JPH04280690A - 超電導体の製造方法 - Google Patents
超電導体の製造方法Info
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- JPH04280690A JPH04280690A JP3069317A JP6931791A JPH04280690A JP H04280690 A JPH04280690 A JP H04280690A JP 3069317 A JP3069317 A JP 3069317A JP 6931791 A JP6931791 A JP 6931791A JP H04280690 A JPH04280690 A JP H04280690A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ジョセフソン素子やＳ
ＱＩＤ等を使用する時に必要な磁気遮蔽材および抵抗ゼ
ロで通電するための導電材料の製造方法に関する。
ＱＩＤ等を使用する時に必要な磁気遮蔽材および抵抗ゼ
ロで通電するための導電材料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からジョセフソン素子や微小磁界を
計測するＳＱＩＤ等を使用する時には、地磁気などの外
部磁界のシールドが必要である。近年、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ
−Ｏ，Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｏ，Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ
−Ｏなどの銅を含む層状構造の酸化物高温超電導体が発
見され、これらの物質を用いた磁気シールド材や導電材
料が使用されつつある。しかし、これらの高温超電導体
は層状構造であるため、結晶成長に異方性があり、板状
の粒子になりやすく、成形後焼結といった通常のセラミ
ックスの製法では緻密な材料を得ることが難しかった。 これらの問題を克服するために、ホットプレスにより材
料の緻密性を上げる方法が試みられている（例えば、Ｊ
ａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐ
ｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ２９，Ｎｏ３，（
１９９０）Ｌ４３０）。図８はホットプレスによる円筒
状の磁気シールド体の製法を示したもので、超電導材料
の粉末や、超電導材料の原料粉末を円筒型成形器２’に
入れ、プレス３’により上下からプレスしながら加熱炉
４’により加熱し、高緻密度の焼結体１’を得る方法で
ある。 また、高電流密度の超電導電線は、銀製シースに超電導
材料の原料粉末を詰め、圧延と焼成をくり返す方法を用
いて製造されている。また、コイル型に原料を入れ、コ
イル型の軸長方向に磁界を印加し、前記原料をアニール
処理しながら前記コイル型を軸中心に回転させることに
より、結晶配向性のある超電導線を得る方法が開示され
ている（例えば、特開平２−１９２６２２号公報）。
計測するＳＱＩＤ等を使用する時には、地磁気などの外
部磁界のシールドが必要である。近年、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ
−Ｏ，Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｏ，Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ
−Ｏなどの銅を含む層状構造の酸化物高温超電導体が発
見され、これらの物質を用いた磁気シールド材や導電材
料が使用されつつある。しかし、これらの高温超電導体
は層状構造であるため、結晶成長に異方性があり、板状
の粒子になりやすく、成形後焼結といった通常のセラミ
ックスの製法では緻密な材料を得ることが難しかった。 これらの問題を克服するために、ホットプレスにより材
料の緻密性を上げる方法が試みられている（例えば、Ｊ
ａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐ
ｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ２９，Ｎｏ３，（
１９９０）Ｌ４３０）。図８はホットプレスによる円筒
状の磁気シールド体の製法を示したもので、超電導材料
の粉末や、超電導材料の原料粉末を円筒型成形器２’に
入れ、プレス３’により上下からプレスしながら加熱炉
４’により加熱し、高緻密度の焼結体１’を得る方法で
ある。 また、高電流密度の超電導電線は、銀製シースに超電導
材料の原料粉末を詰め、圧延と焼成をくり返す方法を用
いて製造されている。また、コイル型に原料を入れ、コ
イル型の軸長方向に磁界を印加し、前記原料をアニール
処理しながら前記コイル型を軸中心に回転させることに
より、結晶配向性のある超電導線を得る方法が開示され
ている（例えば、特開平２−１９２６２２号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ホット
プレスによる方法では、プレスする方向と平行に結晶の
Ｃ軸が配向する性質がある。また、上記超伝導体のよく
知られた特性として、超伝導体の結晶のＣ軸に垂直な方
向には大きな超電導電流を流すことができるが、平行な
方向には、極めて小さな超電導電流しか流すことができ
ないということがある。このため、図９に示すように、
磁束が超電導体に侵入し始める下部臨界磁場は、Ｃ軸に
平行な方向の値（ＨＣ１”）の方がＣ軸に垂直な方向の
値（ＨＣ１’）よりも大きい。したがって、結晶のＣ軸
に平行な磁界は遮蔽は容易であるが、垂直な磁界はほと
んど遮蔽できない。従来の図８に示したような方法で得
られた円筒状の焼結体１’より得られた磁気シールド体
は、長手方向に圧力を加えて焼成されるため、ミクロ的
に見るとその結晶のＣ軸が図１０に示すように、円筒の
高さ方向に配向している。したがって、円筒の側面方向
からの磁界Ｈに対する磁気遮蔽の効果は極めて弱いとい
う問題があった。また、図８に示された方法をとるかぎ
り、円筒形シールド体の径方向にＣ軸を配向させること
が難しく、円筒形の長手方向の臨界電流を大きくするこ
とが困難であった。また、特開平２−１９２６２２号公
報に開示されている方法では、Ｃ軸がコイル型の軸方向
に成長するため、この方法によっても円筒形の径方向に
Ｃ軸を配向させ、円筒形の長手方向の臨界電流を大きく
することが困難であった。本発明は、円筒状の側面から
の磁界のシールドに優れ、かつ高密度の磁気シールド材
や、長手方向の臨界電流密度の大きい超導電材料を製造
することを目的とするものである。
プレスによる方法では、プレスする方向と平行に結晶の
Ｃ軸が配向する性質がある。また、上記超伝導体のよく
知られた特性として、超伝導体の結晶のＣ軸に垂直な方
向には大きな超電導電流を流すことができるが、平行な
方向には、極めて小さな超電導電流しか流すことができ
ないということがある。このため、図９に示すように、
磁束が超電導体に侵入し始める下部臨界磁場は、Ｃ軸に
平行な方向の値（ＨＣ１”）の方がＣ軸に垂直な方向の
値（ＨＣ１’）よりも大きい。したがって、結晶のＣ軸
に平行な磁界は遮蔽は容易であるが、垂直な磁界はほと
んど遮蔽できない。従来の図８に示したような方法で得
られた円筒状の焼結体１’より得られた磁気シールド体
は、長手方向に圧力を加えて焼成されるため、ミクロ的
に見るとその結晶のＣ軸が図１０に示すように、円筒の
高さ方向に配向している。したがって、円筒の側面方向
からの磁界Ｈに対する磁気遮蔽の効果は極めて弱いとい
う問題があった。また、図８に示された方法をとるかぎ
り、円筒形シールド体の径方向にＣ軸を配向させること
が難しく、円筒形の長手方向の臨界電流を大きくするこ
とが困難であった。また、特開平２−１９２６２２号公
報に開示されている方法では、Ｃ軸がコイル型の軸方向
に成長するため、この方法によっても円筒形の径方向に
Ｃ軸を配向させ、円筒形の長手方向の臨界電流を大きく
することが困難であった。本発明は、円筒状の側面から
の磁界のシールドに優れ、かつ高密度の磁気シールド材
や、長手方向の臨界電流密度の大きい超導電材料を製造
することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、銅を含む層状
構造の酸化物超電導材料または前記超電導材料を構成す
る元素からなる化合物を任意の形状の成型体に加工した
後、前記成型体を回転体に取り付け、前記成型体を回転
させながら熱処理する工程を有する超電導体の製造方法
において、熱処理温度が７００℃以上で、かつ前記成型
体の回転軸に対し垂直方向の前記成型体の肉厚をａ（ｃ
ｍ）、前記成型体の密度をｄ（ｇ／ｃｍ３ ）、前記成
型体の肉厚ａの中点と回転軸までの距離をｒ（ｃｍ）、
前記成型体の回転時の角速度をω（ｓｅｃ−１）、前記
回転軸に対して垂直方向の圧力をＰ（ｋｇ／ｃｍ２ ）
とした時に、ａが０．１ｃｍから１０ｃｍ、ｒが０．５
ｃｍから２００ｃｍ、Ｐ＝ａ・ｄ・ｒ・ω２ ／１００
０Ｇ（Ｇは重力の加速度で９８０ｃｍ／ｓｅｃ２ ）で
表されるＰが７ｋｇ／ｃｍ２ から５００ｋｇ／ｃｍ２
の範囲とし、また、前記成型体を円筒形または円柱形
とした方法である。
構造の酸化物超電導材料または前記超電導材料を構成す
る元素からなる化合物を任意の形状の成型体に加工した
後、前記成型体を回転体に取り付け、前記成型体を回転
させながら熱処理する工程を有する超電導体の製造方法
において、熱処理温度が７００℃以上で、かつ前記成型
体の回転軸に対し垂直方向の前記成型体の肉厚をａ（ｃ
ｍ）、前記成型体の密度をｄ（ｇ／ｃｍ３ ）、前記成
型体の肉厚ａの中点と回転軸までの距離をｒ（ｃｍ）、
前記成型体の回転時の角速度をω（ｓｅｃ−１）、前記
回転軸に対して垂直方向の圧力をＰ（ｋｇ／ｃｍ２ ）
とした時に、ａが０．１ｃｍから１０ｃｍ、ｒが０．５
ｃｍから２００ｃｍ、Ｐ＝ａ・ｄ・ｒ・ω２ ／１００
０Ｇ（Ｇは重力の加速度で９８０ｃｍ／ｓｅｃ２ ）で
表されるＰが７ｋｇ／ｃｍ２ から５００ｋｇ／ｃｍ２
の範囲とし、また、前記成型体を円筒形または円柱形
とした方法である。
【０００５】
【作用】成型体を回転させて径方向に圧力を加えながら
加熱処理することによって、成型体の径方向に材料のＣ
軸を配向させることになる。このため、円筒状または円
柱状の材料では長手方向の臨界電流密度が大きく、側面
からの磁界に対する磁気遮蔽効果が大きい超電導体が形
成される。
加熱処理することによって、成型体の径方向に材料のＣ
軸を配向させることになる。このため、円筒状または円
柱状の材料では長手方向の臨界電流密度が大きく、側面
からの磁界に対する磁気遮蔽効果が大きい超電導体が形
成される。
【０００６】
【実施例】（実施例１）Ｂｉ２ Ｏ３ ，ＳｒＣＯ３
，ＣａＣＯ３ ，ＣｕＯを出発原料とし、金属元素の比
が、Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：１：２となるよ
うに各出発原料を秤量、混合し、８００℃−２４時間仮
焼し、擂り潰し後、内径５ｃｍ、外径７ｃｍ、長さ１０
ｃｍの円筒状に成形した成型体１を作成し、図１に示す
ように、マグネシア製の円筒状の容器である成型器２に
装入・固定して蓋を閉め、成型器２を垂直に設けられた
モータ３の回転軸３１に固定して回転できるようにする
。２の外側には円筒状の加熱炉４を設けておく。この状
態で、成型器２をモータ３により５３０００ｒｐｍで回
転させた。この時、成型体１に加わる回転軸に垂直の方
向の圧力は４９０ｋｇ／ｃｍ２ であった。また、同時
に８７０℃で１時間加熱して成型体１を焼結させた。こ
のようにして得た円筒形の成型体１の内側に図２に示す
ように、磁気センサ５を配置し、液体ヘリウムによって
冷却された低温状態の中で電磁石６により外部から成型
体１の側面に向かって磁界Ｈを加え、磁気センサ信号処
理装置５１により測定値を求め、磁気シールド効果を調
べた。図３は、上記の結果より従来の方法で作製した磁
気シールド体と本実施例の成型体１から得た磁気シール
ド体の外部からの印加磁界に対する磁気センサの出力の
関係、すなわち外部磁場依存性を表したものである。そ
の結果、従来のホットプレスにより作製した磁気シール
ド体は、４．２Ｋの温度で８エルステッド（Ｏｅ）から
磁界の侵入が観察されたが、本発明の方法により作製し
た磁気シールド体では、３６エルステッドで磁界の侵入
が観察され、４．５倍の磁気シールド効果を有する材料
を作製することができた。また、従来のホットプレスに
より作製した磁気シールド体と本発明により作製した磁
気シールド体を図４のように成型体１の軸方向および円
周方向に長く、径方向に薄い薄板状のサンプルＳとして
切り出し、Ｘ線回折法により、各磁気シールド体の結晶
の配向性を調べ、評価した。図５はそのＸ線回折結果を
示すもので、従来の製法で作製された磁気シールド体は
（００Ｌ）以外に（１１３）、（１１５）、（１１７）
、（２００）、（０２０）の回折線が観察され、円筒の
厚さ方向（径方向）にはＣ軸の優先配向が見られない。 （ここでＬは偶数である）しかし、本発明の製法により
作製した磁気シールド体は、（００Ｌ）以外の回折線は
まったく観察されなかった。すなわち、本発明の製法に
より作製した磁気シールド体はその円筒肉厚方向（径方
向）に結晶のＣ軸が配向していることを示している。し
たがって、円筒の側面方向からの磁場を効果的に遮蔽す
ることが可能となっている。
，ＣａＣＯ３ ，ＣｕＯを出発原料とし、金属元素の比
が、Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：１：２となるよ
うに各出発原料を秤量、混合し、８００℃−２４時間仮
焼し、擂り潰し後、内径５ｃｍ、外径７ｃｍ、長さ１０
ｃｍの円筒状に成形した成型体１を作成し、図１に示す
ように、マグネシア製の円筒状の容器である成型器２に
装入・固定して蓋を閉め、成型器２を垂直に設けられた
モータ３の回転軸３１に固定して回転できるようにする
。２の外側には円筒状の加熱炉４を設けておく。この状
態で、成型器２をモータ３により５３０００ｒｐｍで回
転させた。この時、成型体１に加わる回転軸に垂直の方
向の圧力は４９０ｋｇ／ｃｍ２ であった。また、同時
に８７０℃で１時間加熱して成型体１を焼結させた。こ
のようにして得た円筒形の成型体１の内側に図２に示す
ように、磁気センサ５を配置し、液体ヘリウムによって
冷却された低温状態の中で電磁石６により外部から成型
体１の側面に向かって磁界Ｈを加え、磁気センサ信号処
理装置５１により測定値を求め、磁気シールド効果を調
べた。図３は、上記の結果より従来の方法で作製した磁
気シールド体と本実施例の成型体１から得た磁気シール
ド体の外部からの印加磁界に対する磁気センサの出力の
関係、すなわち外部磁場依存性を表したものである。そ
の結果、従来のホットプレスにより作製した磁気シール
ド体は、４．２Ｋの温度で８エルステッド（Ｏｅ）から
磁界の侵入が観察されたが、本発明の方法により作製し
た磁気シールド体では、３６エルステッドで磁界の侵入
が観察され、４．５倍の磁気シールド効果を有する材料
を作製することができた。また、従来のホットプレスに
より作製した磁気シールド体と本発明により作製した磁
気シールド体を図４のように成型体１の軸方向および円
周方向に長く、径方向に薄い薄板状のサンプルＳとして
切り出し、Ｘ線回折法により、各磁気シールド体の結晶
の配向性を調べ、評価した。図５はそのＸ線回折結果を
示すもので、従来の製法で作製された磁気シールド体は
（００Ｌ）以外に（１１３）、（１１５）、（１１７）
、（２００）、（０２０）の回折線が観察され、円筒の
厚さ方向（径方向）にはＣ軸の優先配向が見られない。 （ここでＬは偶数である）しかし、本発明の製法により
作製した磁気シールド体は、（００Ｌ）以外の回折線は
まったく観察されなかった。すなわち、本発明の製法に
より作製した磁気シールド体はその円筒肉厚方向（径方
向）に結晶のＣ軸が配向していることを示している。し
たがって、円筒の側面方向からの磁場を効果的に遮蔽す
ることが可能となっている。
【０００７】（実施例２）実施例１と同じＢｉ系超電導
体の出発原料を用い、８００℃−２４時間の仮焼後、擂
り潰し、成型体１の肉厚が０．１ｃｍから３ｃｍで、成
型体１の肉厚の中点と回転中心までの距離を０．５ｃｍ
から２００ｃｍの種々の大きさの円筒形の成型体１を作
製した。この時、成型体１の回転軸に対して垂直方向の
圧力が０．１ｋｇ／ｃｍ２ から２００ｋｇ／ｃｍとな
る回転数で回転させながら、７００℃、８００℃、８７
０℃で２時間焼結した。成型体１から得られた円筒形の
磁気シールド体から、図４に示したような薄板状のサン
プルを切り出し、Ｘ線回折法により結晶の配向性を調べ
た。Ｘ線回折による配向性は回折線（００１０）と（１
１５）強度の比Ｉ００１０／Ｉ１１５ により評価した
。すなわち、Ｉ００１０／Ｉ１１５ の値の大きくなる
ほど円筒の壁面と超電導体のａ−ｂ面がより平行になっ
ていることを示す。図６は実施例１と同じ組成のＢｉ系
超電導体を７００℃、８００℃、８７０℃で焼結し、回
転軸に対して垂直方向の圧力をＰ（ｋｇ／ｃｍ２ ）と
した時に、結晶配向性（Ｉ００１０／Ｉ１１５）の遠心
力による円筒状の成型体１の壁面の応力依存性を示した
もので、いずれの焼結温度においても、７ｋｇ／ｃｍ２
以上の圧力で円筒の壁面と超電導体の結晶のａ−ｂ面
が平行に配向していることがわかる。
体の出発原料を用い、８００℃−２４時間の仮焼後、擂
り潰し、成型体１の肉厚が０．１ｃｍから３ｃｍで、成
型体１の肉厚の中点と回転中心までの距離を０．５ｃｍ
から２００ｃｍの種々の大きさの円筒形の成型体１を作
製した。この時、成型体１の回転軸に対して垂直方向の
圧力が０．１ｋｇ／ｃｍ２ から２００ｋｇ／ｃｍとな
る回転数で回転させながら、７００℃、８００℃、８７
０℃で２時間焼結した。成型体１から得られた円筒形の
磁気シールド体から、図４に示したような薄板状のサン
プルを切り出し、Ｘ線回折法により結晶の配向性を調べ
た。Ｘ線回折による配向性は回折線（００１０）と（１
１５）強度の比Ｉ００１０／Ｉ１１５ により評価した
。すなわち、Ｉ００１０／Ｉ１１５ の値の大きくなる
ほど円筒の壁面と超電導体のａ−ｂ面がより平行になっ
ていることを示す。図６は実施例１と同じ組成のＢｉ系
超電導体を７００℃、８００℃、８７０℃で焼結し、回
転軸に対して垂直方向の圧力をＰ（ｋｇ／ｃｍ２ ）と
した時に、結晶配向性（Ｉ００１０／Ｉ１１５）の遠心
力による円筒状の成型体１の壁面の応力依存性を示した
もので、いずれの焼結温度においても、７ｋｇ／ｃｍ２
以上の圧力で円筒の壁面と超電導体の結晶のａ−ｂ面
が平行に配向していることがわかる。
【０００８】（実施例３）実施例１では円筒状の成型体
１を回転させ、加熱により磁気シールド体を作製したが
、この場合は最初、外径７ｃｍ、長さ１０ｃｍの円柱状
の成型体を３７０００ｒｐｍで回転させて４９０ｋｇ／
ｃｍ２ の圧力を回転軸に対して垂直方向に加えながら
８７０℃で１時間加熱した後、円柱状の成型体の中心に
穴を開けて円筒状に加工した。このようにして作製した
磁気シールド体の磁界の遮蔽効果も、従来のシールド材
に比べて５倍以上を示し、実施例１の場合とほぼ同様の
シールド効果が得られた。
１を回転させ、加熱により磁気シールド体を作製したが
、この場合は最初、外径７ｃｍ、長さ１０ｃｍの円柱状
の成型体を３７０００ｒｐｍで回転させて４９０ｋｇ／
ｃｍ２ の圧力を回転軸に対して垂直方向に加えながら
８７０℃で１時間加熱した後、円柱状の成型体の中心に
穴を開けて円筒状に加工した。このようにして作製した
磁気シールド体の磁界の遮蔽効果も、従来のシールド材
に比べて５倍以上を示し、実施例１の場合とほぼ同様の
シールド効果が得られた。
【０００９】（実施例４）本発明の方法で、肉厚１ｃｍ
、外径２０ｃｍの円筒形の成型体を回転させて、２００
ｋｇ／ｃｍ２ の圧力を回転軸と垂直方向に加えながら
、８７０〜９２０℃で５〜１０時間焼結した。ＹＢａ２
Ｃｕ３ ＯＸ ，ＹＢａ２ Ｃｕ４ ＯＸ ，Ｂｉ１
．６Ｐｂ０．４ Ｓｒ２ Ｃａ２ Ｃｕ３ ＯＸ ，Ｔ
ｌ２ Ｂａ２Ｃａ２ Ｃｕ３ ＯＸ の各材料について
、その磁気シールド効果を調べた結果を図７（ａ）〜（
ｄ）に示す。図から明らかなように、本発明による磁気
シールド体のシールド効果は従来の方法による磁気シー
ルド体に比較して、ＹＢａ２ Ｃｕ３ ＯＸ で約２倍
、ＹＢａ２Ｃｕ４ ＯＸ で約２．５倍、Ｂｉ１．６
Ｐｂ０．４ Ｓｒ２ Ｃａ２ Ｃｕ３ ＯＸ で約８倍
、Ｔｌ２ Ｂａ２ Ｃａ２ Ｃｕ３ ＯＸ で約６倍で
あった。したがって、本発明の回転熱処理による超電導
体の製造方法で高性能の超電導磁気シールド体の作製が
可能となった。
、外径２０ｃｍの円筒形の成型体を回転させて、２００
ｋｇ／ｃｍ２ の圧力を回転軸と垂直方向に加えながら
、８７０〜９２０℃で５〜１０時間焼結した。ＹＢａ２
Ｃｕ３ ＯＸ ，ＹＢａ２ Ｃｕ４ ＯＸ ，Ｂｉ１
．６Ｐｂ０．４ Ｓｒ２ Ｃａ２ Ｃｕ３ ＯＸ ，Ｔ
ｌ２ Ｂａ２Ｃａ２ Ｃｕ３ ＯＸ の各材料について
、その磁気シールド効果を調べた結果を図７（ａ）〜（
ｄ）に示す。図から明らかなように、本発明による磁気
シールド体のシールド効果は従来の方法による磁気シー
ルド体に比較して、ＹＢａ２ Ｃｕ３ ＯＸ で約２倍
、ＹＢａ２Ｃｕ４ ＯＸ で約２．５倍、Ｂｉ１．６
Ｐｂ０．４ Ｓｒ２ Ｃａ２ Ｃｕ３ ＯＸ で約８倍
、Ｔｌ２ Ｂａ２ Ｃａ２ Ｃｕ３ ＯＸ で約６倍で
あった。したがって、本発明の回転熱処理による超電導
体の製造方法で高性能の超電導磁気シールド体の作製が
可能となった。
【００１０】（実施例５）実施例１と同じ金属元素比の
原料を混合し、８００℃で２４時間の仮焼を行った後擂
り潰し、内径１ｃｍ、外径２ｃｍ、長さ４０ｃｍのパイ
プ状の成型体に成形した。これを内径２ｃｍの銀パイプ
内に固定して実施例１と同様の装置を用いて１０万ｒｐ
ｍで回転させて回転軸に対し垂直方向に２２０ｋｇ／ｃ
ｍ２ の圧力を加えながら、８７０℃で１時間の加熱処
理を行い、超電導体としての成型体を得た。このように
、銀パイプの内面に上記超電導体を固着した成形体につ
いて長手方向の臨界電流密度を測定したところ、７７Ｋ
のゼロ磁界で１５０００Ａ／ｃｍ２という大きな値が得
られた。同じ超電導体のパイプから切り出したサンプル
について、径方向の臨界電流密度を調べたところ、７７
Ｋのゼロ磁界で７０００Ａ／ｃｍ２ しか示さず、本発
明の回転熱処理による径方向のＣ軸配向と、これによる
パイプの長手方向の臨界電流密度の上昇が顕著に認めら
れた。なお、実施例では円筒状および円柱状の成型体に
ついての結果を述べたが、本発明の回転熱処理法では成
型体の形状はこれに限るものではなく、遠心力を加えら
れるものであれば断面形状が楕円形や多角形であっても
回転軸と垂直方向へＣ軸配向した材料が得られることは
実施例から明らかである。
原料を混合し、８００℃で２４時間の仮焼を行った後擂
り潰し、内径１ｃｍ、外径２ｃｍ、長さ４０ｃｍのパイ
プ状の成型体に成形した。これを内径２ｃｍの銀パイプ
内に固定して実施例１と同様の装置を用いて１０万ｒｐ
ｍで回転させて回転軸に対し垂直方向に２２０ｋｇ／ｃ
ｍ２ の圧力を加えながら、８７０℃で１時間の加熱処
理を行い、超電導体としての成型体を得た。このように
、銀パイプの内面に上記超電導体を固着した成形体につ
いて長手方向の臨界電流密度を測定したところ、７７Ｋ
のゼロ磁界で１５０００Ａ／ｃｍ２という大きな値が得
られた。同じ超電導体のパイプから切り出したサンプル
について、径方向の臨界電流密度を調べたところ、７７
Ｋのゼロ磁界で７０００Ａ／ｃｍ２ しか示さず、本発
明の回転熱処理による径方向のＣ軸配向と、これによる
パイプの長手方向の臨界電流密度の上昇が顕著に認めら
れた。なお、実施例では円筒状および円柱状の成型体に
ついての結果を述べたが、本発明の回転熱処理法では成
型体の形状はこれに限るものではなく、遠心力を加えら
れるものであれば断面形状が楕円形や多角形であっても
回転軸と垂直方向へＣ軸配向した材料が得られることは
実施例から明らかである。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の実施によれ
ば、従来の超電導磁気シールド体では困難であった方向
に結晶のＣ軸を配向させ、高性能の磁気シールド体の作
製が可能となり、ＳＱＵＩＤ等を用いた脳磁界などの微
弱磁気信号の検出が行えるようになる。また、本発明の
実施により、長手方向に抵抗ゼロで大電流を流すことが
できる導電材料を製造でき、超電導コイルへの電流リー
ドやブスバーなどへの適用が可能となるなどの効果があ
る。
ば、従来の超電導磁気シールド体では困難であった方向
に結晶のＣ軸を配向させ、高性能の磁気シールド体の作
製が可能となり、ＳＱＵＩＤ等を用いた脳磁界などの微
弱磁気信号の検出が行えるようになる。また、本発明の
実施により、長手方向に抵抗ゼロで大電流を流すことが
できる導電材料を製造でき、超電導コイルへの電流リー
ドやブスバーなどへの適用が可能となるなどの効果があ
る。
【図１】本発明の磁気シールド体の製造法を示す模式図
である。
である。
【図２】本発明の磁気シールド効果の評価法の説明図で
ある。
ある。
【図３】従来法と本発明法で作製した磁気シールド体の
磁気シールド特性を示す説明図である。
磁気シールド特性を示す説明図である。
【図４】本発明の円筒形磁気シールド体の結晶のＣ軸方
向と配向性評価試料の形状を示す説明図である。
向と配向性評価試料の形状を示す説明図である。
【図５】従来法と本発明法で作製した配向性評価試料の
Ｘ線回折結果を示す説明図である。
Ｘ線回折結果を示す説明図である。
【図６】本発明法の種々の焼結温度における結晶配向性
の応力依存性を示す説明図である。
の応力依存性を示す説明図である。
【図７】従来法と本発明法で作製した各種材料ごとの磁
気シールド体の磁気シールド特性を示す説明図である。
気シールド体の磁気シールド特性を示す説明図である。
【図８】従来の磁気シールド体の製造法の模式図である
。
。
【図９】酸化物超電導体の磁化特性を示す説明図である
。
。
【図１０】従来法で作製した円筒形磁気シールド体の結
晶のＣ軸配向性を示す説明図である。
晶のＣ軸配向性を示す説明図である。
１ 成型体
２ 成型器
３ モータ
３１ 回転軸
４ 加熱炉
５ 磁気センサ
Claims (2)
- 【請求項１】 銅を含む層状構造の酸化物超電導材料
または前記超電導材料を構成する元素からなる化合物を
任意の形状の成型体に加工した後、前記成型体を回転体
に取り付け、前記成型体を回転させながら熱処理する工
程を有する超電導体の製造方法において、熱処理温度を
７００℃以上とし、かつ前記成型体の回転軸に対し垂直
方向の前記成型体の肉厚をａ（ｃｍ）、前記成型体の密
度をｄ（ｇ／ｃｍ３ ）、前記成型体の肉厚ａの中点と
回転軸までの距離をｒ（ｃｍ）、前記成型体の回転時の
角速度をω（ｓｅｃ−１）、前記回転軸に対して垂直方
向の圧力をＰ（ｋｇ／ｃｍ２ ）とした時に、ａが０．
１ｃｍから１０ｃｍ、ｒが０．５ｃｍから２００ｃｍ、
Ｐ＝ａ・ｄ・ｒ・ω２ ／１０００Ｇ（Ｇは重力の加速
度で９８０ｃｍ／ｓｅｃ２ ）で表されるＰを７ｋｇ／
ｃｍ２ から５００ｋｇ／ｃｍ２の範囲としたことを特
徴とする超電導体の製造方法。 - 【請求項２】 前記成型体が円筒形または円柱形であ
る請求項１記載の超電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3069317A JPH04280690A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3069317A JPH04280690A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 超電導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04280690A true JPH04280690A (ja) | 1992-10-06 |
Family
ID=13399062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3069317A Pending JPH04280690A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04280690A (ja) |
-
1991
- 1991-03-08 JP JP3069317A patent/JPH04280690A/ja active Pending
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