DE69018303T2 - Supraleitende Struktur zur magnetischen Abschirmung. - Google Patents
Supraleitende Struktur zur magnetischen Abschirmung.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine supraleitende Magnet-Abschirmung. Im spezielleren betrifft die vorliegende Erfindung eine supraleitende Magnet-Abschirmung, die geeigneterweise nicht nur zum Abschirmen eines sehr schwachen Magnetfeldes, wie z.B. Erdmagnetismus oder ähnlichem, sondern auch eines hohen Magnetfeldes einer Magnetschwebebahn usw. verwendet werden kann.
- In den letzten Jahren sind durch den Einsatz eines supraleitenden Magneten aus supraleitendem Material mit supraleitenden Eigenschaften in der Praxis NMR- Tomographen, Magnetschwebebahnen usw. betrieben worden. Weiters sind dahingehend Untersuchungen durchgeführt worden, das starke Magnetfeld eines supraleitenden Magneten für die Entwicklung neuer Energieformen (z.B. Kernfusion) oder neuer Energieumwandlungstechniken (z.B. magnethydrodynamische Kraft- bzw. Energieerzeugung) zur Anwendung zu bringen.
- Bei der Verwendung einer Vorrichtung mit einem supraleitenden Magneten, wie z.B. ein NMR-Tomograph oder dergleichen, kommt es in manchen Fällen zu einem Streuverlust des Magnetfeldes aus der Vorrichtung, was eine Belastung für die Umwelt darstellt. Bei der Messung eines sehr schwachen Magnetfeldes, wie z.B. Biomagnetismus (α-Wellen) macht der Einfluß eines äußeren Magnetfeldes, wie z.B. Erdmagnetismus oder dergleichen, wiederum die Messung ungenau.
- Um die obigen Probleme zu verringern, wird ein Magnet-Abschirmungsmaterial benötigt, das zum Abschirmen eines äußeren Magnetfeldes geeignet ist.
- Als Magnet-Abschirmungsmaterial sind nach dem Stand der Technik weiche Magnetmaterialien mit hoher Durchlässigkeit und geringer Koerzitivkraft verwendet worden; diese Materialien weisen jedoch eine zu geringe Abschirmungsfähigkeit beim Abschirmen einer großen Magnetkraft auf und können den Streuverlust von Magnetismus beim Abschirmen eines schwachen Magnetfeldes verursachen. Daher ist es bei diesen Materialien möglich, ihre Volumina zu vergrößern, um die Abschirmungswirkung zu erhöhen, was wiederum ihr Gewicht erhöht.
- Daher ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, die Probleme herkömmlicher Magnet- Abschirmungsmaterialien zu lösen und eine supraleitende Struktur zur Magnet- Abschirmung bereitzustellen, die geeigneterweise zum Abschirmen nicht nur sehr schwacher Magnetfelder, wie z.B. Erdmagnetismus oder dergleichen, sondern auch starker Magnetfelder von Magnetschwebebahnen usw. verwendet werden kann.
- EP-A-280.322 beschreibt einen als Draht einsetzbaren keramischen Supraleiter, der ein Laminat aus Keramiksupraleiterschichten und dazwischen angeordneten stabilisierenden Metallschichten umfaßt.
- Gemäß vorliegender Erfindung wird eine supraleitende Magnet-Abschirmung, wie in Anspruch 1 dargelegt, bereitgestellt. Diese supraleitende Magnet-Abschirmung kann plattenförmig oder zylindrisch ausgebildet sein.
- Bei der supraleitenden Anordnung gemäß vorliegender Erfindung ist zwischen der supraleitenden Schicht und dem Substrat eine Zwischenschicht vorgesehen, und die resultierende dreischichtige supraleitende Struktur zur Magnet-Abschirmung weist eine verbesserte Supraleitereigenschaft, d.h. eine verbesserte kritische Stromdichte, auf.
- Bei der erfindungsgemäßen supraleitenden Anordnung kann außerhalb der supraleitenden Schicht eine Schutzschicht zum Schutz der supraleitenden Schicht vorgesehen sein, sodaß die resultierende supraleitende Anordnung eine verbesserte Wärmestoßbeständigkeit, d.h. eine verbesserte Beständigkeit bei niedrigen Temperaturen, aufweist.
- Zusätzlich zur Zwischenschicht aus Edelmetallen kann eine Keramikschicht zwischen der Edelmetallschicht und dem Substrat vorhanden sein, und diese Keramikschicht umfaßt vorzugsweise ein Glas, vorzugsweise ein Glas für Porzellanemail.
- Bei der dreischichtigen oder vierschichtigen supraleitenden Anordnung gemäß vorliegender Erfindung, die ein Substrat, eine Zwischenschicht und eine supraleitende Schicht oder ein Substrat, eine Zwischenschicht, eine supraleitende Schicht und eine Schutzschicht umfaßt, sind das Material für das Substrat, das Material für die Zwischenschicht und das Material für die supraleitende Schicht vorzugsweise so ausgewählt, daß das Substrat und die Zwischenschicht etwa den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen wie die supraleitende Schicht.
- Daher werden die Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrats, der Zwischenschicht und der supraleitenden Schicht vorzugsweise im obengenannten Bereich gehalten. "Mit etwa dem gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten" bedeutet, daß die Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrats und der Zwischenschicht innerhalb eines Bereichs von etwa +6x10&supmin;&sup6;/ºC bezogen auf den Wärmeausdehnungskoeffizienten der supraleitenden Schicht liegen.
- Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die eine Vorrichtung zum Messen der Magnet- Abschirmungsfähigkeit mit einer plattenartigen Struktur zeigt.
- Fig. 2 ist ein Graph, der eine Beziehung von (a) einem L/S-Verhältnis zwischen einer Gesamtlänge L (cm) von vier Seiten einer Magnet-Abschirmungsplatte und einer Fläche S (cm²) einer Seite der Platte und (b) einem später definierten Magnetfeldverhältnis zeigt.
- Fig. 3 ist eine schematische Darstellung, die eine Vorrichtung zum Messen der Magnet- Abschirmungsfähigkeit einer zylindrischen Anordnung zeigt.
- Bei dem gemäß vorliegender Erfindung verwendeten Typ der supraleitenden Schicht handelt es sich um eine Verbindung vom M-Ba-Cu-O-Typ [M ist zumindest ein aus Sc, TI, Y und Lanthaniden (La, Eu, Gd, Er, Yb, Lu usw.) ausgewähltes Element] oder um eine Verbindung vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ, die in beiden Fällen eine mehrschichtige Perovskit- Struktur aufweist. Die eine solche Verbindung enthaltende supraleitende Schicht hat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa 13x10&supmin;&sup6;/ºC. In diesem Fall muß die Verbindung vom Y-Ba-Cu-O-Typ eine kristalline Phase mit der Zusammensetzung YBA&sub2;Cu&sub3;Oy aufweisen, und die Verbindung vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ muß eine kristalline Phase aus Bi&sub2;Sr&sub2;CaCu&sub2;Ox aufweisen. Zum Zweck der Magnet-Abschirmung ist eine Verbindung vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ besonders vorzuziehen.
- Die supraleitende Schicht kann durch Sprühbeschichtung oder Pulverbeschichtung, auf ein Substrat oder eine auf dem Substrat vorgesehene Zwischenschicht, unter Verwendung eines Pulvers aus supraleitendem Material oder durch Formen eines supraleitenden Metallpulvers nach einem Rakelverfahren und Laminieren des resultierenden (ungebrannten) Formkörpers oder des durch Brennen des Formkörpers erhaltenen Produktes, damit die supraleitenden Eigenschaften zum Ausdruck kommen, gebildet werden.
- Als das Pulver aus supraleitendem Material kann (1) ein Pulver mit supraleitender Oxidzusammensetzung, das durch das Brennen von Pulvern aus Metalloxiden, Metallnitriden, Metallkarbonaten, Metallhydroxiden und Metallalkoxiden von jeweils Y, Sc, La, Cu, Ba, Bi, Sr, Ca usw. erhalten wird, (2) ein durch Kalzinieren bei 800-950ºC erhaltenes Pulver, dessen Hauptkristallphase aus einem supraleitenden Oxid besteht, (3) ein durch Kalzinieren bei 400-800ºC und darauffolgendes Brennen erhaltenes pulveriges Zwischenprodukt mit supraleitenden Eigenschaften und (4) ein Oxidfrittenpulver mit supraleitenden Eigenschaften, das durch Schmelzen bei hohen Temperaturen eines durch Brennen, Abschrecken und Mahlen der Schmelze erhaltenen Pulvers mit Oxidsupraleiter-Zusammensetzung und erneutes Brennen des resultierenden Pulvers erhalten wird, genannt werden. Die Pulver (1), (2), (3) und (4) können alleine oder als Kombination von zweien oder mehreren, oder als Kombination von (1) und (2), (1) und (3), (2) und (3), (2) und (4) oder (3) und (4) oder als Kombination von (1), (2) und (3), (1), (2) und (4) oder (2), (3) und (4) oder als Kombination von (1), (2), (3) und (4) verwendet werden.
- Die Dicke der supraleitenden Schicht beträgt 0,1 - 2 mm, vorzugsweise 0,5 - 1 mm. Wenn die Dicke geringer als 0,1 mm ist, ist die Dicke ungleichmäßig und der Suprastrom gering. Wenn die Dicke größer als 2 mm ist, haftet der Supraleiter schlecht auf dem Substrat und neigt zur Ablösung.
- Das Substrat ist ein Metall und hat einen bestimmten Wärmeausdehnungskoeffizienten, wie oben erwähnt. Im speziellen umfaßt das Metallmaterial beispielsweise Fe, Ti, Be, Ni, rostfreien Stahl, Inconel, Incoloy, Hastelloy und eine Stahlplatte mit Porzellanemail.
- Die zwischen dem Substrat und der supraleitenden Schicht vorgesehene Zwischenschicht kann aus verschiedenen Edelmetallen (z.B. Au, Ag, Pt) bestehen.
- Die Zwischenschicht ist vorzugsweise nicht mit der Supraleitschicht reaktionsfähig. Wenn eine Zwischenschicht verwendet wird, die Reaktionsfähigkeit mit der Supraleitschicht aufweist, kommt eine Zweischicht-Struktur zum Einsatz, bei der die genannte Zwischenschicht mit Reaktionsfähigkeit mit der Supraleitschicht angrenzend an das Substrat vorgesehen wird und eine weitere Zwischenschicht ohne Reaktionsfähigkeit mit der Supraleitschicht an die Supraleitschicht angrenzend vorgesehen wird.
- Gemäß vorliegender Erfindung ist vorzugsweise zusätzlich zur Zwischenschicht eine Keramikschicht vorgesehen. Die Keramikschicht ist auf dem Substrat ausgebildet. Das Keramikmaterial ist beispielsweise teilweise stabilisierte Zirkonerde, stabilisierte Zirkonerde, Spinell, Tonerde, Mullit, Siliziumkarbid und Magnesiumoxid, aber ein kristallisiertes Glas oder ein Glas für Porzellanemail wird besonders bevorzugt.
- Das bevorzugte, die Keramikschicht bildende Glas unterliegt keiner besonderen Einschränkung, solange es ausreichend hohe Festigkeit zur Haftung am Substrat und an der Edelmetallschicht aufweist. Zu einem solchen Glas gehört ein Glas für Porzellanemail, und die Verwendung dieses Glases als Keramikschicht ist besonders wünschenswert.
- Als Glas für Porzellanemail werden typischerweise z.B. eine für hitzebeständigen Stahl oder hitzebeständige Legierungen vewendete Zusammensetzung vom SiO&sub2;-BaO-B&sub2;O&sub3;- ZnO-Typ, ein hitzebeständiges Porzellanemail, das hauptsächlich aus einer Zusammensetzung vom SiO&sub2;-BaO-TiO&sub2;-Typ besteht, ein Porzellanemail für Stahl, das hauptsächlich aus einer Zusammensetzung vom SiO&sub2;-B&sub2;O&sub3;-Na&sub2;O-Al&sub2;O&sub3;-K&sub2;O-BaO-Typ besteht und ein Glas zur Glasauskleidung, das hauptsächlich aus einer Zusammensetzung vom SiO&sub2;-B&sub2;O&sub3;-Na&sub2;O-Typ besteht, genannt. Diesen Glaszusammensetzungen für Porzellanemail können verschiedene Elemente zugegeben werden, solange die Elemente keine wesentliche negative Wirkung auf die Haftung der Keramikschicht auf Metall sowie auf den Schmelzpunkt der Glaszusammensetzungen aufweisen.
- Die Keramikschicht kann nach verschiedenen Verfahren, wie Plasmasprühen, Gassprühen, Sprühbeschichtung, Bestreichen, Eintauchen in Aufschlämmung, Sputtern und dergleichen, ausgebildet werden. Von diesen sind Sprühverfahren wie z.B. Plasmasprühen, Gassprühen und ähnliches besonders vorzuziehen, weil die resultierende Keramikschicht hervorragende Haftung auf dem Metallsubstrat aufweist und als relativ dicke und stabile Zwischenschicht ausgebildet werden kann.
- Die Dicke der Keramikschicht kann 10 um oder mehr, vorzugsweise 10-500 um, noch bevorzugter 20-200 um, betragen. Wenn die Dicke geringer als 10 um ist, weist die Keramikschicht eine ungleichmäßige Dicke auf, was es schwierig macht, gute Haftung zu erzielen.
- Die Edelmetallschicht als Zwischenschicht wird gemäß vorliegender Erfindung auf der auf dem Substrat vorgesehenen Keramikschicht ausgebildet. Als Edelmetall, das die Edelmetallschicht gemäß vorliegender Erfindung darstellt, werden Ag, Au, Pd und Pt allein oder als Kombination von zweien oder mehreren verwendet. Je nach Notwendigkeit kann eine Legierung aus einem solchen Edelmetall und einem unedlen Metall verwendet werden.
- Die Edelmetallschicht kann auf die Keramikschicht nach verschiedenen Verfahren aufgetragen werden, wie z.B. Auftragen einer Edelmetallpaste, Plattieren, Aufpressen von Metallfolie, CVD-Verfahren, Sputtern, Zersetzung einer Edelmetallverbindung und dergleichen. In diesem Fall kann eine Wärmebehandlung angewandt werden, wie beispielsweise beim Pastenbeschichtungsverfahren notwendig.
- Die Dicke der Edelmetallschicht beträgt vorzugsweise 10-500 um, mehr bevorzugt 20- 200 um. Wenn die Dicke größer als 500 um ist, verbessert sich die Stabilisierungswirkung für die Supraleitschicht nicht weiter, was zu sinnlosen Mehrkosten führt. Wenn die Dicke geringer als 10 um ist, ist die resultierende Supraleitschicht ungleichmäßig, die Haftung zwischen der Keramikzwischenschicht und der Edelmetallzwischenschicht ist gering, die Edelmetallschicht bricht, wodurch die Supraleitschicht an der Grenzfläche zum Substrat mit der Keramikschicht reagiert, was es schwierig macht, einen guten Supraleitschicht-Substrat-Verbundkörper zu erhalten. Weiters verursacht, wenn der Verbundkörper aus Supraleitschicht und Substrat unter Abkühlung auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff verwendet wird, eine Dicke der Edelmetallschicht von unter 10 um das Ablösen der Edelmetallschicht von der Keramikschicht aufgrund ihrer unterschiedlichen Wärmeausdehnung, während eine Dicke der Edelmetallschicht von 10um oder mehr einen stabilen Verbundkörper ergibt, weil die durch die genannte Wärmeausdehnungsdifferenz erzeugte Spannung von der Edelmetallschicht absorbiert werden kann.
- Die Schutzschicht zum Schützen der Supraleitschicht kann aus einem Material mit hervorragender Wärmestoßbeständigkeit (oder Beständigkeit bei niederen Temperaturen) bestehen. Daher können verschiedene Materialien für die Schutzschicht verwendet werden, beispielsweise ein Metall (z.B. Al), ein organisches Material (z.B. bei niedrigen Temperaturen beständiges Kunstharz), ein Keramikmaterial und ein Glas.
- Die supraleitende Anordnung zur Magnet-Abschirmung gemäß vorliegender Erfindung kann als Magnet-Abschirmungsplatte oder als Magnet-Abschirmungszylinder ausgebildet sein. Der Magnet-Abschirmungzylinder kann auf zwei Arten ausgebildet werden, nämlich eine Art, bei der die Supraleitschicht an der Außenseite des Zylinders angeordnet ist, um ein Magnetfeld einer äußeren Magnetquelle abzuschirmen, und eine Art, worin die Supraleitschicht an der Innenseite des Zylinders vorgesehen ist, um ein Magnetfeld einer inneren Magnetquelle abzuschirmen.
- Bei der Magnet-Abschirmungsplatte hat die Platte wünschenswerterweise ein L/S- Verhältnis von 0,4 cm&supmin;¹ oder weniger, wenn L (cm) als Gesamtlänge der Seiten der Platte und S (cm²) als Fläche einer Oberfläche der Platte definiert ist, um den Magnetfeldstreuverlust an den Verbindungsstellen einer durch Verbinden erhaltenen Magnet-Abschirmungsplatte mit großer Fläche zu minimieren.
- Die Platte hat vorzugsweise die Gestalt eines regelmäßigen Sechsecks oder Quadrats, weil durch eine solche Form eine aneinandergefügte Platte mit großer Fläche zur Magnetabschirmung entstehen kann, ohne daß an den Verbindungsstellen Zwischenräume entstehen. Das regelmäßige Sechseck oder Quadrat hat insbesondere einen kleineren L/S-Wert als andere Formen, wenn der Vergleich ausgehend von der gleichen Fläche erfolgt, wodurch der Magnetfeldstreuverlust minimiert werden kann.
- Bei der Magnet-Abschirmungsplatte ist das Substrat wünschenswerterweise an den vier Rändern in einer Breite von etwa 1 mm oder mehr nicht mit der Supraleitschicht bedeckt, da mit einer solchen Struktur (wo die Fläche des Substrats größer ist als jene der Supraleitschicht) das Ablösen der Supraleitschicht und die Bildung von Rissen unterdrückt werden kann.
- Indes beträgt beim Magnet-Abschirmungszylinder das Verhältnis von Länge und Innendurchmesser wünschenswerterweise 1,5 oder mehr, weil durch ein solches Verhältnis die Magnet-Abschirmung in der Mitte des Zylinders erhöht werden kann.
- Weiters wird beim Magnet-Abschirmungszylinder wünschenswerterweise die Supraleitschicht an der Innenseite oder Außenseite des Substrats aufgetragen, wobei beide Ränder des Substrats in einer Breite von etwa 5 mm oder mehr, vorzugsweise 10- 50 mm, unbeschichtet sind, weil durch ein derartiges Beschichten das Ablösen der Supraleitschicht und die Bildung von Rissen unterdrückt werden kann.
- Als nächstes wird das Verfahren zur Herstellung der surpaleitenden Magnet- Abschirmungsstruktur gemäß vorliegender Erfindung anhand eines Beispiels für eine Magnet-Abschirmungsplatte erklärt, die ein Substrat, eine darauf aufgebrachte Keramikschicht, eine auf die Keramikschicht aufgebrachte Edelmetallschicht und eine auf die Edelmetallschicht aufgebrachte Supraleitschicht umfaßt.
- Eine Supraleitschicht wird auf der Keramikschicht und der Edelmetallschicht ausgebildet, die auf ein Substrat aufgebracht wurden; dann wird getrocknet und gebrannt; dadurch kann eine Magnet-Abschirmungsplatte erhalten werden, die ein Verbundkörper aus dem Substrat, der Keramikschicht, der Edelmetallschicht und der Supraleitschicht ist. In diesem Fall ist, wenn die Bildung der Supraleitschicht durch Aufschlämmungsbeschichtung oder dergleichen unter Verwendung eines organischen Bindemittels oder eines organischen Lösungsmittels erfolgt, vorzuziehen, daß eine Wärmebehandlung als Vorbehandlung zum Brennen durchgeführt wird, d.h., die aufgetragene Supraleitschicht kann für einen vorbestimmten Zeitraum bei 500-930ºC in einer sauerstoffhältigen Atmosphäre wärmebehandelt werden, um den Kohlenstoffrückstand auf 0,5 Gew.-% oder weniger zu verringern.
- Gemäß vorliegender Erfindung wird das Brennen in Sauerstoff oder Luft durchgeführt. Die Brenntemperatur und -dauer kann je nach der verwendeten Art des Supraleitmaterials und der Art der gewünschten supraleitenden Struktur entsprechend bestimmt werden, die Werte dafür können aber im allgemeinen 850-950ºC und etwa 0,5-20 Stunden betragen.
- Dieses Oxidsupraleitlaminat gemäß vorliegender Erfindung weist eine Verbundstruktur auf, die durch das Ausbilden der Keramikschicht und der Edelmetallschicht auf einem Metallsubstrat und das Ausbilden einer Oxidsupraleitschicht erzielt wird. Diese aus einer Keramikschicht und einer Edelmetallschicht bestehende zweischichtige Struktur übt sowohl auf das Metallsubstrat als auch auf die Oxidsupraleitschicht einen synergistischen Effekt aus. Daher wird beim Oxidsupraleitlaminat gemäß vorliegender Erfindung jede Schicht auf dem Metallsubstrat stabilisiert und verursacht kein Ablösen oder Bilden von Rissen, wenn es wiederholt flüssigem Stickstoff ausgesetzt wird, um die Supraleiteigenschaften zum Ausdruck zu bringen. Weiters tritt beim Laminat während des Brennens, unabhängig von der Art des supraleitenden Materials, keine Reaktion zwischen dem Metallsubstrat und dem supraleitenden Material auf. Weiters hat das Laminat stärkere Supraleiteigenschaften als herkömmliches Laminat, das eine einzelne Zwischenschicht umfaßt. Die Gründe für diese Vorteile sind nicht klar, aber es wird angenommen, daß die Edelmetallschicht sowohl in die Keramikschicht als auch in die Supraleitschicht diffundiert und dadurch zur Stabilisierung und einer Verbesserung der Supraleiteigenschaften beiträgt.
- Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der Beispiele detaillierter beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung keineswegs auf diese Beispiele beschränkt.
- Auf die Oberfläche eines Metallsubstrats mit einer Dicke von 1 mm und der Gestalt eines Quadrats mit 120 mm Seitenlänge wurde ein Pulver aufgesprüht, dessen Kristallphase hauptsächlich aus Bi&sub2;Sr&sub2;CaCu&sub2;Ox bestand, sodaß der resultierende Film nach dem Trocknen eine Dicke von etwa 0,1-4 mm und das Metallsubstrat einen unbeschichteten Abschnitt mit einer Breite von 0-10 mm an den vier Seiten hatte (d.h. die Länge einer Seite des Films 120-100 mm betrug). Dann wurde der Film getrocknet, gefolgt von Brennen bei 900ºC für 0,5 Stunden, um verschiedene Metallplatten zu erhalten, die jeweils ein Metallsubstrat und eine darauf ausgebildete supraleitende Keramikschicht aufwiesen, deren Kristallphase hauptsächlich aus Bi&sub2;Sr&sub2;CaCu&sub2;Ox bestand und die einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa 1 3 x 10&supmin;&sup6;/ºC aufwies.
- Als Metallsubstrat wurden verschiedene Materialien von Kovar mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 4,7 x 10&supmin;&sup6;/ºC bis zu Kupfer mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 19,7 x 10&supmin;&sup6;/ºC verwendet.
- Wie in Tabelle 1 gezeigt, kam es im Fall von Kovar mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 4,7 x 10&supmin;&sup6;/ºC zu Ablösung; im Fall von Nickel mit 13,3 x 10&supmin;&sup6;/ºC wurde gute Haftung erzielt; im Fall von Kupfer mit 19,7 x 10&supmin;&sup6;/ºC trat Ablösung auf.
- Bei einem Abstand von jedem Rand des Substrats zum entsprechender- Rand der Supraleitschicht, d.h., falls die Breite des unbeschichteten Substratabschnitts geringer als 1 mm war, kam es zum Ablösen der supraleitenden Keramikschicht vom Substrat. Tabelle 1 Substratmaterial Wärmeausdehnungskoeffizient (x10&supmin;&sup6;/ºC) Dicke der supraleitenden Keramik Haftung zwischen Metall und Supraleiter kritische Stromdichte (A/cm²) Magnetabschirmungsfähigkeit (G) Breite an den Rändern * (mm) Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2 Vergleichsbeispiel 3 Vergleichsbeispiel 4 Kovar Kupfer Nickel abgelöst gut * Breite an den Rändern bezeichnet einen Abstand von jedem Rand des Substrats zum nächsten Rand der Kermikschicht
- Die Oberfläche eines Keramiksubstrats mit einer Dicke von 5 mm und der Gestalt eines Quadrats mit 120 mm Seitenlänge wurde mit einem Pulver sprühbeschichtet, dessen Kristallphase hauptsächlich aus YBa&sub2;Cu&sub3;Oy bestand, sodaß der resultierende Film nach dem Trocknen eine Dicke von etwa 1mm aufwies und das Keramiksubstrat einen unbedeckten Abschnitt mit 5 mm Breite an den vier Seiten aufwies (d.h. die Länge einer Seite des Films 110 mm betrug). Dann wurde der Film getrocknet, gefolgt von Brennen bei 950ºC für 10 Stunden, um verschiedene Keramikplatten zu erhalten, die jeweils ein Keramiksubstrat und eine darauf ausgebildete supraleitende Keramikschicht umfaßten, deren Kristallphase hauptsächlich aus YBa&sub2;Cu&sub3;Oy bestand und die einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa 13 x 10&supmin;&sup6;/ºC aufwies.
- Als Keramiksubstrat wurde Zirkon mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 4,2 x 10&sup6;/ºC und Mullit mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 5,3 x 10&supmin;&sup6;/ºC verwendet.
- Wie in Tabelle 2 gezeigt, kam es bei diesen Vergleichsbeispielen zu Ablösung. Tabelle 2 Substratmaterial Wärmeausdehnungskoeffizient (x10&supmin;&sup6;/ºC) Dicke der supraleitenden Keramikschicht (mm) Haftung zwischen Metall und Supraleitende Keramikchicht kritische Stromdichte (A/cm²) Magnetabschirmungsfähigkeit (G) Vergleichsbeispiel 5 Vergleichsbeispiel 6 Zirkon Mullit abgelöst
- Auf der Oberfläche eines Metallsubstrats mit einer Dicke von 1 mm und der Gestalt eines Quadrats mit 120 mm Seitenlänge wurde als Zwischenschicht Platin mit einer Dicke von etwa 200 um aufgetragen. Auf diese Zwischenschicht wurde als supraleitende Keramikschicht ein Pulver aufgesprüht, dessen Kristallphase hauptsächlich aus Bi&sub2;Sr&sub2;CaCu&sub2;Ox bestand, sodaß die resultierende Schicht nach dem Trocknen eine Dicke von etwa 1 mm aufwies und der Rand an den vier Seiten des Substrats in einer Breite von 5 mm nicht beschichtet war (die Länge einer Seite der Keramikschicht 110 mm betrug). Dann wurde die Keramikschicht getrocknet, gefolgt von Brennen bei 900ºC für 0,5 Stunden, um verschiedene Metallplatten zu erhalten, die jeweils ein Metallsubstrat, eine darauf ausgebildete Zwischenschicht und eine auf der Zwischenschicht ausgebildete supraleitende Keramikschicht umfaßten, deren Kristallphase hauptsächlich aus Bi&sub2;Sr&sub2;CaCu&sub2;Ox bestand.
- Als Substratmaterial wurde Titan oder Nickel verwendet.
- Wie in Tabelle 3 gezeigt, wies die Zwischenschicht gute Haftung auf, und die kritische Stromdichte, als Merkmal für Supraleitfähigkeit, in flüssigem Stickstoff war hoch.
- Die in Beispiel 1 und den Vergleichsbeispielen hergestellten Magnet- Abschirmungsplatten wurden hinsichtlich Magnet-Abschirmungsfähigkeit gemessen, wobei eine in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zur Messung der Magnet- Abschirmungsfähigkeit verwendet wurde.
- Das heißt, eine Magnet-Abschirmungsplatte 2 wurde in einem Behälter 1 für flüssigen Stickstoff angeordnet; der Behälter 1 wurde mit flüssigem Stickstoff befüllt; es wurde ein von einem Elektromagneten 3 ausgehendes äußeres Magnetfeld angelegt; und unter Verwendung eines magnetischen Flußdichtemessers 4, der so angeordnet war, daß er dem Elektromagneten 3 über den Behälter 1 zugewandt war, wurde ein maximales äußeres Magnetfeld gemessen (magnetische Abschirmungsfähigkeit) bei dem das Magnetfeld den Hintergrund zu übersteigen begann. Tabelle 3 Substratmaterial Zwischenschichtmaterial Dicke der Zwischenschicht (um) Porosität der Zwischenschicht (%) Oberflächenrauhigkeit der Zwischenschicht (Rz) Dicke der supraleitenden Keramikschicht Kritische Stromdichte (A/cm²) Magnetabschirmungsfähigkeit Beispeil 1 Titan Platin
- Bei der in Beispiel 1 erhaltenen Metallplatte, die ein Metallsubstrat, eine darauf ausgebildete Zwischenschicht und eine auf der Zwischenschicht ausgebildete supraleitende Keramikschicht umfaßte, wurde auf der supraleitenden Keramikschicht eine Schutzschicht ausgebildet. Die resultierende Platte wurde in flüssigen Stickstoff getaucht, um ihre Wärmestoßbeständigkeit zu bewerten.
- Als Schutzschicht wurde bei niedrigen Temperaturen beständiges Kunstharz verwendet.
- Wie in Tabelle 4 gezeigt, wies die Schutzschicht beim Eintauchtest in flüssigen Stickstoff gute Wärmestoßbeständigkeit auf. Tabelle 4 Substratmaterial Zwischenschichtmaterial Dicke der supraleitenden Keramikschicht (mm) Material der Schutzschicht Dicke der Schutzschicht (mm) Eintauchtest in flüssigen stickstoff Beispiel 2 Titan Platin Kunstharz gut
- Auf verschiedenen Substraten mit einer Dicke von 1-5 mm und der Gestalt eines Quadrats oder eines regelmäßigen Sechsecks mit unterschiedlicher Größe wurde eine supraleitende Keramikschicht ausgebildet, um verschiedene Platteneinheiten zur Magnet-Abschirmung zu erhalten. Eine Vielzahl gleicher Platteneinheiten wurde kombiniert, um verschiedene quadratische Tafeln zur Magnet-Abschirmung mit jeweils einer Seitenlänge von 1 m herzustellen. Die Tafeln wurden auf magnetische Abschirmungsfähigkeit hin gemessen.
- Wie in Tabelle 5 gezeigt, wurde bei den Magnet-Abschirmungstafeln, deren L/S- Verhältnisse [L (cm) war die Gesamtlänge der Seiten (d.h. die Länge des Umfangs) einer jeden Platteneinheit, die eine Magnet-Abschirmungstafel darstellt, und S (cm²) war die Oberfläche einer Seite der Platteneinheit] 0,4 cm&supmin;¹ oder weniger betrugen, das angelegte Magnetfeld auf 1/10 oder weniger verringert und ausreichende magnetische Abschirmungsfähigkeit erzielt. Tabelle 5 Substratmaterial Zwischenschichtmaterial Schutzschichtmaterial Gestalt Länge einer Seite Anzahl der zur Bildung einer quadratischen Ta mit 1m² verwendeten Platteneinheiten Magnetfeld verhältnis* Breite an den Rändern (mm) Beispeil 3 Vergleichsbeispiel 7 Kohlenstofffreier Stahl Zirkonerde Silber Aluminium Quadrat * Verhältnis von reduziertem magnetfeld zum angelegten Magnetfeld, wenn ein Magnetfeld an eine quadratische magnet-Abschinrmungstafel mit 1 m² von einem Punkt in 50 cm Entfernung von der Mitte einer Seite der Tafel angelegt wurde und ein reduziertes Magnetfeld an einem Punkt, 10 cm von der anderen Seite der Tafel entfernt, gemessen wurde.
- Fig. 2 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen L/S und dem Magnetfeldverhältnis zeigt. Wie aus Fig. 2 hervorgeht wurde das angelegte Magnetfeld auf 1/10 oder weniger verringert, wenn L/S kleiner als 0,4 cm&supmin;¹ war, und ausreichende magnetische Abschirmungsfähigkeit erzielt.
- An den Außenflächen verschiedener zylindrischer Substrate aus verschiedenen Metallen und mit einer Dicke von 1-5 mm und verschiedenen Größen wurde eine supraleitende Keramikschicht ausgebildet, um zylindrische Strukturen zur Magnet-Abschirmung zu erhalten. Die zylindrischen Strukturen wurden hinsichtlich Magnet- Abschirmungsfähigkeit gemessen.
- Wie in Tabelle 6 gezeigt betrug das Magnetfeld in der Mitte des Zylinders 1/100 oder weniger des angelegten Magnetfeldes, wenn das Verhältnis zwischen Zylinderlänge und Zylinder-Innendurchmesser 1,5 betrug, und es wurde ausreichende Magnet- Abschirmungsfähigkeit erzielt.
- Auch kam es, wenn der Abstand von jedem Rand des zylindrischen Substrats zu jedem entsprechenden Rand der supraleitenden Keramikschicht 10 mm oder mehr betrug, zu keinem Ablösen oder Bilden von Rissen an den Rändern der supraleitenden Keramikschicht, wodurch magnetische Streuverluste verhindert werden konnten. Tabelle 6 Substratmaterial Zwischenschichtmaterial Schutzschichtmaterial Innendurch messer Zylinders (mm) Zylinderlänge (mm) Verhältnis zwischen Länge und Innendurchmesser Magnetfeldverhältnis in der Mitte des Zylinders *1 Breite an den Rändem *2 (mm) Zustand der Ränder der supraleitenden kermikschicht Beispeil 4 Vergleichsbeispeil 8 Vergleichsbeispeil 9 Beryllium Zirkonerde Eisen Platin glass Aluminium keine schäden Ablösen Risse teilweise abgelöst *1 Verhältnis von Magnetfeld in der Mitte des Zylinders zu angelegtem Magnetferld, wenn ein äußeres Magnetfeld an einen Zylinder aus einer Richtung senkrecht zur zylinderachse angelegt wurde. *2 Distanz von jedem Rand des zylindrischen Substrats zu jedem entsprechenden Rand der supraleitenden Keramikschicht
- Die Oberfläche eines plattenförmigen Substrats aus rostfreiem Stahl SUS 430 mit 100 mm x 100 mm x 1,0 mm wurde mit Tonerde-Schleifteilchen sandgestrahlt. Auf die resultierende aufgerauhte Oberfläche wurde ein Pulver aus PSZ (teilweise stabilisierter Zirkonerde) plasmagesprüht, um eine PSZ-Zwischenschicht mit 200 um auszubilden. Diese Schicht wurde mit einer Ag-Paste beschichtet, gefolgt von Trocknen (1 Stunde bei 80ºC) und anschließender Wärmebehandlung (10 Min. bei 940ºC), um eine Ag- Zwischenschicht mit etwa 30 um zu bilden; um ein Metallsubstrat zu erhalten, auf dem sich zwei aus einer PSZ-Schicht und einer Ag-Schicht bestehende Zwischenschichten befanden. Dann wurden Pulver aus Bi&sub2;O&sub3;, SrCO&sub3;, CaCO&sub3; und CuO jeweils mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 3 pm in einem Molverhältnis von 1:2:1:2 vermischt. Der Mischung wurde Wasser zugegeben, und sie wurde 10 Stunden lang in Luft bei 800ºC kalziniert. Das kalzinierte Produkt wurde mit ZrO&sub2;-Körpern in Äthanol 15 Stunden lang gemahlen, um ein supraleitendes Sinterpulver zu erhalten, dessen Hauptkristallphase die Zusammensetzung Bi&sub2;Sr&sub2;CaCu&sub2;Ox hatte. Diesem Pulver wurden 15 g Toluol und 0,2 g Polyvinylbutyral zugegeben, um eine Aufschlämmung herzustellen. Diese Aufschlämmung wurde durch Sprühen auf die obige zweite Zwischenschicht (Ag-Schicht) aufgetragen. Trocknen erfolgte bei 80ºC 1 Stunde lang. Dann wurde das Sprühbeschichten und Trocknen viermal wiederholt, um einen Film mit etwa 300 um auf der Ag-Schicht auszubilden.
- Das so erhaltene Lam inat, das ein Metallsubstrat, zwei darauf ausgebildete Zwischenschichten und eine auf der zweiten Zwischenschicht absgebildete, supraleitende, kalzinierte Pulverschicht umfaßte, wurde bei 100ºC 1 Stunde lang getrocknet und dann 10 Minuten lang in einem Elektroofen bei 910ºC gebrannt, um ein supraleitendes Oxidlaminat auf Bi-Basis zu erhalten.
- Ein Teststück wurde aus dem Laminat ausgeschnitten und nach einem Gleichstrom- Viersonden-Verfahren bezüglich der kritischen Stromdichte (Jc) in flüssigem Stickstoff gemessen. Die Jc betrug 865 A/cm².
- Ein weiteres Teststück wurde einem wiederholten Verfahren des Eintauchens (Kühlens) in flüssigem Stickstoff und Rückkehr zu Raumtemperatur unterzogen. Sowohl die supraleitende Oxidschicht als auch die Zwischenschicht des Laminats verursachte kein Bilden von Rissen oder Ablösen, und das Lam inat zeigte gute Haftung.
- Ein PSZ-Pulver wurde auf die gleiche Art wie in Beispiel 5 auf plattenförmiges Substrat aus rostfreiem Stahl SUS 430 mit 100 mm x 100 mm x 1,0 mm plasmagesprüht, um eine PSZ-Zwischenschicht auf dem Substrat auszubilden. Auf diese Zwischenschicht wurde ein Silberkarbonatpulver aufgesprüht und eine 30minütige Wärmebehandlung bei 850ºC durchgeführt, um auf der PSZ-Zwischenschicht (erste Zwischenschicht) als zweite Zwischenschicht eine Ag-Schicht mit einer Dicke von 25 um auszubilden. Dann wurden Pulver aus Bi&sub2;O&sub3;, SRCO&sub3;, CACO&sub3; und CuO mit jeweils einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 3 um in einem Molverhältnis von 1:2:1:2 vermischt. Zu 100 g des Mischpulvers wurden 20 g destilliertes Wasser und 0,2 g Polyvinylalkohol zugegeben, um eine Aufschlämmung herzustellen. Diese Aufschlämmung wurde durch Sprühbeschichtung auf die obige zweite Zwischenschicht (Ag-Schicht) aufgetragen und 30 Minuten lang bei 100ºC getrocknet. Dann wurde das Sprühbeschichten und Trocknen siebenmal wiederholt, um einen Film mit etwa 600 um auf der zweiten Ag-Zwischenschicht auszubilden.
- Das resultierende Erzeugnis, das ein Substrat, zwei darauf ausgebildete Zwischenschichten und eine auf der zweiten Zwischenschicht ausgebildete supraleitende Schicht aus kalziniertem Pulver umfaßte, wurde bei 100ºC 1 Stunde lang getrocknet und dann bei einer Maximaltemperatur von 900ºC 10 Minuten lang in einem Elektroofen gebrannt, um ein supraleitendes Oxidlaminat auf Bi-Basis herzustellen.
- Das Laminat wurde auf die gleiche Art wie in Beispiel 5 auf die Jc gemessen. Die Jc betrug 720 A/cm².
- Ein Spinellpulver wurde auf die gleiche Art wie in Beispiel 5 auf ein plattenförmiges Substrat aus rostfreiem Stahl SUS 430 mit 100 mm x 100 mm x 1,0 mm plasmagesprüht, um eine Spinellschicht mit 300 um Dicke zu bilden. Auf diese Spinellschicht wurde eine Au-Folie mit 30 um Dicke unter Erwärmung aufgepreßt, um eine Au-Schicht zu bilden. Ein supraleitendes Pulver auf Bi-Basis im Verhältnis Bi:Sr:Ca:Cu = 2:2:1:2 wurde nach einem Rakelverfahren zu einem Band geformt. Dieses grüne Band wurde auf der obigen Au-Schicht angeordnet und bei 920ºC 10 Minuten lang gebrannt, um ein supraleitendes Oxidlaminat auf Bi-Basis zu erhalten.
- Das Laminat wurde auf die gleiche Art wie in Beispiel 5 bezüglich Jc gemessen. Die Jc betrug 820 A/cm².
- Ein PSZ-Pulver wurde auf die gleiche Art wie in Beispiel 5 durch Plasmasprühen auf ein plattenförmiges Substrat aus rostfreiem Stahl SUS 430 mit 100 mm x 100 mm x 1,0 mm aufgetragen, um eine PSZ-Schicht mit 200 um als erste Zwischenschicht zu bilden.
- Dann wurde auf der PSZ-Schicht nach einem Plattierungsverfahren oder einem thermischen Aufpreßverfahren eine Ag-Schicht als zweite Zwischenschicht ausgebildet. Auf der zweiten Zwischenschicht wurde auf die gleiche Art wie in Beispiel 5 eine supraleitende Schicht auf Bi-Basis ausgebildet, wodurch 6 supraleitende Oxidlaminate erhalten wurden. Die Zusammensetzung und die kritische Stromdichte bei 77 K eines jeden supraleitenden Oxidlaminats werden in Tabelle 9 gezeigt. Wie aus Tabelle 7 klar hervorgeht, wies jedes Laminat gute Supraleitereigenschaften auf.
- Ein PSZ-Pulver wurde auf die gleiche Art wie in Beispiel 5 durch Plasmasprühen auf ein plattenförmiges Substrat aus rostfreiem Stahl SUS 430 mit 100 mm x 100 mm x 1,0mm aufgebracht, um eine erste PSZ-Zwischenschicht mit 200 um zu bilden.
- Auf dieser PSZ-Schicht wurde eine durch Plattieren auf die gleiche Art wie in den Beispielen 8-13 eine zweite Ag-Zwischenschicht ausgebildet. Die Dicke der Ag-Schicht betrug 0, 1, 5 oder 8 um. Auf der Ag-Schicht wurde auf die gleiche Art wie in Beispiel 5 eine supraleitende Schicht auf Bi-Basis ausgebildet, wodurch vier supraleitende Oxidlaminate erhalten wurden.
- Die Zusammensetzung und die kritische Stromdichte bei 77 K eines jeden Laminats wird in Tabelle 7 gezeigt. Wie aus Tabelle 7 klar hervorgeht, wies keines der Laminate gute Supraleitereigenschaften auf.
- Die in den Beispielen 8-13 und Vergleichsbeispielen 10-13 erhaltenen Laminate wurden einem Wärmezyklustest unterworfen. Dieser Test wurde durchgeführt, indem ein Laminat mit Raumtemperatur (20ºC) 10 Minuten lang in flüssigen Stickstoff eingetaucht, herausgenommen und bei Raumtemperatur belassen, dieser Zyklus fünfmal wiederholt und das Auftreten von Ablösung untersucht wurde.
- Die Ergebnisse werden in Tabelle 7 gezeigt. Wie aus Tabelle 7 klar hervorgeht, trat in den Vergleichsbeispielen 10-13, worin die Ag-Zwischenschicht eine Dicke von 8 um oder weniger aufwies, Ablösung auf, während in allen Beispielen 8-13 keine Ablösung auftrat. Tabelle 7 zweite Zwischenschicht kritische Stromdichte (A/cm²) (77K) Ergebnisse des Wärmezyklustests Plattieren Aufpressen von Folie unter Erhitzen keine Ablösung Ablösung zwischen Metallsubstrat und erster Zwischenschicht Ablösung zwischen erster und zweiter Zwischenschicht
- Auf die Außenfläche eines zylindrischen Substrats aus Incoloy 825 mit einem Durchmesser von 50 mm, einer Höhe von 150 mm und einer Dicke von 1 mm wurde eine durch Auflösen eines Glaspulvers für Porzellanemail (45 Gew.-% SiO&sub2;, 20 Gew.-% TiO&sub2;, 15 Gew.-% B&sub2;O&sub3;, 10 Gew.-% Na&sub2;O, 5 Gew.-% NiO, 2,5 Gew.-% K&sub2;O, 2,5 Gew.- % CuO) in Isopropylalkohol erhaltene Aufschlämmung aufgesprüht. Darauf wurde eine Ag-Folie mit 100 um Dicke aufgepreßt und das resultierende Erzeugnis bei 900ºC 1 Stunde lang in Luft gebrannt, um das Substrat, das Glaspulver und die Ag-Folie zu verbinden.
- Auf die Ag-Folie wurde in einer Dicke von 500 um eine durch Auflösen von Bi&sub2;Sr&sub2;CaCu&sub2;Ox-Pulver in Isopropylalkohol erhaltene Aufschlämmung aufgesprüht. Die aufgetragene Aufschlämmung wurde bei 890ºC 30 Minuten lang in einer Sauerstoffatmosphäre teilweise geschmolzen, dann mit einer Rate von 0,5ºC/Min. auf 850ºC getempert und 15 Stunden lang bei 850ºC belassen, um Kristallisierung erfolgen zu lassen. Daraufhin wurde das resultierende Erzeugnis bei 400ºC 20 Stunden lang in einer Stickstoffatmosphäre wärmebehandelt.
- Der so erhaltene Zylinder wurde unter Verwendung einer in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung zum Messen der Magnet-Abschirmungsfähigkeit hinsichtlich Magnet- Abschirmungsfähigkeit gemessen. In Fig. 3 wurde der obige Zylinder 11 in einen Behälter 10 für flüssigen Stickstoff gestellt; der Behälter 10 wurde mit flüssigem Stickstoff gefüllt; ein von einem Elektromagneten 12 ausgehendes äußeres Magnetfeld wurde angelegt; unter Verwendung eines im Zylinder 11 angeordneten magnetischen Flußdichtemessers 13 wurde ein maximales äußeres Magnetfeld gemessen (Magnet- Abschirmungsfähigkeit), bei dem das Magnetfeld im Zylinder den Hintergrund zu übersteigen begann. Die Magnet-Abschirmungsfähigkeit betrug 10 G.
- Der Zylinder wurde nach der Messung der Magnet-Abschirmungsfähigkeit begutachtet, aber es gab keine Mängel wie Risse, Ablösung oder ähnliches.
Claims (13)
1. Supraleitende Magnet-Abschirmung, umfassend eine supraleitende Schicht, ein
Metallsubstrat und eine diskrete Zwischenschicht zwischen der supraleitenden Schicht
und dem Metallsubstrat, worin die supraleitende Schicht aus zumindest einem
Metalloxid mit einer mehrschichtigen Perovskit-Struktur zusammengesetzt ist,
ausgewählt aus Verbindungen vom M-Ba-Cu-O-Typ, worin M zumindest eines von Sc,
Ti, Y, La, Eu, Gd, Er, Yb und Lu und Verbin&ungen vom Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ ist und eine
Dicke im Bereich von 0,1 - 2 mm aufweist, wobei die Zwischenschicht aus Edelmetall
besteht, eine Dicke im Bereich von nicht weniger als 10 um aufweist und in Kontakt mit
der supraleitenden Schicht steht, wobei das Metalisubstrat einen Träger für die
supraleitende Schicht und die darauf ausgebildete Zwischenschicht darstellt und dicker
als die Zwischenschicht ist.
2. Abschirmung nach Anspruch 1, die weiters eine Schicht aus keramischem
Material zwischen der Zwischenschicht und dem Substrat besitzt.
3. Abschirmung nach Anspruch 2, worin das keramische Material Glas umfaßt.
4. Abschirmung nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 3, die weiters auf der Seite der
supraleitenden Schicht, die deren zum Substrat gerichteten Seite gegenüberliegt, eine
Schutzschicht umfaßt.
5. Abschirmung nach Anspruch 4, worin die Schutzschicht Aluminium oder ein bei
niedrigen Temperaturen beständ iges synthetisches Harz umfaßt.
6. Abschirmung nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 5, die plattenähnliche Form
besitzt.
7. Abschirmung nach Anspruch 6, die ein L/S-Verhältnis von 0,4 cm&supmin;¹ oder weniger
aufweist, wobei L (cm) die Gesamtlänge der Seiten und S (cm²) die Fläche einer
Oberfläche ist.
8. Supraleitende Magnetabschirmungsplatte, umfassend zumindest zwei
supraleitende Abschirmungen nach Anspruch 6 oder 7.
9. Abschirmung nach Anspruch 6 oder 7, worin die supraleitende Schicht so auf
dem Substrat angeordnet ist, das rechteckig ist, daß die Abschnitte des Substrats, die an
seine vier Seiten angrenzen, in einer Breite von 1 mm oder mehr nicht von der
supraleitenden Schicht bedeckt sind.
10. Abschirmung nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 5, die eine zylindrische Form
aufweist, wobei die supraleitende Schicht an der Außenseite angebracht ist, um gegen
ein Magnetfeld, das von einer äußeren Magnetquelle ausgestrahlt wird, abzuschirmen.
11. Abschirmung nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 5, die eine zylindrische Form
aufweist, wobei die supraleitende Schicht an der Innenseite angebracht ist, um gegen
ein Magnetfeld, das vom Substrat und der Zwischenschicht ausgestrahlt wird, sowie
gegen ein äußeres Magnetfeld abzuschirmen.
12. Abschirmung nach Anspruch 10 oder 11, die ein Verhältnis Länge-zu-
Innendurchmesser von 1,5 oder mehr aufweist.
13. Abschirmung nach irgendeinem der Ansprüche 10 - 12, worin die supraleitende
Schicht so auf dem Substrat angeordnet ist, daß der Abschnitt des Substrats, der an beide
Enden angrenzt, in einer Breite von 5 mm oder mehr nicht von der supraleitenden
Schicht bedeckt ist.
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