JPH02302379A - 酸化物超電導体の筒状体構造 - 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、酸化物超電導体の筒状体構造に関する。

〔従来の技術〕

酸化物超電導体は、高い臨界温度を示し電力分野、核磁
気共鳴装置、磁気シールド等の各分野での用途が期待さ
れ注目を集めている。特に、微弱な生体磁気の測定が、
液体窒素を利用した簡便な冷却装置で、酸化物超電導体
を用いることにより可能となり、医学及び医療分野にお
いて今後の応用が期待されている。

生体磁気の測定において、測定機器は、生体を収容でき
ることと同時に極低磁場空間を得ることが必要となり、
生体の収容器としては一般に筒状体構造が提案されてい
る。

筒状体構造において、極低磁場空間を得るためには、筒
状体全体に地球磁場を遮蔽するに十分な超電導電流が均
一に流れることが必要である。そのため、従来、生体を
収容する筒状体は一体製造により得なければならないと
されていた。

〔発明が解決しようとする課題］ しかし、生体磁気測定用の収容器となる筒状体は、例え
ば人体の診断測定用のためには最低径が約１ｍで、長さ
は約３　ｒｎを必要とする。

このような大型の筒状体を一体に製造するためには、大
型の電気炉を必要とし実用的でないばかりか、酸化物超
電導体からなる筒状体全域を均質なものとすることは、
現在の技術では極めて困難であることが予測されている
。

発明者等は、工業的に実用化可能な生体磁気測定用収容
器を得ることを目的に鋭意検討した結果、従来、一体的
成形等により製造した均質酸化物超電導体の収容器が、
地磁気を遮蔽して極低磁場空間を得ることができるとさ
れていたのに対し、本発明は、大型の筒状体を分割して
製造した後、接合により得た長尺の酸化物超電導体の筒
状体であっても、磁気シールド能の高い筒状体を得るた
めの分割する部位及び接合状態を特定することにより本
発明を完成した。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、酸化物超電導体からなる筒状体におい
て、軸方向を横切り１または２以上の接合部を有するこ
とを特徴とする酸化物超電導体の筒状体構造が提供され
る。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明における酸化物超電導体としては、たとえばＭ−
Ｂａ−Ｃｕ−０箔化合物（但し、ＭはＳｃ、Ｔｌ、Ｙ及
びＬａ、Ｅｕ、Ｃｄ、Ｅｒ、Ｙｂ。

Ｌｕ等のランタニドから選ばれる一種以上を表す。

）及びＢ　１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０箔化合物等の多層
ペロプスカイ構造を有するものが挙げられる。

本発明の酸化物超電導体は、上記酸化物超電導体のみで
構成されるものでもよいし、金属等基体上に上記酸化物
超電導体が塗布等により複合化され超電導体を構成する
ものでもよい。

゛本発明の筒状体構造は、筒状体の軸方向を横切り１ま
たは２以上に分割して、各１ｍより短い分割筒状体を製
造し、その分割筒状体を接合して得るものである、筒状
体の長さは、特に制限されないが、−ｉ的には１ｍ以上
の筒状体に適用する。

筒状体の軸方向を横切る分割は、好ましくはほぼ直角に
分割すればよいが、垂直から±１０°の角度以内であっ
てもよい。垂直から１０°以上の角度で分割する場合に
は磁気遮蔽が十分でなく、その筒状体を生体磁気測定収
容器として用いた場合に、極低磁場空間を得ることがで
きない。

本発明の筒状体においては、接合部が筒状体の直径のｌ
／１０の間隔で配置されるようにするのが好ましい。従
って、本発明で用いる分割筒状体は、−ａ的には直径約
１ｍとして、長さが０．１〜１、０　ｍのもので、直径
は筒状体構造を構成する直径と同一のものである。長さ
が０．１　ｍ未満であると、臨界電流密度の低い接合部
が０．１ｍ未満の間隔で存在することになり、地磁気の
遮蔽効果が低下し、生体磁気測定用収容器としては適さ
ない。

また、分割筒状体の長さが１．　Ｑ　ｍを超えると実用
性に欠けることになり、好ましくない。例えば直径１ｍ
で、長さ１ｍまでのものは既存の電気炉で焼成でき、さ
らに長さが０．５　ｍ以下であれば、従来から用いられ
ている比較的小型の電気炉を用いて焼成することができ
ると共に、全域が均質な酸化物超電導体である筒状体を
容易に製造できるため、より好ましい。

本発明の接合部における臨界電流密度（Ｊｃ）は筒状体
構造を構成する酸化物超電導体のＪｃより低くてもよい
！接合部におけるＪｃは、筒状体を構成する酸化物超電
導体（金属等の基体と複合化された酸化物超電導体にお
いてはその酸化物超電導特性を有する層をいう。）の厚
みにより異なるが、例えば酸化物超電導体の厚さが１ｍ
ｍである場合、接合部が、４Ａ／ｃｍ”以上のＪｃを有
する超電導体からなり、接合部の巾がＱ、　５　ｒｎ　
ｍ以下であれば十分な磁気シールドができる。

一般に、地磁気を完全に遮蔽するには、地るｎ気の変動
及び安全率を考慮して外部磁界の５ガウス程度を・減衰
させる必要がある。この場合、例えば直径１ｍで、長さ
３ｍの円筒形の筒状体構造において、筒状体の軸方向１
ｃｍあたり４Ａ程度の反磁性電流、即ち筒状体周方向の
超電導電流を有することが必要な要件となる。この要件
を満足させるためには、例えば筒状体を構成する超電導
体の厚さが１ｍｍであれば、４０Ａ／ｃｍ”のＪｃを有
するもの、才た厚さが１００μｍであれば、４００Ａ／
ｃｍ２のＪｃを有するものでなければならない。

また、筒状体を製造工程上、分割体を接合して得た場合
には、その接合部から外部ｉｆｆ界が侵入するおそれが
生じ外部も■界を減衰することができないと考えられて
いた。

これに対し、発明者らの知見によれば、筒状体の軸方向
を横切って接合部を設置した場合、例えば直径１ｍで、
長さ３．０ｍの円筒形の厚さ１ｍｍの酸化物超電導体か
らなる筒状体構造において、長さ１．５ｍの部位にほぼ
垂直に接合部を設置するように、２個の分割筒状体を間
隙幅０．５　ｍ　ｍを設は配置して、侵入磁界を測定し
たところ、筒状体内部への外部磁界の地磁気の侵入は約
１０％程度であった。従って、上記したように酸化物超
電導体の厚さが１ｍｍである場合、接合部１ｔＪ　Ｏ，
５ｍ　ｍの接合部におけるＪｃは４Ａ／ｃｍ２以上あれ
ば十分である。

本発明において、前記分割筒状体の接合は、■分割筒状
体同士をそのまま合わせ局部的に加熱溶融して接合する
方法、■分割筒状体同士を合わせる際に、筒状体の超電
導体を構成する原料スラリーを分割筒状体の接合面に塗
布したのち、接合部を部分焼成して接合する方法及び■
接合する分割筒状体間に筒状体とは異なる、好ましくは
より低融点の接合部を形成する酸化物超電導体の薄い筒
状体を配置し、局部的に加熱溶融して接合するか、該酸
化物超電導体を構成する原料スラリーを塗布して部分焼
成して接合する方法等の各種方法により行うことができ
る。

上記の接合方法における部分的加熱溶融または焼成は、
例えば局部加熱かを使用することにより行うことができ
る。

（実施例］ 以下、本発明について実施例によりさらに詳しく説明す
る。但し、本発明は本実施例に限定されるものでない。

実施例 純度９９．９％のＹ２０□粉末（平均粒径０．４μｍ　
）　、Ｂ　ａ　Ｃ０３粉末（平均粒径０．８μｍ）及び
ＣｕＯ粉末（平均粒径２．５μｍ）をモル比でＩ：４：
６となるように調製した後、大気中９４０　’Ｃで１０
時間仮焼し、ＹＢ　ａ　Ｃｕ＝ｏ、粉末を合成した。

次いで、このＹＢａＣｕ３０を粉末２ｋｇに結合剤とし
てポリビニルブチラール（ＰＶＢ）５０ｇ及び非イオン
系分散剤５ｇを混合し、ポリポット容器内のトルエン２
１中にジルコニア玉石１ｋｇと共に入れ、回転ミルで１
６時間粉砕・混合してスラリーを作製した。このスラリ
ーをスプレードライヤーにより平均粒径５０μｍに造粒
した。

この粉末を、２．５トン／ｃｍ”の静水圧により金型プ
レス成形して、外径１１０ｍｍ、高さ３５０ｍｍ、厚さ
８ｍｍの円筒状成形体（Ａ）と、外径１１０ｍｍ、高さ
１２０ｍｍ、、厚さ８ｍｒｎの円筒状成形体（Ｂ）３個
を作製した。

作製した成形体それぞれを酸素雰囲気下で、２５０°Ｃ
で６時間、８８０　’Ｃで１０時間、さらに９６０°Ｃ
で６時間焼成し、その後１０７分で徐冷して円筒状焼結
体を得た。

得られた焼結体は、成形体（Ａ）は外径１００ｍｍ、高
さ３００ｍｍ、厚さ６ｍｍの円筒状焼結体（Ａ）に、成
形体（Ｂ）は外径１００ｍｍ、高さ１００ｍｍ、厚さ６
ｍｍの円筒状焼結体（Ｂ）となった。

次いで、焼結体（Ｂ）３本の端面をＳｉＣペーパーによ
り平滑にした後、接合面に前記ＹＢａＣｕ３０、スラリ
ーを塗布して、３本を合わせ酸素雰囲気下で上記と同様
にして接合部を焼成及び徐冷し・で、接合部を有する高
さ３００ｍｍの円筒状焼結体（Ｂ゛）を得た。この場合
の接合部の、Ｊ　ｃは２０Ａ／ｃｍ２で、焼結体本体の
ＪｃｌＯＯＡ／Ｃｍ２より低くなっていた。

上記で得られた焼結体（Ａ）と（Ｂ゛）とをパーマロイ
合金で磁気遮蔽された微小磁場空間（ＩＯ−４ガウス）
中で液体窒素中に浸漬し超電導状態にした。その後、焼
結体を液体窒素中に浸漬した状態で地ζｉｔ気中に取り
出し、各円筒状焼結体中央部における磁場強度を磁束計
で測定した。

測定の結果、焼結体の円筒軸に平行方向の磁場強度は、
焼結体（Ａ）及び（Ｂ゛）共に１０−’ガウス以下とな
り、いずれも地磁場を完全に遮４Ｍシていた。

比較例 実施例と同様の製造方法により、外径１１０ｍｍ、高さ
１２０Ｍ、厚さ８ツで、円筒を軸方向に２つに切断した
形状の半円筒状成形体（Ｃ）６個を作製し、焼成し焼結
体（Ｃ）６個を得た。その後、円筒体となるように、実
施例と同様に６個の焼結体を接合、焼成して、接合部を
有する高さ３００胴の円筒状焼結体（Ｃｏ）を得た。

焼結体（Ｃｏ）における磁気遮蔽能を、実施例と同様に
して測定した。その結果、焼結体（Ｃｏ）の円筒軸に平
行方向の磁場強度は、１０−２ガウスとなり、地磁気が
一部侵入していることが認められた。

これらの実施例及び比較例の結果から、軸方向に接合部
を有する酸化物超電導体の筒状体では、地磁気の一部侵
入があるのに対し、本発明の軸方向を横切り接合部を有
するように分割筒状体を接合した、酸化物超電導体の筒
状体においては、一体成形体した酸化物超電導体の筒状
体と同レベルの微小磁場を得ることができ、接合部から
の磁束の漏れは生じないことが確認された。

〔発明の効果〕

本発明は、大型の筒状体を分割して製造した後に、接合
部を設けて一体化した酸化物超電導体の↑、′７Ｉ状体
構造であり、接合部を有する酸化物超電導体筒状体であ
っても地磁気のシールド効果を得ることができるもので
ある。

従来、一体成形等でしかシールド効果が得られないとさ
れ、実用化が問題となっていたことを鑑みて、特に生体
磁気測定に用いられる大型の酸化物超電導体収容器の工
業的製造において、極めて有用である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化物超電導体からなる筒状体において、軸方向
   を横切り１または２以上の接合部を有することを特徴と
   する酸化物超電導体の筒状体構造。
2. （２）前記接合部が、直径の１／１０以上の間隔で配置
   される請求項（１）記載の酸化物超電導体の筒状体構造
   。