JPH01173791A - 磁気シールド用超電導材の製造方法 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は磁気シールド材の製造方法に係り、特にセラミ
ックス系超電導物質を用いた磁気シールド用超電導材の
製造方法に関する。

（従来の技術） 各種の電気機器を外部磁界からの誘導障害から保護する
ために磁気シールド材が用いられており、このようなシ
ールド材として、従来金属板や金属粉末を混入した塗料
等が知られている。しかしながらこのような磁気遮へい
材料は電気抵抗を有するため、高周波に対しては有効で
あるが、静磁場や変化の遅い磁場の遮へいができないば
かりか、前者においては重量が増加する上可撓性が小さ
いため、機器全体を遮へいするのに困難が伴ない、一方
後者においては強磁場に対して、特に強磁場の発生源で
ある超電導マグネット等を遮へいするのに不十分である
という難点を有する。

本出願人は、例えば磁気浮上列車の車室内の磁界強度を
下げることに用いることのできる磁気シールド用超電導
板の製造方法として、化合物系のＮｂ、Ｓｎ超電導材を
用いる方法を先に山頂した（特開昭５９−１８０１０９
号、特願昭６０−２５８３７３号）。これらのシールド
材は超電導材を用いているため、その磁気遮へい効果は
大きいが、いずれもＮｂ板とＣｕ板とを積層した圧延材
を用いるため可撓性に乏しく遮へい材として使用するの
に限界を生ずる。

近年セラミックス超電導物質の開発が著しいスピードで
進められており、本年に亘って２３３にや室温以上の臨
界温度を示す物質も報告されている。

このような材料は液体窒素温度や室温で使用し得る可能
性があり、技術的、経済的に極めて有利となる利点を有
するが従来の合金系（Ｎｂ−Ｔｉ合金等）や化合物系（
Ｎｂ、Ｓｎ等）の超電導材料に比較して硬い上、かつ脆
いという欠点を有する。

本発明はこのようなセラミックス系の超電導物質を用い
た磁気シールド材の製造方法に関するもので上述のＮｂ
、Ｓｎを用いた磁気シールド板の欠点をも克服するもの
である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記の従来の磁気シールド材の有する難点即ち
■可撓性が小さい、０重量が大きい、■静磁場や変化の
遅い磁場に対して遮へい効率が小さい、■超電導マグネ
ット等の強磁場の遮へいに不十分である等の点をいずれ
も解決するものである。

セラミックス超電導物質を用いた線材の製造方法は現在
迄いくつか公表されているが、このような方法を用いて
面状体を製造する場合（イ）アモルファスのテープを酸
素雰囲気下で加熱処理するか、（ロ）セラミックス粉体
を金属管等に収容し、圧延加工等を施してテープ状に成
形することが考えられる。しかしながら（イ）の方法に
おいては極めて急速な冷却を必要とする上、遮へい材と
して取扱いが困難であり、（ロ）の方法においては成形
後に内部に酸素を供給することが困難なため、超電導特
性が不十分となり易い上、幅広あるいは長尺のシートを
製造することが困難であり、かつ両者共その製造工程が
複雑であるという難点を有する。本発明の方法はこのよ
うな難点をも解決するものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の磁気シールド用超電導材の製造方法は、可撓性
を有するセラミックス面状体の片側または両側に、セラ
ミックス超電導物質あるいは酸化性条件下で加熱するこ
とによりセラミックス超電導物質を生成する構成物質を
被着せしめた後、この被着物質を焼結して焼結層を形成
し、次いでこの焼結層の外側に導電性セラミックスある
いは導電性高分子材料よりなる安定化層を設けることを
特徴としている。

本発明における可撓性を有するセラミックス面状体とし
てはセラミックスファイバよりなる織布や不織布、ある
いはセラミックスシートやセラミックスフィルムが好適
する。前者の織布や不織布を形成するセラミックスファ
イバとしては炭化珪素（ＳｉＣ）系のファイバや酸化物
系のファイバを用いることができる。これらのセラミッ
クスファイバは連続長繊維でその平均値径は、例えば１
０〜１３μ■φと極めて小さく、かつ高い耐熱性（ｉｏ
ｏｏ’ｃ以上）と高い引張強さ（２００Ｋｇ／ｍｍ２）
を有しており、例えば チラノ繊維：宇部興産株式会社ｆｆ０８ｉｃ系ファイバ
（Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−０系） 商品名 二カロン　二日本カーボン株式会社製Ｓ　ｉ　Ｃ系ファ
イバ商品名 サフィル　：英国Ｉｍｐｅｒｉａｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ
　Ｉｎｄｕｓｔ−−ｒｉｅｓ　ＰＬＣ−ＩＣＩＩ　Ａ　
Ｑ　２０３ファイバ商品名 等の他Ｓｉｏ２系ファイバが知られている。一方後者の
セラミックスシートやセラミックスフィルムは上記の織
布や不織布を成形することにより得られる。

上記のセラミックス面状体の体積固有抵抗は１０’Ωｃ
ｍ以下であることが望ましい。この理由は超電導物質の
温度が臨界温度以上に上昇した際のロスの発生を小さく
し、破壊を防止するためである。

セラミックス面状体に被着される超電導物質としてはＹ
Ｂａ２Ｃｕ、Ｏｘ　（ｘ　（１４；ペロブスカイト）が
代表的なものとして上げられるが、勿論これに限定され
るものではなく、これにＦ等の第４元素を添加したもの
や、他のセラミックス超電導物質を用いることもできる
。また酸化性条件下で加熱することによりセラミックス
超電導物質を生成する構成物質としては、例えばＹ−２
Ｂａ−３Ｃｕ合金やＹ、Ｂａ、Ｃｕあるいはこれらの酸
化物、炭酸塩（Ｙ２Ｏ２、Ｂ　ａｃｏ、、ＣｕＯ等）の
融液が用いられる。この場合、融液中の構成元素の原子
数比は超電導物質を構成する金属の原子数比に一致させ
ることが好ましい。これら融液状態での被着の他、気相
やイオン状態での被着、例えばプラズマ放電、スパッタ
リング、蒸着や溶射等の方法を用いることができる。

上記被着物質の焼結は７００〜１０００°Ｃ以上で行な
われる。この場合准素気流中や酸素加圧下で加熱するこ
とが好ましい。

焼結層の外側に形成される安定化層は、例えばＴｉＣ，
ＳｉＣ，ＮｂＣ，ＷＣ，ＴａＣ，ＺｒＢＢＮ、ＺｒＮ、
ＢａＴｉ０．等の炭化物、ホウ化物、窒素物、酸化物を
含む導電性セラミックスや、ポリピロール、ポリアセチ
レン等の導電性高分子材料により形成される。この安定
化材も上記のセラミックス面状体と同様に体積固有抵抗
が１０’Ωｃｍ以下であることが好ましい。安定化、贋
をセラミックスにより形成すれば熱膨張による影響を極
めて小さくすることができる。この安定化層は溶融、気
相、イオン状態や溶射により形成され、熱的安定性（局
部的熱応力の緩和）、化学的安定性を向上させる他、機
械的保護や端子付けを容易にする目的で配置される。安
定化層の外側には通常絶縁被膜が施される。この絶縁被
覆としては、Ｕ■硬化ウレタン樹脂やＰＶＦエナメル樹
脂等の有機絶縁材料や、アルミナやポリボロシロキサン
樹脂等の無機絶縁材料を用いることができる。

（作用） 本発明の方法においては、可撓性を有するセラミックス
面状体の片側または両側に、セラミックス超′社導物質
あるいは酸化性条件下で加熱することによりセラミック
ス超電導物質を生成する構成物質が被着された後焼結す
るため、軽量で可撓性を有する磁気シールド材を製造す
ることができ、このシールド材は静磁場や強磁場に対し
ても有効である。

また面状体がセラミックスよりなるため超電導物質との
熱膨張差も小さく密箔性に優れている。

（実施例） 第１図に示すように、チラノ繊維（宇部興産株式会社製
ＳニーＴｉ−Ｃ−○系セラミックスファイバ商品名）か
らなる織布（１）の両面に固相反応法により生成したＹ
Ｂａ２Ｃｕ、Ｏｘの微粉末（２）をプラズマ溶射により
５〜６μｍの厚さに被着せしめた。次いでこの織布を９
５０℃で１８時間加熱後、１０００°Ｃで１時間酸化焼
結した。この焼結層の面外側に１μｍの厚さにＴｉＣ（
３）を蒸着したシールド材（４）の超電導特性（臨界温
度；Ｔｃ）を第２図に示す。この図から明らかなように
ＴＯ−８５にであり液体窒素温度（７７Ｋ）で充分磁気
遮へい効果を有する。

［発明の効果コ 以上、本発明によれば、軽量で可撓性に優れ、かつ静磁
場や変化の遅い磁場あるいは強磁場に対しても有効な磁
気シールド材を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法により製造された磁気シールド材
の概略断面図、第２図はその超電導特性を示すグラフで
ある。 １・・・・・・・織布 ２・・・・・・・ＹＢａ２Ｃｕ、Ｏｘ被着層３・・・・
・・・ＴｉＣ安定化層 ４・・・・・・・磁気シールド材 代理人　弁理士　　守　谷　−雄 第１図 第２図 瑳／ｌ（す

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．可撓性を有するセラミックス面状体の片側または両
   側に、セラミックス超電導物質あるいは酸化性条件下で
   加熱することによりセラミックス超電導物質を生成する
   構成物質を被着せしめた後、この被着物質を焼結して焼
   結層を形成し、次いでこの焼結層の外側に導電性セラミ
   ックスあるいは導電性高分子材料よりなる安定化層を設
   けることを特徴とする磁気シールド用超電導材の製造方
   法。
2. ２．セラミックス面状体はセラミックスファイバよりな
   る織布あるいは不織布である特許請求の範囲第１項記載
   の磁気シールド用超電導材の製造方法。
3. ３．セラミックス面状体はセラミックスシートあるいは
   セラミックスフィルムである特許請求の範囲第１項記載
   の磁気シールド用超電導材の製造方法。
4. ４．セラミックス面状体は炭化珪素系あるいは酸化物系
   セラミックスよりなる特許請求の範囲第１項乃至第３項
   いずれか１項記載の磁気シールド用超電導材の製造方法
   。
5. ５．超電導物質はＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系セラミックスで
   ある特許請求の範囲第１項乃至第４項いずれか１項記載
   の磁気シールド用超電導材の製造方法。
6. ６．超電導物質あるいはそれを生成する構成物質のセラ
   ミックス面状体の被着は、溶融状態より施される特許請
   求の範囲第１項乃至第５項いずれか１項記載の磁気シー
   ルド用超電導材の製造方法。
7. ７．超電導物質あるいはそれを生成する構成物質のセラ
   ミックス面状体への被着は、気相あるいはイオン状態よ
   り施される特許請求の範囲第１項乃至第５項いずれか１
   項記載の磁気シールド用超電導材の製造方法。