Escudo magnético superconductor de óxido y proceso para su producción
Descripción general
 Después de C-eje grado de orientación principalmente un polvo de óxido superconductor para crear más de 90% de los materiales de la hoja para preparar un cuerpo cilíndrico en forma de enrolla una pluralidad de veces del artículo moldeado en forma de lámina, el artículo moldeado Y disparó en una atmósfera oxidante para preparar un escudo magnético cilíndrico 1 que tiene una pluralidad de capas superconductoras de óxido 2 en la dirección radial. Además, una capa conductora normal hecha de Ag o similar se lamina sobre la capa superconductora de óxido. ] La densidad de corriente crítica de la propia capa superconductora de óxido puede aumentarse y se puede exhibir una excelente capacidad de blindaje magnético en nitrógeno líquido.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un escudo magnético que utiliza un superconductor de óxido y a un método de fabricación del mismo.
Los materiales de alta permeabilidad magnética tales como placas de acero electromagnético y permalloy se han usado generalmente como escudos magnéticos, pero estos tienen el problema de la saturación magnética que se produce a medida que aumenta el campo magnético.
Por otro lado, recientemente se ha descubierto un superconductor de óxido a alta temperatura que tiene una temperatura superior a la del nitrógeno líquido a una temperatura a la cual la resistencia eléctrica se vuelve cero. Dado que este superconductor de óxido tiene una propiedad de diamagnetismo perfecto con respecto a un campo magnético, es concebible usarlo como un escudo magnético, y se están llevando a cabo diversas investigaciones sobre su aplicación práctica.
Anteriormente, como el escudo magnético que incluye un superconductor de óxido, en el documento JP No. 63 261 763, para preparar una hoja o similar a la cinta como materiales laminares formados de un superconductor de óxido, que plástico o caucho , Y laminarlos para preparar un cuerpo moldeado compuesto, y disparar el compacto compacto en condiciones predeterminadas se ha propuesto. Además, se propone una estructura en la que una hoja de metal como aluminio, cobre o permalloy se lamina en la parte frontal, posterior o en ambos lados del superconductor compuesto.
Sin embargo, de acuerdo con la técnica anterior, con el fin de tener un miembro de lámina hecha de una pluralidad de óxido superconductor mediante la formación de un cuerpo moldeado de material compuesto mediante adhesión, para la capa superconductora en su conjunto es capa discontinua, la densidad de corriente crítica Es extremadamente bajo y la capacidad de blindaje magnético es pequeña.
También, cuando se realiza la densificación por sinterización en una atmósfera oxidante con el fin de mejorar la capacidad de blindaje magnético del cuerpo moldeado de material compuesto unido a una lámina de metal, o lámina de metal se oxida, el superconductor de óxido por reacción con la capa de superconductor Y se produjo la degradación de la hoja de metal, y ocurrió algo similar.
La presente [inventor] Como resultado de extensas investigaciones a los problemas anteriores, altamente usando un artículo moldeado en forma de lámina que comprende la orientada superconductor eje óxido de C en una dirección perpendicular a la superficie de la hoja, que la liquidación La capa superconductora de óxido forma continuamente el blindaje magnético cilíndrico, teniendo así una alta densidad de corriente crítica y mejorando la capacidad de blindaje magnético, lo que conduce a la presente invención.
Es decir, el escudo de la porcelana de la presente invención, un superconductor de óxido en forma de lámina de la herida una pluralidad de veces, la estructura de tener múltiples capa de óxido superconductor en la dirección radial, el superconductor de óxido orientación del eje C de 90% Y, en particular, se caracteriza porque se aplica un campo magnético en una dirección perpendicular al eje C y una capa conductora normal se lamina más en la capa superconductora de óxido .
Además, el método de producción en el polvo de óxido superconductor C-eje continuo grado de orientación mediante moldeo por presión crea un más de 90% de los materiales de la hoja, un cilíndrico moldeado de la herida una pluralidad de veces los materiales laminares Y hornear el cuerpo formado en una atmósfera oxidante después de preparar el cuerpo.
En lo sucesivo, la presente invención se describirá en detalle con referencia a los dibujos. La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra la estructura de un blindaje magnético superconductor de óxido de la presente invención. En la figura, 1 es un escudo magnético y 2 es una capa superconductora de óxido. El escudo magnético en la presente invención es en sí mismo cilíndrico y tiene una pluralidad de capas superconductoras de óxido en la dirección radial. Estos capa superconductora de óxido, ya que puede estar en una pluralidad de veces de la herida el superconductor de óxido en forma de lámina, la capa de óxido superconductor 2 es de una pieza, se compone de un costuras de productos continuos o no existe similares .
Además, la capa de óxido superconductor 2, (en la figura, una dirección) perpendicular a su superficie se obtiene orientando el eje C, la orientación del eje C de la capa de óxido superconductor 2 en sí de 90% o más .
A continuación, se describirá la capacidad de blindaje magnético del blindaje magnético de la presente invención con referencia a la figura 2. Este escudo magnético 1 puede evitar que la fuerza magnética ingrese al interior 3 del cuerpo cilíndrico. La fuerza magnética, la dirección perpendicular a la dirección axial de la pantalla magnética cilíndrica o por la fuerza magnética paralela a la dirección axial, el escudo magnético de la presente invención, particularmente con respecto al campo magnético de la dirección axial paralela a la dirección Excelente capacidad de blindaje.
capa de óxido superconductor 2 en la presente invención está hecho de un superconductor de óxido conocida, por ejemplo, Y1 Ba2 Cu3 Oy y Y1 Ba2 Cu4 Y Ba Cu óxido superconductor basado tales Oy O, o Bi2 Sr2 Ca1 Cu2 Oy (Fase de baja temperatura), Bi2 Sr2Ca2Cu3Oy (fase de alta temperatura), etc., o un superconductor de óxido que contiene Bi al que se agrega Pb, y similares se usan adecuadamente. Preferiblemente, cuando Sr es 2 en términos de relación molar, Bi es 1.8 2.2, Ca es 2.0 3.5, Cu es 3.0 4.5, y Sr De Pb en una proporción de 0.1 0.6 con respecto a 2. Además, se puede añadir un compuesto de metal tal como K, Li, Na o similares a estos superconductores de óxido. Además, dado que el cristal del superconductor de óxido que contiene Bi tiene una forma escamosa, el grado de orientación puede controlarse fácilmente, de modo que se puede obtener una alta densidad de corriente crítica, por lo que el blindaje magnético La habilidad también es genial. De acuerdo con la realización que se describirá más adelante, de acuerdo con la protección magnética producida utilizando el superconductor de óxido basado en Bi, la penetración del flujo magnético a 77 K tiene una excelente capacidad de blindaje magnético de 50 gauss o más.
Además, de acuerdo con el blindaje magnético de la presente invención, como se muestra en la figura 3, la capa conductora normal 4 existe entre la pluralidad de capas superconductoras de óxido 2, por lo que la capacidad de blindaje magnético puede mejorarse adicionalmente. La capa conductora normal 3 está hecha de un buen conductor eléctrico de calor y electricidad, pero necesita tener una propiedad de no transferir a un superconductor en nitrógeno líquido. Por lo tanto, específicamente, además de metales nobles tales como Ag, Pt, Pd y similares, se usan adecuadamente sustancias magnéticas tales como permalloy.
Además, como otro ejemplo de la presente invención, la estructura columnar 6 que consta de conductor normal descrito anteriormente una estructura de superconductor de óxido cilíndrica 5 se preparó como se muestra en la Fig. 4 se laminan y dispuesto concéntricamente También puedes hacer
A continuación, se describirá un método para fabricar la pantalla magnética de la presente invención. En primer lugar, se calcina un polvo mixto de óxido metálico preparado para tener una composición capaz de formar un superconductor de óxido deseado para preparar un polvo superconductor de óxido. A continuación, usando este polvo, se forma en una hoja. Por ejemplo, como se describió anteriormente, el polvo superconductor de óxido que contiene Bi en sí mismo comprende cristales escamosos. El tamaño de partícula promedio y se tamiza a un polvo de aproximadamente 1 20 m [mu], al polvo y se mezcla a fondo en un disolvente orgánico que comprende un aglutinante de moldeo a partir de tolueno o etanol con 5 15% en peso en contenido de sólidos. Después del secado, los gránulos se granulan con un tamiz de malla para preparar gránulos que tienen un diámetro medio de partícula de 40 250 μm, particularmente 70 200 μm.
Y a pesar de moldeo de los gránulos en una hoja, un método rasqueta. Antes de moldeo, método de serigrafía, un método de pulverización, un método de moldeo conocido tal como un método de inmersión puede ser adoptada, la continua moldeando los gránulos de presión, en escamas Al igual que los cristales están dispuestos en una dirección, y el grado de orientación del cuerpo moldeado se puede aumentar. Específicamente, el polvo granular se suministra continuamente entre un par de rodillos que tienen un espacio correspondiente al grosor de la lámina, se realiza un tratamiento de laminado para disponer los cristales escamosos y la orientación del eje C Se puede producir un cuerpo moldeado en forma de lámina que tiene un grado de 90% o más.
A continuación, se lamina este cuerpo moldeado en forma de lámina. Por ejemplo, después de envolver una hoja alrededor de un material de núcleo cilíndrico adecuado, se puede producir un cuerpo con forma de núcleo retirando el material del núcleo y retirándolo. En este momento, la longitud de la hoja, debe ser lo suficientemente largo para permitir que una pluralidad de veces para heridas cuerpos cilíndricos moldeados, los cuales se forma una pluralidad de capa de óxido superconductor en la dirección radial desde el centro se obtiene.
Además, en este momento, cuando se crea una estructura de blindaje magnético formado por laminación de una capa de conducción normal a la capa superconductora de óxido obtenido como se describe anteriormente lámina hecha de conductor normal descrito anteriormente, por ejemplo, una hoja de metal Ag después de materiales laminares formados de un superconductor de óxido una vez superpuesta para crear un material de hoja laminada, por múltiples bobinado en un núcleo predeterminada, una capa de óxido superconductor y una capa conductora normal es de forma alterna Para obtener un cuerpo moldeado cilíndrico que tiene una estructura laminada en la superficie interna del cuerpo cilíndrico moldeado.
Como otro método, como se describió anteriormente, se prepara un blindaje magnético hecho solo de un superconductor de óxido y, por otro lado, se prepara una estructura cilíndrica hecha de un conductor cilíndrico normal, y estos se disponen concéntricamente , O pueden estar dispuestos concéntricamente en una pluralidad de capas.
A continuación, el cuerpo moldeado cilíndrico obtenido como se describió anteriormente se cuece en una atmósfera oxidante.
Una atmósfera oxidante tal como aire atmosférico es adecuada para la atmósfera de cocción, y la temperatura de cocción se dispara apropiadamente a la temperatura de cocción óptima dependiendo del tipo de superconductor de óxido que se utilizará. Por ejemplo, en el caso de usar el superconductor de óxido que contiene Bi como se describió anteriormente, se puede disparar a 840 ° C 850 ° C. Mediante esta cocción, se produce el disparo del cuerpo moldeado, y se puede obtener un cuerpo cilíndrico sinterizado que tiene una alta resistencia.
Según la presente invención, la pantalla magnética cilíndrica, con una pluralidad de capas formadas radialmente desde el centro de la capa superconductora de óxido, mediante la formación de la capa superconductora de óxido como un producto continuo sin costura o similar, un magnética La capacidad de blindaje se puede mejorar. En particular, al interponer una capa conductora normal entre las capas superconductoras de óxido, la capacidad de apantallamiento magnético de la misma puede mejorarse adicionalmente. Además, al orientar en gran medida la capa superconductora de óxido en el eje C, se mejora adicionalmente su capacidad de blindaje magnético.
El escudo magnético de la presente invención, como se muestra en la Fig. 7, uno que tiene un anisótropa con respecto a la dirección de un campo magnético externo, en particular, el campo magnético en una dirección perpendicular al eje C, el cambio de la representación cilíndrica Efecto de blindaje contra el campo magnético paralelo a la dirección del eje principal del escudo magnético.
Ejemplo 1
Como polvos de materias primas, con Bi2 O3, O4 Pb3, SrCO3, CaCO3, polvos de CuO, Bi: Pb: Sr: Ca: Cu es 1,85: 0,34: 1,91: 3,03: 4,06 Y pesó y mezcló para tener una proporción. Esto se calcinó en aire a 840ºC durante 150 horas para preparar polvo cristalino escamoso.
Este polvo se añadió con un aglutinante orgánico y se mezcló en tolueno, seguido de granulación por secado por pulverización para obtener gránulos que tenían un diámetro medio de partícula de 100 μm. Este gránulo se alimentó entre un par de rodillos para preparar un cuerpo moldeado en forma de lámina que tenía un espesor de 200 μm.
A continuación, este cuerpo moldeado similar a una lámina se enrolló 15 veces en forma de rodillo para preparar un cuerpo moldeado cilíndrico que tiene un diámetro interno de 8 mm, una longitud de 305 mm y un grosor de pared de 34 mm. El grado de orientación F en este momento se obtuvo a partir del resultado de la medición por difracción de rayos X mediante la siguiente ecuación mediante el método Lotgering.
ID = 000003 HE = 050 WI = 114 LX = 0480 LY = 0 550
Como resultado, el grado de orientación F fue del 91%.
A continuación, este cuerpo moldeado se desengrasó en aire a 200ºC durante 100 horas, y luego se prendió a 840 860ºC durante 70 100 horas para obtener un cuerpo sinterizado superconductor cilíndrico. En el cuerpo cilíndrico sinterizado obtenido, la capa superconductora de óxido estaba presente en un gran número de capas, y la capa intermedia estaba completamente adherida.
Para el cuerpo sinterizado obtenido, densidad relativa según tamaño y peso, grado de orientación del eje C F según la fórmula 1 anterior, temperatura de corriente crítica adicional y densidad de corriente crítica mediante un campo magnético de método de resistencia de cuatro terminales desde una dirección . Además, las propiedades de blindaje del protector de porcelana cilíndrica como se muestra en la Fig. 4, un sensor magnético que comprende un blindaje magnético cilíndrico 1 de la presente invención en el interior del campo magnético externo que genera la bobina 7, los elementos adicionales Hall en el interior escudo 8 dispuesto para formar un campo magnético (la dirección perpendicular al eje C de la capa de óxido superconductor) paralelo al eje longitudinal de la pantalla magnética cilíndrica por la bobina 7, y aumentando gradualmente la fuerza del campo magnético, la interna Se midió la fuerza del campo magnético externo cuando se detectó un campo magnético con un sensor magnético instalado en el centro. Como resultado, la temperatura crítica fue de 103 K, la densidad de corriente crítica (campo magnético cero) fue de 801 A / cm2, y la capacidad de blindaje magnético fue de 55 G (Gauss).
Con el fin de investigar la relación entre la dirección de orientación del eje C y el campo magnético del cuerpo sinterizado obtenido como se describe anteriormente fue procesado en una forma como se muestra en la Fig. 6, una dirección del campo magnético con respecto al eje C a Se aplicó un campo magnético paralelo o perpendicular para medir la tasa de cambio de la densidad de corriente crítica frente a la intensidad del campo magnético. Como resultado, como se muestra en la figura 7, se encontró que el cambio de la densidad de corriente crítica es mayor por el campo magnético paralelo al eje C que por el campo magnético perpendicular al eje C.
Ejemplo 2
Se preparó un cuerpo moldeado similar a una lámina que tenía un espesor de 400 \\ mu m de un superconductor de óxido que contenía Bi de la misma manera que en el Ejemplo 1. A continuación, preparar la chapa (espesor 400 [mu] m) compuesto de Ag, Pt y permalloy como se muestra en la Tabla 1, laminado con el cuerpo moldeado en forma de lámina y la lámina de metal, enrolla una pluralidad de veces el cilindro de hoja laminada Al igual que el cuerpo moldeado fue preparado. Este cuerpo moldeado se prendió a una temperatura de 845ºC en el aire para preparar una pantalla magnética cilíndrica (muestra nº 24).
Además, anteriormente, entre el diámetro interior de 8,0 mm a 15 mm en el espesor de 400 m [mu], producido por el diámetro métodos descrito anteriormente con 1,0 mm incrementos diferente de óxido superconductor cilíndrico. Entonces, mientras que para preparar una estructura cilíndrica de diámetro de manera similar entre 8,4 mm a 15 mm está hecho de diferente permalloy por 1,0 mm, éstas se apilan concéntricamente alterna escudo magnético (Muestra No. 5) fue preparado.
La capacidad de apantallamiento magnético del escudo magnético cilíndrico de la Muestra Nº 25 así obtenida se midió por el mismo método que en el Ejemplo 1. Para cada uno de ellos, se preparó un laminado de 2x2x10 mm y se midieron la temperatura crítica y la densidad de corriente crítica (77 K) de la capa superconductora de óxido en el laminado. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Como es evidente a partir de la Tabla 1, el escudo magnético de la presente invención es excelente, pero exhibe capacidad de blindaje magnético, en muestras particulares por laminación de conductor normal es un No.1 muestra de sólo la capa de óxido superconductor (Ejemplo 1 ), Tenía una capacidad de blindaje magnético aún mayor. Sin embargo, para No.4 muestra, la reacción entre el superconductor de óxido permalloy se observaron en la etapa de cocción, los materiales han cambiado, pero la capacidad de blindaje magnético se reduce significativamente, disparando como en No.5 Muestra La muestra n. ° 6 laminada posteriormente mostró incluso mejores características.
Antecedentes de la técnica
Medios para resolver el problema
Efecto de la invención
Como se ha descrito anteriormente en detalle, de acuerdo con el escudo magnético de la presente invención, que tiene una orientación predeterminada, mediante la formación de la estructura de la multi continua mejorar la densidad de corriente crítica de la propia capa de superconductor de óxido, el nitrógeno líquido Es posible exhibir una excelente capacidad de blindaje magnético.
De este modo, se puede promover adicionalmente el uso práctico como un escudo magnético para un campo magnético fuerte tal como MRI de un superconductor de óxido.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra la estructura de un blindaje magnético superconductor de óxido de la presente invención.
La figura 2 es un diagrama para explicar la capacidad de blindaje magnético del blindaje magnético de la presente invención.
La figura 3 es una vista en perspectiva que muestra otra estructura del blindaje magnético superconductor de óxido de la presente invención.
La figura 4 es una vista en planta que muestra otra estructura del blindaje magnético superconductor de óxido de la presente invención.
La figura 7 es una vista para explicar un método para medir la capacidad de blindaje magnético en la realización de la figura 5.
6 es una vista para explicar un método para medir una relación entre una dirección y orientación del campo magnético en la realización de la Fig. 6.
Muestra la relación entre la intensidad de campo magnético y la densidad de corriente crítica midiendo 7 6, un círculo blanco cuando el el el campo eje de orientación dirección magnética es vertical, círculo negro muestra el caso en que el eje de la dirección de la orientación del campo magnético es paralelo Respectivamente
1 escudo magnético cilíndrico
Capa superconductora de 2 óxidos
4 capa conductora normal
Reclamo
La afirmación de óxido superconductor 1 de hojas que comprende una pluralidad de vueltas de giro estructura, un blindaje magnético cilíndrico hay una pluralidad de la capa de óxido superconductor en la dirección radial, la orientación del eje C de la capa de óxido superconductor Y el grado es 90% o más.
2. El escudo magnético superconductor de óxido según la reivindicación 1, en el que se aplica un campo magnético en una dirección perpendicular a la dirección del eje C.
3. La pantalla magnética superconductora de óxido según la reivindicación 1, en la que una capa conductora normal está laminada sobre la capa superconductora de óxido.
Después de C-eje grado de orientación principalmente de la reivindicación 4 óxido de polvo superconductor para crear más de 90% de los materiales de la hoja para preparar un cuerpo cilíndrico en forma de enrolla una pluralidad de veces del cuerpo moldeado en forma de lámina, la Un método para producir un blindaje magnético superconductor de óxido, caracterizado por sinterizar el cuerpo moldeado en una atmósfera oxidante.
Dibujo :
Application number :1994-006071
Inventors :京セラ株式会社
Original Assignee :飯野祐二、井村ひろみ、梶源太郎