JPH01710A - superconductor magnet - Google Patents

superconductor magnet

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Publication number
JPH01710A
JPH01710A JP62-155920A JP15592087A JPH01710A JP H01710 A JPH01710 A JP H01710A JP 15592087 A JP15592087 A JP 15592087A JP H01710 A JPH01710 A JP H01710A
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JP
Japan
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oxide
ceramic plate
groove
superconductor
magnet
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Pending
Application number
JP62-155920A
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Japanese (ja)
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JPS64710A (en
Inventor
梅田 政一
木村 錫一
Original Assignee
工業技術院長
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Publication date
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Publication of JPH01710A publication Critical patent/JPH01710A/en
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a superconductor magnet using an oxide superconductor.

〔従来の技術] 極低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
ることができるので、核融合実験装置、磁気浮上装置そ
の他に用いられている。
[Prior art] Magnets (electromagnets) that use superconductors whose electrical resistance becomes zero at extremely low temperatures can generate extremely strong magnetic fields, so they are used in nuclear fusion experimental devices, magnetic levitation devices, and other devices. There is.

現在超電導体マグネットのための超電導線にはべ々 NbTi、Nb、Sn、Nb3Geなどニオブ(Nb)
系合金化合勃起 、/できない。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。
Currently, superconducting wires for superconducting magnets are made of niobium (Nb) such as NbTi, Nb, Sn, and Nb3Ge.
System alloy compound erection, / not possible. Therefore, it is not easy to use superconducting magnets, and there is a problem in that their application and spread are limited. Another problem is that helium, which is a scarce resource and is expensive, must be used for cooling.

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61N場の大きな物質が次々に発見された。
Recently, it has become superconducting at higher temperatures than Nb-based superconductors,
Moreover, materials with large critical 61N fields were discovered one after another.

例えば、組成式(La+−、Sr、)2Cub4−yて
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) 3Cu207は7夜体窒素温
度77にテ超電導状態となる。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難である。
For example, a superconducting material represented by the composition formula (La+-, Sr,)2Cub4-y has a superconducting critical temperature of 50K. Furthermore, (YXBay) 3Cu207 becomes superconducting at a body nitrogen temperature of 77 for 7 nights. However, since these series of oxide superconducting materials are made by sintering compound powder, it is difficult to make them into wire rods, and therefore it is extremely difficult to manufacture superconducting magnets using oxide superconductors.

[発明が解決しようとする問題点]− 上述した事情のために、高い臨界温度と高い臨界bn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。
[Problems to be Solved by the Invention] - Due to the above-mentioned circumstances, a superconductor magnet using an oxide superconductor having a high critical temperature and a high critical BN field has not yet been realized.

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。
An object of the present invention is to provide a superconductor magnet using an oxide superconductor that exhibits superconductivity at high temperatures exceeding 30K.

[問題点を解決するための手段] このような目的を達成するために、本発明はそれぞれの
表面に同心円状または螺旋状溝が設けられ、かつ積層さ
れた複数のセラミックス板の、それぞれの溝内に設けら
れた酸化物超電導体を導体コイルとして具えたことを特
徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve such an object, the present invention provides concentric or spiral grooves on each surface of a plurality of laminated ceramic plates. It is characterized by having an oxide superconductor provided therein as a conductor coil.

[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。
[Function] According to the present invention, since an oxide superconductor with a high critical temperature is used for the magnet conductor, a strong magnetic field can be generated at a relatively high temperature.

[実施例] 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。[Example] The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

本発明の超電導体マグネットは、表面に設けられた複数
条の同心円状の溝、または螺旋状の溝内に酸化物超電導
体が配設されている円環状もしくは円板状の絶縁板を積
層して、酸化物超電導体でマグネットの導体コイルを構
成した超電導体マグネットである。
The superconducting magnet of the present invention is made by stacking annular or disk-shaped insulating plates in which oxide superconductors are arranged in a plurality of concentric grooves or spiral grooves provided on the surface. This is a superconductor magnet in which the conductor coil of the magnet is made of an oxide superconductor.

第1図は同心円状の酸化物超電導体を設けたセラミック
ス板の平面図である。図において、1はアルミナ、ジル
コニアなどからなるセラミックス板(厚さ約5mm)、
2は酸化物超電導体である。
FIG. 1 is a plan view of a ceramic plate provided with concentric oxide superconductors. In the figure, 1 is a ceramic plate (about 5 mm thick) made of alumina, zirconia, etc.
2 is an oxide superconductor.

第2図はセラミックス板の上面図であり、セラミックス
板1には複数状の同心円状の、例えば深さ約3+++m
、幅約5mmの、溝IAが設けられてし)る。
FIG. 2 is a top view of the ceramic plate.
, a groove IA having a width of about 5 mm is provided.

但し、溝LAは完全な円でなく、平坦部IBによって円
周の一部が断たれている。溝1への一端部にセラミック
ス板を上下に貫く孔ICを設けておく。
However, the groove LA is not a perfect circle, and a portion of the circumference is cut off by the flat portion IB. A hole IC is provided at one end of the groove 1 to vertically penetrate the ceramic plate.

第3図は積層構造を説明する展開図で、同一半径位置に
ある酸化物超電導体の接続状況を示している。第2図に
示したセラミックス板1の溝1八に所望の酸化物粉末、
例えば−(YBa) Cu307粉末を充填し、各セラ
ミックス板を平坦部IBの位置をずらしながら積層する
と、第3図に示すように各セラミックス板の同一半径位
置にある酸化物超電導体は孔ICを介して上下に接続さ
れる。最上端および最下端に位置するセラミックス板に
はそれぞれ第4図および第5図に示すように、平坦部I
Bを横切る横溝または平坦部IBを貫く横穴IDを設け
、相隣る同心円状の酸化物超電導体が接続されるように
する。
FIG. 3 is a developed view for explaining the laminated structure, and shows how oxide superconductors located at the same radial position are connected. A desired oxide powder is placed in the groove 18 of the ceramic plate 1 shown in FIG.
For example, if -(YBa)Cu307 powder is filled and each ceramic plate is stacked with the flat part IB shifted, the oxide superconductor at the same radius position of each ceramic plate will have a hole IC, as shown in Figure 3. The top and bottom are connected through the The ceramic plates located at the top and bottom ends have flat portions I, as shown in FIGS. 4 and 5, respectively.
A horizontal groove crossing B or a horizontal hole ID penetrating the flat portion IB is provided so that adjacent concentric oxide superconductors are connected.

さて、セラミックス板1に(YBa) Cu307など
の酸化物粉末を充填して、第3図に示したように各セラ
ミックス板を積層し、またはセラミックス板を積層した
後に、酸化物粉末を充填し、5〜1oton/cm2の
静水圧加圧、300〜500℃、5〜10ton/cI
I12の熱間静水圧加圧などによって圧縮成形する。そ
の後、例えば800〜900℃で1〜24時間程度焼結
すると、酸化物超電導体が多層に捲回されたコイルが形
成される。コイルの両端に電極を設け、真空中で高純度
アルミニウム浴中に浸漬してアルミニウムを含浸させ、
積層されたセラミックス板を一体化させる。充填する酸
化物粉末は熱処理されて超電導性を有する粉末であって
もよく、また未処理で超電導性をもたない粉末であって
もよい。後者の場合は焼結時にペロブスカイト構造に変
換され、超電導体となる。酸化物粉末に原子比で20%
以下のアルミニウム、銅、銀などの金属粉末を混合して
おくと、導体の磁気的安定性を高めるのに有効である。
Now, the ceramic plate 1 is filled with oxide powder such as (YBa) Cu307, and the ceramic plates are laminated as shown in FIG. 3, or after the ceramic plates are laminated, the oxide powder is filled, Hydrostatic pressurization of 5 to 1 oton/cm2, 300 to 500°C, 5 to 10 ton/cI
Compression molding is performed by hot isostatic pressing of I12. Thereafter, by sintering at, for example, 800 to 900° C. for about 1 to 24 hours, a coil in which the oxide superconductor is wound in multiple layers is formed. Electrodes are provided at both ends of the coil, and the coil is immersed in a high-purity aluminum bath in a vacuum to impregnate it with aluminum.
Integrate laminated ceramic plates. The oxide powder to be filled may be heat-treated powder that has superconductivity, or may be untreated powder that does not have superconductivity. In the latter case, it is converted into a perovskite structure during sintering and becomes a superconductor. 20% in atomic ratio to oxide powder
Mixing the following metal powders such as aluminum, copper, and silver is effective in increasing the magnetic stability of the conductor.

第6図は本発明の他の実施例を説明するためのセラミッ
クス板lの上面図である。本実施例においては平坦部1
Bを横切って隣接する溝1Δと接続する横溝または横穴
IDが設けられ、同心円状の溝内に充填された酸化物超
電導体は各セラミックス板面に渦巻き状のコイルを形成
する。最外周の溝および最内周の溝のいずれかの一端に
上下に連通ずる孔を設け、交互に積層する。平坦部IB
を横切る溝IDの向きを、セラミックス板面に渦巻ぎの
向きが交互に逆になるようにすれば、各セラミックス板
に設けられた渦巻き状の酸化物超電導体は、全て直列に
接続され、全体として1個の導体コイルとなる。酸化物
粉末の充填、圧縮成形、焼結その他の工程は先に説明し
たとおりである。
FIG. 6 is a top view of a ceramic plate l for explaining another embodiment of the present invention. In this embodiment, the flat part 1
A horizontal groove or horizontal hole ID is provided across B and connected to the adjacent groove 1Δ, and the oxide superconductor filled in the concentric groove forms a spiral coil on each ceramic plate surface. A vertically communicating hole is provided at one end of either the outermost groove or the innermost groove, and the layers are alternately stacked. Flat part IB
If the directions of the grooves ID that cross the surface of the ceramic plate are alternately reversed, the spiral oxide superconductors provided on each ceramic plate will all be connected in series, and the overall It becomes one conductor coil. Filling of oxide powder, compression molding, sintering and other steps are as described above.

第7図は本発明の他の実施例を説明するためのセラミッ
クス板の上面図である。本実施例においては、セラミッ
クス板1には螺旋状の溝IEが設けられ、溝1Eの内周
端部にセラミックス板を上下に貫通する孔IFが設けら
れている。このセラミックス板の直接上下に積層される
セラミックス板は螺旋溝IEの向きが逆になるように、
孔IFは螺旋溝の最外周端に設ける。このように螺旋の
向きが逆て、上下に貫通する孔の位置が異なるセラミッ
クス板を交互に積層し、溝内に酸化物超電導体を形成す
ると、各セラミックス波向の酸化物超電導体は互いに接
続され、全体として1個のコイルを形成する。酸化物粉
末の充填、圧縮成形その他の工程は先に説明したとおり
である。
FIG. 7 is a top view of a ceramic plate for explaining another embodiment of the present invention. In this embodiment, a spiral groove IE is provided in the ceramic plate 1, and a hole IF that vertically penetrates the ceramic plate is provided at the inner peripheral end of the groove 1E. The ceramic plates laminated directly above and below this ceramic plate are stacked so that the direction of the spiral groove IE is reversed.
The hole IF is provided at the outermost peripheral end of the spiral groove. In this way, if ceramic plates with opposite helical directions and different vertical hole positions are stacked alternately and oxide superconductors are formed in the grooves, the oxide superconductors in each ceramic wave direction will be connected to each other. and form one coil as a whole. The filling of oxide powder, compression molding and other steps are as described above.

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
素温度で強磁場を発生することができる。
The superconducting magnet produced as described above can generate a strong magnetic field at liquid nitrogen temperature.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれはマグネット導体に
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
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, since an oxide superconductor having a high critical temperature is used as a magnet conductor, a strong magnetic field can be generated at a relatively high temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は酸化物超電導体を設けたセラミックス板の平面
図、 第2図はセラミックス板の上面図、 第3図は積層構造を説明する展開図、 第4図、第5図、第6図および第7図はセラミックス板
の上面図である。 1・・・セラミックス板、 IA・・・溝、 1B・・・平坦部、 IC・・・上下孔、 ■D・・・横溝、 IE・・・螺旋溝、 1F・・・上下孔、 2・・・酸化物超電導体。 指定代理人 工業技術院電子技術総合研究所長第3図 第4図 第ら図 第5図 第7図
Figure 1 is a plan view of a ceramic plate provided with an oxide superconductor, Figure 2 is a top view of the ceramic plate, Figure 3 is a developed view explaining the laminated structure, Figures 4, 5, and 6. and FIG. 7 is a top view of the ceramic plate. 1...Ceramics plate, IA...Groove, 1B...Flat part, IC...Upper and lower hole, ■D...Horizontal groove, IE...Spiral groove, 1F...Upper and lower hole, 2. ...Oxide superconductor. Designated Agent Director, Electronics Technology Research Institute, Agency of Industrial Science and Technology Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  それぞれの表面に同心円状または螺旋状溝が設けられ
、かつ積層された複数のセラミックス板の、前記それぞ
れの溝内に設けられた酸化物超電導体を導体コイルとし
て具えたことを特徴とする超電導体マグネット。
A superconductor comprising a plurality of laminated ceramic plates each having a concentric or spiral groove on its surface, and an oxide superconductor provided in each groove as a conductor coil. magnet.
JP62-155920A 1987-06-23 superconductor magnet Pending JPH01710A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62-155920A JPH01710A (en) 1987-06-23 superconductor magnet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62-155920A JPH01710A (en) 1987-06-23 superconductor magnet

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS64710A JPS64710A (en) 1989-01-05
JPH01710A true JPH01710A (en) 1989-01-05

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