JPH01709A

JPH01709A - 超電導体マグネット

Info

Publication number: JPH01709A
Application number: JP62-155919A
Authority: JP
Inventors: 梅田　政一; 木村　錫一
Original assignee: 工業技術院長
Filing date: 1987-06-23
Publication date: 1989-01-05

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、酸化物超電導体を利用した超電導体マグネッ
トに関するものである。

［従来の技術］極砥温において電気抵抗がゼロになる超電導体を利用し
たマグネット（電磁石）は、極めて強力な磁場を発生す
ることかできるので、核融合実験装置、磁気浮上装置そ
の他に用いられている。

現在超電導体マグネットのための超電導線にはぺｐＮｂＴｉ、Ｎｂ３Ｓｎ、Ｎｂ３Ｇｅなどニオブ（Ｎｂ）
系合金化合物が最も多く用いられている。しかしこれら
Ｎｂ系超電導体の臨騨温度は２０に付近であり、液体ヘ
リウムで冷却しなければ使用てきない。そのために超電
導体マグネットの使用は簡便でなく、それらの応用およ
び普及が限定されてしまうという問題点があった。また
、資源が少なく高価なヘリウムを冷却のために使用しな
ければならないという問題点があった。

最近、Ｎｂ系超電導体よりも高温で超電導状態となり、
しかも臨界磁場の大きな物質か次々に発見された。例え
ば、組成式（Ｌａｄ−ｘＳｒｘ）　２ｃｕＯ＋−ｙで表
わされる超電導材では、超電導臨界温度は５０Ｋを示す
。また（ＹｘＢａｙ）　３ＣＩ＋２０７は液体窒素温度
７７にで超電導状態となる。しかし、これら一連の酸化
物超電導材は、化合物の粉末を焼結して作られるため、
線材化が困難であり、従って酸化物超電導体を使用した
超電導体マグネットの製作は極めて困デ１〔である。

［発明が解決しようとする問題点コ上述した事情のために、高い臨界温度と臨界６Ｉｉ場を
有する酸化物超電導体を使用した超電導体マグネットは
未だ実現していない。

本発明は３０Ｋを越える高温で超電導性を有する酸化物
超電導体を用いた超電導体マグネットを提供することを
目的とする。

［問題点を解決するための手段コこのような目的を達成するために、本発明はソレノイド
形状の酸化物超電導体を電気導体として具えたことを特
徴とする。

［作　用］本発明によれば、マグネット導体に臨界温度の高い酸化
物超電導体を用いているので、比較的高温において、強
力な磁、場を発生させることができる。

［実施例１以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は酸化物超電導体マグネットを構成するソレノイ
ドの斜視図である。図において１は断面が偏平形状の酸
化物超電導体でソレノイド状に形成されている。２は酸
化物超電導体１の表面を絶縁する絶縁層である。

第２図は超電導体マグネットの断面図であり、図におい
て３は第１図に示したソレノイド、４は電流リード、５
はソレノイド３を支持するセラミックス、ステンレス鋼
などからなる支持体である。

次に超電導体マグネットの製造方法について説明する。

まず第３図に示すような切欠き部６Ａを有する円環状の
酸化物超電導体（以下円環状体という）６を準備する。

円環状体６は、例えば以下の手順によって作製される。

（１）所望の酸化物、例えば（ＹＢａ）　Ｃｕ、０．の
粉末を所定の寸法の成形型に充填し、５〜１０ｔｏｎ／
ｃｍ２の静水圧加圧、　５００〜１０００℃、　　５〜
１０ｔｏｎ／ｃｍ’のホットプレスまたは３００〜５０
０℃、５〜］、０ｔｏｎ／ｃｍ２の熱間静水圧加圧によ
って圧縮成形する。

酸化物粉末はすでに熱処理されてペロブスカイト構造の
超１導性を有する粉末であっても、未熟処理で超電導性
をもたない粉末であってもよい。

（２）所定の形状３寸法に成形された酸化物粉末を所定
の温度、例えば８００〜９００℃で１〜２４時間加熱し
、焼結する。未熟処理の粉末も焼結時にペロブスカイト
構造となり、超電導体となる。

（３）真空中の高純度アルミニウム浴、無酸素銅浴また
は錫浴に焼結体を浸漬し、金属が含浸させる。

（４）金属を含浸させた焼結体を研摩または切削して所
望の寸法精度を与え、円環状体６とする。

酸化物超電導体粉末に、原子比で２０％以下のアルミニ
ウム、銅、銀などの金属粉末を混合して成形、焼結する
と、マグネット用導体の磁気的安定性と近接効果による
臨界電流を高める点で有効である。また第４図に示すよ
うに円環状体６に多くの小孔６Ｂを設け、冷媒による冷
却効率を高めるようにしてもよい。

第５図は円環状体６を積層してソレノイドとする方法を
説明するための側面図である。各円環状体６を、切欠き
部６八をずらして積層する。各円環状体の間には、切欠
き部の一端の近傍を除いてセラミック薄板、絶縁被覆さ
れた金属板などの絶縁シート７が挟まれている。このよ
うにして各円環状体６を絶縁シートを介して積層するこ
とによって、酸化物超電導体からなるソレノイドを形成
することができる。

ソレノイド３に電流リード４を接続し、第２図に示した
ように、セラミックスまたはステンレス鋼からなる支持
体５内に格納し、補強のためにガラス含浸して一体化す
ると超電導体マグネットが完成する。厚さ１　ｍｍ、内
径５　ｍｍ、外径１０ｍｍφ、切欠き幅１ｍｍの２層コ
イルを作り、液体窒素温度で電流を２．５八流した。

第６図は超電導体マグネットの他の実施例の説明図であ
る。図において１１はソレノイドの内径および外径なそ
わぞわ内径および外径とする円筒状の空間１１Ａを有す
る支持体で、セラミックス、ステンレス鋼などで構成さ
れる。ＩＩＢは支持体１１の蓋である。１２は螺旋状に
形成されたセラミックスまたは表面絶縁西れた金属から
なる厚さ１ｍｍの絶縁シートである。絶縁シート１２の
螺旋の内径および外径は、絶縁シート１２が空間１１Ａ
に納まるための公差を含んで、空間１１Ａの内、外径と
同一とする。

絶縁シート１２を空間１１Ａ内に挿入する。ついで、（
ＹＢａ）　（：ｕ３０７など、所望の酸化物粉末を絶縁
シー　ｌ−１２の螺旋の隙間に充填する。酸化物粉末が
熱処理されたペロブスカイト構造の超電導性を有する粉
末でも、また未処理の超電導性を有しない粉末でもよい
こと、またアルミニウム、銅、銀などの粉末を混合して
導体の６ｎ気的安定性を高めることなとは、先の実施例
で説明したとおりである。

酸化物粉末を充填した後に、静水圧加圧、熱間静水圧加
圧などによって圧縮成形し、　８００〜９００℃、１〜
２４時間程度空気中で加熱して焼結する。

第７図は焼結後状態を示す断面図である。絶縁シート１
２によって絶縁されたソレノイド状の酸化物超電導体１
３か形成される。焼結後真空中で例えば高純度アルミニ
ウム浴中に浸漬ってアルミニウムを含浸させる。その後
電流用電極を設け、蓋１１Ｂをかぶせ、必要あればガラ
ス含浸を行って超電導体マグネットが完成する。内径５
ｍｍ、外径１０ｍｍ。

１層の厚さ１ｍｍの２層コイルを作製した。

以上のようにして作製した超電導体マグネットは液体窒
素温度で０．２７テスラ以上の磁場を発生することがで
きる。

［発明の効果コ以上説明したように、本発明によればマグネット導体に
臨界温度の高い酸化物超電導体を用いているので、比較
的高温において、強力な磁場を発生させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の酸化物超電導体ソレノイドの概要を示
す斜視図、第２図は超電導体マグネットの実施例の断面図、第３図および第４図は酸化物超電導体からなる円環状体
の斜視図、第５図は円環状体の積層構造を示す側面図、第６図は本
発明の他の実施例の説明図、第７図は本発明実施例の作
製過程における断面図である。１・・・酸化物超電導体、２・・・絶縁層、３・・・ソレノイド、４・・・電流リード、５・・・支持体、６・・・円環状体、６Ａ・・・切欠き部、６Ｂ・・・小孔、７・・・絶縁シート、１１・・・支持体、１１Ａ・・・空間、１１Ｂ・・・蓋、１２・・・螺旋状絶縁シート、１３・・・酸化物超電導体。

Claims

【特許請求の範囲】

　ソレノイド形状の酸化物超電導体を電気導体として具
えたことを特徴とする超電導体マグネット。