JP2001358007A - 酸化物超電導バルクマグネット - Google Patents
酸化物超電導バルクマグネットInfo
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- JP2001358007A JP2001358007A JP2000177423A JP2000177423A JP2001358007A JP 2001358007 A JP2001358007 A JP 2001358007A JP 2000177423 A JP2000177423 A JP 2000177423A JP 2000177423 A JP2000177423 A JP 2000177423A JP 2001358007 A JP2001358007 A JP 2001358007A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は低磁界から高磁界まで大きな捕捉磁
界を得られる超電導バルクマグネットを提供することを
目的とする。 【解決手段】 REBa2Cu3Ox（REはYを含む希土類元素の
１種類またはその組み合わせ）系超電導体からなるマグ
ネットであって、内側にREIBa2Cu3Ox系超電導体を配
し、外側にREIIBa2Cu3Ox系超電導体を配してなることを
特徴とする酸化物超電導バルクマグネットである。
界を得られる超電導バルクマグネットを提供することを
目的とする。 【解決手段】 REBa2Cu3Ox（REはYを含む希土類元素の
１種類またはその組み合わせ）系超電導体からなるマグ
ネットであって、内側にREIBa2Cu3Ox系超電導体を配
し、外側にREIIBa2Cu3Ox系超電導体を配してなることを
特徴とする酸化物超電導バルクマグネットである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希土類系酸化物超
電導体のバルクマグネットに関する。
電導体のバルクマグネットに関する。
【０００２】
【従来の技術】REBa2Cu3Ox系超電導バルク材料の製法と
しては、Quench and Melt Growth法（特許第1869884号
および特許第2556401号）で代表されるような溶融法が
挙げられる。この方法は、RE2BaCuO5相またはRE4Ba2Cu2
O10相と、Ba-Cu-Oを主成分とした液相が共存する温度領
域まで一度昇温し、REBa2Cu3Oxが生成する包晶温度直上
迄冷却し、その温度から徐冷を行うことにより結晶成長
させ、核生成と結晶方位の制御をおこない、大型のバル
ク材を得る方法である。この製法を用いることによっ
て、臨界電流密度（超電導特性のひとつで、単位断面積
あたりに流せる電流密度）が高く、比較的大型の超電導
材料を得ることができる。
しては、Quench and Melt Growth法（特許第1869884号
および特許第2556401号）で代表されるような溶融法が
挙げられる。この方法は、RE2BaCuO5相またはRE4Ba2Cu2
O10相と、Ba-Cu-Oを主成分とした液相が共存する温度領
域まで一度昇温し、REBa2Cu3Oxが生成する包晶温度直上
迄冷却し、その温度から徐冷を行うことにより結晶成長
させ、核生成と結晶方位の制御をおこない、大型のバル
ク材を得る方法である。この製法を用いることによっ
て、臨界電流密度（超電導特性のひとつで、単位断面積
あたりに流せる電流密度）が高く、比較的大型の超電導
材料を得ることができる。
【０００３】この臨界電流密度は、通常、印加磁界を大
きくすると単調に低下することが広く知られているが、
REBa2Cu3Ox系超電導体のうち、特にREをLa、NdおよびSm
元素にすると、高磁界でより高い臨界電流密度が得られ
るピーク効果をもつ。しかし、この超電導体は、REBa2C
u3Ox系超電導体の中でもっとも研究されてきたYBa2Cu 3O
x系超電導体と比較すると、低磁界ではむしろYBa2Cu3Ox
系超電導体より臨界電流密度が低くなってしまうことが
欠点であった。
きくすると単調に低下することが広く知られているが、
REBa2Cu3Ox系超電導体のうち、特にREをLa、NdおよびSm
元素にすると、高磁界でより高い臨界電流密度が得られ
るピーク効果をもつ。しかし、この超電導体は、REBa2C
u3Ox系超電導体の中でもっとも研究されてきたYBa2Cu 3O
x系超電導体と比較すると、低磁界ではむしろYBa2Cu3Ox
系超電導体より臨界電流密度が低くなってしまうことが
欠点であった。
【０００４】超電導バルクマグネットは、特許第205551
1号に開示される着磁装置などにより、酸化物超電導体
を着磁させることで、着磁装置から取り外しても冷却し
ている間、半永久的に磁石として機能することができ
る。着磁後の超電導体が捕捉できる最大磁界強度Mは、
臨界電流密度の大きさJと超電導体のサイズdで決まる
（M max∝Jc・d；図1参照）。 REBa2Cu3Ox系超電導体の
うち、特にREをLa、Nd、Sm元素を主とした成分の超電導
体（REIBa2Cu3Ox系超電導体）の作製可能なサイズは、
直径50mm程度である。特に、高い臨界電流密度を得るに
は、結晶成長時の雰囲気調整（低酸素雰囲気）を必要と
するなど作製上の困難性から、YBa2Cu3Ox系超電導体の
作製可能なサイズに比べると半分程度に留まっており、
その分捕捉可能な磁束密度も限定される。このようにRE
IBa2Cu3Ox系超電導体の捕捉磁界は、高磁界での捕捉磁
界の能力が高い反面、サイズが比較的小さいため、実際
には捕捉磁界が高磁界領域に達しないため、捕捉磁界能
力の低い低磁界に留まる問題があった。
1号に開示される着磁装置などにより、酸化物超電導体
を着磁させることで、着磁装置から取り外しても冷却し
ている間、半永久的に磁石として機能することができ
る。着磁後の超電導体が捕捉できる最大磁界強度Mは、
臨界電流密度の大きさJと超電導体のサイズdで決まる
（M max∝Jc・d；図1参照）。 REBa2Cu3Ox系超電導体の
うち、特にREをLa、Nd、Sm元素を主とした成分の超電導
体（REIBa2Cu3Ox系超電導体）の作製可能なサイズは、
直径50mm程度である。特に、高い臨界電流密度を得るに
は、結晶成長時の雰囲気調整（低酸素雰囲気）を必要と
するなど作製上の困難性から、YBa2Cu3Ox系超電導体の
作製可能なサイズに比べると半分程度に留まっており、
その分捕捉可能な磁束密度も限定される。このようにRE
IBa2Cu3Ox系超電導体の捕捉磁界は、高磁界での捕捉磁
界の能力が高い反面、サイズが比較的小さいため、実際
には捕捉磁界が高磁界領域に達しないため、捕捉磁界能
力の低い低磁界に留まる問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】YBa2Cu3Ox系超電導体
に代表されるREIIBa2Cu3Ox系超電導体の印加磁界に対す
る臨界電流密度は、図２（a）のように磁界強度が増す
に従い低下する。超電導バルク体が捕捉する磁界強度
は、バルクサイズと臨界電流密度の大きさで決まるが、
バルク体内部の自己磁界が臨界電流密度を制限するた
め、REIIBa2Cu3Ox系超電導体の捕捉磁界の分布は図２
（b）のようになり、高磁界での捕捉磁界を大きくとる
ことが出来ない（図２（b）のp1、p2の位置での捕捉磁
界の傾きの大きさは、p1、p2での自己磁界下で決定され
る図２（a）の臨界電流密度j1、j2の大きさに相当す
る。）。
に代表されるREIIBa2Cu3Ox系超電導体の印加磁界に対す
る臨界電流密度は、図２（a）のように磁界強度が増す
に従い低下する。超電導バルク体が捕捉する磁界強度
は、バルクサイズと臨界電流密度の大きさで決まるが、
バルク体内部の自己磁界が臨界電流密度を制限するた
め、REIIBa2Cu3Ox系超電導体の捕捉磁界の分布は図２
（b）のようになり、高磁界での捕捉磁界を大きくとる
ことが出来ない（図２（b）のp1、p2の位置での捕捉磁
界の傾きの大きさは、p1、p2での自己磁界下で決定され
る図２（a）の臨界電流密度j1、j2の大きさに相当す
る。）。
【０００６】一方、SmBa2Cu3Ox系超電導体に代表される
REIBa2Cu3Ox系超電導体の印加磁界に対する臨界電流密
度は、図２（c）のように、低磁界領域ではYBa2Cu3Ox系
超電導体と比べると低いが、高磁界領域で増加する（ピ
ーク効果）特徴を持つ。そのため、REIIBa2Cu3Ox系超電
導体の捕捉磁界の分布は図２（d）のようになり、高磁
界の捕捉磁界は増加する（図２（d）のp3、p4の位置で
の捕捉磁界の傾きの大きさは、p3、p4での自己磁界下で
決定される図２（c）の臨界電流密度j3、j4の大きさに
相当する。）。
REIBa2Cu3Ox系超電導体の印加磁界に対する臨界電流密
度は、図２（c）のように、低磁界領域ではYBa2Cu3Ox系
超電導体と比べると低いが、高磁界領域で増加する（ピ
ーク効果）特徴を持つ。そのため、REIIBa2Cu3Ox系超電
導体の捕捉磁界の分布は図２（d）のようになり、高磁
界の捕捉磁界は増加する（図２（d）のp3、p4の位置で
の捕捉磁界の傾きの大きさは、p3、p4での自己磁界下で
決定される図２（c）の臨界電流密度j3、j4の大きさに
相当する。）。
【０００７】従来の技術で述べたようにSmBa2Cu3Ox系超
電導体のバルクサイズは、YBa2Cu3O x系超電導体に比べ
ると半分以下のサイズしか得られず、サイズが制限して
高い捕捉磁界が得られない点が問題であった。そこで、
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、低磁
界から高磁界まで大きな捕捉磁界を得られる酸化物超電
導バルクマグネットを提供することにある。
電導体のバルクサイズは、YBa2Cu3O x系超電導体に比べ
ると半分以下のサイズしか得られず、サイズが制限して
高い捕捉磁界が得られない点が問題であった。そこで、
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、低磁
界から高磁界まで大きな捕捉磁界を得られる酸化物超電
導バルクマグネットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題を
解決するために、高磁界での磁界捕捉能力の高いREIBa2
Cu3Ox系超電導体を内側に配し、低磁界での磁界捕捉能
力の高いREIIBa2Cu3Ox系超電導体を外側に配すること
で、低磁界で高い臨界電流密度をもつREIIBa2Cu3Ox系超
電導体で低磁界部分を担わせ、高磁界で高い電流密度を
もつREIBa2Cu3Ox系超電導体で高磁界部分を担わせるこ
とにより、全体の捕捉磁界をより高めることが可能とな
り、結果的にこのような配置をおこなうことで、単独で
REIBa2Cu3O x系超電導体を用いる場合よりも大きな捕捉
磁界を得る（図２（e）参照）手段を講じた酸化物超電
導バルクマグネットである。
解決するために、高磁界での磁界捕捉能力の高いREIBa2
Cu3Ox系超電導体を内側に配し、低磁界での磁界捕捉能
力の高いREIIBa2Cu3Ox系超電導体を外側に配すること
で、低磁界で高い臨界電流密度をもつREIIBa2Cu3Ox系超
電導体で低磁界部分を担わせ、高磁界で高い電流密度を
もつREIBa2Cu3Ox系超電導体で高磁界部分を担わせるこ
とにより、全体の捕捉磁界をより高めることが可能とな
り、結果的にこのような配置をおこなうことで、単独で
REIBa2Cu3O x系超電導体を用いる場合よりも大きな捕捉
磁界を得る（図２（e）参照）手段を講じた酸化物超電
導バルクマグネットである。
【０００９】本発明の第１の特徴は、REBa2Cu3Ox（REは
Yを含む希土類元素の１種類またはその組み合わせ）系
超電導体からなるマグネットであって、内側にREIBa2Cu
3Ox系超電導体（REIはLa、Nd及びSmから選ばれる１種類
以上の元素が50モル％以上であるRE）を配し、外側にRE
IIBa2Cu3Ox系超電導体（REIIはGd、Eu、Tb、Dy、Y、H
o、Er、Tm及びYbから選ばれる１種類以上の元素が50モ
ル％以上であるRE）を配してなることを特徴とする酸化
物超電導バルクマグネットである。
Yを含む希土類元素の１種類またはその組み合わせ）系
超電導体からなるマグネットであって、内側にREIBa2Cu
3Ox系超電導体（REIはLa、Nd及びSmから選ばれる１種類
以上の元素が50モル％以上であるRE）を配し、外側にRE
IIBa2Cu3Ox系超電導体（REIIはGd、Eu、Tb、Dy、Y、H
o、Er、Tm及びYbから選ばれる１種類以上の元素が50モ
ル％以上であるRE）を配してなることを特徴とする酸化
物超電導バルクマグネットである。
【００１０】本発明でのREBa2Cu3Ox （REはYを含む希土
類元素の１種類またはその組み合わせ）系超電導体と
は、母相がREBa2Cu3Oxのみならず、REとBaが一部置換し
た（RE 1-zBaz）1+yBa2-yCu3Ox（-0.5≦y≦1.0、0≦z≦
0.5）であるものや、またBa元素がSr元素に一部置き換
えられた材料でも良い。さらに、Ag元素が最大30質量％
程度添加されたものであっても良い。
類元素の１種類またはその組み合わせ）系超電導体と
は、母相がREBa2Cu3Oxのみならず、REとBaが一部置換し
た（RE 1-zBaz）1+yBa2-yCu3Ox（-0.5≦y≦1.0、0≦z≦
0.5）であるものや、またBa元素がSr元素に一部置き換
えられた材料でも良い。さらに、Ag元素が最大30質量％
程度添加されたものであっても良い。
【００１１】REIBa2Cu3Ox系超電導体のREIは、La、Nd及
びSmから選ばれる１種類以上の元素が50モル％以上であ
るREを指し、REIIBa2Cu3Ox系超電導体のREIIは、Gd、E
u、Tb、Dy、Y、Ho、Er、Tm及びYbから選ばれる１種類以
上の元素が50モル％以上であるREを指す。
びSmから選ばれる１種類以上の元素が50モル％以上であ
るREを指し、REIIBa2Cu3Ox系超電導体のREIIは、Gd、E
u、Tb、Dy、Y、Ho、Er、Tm及びYbから選ばれる１種類以
上の元素が50モル％以上であるREを指す。
【００１２】本発明での内側にREIBa2Cu3Ox系超電導体
を配し、外側にREIIBa2Cu3Ox系超電導体を配するとは、
図３のようにREBa2Cu3Ox系超電導体を配したものであ
る。その形状は特に限定するものではなく、使用状況に
応じた形状とすればよいが、具体例を挙げると図４ない
し図７のように円柱形状や、円筒形状、扇型形状等が挙
げられる。四角形や六角形の角柱や筒形状等も用いるこ
とが出来る。また、RE IIBa2Cu3Ox系超電導体を多数個使
用した図８のような配置や、REIBa2Cu3Ox系超電導体をR
EIIBa2Cu3Ox系超電導体で挟んだ図９のようなものでも
良い。
を配し、外側にREIIBa2Cu3Ox系超電導体を配するとは、
図３のようにREBa2Cu3Ox系超電導体を配したものであ
る。その形状は特に限定するものではなく、使用状況に
応じた形状とすればよいが、具体例を挙げると図４ない
し図７のように円柱形状や、円筒形状、扇型形状等が挙
げられる。四角形や六角形の角柱や筒形状等も用いるこ
とが出来る。また、RE IIBa2Cu3Ox系超電導体を多数個使
用した図８のような配置や、REIBa2Cu3Ox系超電導体をR
EIIBa2Cu3Ox系超電導体で挟んだ図９のようなものでも
良い。
【００１３】本発明の第２の特徴は、前記REIBa2Cu3Ox
系超電導体のc軸と前記REIIBa2Cu3Ox系超電導体のc軸と
のなす角度θが0°≦θ≦15°であることを特徴とする
上記酸化物超電導バルクマグネットである。なお、c軸
とは、REBa2Cu3Ox系超電導体の母相の単位格子の中で最
も長い格子長をもつ方位を指す。
系超電導体のc軸と前記REIIBa2Cu3Ox系超電導体のc軸と
のなす角度θが0°≦θ≦15°であることを特徴とする
上記酸化物超電導バルクマグネットである。なお、c軸
とは、REBa2Cu3Ox系超電導体の母相の単位格子の中で最
も長い格子長をもつ方位を指す。
【００１４】本発明の第３の特徴は、前記REBa2Cu3Ox系
超電導体が、0.001〜2.0質量％のRh元素、0.05〜5.0質
量％のPt元素、及び0.05〜10.0質量％のCe元素の少なく
とも１種類をさらに含有することを特徴とする上記酸化
物超電導バルクマグネットである。
超電導体が、0.001〜2.0質量％のRh元素、0.05〜5.0質
量％のPt元素、及び0.05〜10.0質量％のCe元素の少なく
とも１種類をさらに含有することを特徴とする上記酸化
物超電導バルクマグネットである。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は、高磁界での磁界捕捉能
力の高いREIBa2Cu3Ox系超電導体を内側に配し、低磁界
での磁界捕捉能力の高いREIIBa2Cu3Ox系超電導体を外側
に配することで、低磁界で高い臨界電流密度をもつREII
Ba2Cu3Ox系超電導体で低磁界部分の捕捉磁界を担わせ、
高磁界で高い電流密度をもつREIBa2Cu3Ox系超電導体の
高磁界中の捕捉磁界をより高めることが可能となる。つ
まり、低磁界で高い臨界電流密度をもつREIIBa2Cu3Ox系
超電導体をバルクマグネットの低磁界となる外側に配
し、高磁界で高い臨界電流密度をもつREIBa2Cu3Ox系超
電導体を、バルクマグネットの高磁界となる内側（中心
側）に配することで、外側から内側（中心側）まで高い
臨界電流密度が得られ、このような配置をおこなうこと
で、単独でREIBa2Cu 3Ox系超電導体を用いるマグネット
よりも大きな捕捉磁界を得る酸化物超電導バルクマグネ
ットにすることができる。
力の高いREIBa2Cu3Ox系超電導体を内側に配し、低磁界
での磁界捕捉能力の高いREIIBa2Cu3Ox系超電導体を外側
に配することで、低磁界で高い臨界電流密度をもつREII
Ba2Cu3Ox系超電導体で低磁界部分の捕捉磁界を担わせ、
高磁界で高い電流密度をもつREIBa2Cu3Ox系超電導体の
高磁界中の捕捉磁界をより高めることが可能となる。つ
まり、低磁界で高い臨界電流密度をもつREIIBa2Cu3Ox系
超電導体をバルクマグネットの低磁界となる外側に配
し、高磁界で高い臨界電流密度をもつREIBa2Cu3Ox系超
電導体を、バルクマグネットの高磁界となる内側（中心
側）に配することで、外側から内側（中心側）まで高い
臨界電流密度が得られ、このような配置をおこなうこと
で、単独でREIBa2Cu 3Ox系超電導体を用いるマグネット
よりも大きな捕捉磁界を得る酸化物超電導バルクマグネ
ットにすることができる。
【００１６】REIBa2Cu3Ox系超電導体のREIをLa、Nd及び
Smから選ばれる１種類以上の元素が50モル％以上とした
理由は、これらの元素を主成分とするREBa2Cu3Ox系超電
導体が、高磁界で高い臨界電流密度をもつことができる
ためである。また、同様にRE IIBa2Cu3Ox系超電導体のRE
IIをGd、Eu、Tb、Dy、Y、Ho、Er、Tm及びYbから選ばれ
る１種類以上の元素が50モル％以上とした理由は、これ
らの元素を主成分とするREBa2Cu3Ox系超電導体が低磁界
で高い臨界電流密度をもつことができるためである。
Smから選ばれる１種類以上の元素が50モル％以上とした
理由は、これらの元素を主成分とするREBa2Cu3Ox系超電
導体が、高磁界で高い臨界電流密度をもつことができる
ためである。また、同様にRE IIBa2Cu3Ox系超電導体のRE
IIをGd、Eu、Tb、Dy、Y、Ho、Er、Tm及びYbから選ばれ
る１種類以上の元素が50モル％以上とした理由は、これ
らの元素を主成分とするREBa2Cu3Ox系超電導体が低磁界
で高い臨界電流密度をもつことができるためである。
【００１７】また、REIBa2Cu3Ox系超電導体にAg元素を
１質量％から30質量％程度添加してもよく、これはREIB
a2Cu3Ox系超電導体の包晶温度を下げる作用がある。特
開平5-193938号公報に開示したような包晶温度が高い種
結晶を使用して結晶成長させるシーディング法で結晶成
長させる場合に、種結晶の包晶温度とREIBa2Cu3Ox系超
電導体の包晶温度との温度差を大きくとることにより、
種結晶を結晶成長時に溶融することなく安定に存在させ
る効果がある。
１質量％から30質量％程度添加してもよく、これはREIB
a2Cu3Ox系超電導体の包晶温度を下げる作用がある。特
開平5-193938号公報に開示したような包晶温度が高い種
結晶を使用して結晶成長させるシーディング法で結晶成
長させる場合に、種結晶の包晶温度とREIBa2Cu3Ox系超
電導体の包晶温度との温度差を大きくとることにより、
種結晶を結晶成長時に溶融することなく安定に存在させ
る効果がある。
【００１８】また、バルクマグネットは捕捉磁界が高い
ゆえバルク内に加わる電磁力も大きく働くことになる。
そのためREIBa2Cu3Ox系超電導体とREIIBa2Cu3Ox系超電
導体とは、お互い固定されることが望ましい。固定方法
は、お互いを固定できれば良く、その方法を特に限定す
るものではないが、REIBa2Cu3Ox系超電導体とREIIBa2Cu
3Ox系超電導体とを一緒に樹脂などに埋め込んで固定す
る方法や、治具または容器などで固定する方法等を例示
することができる。
ゆえバルク内に加わる電磁力も大きく働くことになる。
そのためREIBa2Cu3Ox系超電導体とREIIBa2Cu3Ox系超電
導体とは、お互い固定されることが望ましい。固定方法
は、お互いを固定できれば良く、その方法を特に限定す
るものではないが、REIBa2Cu3Ox系超電導体とREIIBa2Cu
3Ox系超電導体とを一緒に樹脂などに埋め込んで固定す
る方法や、治具または容器などで固定する方法等を例示
することができる。
【００１９】次に、REIBa2Cu3Ox系超電導体のc軸とREII
Ba2Cu3Ox系超電導体のc軸とのなす角度θは、0°≦θ≦
15°であることが望ましい。θが15°以内であれば、低
磁界から高磁界まで大きな臨界電流密度が得られ、結果
として大きな捕捉磁界を得ることができる。
Ba2Cu3Ox系超電導体のc軸とのなす角度θは、0°≦θ≦
15°であることが望ましい。θが15°以内であれば、低
磁界から高磁界まで大きな臨界電流密度が得られ、結果
として大きな捕捉磁界を得ることができる。
【００２０】また、 0.001〜2.0質量％のRh元素、0.05
〜5.0質量％のPt元素、及び0.05〜10.0質量％のCe元素
の少なくとも１種類をさらに含有せしめることが好まし
い。これは、これらの元素を添加することで、添加しな
い場合に比べて臨界電流密度が向上するため、さらに捕
捉磁界の高い酸化物超電導バルクマグネットが得られ
る。
〜5.0質量％のPt元素、及び0.05〜10.0質量％のCe元素
の少なくとも１種類をさらに含有せしめることが好まし
い。これは、これらの元素を添加することで、添加しな
い場合に比べて臨界電流密度が向上するため、さらに捕
捉磁界の高い酸化物超電導バルクマグネットが得られ
る。
【００２１】
【実施例】(実施例１)Sm2O3、BaO2、CuOの各原料粉体を
各元素のモル比（Sm:Ba:Cu）が（12:18:26）になるよう
に混合し、さらにこの混合粉に0.5質量％のPt元素およ
び10質量％のAg元素を添加し、混合した原料粉末を作製
した。これを900℃で酸素気流中で仮焼した。これを粉
体1-Aとする。また、Dy2O3、BaO2、CuOの各原料粉体を
各元素のモル比（Dy:Ba:Cu）が（13:17:24）になるよう
に混合し、これを870℃で酸素気流中にて仮焼した。こ
れを粉体1-Bとする。
各元素のモル比（Sm:Ba:Cu）が（12:18:26）になるよう
に混合し、さらにこの混合粉に0.5質量％のPt元素およ
び10質量％のAg元素を添加し、混合した原料粉末を作製
した。これを900℃で酸素気流中で仮焼した。これを粉
体1-Aとする。また、Dy2O3、BaO2、CuOの各原料粉体を
各元素のモル比（Dy:Ba:Cu）が（13:17:24）になるよう
に混合し、これを870℃で酸素気流中にて仮焼した。こ
れを粉体1-Bとする。
【００２２】次に、粉体1-Aを用いて直径50mm、高さ40m
mの円柱状成型体を、粉体1-Bを用いて直径100mm、高さ4
0mmの円柱状成型体をそれぞれ作製し、2ton/cm2で静水
圧加圧成型し、円柱状前駆体を作製した。
mの円柱状成型体を、粉体1-Bを用いて直径100mm、高さ4
0mmの円柱状成型体をそれぞれ作製し、2ton/cm2で静水
圧加圧成型し、円柱状前駆体を作製した。
【００２３】粉体1-Aの前駆体は、99％窒素分圧、1％酸
素分圧の雰囲気中にて、1100℃まで10時間で昇温し、30
分間保持したのち、1025℃に2時間で降温した。その
後、NdBa2Cu3Ox系超電導体種結晶を中心に配置し、990
℃まで50時間かけて徐冷し、結晶成長をおこない、24時
間かけて室温まで冷却した。
素分圧の雰囲気中にて、1100℃まで10時間で昇温し、30
分間保持したのち、1025℃に2時間で降温した。その
後、NdBa2Cu3Ox系超電導体種結晶を中心に配置し、990
℃まで50時間かけて徐冷し、結晶成長をおこない、24時
間かけて室温まで冷却した。
【００２４】粉体1-Bの前駆体は、Sm0.7Nd0.3Ba2Cu3Ox
系超電導体種結晶を中心に配置し、大気中で1150℃まで
10時間で昇温し、1時間保持したのち、1020℃に2時間で
降温した。その後、990℃まで100時間かけて徐冷し、結
晶成長をおこない、24時間かけて室温まで冷却した。
系超電導体種結晶を中心に配置し、大気中で1150℃まで
10時間で昇温し、1時間保持したのち、1020℃に2時間で
降温した。その後、990℃まで100時間かけて徐冷し、結
晶成長をおこない、24時間かけて室温まで冷却した。
【００２５】粉体1-Aから作製した超電導バルク材（P-1
-A）を用いて、直径35mm、厚さ20mmの円柱形状となるよ
うに切り出した。また、粉体1-Bから作製した超電導バ
ルク材（P-1-B）を用いて、外径75mm、内径36mm、厚さ2
0mmのリング形状となるように切り出した。いずれも切
断後、酸素気流中で450℃まで24時間で昇温し、300℃ま
で100時間かけて徐冷したのち、10時間かけて室温まで
降温した。
-A）を用いて、直径35mm、厚さ20mmの円柱形状となるよ
うに切り出した。また、粉体1-Bから作製した超電導バ
ルク材（P-1-B）を用いて、外径75mm、内径36mm、厚さ2
0mmのリング形状となるように切り出した。いずれも切
断後、酸素気流中で450℃まで24時間で昇温し、300℃ま
で100時間かけて徐冷したのち、10時間かけて室温まで
降温した。
【００２６】上記の酸素富化処理をおこなった超電導バ
ルク材料を、図１０のような配置となるよう、樹脂で埋
め込み固定した。その後、77Kにおいて、c軸方向と平行
に磁場中冷却し、外部磁界を取り除いた後、表面の捕捉
磁束密度を測定したところ、最高1.5Tの良好な値が得ら
れた。また、この配置におけるP-1-Aのc軸とP-1-Bのc軸
とのなす角度は、8°以内であった。
ルク材料を、図１０のような配置となるよう、樹脂で埋
め込み固定した。その後、77Kにおいて、c軸方向と平行
に磁場中冷却し、外部磁界を取り除いた後、表面の捕捉
磁束密度を測定したところ、最高1.5Tの良好な値が得ら
れた。また、この配置におけるP-1-Aのc軸とP-1-Bのc軸
とのなす角度は、8°以内であった。
【００２７】比較として、P-1-Bと同様に作製した別の
超電導バルク材を用いて、直径75mm、厚さ20mmの円柱形
状に切り出した。これを酸素気流中で450℃まで24時間
で昇温し、300℃まで100時間かけて徐冷したのち、10時
間かけて室温まで降温し、酸素富化処理をおこなった。
77Kにおいて、c軸方向と平行に磁場中冷却し、外部磁界
を取り除いた後、表面の捕捉磁束密度を測定したとこ
ろ、最高1.0Tの値が得られた。
超電導バルク材を用いて、直径75mm、厚さ20mmの円柱形
状に切り出した。これを酸素気流中で450℃まで24時間
で昇温し、300℃まで100時間かけて徐冷したのち、10時
間かけて室温まで降温し、酸素富化処理をおこなった。
77Kにおいて、c軸方向と平行に磁場中冷却し、外部磁界
を取り除いた後、表面の捕捉磁束密度を測定したとこ
ろ、最高1.0Tの値が得られた。
【００２８】（実施例２）Nd2O3、BaO2、CuOの各原料粉
体を各元素のモル比（Nd:Ba:Cu）が（13:17:24）になる
ように混合し、さらにこの混合粉に0.5質量％のPt元素
および20質量％のAg元素を添加し、混合した原料粉末を
作製した。これを900℃で酸素気流中で仮焼した。これ
を粉体2-Aとする。また、Y2O3、BaO2、CuOの各原料粉体
を各元素のモル比（Y:Ba:Cu）が（12:18:26）になるよ
うに混合し、これを870℃で酸素気流中で仮焼した。こ
れを粉体2-Bとする。
体を各元素のモル比（Nd:Ba:Cu）が（13:17:24）になる
ように混合し、さらにこの混合粉に0.5質量％のPt元素
および20質量％のAg元素を添加し、混合した原料粉末を
作製した。これを900℃で酸素気流中で仮焼した。これ
を粉体2-Aとする。また、Y2O3、BaO2、CuOの各原料粉体
を各元素のモル比（Y:Ba:Cu）が（12:18:26）になるよ
うに混合し、これを870℃で酸素気流中で仮焼した。こ
れを粉体2-Bとする。
【００２９】次に、粉体2-Aを用いて、直径40mm、高さ3
0mmの円柱成型体を、粉体2-Bを用いて、直径85mm、高さ
30mmの円柱状成型体をそれぞれ作製し、2ton/cm2で静水
圧加圧成型し、円柱状前駆体を作製した。
0mmの円柱成型体を、粉体2-Bを用いて、直径85mm、高さ
30mmの円柱状成型体をそれぞれ作製し、2ton/cm2で静水
圧加圧成型し、円柱状前駆体を作製した。
【００３０】粉体2-Aの前駆体は、99％窒素分圧、1％酸
素分圧の雰囲気中にて、1100℃まで10時間で昇温し、30
分間保持したのち、1010℃に１時間で降温した。その
後、NdBa2Cu3Ox系超電導体種結晶を中心に配置し、960
℃まで100時間かけて徐冷し、結晶成長をおこない、24
時間かけて室温まで冷却した。
素分圧の雰囲気中にて、1100℃まで10時間で昇温し、30
分間保持したのち、1010℃に１時間で降温した。その
後、NdBa2Cu3Ox系超電導体種結晶を中心に配置し、960
℃まで100時間かけて徐冷し、結晶成長をおこない、24
時間かけて室温まで冷却した。
【００３１】粉体2-Bの前駆体は、Sm0.7Nd0.3Ba2Cu3Ox
系超電導体種結晶を中心に配置し、大気中で1150℃まで
10時間で昇温し、１時間保持したのち、1010℃に２時間
で降温した。その後、980℃まで100時間かけて徐冷し、
結晶成長をおこない、24時間かけて室温まで冷却した。
系超電導体種結晶を中心に配置し、大気中で1150℃まで
10時間で昇温し、１時間保持したのち、1010℃に２時間
で降温した。その後、980℃まで100時間かけて徐冷し、
結晶成長をおこない、24時間かけて室温まで冷却した。
【００３２】粉体2-Aから作製した超電導バルク材（P-2
-A）を用いて、直径30mm、厚さ15mmの円柱形状となるよ
うに切り出した。また、粉体2-Bから作製した超電導バ
ルク材（P-2-B）を用いて、外径60mm、内径31mm、厚さ1
5mmのリング形状となるように切り出した。いずれも切
断後、酸素気流中で450℃まで24時間で昇温し、300℃ま
で100時間かけて徐冷したのち、10時間かけて室温まで
降温した。
-A）を用いて、直径30mm、厚さ15mmの円柱形状となるよ
うに切り出した。また、粉体2-Bから作製した超電導バ
ルク材（P-2-B）を用いて、外径60mm、内径31mm、厚さ1
5mmのリング形状となるように切り出した。いずれも切
断後、酸素気流中で450℃まで24時間で昇温し、300℃ま
で100時間かけて徐冷したのち、10時間かけて室温まで
降温した。
【００３３】上記の酸素富化処理をおこなった超電導バ
ルク材料を、図１１のような配置となるよう、樹脂で埋
め込み固定した。その後、77Kにおいて、c軸方向と平行
に磁場中冷却し、外部磁界を取り除いた後、表面の捕捉
磁束密度を測定したところ、最高1.4Tの良好な値が得ら
れた。また、この配置におけるP-2-Aのc軸とP-2-Bのc軸
とのなす角度は、5°以内であった。
ルク材料を、図１１のような配置となるよう、樹脂で埋
め込み固定した。その後、77Kにおいて、c軸方向と平行
に磁場中冷却し、外部磁界を取り除いた後、表面の捕捉
磁束密度を測定したところ、最高1.4Tの良好な値が得ら
れた。また、この配置におけるP-2-Aのc軸とP-2-Bのc軸
とのなす角度は、5°以内であった。
【００３４】比較として、P-2-Bと同様に作製した別の
超電導バルク材を用いて、直径60mm、厚さ15mmの円柱形
状に切り出した。これを酸素気流中で450℃まで24時間
で昇温し、300℃まで100時間かけて徐冷したのち、10時
間かけて室温まで降温し、酸素富化処理をおこなった。
77Kにおいて、c軸方向と平行に磁場中冷却し、外部磁界
を取り除いた後、表面の捕捉磁束密度を測定したとこ
ろ、最高0.9Tの値が得られた。
超電導バルク材を用いて、直径60mm、厚さ15mmの円柱形
状に切り出した。これを酸素気流中で450℃まで24時間
で昇温し、300℃まで100時間かけて徐冷したのち、10時
間かけて室温まで降温し、酸素富化処理をおこなった。
77Kにおいて、c軸方向と平行に磁場中冷却し、外部磁界
を取り除いた後、表面の捕捉磁束密度を測定したとこ
ろ、最高0.9Tの値が得られた。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、低磁界
から高磁界まで大きな捕捉磁界を得られる酸化物超電導
バルクマグネットを提供することができ、各種磁気応用
装置においてその性能を向上させるマグネットとして好
適に用いられる。
から高磁界まで大きな捕捉磁界を得られる酸化物超電導
バルクマグネットを提供することができ、各種磁気応用
装置においてその性能を向上させるマグネットとして好
適に用いられる。
【図１】捕捉磁界の大きさM、臨界電流密度Jc、バルク
サイズdの関係を示した図
サイズdの関係を示した図
【図２】各種REBa2Cu3Ox系超電導体の臨界電流密度の磁
場依存性を示す模式図
場依存性を示す模式図
【図３】本発明のバルクマグネットにおけるREIBa2Cu3O
x系超電導体とREIIBa2Cu3Ox系超電導体の配置例
x系超電導体とREIIBa2Cu3Ox系超電導体の配置例
【図４】本発明のバルクマグネットにおけるREIBa2Cu3O
x系超電導体とREIIBa2Cu3Ox系超電導体の配置例
x系超電導体とREIIBa2Cu3Ox系超電導体の配置例
【図５】本発明のバルクマグネットにおけるREIBa2Cu3O
x系超電導体とREIIBa2Cu3Ox系超電導体の配置例
x系超電導体とREIIBa2Cu3Ox系超電導体の配置例
【図６】本発明のバルクマグネットにおけるREIBa2Cu3O
x系超電導体とREIIBa2Cu3Ox系超電導体の配置例
x系超電導体とREIIBa2Cu3Ox系超電導体の配置例
【図７】本発明のバルクマグネットにおけるREIBa2Cu3O
x系超電導体とREIIBa2Cu3Ox系超電導体の配置例
x系超電導体とREIIBa2Cu3Ox系超電導体の配置例
【図８】本発明のバルクマグネットにおけるREIBa2Cu3O
x系超電導体とREIIBa2Cu3Ox系超電導体の配置例
x系超電導体とREIIBa2Cu3Ox系超電導体の配置例
【図９】本発明のバルクマグネットにおけるREIBa2Cu3O
x系超電導体とREIIBa2Cu3Ox系超電導体の配置例
x系超電導体とREIIBa2Cu3Ox系超電導体の配置例
【図１０】実施例１に使用した超電導バルクマグネット
の概略図
の概略図
【図１１】実施例２に使用した超電導バルクマグネット
の概略図
の概略図
Ａ REIBa2Cu3Ox系超電導体 Ｂ REIIBa2Cu3Ox系超電導体 ｄ 超電導バルク体の半径 Ｊc 臨界電流密度 j1 p1の位置での臨界電流密度 j2 p2の位置での臨界電流密度 j3 p3の位置での臨界電流密度 j4 p4の位置での臨界電流密度 Mmax 捕捉最大磁界 P-1-A 実施例１で使用した粉体1-Aを用いた超電導バ
ルク材 P-1-B 実施例１で使用した粉体1-Bを用いた超電導バ
ルク材 P-2-A 実施例２で使用した粉体2-Aを用いた超電導バ
ルク材 P-2-B 実施例２で使用した粉体2-Bを用いた超電導バ
ルク材 p1 REIIBa2Cu3Ox系超電導体で外側の位置 p2 REIIBa2Cu3Ox系超電導体で内側の位置 p3 REIBa2Cu3Ox系超電導体で外側の位置 p4 REIBa2Cu3Ox系超電導体で内側の位置
ルク材 P-1-B 実施例１で使用した粉体1-Bを用いた超電導バ
ルク材 P-2-A 実施例２で使用した粉体2-Aを用いた超電導バ
ルク材 P-2-B 実施例２で使用した粉体2-Bを用いた超電導バ
ルク材 p1 REIIBa2Cu3Ox系超電導体で外側の位置 p2 REIIBa2Cu3Ox系超電導体で内側の位置 p3 REIBa2Cu3Ox系超電導体で外側の位置 p4 REIBa2Cu3Ox系超電導体で内側の位置
Claims (3)
- 【請求項１】 REBa2Cu3Ox（REはYを含む希土類元素の
１種類またはその組み合わせ）系超電導体からなるマグ
ネットであって、内側にREIBa2Cu3Ox系超電導体（REIは
La、Nd及びSmから選ばれる１種類以上の元素が50モル％
以上であるRE）を配し、外側にREIIBa2Cu3Ox系超電導体
（REIIはGd、Eu、Tb、Dy、Y、Ho、Er、Tm及びYbから選
ばれる１種類以上の元素が50モル％以上であるRE）を配
してなることを特徴とする酸化物超電導バルクマグネッ
ト。 - 【請求項２】 前記REIBa2Cu3Ox系超電導体のc軸と前記
REIIBa2Cu3Ox系超電導体のc軸とのなす角度θが、0°≦
θ≦15°であることを特徴とする請求項１記載の酸化物
超電導バルクマグネット。 - 【請求項３】 前記REBa2Cu3Ox系超電導体が、0.001〜
2.0質量％のRh元素、0.05〜5.0質量％のPt元素、及び0.
05〜10.0質量％のCe元素の少なくとも１種類をさらに含
有することを特徴とする請求項１または２に記載の酸化
物超電導バルクマグネット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000177423A JP2001358007A (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | 酸化物超電導バルクマグネット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000177423A JP2001358007A (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | 酸化物超電導バルクマグネット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001358007A true JP2001358007A (ja) | 2001-12-26 |
Family
ID=18679021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000177423A Pending JP2001358007A (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | 酸化物超電導バルクマグネット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001358007A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004235625A (ja) * | 2003-01-09 | 2004-08-19 | Fukui Univ | バルク超電導体の着磁装置、着磁方法及び超電導同期機 |
| JP2007129158A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Aisin Seiki Co Ltd | 磁場発生装置及び核磁気共鳴装置 |
| WO2007125699A1 (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Hitachi Medical Corporation | ドラッグデリバリーシステム、及びそれを制御するためのコンピュータプログラム |
| WO2011049236A1 (ja) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | 学校法人芝浦工業大学 | 磁気誘導システムとその動作方法 |
| JP2013183090A (ja) * | 2012-03-02 | 2013-09-12 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 超電導バルク磁石部材 |
| JP2014165382A (ja) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 超電導バルク磁石 |
| WO2014189043A1 (ja) | 2013-05-22 | 2014-11-27 | 新日鐵住金株式会社 | 酸化物超電導バルクマグネット |
| US8948829B2 (en) | 2009-12-08 | 2015-02-03 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Oxide superconducting bulk magnet member |
-
2000
- 2000-06-13 JP JP2000177423A patent/JP2001358007A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004235625A (ja) * | 2003-01-09 | 2004-08-19 | Fukui Univ | バルク超電導体の着磁装置、着磁方法及び超電導同期機 |
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| WO2007125699A1 (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Hitachi Medical Corporation | ドラッグデリバリーシステム、及びそれを制御するためのコンピュータプログラム |
| JP2007297290A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-15 | Hitachi Medical Corp | ドラッグデリバリーシステム、及びそれを制御するためのコンピュータプログラム |
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| JP5688661B2 (ja) * | 2009-10-23 | 2015-03-25 | 学校法人 芝浦工業大学 | 磁気誘導システムとその動作方法 |
| US9242117B2 (en) | 2009-10-23 | 2016-01-26 | Shibaura Institute Of Technology | Magnetic induction system and operating method for same incorporation by reference |
| US8948829B2 (en) | 2009-12-08 | 2015-02-03 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Oxide superconducting bulk magnet member |
| JP2013183090A (ja) * | 2012-03-02 | 2013-09-12 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 超電導バルク磁石部材 |
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| WO2014189043A1 (ja) | 2013-05-22 | 2014-11-27 | 新日鐵住金株式会社 | 酸化物超電導バルクマグネット |
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