WO2011071071A1

WO2011071071A1 - 酸化物超伝導バルク磁石部材

Info

Publication number: WO2011071071A1
Application number: PCT/JP2010/071999
Authority: WO
Inventors: 充森田; 英一手嶋
Original assignee: 新日本製鐵株式会社
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2011-06-16
Also published as: EP2511917B1; US20120231958A1; CN102640234A; CN102640234B; EP2511917A1; US8948829B2; EP2511917A4

Abstract

　この酸化物超伝導バルク磁石部材は、互いに異なる外周寸法の外周を有し、これら外周のうち前記外周寸法が相対的に大きな外周が小さな外周を取り囲むように配置される複数のバルク部と；互いに隣接する一対の前記バルク部の間に配置される介在部と；を備え、互いに隣接する前記各バルク部の間に隙間が形成され、前記各バルク部が、ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相中にＲＥ_２ＢａＣｕＯ_５相が分散した酸化物バルク体であり、前記各バルク部のうち、前記外周寸法が最も小さなバルク部が、柱状またはリング状であり、前記外周寸法が最も小さなバルク部以外のバルク部が、リング状である。

Description

酸化物超伝導バルク磁石部材

　本発明は、酸化物超伝導バルク磁石部材に関する。
　本願は、２００９年１２月８日に、日本に出願された特願２００９－２７８８４７号と２００９年１２月８日に、日本に出願された特願２００９－２７８７６７号と２０１０年１０月２２日に、日本に出願された特願２０１０－２３７４７１号と２０１０年１０月２２日に、日本に出願された特願２０１０－２３７４７３号とに基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相（ＲＥは、希土類元素である）中にＲＥ_２ＢａＣｕＯ_５相を分散させた酸化物超伝導材料のバルク体は、高い臨界電流密度（Ｊ_ｃ）を有するため、磁場中冷却やパルス着磁等の着磁方法により励磁され、酸化物超伝導バルク磁石として使用可能である。例えば、特許文献１には、このような酸化物超伝導材料（酸化物超伝導バルク体）を超伝導モーター等に使用可能にする超伝導磁場発生装置が開示されている。

　非特許文献１には、磁場中冷却により着磁された直径３６ｍｍの円柱形Ｓｍ系バルク超伝導体を用いて、最大１．５Ｔ程度の磁場を発生できるバルク磁石が開示されている。また、非特許文献２では、Ｙ系バルク超伝導材料を用いて、パルス着磁と磁場中冷却による着磁との比較検討を行っている。さらに、非特許文献３では、超伝導マグネット中で直径約６０ｍｍのバルク超伝導材料を用い、４０Ｋにおいて約４．５Ｔの磁場を発生させている。このようなＲＥ系バルク超伝導材料のパルス着磁に関して、特許文献１には、磁束跳躍を伴うパルス着磁が開示され、また、例えば、特許文献２及び特許文献３には、冷却方法を含めた着磁方法が開示されている。

　最近では、特許文献４において、低磁界から高磁界まで大きな捕捉磁界が得られる超伝導バルク磁石が開示されている。この超伝導バルク磁石では、二種類のＲＥ系超伝導バルク材料（ＲＥ^ＩＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ及びＲＥ^ＩＩＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ）を用いている。すなわち、この超伝導バルク磁石では、低磁場で高い臨界電流密度（Ｊ_ｃ）特性を有するリング状のバルク超伝導体（ＲＥ^ＩＩＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ）の内側に高磁場で高いＪ_ｃ特性を有する円柱状のバルク超伝導体（ＲＥ^ＩＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ）を配置している。なお、この超伝導バルク磁石の着磁は、静磁場下で行われている。

　また、特許文献５には、組成が異なる（即ち、超伝導特性が異なる）二種類又は三種類のＲＥ系超伝導バルク材料を配置することにより、低磁界から高磁界まで大きな捕捉磁界が得られる超伝導バルク磁石が開示されている。具体的には、異なる臨界電流密度特性を有する二種類（又は三種類）の超伝導バルク体が用いられ、超伝導バルク磁石の周辺部に低磁場で大きい臨界電流密度を有する材料を配置し、磁場強度が高い中心部に高磁場で高い電流密度を有する材料を配置する。この配置により、超伝導バルク磁石全体として強い磁場を発生することができる。この特許文献５には、着磁方法として静磁場着磁法及びパルス着磁法が開示されている。

　特許文献６には、中空の酸化物超伝導バルクマグネット（複数の中空酸化物超伝導バルク体を複合化した超伝導バルクマグネット）が開示されている。この酸化物超伝導バルクマグネットでは、原料の節約と軽量化とを達成することができる。また、この超伝導バルクマグネットを着磁して永久磁石として使用するために、超伝導バルクマグネットを液体窒素中に浸漬して超伝導状態にし、外部から磁界を印加して超伝導体に磁束線をトラップさせる方法、即ち、静磁場着磁方法を用いている。また、特許文献７には、パルス着磁での発熱による特性低下の問題を解決するため、超伝導体間に冷媒の流路を設けてパルス着磁時の捕捉磁束特性を改善する方法が開示されている。

　以上のように、ＲＥ系（ＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系）酸化物バルク体では、バルク磁石としての酸化物超伝導バルク体の構成及び着磁方法を改良して、マグネット（磁石）の磁場強度を向上させている。

特開平６－２０８３７号公報特開平６－１６８８２３号公報特開平１０－１２４２９号公報特開２００１－３５８００７号公報特開平９－２５５３３３号公報特開平７－２１１５３８号公報特開２００６－３１９０００号公報

日本応用磁気学会誌，Ｖｏｌ．２３（１９９９），Ｎｏ．４－１，ｐ．８８５Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．３４（１９９５），ｐ．５５７４日本応用磁気学会誌，Ｖｏｌ．１９（１９９５），Ｎｏ．３，ｐ．７４４

　ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相（１２３相）中にＲＥ_２ＢａＣｕＯ_５相（２１１相）が分散した酸化物バルク体は、主に、数ｍｍ角の種結晶を単結晶状バルク体に結晶成長させて製造される。結晶成長中の１２３相は、正方晶であるため、通常の種付法によりある結晶のａ－ｂ面と接触させる場合、種付面内に４回対称のファセット面を形成しながら成長する。このように、結晶成長によって製造された酸化物バルク体の超伝導特性は、概して４回対称の不均一性を有する。具体的な例として、円盤状の酸化物バルク体を静磁場着磁して得られた捕捉磁束分布を図１３に示す。図１３に示すように、捕捉磁束分布は、同心円からずれており、４回対称に歪んでいる。即ち、上述のように、１２３相中に２１１相が分散した酸化物バルク体は、バルク磁石として利用することができるが、図１３に示すように磁束分布が歪むので、この酸化物バルク体を磁気浮上装置、超伝導モーター、超伝導発電機等の磁石として実際に使用する場合には、効率の良い駆動または発電が困難になる。

　従来までは、上述のように、ＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体を用いた超伝導バルク磁石では、その磁場強度の向上のみが注力されてきた。このように、単純に磁場強度が高いバルク磁石を実際に使用される超伝導モーターや超伝導発電機等に組み込んだ場合には、バルク磁石の磁束分布（磁場強度分布）が不均一であるため、効率よく駆動や発電を行うことが難しい。そこで、このような酸化物バルク体を超伝導バルク磁石として使用する場合には、磁束分布を歪ませることなく、均一に（例えば、同心円状に均一に）することが重要である。

　一方、特許文献５に開示された技術では、強い磁場を得るために、上記のようなＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体を用いた超伝導バルク磁石として、例えば、バルク磁石の周辺部に低磁場で大きな臨界電流密度を有するＹ系酸化物超伝導バルク体を使用し、バルク磁石の中心部に高磁場で大きな臨界電流密度を有するＮｄ系酸化物超伝導バルク体を使用している。ところが、超伝導バルク磁石として均一な磁場を得ることが重要であることについては記載も示唆もされておらず、その構成も示されていない。また、強い均一な磁場を得る方法として、ドーナツ状の銅板にリング状の溝を複数個設けて、これらの溝にＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体を埋め込んだ構成も示されている。しかしながら、この構成の磁石は、バルク磁石ではなく超伝導コイルとして使用されるコイル磁石であるため、磁石全体に対して付帯材料の銅板が占める割合が多くなる。そのため、このようなコイル磁石では、磁石質量に対する発生磁場強度の割合が小さくなる。

　上述のようなＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体を用いた超伝導バルク磁石は、金属磁石やコイルを使用した電磁石のような従来の磁石に比べて軽量である。特許文献６では、原料の使用量を少なくし超伝導バルク磁石をより軽量化して、不用な部分に超伝導電流を流さないために、バルク磁石の中心部が中空になるように複数個の中空超伝導バルク体を複合化している。ところが、バルク磁石の磁束分布を均一にすることが実際の使用上重要であることについては記載も示唆もされておらず、その構成も示されていない。

　また、特許文献６に開示された技術では、原料の使用量を少なくして超伝導バルク磁石を軽量化するため、超伝導バルク磁石の中心部に超伝導体が存在しない。そのため、この構造では、中空部分が比較的大きくなり、実際にバルク磁石の外径に対する中空部分の内径が４６．７％もしくは３３．３％である。このような大きな中空部を有する超伝導バルク磁石であっても、磁束分布を必ずしも均一にできるわけではない。特に、磁気浮上装置、超伝導モーター、超伝導発電機等の回転もしくは移動する機器の磁石として実際に使用する環境下では、超伝導バルク磁石が均一な磁束分布を保てない。更に、この特許文献６には、超伝導バルク磁石が中空部分を有しているにも関らず、内部まで詰まった超伝導バルク磁石と同等の性能を有すると記載されている。しかしながら、実際には、バルク磁石の内部の超伝導体も有限の寄与をするため、中空部分を有する超伝導バルク磁石では、内部まで詰まったバルク磁石に比べ特性（磁場強度）が低下する。特に、この特性の差は、強い磁場強度で比較する場合に顕著であり、着磁の方法によっても顕著に現れる。

　上述のようなＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体を用いた酸化物超伝導バルク磁石を着磁するためには、静磁場着磁法やパルス着磁法のような着磁法を用いる。特に、酸化物超伝導バルク磁石を装置に組み込みつつ簡便に着磁する場合に、超伝導バルク磁石が強い磁場を有するためには、パルス着磁法を使用することが好ましい。しかしながら、パルス着磁法では、強い磁場が得られるように着磁しようとすると、磁束分布が不均一になり、均一な磁束分布が得られないという問題がある。この理由を以下に説明する。

　パルス着磁法は、急激な磁場の変化を伴う着磁法であるので、着磁の際に超伝導体中を磁束が急激に移動し、超伝導体内において大きな熱が発生する。そのため、発生した熱がその部分（熱発生部）の温度を上昇させ、その部分の超伝導特性を低下させると、磁束の移動がさらに起きやすくなる。また、超伝導体中にわずかな特性の不均一がある場合にも、このようなサイクル（磁束の移動と熱発生と温度上昇と超伝導特性の低下とのサイクル）を繰り返し、特性の不均一が強調されて磁束捕捉分布が不均一になってしまう。例えば、一般的な円盤型の酸化物超伝導バルク磁石部材を着磁してバルク磁石として使用する場合、材料特性が完全に均一であれば、円盤（酸化物超伝導バルク磁石部材）の同心円状に超伝導電流が流れる。この場合、円盤の高さ方向に磁束密度を取ると、円錐状の磁束密度分布が得られる。しかしながら、実際の材料において、完全に均一な材料特性を得ることは工業的に困難であり、パルス着磁法では、円錐状の均一な磁束密度分布が得られない。さらに、パルス着磁法によって着磁した場合には、印加磁場の変化速度及び磁場強度が大きいほど、磁束分布の不均一性が起こり易くて顕著になる。加えて、超伝導体のサイズが大きいほど、また、Ｊ_c特性が高いほど、この磁束分布の不均一性が発生し易くて顕著になる。したがって、低温ほどＪ_c特性が高くなるので、冷却温度が低いほど不均一な捕捉磁束分布になる傾向がある。

　特許文献５には、上述のように、パルス着磁法で着磁された例が開示されている。しかしながら、この特許文献５では、強磁場の超伝導マグネットの実現のみが示されており、その磁場の均一性については示されていない。また、特許文献６には、上述のように、静磁場着磁法でのみ着磁されているので、パルス着磁法による磁場の均一性については示されていない。このように、特許文献５及び特許文献６に開示されている構造では、パルス着磁を行った場合に、均一な磁場を再現よく得たり、強い磁場を均一に得たりすることが困難である。

　また、パルス着磁法では、上述のように、着磁中に急激に磁場が変化するので、複数のＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体を配置した酸化物超伝導バルク磁石部材では、急激な磁場変化に伴い各酸化物バルク体に対して急激な応力変化及びそれに伴う変形が生ずる。そのため、このような応力変化の繰り返しによって複数の酸化物バルク体の一部が破損する問題が生じ、その結果、強い磁場及び均一な磁場が得られなくなる。

　また、複数のＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体を配置した酸化物超伝導バルク磁石部材では、超伝導発電機や超伝導モーター等の回転機の磁石として使用した場合に、遠心力や振動を受けて各酸化物バルク体が徐々に移動することがある。この場合には、複数の酸化物バルク体が破損しやすくなるだけでなく、各酸化物バルク体の配置位置もずれてしまうため、本来の強く均一な磁場を維持できないという問題がある。

　本発明は、上記問題を鑑み、パルス着磁法で繰り返し着磁しても、強い磁場で、対称的に均一な磁場を有する超伝導バルク磁石として使用可能な酸化物超伝導バルク磁石部材を提供することを目的とする。特に、本発明は、酸化物バルク体（例えば、ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相中にＲＥ_２ＢａＣｕＯ_５相が分散した酸化物バルク体）を用いて容易に製造することができ、かつ超伝導発電機や超伝導モーター等の回転機の磁石に使用したとしても、強い磁場で、対称的かつ均一な磁場を安定に得ることができる酸化物超伝導バルク磁石部材を提供することを目的とする。

　本発明者らは、ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相中にＲＥ_２ＢａＣｕＯ_５相が分散した酸化物バルク体を用いて酸化物超伝導バルク磁石部材を作製し、複数の酸化物バルク体（バルク部）を入れ子構造になるように配置することで、パルス着磁中に急激に磁場が変化しても超伝導電流の乱れを抑制でき、強い磁場で対称的かつ均一な磁場が得られることを見出した。また、本発明者らは、複数配置した酸化物バルク体間に特定の介在部（例えば、樹脂、グリース、半田、又は継ぎ目）を配置することによって、パルス着磁を繰り返し行っても、酸化物バルク体の破損を低減でき、再現よく、強く均一な磁場が得られることを見出した。

　即ち、本発明の要旨は、以下の通りである。
　（１）本発明の一態様に係る酸化物超伝導バルク磁石部材は、互いに異なる外周寸法の外周を有し、これら外周のうち前記外周寸法が相対的に大きな外周が小さな外周を取り囲むように配置される複数のバルク部と；互いに隣接する一対の前記バルク部の間に配置される介在部と；を備え、互いに隣接する前記各バルク部の間に隙間が形成され、前記各バルク部が、ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相中にＲＥ_２ＢａＣｕＯ_５相が分散した酸化物バルク体であり、前記各バルク部のうち、前記外周寸法が最も小さなバルク部が、柱状またはリング状であり、前記外周寸法が最も小さなバルク部以外のバルク部が、リング状である。
　（２）上記（１）に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材では、前記介在部が、樹脂、グリース又は半田であり、互いに隣接する一対の前記バルク部間の前記隙間の幅寸法が、０．０１ｍｍ以上かつ０．４９ｍｍ以下であってもよい。
　（３）上記（２）に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材では、互いに隣接する一対の前記バルク部の前記ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相のａ軸の方向が、互いに異なってもよい。
　（４）上記（１）に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材では、前記介在部が、前記酸化物バルク体であり、互いに隣接する一対の前記バルク部間を接続する継ぎ目であってもよい。
　（５）上記（４）に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材では、互いに隣接する一対の前記バルク部のうちの内側にあるバルク部の外周に沿った前記継ぎ目の幅寸法が、０．１ｍｍ以上かつ前記外周の外周寸法の２５％以下であってもよい。
　（６）上記（４）に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材では、前記各バルク部の回転対称軸方向の厚さ寸法が、１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であってもよい。
　（７）上記（４）に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材では、前記隙間の少なくとも一部に、樹脂、グリース又は半田をさらに備えてもよい。
　（８）上記（２）または（４）に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材では、前記各バルク部のうちのリング状のバルク部の回転対称軸に対して垂直な方向の幅の最大寸法が、１．０ｍｍ超かつ２０．０ｍｍ以下であってもよい。
　（９）上記（２）または（４）に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材では、前記各バルク部のうちのリング状のバルク部の内周形状及び外周形状が、多角形、円又はレーストラック状であってもよい。
　（１０）上記（２）または（４）に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材では、前記各バルク部が、回転対称軸方向に複数の層を形成するように積層されていてもよい。
　（１１）上記（１０）に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材では、前記各層中の前記ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相のｃ軸が、それぞれ前記回転対称軸に対して±３０°の範囲内にあってもよい。
　（１２）上記（１０）に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材では、前記各層のうちの互いに隣接する層中の前記ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相のａ軸の方向が、互いに異なってもよい。

　本発明によれば、パルス着磁法で着磁して、強く均一な磁場を安定に発生することができる酸化物超伝導バルク磁石部材を提供できる。また、対称性と均一性とに優れた着磁が可能な酸化物超伝導バルク磁石部材を提供できる。さらに、パルス着磁を繰り返し行っても、酸化物バルク体の破損を低減でき、再現よく、強く均一な磁場が得られる。パルス着磁法によって高磁界を発生する酸化物超伝導バルク磁石をより簡便に実現できるため、通常の永久磁石では得られない高磁界を利用でき、その工業的効果は甚大である。

　また、上記（４）に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材では、各酸化物バルク体を組み立てて入れ子構造になるように配置する工程が部分的にまたは全て省略可能であるので、その製造工程を容易にすることができる。特に、リング状の部分（リング状のバルク部）が比較的薄く、かつこのリング状の部分の階層数（積層数）が大きい場合には、継ぎ目を有することによる大きな生産性上のメリットがある。

複数のバルク部を入れ子構造になるように配置した構造例を示す上面図である。複数のバルク部を入れ子構造になるように配置した構造例を示す斜視図である。入れ子構造に配置される複数のバルク部の形状例を示す上面図である。入れ子構造に配置される複数のバルク部の形状例を示す上面図である。入れ子構造に配置される複数のバルク部の形状例を示す上面図である。複数のバルク部が、回転対称軸方向に積層された構造例を示す斜視図である。複数のバルク部が、回転対称軸方向に積層され、１２３相のｃ軸が回転対称軸に対して± ３０°（δ）の範囲に存在する状態を示す斜視図である。各バルク部のＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ結晶のａ軸が、それぞれ、異なる方向を向くような入れ子構造になるように配置された構成例を示す上面図である。リング状のバルク部を含む複数のバルク部が入れ子構造になるように配置され、これらバルク部の一部が継ぎ目で接続された構造例を示す上面図である。実施例１で作製した５重リングの形状を示す上面図である。実施例４で作製した入れ子構造の酸化物超伝導バルク磁石部材の形状を示す図である。実施例１で作製した試料Ｃの静磁場着磁時のトラップ磁束分布を示す図である。実施例１で作製した試料Ａの静磁場着磁時のトラップ磁束分布を示す図である。実施例１で作製した試料Ｃのパルス着磁時のトラップ磁束分布を示す図である。実施例１で作製した試料Ａのパルス着磁時のトラップ磁束分布を示す図である。実施例４で作製した試料４－２のパルス着磁時のトラップ磁束分布を示す図である。実施例４で作製した試料４－１のパルス着磁時のトラップ磁束分布を示す図である。実施例７で作製した継ぎ目を有する５重リングの形状を示す図である。実施例７で作製した試料Ｋの静磁場着磁時のトラップ磁束分布を示す図である。実施例７で作製した試料Ｊの静磁場着磁時のトラップ磁束分布を示す図である。実施例７で作製した試料Ｋのパルス着磁時のトラップ磁束分布を示す図である。実施例７で作製した試料Ｊのパルス着磁時のトラップ磁束分布を示す図である。実施例９で作製した継ぎ目を有するレーストラック形状を示す図である。従来のファセット成長させた酸化物超伝導バルク磁石部材のトラップ磁束分布を示す図である。ペロブスカイト構造のａ軸、ｂ軸及びｃ軸を説明する図である。１２３相の一例におけるａ軸、ｂ軸及びｃ軸を説明する図である。

　本発明者らは、ＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体を用いた酸化物超伝導バルク磁石部材（超伝導磁石）を、パルス着磁法により着磁して、強い磁場を有し、磁場が対称的かつ均一である酸化物超伝導バルク磁石として使用するためには、パルス着磁中に磁束の移動を制限し、バルク磁石部材中の超伝導電流の乱れを少なくすることが効果的であることを見出した。また、本発明者らは、酸化物バルク体を入れ子構造になるように配置することにより、パルス着磁中の磁束の移動を容易に制限できることを見出した。入れ子に配置したそれぞれの酸化物バルク体（バルク部）間は、電流が殆ど流れなくなって、超伝導電流が各酸化物バルク内に流れるので、超伝導電流の乱れが少なくなる。即ち、パルス着磁法により、強い磁場を有し、磁場が対称的かつ均一な酸化物超伝導バルク磁石が得られる。

　（第１の実施形態）
　本発明の第１の実施形態に係る酸化物超伝導バルク磁石部材は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、ＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体（複数のバルク部）を入れ子構造になるように配置している。本実施形態では、このような配置構造を有しているため、パルス着磁法で強力な磁石を得る場合に、パルス着磁中に急激に磁場が変化しても磁束の移動を制限でき、強く均一な磁場が得られる。

　図１Ａ及び図１Ｂにおいて、３つのサイズの異なるリング形状を有するＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体（リング状のバルク部、リング部）１～３と、１つの円柱形状のＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体（柱状のバルク部、芯部）４とが入れ子構造になるように配置されている。このような配置構造では、各酸化物バルク体間に隙間８を有するため、パルス着磁を行うと、各酸化物バルク体内の磁場分布が均一かつ対称になるようにパルス着磁中の磁束の移動が制限される。このことにより、バルク磁石部材中に流れる超伝導電流の乱れを少なくできる。よって、強い磁場を有し、この磁場が対称的かつ均一である酸化物超伝導バルク磁石が得られる。なお、図１Ａに示すように、隙間８の少なくとも一部には、樹脂、グリース又は半田のような緩衝材（介在部）５が更に備えられている。

　なお、ここでは、入れ子構造は、外周寸法が相対的に大きな外周が小さな外周を取り囲むように、互いに異なる外周寸法の外周を有する複数の酸化物バルク体を配置する構造である。そのため、各酸化物バルク体のうち、外周寸法が最も小さな酸化物バルク体は、柱状またはリング状であり、外周寸法が最も小さな酸化物バルク体以外の酸化物バルク体は、リング状である。さらに、互いに隣接する各酸化物バルク体の間には、隙間が形成されている。

　また、ＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体１～４のそれぞれについては、ＲＥに相当する成分元素が互いに同じＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体を組み合せてもよく、ＲＥに相当する成分元素が互いに異なる複数種のＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体を組み合せてもよい。後者の場合には、図１Ａ及び図１Ｂに示されるＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体１～４の少なくとも１つが、ＲＥに相当する成分元素について他のＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体と異なる。例えば、ＲＥとしてＳｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｙ、Ｈｏの中から選ばれる成分元素を組み合せることによって、ＲＥに相当する成分元素が互いに異なるＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体を準備し、ＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体１～４の少なくとも１つのＲＥに相当する成分元素を変えて入れ子構造になるように配置することができる。この場合には、ＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体のＪ_ｃ特性を考慮しながらＲＥの組成を変えることにより、酸化物超伝導バルク磁石部材全体の特性を向上させることができる。

　入れ子構造になるように配置される酸化物バルク体の回転対称軸方向から見た周形状（内周形状または外周形状）は、図１Ａに示される例では、円形状であった。しかしながら、上記の理由からパルス着磁中の磁束の移動を制限できる隙間を形成可能な形状であればよく、各用途に適した酸化物超伝導バルク磁石として所望の磁場分布が得られるように適宜形状を選択すればよい。例えば、酸化物バルク体の周形状には、三角、四角、五角、六角、七角、八角等の多角形、円形、矩形、楕円、レーストラック状等の形状が使用できる。なお、例として、図２Ａには、四角形の周形状の酸化物バルク体を示し、図２Ｂには、六角形の周形状の酸化物バルク体を示し、図２Ｃには、レーストラック状の周形状の酸化物バルク体を示している。実用性の観点から、酸化物バルク体（リング状のバルク部）の少なくとも１つが、六角以上の多角形から円までの周形状を有するリング、又は、レーストラックの周形状を有するリングであることが好ましい。酸化物バルク体が、このような周形状を有すると、酸化物超伝導バルク磁石部材を容易に製造（加工、組み立て）でき、より強くより均一な磁場が得られる。周形状が多角形である場合には、加工及び組み立ての容易さと、得られる磁場の性能のバランスとから、六角形又は八角形であることがより好ましい。

　また、入れ子構造になるように配置された各酸化物バルク体（バルク部の群）が、回転対称軸方向に複数の層を形成するように積層されていることがより好ましい。例えば、図１Ａの酸化物超伝導バルク磁石部材を複数用意して積層すると、より強い磁場が得られる。図３Ａ及び図３Ｂには、６つの層を形成するように各酸化物バルク体を積層した例を示す。
　ここで、図３Ａでは、入れ子構造の芯部が無い例（中空の例）を示している。この場合には、外周寸法が最も小さな最内周の酸化物バルク体は、リング状である。しかしながら、入れ子構造の最内周の酸化物バルク体が図１Ａのような柱状（中実）であると、リング状（中空）である場合（芯部がない場合）と比べて、強い磁場を安定に発生させることができる。芯部が無い入れ子構造の超伝導磁石を超伝導発電機や超伝導モーターのような回転機の磁石として使用する場合には、超伝導磁石の外径（入れ子構造の最外周の酸化物バルク体の外径）に対して中空部の内径（入れ子構造の最内周の酸化物バルク体の内径）を３０％以下（面積割合では９％以下）にすることが好ましく、２０％以下（面積割合では４％以下）にすることがより好ましく、１０％以下（面積割合では１％以下）にすることが更に好ましい。この中空部の内径の下限は、０％である。

　このように積層した場合には、酸化物超伝導バルク磁石全体としての磁場の対称性及び均一性を高めることができる。酸化物バルク体では、結晶成長の段階で、種結晶のａ軸方向に電流密度を低下させる欠陥を含む確率が高くなる。そのため、ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ結晶（ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相）のａ軸又はｂ軸の方向が、積層された酸化物バルク体の層（層中の芯部及びリング部）と、この層の上下に隣接する各層（各層中の芯部及びリング部）との間で異なるように各層を配置することがより好ましい。この各層間のａ軸又はｂ軸の方向のずれは、５°～４０°であることが更に好ましい。このように、各層のうちの互いに隣接する層中のＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相のａ軸またはｂ軸の方向が互いに異なるように各層が配置されると、低い特性の部分が層間で並ばないようにすることが可能になり、超伝導バルク磁石全体の特性を均一化することができる。上述の効果を得ることができれば、積層された酸化物バルク体間（各層間）は、超伝導接合されていてもよいし、常伝導接合されていてもよい。

　本実施形態では、上述のように、ＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体、即ち、ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相中にＲＥ_２ＢａＣｕＯ_５相が分散した酸化物バルク体を使用している。しかしながら、酸化物バルク体中のＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相のａ－ｂ面に比較的大きな超伝導電流を流せるので、このａ－ｂ面に対し、直角に磁束が貫くように酸化物バルク体を配置して着磁することが望ましい。そのためには、各酸化物バルク体（一つの層）のＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ結晶のｃ軸が酸化物バルク体の回転対称軸（酸化物超伝導バルク磁石部材の回転対称軸）と一致することが望ましい。さらに、入れ子構造になるように配置された酸化物バルク体の複数の層が、回転対称軸方向に積層された場合には、図３Ｂ（角度δ）に示すように、各層中のＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ結晶のｃ軸が、それぞれ酸化物バルク体の回転対称軸に対して±３０°の範囲内にあると、強い磁場が得られるので、より好ましい。また、各ｃ軸が、それぞれ回転対称軸に対して±１０°の範囲内にあると、さらに好ましい。なお、角度δが±３０°の範囲内にあると、再現よく強い磁場を得ることができる。この角度δの下限は、±０°である。

　また、上記回転対称軸に対して垂直な方向（入れ子構造の階層方向）に隣接する各酸化物バルク体のＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ結晶のａ軸の方向が、互いに異なるような入れ子構造になるように配置することが、より均一な磁場が得られるので、より好ましい。図４に、その一例を示す。このような各酸化物バルク体のａ軸（またはｂ軸）の方向のずれθが、±５°以上±４０°以下であることが更に好ましい。例えば、図３Ａに示すように複数の層を積層する場合には、層の上下（積層方向）に隣接する各層の酸化物バルク体のＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ結晶のａ軸の方向が、互いに異なるように積層することが、より均一な磁場が得られるので、より好ましい。この場合、積層方向（回転対称軸方向）の各ａ軸の方向のずれも、±５°以上±４０°以下であることが更に好ましい。また、入れ子構造の階層数は、入れ子構造を形成するために、２以上である。図１Ａの例では、ＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体１～４を入れ子構造になるように配置しているので、その階層数は４である。ここで、酸化物超伝導バルク磁石部材が大きくなるほど、多い階層数であることが好ましい。通常、パルス着磁を行って、より強くかつより均一な磁場を得るためには、階層数が４以上であることが好ましく、５以上であることがより好ましい。

　なお、上述のａ軸、ｂ軸、及びｃ軸は、図１４Ａに示すペロブスカイト型構造に準じた結晶方位によって決定される。すなわち、ａ軸及びｂ軸は、酸素イオンが構成する八面体に含まれる四角錐の底面を含む方向であり、ｃ軸は、この八面体に含まれる２つの四角錐の頂角同士を結ぶ方向である。
　図１４Ｂに示すように、基本的な１２３相は、ペロブスカイト構造のカチオンＡサイトにＹとＢａとを交互に配置し、Ｙと同じ平面（ａ－ｂ面）のＯをすべて酸素イオン空孔に置換し、さらに、Ｂａと同じ平面（ａ－ｂ面）に隣接する八面体のＯを一部酸素イオン空孔に置換した結晶構造を有している。したがって、１２３相のａ軸、ｂ軸、ｃ軸は、例えば、図１４Ｂに示されるような方向である。

　また、リング状の酸化物バルク体（リング部）の幅は、入れ子構造の配置方向（回転対称軸に対して垂直な方向）に沿った幅であり、例えば、図１Ａの例では、両矢印で示される幅Ｗである。パルス着磁中の磁束の移動範囲を制限する効果を高めるために、リング部の幅の最大寸法が２０ｍｍ以下であることが好ましく、１５ｍｍ以下であることがより好ましく、１０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。一方、リング部の幅が、１ｍｍ未満では、酸化物超伝導バルク磁石部材全体に対して、隙間が占める割合が大きくなり、酸化物バルク体が占める割合が小さくなる。さらに、酸化物超伝導バルク磁石部材全体に対して隙間が占める割合が大きくなると、得られる磁場が弱くなったり、加工歩留まりが低くなったりする場合がある。そのため、リング部の幅は、１ｍｍ以上であることが好ましい。このような好ましいリング部の幅と関連して、上述の入れ子構造の階層数とリング部の幅との間の関係は、次のようになる。

　リング部の幅Ｗについて酸化物バルク体が隙間によって均等に分割されている場合に、酸化物超伝導バルク磁石部材の最大サイズＬ（図１Ｂの例では、酸化物超伝導バルク磁石部材のサイズＬ）を用いて、階層数Ｎは、Ｎ＝Ｌ／２Ｗにより表される。そのため、上述の階層数の好ましい範囲の上限の目安は、最大サイズＬが５００ｍｍである場合には、２５０（Ｎ＝５００／（２×１）＝２５０）であり、Ｌが１００ｍｍである場合には、５０（Ｎ＝１００／（２×１）＝５０）である。したがって、階層数の上限は、Ｌ／２であってもよい。

　さらに、酸化物超伝導バルク磁石部材の厚さＨ（例えば、図１Ｂ中の厚さＨ）は、特に限定されず、各用途の構造設計に合わせて決定することができる。パルス着磁法のし易さから、酸化物超伝導バルク磁石部材の最大サイズＬに対して、１／２以上１／１００以下（すなわち、Ｌ／２以上Ｌ／１００以下）であることが好ましい。取り扱いが容易な機械的強度を維持するという観点から、厚さＨは、１ｍｍ以上であることがより好ましい。また、入れ子構造の配置を行うために必要な加工時間という点から、厚さＨは、３０ｍｍ以下であることがより好ましい。

　さらに、本実施形態では、上述のように、入れ子構造になるように配置された酸化物バルク体間に、図１Ａに示すような隙間８が形成されている。特に、この隙間８は、所定の幅寸法を有するように形成されている。パルス着磁法では、着磁中に急激に磁場が変化するので、入れ子構造になるように配置された各酸化物バルク体に急激な応力変化が生じて、僅かな変形が起こる。パルス着磁を繰り返すと、応力変化及び変形の繰り返しによって複数の酸化物バルク体の一部が破損するという問題が生じる。その結果、強く均一な磁場を得ることができない。さらに、隙間が大きくなると、各酸化物バルク体が独立して応力変化及び変形を受けるので、各酸化物バルク体が破損し易くなる。つまり、隙間を小さくすれば、これらの応力変化及び変形を抑えることができる。具体的には、互いに隣接する一対の酸化物バルク体の間の隙間の幅寸法が０．４９ｍｍ以下であることが好ましい。また、この隙間（互いに隣接する一対のバルク部の間）の少なくとも一部には、上記応力変化及び変形の影響を抑える緩衝材（介在部）として、樹脂、グリース又は半田を施すと、破損するまでのパルス着磁の繰り返し数が多くなり、破損する割合を著しく低減できる。したがって、本実施形態では、互いに隣接する一対のバルク部の間に、樹脂、グリース又は半田のような介在部を配置している。

　このように樹脂、グリース又は半田を施すと、各酸化物バルク体が機械的に相互に影響を与える。これにより、各酸化物バルク体が独立して応力変化及び変形を受けるのを避けることができるので、破損を低減できると考えられる。破損する確率をさらに低減するために、隙間の幅寸法は、より好ましくは０．２０ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．１０ｍｍ以下である。また、軽加工で組み立て易く経済的な製造を考慮すると、隙間の幅寸法は、０．０１ｍｍ以上である。即ち、隙間の幅寸法が、０．０１ｍｍ未満になると、各酸化物バルク体を互いにはめ込むことが難しく、その隙間に樹脂、グリース及び半田を施すことが難しいため、実用的な製造に適さない。

　また、隙間に配置する樹脂、グリース又は半田は、少なくとも隙間の一部に施されていればよい。隙間の総体積の１０％以上かつ隙間の総体積の１００％以下を樹脂、グリース又は半田で占めることがより好ましい。さらに、隙間の総体積の５０％以上を樹脂、グリース又は半田で占めることが更に好ましい。酸化物超伝導バルク磁石部材を製作後、半永久的に各酸化物バルク体を固定する場合には、樹脂として硬化性樹脂を使用することが望ましい。また、入れ子構造になるように配置された各酸化物バルク体を取り外し可能にする場合には、グリース又は半田を使用することが望ましい。

　また、着磁後の磁場により発生するフープ力（半径を広げようとする力）によって各酸化物バルク体が割れないように、入れ子構造の最外周の酸化物バルク体の外側に金属リング（例えば、図７に示す金属リング２１）をはめ込むことがより望ましい。このような構成にすると、金属リングの熱膨張率が酸化物バルク体の熱膨張率と異なるので、冷却時に金属リングから酸化物バルク体へ圧縮応力が働き、フープ力により酸化物バルク体が割れる確率を低減できる。金属リングと酸化物バルク体との間には、樹脂、グリース又は半田を充填して、入れ子に配置した酸化物バルク体に均等に圧縮応力をかけることが望ましい。この金属リングの材質としては、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料が使用できる。良導体中ではパルス着磁中に大きな遮蔽電流が流れるため、比抵抗の高いステンレス鋼等の合金系材料を使用することがより望ましい。また、金属リングに酸化物バルク体を半永久的に固定する場合には、硬化性樹脂を用いることが望ましい。また、金属リングを酸化物バルク体から取り外し可能にするためには、半田又は、グリースを使用して金属リングを酸化物バルク体に固定してもよい。半田を用いた場合にはその融点まで加熱することで取り外しが可能になり、グリース類を用いた場合には常温での取り外しが可能になる。さらに、この金属リングの回転対称軸とＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ結晶のｃ軸とを一致させることが好ましい。

　本実施形態で用いるＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体は、超伝導体相である単結晶状のＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相（１２３相）中に、非超伝導相であるＲＥ_２ＢａＣｕＯ_５相（２１１相）が微細分散した組織を有する。この単結晶状の相は、完璧な単結晶でなく、小傾角粒界等の実用に差支えない欠陥を有する相を包含する。また、この単結晶状（擬単結晶）の相は、単結晶状の１２３相中に第二相として２１１相が微細に（例えば、１μｍ程度に）分散した結晶相である。ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相（１２３相）及びＲＥ_２ＢａＣｕＯ_５相（２１１相）におけるＲＥは、希土類元素であり、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕからなる希土類元素又はこれらの希土類元素の組み合わせである。また、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄを含む１２３相は、その化学量論組成（ＲＥ：Ｂａ：Ｃｕ＝１：２：３）から外れ、ＲＥのサイトの一部にＢａが置換した状態になることもあるが、この状態の１２３相も、１２３相に含まれる。また、非超伝導相である２１１相においても、Ｌａ、Ｎｄが含まれる２１１相は、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのみが含まれる２１１相と幾分異なる状態を有することがある。例えば、Ｌａ、Ｎｄが含まれる２１１相は、金属元素の比が非化学量論的組成であったり、Ｌａ、Ｎｄ以外のＲＥのみが含まれる２１１相と結晶構造が異なっていたりするが、その場合もこの２１１相に含まれる。また、ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相のｘは、酸素欠損量であり、０超０．２以下（０＜ｘ≦０．２）である。ｘの値がこの範囲内にあると、ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相が超伝導体として超伝導性を示す。

　前述のＢａ元素によるＲＥのサイトの置換は、臨界温度を低下させる傾向がある。また、酸素分圧を低下させると、Ｂａ元素によるＲＥのサイトの置換が抑制される。そのため、大気中よりはむしろ、アルゴン又は窒素中に酸素を微量混合した０．１～１％酸素雰囲気内で、結晶成長を行うことが望ましい。また、ＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体中に銀を含有させると、機械的強度及びＪ_ｃ特性が増加する傾向があり、銀を５～２０質量％含有させることがより望ましい。この時１２３相は、化学量論組成（ＲＥ：Ｂａ：Ｃｕ＝１：２：３）から外れ、Ｃｕのサイトの一部にＡｇが置換した状態になることもあるが、この状態の１２３相も、１２３相に含まれる。

　１２３相は、（１）式に示すように、２１１相と、Ｂａ及びＣｕの複合酸化物を含む液相との包晶反応により生成する。
　２１１相＋液相（Ｂａ及びＣｕの複合酸化物）→１２３相・・・（１）
　この包晶反応により１２３相が生成する温度（Ｔｆ：１２３相生成温度）は、ほぼＲＥ元素のイオン半径に関連し、イオン半径の減少とともにＴｆが低くなる。また、低酸素雰囲気下での結晶成長及び液相中への銀添加に伴い、Ｔｆが低下する傾向にある。

　単結晶状の１２３相中に２１１相が微細分散した酸化物バルク体は、未反応の２１１粒（２１１相）が１２３相中に取り残されるように１２３相を結晶成長させて製造される。即ち、本実施形態における酸化物バルク体は、（２）式に示すような反応により生成される。
　２１１相＋液相（Ｂａ及びＣｕの複合酸化物）→１２３相＋２１１相・・・（２）
　酸化物バルク体中の２１１相の微細分散は、Ｊ_ｃ向上の観点から極めて重要である。Ｐｔ、Ｒｈ、Ｃｅの少なくとも一つを液相中に微量添加することにより、半溶融状態（２１１相と液相とを含む状態）での２１１相の粒成長を抑制し、結果的に材料中の２１１相を約１μｍ以下まで微細化する。微細化に対する効果及び材料コストの観点から、Ｐｔの添加量は、０．２～２．０質量％、Ｒｈの添加量は、０．０１～０．５質量％、Ｃｅの添加量は、０．５～２．０質量％であることが望ましい。液相中に添加されたＰｔ、Ｒｈ、Ｃｅは、１２３相中に一部固溶する。また、１２３相中に固溶できない残りの元素は、Ｂａ及びＣｕと複合酸化物を形成し、材料中に点在する。

　また、本実施形態における酸化物バルク体は、磁場中においても高い臨界電流密度（Ｊ_ｃ）を有する必要がある。この条件を満たすためには、超伝導において弱結合になる大傾角粒界を含まない単結晶状の１２３相が有効である。さらに高いＪ_ｃ特性を有するためには、磁束の動きを止めるためのピンニングセンターが有効である。このピンニングセンターとして機能する相が微細分散した２１１相であり、できる限り細かく多数分散していることが望ましい。また、２１１相等の非超伝導相は、劈開し易い１２３相中に微細分散されることによって、超伝導体を機械的に強化し、バルク材料としての利用可能性を高める重要な働きも担っている。

　１２３相中の２１１相の割合は、Ｊ_ｃ特性及び機械強度の観点から、５～３５体積％が望ましい。また、酸化物バルク体中には、５０～５００μｍ程度のボイド（気泡）が５～２０体積％含まれることが一般的である。さらに、銀を添加した場合、この酸化物バルク体中には、銀の添加量に応じて１０～５００μｍ程度の銀又は銀化合物が０体積％超２５体積％以下含まれる。

　また、結晶成長後の酸化物バルク体の酸素欠損量は、０．５程度の場合に半導体的な抵抗率の温度依存性を示す。この酸化物バルク体をＲＥの種類に応じて３５０℃～６００℃で１００時間程度、酸素雰囲気中においてアニールすることにより酸素が材料中に取り込まれて、酸素欠損量が０．２以下まで低下し、酸化物バルク体が良好な超伝導特性を示す。

　（第２の実施形態）
　また、隙間８が比較的広い場合に、パルス着磁法で着磁して強力な磁場を得ようとすると、着磁中に急激に磁場が変化するので、繰り返しのパルス着磁により、入れ子構造の各酸化物バルク体が徐々に移動することがある。この場合には、入れ子構造の各酸化物バルク体の配置位置がずれて、本来の強く均一な磁場を維持できなくなることもある。さらに、このような酸化物超伝導バルク磁石部材を製造するためには、各酸化物バルク体をそれぞれ精度よく加工して、入れ子構造になるように組み立てる工程が必要である。

　そこで、本発明の第２の実施形態に係る酸化物超伝導バルク磁石部材では、図５に示すように、図１Ａの各酸化物バルク体（バルク部）１～４に加え、少なくとも１ヶ所の継ぎ目（介在部）９を更に備えている。すなわち、この実施形態では、例えば、図１Ａに示される樹脂、グリース又は半田のような緩衝材５の代わりに図５に示される継ぎ目９が備えられている。この継ぎ目９により酸化物バルク体１～４が連続して繋がっている。したがって、各酸化物バルク体間に隙間８が形成されていても、このような継ぎ目９がパルス着磁中の磁束の移動を制限でき、強くて均一な磁場が得られる。また、このような構成の酸化物超伝導バルク磁石部材を、超伝導発電機や超伝導モーター等の回転機の磁石として適用し遠心力または振動を受けたとしても、入れ子構造の各酸化物バルク体の位置がずれない。また、パルス着磁を繰り返しても、入れ子構造の各酸化物バルク体の位置がずれない。なお、本実施形態において第１の実施形態と重複する部分については、記載の省略または簡略化を行う。

　なお、図５には、外周のリング部から芯部までの各隙間が継ぎ目９で全て繋がっている例を示しているが、この継ぎ目９の一部を取り除いてもよい。例えば、図５の外周方向から見た場合に、第１リング部（図５におけるリング部１に相当）から第３リング部（図５におけるリング部３に相当）までの隙間が継ぎ目で繋がり、芯部（図５における芯部４に相当）が独立していてもよい。また、第１リング部と第２リング部（図５におけるリング部２に相当）とが継ぎ目で繋がり、第３リング部と芯部とが継ぎ目で繋がっていてもよい。更に、このように互いに独立した要素（すなわち、互いに独立した酸化物バルク体）を含む場合には、各要素間で、ＲＥに相当する成分元素が互いに同じＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体を組み合せてもよく、ＲＥに相当する成分元素が互いに異なる複数種のＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体を組み合せてもよい。後者の場合には、各要素の少なくとも１つが、ＲＥに相当する成分元素について他の要素のＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体と異なる。例えば、ＲＥとしてＳｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｙ、Ｈｏの中から選ばれる成分元素を組み合せることによって、ＲＥに相当する成分元素が互いに異なるＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体を準備することができる。この場合には、ＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体のＪ_ｃ特性を考慮しながらＲＥの組成を変えることにより、酸化物超伝導バルク磁石部材全体の特性を向上させることができる。

　上述のような隙間８及び継ぎ目９は、サンドブラスト加工、放電加工、エッチング加工、レーザー加工、ウォータジェット加工、超音波加工等の加工法で、隙間となる部分を除く加工をするだけで形成できるので、各酸化物バルク体を入れ子構造になるように組み入れる工程を必要とせず、酸化物超伝導バルク磁石部材を簡便に製造できる。

　また、継ぎ目９の幅寸法ｆが０．１ｍｍ以上であれば、各酸化物バルク体を互いに固定でき、取り扱いに耐えられる機械的な強度が十分に得られる。そのため、継ぎ目９の幅寸法ｆが０．１ｍｍ以上であることが好ましい。また、継ぎ目９の幅寸法ｆは、１つのリング部の隙間の周距離（リング部の外周寸法）に対して、２５％以下であることが好ましい。継ぎ目９が、１つのリング部の隙間に複数存在する場合には、各継ぎ目の幅寸法ｆの合計が、２５％以下であることがより好ましい。各継ぎ目の幅寸法ｆの合計が２５％以下であると、パルス着磁中に電流が継ぎ目を介して流れ難くなるので、均一な磁場が得られ易くなる。なお、継ぎ目の幅寸法ｆは、互いに隣接する一対のバルク部のうちの内側（内周側）にあるバルク部の外周に沿った寸法である。

　また、図５では、１つのリング部の隙間に１つの継ぎ目を備える例を示している。しかしながら、この継ぎ目の数は、２つ以上の複数であってもよい。リング部の隙間の周距離が大きくなるほど、継ぎ目の数を増やすことが好ましい。加工効率の観点からは、リング部の隙間の周距離が３００ｍｍ以下であれば、継ぎ目の数が２０以下であることがより好ましく、リング部の隙間の周距離が９００ｍｍ以下であれば、継ぎ目の数が４０以下であることがより好ましい。また、入れ子構造の階層数は、入れ子構造を形成するために、２以上である。図５に示す例では、酸化物バルク体１～４を入れ子構造になるように配置しているので、その階層数は４である。ここで、酸化物超伝導バルク磁石部材が大きくなるほど、多い階層数であることが好ましい。通常、パルス着磁を行って、より強くより均一な磁場を得るためには、階層数が４以上であることが好ましく、５以上であることがより好ましい。

　さらに、本実施形態では、図５に示される隙間と継ぎ目とを加工する加工時間が必要であるため、酸化物バルク体の回転対称軸方向の厚さ寸法（積層する場合には、層の厚さ寸法）は、５ｍｍ以下であることが好ましい。特に、サンドブラストによって入れ子構造の隙間加工を行う場合には、この厚さ寸法は、３．０ｍｍ以下であることがより好ましい。加えて、機械的強度の観点から、この厚さ寸法は、１．０ｍｍ以上であることが好ましい。また、互いに隣接する各酸化物バルク体の間に形成された隙間（例えば、図５に示される隙間８）は、加工性等の製造効率の点から、０．０１ｍｍ以上２．００ｍｍ以下であることが好ましい。また、磁場発生効率の観点から、この隙間は、０．４５ｍｍ以下であることが好ましい。

　本実施形態では、上述したように、酸化物超伝導バルク磁石部材が、互いに隣接する一対の酸化物バルク体（バルク部）間を接続する継ぎ目（介在部）を備えている。酸化物バルク体の周形状、リング部の幅Ｗ、酸化物超伝導バルク磁石部材の厚さＨ、階層数、回転対称軸方向への積層数（層の数）、中空部がある場合の中空部の内径、独立した要素間の結晶軸（ａ軸、ｂ軸及びｃ軸）の方向、金属リング及びＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体の材料については、第１の実施形態の酸化物超伝導バルク磁石部材と同様に、本実施形態の酸化物超伝導バルク磁石部材に対して適用することができる。また、フープ力による割れを防ぐために、継ぎ目の有無に関係なく、隙間の少なくとも一部に、充填等によって樹脂、グリース又は半田をさらに備えることが好ましい。さらに、互いに独立した要素を有する場合には、各要素間に第１の実施形態を適用することもできる。

　上述したように、本発明の酸化物超伝導バルク磁石部材は、所望の磁場分布を発生できる着磁性能に優れた磁石特性を示す。そのため、本酸化物超伝導バルク磁石部材を用いた酸化物超伝導磁石システムは、システム全体として高い磁場をより低いエネルギー投入量で簡便に発生でき、経済性及び環境調和性に優れている。

　（実施例１）
　純度９９．９％以上の各試薬ＲＥ_２Ｏ_３（ＲＥは、Ｇｄ及びＤｙ）、ＢａＯ_２、Ｃｕを、Ｇｄ：Ｄｙ：Ｂａ：Ｃｕの各金属元素のモル比が９：１：１４：２０（即ち、最終組織の１２３相：２１１相のモル比が３：１）になるように混合し、混合粉を作製した。さらに、この混合粉にＰｔを０．５質量％、Ａｇ_２Ｏを１５質量％添加した混合粉を作製した。各混合粉を、一旦８８０℃で８時間仮焼した。仮焼粉を、内径８２ｍｍの円筒状金型中に充填し、厚さ約３３ｍｍの円盤状に成形した。また、ＲＥ_２Ｏ_３としてＳｍ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３を用いて、上記成形体と同様の方法により、厚さ４ｍｍのＳｍ系円盤状成形体及びＹｂ系円盤状成形体を作製した。さらに、各成形体を等方静水圧プレスにより約１００ＭＰａで圧縮加工した。

　これらの成形体をアルミナ製支持材の上に、Ｓｍ系成型体、Ｙｂ系成型体、Ｇｄ－Ｄｙ系成型体（前駆体）の順番で下から重ね、炉内に配置した。これらの前駆体は、大気中において７００℃まで１５時間、１０４０℃まで１６０時間、さらに１１７０℃まで１時間で昇温し、３０分保持した後、１０３０℃まで１時間で降温し、１時間保持した。その間、予め作製しておいたＳｍ系の種結晶を用い、種結晶を半溶融状態の前駆体上に乗せた。種結晶のｃ軸が円盤状の前駆体の法線と一致するように、種結晶の劈開面を前駆体の上に乗せた。その後、大気中において１０００～９８５℃まで２８０時間かけて冷却し、結晶の成長を行った。さらに、室温まで約３５時間かけて冷却し、外径約６３ｍｍ、厚さ約２８ｍｍのＧｄ－Ｄｙ系の酸化物超伝導材料を得た。また、同様の方法で同様のＧｄ－Ｄｙ系の酸化物超伝導材料を更に２個作製して、合計３個（後述する試料Ａ、試料Ｂ及び試料Ｃ用）の試料を得た。これらの試料は、ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相中に１μｍ程度のＲＥ_２ＢａＣｕＯ_５相及び５０～５００μｍの銀が分散した組織を有していた。これらの３個の試料をそれぞれ加工し、２個の試料について入れ子構造になるように配置した。ここでは、入れ子構造の隙間が０．１ｍｍの試料Ａ、入れ子構造の隙間が０．５ｍｍの試料Ｂ、及び、比較例として入れ子構造の隙間がない一体型の試料Ｃを作製した。

　試料Ａでは、図６に示す形状を有し、外径６０ｍｍの５重リング１４の各酸化物バルク体（超伝導体）の幅寸法Ｗが、４．９ｍｍであり、酸化物バルク体間の隙間の幅寸法ｄが、０．１ｍｍであった。各リング（各リング部）の高さは、２０．０ｍｍであった。また、試料Ｂは、図６に示す外径６０ｍｍの５重リング１４と同じ形状であった。この試料Ｂでは、各酸化物バルク体（超伝導体）の幅寸法Ｗが、４．５ｍｍであり、酸化物バルク体間の隙間の幅寸法ｄが、０．５ｍｍであった。試料Ａ及び試料Ｂの５つのリング状の酸化物バルク体（超伝導体）は、それぞれ、酸素アニール処理後、入れ子構造になるように配置され、外径６４．０ｍｍ、内径６０．１ｍｍのステンレスリング内に納められてエポキシ樹脂で固定された。

　また、試料Ｃは、外径６０．０ｍｍ、高さ２０．０ｍｍの円盤状にのみ加工された後、上記と同様の酸素アニール処理を行い、外径６４．０ｍｍ、内径６０．１ｍｍのステンレスリング内に配置されエポキシ樹脂で固定された。これらの試料Ａ～Ｃに対して、まず、静磁場着磁での捕捉磁場を比較した。磁場中冷却については、室温で３．５Ｔの磁場中にこれらの試料Ａ～Ｃを配置し、液体窒素で７７Ｋまで冷却した後、０．５Ｔ／分の減磁レートで外部磁場をゼロまで低下させた。

　本実施例の試料Ａを用いた酸化物超伝導バルク磁石では、図８Ｂに示したように１．８Ｔのピーク磁場を有する同心円状の均一な磁場分布が得られており、極めて対称性が向上した磁場分布が得られることが確認できた。一方、比較例として試料Ｃを用いた酸化物超伝導バルク磁石は、入れ子構造による隙間が形成されていない一体型の磁石であるので、図８Ａに示すように、隙間が無い分ピーク磁場が大きくなった。しかしながら、角型に近い４回対称の歪によって対称的かつ均一な磁場が得られなかった。試料Ｂを酸化物超伝導バルク磁石とした場合は、図８Ｂに示す磁場分布と同様に同心円状の均一な分布が得られた。しかしながら、入れ子構造による隙間が大きく０．５ｍｍであったため、ピーク磁場が１．５Ｔであった。

　次に、これら試料に対して、パルス着磁を行った。ゼロ磁場中で液体窒素中に浸漬された試料に対し、パルス幅５ｍｓで、印加磁場５Ｔのパルス磁場を印加した後、４Ｔのパルス磁場を印加した。また、試料のｃ軸の方向は、円盤面の法線方向であり、磁場が、ｃ軸と平行に印加された。

　図８Ｃに、４Ｔのパルス印加後の試料Ｃのパルス着磁結果を示す。０．４５Ｔのピーク磁場を有し、ａ軸方向に谷間を有する対称性が低い不均一な磁場分布が得られた。これに対し、本実施例の試料Ａでは、図８Ｄに示されるように、１．６Ｔのピーク磁場を有する同心円状の均一な磁場分布が得られており、パルス着磁でも極めて対称性のよい磁場分布が得られることが確認できた。また、同様のパルス着磁を１００回繰り返した後の磁束分布を測定し、ピーク磁場を比較したところ、試料Ａのピーク磁場は、繰り返し前の９７％であり、殆ど低下していなかった。次に、試料Ｂについても、同様のパルス着磁を行った。１．３Ｔのピーク磁場が得られ、隙間が増加したため、試料Ａに比べて磁場の強さが低下した。更に、図示していないが、パルス着磁では、図８Ｄに比べると磁場分布が歪んだ形状になった。これは、隙間が大きいため、パルス着磁で急激に磁場が変化して各リングが同心円の配置位置からずれたことによると思われる。また、同様のパルス着磁を１００回繰り返した後の磁束分布を測定し、ピーク磁場を比較したところ、試料Ｂのピーク磁場は、繰り返し前の７２％であり、特性が低下した。これは、試料Ａの隙間に比べて試料Ｂの隙間が大きいため、繰り返しパルスによる応力変形によって特性が低下したと考えられる。

　以上の結果より、超伝導酸化物バルク体が入れ子構造になるように配置され、各酸化物バルク体間に、特定幅の隙間を有すると、静磁場着磁を行った場合に、酸化物超伝導バルク磁石部材は、超伝導バルク磁石として同心円状の対称性及び均一性に優れた磁場を発生する。さらに、このような酸化物超伝導バルク磁石部材は、パルス着磁を行った場合であっても、着磁特性に極めて優れ、対称的かつ均一な磁場を発生する。

　（実施例２）
　次に、隙間の幅寸法ｄだけを変えて、実施例１と同様の製造方法により作製した試料２－１～２－７について、実施例１と同様の試験を行った結果を以下の表１に示す。隙間の幅寸法ｄが小さい例として、隙間の幅寸法ｄを０．０５ｍｍ（試料２－１）、０．１ｍｍ（試料Ａ）、０．１５ｍｍ（試料２－２）、０．２０ｍｍ（試料２－３）、０．３０ｍｍ（試料２－４）、及び０．４５ｍｍ（試料２－５）に設定した。また、隙間の幅寸法ｄが大きい例として、隙間の幅寸法ｄを０．５ｍｍ（試料Ｂ）、１．０ｍｍ（試料２－６）及び１．２ｍｍ（試料２－７）に設定した。なお、表１中には、実施例１の試料Ａ及び試料Ｂを試料番号１－１（試料Ａ）及び１－２（試料Ｂ）として示した。

　表１に示すように、試料２－１～試料２－５では、良好な結果が得られた。これらの結果から、隙間の幅寸法ｄが０．４９ｍｍを超えると、繰り返しパルス着磁を行った場合に磁場の急激な変化に伴う応力により超伝導酸化物バルク体のリングが割れ易く、バルク磁石として安定して使用することが困難になる。なお、隙間の幅寸法ｄが０．００８ｍｍであるリングも加工して作製したが、各リングを組み込むことが難しく、樹脂を隙間に挿入できなかった。

　（実施例３）
　次に、比較的薄い超伝導体を図３Ａに示すように積層し、実施例１とほぼ同様の製造方法により作製した同心円状の酸化物超伝導バルク磁石部材の製造条件及び試験結果を以下の表２に示す。なお、これらの超伝導体の軸方向（回転対称軸方向）の層間を、径方向、即ちリング間に使用した材料と同じ材料で固定した。なお、試料Ｂの積層構造の試料１－２、隙間の幅寸法ｄが０．４９ｍｍを超える試料３－２、試料３－４、試料３－６、試料３－７、試料３－９についても同様の試験を行った。また、試料３－３、試料３－４、試料３－５、試料３－６、試料３－８、試料３－９、試料３－１１、試料３－１２では、最も内側の超伝導体には、リング状の材料ではなく円板状の材料を使用した。

　表２に示すように、試料Ａの積層構造の試料１－１、試料３－１、試料３－３、試料３－５、試料３－８、試料３－１０、試料３－１１、試料３－１２では、良好な結果が得られた。これらの結果からも、隙間の幅寸法ｄが０．４９ｍｍを超えると、パルス着磁を繰り返した場合にパルス磁場の応力により、急激に超伝導材料（酸化物バルク体）のリングが割れ易くなることが分かる。即ち、隙間の幅寸法ｄが０．４９ｍｍ以下では、パルス着磁を繰り返しても、安定に対称的かつ均一な磁場が得られる。このことは、超伝導材料と超伝導材料間の隙間にあるエポキシ樹脂、グリース又半田との熱膨張率の違い及び着磁によるフープ力に対するステンレスリングの圧縮応力の効果に、超伝導体間の隙間の大きさが重要であることを示していると考えられる。

　（実施例４）
　純度９９．９％以上の各試薬Ｇｄ_２Ｏ_３、ＢａＯ_２、ＣｕＯを、Ｇｄ：Ｂａ：Ｃｕの各金属元素のモル比が５：７：１０（即ち、最終組織の１２３相：２１１相のモル比が３：１）になるように混合し、混合粉を作製した。さらに、この混合粉にＢａＣｅＯ_３を１．５質量％、Ａｇ_２Ｏを１２質量％添加した混合粉を作製した。この混合粉を、一旦８８０℃で８時間仮焼した。仮焼粉を、内径８２ｍｍの円筒状金型中に充填し、厚さ約３３ｍｍの円盤状に成形した。また、ＲＥ_２Ｏ_３としてＳｍ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３を用いて、上記成形体と同様の方法により、厚さ４ｍｍのＳｍ系円盤状成形体及びＹｂ系円盤状成形体を作製した。さらに、各成形体を等方静水圧プレスにより約１００ＭＰａで圧縮加工した。

　これらの成形体をアルミナ製支持材の上に、Ｓｍ系成型体、Ｙｂ系成型体、Ｇｄ系成型体（前駆体）の順番で下から重ね、炉内に配置した。これらの前駆体は、大気中において７００℃まで１５時間、１０４０℃まで４０時間、さらに１１７０℃まで１時間で昇温し、３０分保持した後、１０３０℃まで１時間で降温し、１時間保持した。その間、予め作製しておいたＳｍ系の種結晶を用い、種結晶を半溶融状態の前駆体上に乗せた。種結晶のｃ軸が円盤状の前駆体の法線と一致するように、種結晶の劈開面を前駆体の上に乗せた。その後、大気中において１０００～９８５℃まで２８０時間かけて冷却し、結晶の成長を行った。さらに、室温まで約３５時間かけて冷却し、外径約６３ｍｍ、厚さ約２８ｍｍのＧｄ系の酸化物超伝導材料を得た。また、同様の方法で同様のＧｄ系の酸化物超伝導材料を更に２個作製して、合計３個（後述する試料Ｄ、試料Ｅ及び試料Ｆ）の試料を得た。これらの試料Ｄ～Ｆは、ＧｄＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相中に１μｍ程度のＧｄ_２ＢａＣｕＯ_５相及び５０～５００μｍの銀が分散した組織を有していた。

　次に、試料Ｄから、外径５９．９ｍｍ、内径４６．０ｍｍ、高さ２０．０ｍｍのリング、及び、外径３１．９ｍｍ、内径１８．０ｍｍ、高さ２０．０ｍｍのリングを切り出した。また、試料Ｅからは、外径４５．９ｍｍ、内径３２．０ｍｍ、高さ２０．０ｍｍのリング、及び、外径１７．９ｍｍ、高さ２０．０ｍｍの円柱を切り出した。それぞれ酸素アニール処理を行った後、図７に示すような外径６４．０ｍｍ、内径６０．１ｍｍのステンレスリング内に各リングを入れ子構造になるように配置し、ステンレスリング及び各リングをエポキシ樹脂で固定した。このとき、試料Ｄから切り出した酸化物超伝導体及び試料Ｅから切り出した酸化物超伝導体のａ軸又はｂ軸の方向がそれぞれ４５°ずつ交互にずれるように各酸化物超伝導体を配置し、酸化物超伝導バルク磁石部材（試料４－１）を作製した。

　また、試料Ｆを、リングではなく、比較例として外径６０．０ｍｍ、高さ２０．０ｍｍの円盤状に加工した後、同様の酸素アニール処理を行い、加工された試料Ｆを外径６４．０ｍｍ、内径６０．１ｍｍのステンレスリング内に配置し、ステンレスリングと試料Ｆとの間の隙間をエポキシ樹脂で固定した（試料４－２）。

　これら試料に対して、磁場中冷却着磁法（静磁場着磁法）及びパルス着磁法により、着磁を行った。磁場中冷却については、室温で３．５Ｔの磁場中に試料を配置した後、ゼロ磁場中で液体窒素に浸漬して冷却し、さらに、０．５Ｔ／分の減磁レートで外部磁場をゼロまで低下させた。また、パルス着磁では、液体窒素中に浸漬された試料に対し、パルス幅約５ｍｓ、最大印加磁場５．０Ｔのパルス磁場を印加した。また、試料のｃ軸の方向は、円盤面の法線方向であり、磁場をｃ軸と平行に印加した。

　磁場冷却着磁法によって、比較例の試料４－２を超伝導バルク磁石にすると、図８Ａに示した分布と類似する４回対称の歪みを伴う磁場分布が得られ、ピーク磁場が２．１Ｔであった。これに対し、本実施例の試料４－１を超伝導バルク磁石にすると、４回対称の歪みが比較的少ない磁場分布が得られ、ピーク磁場が、２．０Ｔであった。このように、静磁場着磁法でも、入れ子構造の隙間を施した酸化物超伝導バルク磁石部材では、入れ子構造を有さない酸化物超伝導バルク磁石部材に比べ、より対称的かつ均一な磁場分布が得られた。

　パルス着磁法の結果を図９Ａ及び図９Ｂに示す。比較例の試料４－２を超伝導バルク磁石にすると、図９Ａに示すように、磁場分布が同心円状からかなり変形し、ピーク磁場も０．４０Ｔとかなり低い値に留まっている。これに対し、本実施例の試料４－１を超伝導バルク磁石にすると、図９Ｂに示すように、４回対称の歪みが僅かに残るが、略同心円状の磁束密度分布が得られており、また、ピーク磁束密度が、１．８Ｔであった。これらの比較から、リングが入れ子構造になるように配置された隙間を有する酸化物超伝導バルク磁石部材は、パルス着磁法で着磁して酸化物超伝導バルク磁石にすると、極めて着磁特性に優れていることが明らかになった。

　（実施例５）
　実施例４に示した製造方法と同じ製造方法により、外径約６３ｍｍ、厚さ約２８ｍｍのＧｄ系のバルク超伝導材料を３個（試料Ｇ、試料Ｈ及び試料Ｉ）作製した。

　次に、試料Ｇから、外周の一辺の長さが約３０ｍｍ、内周の一辺の長さが約２０ｍｍ、高さ２０ｍｍの六角形のリング状の酸化物バルク体（六角形リング）と、一辺が約１０ｍｍ、高さ２０ｍｍの六角柱を切り出した。また、試料Ｈからは、外周の一辺の長さが約２０ｍｍ、内周の一辺の長さが約１０ｍｍ、高さ２０ｍｍの六角形のリング状の酸化物バルク体を切り出した。ここで、試料Ｇ及び試料Ｈの六角形リングは、それぞれ、試料Ｇと試料Ｈとを組み合わせたときに、結晶軸方向（ａ軸またはｂ軸の方向）が互いに４５°ずれるように切出された。切り出した各酸化物バルク体は、それぞれ、酸素アニール処理を行った後、外径６４．０ｍｍ、内径６０．１ｍｍのステンレスリング内に入れ子構造になるように配置された。この時、各超伝導体間の隙間を０．１ｍｍ以下に調整した。さらに、隙間をエポキシ樹脂で固定した。このとき、試料Ｇから切り出した酸化物超伝導体と試料Ｈから切り出した酸化物超伝導体とのａ軸又はｂ軸の方向がそれぞれ４５°ずつ交互にずれるように各酸化物超伝導体を配置し、酸化物超伝導バルク磁石部材（試料５－１）を作製した。

　また、比較例として試料Ｉを、入れ子構造を有さない一体型になるように、一辺が約３０ｍｍ、高さ２０ｍｍの六角柱に加工した後、同様の酸素アニール処理を行い、外径６４．０ｍｍ、内径６０．１ｍｍのステンレスリング内に配置し、ステンレスリングと酸化物超伝導体との間の隙間をエポキシ樹脂で固定した（試料５－２）。

　これら試料に対して、磁場中冷却着磁法（静磁場着磁法）及びパルス着磁法により、着磁を行った。磁場中冷却については、室温で３．５Ｔの磁場中に試料を配置した後、液体窒素に浸漬して冷却し、さらに、０．５Ｔ／分の減磁レートで外部磁場をゼロまで低下させた。また、パルス着磁法では、液体窒素中に浸漬された試料に対し、パルス幅約５ｍｓ、最大印加磁場５．０Ｔのパルス磁場を印加した。また、試料のｃ軸の方向は、六角形の面の法線方向であり、磁場をｃ軸と平行に印加した。

　静磁場着磁法で、本実施例の試料５－１を超伝導バルク磁石にすると、１．７５Ｔのピーク磁場を有する六角形の軸対称性が比較的よい磁場分布が得られた。これに対して、比較例の試料５－２を超伝導バルク磁石にすると、ピーク磁場が１．８Ｔと僅かに高くなるが、中心部に４回対称の歪みを伴う磁束密度分布（磁場分布）が得られた。静磁場着磁法でも、入れ子構造の隙間を施した酸化物超伝導バルク磁石部材では、入れ子構造を有さない酸化物超伝導バルク磁石部材に比べ、より対称的かつ均一な磁場分布が得られた。

　パルス着磁法で、試料５－１を超伝導バルク磁石にすると、１．６５Ｔのピーク磁場と、ほぼ六角形の対称性とを有する磁場分布が得られた。これに対し、試料５－２を超伝導バルク磁石にすると、０．７５Ｔの低いピーク値を有し、中心部の磁場が低く、かつ、ａ軸方向から４５°傾いた方向に４つのピークを有する六回対称性に劣る磁場分布が得られた。これらの比較から、六角形リングが入れ子構造になるように配置された隙間を有する酸化物超伝導バルク磁石部材は、パルス着磁法で着磁して酸化物超伝導バルク磁石にすると、着磁特性に極めて優れていることが明らかになった。

　（実施例６）
　実施例１に示した製造方法によってＧｄ－Ｄｙ系の酸化物超伝導材料を作製し、実施例４に示した製造方法によってＧｄ系の酸化物超伝導材料を作製した。さらに、両方の酸化物超伝導材料を試料Ａと同じ形状になるように加工して図６に示したリングを作製した。作製した試料６－１は、外側のリングから内側のリングに向けて、Ｇｄ－Ｄｙ系、Ｇｄ系、Ｇｄ－Ｄｙ系、Ｇｄ系、Ｇｄ－Ｄｙ系の順に酸化物バルク体の材料を交互に変えて実施例１と同様に組み合せた酸化物超伝導バルク磁石部材である。試料６－２は、外側のリングから内側のリングに向けて、Ｇｄ系、Ｇｄ－Ｄｙ系、Ｇｄ系、Ｇｄ－Ｄｙ系、Ｇｄ系、Ｇｄ－Ｄｙ系（芯）の順に酸化物バルク体の材料を交互に変えて実施例１と同様に組み合せた芯（芯部）を有する酸化物超伝導バルク磁石部材である。

　試料６－１及び試料６－２とも、静磁場着磁法で着磁して超伝導バルク磁石にすると、ピーク磁場が、それぞれ、１．７３Ｔ及び１．７４Ｔであり、軸対称性の良い磁場分布が得られた。また、パルス着磁法で着磁して、試料６－１及び試料６－２を超伝導バルク磁石にしても、ピーク磁場が、それぞれ、１．６３Ｔ及び１．６４Ｔであり、軸対称性の良い磁場分布が得られた。

　（実施例７）
　純度９９．９％以上の各試薬ＲＥ_２Ｏ_３（ＲＥは、Ｇｄ）、ＢａＯ_２、ＣｕＯを、Ｇｄ：Ｂａ：Ｃｕの各金属元素のモル比が１０：１４：２０（即ち、最終組織の１２３相：２１１相のモル比が３：１）になるように混合し、混合粉を作製した。さらに、この混合粉にＰｔを０．５質量％、Ａｇ_２Ｏを１０質量％添加した混合粉を作製した。各混合粉を、一旦８９０℃で８時間仮焼した。仮焼粉を、内径８２ｍｍの円筒状金型中に充填し、厚さ約３３ｍｍの円盤状に成形した。また、ＲＥ_２Ｏ_３としてＳｍ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３を用いて、上記成形体と同様の方法により、厚さ４ｍｍのＳｍ系円盤状成形体及びＹｂ系円盤状成形体とを作製した。さらに、各成形体を等方静水圧プレスにより約１００ＭＰａで圧縮加工した。

　これらの成形体をアルミナ製支持材の上に、Ｓｍ系成型体、Ｙｂ系成型体、Ｇｄ系成型体（前駆体）の順番で下から重ね、炉内に配置した。これらの前駆体は、大気中において７００℃まで１５時間、１０４０℃まで１６０時間、さらに１１７０℃まで１時間で昇温し、３０分保持した後、１０３０℃まで１時間で降温し、１時間保持した。その間、予め作製しておいたＳｍ系の種結晶を用い、種結晶を半溶融状態の前駆体上に乗せた。種結晶のｃ軸が円盤状の前駆体の法線と一致するように、種結晶の劈開面を前駆体の上に乗せた。その後、大気中において１０００～９８５℃まで２８０時間かけて冷却し、結晶の成長を行った。さらに、室温まで約３５時間かけて冷却し、外径約６３ｍｍ、厚さ約２８ｍｍのＧｄ系の酸化物超伝導材料を得た。また、同様の方法で同様のＧｄ系の酸化物超伝導材料を更に２個作製して、合計３個（後述する試料Ｊ、試料Ｋ及び試料Ｌ用）の試料を得た。これらの試料は、ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相中に１μｍ程度のＲＥ_２ＢａＣｕＯ_５相及び５０～５００μｍの銀が分散した組織を有していた。

　次に、試料Ｊを厚さ１．８ｍｍにスライス切断し、合計１１枚のウエハー状の超伝導体を作製した。得られたウエハーのｃ軸は、すべて切断面の法線に対し±１０°以内であった。その後、サンドブラスト加工により図１０に示される外径６０ｍｍの繋ぎ目を有する５重リング１１の形状にウエハー状の試料Ｊを加工した。図１０に示す酸化物超伝導体（酸化物バルク体）の幅寸法Ｗは、４．６ｍｍ、隙間１３の幅寸法ｄは、０．５ｍｍ、継ぎ目１２の幅寸法ｆは、０．３ｍｍであった。１１枚の各５重リングを、酸素アニール処理の後、外径６４．０ｍｍ、内径６０．１ｍｍのステンレスリング内に積層して配置し、積層した各層間及びステンレスリングとエポキシ樹脂で固定した。この積層工程においては、ａ軸が積層面内で互いに１０°ずれるように各層を積層した。また、中心部分に外径１０．５ｍｍのＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）製のリングを配置して酸化物超伝導バルク磁石部材を作製した。この時、積層作業に要した時間は、２５分であった。

　また、比較例として、試料Ｋを外径６０．０ｍｍ、内径１０．５ｍｍ、高さ２０．０ｍｍの円盤状に加工した。すなわち、加工された試料Ｋは、上記のようにスライス加工も、リングの形状への加工もされない一体型の酸化物バルク体である。加工後、上記と同様の酸素アニール処理を行い、試料Ｋを、外径６４．０ｍｍ、内径６０．１ｍｍのステンレスリング内に配置し、ステンレスリングとエポキシ樹脂で固定することで酸化物超伝導バルク磁石部材を作製した。これらの試料Ｊ及び試料Ｋに対して、まず、静磁場着磁法で着磁した場合の捕捉磁場を比較した。磁場中冷却については、室温で３．５Ｔの磁場中に試料を配置し、液体窒素で７７Ｋまで冷却した後、０．５Ｔ／分の減磁レートで外部磁場をゼロまで低下させた。

　本実施例の試料Ｊを用いた酸化物超伝導バルク磁石は、図１１Ｂに示したように１．９Ｔのピーク磁場を有する同心円状の均一な磁場分布が得られており、極めて対称性が向上した磁場分布が得られることが確認できた。一方、比較例として試料Ｋを用いた酸化物超伝導バルク磁石は、入れ子構造による隙間が形成されていない一体型の磁石であるので、図１１Ａに示すように、隙間が無い分ピーク磁場が大きくなって、２．１Ｔのピーク磁場を得た。しかしながら、角型に近い４回対称の歪によって対称的かつ均一な磁場が得られなかった。

　次に、これら試料に対して、パルス着磁法で着磁を行った。ゼロ磁場中で液体窒素中に浸漬された試料に対し、パルス幅５ｍｓで、印加磁場４Ｔのパルス磁場を印加した後、５Ｔのパルス磁場を印加した。また、試料のｃ軸の方向は、円盤面の法線方向であり、磁場が、ｃ軸と平行に印加された。

　図１１Ｃに、５Ｔのパルス印加後の試料Ｋのパルス着磁結果を示す。０．４５Ｔのピーク磁場を有し、ａ軸方向に谷間を有する対称性が低い不均一な磁場分布が得られた。これに対し、本実施例の試料Ｊでは、図１１Ｄに示されるように、１．７Ｔのピーク磁場を有する同心円状の均一な磁場分布が得られており、パルス着磁法でも極めて対称性のよい磁場分布が得られることが確認できた。また、試料Ａについては、同様のパルス着磁を１００回繰り返した場合に、１回目のパルス着磁時のピーク磁場に対する１００回パルス着磁を行った後のピーク磁場の割合を調べたところ、この割合が９９％であり、殆ど磁気性能が低下しなかった。

　次に、試料Ｊと同様に、試料Ｌを厚さ１．８ｍｍにスライス切断し、合計１１枚のウエハー状の超伝導体を作製した。得られたウエハーのｃ軸は、すべて切断面の法線に対し±１０°以内であった。その後、サンドブラスト加工により図６に示される外径６０ｍｍの継ぎ目の無い５重リングの形状に加工した。なお、超伝導体の幅寸法Ｗは、４．６ｍｍであり、隙間の幅寸法ｄは、０．５ｍｍであった。試料Ｊと同様に、この試料Ｌを用いて酸化物超伝導バルク磁石部材を作製した。この時、各リングを組み立てる時間も要するため、組み立て及び積層作業に要した時間は、７０分であった。

　酸化物超伝導バルク磁石部材を作製した試料Ｌについても、試料Ｊ及び試料Ｋと同様の着磁試験を行ったところ、静磁場着磁法で着磁した場合、１．８Ｔのピーク磁場を有し、ピークが中心から少しずれた磁場分布になった。これは、積層作業時の樹脂埋めによってリングの中心がずれたためであると考えられる。また、パルス着磁法で着磁した場合、１．６Ｔの低めのピーク磁場を有し、静磁場着磁の場合と同様にピークが中心から少しずれた磁場分布になった。また、１００回の繰り返しパルスによるピーク磁場の変化については、上述の割合が９２％であり、ピーク位置が中心からずれて磁場分布が不均一であるため、応力集中が起こり、酸化物超伝導バルク体が劣化したと考えられる。

　また、試料Ｊを用いて作製した積層する前のウエハーの１枚（厚さ：１．８ｍｍ、幅寸法Ｗ：４．６ｍｍ、隙間の幅寸法ｄ：０．５ｍｍ、継ぎ目の幅寸法ｆ：０．３ｍｍの５重リングで、中心部が空洞）、及び、試料Ｌを用いて作製した積層する前のウエハーの１枚（厚さ：１．８ｍｍ、幅寸法Ｗ：４．６ｍｍ、隙間の幅寸法ｄ：０．５ｍｍ、継ぎ目無しの５重リングで、各リング間の隙間をエポキシ樹脂で固定、中心部が空洞）を、それぞれ、上記と同様に静磁場着磁法またはパルス着磁法によって着磁した。

　静磁場着磁した場合、試料Ｊのウエハーでは、０．６Ｔのピーク磁場を有する同心円状の均一な磁場分布が得られた。一方、試料Ｌのウエハーでは、０．５Ｔのピーク磁場を有する同心円状からずれた磁場分布となった。これは、上記と同様に、積層作業時の樹脂埋めによってリングの中心がずれたためであると考えられる。また、パルス着磁で着磁した場合、試料Ｊのウエハーでは、０．５Ｔのピーク磁場を有する同心円状の均一な磁場分布が得られた。また、１００回の繰り返しパルスによるピーク磁場の変化については、上述の割合が９９％以上であり、ピーク磁場が殆ど変化しなかった、一方、試料Ｌのウエハーでは、０．４Ｔのピーク磁場を有する同心円状からずれた磁場分布が得られた。また、１００回の繰り返しパルスによるピーク磁場の変化については、上述の割合が９３％であり、ピーク位置が中心からずれて磁場分布が不均一であるため、応力集中が起こり、酸化物超伝導バルク体が劣化したと考えられる。

　以上の結果より、継ぎ目を有する５重リングを入れ子構造になるように配置した酸化物超伝導バルク磁石部材は、静磁場着磁を行った場合に、超伝導バルク磁石として、同心円状の対称性及び均一性に優れた磁場を発生する。さらに、このような酸化物超伝導バルク磁石部材は、パルス着磁を行った場合であっても、着磁特性に極めて優れ、超伝導バルク磁石として対称的かつ均一な磁場を発生する。さらに、このような酸化物超伝導バルク磁石部材は、製造作業性にも優れている。

　（実施例８）
　実施例７の酸化物超伝導バルク磁石部材及びその製造方法に基づいて、同心円状の酸化物超伝導バルク体に関し、円の一周当たりの継ぎ目の数、軸（回転対称軸）に垂直な方向の幅寸法、軸方向の厚さ、軸方向の積層枚数、樹脂、グリース及び半田の有無、回転対称軸に対するｃ軸のばらつき、ａ軸の相互のズレ等の条件を変えて各酸化物超伝導バルク磁石部材を作製した。このような各酸化物超伝導バルク磁石部材に対する、積層作業時間、静磁場着磁時のピーク値及び磁場分布の均一性と対称性とに関する評価、パルス場着磁時のピーク値及び磁場分布の均一性と対称性とに関する評価、及び一回目のパルス着磁時のピーク値（ピーク磁場）に対する１００回パルス着磁を行った後のピーク値の割合について以下の表３に示す。なお、表３中には、実施例７の試料Ｊ～Ｌを試料番号７－１（試料Ｊ）及び７－２（試料Ｋ）、７－３（試料Ｌ）として示した。

　表３の結果から、入れ子構造になるように配置された継ぎ目を有する酸化物バルク体を用いた酸化物超伝導バルク磁石部材は、パルス着磁を行った場合に、酸化物超伝導バルク磁石として優れていることが明らかになった。

　（実施例９）
　純度９９．９％以上の各試薬Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｄｙ_２Ｏ_３、ＢａＯ_２、ＣｕＯを、Ｇｄ：Ｄｙ：Ｂａ：Ｃｕの各金属元素のモル比が９：１:１４:２０（即ち、最終組織の１２３相：２１１相のモル比が３：１）になるように混合し、混合粉を作製した。さらに、この混合粉にＢａＣｅＯ_３を１．５質量％、Ａｇ_２Ｏを１２質量％添加した混合粉を作製した。この混合粉を、一旦８８０℃で８時間仮焼した。仮焼粉を、内径１１０ｍｍの円筒状金型中に充填し、厚さ約３５ｍｍの円盤状に成形した。また、ＲＥ_２Ｏ_３としてＳｍ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３を用いて、上記成形体と同様の方法により、厚さ４ｍｍのＳｍ系円盤状成形体とＹｂ系円盤状成形体とを作製した。さらに、各成形体を等方静水圧プレスにより約１００ＭＰａで圧縮加工した。

　これらの成形体をアルミナ製支持材の上に、Ｓｍ系成型体、Ｙｂ系成型体、Ｇｄ－Ｄｙ系成型体（前駆体）の順番で下から重ね、炉内に配置した。これらの前駆体は、大気中において７００℃まで１５時間、１０４０℃まで４０時間、さらに１１７０℃まで１時間で昇温し、３０分保持した後、１０３０℃まで１時間で降温し、１時間保持した。その間、予め作製しておいたＳｍ系の種結晶を用い、種結晶を半溶融状態の前駆体上に乗せた。種結晶のｃ軸が円盤状の前駆体の法線と一致するように、種結晶の劈開面を前駆体の上に乗せた。その後、大気中において１０００～９８０℃まで２９０時間かけて冷却し、結晶の成長を行った。さらに、室温まで約３５時間かけて冷却し、外径約８５ｍｍ、厚さ約２９ｍｍのＧｄ－Ｄｙ系の酸化物超伝導材料を得た。また、同様の方法で同様のＧｄ－Ｄｙ系の酸化物超伝導材料を更に２個作製して、合計３個（後述する試料Ｍ、試料Ｎ及び試料Ｏ用）の試料を得た。これらの試料は、（Ｇｄ－Ｄｙ）Ｂａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相中に１μｍ程度の（Ｇｄ－Ｄｙ）_２ＢａＣｕＯ_５相及び５０～５００μｍの銀が分散した組織を有していた。

　試料Ｍを厚さ２．０ｍｍにスライス切断し、合計９枚のウエハー状の酸化物超伝導体を作製した。その後、サンドブラスト加工により図１２に示すような長手方向の長さが８０ｍｍ、幅方向の長さが３５ｍｍの継ぎ目１６を有するレーストラック形状の酸化物超伝導バルク体１４にウエハー状の試料Ｍを加工した。図１２において、超伝導体の各トラックの幅寸法は４．５ｍｍ、隙間１５の幅寸法ｄは０．５ｍｍ、継ぎ目１６の幅寸法ｆは０．３ｍｍであった。このとき、ウエハーをウエハー面の法線を軸に１０°ずつ回転させてレーストラック形状に切断した。即ち、ａ軸がトラックの長手方向に対して１０°ずつ回転させて酸化物超伝導バルク体１４を作製した。続いて、９枚のレーストラック形状の酸化物超伝導体（酸化物バルク体）を、酸素アニール処理の後、長手方向の長さが８４ｍｍ、幅方向の長さが３９ｍｍ、肉厚１．９ｍｍのステンレスリング内に配置し、エポキシ樹脂で固定した。この時の作業時間は、約３０分であった。

　また、比較例として、試料Ｎのウエハーから図１２の外周の形状、即ち、長手方向の長さが８０ｍｍ、幅方向の長さが３５ｍｍのレーストラック形状で、厚さが１９．０ｍｍの隙間のない一体型の酸化物超伝導バルク体を切り出した。続いて、上記と同様の酸素アニール処理を行い、この酸化物超伝導バルク体を、上記と同様の形状を有するステンレスリング内に配置し、エポキシ樹脂で固定した。

　また、比較例として、試料Ｏを厚さ２．０ｍｍにスライス切断し、合計９枚のウエハー状の酸化物超伝導体を作製した。その後、サンドブラスト加工により長手方向の長さが８０ｍｍ、幅方向の長さが３５ｍｍの継ぎ目のないレーストラック形状のリング及び芯にウエハー状の試料Ｏを加工して酸化物バルク体を作製した。このとき、レーストラック形状の長手方向が超伝導ウエハー（試料Ｏ）のａ軸方向と一致するように、切断の相対位置を変えずに加工を行った。続いて、各レーストラック形状の酸化物超伝導体（酸化物バルク体）を、上記と同様の酸素アニール処理の後、上記と同様の形状を有するステンレスリング内に配置し、エポキシ樹脂で固定した。各リング及び芯の組み立て及び樹脂埋め作業において、所要時間は、約９０分であり、継ぎ目を有する超伝導材料を用いた時に比べ約３倍の時間を要し、各超伝導材料の位置が所定の対称位置からずれていた。

　これら試料に対して、磁場中冷却着磁法（静磁場着磁法）及びパルス着磁により、着磁を行った。磁場中冷却着磁法では、室温で３．５Ｔの磁場中に試料を配置した後、ゼロ磁場中で液体窒素に浸漬して冷却し、さらに、０．５Ｔ／分の減磁レートで外部磁場をゼロまで低下させた。また、パルス着磁法では、液体窒素中に浸漬された試料に対し、パルス幅約５ｍｓで、最大印加磁場４．０Ｔのパルス磁場を印加した。また、試料のｃ軸の方向は、レーストラック状平面の法線方向であり、磁場をｃ軸と平行に印加した。

　静磁場着磁法で、本実施例の試料Ｍを酸化物超伝導バルク磁石にすると、１．１Ｔのピーク磁場を有するレーストラック型の対称性が比較的よい磁場分布が得られた。これに対して、比較例の試料Ｎを酸化物超伝導バルク磁石にすると、ピーク磁場が１．２Ｔと僅かに高くなるが、中心部に歪みを伴う磁束密度分布が得られた。また、試料Ｏを酸化物超伝導バルク磁石にすると、ピーク磁場が１．０Ｔであり、磁場分布の対称性は、継ぎ目を有する試料Ｍと比べて劣るが、試料Ｎに比べて幾分良好であった。

　パルス着磁法で、本実施例の試料Ｍを酸化物超伝導バルク磁石にすると、０．９５Ｔピーク磁場を有するレーストラック型の対称性が比較的よい磁場分布が得られた。これに対して、比較例の試料Ｎを酸化物超伝導バルク磁石にすると、０．５５Ｔの低いピーク磁場を有し、５つのピークを示す極めて不均一な磁束密度分布が得られた。また、試料Ｏを酸化物超伝導バルク磁石にすると、ピーク磁場が０．８であり、磁場分布の対称性は、継ぎ目を有する試料Ｍと比べて劣るが、試料Ｎに比べて良好であった。

　これらの比較から、レーストラック形状のリング及び芯の酸化物超伝導バルク体を入れ子構造になるように配置し、各リング及び芯を継ぎ目でつないだ酸化物超伝導バルク磁石部材は、パルス着磁法で着磁して酸化物超伝導バルク磁石にすると、着磁特性に極めて優れていることが明らかになった。

　（実施例１０）
　実施例７と同様の製造方法により試料Ｐ及び試料Ｑを作製した。試料Ｐ及び試料Ｑを、厚さ１．５ｍｍにスライス切断し、各１３枚の合計２６枚のウエハー状の酸化物超伝導体を作製した。得られたウエハーのｃ軸は、すべて切断面の法線に対し±１０°以内であった。その後、図２Ｂに示す外周の一辺の長さが約３０ｍｍの六角形のリングの階層数が５、幅寸法Ｗが４．５ｍｍ、隙間の幅寸法が０．５ｍｍの入れ子形状を有するマスクパターンを用いて、サンドブラストにより１３枚の試料Ｑのウエハーを加工して酸化物超伝導バルク体を作製した。次に、継ぎ目が一周当たり２箇所ある以外は上記と同様の形状のマスクパターンを用い、サンドブラストにより継ぎ目を有する外径６０ｍｍの六角形状の５重リングの形状に１３枚の試料Ｐのウエハーを加工して酸化物超伝導バルク体を作製した。なお、継ぎ目の幅寸法は、０．２ｍｍであった。

　次に、試料Ｐ及び試料Ｑから加工した酸化物超伝導バルク体を、酸素アニール処理の後、入れ子構造になるように配置して、入れ子構造の各１３枚のウエハー（層）を外径６４．０ｍｍ、内径６０．１ｍｍの六角ステンレスリング内に積層して配置し、エポキシ樹脂で固定した。このとき、この積層行程においては、ａ軸が積層面内で互いに８°ずれるように各層を積層した。また、この時、組み立てと積層作業とに要した時間は、試料Ｐでは、２５分であり、試料Ｑでは、８０分であった。

　次に、試料Ｐ及び試料Ｑから加工した酸化物超伝導バルク磁石部材に対して、実施例７と同様の静磁場着磁及びパルス着磁を行った。また、パルス着磁に関しては、更にパルス着磁を１００回繰り返してその後の捕捉磁束分布も測定した。その結果、本実施例の試料Ｐから加工した酸化物超伝導バルク磁石部材では、静磁場着磁にて、１．８Ｔのピーク磁場を有する対称性及び均一性に優れた磁場分布が得られた。また、パルス着磁法で着磁しても、１．６Ｔのピーク磁場を有する対称性及び均一性に優れた磁場分布が得られた。さらに、１００回のパルス着磁後の捕捉磁束分布も初回のパルス着磁後の捕捉磁束分布から殆ど変化せず、ピーク磁場は、初回の９８％を維持していた。

　これに対して、試料Ｑから加工した酸化物超伝導バルク磁石部材では、静磁場着磁にて、１．５Ｔのピーク磁場を有するピーク磁場の位置が中心からずれた磁場分布が得られた。また、パルス着磁法で着磁しても、１．３Ｔのピーク磁場を有するピーク磁場の位置が中心からずれた磁場分布が得られた。さらに、１００回のパルス着磁後のピーク磁場は、初回のパルス着磁後のピーク磁場の９３％であり、比較的大きく減少した。

　これらの比較から、六角形のような多角形の形状を有するリングを入れ子構造になるように配置した構成において、各リング間に継ぎ目を有する酸化物超伝導バルク磁石部材は、静磁場着磁法で着磁を行っても、酸化物超伝導バルク磁石として六角形状の対称性及び均一性に優れた磁場を発生することができる。また、このような酸化物超伝導バルク磁石部材は、パルス着磁法で着磁を行っても、酸化物超伝導バルク磁石としての着磁特性が極めて優れていることが明らかになった。さらに、このような酸化物超伝導バルク磁石部材は、組み立て及び積層時の製造作業性にも優れていることが明らかになった。

　ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相中にＲＥ_２ＢａＣｕＯ_５相が分散した酸化物バルク体を用いて、パルス着磁法で繰り返し着磁しても、超伝導バルク磁石として、強い磁場で、対称的かつ均一な磁場を発生することができる酸化物超伝導バルク磁石部材を提供する。

　１～３　　ＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体（リング状のバルク部、リング部）
　４　　ＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体（柱状のバルク部、芯部）
　５　　緩衝材（介在部）
　８　　隙間
　９、１２　　継ぎ目（介在部）
　１０、１３　　隙間
　１１、１４　　ＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物バルク体（５重リング）
　２１　　ステンレスリング（金属リング）

Claims

　互いに異なる外周寸法の外周を有し、これら外周のうち前記外周寸法が相対的に大きな外周が小さな外周を取り囲むように配置される複数のバルク部と；
　互いに隣接する一対の前記バルク部の間に配置される介在部と；
を備え、
　互いに隣接する前記各バルク部の間に隙間が形成され、
　前記各バルク部が、ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相中にＲＥ_２ＢａＣｕＯ_５相が分散した酸化物バルク体であり、
　前記各バルク部のうち、前記外周寸法が最も小さなバルク部が、柱状またはリング状であり、前記外周寸法が最も小さなバルク部以外のバルク部が、リング状である
ことを特徴とする酸化物超伝導バルク磁石部材。
　前記介在部が、樹脂、グリース又は半田であり、互いに隣接する一対の前記バルク部間の前記隙間の幅寸法が、０．０１ｍｍ以上かつ０．４９ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材。
　互いに隣接する一対の前記バルク部の前記ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相のａ軸の方向が、互いに異なることを特徴とする請求項２に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材。
　前記介在部が、前記酸化物バルク体であり、互いに隣接する一対の前記バルク部間を接続する継ぎ目であることを特徴とする請求項１に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材。
　互いに隣接する一対の前記バルク部のうちの内側にあるバルク部の外周に沿った前記継ぎ目の幅寸法が、０．１ｍｍ以上かつ前記外周の外周寸法の２５％以下である
ことを特徴とする請求項４に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材。
　前記各バルク部の回転対称軸方向の厚さ寸法が、１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材。
　前記隙間の少なくとも一部に、樹脂、グリース又は半田をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材。
　前記各バルク部のうちのリング状のバルク部の回転対称軸に対して垂直な方向の幅の最大寸法が、１．０ｍｍ超かつ２０．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２または４に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材。
　前記各バルク部のうちのリング状のバルク部の内周形状及び外周形状が、多角形、円又はレーストラック状であることを特徴とする請求項２または４に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材。
　前記各バルク部が、回転対称軸方向に複数の層を形成するように積層されていることを特徴とする請求項２または４に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材。
　前記各層中の前記ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相のｃ軸が、それぞれ前記回転対称軸に対して±３０°の範囲内にあることを特徴とする請求項１０に記載の酸化物超伝導バルク磁石部材。
　前記各層のうちの互いに隣接する層中の前記ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７－ｘ相のａ軸の方向が、互いに異なることを特徴とする請求項１０に記載の酸化物超伝導バルク部材。