JPH01216599A - 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Ｎｂ３Ｓｎ超電導材を
用いる方法を先に出願した（特開昭５９第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、■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却を必要とする上、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１ｍ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、セラ
ミックス超電導物質の微粉末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
成物質の微粉末を溶媒中に分散した混合溶液を被着せし
めた後、この被着物質を焼結して焼結層を形成し１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１例えば１
０〜１３μ■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（２００にｇ／ａｍ２）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−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 サフイル　：英国Ｉｍｐｅｒｉａｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ
　Ｉｎｄｕｓｔ−−ｒｉａｓ　ＰＬＣ−ＩＣＩＩＩＡ　
Ｑ　、　Ｏａ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
シ、破壊を防止するためである。

超電導物質の微粉末としてはＹＢａ２Ｃｕ、０ｘ（ｘ＜
１４；ペロブスカイト）が代表的なちとして上げられる
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。二
の超電導物質の微粉末は、固相反応法、即ち酸化物や炭
酸塩等を均一に混合した後、空気中で加熱する工程を繰
返し、次いでこれを圧縮した後、酸化性条件下で焼結後
、粉砕して得られたものを用いることが好ましい。

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の微粉末としては１例えば
Ｙ−２Ｂａ−３Ｃｕ合金やＹ、　Ｂａ、Ｃｕあるいはこ
れらの酸化物、炭酸塩（Ｙ　ｚ　Ｏ３、ＢａＣＯ３，Ｃ
ｕＯ等）が用いられる。この微粉末は溶媒中に分散され
るが、溶液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して配合することが好まし
い。

また混合液溶の溶媒として、低分解温度のエナメルワニ
ス、例えばポリウレタンフェスやポリビニルアルコール
樹脂溶液が適する。

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ＴｉＣ，
ＳｉＣ，ＮｂＣ，ＷＣ，ＴａＣ％ＺｒＢ。

ＢＮ、ＺｒＮ、ＢａＴｉＯ３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
にその体積固有抵抗が１０’Ｑｃｍ以下であることが好
ましい。安定化層を導電性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、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、セラミックス超電導物質の
微粉末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の微粉末を含む混合溶液を生成する
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着性に優れている。

（実施例） 微粉末の製造 酸化イレトリウム（ｙ、ｏｓ）２２５ｇ、炭酸バリラム
（Ｂ　ａ　Ｃｏ、）　４６７ｇおよび酸化網（Ｃｕ　Ｏ
）２３９ｇを均一に混合した後、空気中で９５０℃×８
時間加熱した。この工程を３回繰返して得た粉末に１．
５ｔ／ｃ＋ａ”の圧縮力を加えてプレス後、９５０℃で
１２時間焼結し、４００℃まで徐冷してこの温度で２時
間保持した後粉砕した。

実施例１ 上記の微粉末の５００　ｇをポリウレタンフェス（クレ
ゾール溶液、１２０℃Ｘ９０分の固型分７０％）１００
０ｇ中に混合した溶液を第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
塗布し約４００℃に加熱する工程を６回繰返して織布上
に６．８μＩの厚さの一次焼結層を形成した。

次いでこの織布を９５０℃で２時間酸化焼結して３．５
μ閣の厚さの焼結層２を形成した。この焼結層の面外側
に１μｍの厚さにＴｉＣ３を蒸着したシールド材の４の
超電導特性（臨界温度；Ｔｃ）の−例を第２図に示す。

このようにして得られたシールド材のＴｃは８５〜８８
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］ 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

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、セラミックス超電導物質の微粉末あるいは酸化性
   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
   生成する構成物質の微粉末を溶媒中に分散した混合溶液
   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．超電導物質の微粉末は、固相反応法により生成され
   てな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．混合溶液の溶媒は、低分解温度のエナメルワニスで
   ある特許請求の範囲第１項乃至第６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１０＾２Ωｃｍ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。