JPH01151299A - 板状シールド材の製造方法 - Google Patents
板状シールド材の製造方法Info
- Publication number
- JPH01151299A JPH01151299A JP62310709A JP31070987A JPH01151299A JP H01151299 A JPH01151299 A JP H01151299A JP 62310709 A JP62310709 A JP 62310709A JP 31070987 A JP31070987 A JP 31070987A JP H01151299 A JPH01151299 A JP H01151299A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- precursor
- oxide superconductor
- superconductor
- oxygen
- shield material
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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
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は板状シールド材の製造方法に関する。
モーター、トランス、磁気浮上列車、ＭＲｒ−ＣＴ詰装
置核磁気医療診断装置）、磁気分離機等の強力な電磁気
を利用する機器では、外部に磁束が漏れて他の電気電子
機器の誤動作の原因となり又人体にも有害に作用するこ
とが懸念されている。
置核磁気医療診断装置）、磁気分離機等の強力な電磁気
を利用する機器では、外部に磁束が漏れて他の電気電子
機器の誤動作の原因となり又人体にも有害に作用するこ
とが懸念されている。
このようなことから上記のような機器では、磁束を外部
に出さないように、また精密な磁気測定機器では外部か
らの磁束を遮蔽するために、機器を鉄板等の磁性体で覆
う対策が講じられている。しかしこのために機器全体が
大型化し又重量化して実用上支障を来たしている。
に出さないように、また精密な磁気測定機器では外部か
らの磁束を遮蔽するために、機器を鉄板等の磁性体で覆
う対策が講じられている。しかしこのために機器全体が
大型化し又重量化して実用上支障を来たしている。
このような問題に対して超電導体のマイスナー効果を利
用したシールド技術が一部の超電導機器に実用されてい
るが、シールド材に金属超電導体を用いているため冷媒
として液体Ｈｅが必要で、経済的に利用範囲が制約され
るという欠点がある。
用したシールド技術が一部の超電導機器に実用されてい
るが、シールド材に金属超電導体を用いているため冷媒
として液体Ｈｅが必要で、経済的に利用範囲が制約され
るという欠点がある。
ところで近年、液体窒素温度（７７Ｋ）で超電導となる
（Ｌｎ＋−ｘｓ ｒｘ）Ｃｕｂａ、（Ｌｎ、−、ＢａＸ
）、Ｃｕｂ、、ＬｎＢａ、Ｃｕ５Ｏｙ、Ｌ ｎ Ｂ ａ
ｚ−ｘｓｒ、ｃｕｓＯｔ等（但し、ＬｎはＹ、Ｓｃ又
は希土類元素）の層状ペロブスカイト型構造の酸化物超
電導体が見出されているが、これらの酸化物超電導体は
、脆いため金属材料のように塑性加工ができず、有効な
シールド材を工業的に製造することが困難であった。そ
こでこの酸化物超電導体を例えばスパッタ法等のＰＶＤ
法を用いて加工することが試みられているが、これは真
空中で成分元素を飛散させ、これを長時間かけて支持材
上に膜状に析出させる方法であるため生産性に乏しく、
また粉末を成型したり、又はペースト状となしこれを支
持材上に厚膜印刷して焼結する試みもなされているが、
工程が必ずしも単純でないばかりか、シールド効果も十
分なものが得られないという欠点がある。この原因は、
個々の粒子が超電導性を異にしたり又一部は非超電導性
であったり、結晶粒界や空孔などの非超電導部分が多量
に存在したりすることにあると考えられている。
（Ｌｎ＋−ｘｓ ｒｘ）Ｃｕｂａ、（Ｌｎ、−、ＢａＸ
）、Ｃｕｂ、、ＬｎＢａ、Ｃｕ５Ｏｙ、Ｌ ｎ Ｂ ａ
ｚ−ｘｓｒ、ｃｕｓＯｔ等（但し、ＬｎはＹ、Ｓｃ又
は希土類元素）の層状ペロブスカイト型構造の酸化物超
電導体が見出されているが、これらの酸化物超電導体は
、脆いため金属材料のように塑性加工ができず、有効な
シールド材を工業的に製造することが困難であった。そ
こでこの酸化物超電導体を例えばスパッタ法等のＰＶＤ
法を用いて加工することが試みられているが、これは真
空中で成分元素を飛散させ、これを長時間かけて支持材
上に膜状に析出させる方法であるため生産性に乏しく、
また粉末を成型したり、又はペースト状となしこれを支
持材上に厚膜印刷して焼結する試みもなされているが、
工程が必ずしも単純でないばかりか、シールド効果も十
分なものが得られないという欠点がある。この原因は、
個々の粒子が超電導性を異にしたり又一部は非超電導性
であったり、結晶粒界や空孔などの非超電導部分が多量
に存在したりすることにあると考えられている。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明はかか
る状況に鑑みなされたもので、その目的とするところは
酸化物超電導体におけるマイスナー効果を利用した小型
、軽量、安価な板状のシールド材の製造方法を提供する
ことにある。
る状況に鑑みなされたもので、その目的とするところは
酸化物超電導体におけるマイスナー効果を利用した小型
、軽量、安価な板状のシールド材の製造方法を提供する
ことにある。
即ち本発明は、酸化物超電導体ヌはその前駆物質を所定
量配合し、これを酸素含有雰囲気中で溶融したのち、こ
の溶融体を１０°（：／ｓｅｃ以上の速度で少なくとも
９５０℃まで冷却しながら所望の形状に成形加工し、次
いでこの成形体を５００°Ｃ以上の酸素含有雰囲気中で
１０分以上加熱処理することを特徴とするものである。
量配合し、これを酸素含有雰囲気中で溶融したのち、こ
の溶融体を１０°（：／ｓｅｃ以上の速度で少なくとも
９５０℃まで冷却しながら所望の形状に成形加工し、次
いでこの成形体を５００°Ｃ以上の酸素含有雰囲気中で
１０分以上加熱処理することを特徴とするものである。
本発明において、溶融用原料にはＹＢａ、Ｃｕ、ｏ、の
ような酸化物超電導体又はその前駆物質が用いられる、
後者の前駆物質には、上記超電導体を構成する元素の酸
化物、炭酸塩、硝酸塩等の無機化合物、アルコキシドや
錯塩等の有機化合物、又は構成元素の金属やその合金等
が用いられる。
ような酸化物超電導体又はその前駆物質が用いられる、
後者の前駆物質には、上記超電導体を構成する元素の酸
化物、炭酸塩、硝酸塩等の無機化合物、アルコキシドや
錯塩等の有機化合物、又は構成元素の金属やその合金等
が用いられる。
上記の前駆物質を、Ｙ Ｂ ａ ｚ Ｃｕ ｘ Ｏ？の
超電導体に例をとって具体的に説明すると、ＹはＹ２Ｏ
３、Ｙ（ＮＯｓ）ｓ、Ｙ （ＣＨｓ ＣＯＯ）ｓ、Ｙ単
体、ＢａはＢａ（ＯＨ）ｘ、Ｂａ （Ｎｏ、） 、Ｂａ
Ｃ０，，８３石けん、ＣｕはＣｕｚＯ，ＣｕＯ１Ｃｕ
（ＯＨｈ、Ｃｕ Ｓ Ｏａ、Ｃｕ （Ｎｏｗ）ｔ、アセ
チルアセテート、Ｃｕ粉、Ｃｕ−Ｂａ等である。
超電導体に例をとって具体的に説明すると、ＹはＹ２Ｏ
３、Ｙ（ＮＯｓ）ｓ、Ｙ （ＣＨｓ ＣＯＯ）ｓ、Ｙ単
体、ＢａはＢａ（ＯＨ）ｘ、Ｂａ （Ｎｏ、） 、Ｂａ
Ｃ０，，８３石けん、ＣｕはＣｕｚＯ，ＣｕＯ１Ｃｕ
（ＯＨｈ、Ｃｕ Ｓ Ｏａ、Ｃｕ （Ｎｏｗ）ｔ、アセ
チルアセテート、Ｃｕ粉、Ｃｕ−Ｂａ等である。
上記のような原料を所定量配合し、この混合物を仮焼成
して酸化物の混合体や超電導体酸化物となし、これを粉
末又は棒状体やブロック等に加工して用いることもでき
る。
して酸化物の混合体や超電導体酸化物となし、これを粉
末又は棒状体やブロック等に加工して用いることもでき
る。
本発明において上記の原料をるつぼ等の中で１２００℃
以上に加熱し溶融させるが、この際の熱源としては、電
気、赤外線、電子ビーム、レーザー光等が適用される。
以上に加熱し溶融させるが、この際の熱源としては、電
気、赤外線、電子ビーム、レーザー光等が適用される。
上記の棒状体等は、これに直接赤外線などのビームをあ
てて融解することも出来る。
てて融解することも出来る。
本発明において原料を溶融して板状に成形する理由は、
配合成分が短時間で均一化し、理論密度に近い均質な緻
密体が得られるためである。溶融を０！含有雰囲気中で
行うと超電導体の０２欠損が防止され、後工程の熱処理
条件を低温短時間で行うことができる。雰囲気中の００
分圧は、５気圧以上、特に１５〜２００気圧にすると０
．の供給が十分になされ、Ｊｃ等の特性がより向上する
。
配合成分が短時間で均一化し、理論密度に近い均質な緻
密体が得られるためである。溶融を０！含有雰囲気中で
行うと超電導体の０２欠損が防止され、後工程の熱処理
条件を低温短時間で行うことができる。雰囲気中の００
分圧は、５気圧以上、特に１５〜２００気圧にすると０
．の供給が十分になされ、Ｊｃ等の特性がより向上する
。
本発明において成形加工にあたって溶融体を１０’（：
／ｓｅｃ以上の冷却速度で少なくとも９５０’Ｃまで冷
却する理由は、得られる成形体の結晶＆１Ｉｌａを緻密
にし、又ＹＢａｚＣｕ、Ｏ，の超電導体に例をとると上
記超電導体がＹ２Ｏ１、ＣｕｇＯ１ＢａＣｕＯ□等に相
分離するのを抑え、たとえ相分離がおきても各相が＠細
に分散するので後工程の加熱処理において容易に均質化
することができるためである。溶融体の冷却は溶融体を
鋳型や冷却体に注入又は接触させて行い、これの冷却速
度は、特に５０’Ｃ／ｓｅｅ以上が好ましい。
／ｓｅｃ以上の冷却速度で少なくとも９５０’Ｃまで冷
却する理由は、得られる成形体の結晶＆１Ｉｌａを緻密
にし、又ＹＢａｚＣｕ、Ｏ，の超電導体に例をとると上
記超電導体がＹ２Ｏ１、ＣｕｇＯ１ＢａＣｕＯ□等に相
分離するのを抑え、たとえ相分離がおきても各相が＠細
に分散するので後工程の加熱処理において容易に均質化
することができるためである。溶融体の冷却は溶融体を
鋳型や冷却体に注入又は接触させて行い、これの冷却速
度は、特に５０’Ｃ／ｓｅｅ以上が好ましい。
本発明において、溶融体を冷却して得た成形体を５００
℃以上のＯｘ含有雰囲気中で加熱処理する理由は、成形
体中に超電導体相を最大限に生成せしめるとともに冷却
成形時の有害な熱歪を除去するためである。
℃以上のＯｘ含有雰囲気中で加熱処理する理由は、成形
体中に超電導体相を最大限に生成せしめるとともに冷却
成形時の有害な熱歪を除去するためである。
上記において加熱処理は、溶融体を所定速度で冷却させ
た温度から直接所定の加熱処理温度に保持しても、又−
旦室温に冷却後再加熱してもよい。
た温度から直接所定の加熱処理温度に保持しても、又−
旦室温に冷却後再加熱してもよい。
成形体を所望寸法に仕上げたのち加熱処理すると加工歪
が除去される等の付加的効果が得られる。
が除去される等の付加的効果が得られる。
本発明において上述の加熱処理は、５００°Ｃ以上好ま
しくは５００〜９５０°Ｃの温度範囲で、１０分以上好
ましくは１〜２４Ｈの時間、０：分圧が０．２気圧以上
特に好ましくは１〜５気圧の雰囲気中で施されるのが実
用的である。上記において雰囲気中の０８分圧が０．２
気圧未満では、十分なシールド効果を発揮するものが得
られない。
しくは５００〜９５０°Ｃの温度範囲で、１０分以上好
ましくは１〜２４Ｈの時間、０：分圧が０．２気圧以上
特に好ましくは１〜５気圧の雰囲気中で施されるのが実
用的である。上記において雰囲気中の０８分圧が０．２
気圧未満では、十分なシールド効果を発揮するものが得
られない。
本発明のシールド材は所定形状の鋳型を用いて一挙に成
形することができるが、大型成形体から所望形状に切り
出してもよい、又超電導体をタイル状の成形体として、
これを金属板、セラミックス板、プラスチック板等に接
合して用いることができる。金属板としてＦｅ以外のＡ
ｌ、Ｃｕ、、Ｎｉ又はこれらの合金を用いると、電磁シ
ールド効果を同時にもたらせることができる。金属板と
の接合には、半田等の金属ろう材を用いて電気的及び熱
的導通をもたせることが望ましい。
形することができるが、大型成形体から所望形状に切り
出してもよい、又超電導体をタイル状の成形体として、
これを金属板、セラミックス板、プラスチック板等に接
合して用いることができる。金属板としてＦｅ以外のＡ
ｌ、Ｃｕ、、Ｎｉ又はこれらの合金を用いると、電磁シ
ールド効果を同時にもたらせることができる。金属板と
の接合には、半田等の金属ろう材を用いて電気的及び熱
的導通をもたせることが望ましい。
本発明のシールド材は上記のような成形体にして、マグ
ネットや電気電子機器を包囲して用いるが、これにシー
ルド効果をもたせるには、成形体をその固有の臨界温度
（Ｔ、）以下に冷却しなければならず、従ってＴ、が室
温以下の場合は、成形体は、冷却媒体の流路内や冷却管
体の内外表面に配設して用いられる。
ネットや電気電子機器を包囲して用いるが、これにシー
ルド効果をもたせるには、成形体をその固有の臨界温度
（Ｔ、）以下に冷却しなければならず、従ってＴ、が室
温以下の場合は、成形体は、冷却媒体の流路内や冷却管
体の内外表面に配設して用いられる。
次に本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例１
Ｅｒｇ’ｓ、Ｙ２Ｏ２、ＢａＣ０，、ＣｕＯをＥ「＋Ｙ
：Ｂａ：Ｃｕが原子比で１：２：３（但しＥｒ：Ｙ−１
：４）になるように配合しこれを白金るつぼに入れて大
気中で１ 、３６０℃に加熱溶融し、次いでこれを１０
０閣’Ｘ３ｍ’の鉄鋳型中に注入してタイル状に成形し
、次いでこれに種々条件で加熱処理を施した。溶融冷却
時の冷却速度は、鋳型に冷却媒体を併用して種々速度に
調整した。
：Ｂａ：Ｃｕが原子比で１：２：３（但しＥｒ：Ｙ−１
：４）になるように配合しこれを白金るつぼに入れて大
気中で１ 、３６０℃に加熱溶融し、次いでこれを１０
０閣’Ｘ３ｍ’の鉄鋳型中に注入してタイル状に成形し
、次いでこれに種々条件で加熱処理を施した。溶融冷却
時の冷却速度は、鋳型に冷却媒体を併用して種々速度に
調整した。
従来例１
実施例１で用いたのと同じ原料を大気中で９００”Ｃ６
Ｈ仮焼成し、次いでこれを粉砕して得た粉末をプレス成
形し、この成形体を０．気流中で９５０’Ｃ２Ｈ及び７
００℃２４Ｈ加熱焼結した。
Ｈ仮焼成し、次いでこれを粉砕して得た粉末をプレス成
形し、この成形体を０．気流中で９５０’Ｃ２Ｈ及び７
００℃２４Ｈ加熱焼結した。
斯くの如くして得た各々のサンプルについて相対密度及
び液体窒素中７７にでの磁束密度を測定し、次式により
シールド効率を算出した。
び液体窒素中７７にでの磁束密度を測定し、次式により
シールド効率を算出した。
ｓ
Ｘ ：電磁石とガラスメーターの間にサンプルを挟んだ
ときの磁束密度。
ときの磁束密度。
Ｘｏ ：サンプルを挟まないときの磁束密度（７５０ガ
ウス）。
ウス）。
得られた結果は製造条件を併設して第１表に示した。
第１表より明らかなように、本発明方法品（１〜４）は
従来方法品８に較べて相対密度及びシールド効率とも高
い値を示している。
従来方法品８に較べて相対密度及びシールド効率とも高
い値を示している。
比較方法品のうち溶融冷却速度が遅いもの（５）、加熱
処理時間が短いもの（６）、及び加熱処理温度が低いも
の（７）は、いずれもシールド効率が低い値を示してい
る。
処理時間が短いもの（６）、及び加熱処理温度が低いも
の（７）は、いずれもシールド効率が低い値を示してい
る。
実施例２
Ｙ２Ｏ２、Ｂ ａ ＣＯ２、Ｓ ｒ ＣＯｚ、ＣｕＯを
Ｙ：（Ｂａ＋Ｓｒ）：Ｃｕ （但しＢａ ： ５ｒ＝４
： ｌ）が原子比で１：２：３になるように配合し、
次いでこれを大気中で９２０°Ｃで６Ｈ仮焼成し、これ
を粉砕して棒状に成型したのち、８００°Ｃ６Ｈ加熱焼
結し、次いでこの焼結体を加圧容器内に懸垂し、この焼
結体の下端に赤外線をあてて下端から徐々に溶融させ、
この溶融体を９００°Ｃに加熱した１００ｍｍ’Ｘ３ｍ
ｍゝの鉄鋳型内に滴下せしめた。滴下終了後鋳型を冷却
し得られた成形体を５００°Ｃに冷却し、次いでこの凝
固体を２気圧のＯｔ雰囲気中で８００°ＣＯ，５Ｈ加熱
処理した。加圧容器内の雰囲気及び成形体の冷却速度は
種々に変化させた。
Ｙ：（Ｂａ＋Ｓｒ）：Ｃｕ （但しＢａ ： ５ｒ＝４
： ｌ）が原子比で１：２：３になるように配合し、
次いでこれを大気中で９２０°Ｃで６Ｈ仮焼成し、これ
を粉砕して棒状に成型したのち、８００°Ｃ６Ｈ加熱焼
結し、次いでこの焼結体を加圧容器内に懸垂し、この焼
結体の下端に赤外線をあてて下端から徐々に溶融させ、
この溶融体を９００°Ｃに加熱した１００ｍｍ’Ｘ３ｍ
ｍゝの鉄鋳型内に滴下せしめた。滴下終了後鋳型を冷却
し得られた成形体を５００°Ｃに冷却し、次いでこの凝
固体を２気圧のＯｔ雰囲気中で８００°ＣＯ，５Ｈ加熱
処理した。加圧容器内の雰囲気及び成形体の冷却速度は
種々に変化させた。
結果は製造条件を併記して第２表に示した。
第２表より明らかなように本発明方法品（９〜１２）は
、従来方法品（第１表の８）に較べて相対密度、シール
ド効率とも高い値を示している。
、従来方法品（第１表の８）に較べて相対密度、シール
ド効率とも高い値を示している。
比較方法品のうち加熱処理を省略したもの０り及び加熱
処理の雰囲気中に０２ガスが存在しなかったちのＯａは
いずれもシールド効率が著しく低下している。
処理の雰囲気中に０２ガスが存在しなかったちのＯａは
いずれもシールド効率が著しく低下している。
以上述べたように本発明によれば液体窒素温度で有効に
作動する小型、軽量の高いシールド効率をもった板状シ
ールド材が容易に製造し得るので、工業上顕著な効果を
奏する。
作動する小型、軽量の高いシールド効率をもった板状シ
ールド材が容易に製造し得るので、工業上顕著な効果を
奏する。
Claims (2)
- （１）酸化物超電導体又はその前駆物質を所定量配合
し、これを酸素含有雰囲気中で溶融したのち、この溶融
体を１０℃／ｓｅｃ以上の速度で少なくとも９５０℃ま
で冷却しながら所望の形状に成形加工し、次いでこの成
形体を５００℃以上の酸素含有雰囲気中で１０分以上加
熱処理することを特徴とする板状シールド材の製造方法
。 - （２）酸素含有雰囲気中の酸素分圧が、溶融冷却時に
５気圧以上、加熱処理時に０．２気圧以上であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の板状シールド材
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62310709A JPH0738512B2 (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 板状シールド材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62310709A JPH0738512B2 (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 板状シールド材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01151299A true JPH01151299A (ja) | 1989-06-14 |
| JPH0738512B2 JPH0738512B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=18008524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62310709A Expired - Lifetime JPH0738512B2 (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 板状シールド材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0738512B2 (ja) |
-
1987
- 1987-12-08 JP JP62310709A patent/JPH0738512B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0738512B2 (ja) | 1995-04-26 |
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