JPH05145273A - 磁気シールド体およびその製造方法 - Google Patents

磁気シールド体およびその製造方法

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JPH05145273A
JPH05145273A JP3327057A JP32705791A JPH05145273A JP H05145273 A JPH05145273 A JP H05145273A JP 3327057 A JP3327057 A JP 3327057A JP 32705791 A JP32705791 A JP 32705791A JP H05145273 A JPH05145273 A JP H05145273A
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oxide
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Masahiro Kiyofuji
雅宏 清藤
Tadashi Umezawa
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  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸化物超電導体を利用した、高磁場でのシー
ルドに用いることができる、大型の高性能磁気シールド
体、およびその製造方法を実現する。 【構成】 銀等の金属テープの周囲に酸化物超電導体層
を設けて超電導テープを形成し、これを巻回してコイル
状とする。

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およびそ
の製造方法に関するもので、特に酸化物超電導体を利用
した磁気シールド体およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】酸化物超電導体はマイスナー効果により
極めてすぐれた磁気遮蔽作用を示し、磁気シールドとし
て利用される。例えば、バルク状態で焼結したYあるい
はBi系酸化物が試みられており、10-6〜10-8G程
度まで磁場を低下させることが可能である。
【0003】後述のごとく、バルク焼結体は寸法を大き
くするとクラックが生ずるので、銀円筒の表面にBi系
酸化物超電導体の厚膜を形成させた複合超電導体も試み
られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、バルク状態で
焼結したYまたはBi系酸化物超電導体は直径20c
m、高さ20cm以上のサイズのポット状に成形する
と、焼結およびその後の冷却の際にクラックが発生し、
微小なクラックでも磁場の洩れをもたらすから、磁気シ
ールドの効果が著しく低下する。従って、比較的大型の
磁気シールド体を得ることは困難である。
【0005】また、バルク構造では、高い臨界電流密度
C が得られないため、比較的高磁場でのシールドには
用いることができない。
【0006】銀円筒の表面にBi系酸化物超電導体の厚
膜を形成させた複合構造体は、焼成の際の温度分布が約
±1℃以内であることが要求される。大型の炉内でこの
ような温度分布精度を実現することは困難であるため、
大型のシールド体を製造することは困難である。また、
上述の複合構造体は臨界電流密度JCも低いので、高磁
場シールドには適しない。
【0007】それ故、本発明の目的は、酸化物超電導体
を利用した、高磁場でのシールドに用いることができ
る、大型の高性能磁気シールド体を実現することにあ
る。
【0008】また本発明の目的は、酸化物超電導体を利
用した、高磁場でのシールドに用いることができる、大
型の高性能磁気シールド体を製造する方法を実現するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明では、酸化物超電
導体を利用した、高磁場でのシールドに用いることがで
きる、大型の高性能磁気シールド体を実現するため、磁
気シールド体は、銀等の金属テープの周囲に酸化物超電
導体層を有する超電導テープが、コイル状に巻き回され
て成る。
【0010】また本発明では、酸化物超電導体を利用し
た、高磁場でのシールドに用いることができる、大型の
高性能磁気シールド体を製造する方法を実現するため、
銀等の金属テープの周囲に酸化物超電導体層を設けて超
電導テープを形成し、これを巻回してコイル状とする。
【0011】金属テープの周囲に酸化物超電導体層を設
けるには、金属テープに酸化物超電導体粉末を溶媒(例
えば、トリクロロエチレン)に分散させたスラリーを塗
布することが好ましい。しかし、ドクターブレード法、
溶射法、CVD、レーザ法等も用いることができる。
【0012】超電導テープをコイル状に巻き回すのに、
隣接する層間では、下層の超電導テープの継目上に上層
の超電導テープが重なるように巻くことが好ましい。こ
れにより、テープ間にギャップがないように巻き回すこ
とができ、磁場の洩れが防がれる。金属テープとして
は、銀、金、白金、ステンレス鋼等を用いることができ
る。
【0013】超電導酸化物としては、Y系,Bi系,T
l系等の酸化物を用いることができる。酸化物層の厚さ
は、通常、200μmから500μmが適当である。金
属テープの全表面を超電導酸化物層で覆う必要はなく、
表面の一部を被覆するだけでもよい。
【0014】本発明の磁気シールド体は、超電導コイル
の製造におけるR&W法により製造できるので、すぐれ
た超電導特性を容易に得ることができ、有利である。し
かし、W&R法も適用できる。超電導テープを巻回した
後に、テープ層間を超電導接続させるように拡散熱処理
を施してもよい。これにより超電導特性を向上すること
ができる。この場合の温度分布は±10℃以内で充分で
ある。
【0015】磁気シールド体の表面を合成樹脂の層で保
護してもよい。
【0016】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明のさらに詳細な
説明とする。 〔実施例1〕本発明による磁気シールド体の一例を、図
1により説明する。図1に示すように、磁気シールド体
1は円筒状ボビン2に超電導テープ3をソレノイド巻き
したものである。図1は巻き途中を示しているが、巻き
終わったコイルは、超電導テープ3を各層50回づつ5
0層(合計2500回)巻いたものである。図2に示す
ように、超電導テープ3は金属コア4の周囲を酸化物超
電導層5で被覆したものである。
【0017】金属コア4は銀で構成され、厚さ0.2m
m、幅10mmである。酸化物超電導層5は、Bi系酸
化物(組成(Bi0.8 Pb0.2 2 Sr2 CaCu2
x。通常、2212相と呼ばれる)を熱処理により超電
導性とした、厚さ20μmの層である。円筒状ボビン2
は、直径50cm、長さ60cmのSUS316番ステ
ンレス鋼の表面に、銀メッキしたものである。磁気シー
ルド体1の半径方向の断面を図3に示すが、図示のよう
に、超電導テープ3はボビン2の回りに、隣接する内側
の層に対し線幅の半分だけずれるように巻かれている。
【0018】磁気シールド体1は、金属コア4とBi系
酸化物を原料として、図4に示す工程で製造された。超
電導テープ3は、金属コア4の回りにBi系酸化物超電
導体の粉末をトリクロロエチレン中に分散させたスラリ
ーをディップコート法で付着させ、温度880℃で2時
間、さらに860℃で5時間熱処理(仮焼成)して既に
超電導性を示すようにしたものである。超電導テープ3
を円筒状ボビン2に巻いた後、800℃ないし840℃
の温度で大気中で100時間熱処理を施し(本焼成)、
層間で超電導層を拡散接合させ、巻回された超電導テー
プを一体化させると、磁気シールド体1が完成する。
【0019】実施例1の磁気シールド体1の性能を下記
の方法で評価した。20Kに保った磁気シールド体1の
内部に超電導マグネットを入れ、磁気シールド体1の表
面の位置で1000Gの磁場が発生するように、超電導
マグネットを励磁した。
【0020】その結果、磁気シールド体1の表面から1
mの距離において、磁場は5G以下であった。また、室
温と20Kとの間の温度サイクルを50回反復した後で
も、このシールド能力には変化がなかった。
【0021】さらに、磁気シールド体1から短尺サンプ
ルを切り取り、温度20Kでの臨界電流密度JC を測定
したところ、105 A/cm2 であった。温度サイクル
を反復した後でもシールド能力が変化しなかったのは、
この高い臨界電流密度のためである。
【0022】〔実施例2〕図1の超電導テープ3の金属
コア4として、実施例1における銀テープの代わりに、
図5に示すように、銀31をメッキまたはクラッドした
SUS316番ステンレス鋼32を用いる。この超電導
テープの機械的強度は、銀テープをコアとした場合より
優れる。
【0023】〔実施例3〕磁気シールド体の構造は実施
例1と同じである。ただし、超電導テープ3の代わり
に、Bi系酸化物超電導体の粉末をトリクロロエチレン
中に分散させたスラリーを、実施例1と同じ金属コア4
(厚さ0.2mm、銀)に塗布し、大気中で温度500℃
で4時間仮焼したテープ(この状態では通電による超電
導性は示さない)を用い、これを円筒状ボビン2に、図
1および図3に示したように巻回し、大気中で、880
℃で5時間、その後860℃で10時間の熱処理を行っ
た。熱処理により、実施例1の場合と同様に、層間超電
導層が拡散接合され、また超電導層における超電導体の
結晶は配向され、20Kでの臨界電流密度JC は104
A/cm2 以上となった。
【0024】実施例3の磁気シールド体の性能、および
温度サイクルを50回反復した後の変化は、実施例1の
磁気シールド体と同じであった。
【0025】
【発明の効果】本発明の酸化物超電導体を利用した磁気
シールド体は、高磁場でのシールドに用いることがで
き、寸法を大きくしても製造段階でクラックを生ずるこ
とがないから、大型で高性能の磁気シールドを実現する
ことができる。
【0026】また、本発明の方法により製造される、酸
化物超電導体を利用した磁気シールド体は、製造段階で
クラックを生ずることなく、大型の高性能磁気シールド
を製造することができる。また、高い臨界電流密度JC
が得られるので、高磁場でのシールドに用いることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による磁気シールド体の一実施例の構造
の説明図である。
【図2】本発明による磁気シールド体の一実施例におけ
る、超電導テープの断面図。
【図3】本発明の一実施例における磁気シールド体の半
径方向の断面図。
【図4】本発明の一実施例における磁気シールド体の製
造工程図。
【図5】本発明による磁気シールド体の他の実施例にお
ける超電導テープの断面図。
【符号の説明】
1 磁気シールド体 2 円筒状ボビン 3 超電導テープ 4 金属コア 5 酸化物超電導層 31 銀 32 ステンレス鋼

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化物超電導体層を金属テープの周囲に
    有する超電導テープが、コイル状に巻き回されて成るこ
    とを特徴とする、磁気シールド体。
  2. 【請求項2】 下層の超電導テープの継目上に、上層の
    超電導テープが重なるように巻き回されて成ることを特
    徴とする請求項1の磁気シールド体。
  3. 【請求項3】 金属テープの周囲に酸化物超電導体層を
    設けて超電導テープを形成し、これを巻回してコイル状
    とすることを特徴とする、磁気シールド体の製造方法。
  4. 【請求項4】 金属テープの表面に酸化物超電導体層を
    形成し、 前記酸化物超電導体層を有する前記金属テープを、密接
    するように多層にコイル巻きし、 コイル巻きされた前記金属テープに熱処理を施すことに
    より、前記酸化物超電導体層を拡散接合させることを特
    徴とする、請求項3の磁気シールド体の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2532016B1 (de) * 2010-02-06 2015-08-26 Karlsruher Institut für Technologie Vorrichtung zur strombegrenzung mit einer veränderbaren spulenimpedanz

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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