Brevet FR2627005A1 — publié le 19890811

La présente invention concerne un écran magnétique comprenant une pellicule supraconductrice, qui réalise une protection vis-a-vis de champs magnétiques, en mettant en oeu- vre le phénomène de supraconductivité. Comme écran magnétique mettant en oeuvre la supracon- ductivité, on a utilisé un supraconducteur de première classe ou un supraconducteur de seconde classe, en fonction de l'in- tensité d'un champ magnétique. L'écran magnétique utilisant un supraconducteur de première classe met à profit le phéno- mène de diamagnétisme parfait (effet Meissner), une caracté- ristique de la supraconductivité. Cet écran magnétique ne peut pas réaliser une protection vis-à-vis de champs magné- tiques intenses étant donné que sa densité de flux magnéti- que critique est faible. L'écran magnétique mettant en oeu- vre le supraconducteur de seconde classe utilise un mélange de l'état de supraconduction et de l'état de conduction nor- male, et son champ magnétique critique est subdivisé en les champs magnétiques critiques supérieur et inférieur. Etant donné que l'intensité du champ magnétique supérieur critique est extrêmement élevée, l'écran magnétique utilisant le su- praconducteur de seconde classe peut être utilisé pour obte- nir une protection vis-a-vis de champs magnétiques intenses. Avec un tel écran magnétique mettant en oeuvre le supracon- ducteur de seconde classe, on peut également mettre à profit le phénomène dit 'effet de blindage ou d'écran électromagné- tique" basé sur le principe de l'invariance du flux magnéti- que d'interconnexion, pour obtenir une protection vis-a-vis de champs magnétiques intenses. Lorsque l'écran magnétique mentionné précédemment de- vient plus épais, son effet d'écran augmente. C'est pourquoi on utilise des supraconducteurs plus épais pour réaliser une protection vis-a-vis de champs magnétiques intenses. Cepen- dant un supraconducteur est chauffé par un courant de flux magnétique local, et son effet d'écran diminue de façon no- table (effets secondaires nuisibles). Dans le cas o on éta- blit une protection vis-à-vis de champs magnétiques intenses en utilisant le supraconducteur de seconde classe mentionné ci-dessus, on superpose des feuilles ou bandes supraconduc- trices relativement épaisses sous la forme de couches ou bien on les superpose à des couches d'aluminium et de cuivre. Ces deux types sont, d'une manière inévitable, épais et lourds. C'est pourquoi ils ne conviennent pas pour une utilisation pratique. En outre le premier type est susceptible de provo- quer une variation brusque des flux magnétiques (des flux ma- gnétiques pénètrent dans l'écran et se déplacent en direc- tion du centre de ce dernier, ce qui accroît la température intérieure, permet à des flux magnétiques plus intenses de pénétrer dans l'écran et provoque l'apparition d'un phénomè- ne catastrophique). Par conséquent le premier type ne pré- sente pas la stabilité requise pour établir une protection vis-à-vis de champs magnétiques. Le second type représente une structure meilleure que celle du premier type, étant don- né qu'il s'y ajoute l'effet de refroidissement dû aux cou- ches d'aluminium ou de cuivre. Cependant cette structure n'est pas suffisante pour fournir complètement les caracté-. ristiques du matériau supraconducteur. Etant donné que ce ty- pe d'écran magnétique est plus épais, il fournit un effet su- périeur d'écran magnétique (on estime que l'épaisseur du su- praconducteur est proportionnelle à l'effet d'écran magnéti- que). Par conséquent, à la place de couches superposées for- mées de pellicules supraconductrices minces, on a considéré qu'il était avantageux d'utiliser un supraconducteur devant être aussi épais que possible, pourvu que n'importe quelle disposition soit prise pour empêcher la production de cha- leur décrite plus haut, étant donné que le coût de fabrica- tion et le nombre des étapes opératoires peuvent être réduits. Les auteurs à la base de la présente invention ont étudié soigneusement les caractéristiques fondamentales du supraconducteur de seconde classe mentionné plus haut et ont trouvé que même une couche mince était à même de fournir un effet supérieur d'écran magnétique grâce à la mise en place d'une pellicule supraconductrice constituée principalement par un corps formé d'un cristal mixte de nitrure de niobium et de nitrure de titane, sur un substrat métallique. C'est pourquoi un but de la présente invention est de fournir un nouvel écran magnétique comprenant une pellicule supracon- ductrice. Comme cela est décrit dans la demande de brevet ja- ponais Ne60-024254, la demande de brevet européen N 86101613.7, les demandes de brevets US N 142 282 et 139 604 et la demande de brevet canadien N 24254/1985, les auteurs à la base de la présente invention ont trouvé antérieurement qu'un écran ma- gnétique comportant une pluralité de couches en forme de pel- licules supraconductrices fournissait un effet d'écran nette- ment accru par rapport à un écran magnétique possédant une seule couche supraconductrice, même lorsque l'épaisseur glo- bale de ces deux types était la même. Sur la base de ce prin- cipe, les auteurs à la base de la présente invention ont con- çu un écran magnétique comportant une pellicule supraconduc- trice. Conformément à l'idée technique fondamentale de l'in- vention antérieure mentionnée précédemment, la présente in- vention fournit une structure stratifiée utile dans la pra- tique, présentant une résistance élevée vis-à-vis d'un décol- lement. En outre, comme cela est décrit dans la demande de brevet japonais N 62-068499, la demande de brevet N 169 369, la demande de brevet canadien N 562092, la demande de brevet bri- tannique N 8806772, la demande de brevet français N 8803822 et la demande de brevet allemand N P 3809452.5, les auteurs à la base de la présente invention ont proposé un écran ma- gnétique -comprenant une pellicule supraconductrice basée sur l'utilisation à la fois de l'effet d'écran diamagnétique et de l'effet d'écran électromagnétique d'une pellicule supra- conductrice. Les auteurs à la base de la présente invention ont également trouvé que l'on obtient un excellent effet d'écran magnétique grâce à la mise en oeuvre de l'idée de la présente invention à l'invention proposée antérieurement. La présente invention fournit un écran magnêtique utile compor- tant une pellicule supraconductrice et incorporant les idées à la base des inventions antérieures. Selon un premier aspect de l'invention, l'écran ma- gnétique conforme à l'invention, est caractérisé en ce qu'il comporte un substrat métallique réalisé en cuivre, en alumi- nium, en nickel, en acier inoxydable, en titane, en niobium ouen un alliage de niobium-titane, et une couche en forme de pellicule supraconductrice constituée principalement par un corps formé d'un cristal mixte de nitrure de niobium et de nitrure de titane et superposé audit substrat métallique. Selon un second aspect, l'écran magnétique conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un subs- trat métallique réalisé en cuivre, en aluminium, en nickel, en acier inoxydable, en titane, en niobium ou en un alliage de nidanu-titaw, uire cohe fâme d'un alia de niznI-titme, etune caahe en fme de pa11Joa e spaintrice onstii pe ponn irt par un corps formé d'un cristal mixte de nitrure de niobium et de nitrure de titane, ladite couche formée d'un alliage de niobium-titane et ladi- te couche en forme de pellicule supraconductrice étant super- posées dans cet ordre sur ledit substrat métallique. Selon un troisième aspect, l'écran magnétique con- forme à l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un substrat métallique réalisé en cuivre, en aluminium, en ni- ckel, en acier inoxydable, en titane, en niobium ou en un al- liage de niobium-titane, une couche formée d'un alliage de niobium-titane, une couche en forme de pellicule supraconduc- trice constituée principalement par un corps formé d'un cris- tal mixte de nitrure de niobium et de nitrure de titane et une autre couche formée d'un alliage de niobium-titane, les- dites couches étant superposées dans cet ordre sur ledit subs- trat métallique. Selon un quatrième aspect, l'écran magnétique confor- me à l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un-subs- trat métallique réalisé en cuivre, en aluminium, en nickel, Z627005 5. en acier inoxydable, en titane, en niobium ou en un alliage niobiumtitane, et une pluralité d'unités stratifiées dont chacune comprend essentiellement une couche formée d'un al- liage de niobium-titane, une couche en forme de pel- licule supraconductrice constituée principalement par un corps formé d'un cristal mixte de nitrure de niobium et un corps de titane et une couche métallique dans cet ordre, l'unité stratifiée la plus élevée ne comportant pas ladite couche métallique. Selon un cinquième aspect, l'écran magnétique con- forme à l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un substrat métallique réalisé en cuivre, en aluminium, en ni- ckel, en acier inoxydable, en titane, en niobium ou en un al- liage niobium-titane, et une pluralité d'unités stratifiées dont chacune comprend essentiellement une couche formée d'un alliage de n.iobium-titane, une couche sous la forme d'une pel- licule supraconductrice constituée principalement par un corps formé d'un cristal mixte de nitrure de niobium et de nitrure de titane, une autre couche formée d'un alliage de niobium-titane et une couche en forme de pellicule métalli- que dans cet ordre, l'unité stratifiée la plus élevée ne com- prenant pas ladite couche métallique. D'autres caractéristiques et avantages de la présen- te invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une vue en coupe verticale montrant un exemple fondamental d'une première forme de réa- lisation de l'écran magnétique conforme à la présente inven- tion; - les figures 2 & 5 représentent des vues en coupe verticale montrant des exemples fondamentaux de seconde, troi- sième, quatrième et cinquième formes de réalisation de l'écran magnétique selon la présente invention, la figure 5 montrant une forme de réalisation non préférée, mais possible; - la figure 6 représente une vue en perspective de l'une des formes de réalisation de l'écran magnétique..; et - la figure 7 représente une vue en coupe prise sui- vant la ligne VII-VII sur la figure 6. L'écran magnétique comportant une pellicule supracon- ductrice conformément à la première forme de réalisation de la présente invention comprend un substrat métallique 1 réa- lisé en cuivre, en aluminium, en nickel, en acier inoxydable ou en un alliage de niobium-titane, et une pellicule supra- conductrice 2 constituée principalement par un corps formé d'un cristal mixte de nitrure de niobium et de nitrure de'ti- tane (désignésci-après par NbN et TiN) et déposée sur le subs- trat métallique 1. L'écran magnétique comportant une pelli- cule supraconductrice conformément à la seconde forme de réa- lisation de la présente invention comprend le substrat mé- tallique 1, une couche 3 d'un alliage de niobium-titane (dé- signée ci-après sous le terme d'alliage Nb-Ti) et la couche 2 en forme de pellicule supraconductrice mentionnée plus haut, les couches 2 et 3 étant superposées dans cet ordre sur le substrat métallique 1 mentionné ci-dessus. L'écran magnéti- que comprenant une pellicule supraconductrice selon la troi- sième forme de réalisation de la présente invention comprend le substrat métallique 1, la couche 3 formée d'un alliage Nb- Ti, la couche en forme de pellicule supraconductrice 3 et une autre couche 3 d'alliage de Nb-Ti, les couches 3,2,3 étant superposées dans cet ordre sur le substrat métallique 1 men- tionné ci-dessus. L'écran magnétique incluant une pellicule supracon- ductrice selon la quatrième forme de réalisation de la pré- sente invention comprend le substrat métallique 1 indiqué plus haut et une pluralité d'unités stratifiées, dont chacu- ne est constituée essentiellement par la couche 3 formée de l'alliage Nb-Ti, la couche en forme de pellicule supraconduc- trice 2 et la couche en forme de pellicule métallique 4, dans cet ordre, l'unité stratifiée la plus élevée ne comportant pas la couche 4. L'écran magnétique comprenant une pellicule supracon- ductrice conformément à la cinquième forme de réalisation de la présente invention comprend le substrat métallique 1 et une pluralité d'unités stratifiées, dont chacune comprend es- sentiellement la couche 3 formée de l'alliage Nb-Ti, la cou- che en forme de pellicule supraconductrice 2, la couche 3 for- mée de l'alliage Nb-Ti et la couche en forme de pellicule mé- tallique 4, dans cet ordre, l'unité stratifiée la plus éle- vée ne comportant pas la couche métallique 4. En outre, dans une autre forme de réalisation asso- ciée aux cinq premières formes de réalisation, un écran ma- gnétique comprenant une pellicule supraconductrice possède une pluralité de petits trous traversants 5, qui traversent toutes les couches formant l'écran. La couche en forme de pellicule supraconductrice 2 est formée au moyen d'un procédé de pulvérisation réactive dans une atmosphère de gaz d'argon et d'azote, en utilisant. l'alliage Nb-Ti comme cible. La pellicule formée est consti- tuée principalement par un corps en forme de cristal mixte (lorsqu'on utilise le procédé mentionné plus haut, le corps en forme de cristal mixte intervient pour 70 pour cent en poids ou plus) représenté par la formule de composition sui- vante: NbN TiN(lx (0,1 x l1) (x), (1-x) La pellicule contient également une faible quantité de Nb,Ti,NbTi et autres (30 pour cent en poids ou moins au total, lorsqu'on utilise le procédé mentionné plus haut). La valeur de x peut être réglée comme on le désire moyennant une modification du rapport de composition de l'alliage Nb-Ti. La couche 3 formée par l'alliage Nb-Ti et la couche en forme de pellicule métallique 4 peuvent être également formée par pulvérisation. Lorsqu'on forme la couche en forme de pelli- cule supraconductrice 2 au moyen du procédé de pulvérisation réactive, la formation de cette couche est possible indépen- damment du fait que le substrat est chauffé ou non. Cepen- dant l'effet d'écran magnétique obtenu lorsque le substrat 1 n'est pas chauffée est supérieur de 10 & 20 % à l'effet ob- tenu lorsque le substrat est chauffé, comme cela sera décrit plus loin en liaison avec les formes de réalisation. L'épais- seur de la couche en forme de pellicule supraconductrice 2 doit être égale à 10 rm ou moins ou être de préférence égale à quelques microns. Si l'épaisseur dépasse 10 rm, l'effet d'écran devient instable et diminue. Bien que la couche 3 formée par l'alliage Nb-Ti pos- sède elle-même une caractéristique supraconductrice, elle agit de manière à réunir fermement la couche en forme de pel- licule supraconductrice 2 au substrat métallique 1. L'épais- seur de la couche d'alliage 3 doit être égale à 100.m ou moins. Si l'épaisseur dépasse 100 jm, l'effet d'écran devient instable et diminue comme cela a été décrit précédemment. Le substrat métallique 1 agit en refroidissant les couches su- praconductrices et est réalisé en un métal présentant une con- ductibilité thermique élevée, comme par exemple du cuivre, de l'aluminium, du nickel, de l'acier inoxydable et du titane. La couche en forme de pellicule métallique 4 est in- tercalée entre les couches supraconductrices de manière à re- froidir ces dernières. Elle est également réalisée en un mé- tal possédant une conductibilité thermique élevée. Les pe- tits trous 5 ont des effets d'écran électromagnétique comme cela est décrit dans les demandes antérieures (demandesde bre- vet japonais N 62-068499 ou autres). L'aire du petit trou 5 doit être égale à 3 cm2 ou moins et la porosité superficielle totale doit être égale à 90 % ou moins. Si l'aire dépasse 3 cm2 et que la porosité superficielle dépasse 90 %, la ré- sistance des couches superposées est insuffisante dans un champ magnétique intense, et la surface de la couche en for- me de pellicule supraconductrice 2 est plus faible. Ceci ré- duit le courant d'écran (qui circule de manière à produire le champ magnétique utilisé pour annihiler le champ magnéti- que alentour) nécessaire pour obtenir la protection vis-à-vis d'un champ magnétique intense. En outre si l'aire dépasse 3 cm2, le champ magnétique, dont on doit se protéger, à l'in- térieur de chaque petit trou présente une inclinaison, ce qui empêche d'obtenir une protection complète au niveau de cha- que petit trou. D'autre part, si l'aire du petit trou est trop faible, il est susceptible de s'obstruer au cours de la pulvérisation. On va indiquer de façon détaillée ci-après les fonc- tions de l'écran magnétique comportant une pellicule supra- conductrice selon la présente invention. L'écran magnétique selon la première forme de réalisation possède la structure fondamentale de base de la présente invention. Lorsqu'on pla- ce cet écran dans un champ magnétique intense, il fournit un excellent effet d'écran ou de blindage magnétique, même lors- que l'épaisseur de la couche en forme de pellicule supracon- ductrice 2 est égale seulement à quelques microns. Ceci est causé par l'effet d'écran magnétique qui est spécifique au NbN.TiN. Cet effet est stabilisé par l'effet de refroidisse- ment du substrat 1. L'excellent effet d'écran magnétique peut par conséquent être maintenu. L'écran magnétique conforme à la seconde forme de réa- lisation est subdivisé de manière à réunir fermement la cou- che en forme de pellicule supraconductrice 2 au substrat 1. La couche 3 formée de l'alliage Nb-Ti est enserrée entre le substrat 1 et la couche en forme de pellicule supraconduc- trice 2. Lorsqu'on fixe directement le NbN.TiN sur le subs- trat métallique 1 par pulvérisation, il se décolle fréquem- ment sous la forme d'écailles étant donné qu'il ne possède aucune affinité avec le métal. Lorsque la couche 3 formée de l'alliage Nb-Ti est intercalée entre le substrat 1 et la cou- che en forme de pellicule supraconductrice 2 comme dans le cas de la seconde forme de réalisation, toutes les couches sont réunies fermement étant donné que la couche métallique 3 présente une bonne affi nité à la fois avec le susbtrat 1 et la couche en forme de pellicule supraconductrice 2. En ou- tre, étant donné que l'alliage Nb-Ti lui-même est un supra- conducteur, l'effet de champ magnétique est en outre rehaus- sé par la supraconductivité de cet alliage. L'écran magnétique selon la troisième forme de réa- lisation est réalisé par dépôt de la couche 3 formée de l'al- liage Nb-Ti sur la surface de la couche en forme de pellicu- * le supraconductrice 2 de la seconde forme de réalisation. Dans cette structure, on obtient en outre l'effet d'écran ma- gnétique de la couche 3 formée par l'alliage Nb-Ti placé à la partie supérieure de la structure, ce qui accroît l'effet global d'écran magnétique. L'écran magnétique selon la quatrième forme de réa- lisation comprend un substrat métallique 1 en cuivre, en alu- minium, en nickel, en acier inoxydable, en titane, en nio- bium ou en un alliage de niobium-titane, et une pluralité d'unités stratifiées dont chacune est constituée essentielle- ment par une couche 3 formée par l'alliage niobium-titane, une couche en forme de pellicule supraconductrice 2 consti- tuée principalement par un corps en forme de cristal mixte de nitrure de niobium et de nitrure de titane, et une couche métallique 4, disposées dans cet ordre, l'unité stratifiée la plus élevée ne comportant pas ladite couche métallique. La couche en forme de pellicule supraconductrice 2 est inter- calée entre la couche en forme de pellicule métallique mince 4 et le substrat 1. Avec cette structure, toutes les couches supraconductrices peuvent être refroidies et stabilisées mê- me lorsque cette forme de réalisation présente une pluralité d'unités stratifiées. De façon plus spécifique, l'effet de refroidissement est important dans toutes les zones de la cou- che en forme de pellicule supraconductrice 2. L'accroisse- ment de température dû à la circulation du flux magnétique est par conséquent réduit et les branches de passage du cou- rant se forment au niveau de parties, o l'état de supracon- duction est converti en l'état de conduction normale de ma- nière à réduire la production de chaleur et à régénérer l'état de supraconduction. D'une manière générale, lorsqu'une plu- ralité de couches supraconductrices sont exposées à un champ magnétique intense, la première couche est exposée au champ magnétique le plus intense. La seconde couche et les couches suivantes sont exposées à des champs magnétiques plus fai- bles. Au niveau de la couche finale, l'intensité du champ ma- gnétique devient presque nulle. Cet effet d'écran est possi- ble uniquement lorsque toutes les couches fonctionnent de fa- çon stable. Si une variation brusque du flux apparaît au ni- veau de la première couche par exemple, il se produit une va- riation brusque du champ magnétique au niveau de la seconde couche, et une variation brusque du flux apparaît également au niveau de la seconde couche, ce qui a pour effet que l'on ne peut pas obtenir l'effet d'écran magnétique désiré. Avec la quatrième forme de réalisation, étant donné que les cou- ches supraconductrices sont refroidies par la couche en for- me de pellicule métallique 4, les couches peuvent fonction- ner de façon stable, et l'effet d'écran magnétique est main- tenu à un niveau élevé. En outre toutes les couches sont réu- nies fermement étant donné que la couche 3 formée de l'allia- ge Nb-Ti intercalée entre la couche en forme de pellicule su- praconductrice 2 et la couche en forme de pellicule métalli- que 4 présentent une bonne affinité avec la couche en forme de pellicule supraconductrice 2 et avec la couche en forme de pellicule métallique 4. On ne supprime pas dans tous les cas la couche en forme de pellicule métallique 4 située à la partie supérieure. Dans le cas o un effet de rayonnement thermique supérieur est requis, il est préférable que la cou- che en forme de pellicule métallique 4 soit présente à la par- tie supérieure (ceci n'est pas représenté). L'écran magnétique selon la cinquième forme de réa- lisation inclut un substrat métallique 1 réalisé en cuivre, en aluminium, en nickel, en acier inoxydable, en titane, en niobium ou en un alliage niobium-titane, et une pluralité d'unités stratifiées dont chacune est constituée essentiel- 262700.5 lement par une couche 3 formée d'un alliage niobium-titane, une couche en forme de pellicule supraconductrice 2 consti- tuée essentiellement par un corps en forme de cristal mixte de nitrure de niobium et de nitrure de titane, une autre cou- che 3 formé d'un alliage niobium-.titane et une couche en for- me de pellicule métallique 4, dans cet ordre, l'unité stra- tifiée la plus élevée ne comportant pas la couche métallique. La couche supraconductrice 2 est disposée entre les couches en forme de pellicules métalliques 4, moyennant l'in- terposition des couches 3 formées de l'alliage Nb-Ti. Avec ces structures toutes les couches supraconductrices sont re- froidies et stabilisées par la couche en forme de pellicule métallique 4 même dans le cas o cette forme de réalisation possède une pluralité d'unités stratifiées. En outre, étant donné que les couches 3 formées de l'alliage Nb-Ti sont dis- posées à la fois sur les faces supérieure et inférieure de la couche en forme de pellicule métallique 4, toutes les cou- ches sont fermement intégrées. Habituellement la couche en forme de pellicule métallique 4 située à la partie supérieu- re peut être supprimée, mais en vue d'obtenir un rayonnement thermique plus intense, il est préférable de prévoir une telle couche métallique 4 (figure 5). Lorsque les petits trous 5, qui traversent les écrans magnétiques des cinq formes de réa- lisation indiquées plus haut, s'étendent dans la direction de l'épaisseur, l'effet d'écran ou de blindage électromagnéti- que étant produit au niveau des sections des petits trous et l'effet d'écran ou de blindage supraconducteur étant produit au niveau des autres sections, grâce à la mise à profit du diamagnétisme complet et du diamagnétisme d'état mixte (mé- lange entre la supraconduction et la conduction normale). Ces deux effets d'écrans sont obtenus de façon synergique, et l'on peut obtenir un écran-fournissant une protection vis-à- vis de champs magnétiques extrêmement intenses. Dans le cas de l'écran électromagnétique,.un courant d'écran circule dans un circuit fermé constitué par un supraconducteur, ce qui an- nihile le champ magnétique, dont on doit se protéger, grâce à la production d'un champ magnétique opposé au champ magné- tique dont on doit se protéger. Lorsque la densité de cou- rant critique du supraconducteur augmente, on peut obtenir une protection plus efficace et plus stable vis-à-vis de champs magnétiques intenses. Lorsqu'on choisit plus mince la couche en forme de pellicule supraconductrice 2, l'intensité du champ magnétique critique supérieur et la densité de cou- rant critique de la couche deviennent plus élevées que celles du matériau massif de type semblable. C'est pourquoi l'écran obtenu moyennant la combinaison des deux procédés de blinda- ge mentionnés plus haut peut être utilisé pour obtenir une protection vis-à-vis de champs magnétiques extrêmement in- tenses. C'est pourquoi il est nécessaire d'utiliser une quan- tité relativement plus faible de matériau semiconducteur pour obtenirl'effet d'écran magnétique désiré. Contrairement à un blindage de réseau, l'écran magnétique conforme à la pré- sente invention ne nécessite aucune section de jonction ou de soudure pour former des circuits fermés. Lorsqu'on utili- se l'écran magnétique à une température inférieure à la tem- pérature critique, la valeur résistive totale du circuit fer- mé (la circonférence du petit trou) devant être protégée de- vient nulle. Par conséquent il est possible d'obtenir une pro- tection complète indépendamment du fait que le champ magné- tique, dont on doit se protéger, est uniforme ou variable. L'écran magnétique selon la présente invention a par consé- quent des applications illimitées. En outre, contrairement à une feuille uniforme formant écran magnétique, qui ne con- tient aucun petit trou dans son substrat, l'écran magnétique selon la présente invention comportant les petits trous 5 per- met à un réfrigérant de pénétrer à l'intérieur des petits trous de sorte que l'ensemble de la surface peut être complè- tement refroidie. Les flux magnétiques peuvent être piégés à force au niveau des sections circonférentielles du petit trou de manière à empêcher la production de chaleur sous l'ef- fet de l'écoulement du flux magnétique. C'est pourquoi on ob- tient un effet extrêmement stable même dans un champ magné- tique possédant une intensité élevée. Comme décrit ci-dessus, comme la couche en forme de pellicule supraconductrice 2 est plus mince, l'effet est plus stable. Même si l'on choisit l'épaisseur de la couche en for- me de pellicule supraconductrice 2 inférieure à la profon- deur d'entrée d'un flux magnétique, l'écran magnétique selon la présente invention permet d'obtenir une protection vis-a- vis d'un champ magnétique dont l'intensité est supérieure celle du champ magnétique critique supérieur du matériau mas- sif de type similaire, et ce pour &es raisons indiquées ci- après. Etant donné que la profondeur d'entrée d'un flux ma- gnétique est supérieure à la longueur de cohérence (profon- deur à partir de la surface du supraconducteur lorsque des électrons de supraconduction peuvent exister) dans le cas du supraconducteur de seconde classe, la valeur résistive élec- trique reste nulle même lorsque l'épaisseur de la couche en forme de pellicule est inférieure à la profondeur d'entrée du champ magnétique. L'intensité du champ magnétique criti-. que supérieur pour l'écran conforme à la présente invention est plus élevée que pour le matériau massif de type sembla- ble. Lorsque l'épaisseur d'un écran magnétique classique incluant des couches en forme de pelliculessupraconductrices est choisie inférieure à la profondeur d'entrée du flux ma- gnétique en vue d'obtenir un effet stable, la majeure partie du flux magnétique traverse l'écran magnétique indépendam- ment de l'intensité du champ magnétique et du nombre des cou- ches supraconductrices, et l'effet d'écran ou de blindage de- vient difficile. D'autre part l'écran magnétique comportant les petits trous 5 produit également un effet d'écran élec- tromagnétique. Même lorsque l'épaisseur de la couche en for- me de pellicule supraconductrice 2 est inférieure à la pro- fondeur d'entrée du flux magnétique, un courant d'écran cir- cule en raison de la valeur résistive nulle de la couche su- praconductrice, et l'effet d'écran magnétique n'est par con- séquent pas perdu. Même si les petits trous 5 sont prévus dans un écran magnétique incluant une pluralité de couches en forme de pel- licules supraconductrices 2, les effets de refroidissement et de stabilisation des couches en forme de pellicules métal- liques intercalées entre les couches en forme de pellicules supraconductrices 2 sont les mêmes que ceux décrits plus haut. Ci-après on va décrire des exemples des formes de réa- lisation mentionnées précédemment. (Exemples) [i] On a formé des couches superposées sur un substrat en ti- tane d'une épaisseur de 40 pm ne comportant aucun trou, comme cela va être décrit ci-après de manière & former des écrans magnétiques. On a placé ces écrans magnétiques dans un champ magnétique intense et on a mesuré les valeurs maximales de protection vis-a-vis d'un champ magnétique. Les résultats de mesure sont indiqués dans les tableaux donnés ci-après. On a réalisé les couches en forme de pellicules supraconductri- ces au moyen du procédé de pulvérisation réactive dans une atmosphère de gaz argon et azote en utilisant l'alliage Nb-Ti en tant que cible, comme décrit plus haut. Le corps formé d'un cristal mixte NbN.TiN occupe 80 & 90 pour cent en poids de la pellicule formée. Dans le tableau indiqué cidessous, *1 représente l'épaisseur de la couche en forme de pellicule supraconductrice et *2 représente l'épaisseur de l'alliage Nb-Ti. (1) Exemples de la première forme de réalisation Tableau 1 Structure d'écran Valeur maximale de pro- N de 1' exemple *1 Couches tection (teslas) 1. 10,060 2 5 1 0,236 3 10 1 0,266 (Unité de l'épaisseur de la pellicule: Pm dans le tableau ci-dessus et dans les tableaux donnés plus loin). Conformément au tableau 1, on comprendra qu'on ob- tient un effet d'écran vis-a-vis d'un champ magnétique in- tense même si la couche en forme de pellicule supraconduc- trice est mince. Le nombre des couches dans le tableau est celui des couches en forme de pellicules supraconductrices. (2) Exemples de la seconde forme de réalisation On a comparé les substrat métalliques chauffés à en- viron 300 C pendant la pulvérisation mentionnée ci-dessus à ceux non chauffés pendant la pulvérisation. (2-i) Lorsque les substrats métalliquesétaientchauffés: Tableau 2 N de Structure d'écran Valeur maximale de pro- l'exemple *2 *1 Couches tection (teslas) 4 1 0,5 1 0,081 1 1 1 0,123 6 1 5 1 0,235 7 2 0,5 1 0,108 8 2 1 1 0,148 9 2 2 1 0,206 2 5 1 0,268 311 2 10 1 0,150 12 10 0,5 1 0,120 13 10 1 1 0,152 14 10 2 1 0,198 10 10 1 0,120 Le nombre des couches représente le-nombre des cou- ches en forme de pellicules composites. Une couche en forme de pellicule composite (désignée ci-après en tant que pelli- cule composite a) et une combinaison d'une couche en forme de pellicule supraconductrice et d'une couche formée de l'al-. liage Nb-Ti. Conformément au tableau 2, on comprendra que l'on peut obtenir un effet d'écran magnétique intense même lorsque la couche en forme de pellicule supraconductrice est mince. (2-ii) Lorsque les substrats métalliquesétaiertchauffés: Tableau 3 Structure d'écran N d Structure d'écrvaleur maximale de l'exeple*2 *1 Couches protection (teslas) 16. 1 0,5 1 0,072 17 2 0 5 1 0,091 18 2 1 1 0,125 La signification du nombre des couches est la même que pour le cas décrit plus haut. Les exemples 16,17 et 18 dans ce tableau correspondent aux exemples 4,7 et 8 du ta - bleau 2. Lorsqu'on compare ces exemples, il apparaît & l'évi- dence que les effets d'écran magnétique fournis par les subs- trats métalliques non chauffés sont supérieurs aux effets' fournis par les substrats métalliques chauffés, et ce de 10 à 20 %. Ceci s'explique de la manière suivante. Lorsqu'on chauffe un substrat métallique, la couche en forme de pelli- cule supraconductrice est soumise à une contrainte et il ap- paraît une diffusion entre les couches, ce qui réduit légè- rement la caractéristique de protection. (3) Exemples de la troisième forme de réalisation De la même manière que cela a été décrit plus haut, on a comparé les substrats métalliques chauffés & environ 300 C pendant la pulvérisation mentionnée plus haut, au subs- trat non chauffé pendant la pulvérisation. (3-i) Lorsque les substrats métalliques n'étaient pas chauf- fés: Tableau 4 No de Structure d'écran Valeurmaximale de' l'exenmple *2 *1 *2 Couches protection (teslas) 19 1 0,5 1 1 0,102 1 1 1 1 0,143 21 1 2 1 1 0,193 22 2 0,5 2 1 0,152 23 2 1 2 1 0,193 24 5 0.5 5 1 0,185 25 5 2 5 1 0260 26 10 0,5 10 1 0172 27 10 5 10 1 0,101 28 10 10 10 1 0,085 Le nombre des couches représente le nombre des cou- ches en forme de pellicules composites. Une couche en forme de pellicule composite (désignée ci-après sous le terme de pellicule composite b) est une combinaison d'une couche for- mée de l'alliage Nb-Ti, d'une couche en forme de pellicule supraconductrice et d'une-autre couche formée de l'alliage Nb-Ti. Conformément au tableau 4, on comprendra que la cou- che formée de l'alliage Nb-Ti fournit un effet d'écran magné- tique synergique. (3-ii) Lorsque les substrats métalliques étaient chauffés: Tableau 5 No de Structure d'écran Valeur maximale de N de - l'exemple *2 *1 *2 Couches protection (teslas) 29 1 0,5 1 1 0,093 1 1 1 1 0,129 31 2 1 2 I 0,165 La signification du nombre des couches est la même que pour ce qui a été décrit plus haut. Les exemples 29,30 et 31 de ce tableau correspondent aux exemples 19,20 et 23 du tableau 4. Lorsque l'on compare ces exemples, on comprend également que les effets d'écran magnétique fournis par les substrats métalliques non chauffés sont supérieurs aux effets fournis par les substrats métalliques chauffés, et ce de 10 à 20 %. (4) Exemples de la quatrième forme de réalisation Tableau 6 N de Structure d'écran Valeur maximale de l'exemple *2 *1 Couches protection (teslas) 32 1 0,5 10 0,79 33 1 0,5 30 2,21 34 1 1 10 1,20 2 0,5 20 2,06 Le nombre des couches représente le nombre des pelli- cules composites a. Une couche en forme de pellicule d'alu- minium est intercalée entre deux couches en forme de pelli- cules composites. Les exemples 32 et 33 de ce tableau corres- * pondent à l'exemple 4 du tableau 2. De la même manière,l'exem- ple 34 correspond à lrexemple 5 et l'exemple 35 correspond à l'exemple 7. On comprendra que la valeur de protection vis- à-vis d'un champ magnétique augmente proportionnellement au nombre des couches. (5) Exemples de la cinquième forme de réalisation Tableau 7 Structure d'écran Valeur maximale de N de l'exexle *2 *1 *2 COuches protection (teslas) 36 1 0,5 1 20 1,96 37 1 1 1 20 2,70 38 2 0,5 2 20 2,90 Le nombre des couches représente le nombre des pel- licules composites b. Une couche en forme de pellicule d'alu- minium est intercalée entre les deux couches en forme de pel- licules- composites. L'exemple 36 de ce tableau correspond à l'exemple 19 du tableau 4. De la même manière, l'exemple 37 correspond à l'exemple 20 et l'exemple 38 correspond à l'exem- ple de forme de réalisation 22. Ici à nouveau on comprendra que la valeur de la protection vis-à-vis d'un champ magnéti- que augmente proportionnellement au nombre des couches. [I] Exemples comportant des petits trous. On a ménagé une pluralité de petits trous dans les écrans magnétiques mentionnés ci-dessus des formes de réali- sation un à cinq et on a mesuré les valeurs maximales de pro- tection vis-à-vis d'un champ magnétique, fournies par ces écrans. Les petits trous possèdent un diamètre de 2 mm et la porosité superficielle est égale à 20 %. Les couches ont été empilées sur le substrat. (1).Exemples de la première forme de réalisation comportant des petits trous. Tableau 8 N de Structure d'écran Valeur maximale de l'exemple *1 couches protection (teslas) *1 couches 39 1 1 0,055 5 1 0,262 41 10 0 315 Le nombre des couches représente celui indiqué dans le tableau 1. (2) Exemples de la seconde forme de réalisation comportant des petits trous. Tableau 9 N de Structure d' écran Valeur maximale de l'exemple *2 *1 Couches protection (teslas) 42 2 0P5 1 0,100 43 2 1 1 0,138 44 2 5 1 0,307 10 0,5 1 0,144 46 100 0,5 1 0,125 Le nombre des couches représente celui indiqué dans le tableau 2. (3? Exemples de la troisième forme de réalisation comportant des petits trous. Tableau 10 N de Structure d'écran Valeur maximale de l'exemple *2 *1 *2 couches protection (teslas) 47 1 0,5 1 1 0,094 48 2 0,5 2 1 0,143 49 2 1 2 1 0X180 10 1 10 1 0,239 51 100 1 100 1 0,190 Le nombre des couches représente celui indiqué dans le tableau 4. (4) Exemples de la quatrième forme de réalisation comportant les petits trous Tableau 11 N de Structure d'écran Valeur maximale de l'exemple *1 Couches protection (teslas) *2 '1 Couches 52 2 0,5.10. 1,00 53 2 0,5 30 3,00. 54 2 1 10 1,38 Le nombre des couches représente celui indiqué dans -10 le tableau 4. (5) Exemples de la première forme de réalisation comportant des petits trous Tableau 12 N' de Structure d'écran Valeur maximale de l'exemple *2 *1 *2 Couches protection (teslas) 1 0,5 1 10 0,94 56 1 0,5 1 30 2,82 57 2 1 2 10 1,80 Le nombre des couches représente celui indiqué dans le tableau 7. Conformément aux tableaux 8 à 12, on compren- dra que les effets d'écran magnétique fournis par les exem- ples comportant des petits trous sont assez supérieurs aux effets fournis par les exemples ne comportant pas de petits trous. On explique ce phénomène par le fait qu'il est provo- qué par l'effet d'écran électromagnétique des petits trous. Conformément aux tableaux 8 à 10, on comprendra que les ef- fets de blindage magnétique des écrans magnétiques compor- tant des petits trous sont légèrement supérieurs à ceux des écrans magnétiques ne comportant pas de petits trous, lors- que les couches en forme de pellicules supraconductrices sont relativement épaisses (5 pm ou plus). Conformément aux ta- bleaux 11 et 12, les effets de blindage magnétique fournis par les écrans magnétiques comportant des petits trous sont tout à fait proportionnels au nombre des couches. Ceci peut s'expliquer de la manière suivante. Contrairement à une feuil- le formant écran magnétique ne comportant aucun petit trou, l'écran magnétique comportant des petits trous permet au réfrigérant de pénétrer à l'intérieur des petits trous et l'ensemble de la surface peut être entièrement refroidi. Les flux magnétiques peuvent être piégés à force au niveau des sections des petits trous, ce qui empêche une.production de chaleur due à la circulation du flux magnétique. C'est pour- quoi on obtient un effet extrêmement stable même dans le cas d'un champ magnétique possédant une intensité élevée. Même si la couche formée de l'alliage Nb-Ti elle-même possède la caractéristique d'un supraconducteur, elle agit de manière à intégrer fermement le substrat dans les couches en forme de pellicules supraconductrices dans le cas de la présente invention. - C'est pourquoi l'épaisseur de la couche formée de l'alliage Nb-Ti ne fait l'objet d'aucune limitation. Cepen- dant si l'épaisseur de la couche formée de l'alliage Nb-Ti dépasse 100 pm comme dans le cas représenté dans les tableaux 9 et 10, les effets d'écran magnétique des pellicules compo- sites a et b peuvent être réduits. On comprendra que ceci est dû à la réduction de l'effet de stabilisation mentionné pré- cédemment. Bien qu'on utilise du titane dans le substrat et dans les couches en forme de pellicules métalliques des exemples mentionnés plus haut, d'autres métaux ou alliages peuvent éga- lement produire des résultats semblables. Ceci a été confir- mé par les expériences effectuées par les auteurs à la basé de la présente invention. Comme décrit plus haut, l'écran magnétique compor- tant une pellicule supraconductrice selon la première forme de réalisation peut fournir une protection vis-à-vis d'un champ magnétique extrêmement intense en raison d'un effet d'écran magnétique spécifique à la couche en forme de pelli- cule supraconductrice constituée essentiellement par 'du NbN.TiN, même si l'épaisseur de cette pellicule est aussi mince que quelques microns. En outre, étant donné que la cou- che en forme de pellicule supraconductrice est intégrée à un substrat métallique, l'effet d'écran peut être stabilisé par l'effet de refroidissement du substrat. Il en résulte que l'effet supérieur d'écran électromagnétique peut être con- servé. Dans le cas de l'écran magnétique comportant les pel- licules supraconductrices selon la seconde forme de réalisa- tion, une couche formée de l'alliage Nb-Ti est intercalée en- tre le substrat et la couche en forme de pellicule supracon- ductrice de l'écran magnétique contenant une pellicule supra- conductrice selon la première forme de réalisation. Etant donné que la couche formée de l'alliage Nb-Ti possède une bonne affinité à la fois avec le substrat et avec la couche en forme de pellicule supraconductrice, l'unité stratifiée possède une résistance élevée vis-à-vis d'un décollement et est très utile dans la pratique. En outre la caractéristique supraconductrice de la couche formée de l'alliage Nb-Ti in- tervient en supplément, ce qui accroît l'effet d'écran magné- tique. Dans le cas de l'écran magnétique incluant la pelli- cule supraconductrice selon la troisième forme de réalisa- tion, la caractéristique supraconductrice de la couche for- mée de l'alliage Nb-Ti s'ajoute à la seconde forme de réali- sation de manière à accroître de façon supplémentaire l'ef- fet d'écran magnétique. Dans le cas de l'écran magnétique incluant les cou- ches en forme de pellicules supraconductrices selon la qua- trième forme de réalisation, on superpose de façon répétiti- ve une combinaison de la couche formée de l'alliage Nb-Ti et de la couche en forme de pellicule supraconductrice de la se- conde forme de réalisation, en intercalant une couche en for- me de pellicule métallique entre les deux combinaisons. L'ef- fet d'écran magnétique de ce type est approximativement pro- portionnel au nombre des couches en forme de pellicules su- praconductrices. Les couches en forme de pellicules métalli- ques intercalées fournissent un effet de refroidissement per- mettant de stabiliser l'effet d'écran. Lorsque l'on compare une couche supraconductrice unique & un ensemble stratifié formé d'une pluralité de couches en forme de pellicules su- praconductrices de même épaisseur, l'effet de blindage élec- tromagnétique de l'ensemble stratifié est nettement plus in- tense et plus stable que celui fourni par la couche supracon- ductrice unique. C'est pourquoi la quatrième forme de réali- sation possède une très grande utilité du point de vue pra- tique. Les couches formées de l'alliage Nb-Ti agissent de ma- nière à réunir fermement toutes les couches en fournissant une structure à unités stratifiées multiples présentant une résistance élevée vis-à-vis d'un décollement. Dans le cas de l'écran magnétique comportant des cou- ches en forme de pellicules supraconductrices et correspon- dant à la cinquième forme de réalisation, on superpose de fa- çon répétée une combinaison de la couche formée de l'alliage Nb-Ti, de la couche en forme de pellicule supraconductrice et de la couche formée de l'alliage Nb-Ti de la troisième forme de réalisation, en intercalant une couche en forme de pellicule métallique entre les deux combinaisons. La carac- téristique supraconductrice de la couche formée de l'alliage Nb-Ti s'ajoute à l'effet de la quatrième forme de réalisa- tion de manière à accroître plus encore l'effet d'écran ma- gnétique. Lorsqu'on aménage une pluralité de petits trous dans les écrans magnétiques des formes de réalisation un à cinq de manière qu'ils traversent les écrans dans le sens de l'épaisseur, l'effet d'écran électromagnétique et l'effet de refroidissement, fournis par ces petits trous, s'ajoutent, ce qui accroit et stabilise de façon supplémentaire l'effet d'écran magnétique. C'est pourquoi toutes les formes de réalisation de l'écran magnétique incluant une pellicule supraconductrice selon la présente invention peuvent fournir des effets d'écran supérieurs et stables. Etant donné que ces formes de réali- sation peuvent être fabriquées de manière très légère et bon marché, leur utilité pratique est très grande. REVENDICATIONS 1. Ecran magnétique comportant une pellicule supra- conductrice, caractérisé en ce qu'il comporte un substrat mé- tallique (1) réalisé en cuivre, en aluminium, en nickel, en acier inoxydable, en titane, en nobium ouen un alliage de nio- bium-titane, et une couche en forme de pellicule supracon- ductrice (2) constituée principalement par un corps formé d'un cristal mixte de nitrure de niobium et de nitrure de ti- tane et superposé audit substrat métallique (1). 2. Ecran magnétique comportant une pellicule supra- conductrice, caractérisé en ce qu'il comporte un substrat mé- tallique (1) réalisé en cuivre, en aluminium, en nickel, en acier inoxydable, en titane, en niobium ou en un alliage de niobium-titane, une couche (3) formée d'un alliage de niobium-titane et une oudeen focede 1linl]e -srID.xztrioe (2)a it pe i1rqlemTenparuDn rpsfcrmé d'un cristal mixte de nitrure de niobium et de nitrure de ti- tane, ladite couche (3) formée d'un alliage de niobium-tita- ne et ladite couche en forme de pellicule supraconductrice (2) étant superposées dans cet ordre sur ledit substrat mé- tallique (1). 3. Ecran magnétique comportant une pellicule supra- conductrice, caractérisé en ce qu'il comporte un substrat mé- tallique (1) réalisé en cuivre, en aluminium, en nickel, en acier inoxydable, en titane, en niobium ou en un alliage de niobium-titane, une couche (3) formée d'un alliage de niobium- titane, une couche en forme de pellicule supraconductrice (2) constituée principalement par un corps formé d'un cristal mix- te de nitrure de niobium et de nitrure de titane et une au- tre couche (3) formée d'un alliage de niobium-titane, lesdi- tes couches (3),(2) et (3) étant superposées dans cet ordre sur ledit substrat métallique (1). 4. Ecran magnétique comportant une pellicule supra- conductrice, caractérisé en ce qu'il comporte un substrat mé- tallique (1) réalisé en cuivre, en aluminium, en nickel, en acier inoxydable, en titane, en niobium ou en un alliage nio- bium-titane, et une pluralité d'unités stratifiées dont cha- cune comprend essentiellement une couche (3) formée d'un al- liage de niobium-titane, une couche en forme de pel- licule supraconductrice (2) constituée principalement par un corps formé d'un cristal mixte de nitrure de niobium et de nitrure de titane et une couche métallique (4) dans cet ordre, l'unité stratifiée la plus élevée ne comportant pas ladite couche métallique. 5. Ecran magnétique comportant une pellicule supra- conductrice, caractérisé en ce qu'il comporte un substratmé- tallique (1) réalisé en cuivre, en aluminium, en nickel, en acier inoxydable, en titane, en niobium ou en un alliage nio- bium-titane, et une pluralité d'unités stratifiées dont cha- cune comprend essentiellement une couche (3) formée d'un al- liage de niobium-titane, une couche sous la forme d'une pel- licule supraconductrice (2) constituée principalement par un corps formé d'un cristal mixte de nitrure de niobium et de nitrure de titane, une autre couche (3) formée d'un allia- ge de niobium-titane et une couche en forme de pellicule mé- tallique (4) dans cet ordre, l'unité stratifiée la plus éle- vée ne comprenant pas ladite couche métallique. 6. Ecran magnétique comportant une pellicule supra- conductrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de petits trous traversants (5) s'étendant dans la direction de l'épais- seur. 7. Ecran magnétique comportant une pellicule supra- conductrice selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'aire de chaque petit trou est égale à 3 cm2 ou moins et que la porosité globale de surface dudit écran magnétique est éga- le à 90 % ou moins.