JPH0661682A - 超電導磁気シールド体 - Google Patents
超電導磁気シールド体Info
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- JPH0661682A JPH0661682A JP4211383A JP21138392A JPH0661682A JP H0661682 A JPH0661682 A JP H0661682A JP 4211383 A JP4211383 A JP 4211383A JP 21138392 A JP21138392 A JP 21138392A JP H0661682 A JPH0661682 A JP H0661682A
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Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超電導体の厚みを抑えて、より強い磁場を遮
蔽する超電導磁気シールド体を提供する。 【構成】 片側又は両側に開口端３を有する筒状超電導
体の開口端部４の厚みを中央部の厚みより厚くする。
蔽する超電導磁気シールド体を提供する。 【構成】 片側又は両側に開口端３を有する筒状超電導
体の開口端部４の厚みを中央部の厚みより厚くする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超電導磁気シールド体の
改良に関する。
改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】人体から発生する微小磁場を測定する生
体磁気計測の場合、地磁気などの外部磁場によるじょう
乱は、微小磁場の精度良い測定に悪影響を与える。これ
を避けるために、外部の磁気雑音を遮蔽するための磁気
シールド体が用いられ、特に液体窒素温度以上で超電導
性を有する高温超電導体を用いた磁気シールド体が注目
されている。
体磁気計測の場合、地磁気などの外部磁場によるじょう
乱は、微小磁場の精度良い測定に悪影響を与える。これ
を避けるために、外部の磁気雑音を遮蔽するための磁気
シールド体が用いられ、特に液体窒素温度以上で超電導
性を有する高温超電導体を用いた磁気シールド体が注目
されている。
【０００３】磁気シールド体の形状としては板状、筒
状、箱型、球状等があり、生体磁気測定の場合、筒状の
磁気シールド体の検討が進んでいる。このような目的で
用いられる磁気シールド体の性能としては、周囲の雑音
が最大１０-3Ｔ程度の環境中で１０-10Ｔ程度の磁場を
作る必要がある。
状、箱型、球状等があり、生体磁気測定の場合、筒状の
磁気シールド体の検討が進んでいる。このような目的で
用いられる磁気シールド体の性能としては、周囲の雑音
が最大１０-3Ｔ程度の環境中で１０-10Ｔ程度の磁場を
作る必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】生体磁気計測に使用さ
れる磁気シールド体の形状は人体を囲む必要性から直径
が１〜２ｍ及び長さが１ｍ以上となるため、高温超電導
体のバルク焼結体でこのような大型の円筒状のシールド
体を製造するためには高度なセラミックス製造技術が必
要とされる。
れる磁気シールド体の形状は人体を囲む必要性から直径
が１〜２ｍ及び長さが１ｍ以上となるため、高温超電導
体のバルク焼結体でこのような大型の円筒状のシールド
体を製造するためには高度なセラミックス製造技術が必
要とされる。
【０００５】そこで、金属などの大型化し易い材料を支
持体とし、その表面に膜状の高温超電導体層を形成する
方法が考えられる。この場合、厚い高温超電導体を形成
することは重量増加、価格及び製造技術の面から不利と
なる。
持体とし、その表面に膜状の高温超電導体層を形成する
方法が考えられる。この場合、厚い高温超電導体を形成
することは重量増加、価格及び製造技術の面から不利と
なる。
【０００６】一方、エム・ダウムリングらによりフィジ
カル・レビューＢ４０巻、１３号、９３５０〜９３５３
頁（１９８９年１１月１日発行）に記載されているよう
に、超電導体が遮蔽できる磁場の強さはその臨界電流密
度と超電導体の厚みでほぼ決まることが知られている。
従って、基材上の超電導体層の厚みを薄くするためには
その臨界電流密度を高くする必要があった。
カル・レビューＢ４０巻、１３号、９３５０〜９３５３
頁（１９８９年１１月１日発行）に記載されているよう
に、超電導体が遮蔽できる磁場の強さはその臨界電流密
度と超電導体の厚みでほぼ決まることが知られている。
従って、基材上の超電導体層の厚みを薄くするためには
その臨界電流密度を高くする必要があった。
【０００７】これまでに、高温超電導体を用いた銀シー
ス線材、薄膜等では液体窒素密度、零磁場で２×１０8
〜１×１０10Ａ／ｍ2の高い臨界電流密度（Ｊｃ）が得
られていたが、いずれも大型化には不向きな製造法によ
って高温超電導体が作製されていた。
ス線材、薄膜等では液体窒素密度、零磁場で２×１０8
〜１×１０10Ａ／ｍ2の高い臨界電流密度（Ｊｃ）が得
られていたが、いずれも大型化には不向きな製造法によ
って高温超電導体が作製されていた。
【０００８】本発明は、上記のような欠点の生じない超
電導磁気シールド体を提供するものである。
電導磁気シールド体を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の欠点
について種々検討を行った結果、筒状超電導体の開口端
付近の厚さを厚くすればより強い磁場のシールドに有効
であることを見い出し、本発明を完成するに至った。
について種々検討を行った結果、筒状超電導体の開口端
付近の厚さを厚くすればより強い磁場のシールドに有効
であることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】本発明は片側又は両側に開口端を有する筒
状超電導体の開口端部の厚さを中央部より厚くした超電
導磁気シールド体に関する。
状超電導体の開口端部の厚さを中央部より厚くした超電
導磁気シールド体に関する。
【００１１】本発明において開口端部とは図１の４に示
すように、開口端３から全長の１−１０％程度中央部よ
りの部分を示す。筒状超電導体層の開口端部の厚さは、
中央部分より厚ければよく特に制限はないが２倍以上で
あることが好ましい。また本発明における筒状超電導体
の筒状とは円筒状、角筒、楕円筒等を意味するが、形
成、加工、焼成等の面で円筒状であることが好ましい。
すように、開口端３から全長の１−１０％程度中央部よ
りの部分を示す。筒状超電導体層の開口端部の厚さは、
中央部分より厚ければよく特に制限はないが２倍以上で
あることが好ましい。また本発明における筒状超電導体
の筒状とは円筒状、角筒、楕円筒等を意味するが、形
成、加工、焼成等の面で円筒状であることが好ましい。
【００１２】本発明に用いられる超電導体は、主に酸化
物超電導体を意味するが、この酸化物超電導体の組成に
ついては特に制限はなく、例えばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
系、Ｂｉ（Ｐｂ）−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｔｌ（Ｐ
ｂ）−Ｓｒ（Ｂａ）−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系等の酸化物超電
導体を用いれば臨界温度が液体窒素の沸点以上であるの
で好ましい。
物超電導体を意味するが、この酸化物超電導体の組成に
ついては特に制限はなく、例えばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
系、Ｂｉ（Ｐｂ）−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｔｌ（Ｐ
ｂ）−Ｓｒ（Ｂａ）−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系等の酸化物超電
導体を用いれば臨界温度が液体窒素の沸点以上であるの
で好ましい。
【００１３】なお酸化物超電導体のバルク焼結体では大
型品の製造が難しいことから、金属製などの支持体上に
酸化物超電導体の被膜を形成することが好ましいが、金
属製の支持体上に直接酸化物超電導体を形成すると酸化
物超電導体の剥離、超電導性の劣化等が生ずるおそれが
あるので、その場合には支持体上に、中間層を一層以上
設け、その上面に酸化物超電導体の被膜を形成すること
が可能である。
型品の製造が難しいことから、金属製などの支持体上に
酸化物超電導体の被膜を形成することが好ましいが、金
属製の支持体上に直接酸化物超電導体を形成すると酸化
物超電導体の剥離、超電導性の劣化等が生ずるおそれが
あるので、その場合には支持体上に、中間層を一層以上
設け、その上面に酸化物超電導体の被膜を形成すること
が可能である。
【００１４】支持体材料としては、貴金属、Ｆｅ−Ｎｉ
系合金等の耐熱性の高い金属を用いることが好ましい。
また中間層としては、支持体と超電導体との熱膨張差を
緩和させ、超電導性の劣化を防げる材質であれば良く、
例えばＭｇＯ，ＺｒＯ2等のセラミックス又はＡｇ、Ａ
ｕ等の貴金属あるいはこれらの合金の組み合わせが用い
られる。
系合金等の耐熱性の高い金属を用いることが好ましい。
また中間層としては、支持体と超電導体との熱膨張差を
緩和させ、超電導性の劣化を防げる材質であれば良く、
例えばＭｇＯ，ＺｒＯ2等のセラミックス又はＡｇ、Ａ
ｕ等の貴金属あるいはこれらの合金の組み合わせが用い
られる。
【００１５】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。 実施例１ ビスマス、ストロンチウム、カルシウム及び銅の比率が
原子比で２：２：１：２となるように、Ｂｉ2Ｏ3（高純
度化学研究所製、純度９９．９％）２３３．０ｇ、Ｓｒ
ＣＯ3（高純度化学研究所製、純度９９．９％）１４
７．６ｇ、ＣａＣＯ3（高純度化学研究所製、純度９
９．９％）５０．１ｇ及びＣｕＯ（高純度化学研究所
製、純度９９．９％）７９．５ｇを秤量し出発原料粉と
した。
原子比で２：２：１：２となるように、Ｂｉ2Ｏ3（高純
度化学研究所製、純度９９．９％）２３３．０ｇ、Ｓｒ
ＣＯ3（高純度化学研究所製、純度９９．９％）１４
７．６ｇ、ＣａＣＯ3（高純度化学研究所製、純度９
９．９％）５０．１ｇ及びＣｕＯ（高純度化学研究所
製、純度９９．９％）７９．５ｇを秤量し出発原料粉と
した。
【００１６】次に上記の出発原料粉を合成樹脂製のボー
ルミル内に合成樹脂製のボール及びメタノールと共に充
てんして７２時間湿式混合し、次いで１００℃で１２時
間乾燥し、原料混合粉末を得た。この原料混合粉末をア
ルミナ容器に入れ、大気中で８２０℃で２４時間仮焼
し、次いで乳鉢で粗粉砕した後、粉砕物を合成樹脂製の
ボールミル内にジルコニアボール及び酢酸エチルと共に
充てんし、２４時間湿式粉砕した後、１００℃で１０時
間乾燥して、Ｂｉ系仮焼粉末を得た。
ルミル内に合成樹脂製のボール及びメタノールと共に充
てんして７２時間湿式混合し、次いで１００℃で１２時
間乾燥し、原料混合粉末を得た。この原料混合粉末をア
ルミナ容器に入れ、大気中で８２０℃で２４時間仮焼
し、次いで乳鉢で粗粉砕した後、粉砕物を合成樹脂製の
ボールミル内にジルコニアボール及び酢酸エチルと共に
充てんし、２４時間湿式粉砕した後、１００℃で１０時
間乾燥して、Ｂｉ系仮焼粉末を得た。
【００１７】このＢｉ系仮焼粉末１００重量部に対し
て、エチルセルロース（和光純薬製、４５ｃｐ）を５重
量部及びテルピネオール（和光純薬製、試薬一級）を２
０重量部添加し、均一に混合してＢｉ系酸化物ペースト
を得た。
て、エチルセルロース（和光純薬製、４５ｃｐ）を５重
量部及びテルピネオール（和光純薬製、試薬一級）を２
０重量部添加し、均一に混合してＢｉ系酸化物ペースト
を得た。
【００１８】次に図１に示すように外径が２５ｍｍ、内
径が２０ｍｍ及び長さが１３０ｍｍの銀製円筒２を上記
のＢｉ系酸化物ペースト中に浸漬した後、取り出し室温
で乾燥した。さらに浸漬、乾燥工程を２回繰り返し行っ
て銀製円筒２の内側と外側の両面にＢｉ系酸化物ペース
トを１００μｍの厚さに付着させた。
径が２０ｍｍ及び長さが１３０ｍｍの銀製円筒２を上記
のＢｉ系酸化物ペースト中に浸漬した後、取り出し室温
で乾燥した。さらに浸漬、乾燥工程を２回繰り返し行っ
て銀製円筒２の内側と外側の両面にＢｉ系酸化物ペース
トを１００μｍの厚さに付着させた。
【００１９】この後銀製円筒２の両開口端３から中央部
より１０ｍｍまでの開口端部４の内側及び外側の両面
に、上記と同様のＢｉ系酸化物ペーストを筆で塗布して
室温で乾燥する操作を５回繰り返し行って円筒状成形体
を得た。なお開口端部４のＢｉ系酸化物ペーストの厚さ
は２３０μｍであった。
より１０ｍｍまでの開口端部４の内側及び外側の両面
に、上記と同様のＢｉ系酸化物ペーストを筆で塗布して
室温で乾燥する操作を５回繰り返し行って円筒状成形体
を得た。なお開口端部４のＢｉ系酸化物ペーストの厚さ
は２３０μｍであった。
【００２０】該円筒状形成体を電気炉に入れ、大気中で
３００℃で１０時間加熱し、次いで大気中で８８０℃で
１５分間焼成後、１℃／分の速度で冷却し、８６０℃で
１００時間加熱後、３℃／分の速度で降温し、６００℃
に達した時点で、酸素１体積％及び窒素９９体積％の雰
囲気で２００時間処理し、開口端部４の厚さを中央部の
厚さより厚くしたＢｉ系酸化物超電導体１の被膜を有す
る超電導磁気シールド体５を得た。
３００℃で１０時間加熱し、次いで大気中で８８０℃で
１５分間焼成後、１℃／分の速度で冷却し、８６０℃で
１００時間加熱後、３℃／分の速度で降温し、６００℃
に達した時点で、酸素１体積％及び窒素９９体積％の雰
囲気で２００時間処理し、開口端部４の厚さを中央部の
厚さより厚くしたＢｉ系酸化物超電導体１の被膜を有す
る超電導磁気シールド体５を得た。
【００２１】上記で得た超電導磁気シールド体５を液体
窒素中に浸漬した後、外部から円筒の径方向に交流１７
０Ｈｚの磁場を加え、該超電導磁気シールド体の中心点
の磁束密度を測定し、シールド効果を求めた。なお中心
点の磁束密度の測定には、あらかじめ出力を校正してお
いた検知コイルを用いた。その測定結果を表１に示す。
また外部から円筒の軸方向に交流１７０Ｈｚの磁場を加
え、上記と同様にしてシールド効果を求めた。その結果
を表２に示す。
窒素中に浸漬した後、外部から円筒の径方向に交流１７
０Ｈｚの磁場を加え、該超電導磁気シールド体の中心点
の磁束密度を測定し、シールド効果を求めた。なお中心
点の磁束密度の測定には、あらかじめ出力を校正してお
いた検知コイルを用いた。その測定結果を表１に示す。
また外部から円筒の軸方向に交流１７０Ｈｚの磁場を加
え、上記と同様にしてシールド効果を求めた。その結果
を表２に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】シールド効果を求めた後に、上記の超電導
磁気シールド体の一部を幅５ｍｍ×長さ３０ｍｍの大き
さに切断して超電導体の厚みを測定したところ、中央部
では内側面及び外側面ともに４０μｍ、開口端部では内
側面及び外側面ともに９０μｍであった。厚みの測定に
用いた試片にインジウム電極を形成し、液体窒素中で直
流四端子法により臨界電流密度を測定したところ、中央
部で２．０×１０7Ａ／ｍ2、端部で１．８×１０7Ａ／
ｍ2であった。
磁気シールド体の一部を幅５ｍｍ×長さ３０ｍｍの大き
さに切断して超電導体の厚みを測定したところ、中央部
では内側面及び外側面ともに４０μｍ、開口端部では内
側面及び外側面ともに９０μｍであった。厚みの測定に
用いた試片にインジウム電極を形成し、液体窒素中で直
流四端子法により臨界電流密度を測定したところ、中央
部で２．０×１０7Ａ／ｍ2、端部で１．８×１０7Ａ／
ｍ2であった。
【００２５】比較例１ 実施例１と同様の銀製円筒を実施例１と同様のＢｉ系酸
化物ペースト中に浸漬した後、取り出し室温で乾燥し
た。この工程をさらに２回繰り返し行い、銀製円筒の表
裏両面にＢｉ系酸化物ペーストを付着して円筒状成形体
を得た。この円筒状成形体を電気炉に入れ、大気中で３
００℃で１０時間加熱し、次いで大気中で８８０℃で１
５分間焼成後、１℃／分の速度で冷却し、８６０℃で１
００時間加熱後、３℃／分の速度で降温し、６００℃に
達した時点で、酸素１体積％窒素９９体積％の雰囲気で
２００時間処理して超電導磁気シールド体を得た。
化物ペースト中に浸漬した後、取り出し室温で乾燥し
た。この工程をさらに２回繰り返し行い、銀製円筒の表
裏両面にＢｉ系酸化物ペーストを付着して円筒状成形体
を得た。この円筒状成形体を電気炉に入れ、大気中で３
００℃で１０時間加熱し、次いで大気中で８８０℃で１
５分間焼成後、１℃／分の速度で冷却し、８６０℃で１
００時間加熱後、３℃／分の速度で降温し、６００℃に
達した時点で、酸素１体積％窒素９９体積％の雰囲気で
２００時間処理して超電導磁気シールド体を得た。
【００２６】上記で得た超電導磁気シールド体を液体窒
素中に浸漬した後、外部から円筒の径方向に交流１７０
Ｈｚの磁場を加え、該超電導磁気シールド体の中心点の
磁束密度を測定し、シールド効果を求めた。なお中心点
の磁束密度の測定には、あらかじめ出力を校正しておい
た検知コイルを用いた。その測定結果を表３に示す。ま
た外部から円筒の軸方向に交流１７０Ｈｚの磁場を加
え、上記と同様にしてシールド効果を求めた。その結果
を表４に示す。
素中に浸漬した後、外部から円筒の径方向に交流１７０
Ｈｚの磁場を加え、該超電導磁気シールド体の中心点の
磁束密度を測定し、シールド効果を求めた。なお中心点
の磁束密度の測定には、あらかじめ出力を校正しておい
た検知コイルを用いた。その測定結果を表３に示す。ま
た外部から円筒の軸方向に交流１７０Ｈｚの磁場を加
え、上記と同様にしてシールド効果を求めた。その結果
を表４に示す。
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】シールド効果を求めた後に、実施例と同様
に比較例の超電導磁気シールド体の一部を幅５ｍｍ×長
さ３０ｍｍに切断し、超電導体の厚みを測定したとこ
ろ、中央部、開口端部の内側面及び外側面ともに４０μ
ｍであった。厚みの測定に用いた試片にインジウム電極
を形成し、液体窒素中で直流四端子法により臨界電流密
度を測定したところ、中央部で２．１×１０7Ａ／ｍ2及
び端部で２．０×１０7Ａ／ｍ2であった。
に比較例の超電導磁気シールド体の一部を幅５ｍｍ×長
さ３０ｍｍに切断し、超電導体の厚みを測定したとこ
ろ、中央部、開口端部の内側面及び外側面ともに４０μ
ｍであった。厚みの測定に用いた試片にインジウム電極
を形成し、液体窒素中で直流四端子法により臨界電流密
度を測定したところ、中央部で２．１×１０7Ａ／ｍ2及
び端部で２．０×１０7Ａ／ｍ2であった。
【００３０】表１乃至表４に示されるように円筒の軸方
向に磁場を加えたものは実施例１及び比較例１ともあま
り差は見られなかったが、円筒の径方向に磁場を加えた
場合、実施例１では外部の磁束密度が１×１０-3Ｔで
１．３×１０3のシールド効果が得られたのに対し、比
較例１では１×１０-3Ｔの外部の磁束密度の場合シール
ド効果は１．６×１０2にとどまった。この結果から開
口端部の厚みを厚くすることで、より強い磁場まで遮蔽
できる超電導磁気シールド体であることがわかる。
向に磁場を加えたものは実施例１及び比較例１ともあま
り差は見られなかったが、円筒の径方向に磁場を加えた
場合、実施例１では外部の磁束密度が１×１０-3Ｔで
１．３×１０3のシールド効果が得られたのに対し、比
較例１では１×１０-3Ｔの外部の磁束密度の場合シール
ド効果は１．６×１０2にとどまった。この結果から開
口端部の厚みを厚くすることで、より強い磁場まで遮蔽
できる超電導磁気シールド体であることがわかる。
【００３１】
【発明の効果】本発明になる超電導磁気シールド体は、
超電導体の重量を最小限に抑え、かつ高い磁場まで遮蔽
が可能であるため、工業的に極めて好適な超電導磁気シ
ールド体である。
超電導体の重量を最小限に抑え、かつ高い磁場まで遮蔽
が可能であるため、工業的に極めて好適な超電導磁気シ
ールド体である。
【００３２】
【図１】本発明の実施例になる超電導磁気シールド体の
断面図である。
断面図である。
１ Ｂｉ系酸化物超電導体 ２ 銀製円筒 ３ 開口端 ４ 開口端部 ５ 超電導磁気シールド体
Claims (2)
- 【請求項１】 片側又は両側に開口端を有する筒状超電
導体層の開口端部の厚さを中央部より厚くした超電導磁
気シールド体。 - 【請求項２】 筒状超電導体層の開口端部の厚さが中央
部の厚さの２倍以上である請求項１記載の超電導磁気シ
ールド体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4211383A JPH0661682A (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 超電導磁気シールド体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4211383A JPH0661682A (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 超電導磁気シールド体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661682A true JPH0661682A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16605059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4211383A Pending JPH0661682A (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 超電導磁気シールド体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0661682A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110319269A1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-12-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Container for superconducting apparatus and superconducting apparatus |
| JP2013077698A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Seiko Epson Corp | 磁気シールド |
-
1992
- 1992-08-07 JP JP4211383A patent/JPH0661682A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110319269A1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-12-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Container for superconducting apparatus and superconducting apparatus |
| US8374664B2 (en) * | 2009-10-14 | 2013-02-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Container for superconducting apparatus and superconducting apparatus |
| JP2013077698A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Seiko Epson Corp | 磁気シールド |
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