JPH01254740A - 二相からなる成形体 - 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〕 本発明は、いわゆる酸化物超伝導体の作用、特にマイス
ナー効果なる名称で知られている超伝導体が超伝導とな
る温度で示す磁力線排除効果に伴う磁石或は超伝導体の
浮上効果を安定して発揮できる、所望形状に成形された
成形体に関する。

〔従来の技術〕

金属酸化物焼結体（以下セラミックスと云う）が液体窒
素の温度で示す超伝導が発表されて以来、このものの持
つ欠点も幾つか指摘され、実用化に当ってはその改良が
求められていることはよく知られている。

その一つには、セラミックス超伝導体が比較的不安定で
あって、特に高温、高湿度下では速やかにその超伝導性
並びにそれが示す効果が消失すること、また焼結体であ
ることからくる形状、大きさなどの成形上の制限さらに
は強度不足などがあげられる。

超伝導の示す大きな現象は、電気抵抗がゼロになること
からくる永久電流の発生とそれに伴う強磁場が得られる
可能性、並びにいわゆるマイスナー効果であると思われ
る。

本来、マイスナー効果は一定温度で磁場を下げても、一
定磁場で温度を下げても、超伝導状態に移れば伝導体内
の磁場はゼロになることを意味しており、これは電気抵
抗ゼロからは導けない独立した超伝導の基本的性質の一
つである。

一般には、結果として発現する磁石の浮上効果のみが華
々しく取上げられ、これがマイスナー効果として認識さ
れていることから、本発明でもこの慣例に従うこととす
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、従来のセラミックス超伝導体が焼結体である
が故に所望の形状に自由に成形できない欠点並びに室温
、高湿度下での不安定性である欠点を削除した、室温、
高湿度下でも安定的にマイスナー効果を持続する所望形
状の成形体を提供せんとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、前記課題を解決するために種々検討した
結果、 （Ａ）　　銅の酸化物を含む金属酸化物焼結体の粉砕物
の空隙を、 （Ｂ）硬化樹脂で密封することにより、前記課題が解決
されることを知り、本発明に到達した。

〔作　　用〕

本発明は、このマイスナー効果が連続した焼結体のみな
らず、セラミックス超伝導体を粉砕し、これを熱硬化性
樹脂と混練してセラミックス粒子が独立して硬化樹脂中
に存在していても、マイスナー効果が発現することを見
出した所に基づくものである。併せて、本発明の成形体
においては、セラミックス超伝導体が硬化樹脂により外
界と遮断されるため室温での不安定性が改浮されると共
に、熱硬化性樹脂を粉砕物の空隙に密に充填されて硬化
されるので、マイスナー効果が優れると共に強度の優れ
た成形体が、所望形状に容易に成形出来る利点がある。

セラミックス超伝導体を粉砕し、これをポリマーと混練
した後フィルムなどに成形してから焼成して、ポリマー
を燃焼させて除き、薄いセラミックス焼結体を得る方法
は公知である。この場合、得られた焼結体にはポリマー
は残されておらず、セラミツ砲みである。フィルムのよ
うに薄い成形物であれば、焼成してポリマーを除くこと
も可能であるが、肉厚、大形の成形品ともなれば、実際
問題としてポリマーを完全に除去することは不可能であ
り、かかる方法では実用化が困難であった。

本発明の成形体は、かかる連続したセラミック焼結体と
異なり、独立したセラミック粉末と硬化樹脂相との二つ
の相からなる不連続の成形体であるので、マイスナー効
果の点から焼結体に比べて劣ると思われるのに反し、本
発明の成形体が焼結体より優れたマイスナー効果を発揮
することは実に驚くべきことである。その理由の詳細は
不明であるが、本発明の成形体では焼結体における空隙
がなく、空隙が硬化樹脂で密封されていることにその主
因があると考えられる。

本発明で使用可能なセラミックスは、銅の酸化物を必須
成分として含む金属酸化物を焼成して得られる液体水素
の沸点即ち約２０°に以上の温度で超伝導を示す、いわ
ゆる高温超伝導体を可能にする種類のものである。

銅の酸化物は必須成分であるが、それ以外の金属酸化物
としては、周期律表第■族アルカリ土類金属、第■族希
土類金属、並びにビスマス、タリウムなどの酸化物があ
げられる。

代表的な組合せ例としては、 銅〜バリウム〜イツトリウム、 銅〜カルシウム〜ストロンチウム〜ビスマスなどの酸化
物焼結体があげられる。

セラミックスは慣用の粉砕手段により粉砕して使用され
るが、その粒度には特に制限を加える必要はない。しか
し、あまり粗粒では空隙が多量に残る可能性があり、ま
た成形性にも問題があるので、一般的に云って、２０〜
４００メツシュ程度のものでなるべく均一な粒度分布を
もつものが取扱上から便利である。

本発明で利用される硬化樹脂としては、いわゆる熱硬化
性樹脂を硬化させたものである。熱硬化性樹脂は、セラ
ミックスの粉砕物と混合、成形可能なものであれば、そ
の種類、性状に特に制限を加える必要はなく、液状でも
粉末状でも利用可能である。

熱硬化性樹脂の例としては、不飽和多塩基酸と多価アル
コールとを飽和多塩基酸の存在下又は不存在下に反応さ
せて得られる不飽和アルキッドをスチレンなどの架橋剤
に配合して得られる不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ
樹脂と（メタ）アクリル酸との反応によって得られるエ
ポキシアクリレート即ちビニルエステル樹脂、ジアリル
フタレート樹脂、エポキシ樹脂、ノボラック型並びにレ
ゾール型のフェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコ
ン樹脂などが代表的に挙げられる。この他に、ポリエス
テルルアクリレート、ウレタンルアクリレートなどのオ
リゴアクリレートと呼ばれる（メタ）アクリロイル基を
分子末端又は側鎖に導入したオリゴマーも使用可能であ
る。これら熱硬化性樹脂は市販されており、その製造法
も公知である。また、熱可塑性ポリマーを配合して、熱
硬化性樹脂を変性することもできる。

セラミックス粉砕物と熱硬化性樹脂との混合割合は、広
い範囲で可能であり、例えば粉砕物の割合が３０〜９５
重量％の範囲である。マイスナー効果と強度の優れた成
形体を得るためには、粉砕物の割合が５０〜８５重量％
の範囲が最適である。

セラミックス粉砕物と熱硬化性樹脂との混合は、ロール
、ミキサーなどの慣用手段で充分であり、パテ、注型、
成形材料、コーティング等の必要な利用形態とした後、
所望の形状に賦形され硬化される。その際、熱硬化性樹
脂はセラミックス粉砕物の空隙を密封するように、充分
な混合と成形時の密充填が必要である。

［実　施　例］ 以下、本発明の理解を助けるために、実施例を示す。文
中の部及び％は何れも重量基準で示されている。

実施例　１ フルウチ化学■製の直径約２０開、厚さ約８ｍ＋ｓの銅
〜バリウム〜イツトリウムの金属酸化物（比率３　：　
２　：　１）焼結体を、同社製装置内で液体窒素にて冷
却、付属の磁石が約５ｍｍ浮上することを確認した後、
室温に戻し、乳鉢で粉砕して４０メツシユパスのセラミ
ックス粉砕物を得た。

熱硬化性樹脂として、不飽和ポリエステル樹脂（昭和高
分子■製すゴラック１６０ｇ）　　１００部、スチレン
１０部、メチルエチルケトンパーオキシド１部及びナフ
テン酸コバルト（６％コバルト）０．５部からなる組成
物を、前記粉砕物に少量づつ加えながら混線を行い、パ
テ化した。粉砕物に対する樹脂の割合は２４％であった
。

このパテを、直径２０關、厚さ８ｎ＋＋ｓのポリエチレ
ン製型内にヘラづけして均一に成形し、６０℃で１２時
間加温して硬化を完了させた。

黒色で、硬く均一な成形体（Ａ）が得られた。その一部
分を切断、研摩し、顕微鏡で観察した所、セラミックの
粒子相と樹脂）目の二相からなることが確認された。

この成形体（Ａ）を、同様にして作製した後、前記と同
じ方法でマイスナー効果を測定した所、約１０ｍ１１の
高さに磁石が浮上した。

別に、フルウチ化学製の前記焼結体と本発明の成形体（
Ａ）を用意し、それぞれを４０℃、９５％のＲ，Ｈ，の
デシケータ−中で保存した所、１ケ月後には焼結体の方
はマイスナー効果が消失して、磁石浮上能力がみられな
くなったのに反して、成形体（Ａ）は１ケ月後も以前と
変らぬ磁石ｌｆ上効果を示した。

実施例　２ 熱硬化性樹脂として、エポキシ当量１７８のビスフェノ
ール型液状エポキシ樹脂３６０部とスルファミン８０部
を１１０〜１２０℃に加熱撹拌して、軟化点的８０℃の
プレポリマーを製造した。

これを粉砕し、この粉砕物３０部、実施例１で用いたセ
ラミックスの粉砕物７０部、２−メチルイミダゾール０
．５部及びステアリン酸亜鉛１部を小型ロールを用いて
１００〜１１０℃にて３分間混練した後、冷却、粉砕し
た。

上記粉砕物を、シリコン系離型剤を塗布焼付けした直径
２０ｍｍ、深さ８ｍｍの圧縮成形用金型に入れ、温度１
６０〜１８５℃、圧カフ０ｋｇ／ｃｄで１５分間成形し
た。

得られた成形体（Ｂ）を、液体窒素で冷却し、磁石浮上
効果を測定した。磁石は約８ｍｍ１上し、マイスナー効
果が確認された。

この成形体（Ｂ）を、９５％Ｒ，Ｈ，，４０℃のデシケ
ータ−中に保存したが、１ケ月後もはＶ同様のマイスナ
ー効果が認められた。

実施例　３ フルウチ化学■製のセラミックス超伝導体（ビスマス〜
ストロンチウム〜カルシウム〜銅を１：１：１：２の割
合で含む酸化物）ペレットを、乳鉢で砕いた。この粉砕
物３０部に、液状レゾール型フェノール樹脂（昭和高分
子仲製ショウノールＢ　ＲＬ　−２０４）の５部にメタ
ノール３部を加えたものを混合し、均一になるようにま
ぶした。メタノールを蒸発させるとサラサラした状態に
戻った。

これに、ノボラック型フェノール樹脂粉末（昭和高分子
■製ＢＲＰ−５１０）７部を加え同様に乳鉢で混合した
。

これを、常温下、１５ｍｍ　Ｘ　８　ｍｍのタブレット
に５０ｋｇ／ｃシで圧縮成形した後、硬化炉に入れ１０
時間かけて温度を１５０℃迄昇温させ、更に１０時間こ
の温度に保持した。

硬化後の成形体（Ｃ）は、固く、実施例１と同様に切断
面はセラミックスの粒子相とフェノール樹脂相の二相で
あることが確認された。

この成形体（Ｃ）は、実施例１と同様な方法で、磁石浮
上効果を７Ｉｌ１１定した所、約７報の浮上が確認され
た。

〔発明の効果〕

本発明の成形体は、優れたマイスナー効果を何し且つ室
温、高湿度でもその効果を安定して保持することができ
ると共に、所望の形状が容易に得られ、しかも得られた
成形体の強度も高く、多方面での使用が期待される。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）所望の形状に成形された成形体が、 （Ａ）銅の酸化物を含む金属酸化物焼結体の粉砕物と （Ｂ）硬化樹脂 との二相からなり、該粉砕物の空隙が硬化樹脂で密封さ
   れていることを特徴とする二相からなる成形体。
2. （２）粉砕物として銅〜バリウム〜イットリウム又は銅
   〜カルシウム〜ストロンチウム〜ビスマスからなる金属
   酸化物焼結体の粉砕物を使用することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の二相からなる成形体。
3. （３）硬化樹脂が不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹
   脂又はフェノール樹脂からの硬化樹脂であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の二相からなる成形
   体。