JPH0897588A - 磁気シールド積層体及びこれを用いた磁気シールド材 - Google Patents

磁気シールド積層体及びこれを用いた磁気シールド材

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JPH0897588A
JPH0897588A JP6232726A JP23272694A JPH0897588A JP H0897588 A JPH0897588 A JP H0897588A JP 6232726 A JP6232726 A JP 6232726A JP 23272694 A JP23272694 A JP 23272694A JP H0897588 A JPH0897588 A JP H0897588A
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JP
Japan
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magnetic shield
laminate
precious metal
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superconductor layer
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Withdrawn
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JP6232726A
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Takeshi Sakurai
健 桜井
Kazunori Tanaka
一憲 田中
Kiichi Komada
紀一 駒田
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸化物超電導組成物の使用量に対して貴金属
箔の使用量が少なくて済み、軽量でかつ高い磁気遮蔽能
を有する 。 【構成】 片面に超電導体層11が形成された貴金属箔
12が複数積層圧延され焼成された磁気シールド積層体
10に関し、貴金属箔12の全厚に対する超電導体層1
1の全厚の比が0.5〜1.4であって、貴金属箔12
の一枚の厚さが少なくとも90μmであることを特徴と
する。磁気シールド複合積層体15,…,15は複数個
その積層面方向に密接に並べて、エポキシ樹脂のような
接着剤により接着され、シート状の磁気シールド材20
となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外部磁場を遮蔽する磁
気シールド積層体に関する。更に詳しくは複数の磁気シ
ールド積層体を組立てて作られる磁気シールド材に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】この種の磁気シールド積層体の製造方法
として、熱処理により超電導体になる酸化物粉末及び酸
化物超電導体粉末のうちの少なくとも一種を銀パイプの
ような金属管に充填して金属酸化物複合体を作製し、こ
れを銀テープのような線材に加工し、この線材を熱処理
して超電導体した後、線材に結晶配向を高める処理をし
て複数本の銀テープを別の銀テープでスパイラル状に巻
くことにより、線材を束ね一体化し、更に再熱処理して
酸化物超電導線材を得る方法が開示されている(特開平
5−274933)。また別の磁気シールド積層体とし
て、基材上に必要に応じて下地層を形成した後、溶射法
によりビスマス系酸化物超電導体の低Tc相(80K
相)と高Tc相(110K相)の組成を基本とする超電
導体皮膜を交互に積層させて作られたものが提案されて
いる(特開平5−283881)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般に超電導体からな
る磁気シールド材において外部磁場からの磁気を遮蔽す
るための電流(以下、シールド電流という)が流れる部
位は、超電導体の表面と考えられている。しかしなが
ら、前者の磁気シールド積層体では銀パイプの全厚に比
較して超電導体層の厚さの割合が小さい。このため磁気
シールド積層体を厚くしないと所望の磁気遮蔽能が得ら
れない不具合があった。これを回避するために磁気シー
ルド積層体の厚さを大きくすると、磁気シールド積層体
の重量が増加し、例えば移動型MRI等の磁気シールド
材としては適さない問題点があった。また後者の磁気シ
ールド積層体では、超電導体層が複数積層されるため、
超電導体の容積は高まるものの超電導体の界面が少な
く、やはり磁気遮蔽能に劣る不具合があった。本発明の
目的は、酸化物超電導組成物の使用量に対して貴金属箔
の使用量が少なくて済み、軽量でかつ高い磁気遮蔽能を
有する磁気シールド積層体及びこれを用いた磁気シール
ド材を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】図1(a)〜図1(d)
に示すように、本発明の磁気シールド積層体10は片面
に超電導体層11が形成された貴金属箔12が複数積層
圧延され焼成されたものである。その特徴ある構成は貴
金属箔12の全厚に対する超電導体層11の全厚の比が
0.5〜1.4であって、貴金属箔12の一枚の厚さが
少なくとも90μmであることにある。図1(c)及び
図1(e)に示すように、本発明の磁気シールド複合積
層体15は片面に超電導体層11が形成された貴金属箔
12が複数積層圧延された、2組の磁気シールド圧延体
13,13がその積層面方向に互いに所定の距離だけず
らして接合され焼成されることにより一体化したもので
ある。その特徴ある構成は貴金属箔12の全厚に対する
超電導体層11の全厚の比が0.5〜1.4であって、
貴金属箔12の一枚の厚さが少なくとも90μmである
ことにある。図2(a)に示すように、本発明の磁気シ
ールド材20は複数の磁気シールド複合積層体15,
…,15がその積層面方向に密接に並べて接着されたも
のである。
【0005】以下、本発明を詳述する。本発明の貴金属
箔は、Ag,Au,Pd,Pt又はその合金からなる金
属箔である。Ag又はその合金が比較的安価であって、
酸素の拡散が速く、酸化物超電導体の酸素量を制御し易
いため、好ましい。貴金属箔を用いるのは、超電導体と
の反応性が低いためである。この貴金属箔の厚さは50
μm〜200μmの範囲のものが好ましく、80μm〜
100μmの範囲のものが更に好ましい。厚さが50μ
m未満では積層圧延時に強度上問題があり、200μm
を越えるとそれに応じて超電導体層を厚くする必要があ
り、磁気シールド積層体の厚さが増大し、それぞれ好ま
しくない。また上記厚さの範囲は磁気シールド積層体の
成形性を考慮して決められる。超電導体層は貴金属箔の
片面に均一に形成される。例えば酸化物超電導組成物を
含む超電導体ペーストをドクタブレード法等により貴金
属箔の片面にコーティングし、脱脂乾燥後、仮焼して作
られる。この酸化物超電導組成物はBi2Sr2Ca2
310系(以下、Bi2223系という)酸化物超電
導組成物が好ましい。この酸化物超電導組成物には不可
避不純物として、0.1〜4.0重量%のKと、0.1
〜1.1重量%のCとをそれぞれ含むことが酸化物超電
導組成物の密度を高めて、これにより高い磁気エネルギ
に耐え得るため、好ましい。
【0006】図1(a)〜図1(d)に示すように、超
電導体層11が形成された貴金属箔12は複数積層圧延
されて磁気シールド圧延体13にした後、焼成されて磁
気シールド積層体10となる。このときの積層数は要求
される磁気遮蔽能が応じて決められる。例えば高い磁気
遮蔽能が求められるときには積層数を増大する。本発明
の磁気シールド積層体10はその積層断面をを観察した
場合に、貴金属箔12の全厚に対する超電導体層11の
全厚の比が0.5〜1.4であることが必要である。好
ましい比率は0.75〜0.9である。0.5未満では
超電導相の結晶粒子の配向性が劣り、1.4を越えると
超電導相の密度が不十分でしかもその均一性が劣るよう
になる。
【0007】図1(c)で得られた磁気シールド圧延体
13は、図1(e)に示すように2組ずつその積層面方
向に互いに所定の距離だけずらして接合しその状態で再
度焼成することにより、一方の磁気シールド圧延体13
の上面の超電導体層11と他方の磁気シールド圧延体1
3の下面の貴金属箔12が密着して磁気シールド複合積
層体15を形成することもできる。
【0008】図2(a)に示すように、このように得ら
れた磁気シールド複合積層体15,…,15は複数個そ
の積層面方向に密接に並べて、エポキシ樹脂のような接
着剤により接着され、シート状の磁気シールド材20と
なる。磁気シールド圧延体13を所望の曲率で湾曲して
成形し、図2(b)に示すように、これらを接合して磁
気シールド複合積層体16にした後、その積層面方向に
同様に並べて接着すれば、ドーム状磁気シールド材2
1、或いは図示しないが円筒状の磁気シールド材が得ら
れる。
【0009】
【作用】単一の超電導体層と比べて、積層した磁気シー
ルド積層体は磁気遮蔽能は増大する。特に図2(a)に
示すように多数の磁気シールド複合積層体15を組み立
てた磁気シールド材20は、積層体15の継ぎ目の部分
から磁気が漏洩することがなく、所望の面積にわたって
磁気を遮蔽することができる。理論的解明は未だ十分に
なされていないが、超電導体層を構成する酸化物超電導
組成物の主成分がBi2223系であって、その中にC
とKとを含むと、超電導組成物になるまでの過程でCと
Kとにより炭酸カリウム(K2CO3)が生成され、それ
が炭酸カリウムの融点に近い温度での焼成により溶融液
となり、この溶融液が酸化物超電導組成物となる粒子の
間に介在しながら粒成長し、組成物の結晶粒子の配向度
が高くなり、組成物が高密度になると考えられる。また
積層圧延工程で粒子配向が更に機械的に促進される。特
に酸化物超電導組成物中のKとCの含有量を上記所定の
範囲にすることにより、結晶粒子の配向度がより一層高
まって、理論密度に対する酸化物超電導組成物の密度比
は90%以上となり、この組成物の薄層を貴金属箔表面
に形成し積層した磁気シールド積層体はより高い磁気遮
蔽能を有するようになる。
【0010】
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例とともに説明
する。 <実施例1〜4>出発原料として、硝酸ビスマスと硝酸
鉛と炭酸ストロンチウムと炭酸カルシウムと酸化銅をそ
れぞれ用意し、各金属の原子比がBi:Pb:Sr:C
a:Cu=1.7:0.3:2:2:3になるように、
これらの化合物を秤量しシュウ酸共沈法で原料粉末を合
成した。この原料粉末を750℃に仮焼した後、乾式ボ
ールミルで粉砕混合し、得られた粉末を810℃に仮焼
した後、同様に粉砕混合し、更に得られた粉末を840
℃に仮焼した後、同様に粉砕混合した。得られた粉末は
超電導化合物相を生成していた。この超電導化合物を1
00g採取し、これに溶媒としてノルマルヘキサン10
0mlを加えた後、この超電導化合物を粉砕媒体として
直径5mmのYSZ(イットリア安定化ジルコニア)ボ
ールが100g入った湿式ボールミルで10時間一次粉
砕した。この一次粉砕した超電導化合物100gに更に
ノルマルヘキサン100mlを溶媒として加え、粉砕媒
体として直径2mmのYSZボールが100g入った湿
式ボールミルで15時間二次粉砕した。二次粉砕したサ
ブミクロンオーダーの超電導化合物を10g採取し、こ
れにエチルセルロース6.5mlと解膠剤6mlとAg
粉末1gを均一に混合して超電導体ペーストを調製し
た。
【0011】縦100mm、横50mm、厚さ100μ
mのAg箔を12枚用意し、12枚のAg箔の片面に上
記超電導体ペーストをドクターブレード法によりそれぞ
れ100μmの厚さでコーティングした。これらのAg
箔を大気中で120℃、2時間熱処理し、続いて大気中
で250℃、1時間熱処理し、更に大気中で350℃、
2時間熱処理することにより脱脂処理した。次にこれら
のAg箔を酸素と窒素の混合ガス雰囲気下で825℃〜
835℃、20時間焼成した後、Ag箔を3枚ずつ重ね
て4組の積層体を作り、積層体毎に圧力を変えて圧延し
た。圧延した積層体を酸素と窒素の混合ガス雰囲気下で
832℃、40時間焼成することにより、4種類(実施
例1〜実施例4)の磁気シールド積層体を得た。
【0012】<実施例5〜8>実施例1〜4と同じ超電
導体ペーストを用意し、このペーストを縦100mm、
横50mm、厚さ100μmの12枚のAg箔の片面に
ドクターブレード法によりそれぞれ50μm、80μ
m、150μm、200μmの厚さで3枚ずつコーティ
ングした以外は、実施例1〜4と同様にして、4種類
(実施例5〜実施例8)の磁気シールド積層体を得た。
【0013】<実施例9〜12>実施例1〜4のシュウ
酸共沈法の代わりに、実施例1〜4と同じ比率で秤量し
た実施例1〜4と同じ出発原料の化合物をpH調整過程
の一部にKOH水溶液を使用するシュウ酸エタノール共
沈法で原料粉末を合成した以外は、実施例1〜4と同様
にして、4種類(実施例9〜実施例12)の磁気シール
ド積層体を得た。なお、KOH水溶液はK(カリウム)
を、またエタノール(C25OH)は同じくC(炭素)
をそれぞれ酸化物超電導組成物の不可避成分として含有
するために用いた。
【0014】<比較例1〜4>縦100mm、横50m
m、厚さ100μmのAg箔を4枚用意し、4枚のAg
箔の片面に実施例1〜4と同一の超電導体ペーストを同
様にコーティング、熱処理及び脱脂処理をした。4枚の
Ag箔を実施例1〜4と同様に圧力を変えて圧延し、超
電導体層が一層でAg箔が一枚だけの4種類(比較例1
〜比較例4)の磁気シールド積層体を得た。
【0015】<比較例5〜8>実施例1〜4と同じ超電
導体ペーストを用意し、このペーストを縦100mm、
横50mm、厚さ100μmの12枚のAg箔の片面に
ドクターブレード法によりそれぞれ5μm、40μm、
250μm、500μmの厚さで3枚ずつコーティング
した以外は、実施例1〜4と同様にして、4種類(比較
例5〜比較例8)の磁気シールド積層体を得た。
【0016】<評価>実施例1〜12及び比較例1〜8
の磁気シールド積層体をそれぞれ液体窒素に浸漬し、磁
場発生コイルとピックアップコイルとにより磁気シール
ド積層体を挟むようにして両コイルを設置した。磁場発
生コイルとピックアップコイルの間に1エルステッドの
磁界を加え、室温での電圧と絶対温度77Kでの電圧の
比を求めることにより磁界の減衰率を測定した。その結
果を表1に示す。表1において、「圧下比」及び「厚さ
の比」は次の式(1)及び式(2)によりそれぞれ算出
した。また「積層体の全厚」は圧延焼成後の積層体の全
厚を意味する。 圧下比 = (圧延後の厚さ/圧延前の厚さ) ……(1) 厚さの比 = (超電導体層の全厚/Ag箔の全厚)……(2)
【0017】
【表1】
【0018】表1から明らかなように、比較例1〜8の
磁界の減衰率は1.0×10-2〜1.0×10-1の範囲
にあって磁気シールド材として不十分であるのに対し
て、実施例1〜12の磁界の減衰率は1.0×10-5
1.0×10-4の範囲にあって磁気シールド材として十
分に機能することが判明した。特に酸化物超電導組成物
に不可避不純物としてK及びCを含んだ実施例9〜12
は、より減衰率が小さく磁気遮蔽能がより高いことが判
った。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、超
電導体層と貴金属箔とを交互に積層し、所定の厚さ比に
することにより、酸化物超電導組成物の使用量に比して
貴金属箔の使用量を少なくして、超電導体層の表面積を
増大できるため、シールド電流の流れる部位が広範囲に
なる。その結果、軽量で高い磁気遮蔽能を有する磁気シ
ールド積層体が得られる。特に、酸化物超電導組成物を
Bi2223系にして、不可避不純物としてKとCとを
それぞれ含む場合には、より高い磁気遮蔽効果を奏す
る。更に多数の磁気シールド複合積層体を組み立てた磁
気シールド材は、積層体の継ぎ目の部分から磁気が漏洩
することがなく、所望の面積にわたって磁気を遮蔽する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気シールド積層体及び磁気シールド
複合積層体の製造工程図。
【図2】本発明の磁気シールド材の側面図。
【符号の説明】
10 磁気シールド積層体 11 超電導体層 12 貴金属箔(Ag箔) 13 磁気シールド圧延体 15,16 磁気シールド複合積層体 20,21 磁気シールド材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/14 39/00 ZAA S

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 片面に超電導体層(11)が形成された貴金
    属箔(12)が複数積層圧延され焼成された磁気シールド積
    層体(10)であって、 前記貴金属箔(12)の全厚に対する前記超電導体層(11)の
    全厚の比が0.5〜1.4であって、前記貴金属箔(12)
    の一枚の厚さが少なくとも90μmであることを特徴と
    する磁気シールド積層体。
  2. 【請求項2】 超電導体層(11)を構成する酸化物超電導
    組成物の主成分がBi,Pb,Sr,Ca,Cu及びO
    であって、不可避不純物としてK及びCを含む請求項1
    記載の磁気シールド積層体。
  3. 【請求項3】 片面に超電導体層(11)が形成された貴金
    属箔(12)が複数積層圧延された2組の磁気シールド圧延
    体(13)がその積層面方向に互いに所定の距離だけずらし
    て接合され焼成されることにより一体化した磁気シール
    ド複合積層体(15)であって、 前記貴金属箔(12)の全厚に対する前記超電導体層(11)の
    全厚の比が0.5〜1.4であって、前記貴金属箔(12)
    の一枚の厚さが少なくとも90μmであることを特徴と
    する磁気シールド複合積層体。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の複数の磁気シールド複合
    積層体(15)がその積層面方向に密接に並べて接着された
    磁気シールド材。
JP6232726A 1994-09-28 1994-09-28 磁気シールド積層体及びこれを用いた磁気シールド材 Withdrawn JPH0897588A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023144882A (ja) * 2022-03-28 2023-10-11 株式会社プロテリアル 磁性シート、巻体状磁性シート、及び多層磁性シート

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