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高温超電導バルク材製超電導磁石及びその製造方法

国内特許コード P07A011507
整理番号 /NO33282
掲載日 2007年11月16日
出願番号 特願2002-171336
公開番号 特開2004-022576
登録番号 特許第3858221号
出願日 平成14年6月12日(2002.6.12)
公開日 平成16年1月22日(2004.1.22)
登録日 平成18年9月29日(2006.9.29)
発明者
  • 富田 優
  • 村上 雅人
出願人
  • 公益財団法人鉄道総合技術研究所
発明の名称 高温超電導バルク材製超電導磁石及びその製造方法
発明の概要 【課題】容易にかつ安定して高い磁場を捕捉することができる高温超電導バルク材製超電導磁石の提供手段を確立する。
【解決手段】磁場を捕捉して使用する高温超電導バルク材製の超電導磁石を、例えば図1に例示する如く、高温超電導バルク材が人工孔を有すると共に、少なくとも当該人工孔には低融点金属が含浸充填され、かつその低融点金属の含浸充填部に熱伝導用金属材が接合されてなる構成とする。この超電導磁石は、高温超電導バルク材に人工孔を設けた後、当該人工孔に熱伝導用金属材を配置し、次いでこれに低融点金属を含浸充填させる処理を行い、その後、着磁処理を実施することにより製造することができる。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


近年、 LiTi23, Ba(Bi,Pb)O3 ,(Ba,K) BiO3 等といった臨界温度(Tc)の比較的高い酸化物超電導材料の発見に続いて、これらよりも更に高い臨界温度を有した(La,Sr)2CuO4 ,REBa2Cu37 (REは希土類元素),Bi2Sr2Ca2Cu310,Ti2Ba2Ca2Cu310,HgBa2Ca2 Cu38 等の銅酸化物超電導材料が次々と生み出されるに至っている。



ところで、上述のように超電導材料は常電導材料に比べて臨界電流密度が高いために大電流を損失なく流すことが可能であるが、このように大電流を流した場合には、超電導体に大きな電磁力が働くので材料強度によっては材料が破壊してしまうおそれのあることが知られている。
また、最近、高温超電導バルク材(特に銅酸化物超電導材)の特性向上と大型化に伴ってバルク材に捕捉できる磁場の大きさが飛躍的に向上しているが、このように捕捉磁場が増加するとそれに伴って材料にかかる電磁力も増大するため、最近では材料強度によって捕捉磁場が制限されざるを得ないという問題が持ち上がっている。そのため、捕捉磁場を利用したバルク超電導磁石の性能向上のためには、捕捉磁場の更なる向上よりもむしろ材料の機械的特性向上が重要となってなっている。



そこで、本発明者等は、著しく高い機械的強度を有する高温超電導バルク材として、先に、
a) エポキシ樹脂等の樹脂含浸層(減圧雰囲気下等での処理により、 疑似単結晶状態の酸化物超電導バルク材を製造する過程で不可避的に内在される微小なクラックや気孔を通じて樹脂を含浸させた樹脂含浸層)を有した、溶融法による酸化物超電導バルク体からなる“酸化物超電導体”(特許第3144675号公報参照),
b) 樹脂含浸層を有した溶融法による酸化物超電導バルク体からなり、かつ当該酸化物超電導バルク体が40重量%以下のAgを含んでなる“酸化物超電導体”(特許第3144675号公報参照),
c) 樹脂含浸層を有し、かつ外表面が石英,炭酸カルシウム,アルミナ,水和アルミナ,ガラス,タルク,焼石膏等といった線膨張係数の小さいフィラ-材を分散して含有する樹脂層で覆われた溶融法による酸化物超電導バルク体からなる“酸化物超電導体”(特許第3100370号公報参照),
d) 外表面に“樹脂含浸された布の密着被覆層”を有すると共に、バルク体の表層部に樹脂の含浸層を有した溶融法による酸化物超電導バルク体からなる“酸化物超電導体”(特許第3100375号公報参照),
等を提案した。

産業上の利用分野


この発明は、比較的短い時間で高い捕捉磁場を確保することができる高温超電導バルク材製超電導磁石並びにその製造方法に関し、例えば磁気浮上列車,フライホイ-ル電力貯蔵用超電導軸受,磁気分離装置等の如きバルク高温超電導体を高電磁力下で利用することが望まれる分野での技術向上に多大な貢献が期待されるものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
磁場を捕捉して使用する高温超電導バルク材製の超電導磁石であって、高温超電導バルク材が人工孔を有すると共に、少なくとも当該人工孔には前記高温超電導バルク材が結合酸素の逸散を生じる温度よりも低い融点を有した低融点金属が真空雰囲気あるいは加圧雰囲気中で含浸充填され、かつその低融点金属の含浸充填部に熱伝導用金属材が接合されてなることを特徴とする、高温超電導バルク材製超電導磁石。

【請求項2】
熱伝導用金属材がAl,Cu,Ag又はAuからなるものである、請求項1記載の高温超電導バルク材製超電導磁石。

【請求項3】
高温超電導バルク材に人工孔を設けた後、少なくとも当該人工孔に含浸充填される低融点金属との接合がなされる部位に熱伝導用金属材を配置してから、少なくとも当該人工孔に前記高温超電導バルク材が結合酸素の逸散を生じる温度よりも低い融点を有した低融点金属を真空雰囲気あるいは加圧雰囲気中で含浸充填させる処理を行い、その後、固化した低融点金属によって熱伝導用金属材が接合された前記高温超電導バルク材の着磁処理を実施することを特徴とする、高温超電導バルク材製超電導磁石の製造方法。

【請求項4】
周辺磁場を10T以上として着磁処理を実施する、請求項3記載の高温超電導バルク材製超電導磁石の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2002171336thum.jpg
出願権利状態 登録
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