JPH04253399A - 磁気シールド体の製造方法 - Google Patents

磁気シールド体の製造方法

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JPH04253399A
JPH04253399A JP3026666A JP2666691A JPH04253399A JP H04253399 A JPH04253399 A JP H04253399A JP 3026666 A JP3026666 A JP 3026666A JP 2666691 A JP2666691 A JP 2666691A JP H04253399 A JPH04253399 A JP H04253399A
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magnetic shield
oxide
sheet
magnetic
magnetic field
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Mamoru Ishii
守 石井
Hiromasa Shimojima
浩正 下嶋
Keizo Tsukamoto
塚本 惠三
Senjo Yamagishi
山岸 千丈
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Taiheiyo Cement Corp
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Nihon Cement Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気シールド体の製造方
法に関し、特に酸化物系高温超伝導体を用いた磁気シー
ルド体の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】超伝導体を用いた磁気シールド体は、磁
界内に配置された磁気シールド体の内部空間を外部磁界
からシールドし、あるいは磁気シールド体の内部に磁界
発生源を配置してその外への磁気の漏洩を防止するよう
に用いられている。
【0003】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を
利用したものが鋭意研究されている。
【0004】酸化物系高温超伝導材料を用いた磁気シー
ルド体の製造方法としては、酸化物系高温超伝導体とな
る粉末を金型に充填した後、加圧しながら焼成するもの
(ホットプレス法)であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ホ
ットプレス法では、高い磁界をシールドすることは困難
であった。これは、以下の原因による。
【0006】磁界シールド体に磁界を印加すると、この
印加磁界を打消す様な逆向きの磁界を発生するために、
磁気シールド体内部に電流が誘起される。ここで、この
誘起された電流(密度)が高ければ、高い磁界をシール
ドすることが可能であるが、上記ホットプレス法を用い
た方法では、加圧時に圧力が焼結体内部に均一に伝わら
ないために、高温超伝導粒子が特定方向に均一に配向し
ない部分が生じ、その部分での電流(密度)が低くなり
、磁界が漏洩するという問題点があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の問題
を解決すべく研究を重ねた結果、特定方向に配向した酸
化物系高温超伝導粒子よりなるグリーンシートを積み重
ね、加圧下で焼成することにより、特定方向に高温超伝
導粒子が均一に配向した、高い磁界をシールドすること
が可能な磁気シールド体を得ることができた。
【0008】すなわち、本発明は、酸化物系高温超伝導
材料のグリーンシートを必要断面形状に切断した後、脱
脂して得られた成形体を積み重ね、加圧下で焼成するこ
とを特徴とする磁気シールド体の製造方法である。
【0009】本発明の磁気シールド体は、酸化物系高温
超伝導材料とバインダー、可塑剤、分散剤、溶媒(水、
有機溶剤など)などとを混合した泥漿ないしは混練物を
ドクターブレード法や押出成形法などの方法によりシー
ト状に成形して、高温超伝導粒子が特定方向に配向した
グリーンシートとし、このグリーンシートを切断し、バ
インダー等を排除するために脱脂を行い厚膜成形体とし
、得られた厚膜成形体を積み重ねて、加圧しながら焼成
してなるものである。
【0010】(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酸化物系高温超伝導体材料は、焼成
によって液体窒素温度以上で超伝導特性を示す酸化物系
高温超伝導体となる材料であって、このような高温超伝
導体としては、
【0011】 Ba2YCu3Oy           (焼成温度
 900〜950 ℃)Bi2Sr2Ca2Cu3Oy
      (焼成温度 800〜900 ℃)Bi2
Sr2Ca1Cu2Oy      (焼成温度 80
0〜900 ℃)Tl2Ba2Ca2Cu3Oy   
   (焼成温度900〜1000℃)Bi2−xPb
xSr2Ca2Cu3Oy (焼成温度 800〜90
0 ℃)Bi2−xPbxSr2Ca1Cu2Oy (
焼成温度 800〜900 ℃)等が挙げられる。
【0012】(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。
【0013】成形方法としては、プレス法などの慣用の
方法を用いることができ、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は、簡便で、
得られたシートの密度が高く、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、高
温超伝導粒子が特定方向に配向した(C軸配向した)グ
リーンシートが得られるので、本発明に特に適している
【0014】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、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ルミル等により
混合、粉砕し、得られた泥漿を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、乾燥することにより
得られる。
【0015】押出成形法 押出成形法によるグリーンシートは、バインダーとして
のメチルセルロース、溶媒としての水などと原料粉末と
をニーダーなどを用いて、混練し、混練物を押出成形機
を用いて所定の厚みでシートに押出し、乾燥することに
より得られる。
【0016】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25〜2000μm 程度が好ましく、押出成形法に
おいては、50〜5000μm 程度が好ましい。
【0017】(加工)得られたグリーンシートは、最終
的に必要な形状の断面に合せて加工される。例えば、管
状磁気シールド体とする場合には、所定寸法のリング状
に加工される。
【0018】(脱脂)得られた加工シートは、バインダ
ー等の除去のために 500℃程度で脱脂を行い、厚膜
成形体とされる。
【0019】(加圧及び焼成)得られた厚膜成形体を、
所定形状の寸法になるように積み重ねた後、加圧しなが
らそれぞれの高温超伝導体組成に適した温度で焼成する
。得られる焼成体は、厚膜焼成体間の継ぎ目が認められ
ず、一体化したものとなる。
【0020】焼成時に加圧する圧力としては、150k
g/cm2 以上であれば特に限定しないが、高温超伝
導粒子の配向を向上させるには 200kg/cm2以
上が好ましい。
【0021】磁気シールド体の形状としては、例えば円
筒又は角筒状のものが挙げられる。また、磁気シールド
体としての使用に際して、必要に応じて焼成後に機械加
工して所定の形状とすることもできる。
【0022】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明す
る。
【0023】実施例1 原料粉末として、原子比でBi:Pb:Sr:Ca:C
u=1.92:0.48:2.0:2.0:3.2 と
なるように、 Bi2O3、PbO 、SrCO3 、
CaCO3 、CuO を配合し、エタノールを加えて
樹脂ミル及び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、Bi1.
8Pb0.2Sr2Ca2Cu3Oy 酸化物系高温超
伝導粉末を作製した。
【0024】この粉末100gと、バインダとして P
VB 4g 、可塑剤としてDPB 3g、分散剤とし
てオレイン酸エチル1g並びに溶媒としてエタノール5
0ml及びキシレン15mlを樹脂ミル及び樹脂ボール
を用いて混合し、泥漿を作製した。
【0025】この泥漿をドクターブレード装置を用いて
厚さ1500μmに塗工し、乾燥して、厚さ1000μ
m のグリーンシートを得た。
【0026】得られたグリーンシートを外径40mm、
内径10mmのリング状円板に加工し、大気雰囲気中 
1℃/分の速度で 500℃まで昇温して脱脂し、密度
4.8g/cm3のリング状の厚膜成形体を得た。
【0027】得られたリング状の厚膜成形体を、その内
径を合せて60枚積み重ねた後、200kg/cm2の
圧力で加圧した状態で、大気雰囲気中 850℃で48
時間焼成し、外形40mm、内径10mm、長さ50m
m、密度6.2g/cm3の管状の磁気シールド体を得
た。
【0028】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
を測定したところ、管状磁気シールド体内部中央での内
部磁束密度が 1ガウスを超えたのは、外部磁束密度が
 140ガウスのときであった。
【0029】また、結晶体の断面を電子顕微鏡により観
察したところ、超伝導板状結晶粒が均一に管状磁気シー
ルド体側面に対して垂直に配向した構造となっていた。
【0030】実施例2 原料粉末として、原子比でBi:Pb:Sr:Ca:C
u=1.92:0.48:2.0:2.0:3.2 と
なるように Bi2O3、PbO 、SrCO3 、C
aCO3 、CuO を配合し、エタノールを用いて樹
脂ミル、樹脂ボールで混合した後、乾燥し、得られた粉
末を 850℃で50時間仮焼し、Bi1.8Pb0.
2Sr2Ca2Cu3Oy 酸化物系高温超伝導粉末を
作製した。
【0031】この粉末 1kgと、バインダとしてメチ
ルセルロース30g及び溶媒として水150gとを混合
し、ニーダーを用いて混練し、この混練物を押出成形機
を用いて1000μm の厚さに押出し、乾燥してグリ
ーンシートを得た。
【0032】得られたグリーンシートを外径40mm、
内径10mm、に加工し、大気雰囲気中 1℃/分の速
度で 500℃まで昇温して脱脂し、密度4.8g/c
m3のリング状の厚膜成形体を得た。
【0033】得られたリング状厚膜成形体を60枚積み
重ねた後、300kg/cm2 の圧力で加圧した状態
で、大気雰囲気中 850℃で72時間焼成し、外形4
0mm、内径10mm、長さ50mm、密度6.2g/
cm3の管状の磁気シールド体を得た。
【0034】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ガウスを超えたのは、外部磁束密
度が 135ガウスのときであった。
【0035】比較例1 原料粉末として、モル比でBi:Pb:Sr:Ca:C
u=1.92:0.48:2.0:2.0:3.2 と
なるように Bi2O3、PbO 、SrCO3 、C
aCO3 、CuO を配合し、エタノールを加えて樹
脂ミル及び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時間仮焼して、Bi1.
8Pb0.2Sr2Ca2Cu3Oy 酸化物系高温超
伝導粉末を作製した。
【0036】この粉末を300kg/cm2 の圧力で
加圧しながら、大気雰囲気中 850℃で 100時間
焼成し、外形40mm、内径10mm、長さ50mm、
密度5.5g/cm3の管状磁気シールド体を得た。
【0037】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ガウスを超えたのは、外部磁束密
度が75ガウスのときであった。
【0038】また、焼結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
【0039】
【発明の効果】本発明の方法によれば、特定方向に配向
した酸化物系高温超伝導粒子よりなるグリーンシートを
切断した後、脱脂して得られた厚膜成形体を積み重ね、
加圧しながら焼成するので、得られた磁気シールド体は
高温超伝導粒子が特定方向に均一に配向しており、外部
磁界により誘起される電流密度の限界が大きいので、高
い磁界をシールドすることが可能であり、酸化物系超伝
導体の応用分野を大幅に拡大できる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  酸化物系高温超伝導材料のグリーンシ
    ートを必要断面形状に切断した後、脱脂して得られた成
    形体を積み重ね、加圧下で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. 【請求項2】  酸化物系高温超伝導材料のグリーンシ
    ートが、特定方向に配向した高温超伝導粒子よりなるシ
    ートであることを特徴とする請求項1に記載の製造方法
  3. 【請求項3】  酸化物系高温超伝導材料のグリーンシ
    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ことを特徴とする請求項1又は2に
    記載の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9203286B2 (en) 2011-10-03 2015-12-01 Rolls-Royce Plc Magnetic shield

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