JPH0529787A - 磁気シールド - Google Patents

磁気シールド

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JPH0529787A
JPH0529787A JP20650591A JP20650591A JPH0529787A JP H0529787 A JPH0529787 A JP H0529787A JP 20650591 A JP20650591 A JP 20650591A JP 20650591 A JP20650591 A JP 20650591A JP H0529787 A JPH0529787 A JP H0529787A
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JP
Japan
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silver
magnetic shield
intermediate layer
coating
magnetic
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Pending
Application number
JP20650591A
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English (en)
Inventor
Yukio Shinpo
幸雄 真保
Kiyokazu Nakada
清和 仲田
Makoto Kabasawa
真事 樺沢
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い強度および高い磁気遮蔽効果を有する磁
気シールドを提供する。 【構成】 母材1の少なくとも1つの表面上に形成され
た銀の中間層2と、中間層2の表面上に形成された、Cu
x O y −基を含む酸化物超電導物質、および、2から30
wt.%の範囲内の銀の混合物からなる被膜3からなってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気シールド、特
に、高い強度および高い磁気遮蔽効果を有する磁気シー
ルドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】人体から発生する微弱磁気に基づいて患
者を診断するための生体磁気計測分野、および、岩石か
ら発生する微弱磁気に基づいて鉱物資源を探鉱するため
の磁気探査分野等においては、被磁気検出物の環境およ
び磁気検出器の環境に存在する地磁気、および、各種電
気機器から発生する漏洩磁気等の外部磁気が、上述した
微弱磁気の検出精度を低下させる要因となっている。
【0003】従って、微弱磁気の検出精度を高めるに
は、外部磁気が、被磁気検出物および磁気検出器内に侵
入しないように、被磁気検出物および磁気検出器を、磁
気シールドによって、外部環境から磁気的に遮断する必
要がある。通常、磁気シールドは、鉄やニッケル等の強
磁性体によって造られる。強磁性体製の磁気シールドに
よって、被磁気検出物および磁気検出器を覆えば、大部
分の外部磁気は、被磁気検出物および磁気検出器が置か
れている、磁気シールドによって囲まれた空間内に侵入
することなく、磁気シールドに沿って通り抜ける。従っ
て、微弱磁気は、外部磁気に影響されることなく、高い
精度で検出される。
【0004】しかしながら、強磁性体製の磁気シールド
は、比較的強い外部磁気を、地磁気の強さ程度に減少さ
せるには有効であるが、例えば、生体磁気のような微弱
磁気を測定する場合のように、外部磁気を地磁気の強さ
に比べて大幅に減少させる必要がある場合には、磁気遮
蔽効果はあまりない。これは、強磁性体製の磁気シール
ドは、残留磁気を有するからである。
【0005】そこで、このような問題を克服するため
に、残留磁気を有さないステンレス鋼の母材と、前記母
材の少なくとも1つの表面上に公知のプラズマ溶射法に
よって形成された、 Y1Ba2Cu3O7-δ等の複合酸化物超電
導物質の被膜とからなる磁気シールドが考えられる。
【0006】上述した磁気シールドによれば、 Y1Ba2Cu
3O7-δの被膜の有するマイスナー効果、即ち、外部磁気
を完全に排除するという反磁性効果によって、高い磁気
遮蔽効果を得ることができる。しかも、 Y1Ba2Cu3O7-δ
の被膜の臨界温度、即ち、超電導状態が生じる最高温度
(以下、単に Tc という)は、約93Kである。液体窒素
の温度は、77K であるから、 Y1Ba2Cu3O7-δの被膜につ
いては、液体ヘリウムより安価な液体窒素を冷却材とし
て使用することができる。
【0007】しかしながら、上述した磁気シールドは、
次のような問題を有している。即ち、母材がステンレス
鋼によって作られているので、プラズマ溶射法によるY1
Ba2-Cu3O7-δの被膜の形成時、および、その形成後にお
ける前記被膜の熱処理時に、前記母材は、前記被膜と化
学反応しやすく、かくして、被膜の超電導特性が劣化す
る。
【0008】そこで、このような問題を克服するため
に、1988年に発行された、「Materia-ls Research Soci
ety Proceedings 」、第99巻、695-698 頁、「Super Co
nduct-ing Tape-Shaped Wire by Y1Ba2Cu3O7-δWith J
c 2000A/cm2」は、優れた超電導特性を有する、テープ
状の超電導線材(以下、先行技術という)を開示してい
る。
【0009】先行技術の超電導材は、銀製の母材と、前
記母材の表面上に形成された、 Y1-Ba2Cu3O7-δの被膜
とからなっている。上述した先行技術によれば、母材
が、Cu x O y−基を含む複合酸化物超電導物質の被膜
と、被膜の形成時、および、その形成後における前記被
膜の熱処理時に化学反応し難い銀によって作られている
ので、前記被膜の超電導特性は劣化しない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た先行技術を、磁気シールドに適応した場合、次のよう
な問題を有している。即ち、銀製の母材は、強度が低く
且つ高価である。従って、例えば、生体磁気計測用の磁
気シールドのように、人体を収容できるような大型の磁
気シールドを製造することは困難である。従って、この
発明の目的は、高い強度および高い磁気遮蔽効果を有
し、しかも、安価に製造できる磁気シールドを提供する
ことにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明は、母材の少な
くとも1つの表面上に形成された銀の中間層と、前記中
間層の表面上に形成された、Cux O y −基を含む酸化物
超電導物質、および、2から30wt.%の範囲内の銀の混合
物からなる被膜とからなってることに特徴を有するもの
である。
【0012】次に、この発明の磁気シールドの一実施態
様を図面を参照しながら説明する。第1図は、この発明
の磁気シールドの一実施態様を示す断面図である。第1
図に示すように、この発明の磁気シールドは、母材1
と、母材1の一方の表面上に形成された銀の中間層2
と、そして、中間層2の表面上に形成された、Cu x O y
−基を含む複合酸化物超電導物質および銀の混合物から
なる被膜3とからなっている。母材1は、高い強度を有
し且つ残留磁気を有さない常磁性金属、反磁性金属およ
びセラミックスの何れか1つから作られている。銀の中
間層2の厚さは、プラズマ溶射法による被膜3の形成
時、および、その形成後における被膜3の熱処理時に、
母材1と被膜3との化学反応を確実に阻止するために、
20から200 μm 範囲内が好ましい。銀の中間層2は、プ
ラズマ溶射法等の公知の方法によって、母材1の表面上
に均一な厚さに形成されている。
【0013】被膜3は、Ln-Ba-Cu-O系の複合酸化物超電
導物質(Lnは希土類元素を表す)、および、 Bi-Sr-Ca-
Cu-O系の複合酸化物超電導物質の何れか1つから作られ
ている。被膜3は、2から30wt.%の範囲内の銀を含有し
ている。被膜3中に銀を添加する理由は、次の通りであ
る。即ち、母材1と被膜3との熱膨張率に差があるの
で、プラズマ溶射法による被膜3形成時、および、その
形成後における被膜3の熱処理時に被膜3に割れが生じ
て、被膜3の超電導特性が劣化する。被膜3中に銀を添
加すると、被膜3の超電導特性を損なうことなく、母材
1と被膜3との熱膨張率の差が小さくなって、被膜3に
割れが生じない。しかしながら、銀含有量が、2wt.%未
満では、上述した作用に所望の効果が得られない。一
方、銀含有量が、30wt.%を超えると、磁気シールド特性
が劣化する。従って、銀含有量は、2から30wt.%の範囲
内に限定すべきである。被膜3は、プラズマ溶射法等の
公知の方法によって、銀の中間層2の表面上に均一な厚
さに形成されている。
【0014】上述したように構成されている、この発明
の磁気シールドによれば、高い強度を有し且つ残留磁気
を有さない母材1の表面上に、銀の中間層2を介して、
Cux -O y−基を含む複合酸化物超電導物質および銀の混
合物からなる被膜3が形成されているので、高い強度お
よび高い磁気遮蔽効果を得ることができ、しかも、母材
1全体を銀によって作る場合に比べて銀の使用量を大幅
に減少させることができるので、磁気シールドを安価に
製造することができる。
【実施例】
【0015】次に、この発明の磁気シールドを実施例に
より、図面を参照しながら、更に詳細に説明する。 実施例1 先ず、 YのBaおよびCuに対する割合が、モル比でY:Ba:C
u=1:2:3 であるY2O3、BaCO3 およびCuO からなる混合物
を、900 ℃の温度で24時間空気中で焼成し、冷却し、そ
して、粉末状に粉砕した。次に、このようにして調製し
た混合物の粉末に、Ag2Oを20wt.%の割合で混合し、920
℃の温度で24時間空気中で焼成し、冷却し、そして、粉
末状に粉砕して、26から44μm の平均粒径を有するY1Ba
2Cu3O7- δおよび銀の混合物からなる超電導被膜用の粉
末原料を調製した。
【0016】次いで、第2図に示すように、内径:20mm
、肉厚:1.0mmおよび長さ:100mmからなる寸法を有す
る、 JISSUS 316L に規定されたステンレス鋼製の筒状
の母材4を調製した。次いで、母材4の外表面全体に亘
って、26から44μm の平均粒径を有する銀の粉末を、公
知のプラズマ溶射法によって吹き付けて、第3図に示す
ように、母材4の表面上に、50μm の厚さを有する、銀
の中間層5を形成した。次いで、銀の中間層5の表面全
体に亘って上述のようにして調製した、Y1Ba2−Cu3O7-
δおよび銀の混合物からなる粉末原料を、公知のプラズ
マ溶射法によって吹き付けて、第4図に示すように、銀
の中間層5の表面上に、200 μm の厚さを有する Y1Ba2
Cu3O7-δおよび銀の混合物からなる被膜6を形成した。
【0017】次いで、その表面上に、銀の中間層5を介
して Y1Ba2Cu3O7-δおよび銀の混物からなる被膜6が形
成された母材4を、内部雰囲気を7.7%02およびArの混合
ガスに維持した電気炉内において、900 ℃の温度に2時
間加熱し、次いで、内部雰囲気を02に維持した前記電気
炉内において、700 ℃の温度に4時間加熱した。次い
で、このようにして、その表面上に、銀の中間層5を介
して、優れた超電導特性を有する Y1Ba2Cu3O7-δおよび
銀の混合物からなる被膜6が生成された母材4を、前記
電気炉内において、常温にまで徐冷した。
【0018】このようにして製造した磁気シールドを調
べた結果、被膜6には割れは見られず、磁気シールドの
Tcは89K 、そして、77K における臨界電流密度、即ち、
超電導状態が維持され得る最大電流密度(以下、単に J
c という)は、2,000A/cm2であり、優れた超電導特性を
有していることがわかった。次に、前記磁気シールドの
磁気遮蔽効果を調べた。即ち、磁気シールド内に、その
軸線方向中央部に磁力計を置き、磁気シールド全体を液
体窒素の温度まで冷却した。そして、磁気シールドの軸
線方向と直交する方向に、周波数5Hz の10-8T(テスラ)
の磁場をかけた。そして、磁気シールド内の磁気の強さ
を測定した。磁気シールド内に置かれた磁力計は、5.0
×10-14Tの磁気の強さを示した。 実施例2 先ず、BiのSr、CaおよびCuに対する割合が、モル比でB
i: Sr: Ca:Cu=2:2:1:2であるBi2O3 、SrCO3 、CaCO3
よびCuO からなる混合物を、820 ℃の温度で24時間空気
中で焼成し、冷却し、そして、粉末状に粉砕した。次
に、このようにして調製した混合物の粉末に、Ag2Oを10
wt.%の割合で混合し、870 ℃の温度で24時間空気中で焼
成し、冷却し、そして、粉末状に粉砕して、26から44μ
m の平均粒径を有する、 Bi2Sr2Ca1Cu2Ox'および銀の混
合物からなる超電導被膜用の粉末原料を調製した。
【0019】次いで、第2図に示すように、第2図に示
すように、内径:50mm 、肉厚:5.0mmおよび長さ:200mmか
らなる寸法を有する、YSZ 、即ち、イットリア安定化ジ
ルコニア製の筒状の母材4を調製した。次いで、母材4
の外表面全体に亘って、26から44μm の平均粒径を有す
る銀の粉末を、公知のプラズマ溶射法によって吹き付け
て、第3図に示すように、母材4の表面上に、100 μm
の厚さを有する、銀の中間層5を形成した。次いで、銀
の中間層5の表面全体に亘って上述のようにして調製し
た、粉末原料を、公知のプラズマ溶射法によって吹き付
けて、第4図に示すように、銀の中間層5の表面上に、
150 μm の厚さを有する、 Bi2Sr2Ca1Cu2Ox'および銀の
混合物からなる被膜6を形成した。
【0020】次いで、その表面上に、銀の中間層5を介
して Bi2Sr2Ca1Cu2Ox'および銀の被膜6が形成された母
材4を、内部雰囲気を空気に維持した電気炉内におい
て、870 ℃の温度に24時間加熱した。次いで、このよう
にして、その表面上に、銀の中間層5を介して、優れた
超電導特性を有する Bi2Sr2Ca1Cu2Ox'および銀の混合物
からなる被膜6が生成された母材4を、前記電気炉内に
おいて、常温にまで徐冷した。
【0021】このようにして製造した磁気シールドを調
べた結果、被膜6には割れは見られず、磁気シールドの
Tcは103K、そして、77K における臨界電流密度、即ち、
超電導状態が維持され得る最大電流密度(以下、単に J
c という)は、1,000A/cm2であり、優れた超電導特性を
有していることがわかった。次に、前記磁気シールドの
磁気遮蔽効果を調べた。即ち、磁気シールド内に、その
軸線方向中央部に磁力計を置き、磁気シールド全体を液
体窒素の温度まで冷却した。そして、磁気シールドの軸
線方向と直交する方向に、周波数5Hz の10-8T(テスラ)
の磁場をかけた。そして、磁気シールド内の磁気の強さ
を測定した。磁気シールド内に置かれた磁力計は、1.5
×10-13Tの磁気の強さを示した。
【0022】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明の磁気シ
ールドによれば、高い強度を有し且つ残留密度を有さな
い母材の表面上に、銀の中間層を介して、Cux O y −基
を含む複合酸化物超電導物質および銀の混合物からなる
被膜が形成されているので、高い強度および高い磁気遮
蔽効果を得ることができ、しかも、磁気シールドを安価
に製造することができ、かくして、工業上有用な効果が
もたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の磁気シールドの一実施態様を示す断
面図である。
【図2】この発明の実施例1および2における、磁気シ
ールドを構成する筒状母材の斜視図である。
【図3】この発明の実施例1および2における、磁気シ
ールドを構成する、その外表面上に銀の中間層を有する
筒状母材の斜視図である。
【図4】この発明の実施例1および2における磁気シー
ルドの斜視図である。
【符号の説明】
1、4:母材、 2、5:中間層、 3、6:被膜。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 母材の少なくとも1つの表面上に形成さ
    れた銀の中間層と、前記中間層の表面上に形成された、
    Cux O y −基を含む酸化物超電導物質、および、2から
    30wt.%の範囲内の銀の混合物からなる被膜とからなって
    いることを特徴とする磁気シールド。
  2. 【請求項2】 前記母板は、常磁性金属、反磁性金属お
    よびセラミックスのうちの何れか1つからなっているこ
    とを特徴とする、請求項1記載の磁気シールド。
  3. 【請求項3】 前記中間層は、20から200 μm の範囲内
    の厚さを有していることを特徴とする、請求項1または
    2記載の磁気シールド。
JP20650591A 1991-07-23 1991-07-23 磁気シールド Pending JPH0529787A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014103070A1 (ja) * 2012-12-28 2014-07-03 横浜ゴム株式会社 空気入りタイヤ

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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