JPH04199699A - 超電導磁気シールド筒状体 - Google Patents

超電導磁気シールド筒状体

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JPH04199699A
JPH04199699A JP2332026A JP33202690A JPH04199699A JP H04199699 A JPH04199699 A JP H04199699A JP 2332026 A JP2332026 A JP 2332026A JP 33202690 A JP33202690 A JP 33202690A JP H04199699 A JPH04199699 A JP H04199699A
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JP
Japan
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cylindrical body
base
cylinder
magnetic shielding
shielding
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Pending
Application number
JP2332026A
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English (en)
Inventor
Hideki Shimizu
秀樹 清水
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NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

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、磁気シールド特性に優れた底材の超電導磁気
シールド筒状体に関し、更に詳しくは、底部を特定の形
状とした超電導磁気シールド筒状体に関する。
[従来の技術] 従来、磁気シールドのためにパーマロイ、フェライト等
の強磁性体により囲まれた空間が利用されている。また
、近年、研究開発か盛んな超電導体の反磁性を利用した
磁気シールド装を等も多く提案されている。例えば、特
開平1−134998号公報では磁気シールドする空間
の最内側に超電導体を配置することか提案されている。
また、出願人は特願平1−97197号にて、遮蔽する
磁気源に対し、磁気源側より基板−超電導層の順て少な
くとも2層を有する磁気シールド筒を提案した。
[発明か解決しようとする課題] しかしながら、実用的な磁気シールド筒体に関しては未
た開発段階であるのか現状である。例えば生体磁気診断
システム等に応用可能な磁気シールド筒体を得ようとす
る場合、実用化のための大型化の要請とともに、所定以
上の磁気シールド能を維持しつつ小型化を達成し、病院
等における設置スペースを削減したいとの要請かある。
そこで1本発明者は上記した要請を満足する超電導磁気
シールド筒状体について、鋭意検討を行った結果、本発
明に到達した。
[課題を解決するための手段コ 即ち1本発明によれば、底付筒状基板上に酸化物超電導
層を形成してなる超電導磁気シールド筒状体であって、
該筒状体の底部と筒部とを湾曲部を有して接続したこと
を特徴とする超電導磁気シールド筒状体、および、底付
筒状基板上に酸化物超電導層を形成してなる超電導磁気
シールド筒状体てあって、該筒状体の底部と筒部とを鈍
角にて接続形成したことを特徴とする超電導磁気シール
ド筒状体、が提供される。
また本発明では、湾曲部の曲率半径を5mm以上に形成
すること、あるいは筒状体の底部を構成する各部材を鈍
角にて接続することか、冷熱サイクルか実施された場合
にも磁気シールド能か劣化せず、さらに好ましい。
さらに本発明によれば、筒状体の開口部に強磁性体から
なる筒状体又は蓋体を装着すると、さらに磁場の減衰率
が向上するため好ましい。
[作用コ 本発明は下記の知見に基づいてなされた。
即ち、超電導特性を有する材料からなる単純円筒におい
ては1円筒内部の磁場は、下記0式に表わされることが
、理論的に知られている。
Ha: exp(−kxZ/R)  ・・・■(ここて
、k:定数、Z:開口部からの距離、R:磁気シールド
円筒の半径) 従って、第4図(a)に示すような両端開口の磁気シー
ルド円筒にあっては、第4図(b)のような磁場の減衰
傾向を示し、一方、第5図(a)に示すような底材の磁
気シールド円筒(片端開口の磁気シールド円筒)では、
第5図(b)に示すような磁場の減衰傾向を示す。すな
わち、ある一定の極低磁場空間を得るために、径か同一
である場合には、底材の磁気シールド円筒(片端開口の
磁気シールド円筒)では1両端間口の磁気シールド円筒
に比し、半分の長さですむことになるのである。このこ
とは、例えば生体磁気診断システムに応用する場合、磁
気シールド円筒が小さくなるほど設置スペースが削減さ
れることとなり、省スペースの観点から好ましいもので
ある。
しかしながら、両端開口の磁気シールド円筒に単に底を
設けるだけでは、当該箇所に冷熱サイクルが実施された
場合の熱応力が集中して破損か生じ、その結果磁気シー
ルド能か極端に劣化することも判明したので、この点に
関し、本発明ては、底付筒状体の底部と筒部との接続部
の形状を特定のものとすることにより、この問題を解決
したものである。
本発明の超電導磁気シールド筒状体では、底付筒状体の
底部と筒部とを湾曲部を有するように(曲面状に)接続
したか、あるいは鈍角にて接続形成する。これを図面に
基づいて説明する。
第1図〜第3図、第4図(a)、第5図(a)、第6図
(a)及び第7図(a)は夫々磁気シールド筒状体と底
付筒状体の筒の軸方向に平行な断面の模式第1図(a)
は底付筒状体lOの底部11か半球状を呈し、第1図(
b)は筒状体lOの底部11と筒部12との接続部13
か湾曲部を有するものである。一方、第1図(C)は筒
状体IOの底部11か頭部切欠円錯体形状を呈するもの
である。尚。
第1図(d)は本発明の範囲外のもので、底部11は平
板状であり、筒部12と直角に接続しているものである
上記第1図に示した各種の底部形状、あるいは底部と筒
部とのvi統形状は、第2図(a)のように曲面状の場
合、曲率半径rは51以上とすることが酸化物超電導層
に応力が集中せず、好ましい。
また、第2図(b)のように、底部11と筒部12とか
ある角度で接続する場合には、その接続角度θは906
を超える鈍角であることか必要であり、90°〈θ<2
70@であることか上記と同様に酸化物超電導層に応力
が集中せず、好ましい。
なお、第2図(c)に示すように、底付筒状体10の底
部11を構成する各部材14.15の接続角度も鈍角で
あることが好ましい。
更に、本発明においては、超電導磁気シールド筒状体の
開口部にさらに強磁性体からなる筒状体又は蓋体を装着
することが好ましい。例えば、第6図(a)(b)及び
第7図(a)(b)から明らかなように、底付筒状体l
Oの開口部16に、パーマロイ、終−メタル等の強磁性
体からなる筒状体17を装着すると、筒状体io内部の
磁場の減衰効果が更に向上する。
本発明の超電導磁気シールド筒状体に用いる底付筒状基
板としては、酸化物超電導層と反応するおそれがなく、
磁気シールド装置への適用において超電導特性発現のた
めの液体窒素等の極低温度と室温間を繰り返えす冷熱サ
イクルの際に受ける熱衝撃に耐え、かつ酸化物超電導層
の機械的強度を保持できるものであればよく、例えば、
ジルコニア、チタニア等の各種セラミックスやガラス。
さらに金、銀、白金等の貴金属、5US430.5US
310.5US304.インコネル、インコロイ、ハス
テロイ等の金属を用いることができる。又、それらの8
1層体を用いることができる。
本発明における酸化物超電導層としては、特に限定され
るものでなく、例えば、 M−Ba−Cu−0県北合物
で、腫がSc、Y、及びLa、 Eu、 Gd、旨、 
Yb、Lu等のランタニドから選ばれる一種以上の希土
類元素を含む多層ペロブスカイト構造を有するYBa、
CuJ7−v、等の組成の希土類系酸化物超電導体、ま
た例えばBi2Sr、CaCu2O,やBx2SrtC
a2CuxOwに代表される組成を有するビスマス系(
旧糸)超電導体等いずれの酸化物超電導体も好適に用い
ることかできる。
次に、本発明の超電導磁気シールド筒状体の製造方法の
例を説明する。
まず、 Bi25r2CaCu20.あるいはYBa2
Cu30yの組成となるように、各原料酸化物を調合し
これを混合する。次に、この混合物を所定の温度で大気
中にて仮焼した後粉砕する。次いでこの粉砕物を溶媒中
でスラリー化し、得られたスラリーを底付筒状基板上に
スプレー塗布、デイツプコーティング、ハケ塗り等の方
法で成形する0次に、底付筒状基板と酸化物超電導原料
からなる成形体を、酸素雰囲気中において、ビスマス系
の場合には880〜890℃、イツトリア系の場合には
980〜1100°Cで30分間部分溶融あるいは溶融
した後、徐冷し結晶化することにより、本発明の超電導
磁気シールド筒状体を製造することがてきる。
[実施例] 以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。但
し、本発明は下記実施例により制限されるものでない。
(実施例1〜11、比較例1〜6) 第1表および第3図(a)(b)(c)(d)(e)(
f)(g)(h)(i)に示す各種の形状・寸法の底材
または底無の筒状基板を作製し、次いでこれらの筒状基
板上に、超電導原料の仮焼粉砕物のスラリーを200〜
500gmの膜厚で成形後、酸素雰囲気中880〜89
0°Cで30分間焼成して酸化物超電導磁気シールド円
筒体を製造した。
次に、得られた磁気シールド円筒体について、下記の二
通りの評価を行なった。結果を第1表に示す。
(評価A) 2.5≦L/R≦5.0 (L:円筒長さ、R:円筒の
半径)の関係を有する磁気シールド円筒体において、円
筒体開口部の円筒体軸方向成分の磁場を80、円筒体内
部の円筒体軸方向成分の最小磁場をB、としたとき、B
、/B、≦1O−4の場合に○(良好)、B、/B、>
10−’の場合に×(不良)とした。
(評価B) 冷熱サイクル評価を行なった。
この冷熱サイクル評価は、磁気シールド円筒体を液体窒
素中に浸漬し、円筒体全体か液体窒素温度となった後、
30分保持して磁気シールド能を測定した。その後1円
筒体を液体窒素中から取り出し、室温に放置し円筒体全
体が室温になった後30分保持する操作を1サイクルと
し、再び液体窒素中に浸漬、保持、磁気シールド能測定
、室温取り出し、放置、保持とサイクルを5回繰り返し
、1回目と5回目の冷熱サイクル磁気シールド能とを次
式にて比較し、80%以上な0(良好)。
50%以上な△(普通)、50%未満を×(不良)とし
た。
第1表 第1表の結果から明らかな通り、第3図(e)(f)(
g)(h)(i)のように、底付筒状体の底部と筒部と
を曲率半径51以上の湾曲部を有して接続するか、また
は鈍角にて接続することにより、磁気シールド能の優れ
た耐久性のある超電導磁気シールド筒状体を得ることが
できることかわかる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、底付筒状体の底
部と筒部との接続部の形状を特定のものとしたので、磁
気シールド特性が優れ、耐久性のある小型の超電導磁気
シールド筒状体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図(a) (b) (c) (d)は夫々超電導磁
気シールド筒状体の筒軸方向に平行な断面を示す模式図
、第2図(a) (b) (c)は筒状体の筒軸方向に
平行な断面を示す部分模式図、第3図(a)(b)(c
)(d)(e)(f)(g)(t+)N)は夫々実施例
、比較例で用いた筒状体の筒軸方向に平行な断面を示す
模式図、第4図(a)(b)は両端開口円筒の筒軸方向
に平行な断面を示す模式図と磁場の減衰傾向を示すグラ
フ、第5図(a)(b)および第6図(a)(b)はそ
れぞれ片端開口円筒の筒袖方向に平行な断面を示す模式
図と磁場の減衰傾向を示すグラフ、第7図(a) (b
)は底付筒状体の開口部に更に強磁性体の筒状体を装着
した場合の筒袖方向に平行な断面を示す模式図と磁場の
減衰傾向を示すグラフである。 lO・・・底付筒状体、11・・・底部、12・・・底
部、13・・・接続部、14.15・・・底部を構成す
る部材、16・・・開口部、17・・・筒状体。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)底付筒状基板上に酸化物超電導層を形成してなる
    超電導磁気シールド筒状体であって、該筒状体の底部と
    筒部とを湾曲部を有して接続したことを特徴とする超電
    導磁気シールド筒状体。
  2. (2)湾曲部の曲率半径が5mm以上である請求項1記
    載の超電導磁気シールド筒状体。
  3. (3)底付筒状基板上に酸化物超電導層を形成してなる
    超電導磁気シールド筒状体であって、該筒状体の底部と
    筒部とを鈍角にて接続形成したことを特徴とする超電導
    磁気シールド筒状体。
  4. (4)筒状体の底部を構成する各部材を鈍角にて接続し
    た請求項3記載の超電導磁気シールド筒状体。
  5. (5)筒状体の開口部にさらに強磁性体からなる筒状体
    又は蓋体を装着した請求項1〜4のいずれかに記載の超
    電導磁気シールド筒状体。
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