JPH0412505A - 板状酸化物系超電導磁石 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は酸化物系超電導体を用いた板状の超電導磁石に
関する。

（従来の技術） 従来、板状の磁石としては事務用品等に用いられている
もの他に各種の磁石があるが、はとんどの磁極がＮΦＳ
極１対のものである。また、磁化しやすい材料と樹脂な
どを混合して成形し、磁場を印加して複数極の磁極をも
たせた磁石もあるが、磁極の方向は板面と平行方向であ
る。金属系、または化合物系の超電導材料で板状の磁石
は、超電導状態になる温度が低いため板状の超電導磁石
を製作した例はない。酸化物系の超電導材料の場合はバ
ルクによる超電導磁石化の例はあるが、板状のように広
い面積について磁化させた例はない。

（発明が解決しようとする問題点） 現在、実用化されている板状の磁石は磁化しやすい材料
と樹脂を混合して成形したものを磁化して１対または複
数の極性をもたせて製作されている。しかしこの方法に
よる磁石の持つ磁極は板面と平行方向のみである。本発
明は、液体窒素温度で磁化が可能で板面上に複数の磁極
を持ち、または複数の磁極が同時に混在する板上超電導
磁石を得ることを目的とする。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 本発明は臨界電流密度が大きく、かつピン止め効果の大
きい酸化物系超電導材料からなる板状超電導体を冷却し
て超電導状態にしてから超電導体内部に進入するほどの
強い外部磁場を印加した後に外部磁場を取り去るか、ま
たは、常電導状態にある板状超電導体に外部磁場を印加
しながら冷却することにより超電導状態にした後に外部
磁場を取り去るなどの手段により、酸化物系超電導材料
からなる板状超電導体内に磁場をトラップさせ、超電導
磁石とする。板状超電導体に印加する外部磁場を選択す
ることにより任意の箇所に任意の極性を備えた磁場分布
をもたせた超電導磁石とすることができる。

（作用） 本発明の超電導磁石について、第１図に示された例に基
づいて説明する。第１図は板状の酸化物系超電導体に磁
場を印加する様子を示す断面図、およびその平面図を示
す。ここで用いる酸化物系超電導材料としては臨界電流
密度が大きく、ピン止め効果の大きいものが望ましく、
例えば、第６図に製法を示したようなビスマス系超電導
材料などが用いられている。もちろん、このほかの超電
導材料でも要求される性能を満たせば用いることができ
る。

このような材料でつくられた板状超電導体を磁石化する
ためには、外部から磁場を印加する必要がある。外部磁
場に印加する方法としては、板状超電導体を冷却して超
電導状態にし、超電導体内部に進入するほどの強い外部
磁場を印加した後に外部磁場を取り除くことにより磁石
化する方法、常電導状態で外部磁場を印加しながら冷却
することにより超電導状態とした後に外部磁場を取り除
いて、超電導体内に磁場をトラップさせる方法などがあ
る。

外部磁場としては電磁石と永久磁石のいずれを用いても
、目的とする強さの磁場を印加できればよい。第１図で
は板状酸化物系超電導体１の上に磁石２が置かれ、磁場
が印加されている。印加する外部磁場の強さは超電導体
内に侵入できる程度以上は必要である。磁場を複数個印
加する場合、−個ずつ印加しても、同時に印加しても、
目的とする磁場が印加できればいずれでも構わない。第
２図はこのようにして印加された磁場をトラップするこ
とによって形成された板状超電導磁石の磁場分布である
。

板状超電導体上の磁石の極の向きを第３図に示すように
変えることにより、第４図に示すような磁場分布を持つ
板状超電導磁石を形成することもできる。

なお、超電導状態では磁場をほぼ永久的に保持するが、
温度を上げて常電導状態にすることで磁場を完全に消去
することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について説明する。第５図は超
電導状態にある板状超電導体３に表面から板面に直角方
向に電磁石４のヨークをあてて磁場を印加する方法を示
す。板面に多くの磁場ピークを作るためには、永久磁石
で磁場を印加するときは面積の小さな永久磁石を用いれ
ばよいが、この実施例のような場合は、磁場印加のため
の電磁石のヨークを超電導体に近づけるなどして、磁場
が超電導体内で交差しないようにすることが望ましい。

極性については電磁石のコイルの電流の向きを変えるこ
とで任意に選択できる。

以上の説明かられかるように、印加する磁場により板状
超電導体の板面に対して直角方向の磁場を持つことも、
平行方向の磁場をもたせることも可能である。また、面
上の任意の箇所に磁場のピークを与えることもできる。

表面積／板厚の比が大きな値の板も磁石化できる。

また、次のような磁場分布を持つものもつくることがで
きる。板面に対して直角方向に一箇所ないし複数箇所の
ピークを持つ磁場分布を有するもの、板面に対して直角
方向および／またはその反対方向のピークが一箇所ない
し複数箇所に混在する磁場分布を有するもの、板面に対
して平行方向の磁場を持つもの、板面に対して平行方向
に一箇所ないし複数箇所のピークを持つ磁場分布を有す
るもの、板面に対して平行方向および／またはその反対
方向のピークが一箇所ないし複数箇所に混在する磁場分
布を有するもの、など種々の磁場分布を持つ板状超電導
磁石を作ることができる。

（応用分野） 本発明の板状超電導磁石は、同一方向及び反対方向の複
数の磁場のピークを持つなど磁場分布を任意に設定でき
、各種磁石利用機器、ゲーム機器、センサーなどへの応
用が考えられる。また、面上のピークの数、位置、強さ
、方向を組み合わせることにより、無数のパターンが作
成でき、また磁場ピークのパターンを読み取ることが可
能であることから、情報記録及び情報処理機器などへの
応用が考えられる。

［発明の効果コ 本発明の超電導磁石では、これまでの磁石と異なり、外
部磁場を複数箇所に印加することにより、印加磁場に対
応した磁場のピークを持つ超電導磁石を得ることが可能
である。このように目的に合わせた磁場を持つ超電導磁
石を自由に作ることができる。また、方向の違う極性を
一つの超電導体に共存させることも可能である。また常
電導状態に戻すことにより、磁場を消すことができ、磁
場の着脱が自在となるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図は板状の酸化物系超電導体に永久磁
石により磁場を印加する様子を示す説明図、第２図およ
び第４図は印加された磁場をトラップすることによって
形成された板状超電導磁石の磁場分布を示すグラフ、第
５図は板状の酸化物系超電導体に電磁石により磁場を印
加する様子を示す説明図、第６図はビスマス系超電導材
料の製造方法を示す図である。 １．３・・・板状酸化物系超電導体、２・・・磁石、４
・・・電磁石。 ′Ｍ１図 第３図 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）臨界電流密度が大きく、かつピン止め力の強い酸
   化物系超電導材料からなる板状超電導体の１箇所または
   複数箇所にピークを有する磁場分布をもつことを特徴と
   する板状酸化物系超電導磁石。