JPH01173793A - 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
用いる方法を先に出願した（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（
Ｎｂ３Ｓｎ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、■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、酸素
を除くセラミックス超電導物質の構成元素を含む金属塩
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金属またはその合金よ
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
０〜１３μｍφと極めて小さく、かつ高い耐熱性（１０
００℃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：宇部興産株式会社製ＳｉＣ系ファイバ（Ｓ
　ｉ　−Ｔ　ｉ　−Ｃ−０系）商品名 二カロン　：日本カーボン株式会社製ＳｉＣ系ファイバ
商品名 サフイル　：英国Ｉｍｐｅｒｉａｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ
　Ｉｎｄｕｓｔ−−ｒｉｅｓ　ＰＬＣ−ＩＣＩ製Ａ　ｎ
　２０３ファイバ商品名 等の他５ｉｎ２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１０ＳΩｃ
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。

セラミックス超電導物質としてはＹＢａ２Ｃｕ３０ｘ（
ｘ（１４；ペロブスカイト）が代表的なもどして上げら
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。ＹＢａ、Ｃｕ、○Ｘの場
合、酸素を除く構成元素はＹ、Ｂａ、Ｃｕとなる。これ
らの構成元素を含む金属塩としては、金属石けん、即ち
脂肪酸、樹脂酸、ナフテン酸等のアルカリ塩以外の金属
塩や、硝酸塩や蓚酸塩等を上げることができる。金属石
けんは、キシレン、トルエン、ナフサ等の溶媒に分散す
るか、あるいは液状の混合液として用いられ、硝酸塩等
は通常溶媒に分散して用いられる。

セラミックス面状体に被着される液状物質中の各構成元
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。

上記被着物質の焼結は７００〜１０００℃以上で行なわ
れる。この場合酸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Ｃｕ、Ａ
ｌ１．Ａｇ等やこれらの合金が用いられ、この層はメツ
キや蒸着等により形成される。この安定化層は熱的安定
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
Ｍ！、縁被覆としては、ＵＶ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、酸素を除くセラミックス超
電導物質の構成元素を含む金属塩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着性に優れている。

（実施例） 実施例１ 第１図に示すように、チラノ繊維（宇部興産株式会社製
５ｉ−Ｔｉ−Ｃ−０系セラミックスファイバ商品名）か
らなる織布（１）の両面に超電導物質の構成元素を含む
金属塩の混合液を塗布し、これを約４００℃に加熱して
一次焼結層を７μｍの厚さに形成した。上記の混合液の
組成は オクチル酸イツトリウム（７分８ｗｔ％）　１００ｇオ
クチル酸バリウム（Ｂａ９８ｗｔ％）　　３１０ｇナフ
テン酸銅（Ｃｕ分５ｗｔ％）　　　　　３４２ｇである
。

次いで９５０℃で２時間加熱して一次焼結層を厚さ１．
８μｍの焼結層（２）に生成せしめた後、この焼結層（
２）の外側にｃ　ｕ　（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Ｔｃ：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。

実施例２ 実施例１と同一の織布を用い、予めこの織布の外側にナ
フテン酸マグネシウム（Ｍｇ分３ｗｔ％）を２回塗布焼
付けした後、８００℃で焼結して酸化マグネシウム層を
形成した。以下最終焼結条件を９００℃×４時間とした
他は実施例１と同様の方法で製造したシールド材のＴｃ
は８７にであった。

実施例３ 織布の両件側にｐＨ＝７に調整した下記の混合溶液、 硝酸イツトリウム［Ｙ（ＮＯ３）３・ｘＨ２Ｏ；Ｙ分２
７ｗｔ％］　３２９ｇ 硝酸バリウム［Ｂ　ａ　）　Ｎ０３）　２；　Ｂ　ａ全
５２．５ｗｔ％］　５２３ｇ 硝酸銅［Ｃｕ　（ＮＯ３）Ｚ−３Ｈ２０；Ｃｕ分２６．
３ｗｔ％コ　６２５ｇ 溶媒；蓚酸水溶液 を塗布し、次いでｐＨ＝８．５に自動調整された稀アン
モニア水中を通過せしめて織布上にＹ、Ｂａ、Ｃｕを均
有する固型物を沈殿させた後、焼付ける工程を６回繰返
して厚さ７．３μｍの被膜を形成した。

次いで８５０℃で２時間加熱して厚さ３．１μｍの焼結
層を形成した後、この外側に銀を蒸着したシールド材の
Ｔｃは８６にであった。

［発明の効果］ 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・・・・・・・焼結層 ３・・・・・・・Ｃｕ安定化層 ４・・・・・・・磁気シールド材 代理人　弁理士　　守　谷　−雄

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、酸素を除くセラミックス超電導物質の構成元素を
   含む金属塩を被着せしめた後、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金属または
   その合金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．金属塩は、金属石けんであ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．金属塩は、硝酸塩あるいは蓚酸塩である特許請求の
   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。