来知られていたところ
のいわゆる低温超電導材料については冷却剤として液体
ヘリウムを利用せざるを得ないため、実用分野が限られ
ていた。

（発明が解決しようとする問題点） 最近、Ｙ８ａＣｕ酸化物などの臨界温度が液体窒素温度
の７７　Ｋを越すところのいわゆる高温超電導性のセラ
ミックス系材料が開発されている。これら高温超電導性
酸化物をうまく利用すれば、液体窒素温度で作動する磁
気遮蔽装置が製作できる。この種の酸化物系超電導材料
の製造では、一般に構成元素の酸化物あるいは炭酸塩等
の原料粉末を仮焼したのち、再び粉砕成形して、焼結す
る方法がとられる。しかし、この方法では、磁気遮蔽装
置のような比較的大型のものへの応用を考えた場合、全
体が均一・な焼結体を製造することは非常に困難である
。

ここで本発明者らは酸化物超電導体の磁気遮蔽装置への
適用について研究を進めた結果、最終的な焼結工程を省
略した粉体の状態のままの超電導体か反磁性を呈し、磁
気遮蔽作用を有することを知見するに至った。よってこ
の知見に基き実用可能な磁気遮蔽装置として完成したも
のが本発明である。

（問題点を解決するための手段） この発明に基く磁気遮蔽装置は、粉体状態の超電導体が
完全反磁性を示すことに着目してこれを利用することを
特徴とするもので、その要旨は、高温超電導性酸化物の
粉体を主成分とする磁気遮蔽壁と、館記磁気遮蔽壁を冷
却する手段とからなる磁気遮蔽装置である。冷却手段と
しては磁気遮蔽壁面に沿って配設した冷却媒体流路、冷
却媒体を満たし磁気遮蔽壁を浸漬する容器などがある。

また、冷却媒体流路として冷却媒体を通す蛇管、磁気遮
蔽壁を二重にして形成したジャケットなどが用いられる
。

上記の本発明装置における磁気遮蔽壁の構成としては、 （１）周外面を非磁性材料としてその中間部に高温超電
導性酸化物の粉体を充填したもの。

（２）高温超電導性酸化物の粉体と結合助剤と、さらに
必要に応じて有機溶媒とを、混練して成形したもの。

（３）非磁性材料の基材と、前記基材の片側もしくは両
側に高温超電導性酸化物の粉体と結合助剤と、さらに必
要に応じて有機溶媒とを、混練して塗着した磁気遮蔽層
とからなるもの。

等が有効である。

（作用） この発明に基づく磁気遮蔽装置の主要部たる磁気遮蔽壁
は、上記「問題点を解決するための手段」の項に明示し
たように、超電導体粉体を、中空容器に充填したり、適
当な結合助剤や有機溶媒等と共に射出成形ないしプレス
成形したり、あるいは適当な基材のうえに塗着させたり
する等の簡便な方法によって製作可能である。これらの
磁気遮蔽壁は一体物としての熱処理（焼結）は実施しな
いので、全体には超電導電流は流れ難いが、個々の微細
な超電導体粉体内に反磁性電流が発生して全体として磁
気遮蔽作用を有するようになる。

上記の超電導体粉体としては、高温超電導性のセラミッ
ク系材料の粉体を用いる。ここで、高温超電導性とは、
液体窒素温度（７７Ｋ）以上の温度域で超電導特性を呈
することを指すものとし、また、セラミック系材料はＹ
−Ｂａ−Ｃｕ−０系のような酸化物（ただし、酸素の一
部をフッ素等で置換した化合物をも含む）とする。この
ような高温超電導性の粉体は、寸法の大きな一体成形物
と比べるとはるかに容易に均一なものが製造できる。な
お、本発明において「粉体」とは、おおむね外径１＋ｎ
ｍ以下の粉・粒を指すものとする。上記説明の超電導体
粉体の磁気遮蔽壁の磁気遮蔽能は、超電導体粉体が微細
なほど遮蔽壁内の超電導体の充填度が高まることにより
向上する。したがって、本発明の目的とするところの磁
気遮蔽は、遮蔽壁を粗大粒で構成しても、ある程度の効
果は期待し得るが、可能な範囲で微細な粉体を用いるこ
とが磁気遮蔽能向上に有利である。磁気遮蔽能の向上の
方策としては、微粉の超電導体を用いることのほか、磁
気遮蔽壁の厚さを大きくすること、磁気遮蔽壁を多重配
設すること等がある。

本発明では高温超電導性酸化物より基本的に構成される
磁気遮蔽壁の冷却を一応想定しているが、常温で超電導
特性を示す物質の粉体を磁気遮蔽壁に用いれば、冷却手
段を要することなしに磁気遮蔽が可能となる。

（実施例） 本発明の装置の実施例を下記に示す。

（１）　ＹＢａ２Ｃｕ３酸化物の原料粉体をシュウ酸塩
法により作製し、９５０℃で８ｈ酸素中で反応させたの
ち、粉砕し、エポキシ樹脂製の平板状の中空容器（第１
図参照）中に封じ込めたのち、エポキシ樹脂板で蓋をし
、磁気遮蔽板を作製した。これら５枚の磁気遮蔽板を組
み合せて、箱型の容器（第２図参照）とし、液体窒素で
７７　Ｋに冷却しながら、底部より１０００ガウスの磁
場をかけ、ホール素子により箱の中心で底部より１０ｍ
ｍの点の磁場を測定したところほぼ０エルステツドで、
磁気遮蔽されていることが確認された。

（２）　ＹＢａ２Ｃｕ３酸化物の原料粉体をシュウ酸塩
法により作製し、９５０℃で８ｈ酸素中で反応させたの
ち、粉砕してから、結合助剤としてのポリスチレン、ポ
リエチレンおよびパラフィンと混合し射出成形により厚
さ４ｍｍ、内径５０＋＋ｍ、長さ１００ｍｍの円筒状容
器に成形した。これを液体窒素で７７Ｋに冷却しながら
、底部から１０００ガウスの磁場をかけ、ホール素子に
より円筒の中心で底部より１０ｍｍの点の磁場を測定し
たところほぼ０エルステツドであった。

（１）　ＹＢａ２Ｃｕ３酸化物の原料粉体をシュウ酸塩
法により作製し９５０℃で４ｈ大気中で仮焼後粉砕し、
９５０℃で８ｈ酸素中で反応させ、再粉砕し、結合助剤
としてのスタイキャストとともに混合し、厚さ１ｍｍ、
内径１００ｍｍ　、長さ２００ｍｍの円筒状のＡＭ基板
（第３図参照）上に塗布して厚さ約２ｍｍの層を形成せ
しめて乾燥固着させた。二わを液体窒素で７７Ｋに冷却
しながら円筒の長さ方向の中心の外部から、１０００ガ
ウスの磁場をかけ、円筒の中心（円の中心で端部より１
００ｍｍの点）の磁場を測定したところ０エルステツド
であった。

なお、上記実施例群の製造工程中のシュウ酸塩法とは、
シュウ酸のアルコール溶液に、希土類元素、アルカリ土
類金属および銅（Ｇｕ）のイオンを含む溶液、たとえば
これらの硝酸銀水溶液を加えて希土類元素、アルカリ土
類金属および銅のシュウ酸塩を沈殿させ、シュウ酸塩が
沈殿した溶液にアンモニア水を滴下してｐＨを２〜７に
調整し、前記溶液を濾過して面記希土類元素、アルカリ
土類金属および銅のシュウ酸塩の混合物を得るものであ
る。

（発明の効果） 本発明によれば、一体成形物としての熱処理（焼結）を
要することなしに、また寸法や形状に制約されることな
しに、簡便に磁気遮蔽装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は超電導性粉体を中空部に充填して磁気遮蔽板と
するための平板状のエポキシ樹脂製中空容器を、第２図
は第１図の磁気遮蔽板を組合せて構成する磁気遮蔽箱を
、第３図は円筒状のＡ９．基板上に超電導性粉体層を塗
着した円筒を、それぞれ示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）高温超電導性酸化物の粉体を主成分とする磁気遮
   蔽壁と、前記磁気遮蔽壁を冷却する手段とからなる磁気
   遮蔽装置。
2. （２）磁気遮蔽壁は、両外面を非磁性材料としてその中
   間部に高温超電導性酸化物の粉体を充填したものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気遮蔽
   装置。
3. （３）磁気遮蔽壁は、高温超電導性酸化物の粉体と結合
   助剤と、さらに必要に応じて有機溶媒とを、混練して成
   形したものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の磁気遮蔽装置。
4. （４）磁気遮蔽壁は、非磁性材料の基材と、前記基材の
   片側もしくは両側に高温超電導性酸化物の粉体と結合助
   剤と、さらに必要に応じて有機溶媒とを、混練して塗着
   した磁気遮蔽層とからなるものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の磁気遮蔽装置。