JPH03198400A - 磁気シールド体の製造方法 - Google Patents

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１ 本発明は、磁気シールド体の製造方法に関し、特に、微
少磁気測定において、外部から混入する磁気ノイズを排
除するための磁気シールド体の製造方法に関するもので
ある。

〔従来の技術Ｊ 微弱な磁気測定は、地磁気や他の測定器からの漏洩磁気
の影響を受は易く、これらの影響は測定ノイズとなって
微弱磁気の測定を不正確にしている。このノイズを排除
するため、漏洩磁気の遮断あるいは測定機器の磁気遮面
のために磁気シールドが用いられる。近年、この磁気シ
ールド体として、液体窒素温度以上で超伝導特性を示す
酸化物系高温超伝導体の完全反磁性特性を利用した磁気
シールドが研究されており、超伝導となる粉末をプレス
成形により、円筒形に成形して用いる試みがなされてい
る。

【発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の超伝導体粉末をプレス成形する方
法では、成形体の形状が円筒形などに限られ、また、プ
レス成形の際に成形体内部まで圧力が均一に伝わらない
ため、焼結体密度が不均一で焼結体密度が低く、かつ、
圧力が加わらなかった密度の低い部分から漏れ磁界が生
じ、磁気遮蔽効果が低いという問題点があった。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等は上記の問題を解決すべく研究を重ねた結果
、グリーンシート状の超伝導酸化物を積層することによ
り、密度が高く、分布が均一で、任意の形状にすること
ができ、液体窒素温度以上で超伝導特性を示す酸化物系
高温超伝導体の完全反磁性特性を利用した優れた磁気シ
ールド体を製造する方法を見出した。

すなわち１本発明は、酸化物超伝導材料又は焼成するこ
とにより超伝導体となる材料のグリーンシートを、加工
及び積層して所定の形状とした後、焼成することを特徴
とする磁気シールドの製造方法である。

（酸化物超伝導体材料） 本発明で用いられる酸化物超伝導体材料としては、液体
窒素以上で超伝導を示すものが用いられ、例えば ＢａＪＣｕｚＯｙ　　（焼成温度９００〜９５０℃）、
ＢｉｚＳｒａＣａｘＣｕｉＯｙ　（焼成温度８００〜９
００℃）、ＴＩＪａｉＣａｌＣｕ＊Ｏｙ　（焼成温度９
００〜１０００℃）、Ｂｉｇ−ｘＰｂｘｓｒ＊ｃａｔｃ
ｕｓｏ、　　（焼成温度８００〜９００℃）等が挙げら
れる。

また、本発明で用いられる、焼成して超伝導体となる材
料は、上記の酸化物系超伝導体となる個々の元素の化合
物１例えば酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫化物などを、最
終的に超伝導体となる組成割合に調合したもの、あるい
は、この調合した混合物を、焼成温度より２０〜２００
℃低い温度で仮焼した仮焼粉末などである。

（グリーンシート） 本発明で上記の材料をグリーンシートにするには、上記
材料の粉末をバインダ及び溶媒等と混合してシート状に
成形する。

グリーンシートの成形方法としては、特に限定されない
が、ドクターブレード法又は押出成形法を用いることに
より、簡便に、良好なグリーンシートが得られる。

ドクターブレード法 ドクターブレード法によるグリーンシートは、ＰＶＤ　
（ポリビニルブチラール）、アクリル系樹脂などのバイ
ンダ、ＤＢＰ　（ジブチルフタレート）などの可塑剤、
オレイン酸エチルなどの分散剤、キシレン、エタノール
、水などの溶媒と上記原料粉末をボールミル等を用いて
混合粉砕した後、ドクターブレード装置を用いてシート
に成形し、乾燥させて得られる。

匣邸灰形伝 押出成形法によるグリーンシートは、バインダとしての
メチルセルロース、溶媒としての水などと原料粉末とを
二−ダーナなどを用いて混合、混線後、押出成形機を用
いて所定の厚さで押出し。

乾燥して得られる。

グリーンシートの厚さとしては、最終的に必要な形状に
合わせて設計すればよく、特に限定しないが、成形方法
の特性上、ドクターブレード法においては２５〜２００
０．園程度が好ましく、押出成形法においては、５０〜
５ｏｏｏ、−程度が好ましい。

本発明において、特に、仮焼原料を用いた場合、仮焼粉
末が酸化物超伝導体特有の結晶形態である板状結晶とな
り、とりわけ上記ドクターブレード法や、押出成形法の
場合には、特定方向に配向した（Ｃ軸配向）グリーンシ
ートが得られ易く、特性の異方性を有する酸化物超伝導
体の特性を活用して、より優れた磁気遮蔽特性を有する
磁気シールド体とすることができる。

（加工） 得られたグリーンシートを最終的に必要な形状となるよ
う、打抜き、切断して加工した後、必要な大きさになる
ように熱圧着、バインダなどの糊剤などを用い積層して
、磁気シールド体に成形する。

各シートの熱圧着条件はグリーンシートのバインダ成分
により決定され、例えば、上記ＰＶＢを用いたグリーン
シートの場合には、６０〜８０℃の温度で、３００〜１
０００ｋｇ／ｃ＋＊”の圧力で加圧して行なうことがで
きる。また、バインダなどの糊剤を用いる方法としては
、成形時に用いたバインダ（例えば、ＰＶＢ、アクリル
樹脂）を溶媒（例えばエタノール、キシレン、水）に溶
かして、各グリーンシート表面にスプレーや筆により塗
布した後、加圧することにより接着することができる。

このようにして圧着、接着されたグリーンシートは最終
的に焼結体としてとき、シート間に継ぎ目が認められず
、一体化したものとなる。

また５成形体はグリーンシートを加工、積層して作製さ
れるため、任意の形状とすることができる。

（焼成） 得られた成形体は、セラミックスの慣用の方法を用いて
焼成され１Ｍ１気シ一ルド体とされる。すなわち、バイ
ンダ除去のために５００℃程度に加熱して脱脂を行なっ
た後、それぞれの超伝導体組成に適した温度で焼成され
る。

〔実施例］ 以下、実施例によって本発明の詳細な説明する。

実施例１ 原料粉末として、モル比でＢａ：Ｙ：Ｃｕ　＝２：１：
３となるようにＢａＣＯ３、Ｙ２Ｏ３及びＣｕＯを配合
した粉末を１００ｇ、バインダとしてＰＶＢを４ｇ　、
可塑剤としてＤＢＰをＩｇ　、分散剤としてオレイン酸
エチルをＩｇ並びに溶媒としてエタノール５０ｍｊ及び
キシレン１５ｍｊを、樹脂ミル及び樹脂ボールを用いて
混合してスラリーとした。

このスラリーをドクターブレード装置を用いて厚さ１５
０ｈ＠に塗工し、乾燥して、１０００μ園の厚さのグリ
ーンシートを得た。

得られたグリーンシートを内径１５ａ＋ａ＋、外径２５
ｍｍの環に打抜き、この環を３０枚積み重ね、８０℃で
５００ｋｇ／ｃｎ＋２の圧力で圧着し、高さ２４■■の
円筒成形体を得た。

この成形体を大気雰囲気中、１℃／分の速度で５００℃
まで昇温して脱脂を行なった後、大気雰囲気中、９５０
℃で５時間焼成した。焼成後、焼成炉中で放冷して、内
径１２１１０１、外径２２關、高さ２０■■、密度５．
７ｇ／ｃ＋ｓ３の円筒形磁気シールド体を得た。

得られた磁気シールド体を液体窒素中で冷却した状態で
、外部から常伝導コイルにより直流磁場ヲ加え、ホール
素子プローブを用いて超伝導体中心での磁気遮蔽特性を
測定した。その結果、中心での内部磁場が１ガウスを超
えるのは、外部磁場が１００ガウスのときであった。

実施例２ 原料粉末としてモル比でＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ
＝０．９６：０．２４：１．０：１．０：１．６となる
ように、Ｂ１２Ｏ３。

ＰｂＯ、５ｒＣＯ，、ＣａＣ０，及びＣｕＯを配合し、
エタノールを用いて樹脂ミル及び樹脂ボールで混合し、
乾燥した。得られた混合粉末を８００℃で１０時間仮焼
した。

この仮焼粉末１００ｇとバインダとしてＰＶＢ４ｇ、可
塑剤としてＤＢＰ１ｇ、分散剤としてオレイン酸エチル
Ｉｇ及び溶媒としてエタノール５０ｒａｇとキシレン　
１５ｍ１とを、樹脂ミル及び樹脂ボールを用いて混合し
てスラリーとした。

このスラリーをドクターブレード装置を用いて厚さ１５
０ｈｍに塗工し、乾燥して、ｔｏｏｏｇ腸の厚さのグリ
ーンシートを得た。

得られたグリーンシートを内径１５＋ｍ＋ｍ、外径２５
ＩＩＩＩＩの環に打抜き、打抜いたグリーンシートの表
面に、エタノール５０ｆｆｉ１とキシレン１５ｍ１に対
してＰＶ８４ｇを溶かした糊剤を塗布し、この環を３０
枚積み重ね、２００ｋｇ／ａｍ２の圧力で加圧して、高
さ２８ｍｍの成形体を得た。

この成形体を大気雰囲気中１”Ｃ／分の速度で５００℃
まで昇温し、脱脂を行なった後、大気雰囲気中８５０℃
で５０時間焼成し、そのまま焼成炉中で放冷して、内径
１４＋ｇ＋ｍ、外径２３＋＋＋ｍ、高さ２５ａｎｗ、密
度５．８ｇ／ｃｍ３の磁気シールド体を得た。

実施例１と同様にして、液体窒素中での磁気シール下体
の磁気遮蔽特性を測定した結果、中心での内部磁場が１
ガウスを超えるときの外部磁場は１２０ガウスであった
。

実施例３ 原料粉末として、モル比でＢａ：Ｙ：Ｃｕ＝　２：ｌ：
３となるようにＢａＣ０３、ＹｔＯａ及びＣｕＯを配合
し、エタノールを用いて樹脂ミル及び樹脂ボールで混合
した後乾燥し、得られた混合粉末を８００℃で１０時間
仮焼した。

この仮焼粉末１ｋｇと３０ｇのメチルセルロース及び１
５０ｇの水とを混合し、ニーダ−を用いて混線し、この
混線物を押出し成形機を用いて１０００１ｍの厚さに押
出し、乾燥してグリーンシートを得た。

得られたグリーンシートを内径１５＋ａｍ、外径２５ｍ
ｍの環に打抜き、打抜いたグリーンシートのそれぞれの
表面に、水１５ｇに対してメチルセルロース３ｇを溶か
した糊剤を塗布し、この環を３０枚積み重ね、２００ｋ
ｇ／ｃｍ”の圧力で加圧して、高さ２８ｍｍの成形体を
得た。

この成形体を大気雰囲気中２℃／分の速度で５００℃ま
で昇温し、脱脂を行なった後、大気雰囲気中９５０℃で
５時間焼成し、そのまま焼成炉中で放冷して、内径１３
＋＋ｎ＋、外径２１ｍｍ、高さ２４ｍｍ、密度６．０ｇ
／ｃｍ３の磁気シールド体を得た。

実施例１と同様にして、液体窒素中での磁気シールド体
の磁気遮蔽特性を測定した結果、中心での内部磁場が１
ガウスを超えるときの外部磁場は１５０ガウスであった
。

比較例１ 原料粉末として、モル比でＢａ：Ｙ：Ｃｕ　＝２＋１：
３となるようにＢａＣＯ３、Ｙ２Ｏ３及びＣｕＯを配合
し、　８００℃で１０時間仮焼して得た粉末を、成形圧
３５０ｋｇ／ｃｍ”のプレス成形により、内径１０＋ａ
ｍ　、外径３０ｍｍ、高さ３０Ｉｌ１１１の成形体とし
た。

この成形体を大気雰囲気中、９５０℃で５時間焼成し、
焼成炉中で放冷して、内径８ｎ＋ｓ、外径２５ｍｍ、高
さ２５ｍ＋ｍ　、密度４．８ｇ／ｃｍ３の磁気シールド
体を得た。

実施例１と同様にして、液体窒素中での磁気シールド体
の磁気遮蔽特性を測定した結果、中心での内部磁場がｌ
ガウスを超える外部磁場は２０ガウスであった。

比較例２ 実施例２で得られたものと同じ仮焼粉末を、成形圧３５
０ｋｇ／ｃｍ”のプレス成形により、内径１０１１１０
１、外径：１０ｍ＋ｗ　、高さ３０ｍｍの成形体とした
。

この成形体を大気雰囲気中、８５０℃で５０時間焼成し
、焼成炉中で放冷して、内径ｌ０ＩＩＩ１１、外径３０
ｍ１１、高さ３０ｍｎ＋　、密度３．２ｇ／ｃｍ３の磁
気シールド体を得た。

実施例１と同様にして、液体窒素中での磁気シールド体
の磁気遮蔽特性を測定した結果、中心での内部磁場が１
ガウスを超える外部磁場は３０ガウスであった。

［発明の効果］ 本発明によれば、磁気シールド体の製造を、グリーンシ
ートの加工、積層により製造するので、継ぎ目が無く、
一体に構成され、かつ、密度の高い、任意形状の磁気シ
ールド体が製造できる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化物超伝導材料又は焼成することにより超伝導
   体となる材料のグリーンシートを、加工及び積層して所
   定の形状とした後、焼成することを特徴とする磁気シー
   ルド体の製造方法。
2. （２）酸化物超伝導材料又は焼成することにより超伝導
   体となる材料のグリーンシートが、特定方向に配向して
   いるシートである請求項１に記載の方法。
3. （３）酸化物超伝導材料又は焼成することにより超伝導
   体となる材料のグリーンシートが、ドクターブレード法
   又は押出成形法により製造されたシートである請求項１
   又は２に記載の方法。