JPH01216598A - 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］ （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廁する
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１
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５９−１８０１０
９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、■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果が小さい、■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昶を必要とする上、遮へい材と
しての取扱いが困難であり、（ロ）の方法においては成
形後に内部に酸素類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０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直径は、例えば１
０〜１３μ鳳φ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／ａ＋ｍ”　
）を有しており１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−Ｔｉ−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 サフィル　：英国Ｉｍｐｅｒｉａｌ　Ｃｈｅ＠１ｃａｌ
　Ｉｎｄｕｓｔ−−ｒｉａｓ　ＰＬＣ−ＩＣＩＩＩＡ　
Ｑ　、　Ｏ，ファイバ商品名 等の他ＳｉＯ□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
−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ＹＢａ２Ｃｕ、　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ａ　Ｙ　Ｂ　ａ　ｚ　
Ｃｕ　３０　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℃以上で行なね
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ＴｉＣ，
５ｉＣ１ＮｂＣ，ＷＣ，ＴａＣ，ＺｒＢ。

ＢＮ、ＺｒＮ、ＢａＴｉ０．等の炭化物、ホウ化物、窒
化物、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１０５Ωｃｍ以下であることが好まし
い、安定化層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、イオン状態や溶射等により
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１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、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
Ｓ　ｉ　−Ｔ　ｉ−Ｃ”Ｏ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７μ■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（Ｙ分８ｖｔ％）　１００ｇオ
クチル酸バリウム（Ｂａ分８ｖｔ％）　　３１０ｇナフ
テン酸銅（Ｃｕ分５ｖｔ％）　　　　　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ＴｉＣ３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３％＋１％）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Ｔ
ｃは８７にであった。

実施例３ 織布の面外側にｐＨ＝７に調整した下記の混合溶液。

硝酸イツトリウム［Ｙ　（ＮＯ３）−”ＸＨ＊Ｏ；Ｙ分
２７ｖｔ％］　３２９ｇ 硝酸バリウム（Ｂａ　（ＮＯ３）ｚＳＢａ分５２．５ｗ
ｔ％］　５２３ｇ 硝酸銅［Ｃｕ　（Ｎｏ３）、・３Ｈ，０ＨＣｕ分２６．
３ｗｔ％］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を含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ＴｉＣ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１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・・・・・・・ＴｉＣ安定化層 ４・・・・・・・磁気シールド材 第　１１！１ 名　２　図 ６０　　　　　　８Ｇ　　　　　　ＴＯＯ１２０＋４０
１　庄１に１

Claims (8)

【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．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。
8. ８．セラミックス面状体および安定化層は、その体積固
   有抵抗が１０＾５Ωｃｍ以下である特許請求の範囲第１
   項乃至第７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。