JPH04173206A

JPH04173206A - 磁気シールド体の製造方法

Info

Publication number: JPH04173206A
Application number: JP29994990A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Ishii; 守石井; Hiromasa Shimojima; 浩正下嶋; Keizo Tsukamoto; 塚本　惠三; Senjo Yamagishi; 山岸　千丈
Original assignee: Nihon Cement Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1990-11-07
Filing date: 1990-11-07
Publication date: 1992-06-19

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１微弱な磁束密度測定は、地磁気や他の測定器からの漏洩
磁束の影響を受けやすく、これらの影響は測定ノイズと
なって微弱磁束密度の測定を不正確にしている。この漏
洩磁束の遮断あるいは測定装置の磁束遮蔽のために超伝
導体の完全反磁性を用いた磁気シールド体が用いられて
いる。

近年、この磁気シールド体として、液体窒素温度量」−
で超伝導特性を示す酸化物系高温超伝導体を利用したも
のが研究されている。その製造方法としては、高温超伝
導体となる粉末を金型に充填した後、プレス成形により
円筒形に成形し、焼成するものであった。

〔発明が解決しようとする課題１しかしながら、上記プレス成形を用いる方法では、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、焼成体密度が不均一になり、また、圧力が加らなか
った密度の低い部分から漏れ磁束が生じるために、磁気
シールド能力が必ずしも十分ではないという問題点があ
った。

［課題を解決するだめの手段］本発明者らは」１記の問題を解決すべく研究を重ねた結
果、酸化物系高温超伝導材料のグリーンシートを筒形の
巻芯に巻きつけて得られた成形体を焼成することにより
、密度が均一で高く、磁気シールド能力に優れた磁気シ
ールド体を得ることができた。

すなわぢ、本発明は、酸化物系高温超伝導体材料のグリ
ーンシートを筒形の巻芯に巻きつけて相互に接着し、得
られた成形体を焼成することを特徴とする磁気シールド
体の製造方法を提供するものである。

（酸化物系高温超伝導材料）ここで、本発明において使用する液体窒素温度以」二で
超伝導特性を示す酸化物系高温超伝導材料としては、例
えばＢａ２ＹＣｕ、Ｏｙ（焼成温度９００〜９５０℃）１（
ｉ２ｓｒｚｃａｚにｕ３０ｙ（焼成温度８００−９００
℃）’Ｉ’ｇ□Ｂａ２（：ａ２ｃＬＩ３０ｙ　　　　（
焼成温度９００〜Ｉｌｌ圓℃）Ｂｉ２−ＸＰｂＸＳｒ２
Ｃａ２にｕ３０ｙ　　（焼成温度８００−９００℃）Ｔ
Ｉ！ｏ、　ｚｓｒＶＯｙ（焼成温度８００〜１０００℃
）等が挙げられる。

（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が
簡便であり、密度の高い、均一なグリーンシートが得ら
れる。

また、酸化物系高温超伝導材料の粉末の結晶形態は板状
結晶であることから、ドクターブレード法や押出成形法
による成形においては、板状結晶がシート面に平行に配
向（Ｃ軸配向）し易く、この配向したグリーンシートを
用いることにより、高密度のみならず、磁気シールド特
性の異方性を有効に活用した優れた磁気シールド体とす
ることができる。

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、ＰＶＢ　
　（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、オイレン酸エチルなどの分散剤及びキシレン、エタ
ノール、水などの溶媒と上記原料粉末とをボードミル等
により混合粉砕した後、ドクターブレード装置を用いて
所定厚みのシートに成形し、乾燥させて得られる。

弧世成形迭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
ニーダ−などを用いて混合、混練し、押出成形機を用い
て所定の厚みのシートを押出し、乾燥して得られる。

グリーンシートの厚みとしてしては、最終的に必要な形
状に合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２５〜２０
００μｍ程度が好ましく、押出成形法においては、５０
〜５０００μｍ程度が好ましくハ。

（加−「）得られたグリーンシートを筒形の巻芯に必要な大きさに
なるように巻きつけて、管状に成形する。

４芸巻芯についてはグリーンシート接着時に変形しないもの
であればよく、特に限定されない。

形状は一般にシールド空間の均一性のために円　。

筒形が用いられるが、必要に応して断面が角形、楕円形
その他の形状のものも用いることができる。

巻芯は、グリーンシートを巻きつけて接着し、ＣＩＰそ
の他必要な成形手段を行なった後、抜き取ってもよく、
また、抜き取らずにそのまま焼成し、シールド体の内壁
として残してもよい。

巻芯を焼成後も内壁として残す場合、磁気シールド体の
強度は向上させることができるが、芯材として用いる材
質は、焼成時に超伝導体との反応が少ないことが必要で
あり、例えばジルコニアなどを用いるか、巻芯表面に超
伝導体と反応しない皮膜、例えば銀などの金属膜で被覆
しておく必要がある。

焼成時に消滅する材質の巻芯を用いることもてきる。こ
のような材質としては、カーボン、低温燃焼性プラスチ
ックス、紙などがある。

廷巻きつけたグリーンシートの接着方法としては、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λ−ばエタノール、キシレン、水）に溶かし
て、グリーンシート表面にスプレーや筆により塗布しな
がら、グリーンシートを巻きつける方法が用いられる。

また、接着時にグリーンシー１へを加熱することにより
、グリーンシートの可塑性をあげ、接着しやすくする方
法も使用される。この時の加熱温度としては２０〜８０
℃が好ましい。

グリーンシートを接着した後に、ＣＩＰ等により加圧す
ることにより、成形体を一体化する方法も採用される。

このときの圧力としては３００〜２０００ｋｇ／ｃｍ２
が好ましい。

このようにして成形されたグリーンシートは、最終的に
焼結体としたとき、シート間に継ぎ目が認められず、一
体化したものとなる。

（焼成）得られた成形体は、セラミックスの慣用の方法により焼
成して磁気シールド体とされる。

例えば、得られた成形体を必要に応してバインダ等の除
去のために５００℃程度で脱脂を行なった後、各高温超
伝導体組成に適した温度で焼成することにより、目的と
する磁気シールド体が得られる。

〔実施例１以下、実施例により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Ｂｉ　：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：
Ｃｕ＝１．９２：０．４８：２．０：２．０＋３．２と
なるようにＢ　１．２０３、ＰｂＯ、５ｒＣ０３，Ｃａ
Ｃ：０３及びＣｕＯを配合し、エタノールを加えて樹脂
ミルで樹脂ボールを用いて混合した後、乾燥し、得られ
た粉末を８５０℃で５０時間仮焼し、Ｂｉｂ、　ａＰｂ
ｏ２ｓｒｚｃａ２ｃｕ：＋Ｏｙ酸化物系高温超伝導粉末
を作製した。

この粉末１００ｇ、バインダとしてＰＶＢ　４ｇ　、可
塑剤としてＤＰ８３ｇ、分散剤としてオレイン酸エチル
１ｇ、溶媒としてエタノール５０ｍＱ及びキシレン１５
ｍＱを樹脂ミルで樹脂ボールを用いて混合し、泥漿とし
た。

得られた泥漿をドクターブレード装置を用いて厚さ１５
００μｍに塗工し、乾燥して１０００μｍの厚さのグリ
ーンシートを得た。

このグリーンシー１へを直径１０ｍｍ、長さ５０ｍｍの
円筒形のアルミナ巻芯に巻きつけた後、ＣＩＰにより圧
力１５００ｋｇ／ｃｍ２で接着した後、巻芯を抜き取り
、外径４０ｍｍ、内径１０＋ｎｍ、長さ５０ｍｍの管状
成形体を得た。

この成型体を大気雰囲気中１°０／分の昇温速度で５０
０°Ｃまで昇温して脱脂した後、大気雰囲気中８５０℃
で１００時間焼成した。焼成後炉中で放冷して、密度５
．４ｇ／ｃｍ’の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
、外部から直流磁界を加え、ホール素子を用いて管状磁
気シールド体の中央での磁気シールド特性を測定した。

その結果、管状磁気シールド体内部中央での内部磁束密
度が１ガウスを越えたのは、外部磁束密度が１４０ガウ
スのときであった。

また、結晶体の断面を電子顕微鏡により観察した結果、
超伝導板状結晶粒が均一に充填しており、さらに超伝導
板状結晶粒が管状磁気シールド体側面に平行に配向して
いた。

実施例２原料粉末として、モル比でＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：（：ａ：
Ｃｕ＝１．９２：０．４８：２．０：２．０：３．２と
なるようにＢ　１．２０３、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ３，Ｃａ
Ｃ０ａ及びＣ１１０を配合し、エタノールを用いて樹脂
ミル、樹脂ボールで混合後、乾燥した。得られた粉末を
８５０°Ｃで５０時間仮焼し、Ｂｉｂ、ｎＰｂｏ　ｚｓ
ｒｚｃａｚｃｕ３０ｙ酸化物系高温超伝導粉末を作製し
た。

この粉末１ｋｇとバインダとしてメチルセルロース３０
ｇ及び溶媒として水１５０ｇとを混合し、ニーグーを用
いて混練し、混線物を押出成形機を用いて１０００ｕ、
ｍ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表面に、水１５ｇに対してメチ
ルセルロースを３ｇ溶かした糊剤を塗布し、直径１０ｍ
ｍ、長さ５０ｍｍの円筒形のアルミナ巻芯に巻きつけ、
ＣＩＰにより圧力１５００ｋｇ／ｃｍ２で接着した後、
巻芯を抜き取り、外径４０ｍｍ、内径１０ｍｍ、長さ５
０ｍｍの管状成形体を得た。

この成型体を大気雰囲気中１°Ｃ／分の昇温速度で５０
０℃まで昇温し、脱脂を行った後、大気雰囲気中８５０
℃で１００時間焼成した。焼成後、焼成炉中で放冷して
、密度５．８ｇ／ｃｍ３の磁気シールド体を得た。

その結果、管状磁気シールド体内部中央での内部磁束密
度が１ガウスを越λ−たのは、外部磁束密度が１５０ガ
ウスのときであった。

比較例１原料粉末として、モル比でＢｉ　：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：
Ｃｕ＝１．９２：０．４８：２−０：２．０：３．２と
なるように１３ｉＪｓ、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ３，ＣａＣＯ
３及びＣｕＯを配合し、エタノールを用いて樹脂ミル、
樹脂ポールで混合した後乾燥した。得られた粉末を８５
０℃で５０時間仮焼し、Ｂｉｔ、　５Ｐｂｏ、　ｚＳｒ
２ＣａｚＣｕ３０ｙ酸化物系高温超伝導粉末を作製した
。

この粉末を円筒形金型に充填し、成形圧３５０ｋｇ／ｃ
ｍ２でプレス成形し、圧力１５００ｋｇ／ｃｍ２で（：
ＩＰして、外径４０ｍｍ、内径１　［１ｍｍ、長さ５０
ｍｍの管状成形体を得た。

この成型体を大気雰囲気中８５０°Ｃで１００時間焼成
後、焼成炉中で放冷して、密度４．５ｇ／ａｍ３の磁気
シールド体を得た。

その結果、管状磁気シールド体内部中央での内部磁束密
度が１ガウスを越えたのは、外部磁束密度が４０ガウス
のときであつ１　また。

また、結晶体の断面を電子顕微鏡により観察した結果、
管状磁気シールド体の中央付近は超伝導板状結晶粒が任
意方向に成長しており、粗な構造であった。

〔発明の効果Ｊ本発明の方法によれば、酸化物系高温超伝導材料のグリ
ーンシートを筒形の巻芯に巻きつけて得られた成形体を
焼成することにより、密度が均一で高い、磁気シールド
能力に優れた磁気シールド体を製造できる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸化物系高温超伝導体材料のグリーンシートを筒
形の巻芯に巻きつけて相互に接着し、得られた成形体を
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）酸化物系高温超伝導体材料のグリーンシートが、
特定方向に配向した高温超伝導粒子よりなるシートであ
る請求項（１）に記載の方法。
（３）酸化物系高温超伝導体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。