JPH07212080A - 超電導磁気シールド容器及びその製造方法 - Google Patents
超電導磁気シールド容器及びその製造方法Info
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- JPH07212080A JPH07212080A JP6017804A JP1780494A JPH07212080A JP H07212080 A JPH07212080 A JP H07212080A JP 6017804 A JP6017804 A JP 6017804A JP 1780494 A JP1780494 A JP 1780494A JP H07212080 A JPH07212080 A JP H07212080A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 大面積の金属基材上に７７Ｋ以上の臨界温度
を有するＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ酸化物超電
導体の高Ｔｃ相皮膜を密着性良く形成した超電導磁気シ
ールド容器及びその製造方法に関する。 【構成】 Ｃｒを含まないＮｉ系耐熱合金基材と、この
基材面上に形成されたＡｇ中間層と、中間層上に形成さ
れたビスマス系酸化物超電導体の高Ｔｃ相（１１０Ｋ
相）の組成を基本とする超電導皮膜とで構成され、前記
超電導皮膜はＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕのモル比
で、（２−ｘ）：ｘ：１．９：１．９：２．８（０．４
５≦ｘ≦０．５５）の組成を有するビスマス系酸化物超
電導体のガス溶射皮膜であり、ビスマス系酸化物超電導
粉末をガス溶射法により溶射した後、該溶射層を熱処理
して高Ｔｃ相（１１０Ｋ相）の組成を基本とする超電導
皮膜とすることにより得られる。
を有するＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ酸化物超電
導体の高Ｔｃ相皮膜を密着性良く形成した超電導磁気シ
ールド容器及びその製造方法に関する。 【構成】 Ｃｒを含まないＮｉ系耐熱合金基材と、この
基材面上に形成されたＡｇ中間層と、中間層上に形成さ
れたビスマス系酸化物超電導体の高Ｔｃ相（１１０Ｋ
相）の組成を基本とする超電導皮膜とで構成され、前記
超電導皮膜はＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕのモル比
で、（２−ｘ）：ｘ：１．９：１．９：２．８（０．４
５≦ｘ≦０．５５）の組成を有するビスマス系酸化物超
電導体のガス溶射皮膜であり、ビスマス系酸化物超電導
粉末をガス溶射法により溶射した後、該溶射層を熱処理
して高Ｔｃ相（１１０Ｋ相）の組成を基本とする超電導
皮膜とすることにより得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大面積の金属基材上に
極めて簡便に、高効率に７７Ｋ以上の臨界温度を有する
Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ酸化物超電導体の高
Ｔｃ相皮膜を密着性良く形成した超電導磁気シールド容
器及びその製造方法に関する。
極めて簡便に、高効率に７７Ｋ以上の臨界温度を有する
Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ酸化物超電導体の高
Ｔｃ相皮膜を密着性良く形成した超電導磁気シールド容
器及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその問題点】一般に、磁気シールド
には、能動的遮蔽と、受動的遮蔽とがあり、さらに受動
的な遮蔽には、強磁性遮蔽と超電導遮蔽とがあることは
周知であり、各々の磁気シールドの特性はそれぞれの特
徴を有している（小笠原「低温工学」Vol. 8.No.4,197
3.P135〜147参照）。これら磁気シールドのうち、強磁
性遮蔽は外部磁界を強磁性体、例えばパーマロイで取り
込んで、内部空間に磁場を侵入させないものであるのに
対して、超電導遮蔽は外部磁場を超電導体内に取り込ま
ずに、外部に向かって排除することにより、内部空間に
磁場を侵入させないもので、磁気シールド効果は強磁性
体よりも桁違いに大きい。すなわち、常磁性遮蔽には残
留磁化の存在からくる限界が有り、この限界を超えた領
域での磁気シールドには、超電導磁気シールドに待たな
ければならない。しかるに、例えばＮｂ系の金属系超電
導体では、冷媒として液体ヘリウムを使用する必要があ
るので、磁気シールド施工にはコスト的に障壁があり、
超電導遮蔽は極く一部を除いて実用化されていない。
には、能動的遮蔽と、受動的遮蔽とがあり、さらに受動
的な遮蔽には、強磁性遮蔽と超電導遮蔽とがあることは
周知であり、各々の磁気シールドの特性はそれぞれの特
徴を有している（小笠原「低温工学」Vol. 8.No.4,197
3.P135〜147参照）。これら磁気シールドのうち、強磁
性遮蔽は外部磁界を強磁性体、例えばパーマロイで取り
込んで、内部空間に磁場を侵入させないものであるのに
対して、超電導遮蔽は外部磁場を超電導体内に取り込ま
ずに、外部に向かって排除することにより、内部空間に
磁場を侵入させないもので、磁気シールド効果は強磁性
体よりも桁違いに大きい。すなわち、常磁性遮蔽には残
留磁化の存在からくる限界が有り、この限界を超えた領
域での磁気シールドには、超電導磁気シールドに待たな
ければならない。しかるに、例えばＮｂ系の金属系超電
導体では、冷媒として液体ヘリウムを使用する必要があ
るので、磁気シールド施工にはコスト的に障壁があり、
超電導遮蔽は極く一部を除いて実用化されていない。
【０００３】しかるに、酸化物超電導体の磁気シールド
容器は液体窒素温度で使用できるので大きなメリットが
あり、注目されている。例えば、生体磁気計測や、電子
ビーム露光装置の磁気シールド等、大型の磁気シールド
体を酸化物超電導体で作製する場合、基材上に超電導層
を厚膜化するのが有利である。
容器は液体窒素温度で使用できるので大きなメリットが
あり、注目されている。例えば、生体磁気計測や、電子
ビーム露光装置の磁気シールド等、大型の磁気シールド
体を酸化物超電導体で作製する場合、基材上に超電導層
を厚膜化するのが有利である。
【０００４】厚膜化の方法としては、溶射法、スプレー
法、塗布法等があり、特に溶射法は基材と膜の密着性に
優れた強固な皮膜を形成できるので最適である。溶射法
には、ガス溶射、アーク溶射、プラズマ溶射等の方法が
あるが、ガス溶射は最も簡便で、安価に大面積の皮膜を
容易に形成できる。従来、各種の溶射法で超電導皮膜が
形成されているが、溶射時に超電導粉末が過熱されすぎ
て、その後の熱処理でも超電導特性が得られない場合が
多い。またビスマス系の皮膜を形成する場合、結晶化過
程で体積膨張を引き起こし、基材から剥離し易く、大型
化が極めて困難であった。ビスマス系酸化物超電導体は
金属やセラミックスと反応性に富み、皮膜化する場合、
基材と容易に反応して、超電導性を損ねる。超電導皮膜
と基材との反応を抑制するためにＡｇ等の中間層を入れ
ることが考えられるが、Ｃｒを含む耐熱合金基材では熱
処理中にＣｒが超電導皮膜とＡｇとの界面に析出して化
合物を形成し、超電導皮膜が剥離する問題があった。
法、塗布法等があり、特に溶射法は基材と膜の密着性に
優れた強固な皮膜を形成できるので最適である。溶射法
には、ガス溶射、アーク溶射、プラズマ溶射等の方法が
あるが、ガス溶射は最も簡便で、安価に大面積の皮膜を
容易に形成できる。従来、各種の溶射法で超電導皮膜が
形成されているが、溶射時に超電導粉末が過熱されすぎ
て、その後の熱処理でも超電導特性が得られない場合が
多い。またビスマス系の皮膜を形成する場合、結晶化過
程で体積膨張を引き起こし、基材から剥離し易く、大型
化が極めて困難であった。ビスマス系酸化物超電導体は
金属やセラミックスと反応性に富み、皮膜化する場合、
基材と容易に反応して、超電導性を損ねる。超電導皮膜
と基材との反応を抑制するためにＡｇ等の中間層を入れ
ることが考えられるが、Ｃｒを含む耐熱合金基材では熱
処理中にＣｒが超電導皮膜とＡｇとの界面に析出して化
合物を形成し、超電導皮膜が剥離する問題があった。
【０００５】本発明は、ガス溶射法で、ビスマス系高Ｔ
ｃ相超電導体皮膜を形成し、溶射後の結晶化熱処理によ
り高Ｔｃ相が体積膨張しない組成の溶射用超電導粉末を
用いて、Ｃｒを含まない耐熱合金基材上に、Ａｇを中間
層として形成した後、超電導皮膜を形成することによ
り、基材と超電導皮膜との密着性が極めて良好で、大型
の磁気シールド容器を短時間で安価に製造することを可
能とした超電導磁気シールド容器及びその製造方法を提
供することを目的とする。
ｃ相超電導体皮膜を形成し、溶射後の結晶化熱処理によ
り高Ｔｃ相が体積膨張しない組成の溶射用超電導粉末を
用いて、Ｃｒを含まない耐熱合金基材上に、Ａｇを中間
層として形成した後、超電導皮膜を形成することによ
り、基材と超電導皮膜との密着性が極めて良好で、大型
の磁気シールド容器を短時間で安価に製造することを可
能とした超電導磁気シールド容器及びその製造方法を提
供することを目的とする。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】本発明の超電導磁気シ
ールド容器は、Ｃｒを含まないＮｉ系耐熱合金基材と、
この基材面上に形成されたＡｇ中間層と、Ａｇ中間層上
に形成されたビスマス系酸化物超電導体の高Ｔｃ相（１
１０Ｋ相）の組成を基本とする超電導皮膜とで構成さ
れ、前記超電導皮膜はＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕの
モル比で、（２−ｘ）：ｘ：１．９：１．９：２．８
（０．４５≦ｘ≦０．５５）の組成を有するビスマス系
酸化物超電導体のガス溶射皮膜であることを特徴とす
る。このような容器は、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ
のモル比で、（２−ｘ）：ｘ：１．９：１．９：２．８
（０．４５≦ｘ≦０．５５）の組成を有するビスマス系
酸化物超電導粉末をガス溶射法により溶射した後、該溶
射層を熱処理して高Ｔｃ相（１１０Ｋ相）の組成を基本
とする超電導皮膜とすることにより得られる。
ールド容器は、Ｃｒを含まないＮｉ系耐熱合金基材と、
この基材面上に形成されたＡｇ中間層と、Ａｇ中間層上
に形成されたビスマス系酸化物超電導体の高Ｔｃ相（１
１０Ｋ相）の組成を基本とする超電導皮膜とで構成さ
れ、前記超電導皮膜はＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕの
モル比で、（２−ｘ）：ｘ：１．９：１．９：２．８
（０．４５≦ｘ≦０．５５）の組成を有するビスマス系
酸化物超電導体のガス溶射皮膜であることを特徴とす
る。このような容器は、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ
のモル比で、（２−ｘ）：ｘ：１．９：１．９：２．８
（０．４５≦ｘ≦０．５５）の組成を有するビスマス系
酸化物超電導粉末をガス溶射法により溶射した後、該溶
射層を熱処理して高Ｔｃ相（１１０Ｋ相）の組成を基本
とする超電導皮膜とすることにより得られる。
【０００７】本発明は、ビスマス系超電導体における組
成比を制御することにより、溶射後はアモルファスとな
った超電導皮膜を、結晶化熱処理により容易に高Ｔｃ相
が生成し、かつ体積膨張がほとんどない溶射用超電導粉
末組成を見出したことにより完成したものである。すな
わち、超電導粉末組成は、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃ
ｕ＝（２−ｘ）：ｘ：１．９：１．９：２．８（ｘ＝
０．５）が好ましいが、ｘは０．４５から０．５５まで
許容される。Ｐｂ量が０．４５未満になると、体積膨張
が起きやすく、また０．５５を越えると高Ｔｃ相が生成
しにくくなる。Ｓｒ，Ｃａ，Ｃｕは化学量論組成が好ま
しく、特にＣａが多くなると高Ｔｃ相の生成は容易にな
るが、体積膨張が著しくなる。
成比を制御することにより、溶射後はアモルファスとな
った超電導皮膜を、結晶化熱処理により容易に高Ｔｃ相
が生成し、かつ体積膨張がほとんどない溶射用超電導粉
末組成を見出したことにより完成したものである。すな
わち、超電導粉末組成は、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃ
ｕ＝（２−ｘ）：ｘ：１．９：１．９：２．８（ｘ＝
０．５）が好ましいが、ｘは０．４５から０．５５まで
許容される。Ｐｂ量が０．４５未満になると、体積膨張
が起きやすく、また０．５５を越えると高Ｔｃ相が生成
しにくくなる。Ｓｒ，Ｃａ，Ｃｕは化学量論組成が好ま
しく、特にＣａが多くなると高Ｔｃ相の生成は容易にな
るが、体積膨張が著しくなる。
【０００８】皮膜を形成する基材としては、一体形状型
基材又は各種断片状基材（平板状、Ｌ字型形状、コの字
型形状等）を組合せて筒状基材を構成することができ
る。また、基材の組成としては、Ｃｒを含まず、耐熱性
のあるＮｉが最も好ましい。その他Ｃｒを含まない耐熱
金属としてはＣｏ等があるが作製が困難で、高価であ
り、実用的ではない。基材にＣｒを含む合金を用いた場
合、例えば中間層としてＡｇを５０〜１００μｍ溶射し
ても、溶射後の熱処理中に基材中のＣｒが中間層を通過
して超電導皮膜中のＳｒと反応し、中間層と超電導皮膜
界面でＣｒとＳｒとの化合物が形成され、これが体積膨
張して皮膜が剥離するようになるので望ましくない。
基材又は各種断片状基材（平板状、Ｌ字型形状、コの字
型形状等）を組合せて筒状基材を構成することができ
る。また、基材の組成としては、Ｃｒを含まず、耐熱性
のあるＮｉが最も好ましい。その他Ｃｒを含まない耐熱
金属としてはＣｏ等があるが作製が困難で、高価であ
り、実用的ではない。基材にＣｒを含む合金を用いた場
合、例えば中間層としてＡｇを５０〜１００μｍ溶射し
ても、溶射後の熱処理中に基材中のＣｒが中間層を通過
して超電導皮膜中のＳｒと反応し、中間層と超電導皮膜
界面でＣｒとＳｒとの化合物が形成され、これが体積膨
張して皮膜が剥離するようになるので望ましくない。
【０００９】ガス溶射では、高Ｔｃ相単相に近い超電導
粉末が溶射中に過熱されて一部アモルファス状態となる
が、できるだけ温度を下げた条件で溶射する必要があ
る。ただし、温度を下げすぎると、基材との密着力が低
下し、剥離の原因となる。本発明は、ガス溶射法におい
て、種々の溶射条件を詳細に検討して得られたものであ
り、本発明の粉末組成を持つ超電導粉末とＣｒを含まな
いＮｉ系耐熱合金とＡｇの中間層とを用いれば、基材と
の剥離が無く、かつ溶射後の熱処理により容易にビスマ
ス系の高Ｔｃ相を出現させることができる。
粉末が溶射中に過熱されて一部アモルファス状態となる
が、できるだけ温度を下げた条件で溶射する必要があ
る。ただし、温度を下げすぎると、基材との密着力が低
下し、剥離の原因となる。本発明は、ガス溶射法におい
て、種々の溶射条件を詳細に検討して得られたものであ
り、本発明の粉末組成を持つ超電導粉末とＣｒを含まな
いＮｉ系耐熱合金とＡｇの中間層とを用いれば、基材と
の剥離が無く、かつ溶射後の熱処理により容易にビスマ
ス系の高Ｔｃ相を出現させることができる。
【００１０】ガス溶射条件としては、燃焼ノズル形状、
酸素／アセチレン比、炎カット用空気圧、粉末供給量等
が挙げられる。ガス溶射中に超電導粉末へ熱量が過剰に
加わると、皮膜の超電導特性が極度に低下し、また燃焼
抑制が過剰になりすぎると、皮膜の密着力が低下し、超
電導特性も悪くなる。本発明においては、酸素／アセチ
レン比を０．８〜１．２、その流量を１５〜４０リッタ
ー／ｍｉｎとし、溶射後に８３５℃で１００時間熱処理
することにより、Ｔｃが１００Ｋ以上、超電導皮膜と基
材との密着力も十分大きな皮膜を容易に形成できる。
酸素／アセチレン比、炎カット用空気圧、粉末供給量等
が挙げられる。ガス溶射中に超電導粉末へ熱量が過剰に
加わると、皮膜の超電導特性が極度に低下し、また燃焼
抑制が過剰になりすぎると、皮膜の密着力が低下し、超
電導特性も悪くなる。本発明においては、酸素／アセチ
レン比を０．８〜１．２、その流量を１５〜４０リッタ
ー／ｍｉｎとし、溶射後に８３５℃で１００時間熱処理
することにより、Ｔｃが１００Ｋ以上、超電導皮膜と基
材との密着力も十分大きな皮膜を容易に形成できる。
【００１１】このように、ガス溶射の条件と、その条件
に適した超電導粉末及びＣｒを含まないＮｉ系耐熱合
金、Ａｇ中間層を用いることにより、密着力、超電導特
性に優れた大型の超電導磁気シールド容器を容易に形成
できる。磁気シールド容器は一体形状筒状基材、又は各
種の断片状基材（平板、Ｌ字型、コの字型等）に超電導
皮膜を形成後、それらを組み合わせて筒状容器としても
良い。ガス溶射はプラズマ溶射に比較して、設備が簡
便、安価で溶射効率が高く、例えば１バスの溶射でプラ
ズマ溶射の１０倍の厚さの膜を形成できる。例えば、ガ
ス溶射においては、１バスで５０μｍの膜を形成できる
が、プラズマ溶射では５μｍ等である。
に適した超電導粉末及びＣｒを含まないＮｉ系耐熱合
金、Ａｇ中間層を用いることにより、密着力、超電導特
性に優れた大型の超電導磁気シールド容器を容易に形成
できる。磁気シールド容器は一体形状筒状基材、又は各
種の断片状基材（平板、Ｌ字型、コの字型等）に超電導
皮膜を形成後、それらを組み合わせて筒状容器としても
良い。ガス溶射はプラズマ溶射に比較して、設備が簡
便、安価で溶射効率が高く、例えば１バスの溶射でプラ
ズマ溶射の１０倍の厚さの膜を形成できる。例えば、ガ
ス溶射においては、１バスで５０μｍの膜を形成できる
が、プラズマ溶射では５μｍ等である。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば生体磁気等に利用できる
大型の超電導磁気シールド容器を安価に製造することが
できる。また、本発明によれば以下のような効果が得ら
れる。 （１）ガス溶射法を用いることにより、極めて安価に大
面積の超電導皮膜を製造できる。また、プラズマ溶射に
比較して装置も簡便、安価であり、溶射効率が極めて高
く、密着力も十分大きい。 （２）本発明の粉末組成を用いることにより、溶射後に
は、アモルファス組織となった超電導皮膜を結晶化熱処
理により容易に高Ｔｃ相化できる。 （３）結晶化熱処理により体積膨張がなく、皮膜と基材
との密着性が良い。 （４）基材としてＣｒを含まないＮｉ系耐熱合金を用い
ることにより、耐熱性があり、長時間の熱処理に耐え
る。また、超電導皮膜の剥離を抑えることができる。 （５）磁気シールド用円筒もしくは角筒容器の外面、内
面へ皮膜が形成できる。 また、平板状やＬ字型形状の大面積磁気シールドパネル
を用いて大型の超電導磁気シールド容器を組み立てるこ
ともできる。
大型の超電導磁気シールド容器を安価に製造することが
できる。また、本発明によれば以下のような効果が得ら
れる。 （１）ガス溶射法を用いることにより、極めて安価に大
面積の超電導皮膜を製造できる。また、プラズマ溶射に
比較して装置も簡便、安価であり、溶射効率が極めて高
く、密着力も十分大きい。 （２）本発明の粉末組成を用いることにより、溶射後に
は、アモルファス組織となった超電導皮膜を結晶化熱処
理により容易に高Ｔｃ相化できる。 （３）結晶化熱処理により体積膨張がなく、皮膜と基材
との密着性が良い。 （４）基材としてＣｒを含まないＮｉ系耐熱合金を用い
ることにより、耐熱性があり、長時間の熱処理に耐え
る。また、超電導皮膜の剥離を抑えることができる。 （５）磁気シールド用円筒もしくは角筒容器の外面、内
面へ皮膜が形成できる。 また、平板状やＬ字型形状の大面積磁気シールドパネル
を用いて大型の超電導磁気シールド容器を組み立てるこ
ともできる。
【００１３】以下に実施例を示す。
【実施例１】溶射用酸化物粉末を作製するためにＢｉ2
Ｏ3、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3及びＣｕＯを表１
の組成になるように混合して、７５０、８００、８４０
℃で各１２時間仮焼した。次いで５０×５０×５ｍｍの
板状に成型し８５０℃で８０時間焼成した。この板を粉
砕、分級して粒径５０〜１００μｍの範囲とした。基板
として２０×５ｍｍの長方形のＮｉ、インコネル、ＳＵ
Ｓ３０４、ＳＵＳ４３０板を用い、その上に約５０μｍ
の厚さにＡｇを溶射した。この上にガス溶射で超電導皮
膜を約５００μｍの厚さに形成した。
Ｏ3、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3及びＣｕＯを表１
の組成になるように混合して、７５０、８００、８４０
℃で各１２時間仮焼した。次いで５０×５０×５ｍｍの
板状に成型し８５０℃で８０時間焼成した。この板を粉
砕、分級して粒径５０〜１００μｍの範囲とした。基板
として２０×５ｍｍの長方形のＮｉ、インコネル、ＳＵ
Ｓ３０４、ＳＵＳ４３０板を用い、その上に約５０μｍ
の厚さにＡｇを溶射した。この上にガス溶射で超電導皮
膜を約５００μｍの厚さに形成した。
【００１４】ガス溶射機は日本ユテク製で、圧縮空気６
０ｐｓｉを用い、酸素／アセチレン比＝１、酸素とアセ
チレンの流量＝３０リッター／ｍｉｎ、粉末供給量＝８
０ｇ／ｍｉｎとした。溶射ガンから約１５０ｍｍの距離
に上記の基盤を置き、ビスマス系酸化物皮膜を付着させ
た。溶射後の皮膜はアモルファスで絶縁体に近く、この
皮膜を８３５℃で１００時間大気中で熱処理した。この
皮膜の臨界温度Ｔｃ、７７Ｋでの臨界電流密度Ｊｃ及び
基材からの剥離の有無を調べた。その結果を表１に示
す。この表からわかるように、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃ
ａ：Ｃｕの比が１．５：０．５：１．９：１．９：２．
８の時が最も超電導特性の優れた溶射皮膜が形成でき、
Ｔｃは１０６Ｋ、Ｊｃは１０００Ａ／ｃｍ2であった。
このように、Ｎｉ基材上に中間層としてＡｇを溶射し、
本発明のガス溶射条件と本発明組成の粉末を用いること
により、超電導特性に優れ、基材からの剥離を防止した
超電導皮膜を容易に形成することができる。
０ｐｓｉを用い、酸素／アセチレン比＝１、酸素とアセ
チレンの流量＝３０リッター／ｍｉｎ、粉末供給量＝８
０ｇ／ｍｉｎとした。溶射ガンから約１５０ｍｍの距離
に上記の基盤を置き、ビスマス系酸化物皮膜を付着させ
た。溶射後の皮膜はアモルファスで絶縁体に近く、この
皮膜を８３５℃で１００時間大気中で熱処理した。この
皮膜の臨界温度Ｔｃ、７７Ｋでの臨界電流密度Ｊｃ及び
基材からの剥離の有無を調べた。その結果を表１に示
す。この表からわかるように、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃ
ａ：Ｃｕの比が１．５：０．５：１．９：１．９：２．
８の時が最も超電導特性の優れた溶射皮膜が形成でき、
Ｔｃは１０６Ｋ、Ｊｃは１０００Ａ／ｃｍ2であった。
このように、Ｎｉ基材上に中間層としてＡｇを溶射し、
本発明のガス溶射条件と本発明組成の粉末を用いること
により、超電導特性に優れ、基材からの剥離を防止した
超電導皮膜を容易に形成することができる。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【実施例２】実施例１と同一の条件で、直径５０ｃｍ、
長さ１００ｃｍの円筒パイプを２個用意し、内面及び外
面にそれぞれガス溶射して超電導皮膜を形成した。これ
らの磁気シールド円筒を液体窒素温度に冷却し、外部か
ら約１ガウスの均一磁場を印加し、フラックスゲートメ
ータを用いて内部の磁場を測定した。この結果、深さ５
０ｃｍの位置で理論的に予測される磁気シールド効果に
ほぼ等しいシールド効果が得られた。外部磁界／内部磁
界の比で定義した磁気シールド効果はいずれの円筒容器
においても５０ｃｍの位置で約１０００倍であった。こ
のように本発明法を用いて作製した超電導磁気シールド
容器は、優れた磁気シールド特性を示した。次に、これ
らの皮膜の各所から長さ２０ｍｍ、幅５ｍｍのサンプル
を切りだし、Ｔｃ，Ｊｃを測定した結果、いずれのサン
プルもＴｃ〜１０５Ｋ、Ｊｃ〜９００Ａ／ｃｍ2の良好
な超電導特性を示した。また建研式密着試験機を用いて
熱処理後のＡｇ／超電導皮膜間の密着力を測定した結
果、４〜５Ｍｐａの値を示し、大面積化しても十分な密
着力を示した。溶射時間もプラズマ溶射に比較して１／
５〜１／１０であり、短時間に密着力に優れた大面積の
皮膜を容易に形成できることがわかった。
長さ１００ｃｍの円筒パイプを２個用意し、内面及び外
面にそれぞれガス溶射して超電導皮膜を形成した。これ
らの磁気シールド円筒を液体窒素温度に冷却し、外部か
ら約１ガウスの均一磁場を印加し、フラックスゲートメ
ータを用いて内部の磁場を測定した。この結果、深さ５
０ｃｍの位置で理論的に予測される磁気シールド効果に
ほぼ等しいシールド効果が得られた。外部磁界／内部磁
界の比で定義した磁気シールド効果はいずれの円筒容器
においても５０ｃｍの位置で約１０００倍であった。こ
のように本発明法を用いて作製した超電導磁気シールド
容器は、優れた磁気シールド特性を示した。次に、これ
らの皮膜の各所から長さ２０ｍｍ、幅５ｍｍのサンプル
を切りだし、Ｔｃ，Ｊｃを測定した結果、いずれのサン
プルもＴｃ〜１０５Ｋ、Ｊｃ〜９００Ａ／ｃｍ2の良好
な超電導特性を示した。また建研式密着試験機を用いて
熱処理後のＡｇ／超電導皮膜間の密着力を測定した結
果、４〜５Ｍｐａの値を示し、大面積化しても十分な密
着力を示した。溶射時間もプラズマ溶射に比較して１／
５〜１／１０であり、短時間に密着力に優れた大面積の
皮膜を容易に形成できることがわかった。
【００１６】
【実施例３】実施例２と同様にして、一辺の長さ３０ｃ
ｍ×３０ｃｍのＬ字型で高さ１００ｃｍのＮｉ基材のＡ
ｇ中間層上に超電導皮膜を形成した。このＬ字型磁気シ
ールド体４枚を交互に重ねあわせ一辺の長さが３０ｃｍ
の両端開口直方体容器を形成した。各板の隙間は１ｃｍ
程度であった。この容器を液体窒素温度に冷却し、実施
例１と同様に、１ガウスの外部磁場を発生させ、開口部
から５０ｃｍの位置でフラックスゲートメータで内部磁
場の強度を測定した。その結果、磁気シールド効果は約
１０００倍であった。
ｍ×３０ｃｍのＬ字型で高さ１００ｃｍのＮｉ基材のＡ
ｇ中間層上に超電導皮膜を形成した。このＬ字型磁気シ
ールド体４枚を交互に重ねあわせ一辺の長さが３０ｃｍ
の両端開口直方体容器を形成した。各板の隙間は１ｃｍ
程度であった。この容器を液体窒素温度に冷却し、実施
例１と同様に、１ガウスの外部磁場を発生させ、開口部
から５０ｃｍの位置でフラックスゲートメータで内部磁
場の強度を測定した。その結果、磁気シールド効果は約
１０００倍であった。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃｒを含まないＮｉ系耐熱合金基材と、
この基材面上に形成されたＡｇ中間層と、中間層上に形
成されたビスマス系酸化物超電導体の高Ｔｃ相（１１０
Ｋ相）の組成を基本とする超電導皮膜とで構成され、前
記超電導皮膜はＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕのモル比
で、（２−ｘ）：ｘ：１．９：１．９：２．８（０．４
５≦ｘ≦０．５５）の組成を有するビスマス系酸化物超
電導体のガス溶射皮膜であることを特徴とする超電導磁
気シールド容器。 - 【請求項２】 Ｃｒを含まないＮｉ系耐熱合金基材上に
Ａｇ中間層を形成し、該中間層上Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ酸化物超電導体を形成してなる超電導磁気
シールド容器を製造するに際し、前記超電導皮膜の形成
はＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕのモル比で、（２−
ｘ）：ｘ：１．９：１．９：２．８（０．４５≦ｘ≦
０．５５）の組成を有するビスマス系酸化物超電導粉末
をガス溶射法により溶射した後、該溶射層を熱処理して
高Ｔｃ相（１１０Ｋ相）の組成を基本とする超電導皮膜
とすることを特徴とする超電導磁気シールド容器の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6017804A JPH07212080A (ja) | 1994-01-18 | 1994-01-18 | 超電導磁気シールド容器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6017804A JPH07212080A (ja) | 1994-01-18 | 1994-01-18 | 超電導磁気シールド容器及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07212080A true JPH07212080A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11953921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6017804A Pending JPH07212080A (ja) | 1994-01-18 | 1994-01-18 | 超電導磁気シールド容器及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07212080A (ja) |
-
1994
- 1994-01-18 JP JP6017804A patent/JPH07212080A/ja active Pending
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