(57)【要約】【課題】冷却部に接触させなくても簡単な構造で安定な超電導特性を維持することができる超電導バルク磁石を提供すること。【解決手段】超電導バルク体の内部から外部へ突出する高熱伝導部材を備えることを特徴とする、超電導バルク体を用いる。【選択図】図１
2013211495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導バルク体の内部から外部へ突出する高熱伝導部材を備えることを特徴とする、超電導バルク体。
【請求項２】
前記高熱伝導部材が、超電導バルク体の表面に設けられた穴に挿入された構造を有することを特徴とする、請求項１に記載の超電導バルク体。
【請求項３】
超電導バルク体の表面に複数の穴が設けられており、それらが対称形に形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の超電導バルク体。
【請求項４】
挿入した前記高熱伝導部材と超電導バルク体の間の隙間または空隙に充填剤が充填されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の超電導バルク体。
【請求項５】
前記高熱伝導部材が、超電導バルク体の外部においてフレキシブルに変形する部分を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の超電導バルク体。
【請求項６】
超電導バルク体の外部において、前記高熱伝導部材が冷却部に接続されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の超電導バルク体。
【請求項７】
超電導バルク体の外部において、前記高熱伝導部材の表面に網状体が設けられていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の超電導バルク体。
【請求項８】
前記網状体の少なくとも一部が冷媒に接触していることを特徴とする、請求項７に記載の超電導バルク体。
【請求項９】
冷媒を入れたオープンセルと、請求項１〜８のいずれか１項に記載の超電導バルク体から構成される超電導装置であって、前記超電導体に設置された高熱伝導部材が前記冷媒と接触している超電導装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の超電導バルク体に磁場を捕捉させたことを特徴とする、超電導バルク磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導バルク体と超電導バルク磁石に関するものである。具体的には、安定な超電導特性を維持することができる超電導バルク磁石と、そのような機能を備えた超電導バルク磁石を提供できる超電導バルク体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石よりも、はるかに高い磁場を発生する超電導磁石が開発され、医療用磁気断層撮影装置（ＭＲＩ）や磁気浮上列車などに応用されている。超電導磁石としては、超電導線をコイル状に巻いた電磁石型の超電導コイル磁石が一般的であるが、近年、高温超電導体であるＲＥ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系バルク体（ＲＥは、Ｙ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕからなる群より選択される１種類または２種類以上の元素を表す。）に磁場を捕捉させて、磁石として機能させる超電導バルク磁石の開発も進んでいる。超電導バルク磁石は、超電導コイル磁石よりもはるかにコンパクトであり、比較的小さな空間に大きな磁場を発生する用途に適している。また、本質的に永久電流モードで運転されるため、いったん励磁すれば、冷却している限り磁場を発生し続けるというメリットもある。このため、超電導バルク磁石は、ドラッグデリバリーシステム、水質浄化システム、ミキサー・ポンプ、エネルギー貯蔵など、多くの分野での使用が期待されている。
【０００３】
一方、超電導バルク磁石は冷却しなければ十分な超電導特性を示さない。最近では、冷却温度をさほど低くしなくても、ある程度の超電導特性を示すものが開発されているが、まったく冷却せずに十分な実用性のある超電導特性を示す超電導バルク磁石は、いまだ開発されるに至っていない。このため、安定した発生磁場強度を維持するためには、超電導バルク磁石を常に冷却し続けておく必要がある。しかしながら、冷却装置は大型で固定式であるのが一般的であることから、超電導バルク磁石を常に冷却し続けながら使用しようとすると使用範囲が自ずと限られることになり、それが超電導バルク磁石の実用性を阻む問題となっていた。
【０００４】
このような問題に対処するために、移動可能な超電導バルク磁石が提案されている。例えば特許文献１には、一定時間電力を供給し、キャスターにより建物内を移動可能な補助電源を用いる方法が記載されている。ここでは、補助電源と一緒に建物内を移動可能な冷却装置と、冷却装置により超電導遷移温度以下に冷却され、着磁により外部に磁場を発して超電導バルク磁石となる超電導体とを備えていて、補助電源から電力を冷却装置に供給して冷却装置を稼働し続けることにより、超電導バルク磁石が磁場を発生した状態を維持したまま建物内を移動可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０１０６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような移動可能な装置は、液体冷媒を用いて冷却された冷却部を、例えば超電導バルク磁石の側面に直接接触することにより冷却しながら使用するものである。しかしながら、このような態様では、冷却部を常に超電導バルク磁石に接触させていなければならないため可動性が悪く、超電導バルク磁石を自由に使い回すことは容易ではない。また、冷却部を離して超電導バルク磁石を使うと、使い勝手は良くなるが、超電導特性が持続しないという別の問題が生ずる。さらに、冷却部を接触させた状態で超電導バルク磁石を使用してみても、超電導特性が必ずしも安定しないという問題もあることが見出された。冷却部を接触させているにもかかわらず超電導特性が安定しない原因を本発明者らが追究したところ、超電導バルク体内に局所的な温度ムラが生じており、その温度ムラが超電導特性の安定性を損ねている可能性があることが判明した。このため、本発明者らは冷却部と超電導バルク磁石の接触状態を種々変更して、少しでも安定な超電導特性が得られる接触状態を開発しようとして検討を行ったが、安定な超電導特性を得ようとすると超電導バルク磁石の表面のほとんどを冷却部に接触させなければならず、実用性のある形態にすることは困難であった。
本発明らは、このような従来技術が抱える課題を解決するために、冷却部に接触させなくても簡単な構造で安定な超電導特性を維持することができる超電導バルク磁石を提供することを目的として検討を重ねた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の従来技術の課題を解決するために鋭意検討を行なった結果、本発明者らは、高い熱伝導性を示す部材を超電導バルク体の内部から外部へ突出するように設置するという従来技術文献には記載されていない新しい発想で超電導バルク磁石を構成することにより、冷却部に接触させなくても安定な超電導特性を維持することが可能であることを見出した。本発明は、このような知見に基づいて開発されたものであり、特に以下の課題解決手段を含むものである。
【０００８】
［１］  超電導バルク体の内部から外部へ突出する高熱伝導部材を備えることを特徴とする、超電導バルク体。
［２］  前記高熱伝導部材が、超電導バルク体の表面に設けられた穴に挿入された構造を有することを特徴とする、［１］に記載の超電導バルク体。
［３］  超電導バルク体の表面に複数の穴が設けられており、それらが対称形に形成されていることを特徴とする、［２］に記載の超電導バルク体。
［４］  挿入した前記高熱伝導部材と超電導バルク体の間の隙間または空隙に充填剤が充填されていることを特徴とする、［１］〜［３］のいずれか１項に記載の超電導バルク体。
［５］  前記高熱伝導部材が、超電導バルク体の外部においてフレキシブルに変形する部分を備えることを特徴とする、［１］〜［４］のいずれか１項に記載の超電導バルク体。
［６］  超電導バルク体の外部において、前記高熱伝導部材が冷却部に接続されていることを特徴とする、［１］〜［５］のいずれか１項に記載の超電導バルク体。
［７］  超電導バルク体の外部において、前記高熱伝導部材の表面に網状体が設けられていることを特徴とする、［１］〜［６］のいずれか１項に記載の超電導バルク体。
［８］  前記網状体の少なくとも一部が冷媒に接触していることを特徴とする、［７］に記載の超電導バルク体。
【０００９】
［９］  冷媒を入れたオープンセルと、［１］〜［８］のいずれか１項に記載の超電導バルク体から構成される超電導装置であって、前記超電導体に設置された高熱伝導部材が前記冷媒と接触している超電導装置。
［１０］  ［１］〜［９］のいずれか１項に記載の超電導バルク体に磁場を捕捉させたことを特徴とする、超電導バルク磁石。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の超電導バルク磁石は、冷却部に接触させなくても安定な超電導特性を維持することができるという特徴を有する。また、本発明の超電導バルク磁石や超電導バルク体は、簡単な構造を有するものであることから、安価で簡便に製造することができるという特徴も有する。さらに、本発明の超電導バルク磁石や超電導バルク体は、冷却装置から比較的離れた場所で小回りがきく状態で可動的に使用することが可能であるという実用的な特徴も有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一つの実施態様を示す概略断面図である。
【図２】本発明の別の実施態様を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【００１３】
（超電導バルク体の特徴）
本発明の超電導バルク体は、超電導バルク体の内部から外部へ突出する高熱伝導部材を備えることを特徴とする。ここでいう超電導バルク体の内部とは超電導バルク体の表面から内側の領域を意味し、超電導バルク体の外部とは超電導バルク体の表面から外側の領域を意味する。したがって、本発明では、高熱伝導部材が超電導バルク体の表面から内側の領域から外側の領域に跨るように超電導バルク体に設けられている。
【００１４】
（高熱伝導部材）
本発明の超電導バルク体に用いる高熱伝導部材は、高い熱伝導性を示す部材である。その形状は特に制限されるものではないが、長手方向を有していて、その長手方向が超電導バルク体の内部から外部へ向かう方向に伸長しているものであることが好ましい。具体的な構造は、超電導バルク体の構造や使用目的に応じて適宜決定すべきものであるが、例えば、棒状、らせん状、円錐状、三角錐状、５面体状のものを挙げることができる。
【００１５】
本発明の超電導バルク体に用いる高熱伝導部材は、熱伝導性が高い材料から構成される。例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ａｌなどの純金属、これらの金属の合金、Ｃ、Ｓｉ、ＳｉＣなどのセラミックスを挙げることができる。純金属を用いれば、より高い熱伝導性を持たせることができるという利点がある。また、合金を用いれば、高熱伝導部材に様々な機能を付加的に付与することが可能であるという利点がある。例えば、Ｆｅを混ぜた高熱伝導部材を用いれば、超電導バルク磁石としたときに磁束に変化を与えることができる。高熱伝導部材の好ましい材料として、Ｃｕ単体、Ａｇ単体、これらにＦｅを混合したものなどを挙げることができる。Ｆｅの配合率は、高熱伝導部材を構成する金属の３０重量％以上とすることが好ましく、７０重量％以上とすることもできる。もっとも、Ｆｅの配合率は、高熱伝導部材を構成する金属の例えば２０重量％以下とすることも可能である。
【００１６】
本発明の超電導バルク体に用いる高熱伝導部材には、これらの熱伝導性が高い材料の他に添加剤などを添加してもよい。そのような添加剤は、熱伝導部材に通常用いられるものの中から適宜選択することが可能である。例えば、防錆剤などを挙げることができる。そのような添加剤は、例えば高熱伝導部材の中に０．０１重量％以上の量で添加することができ、１重量％以上の量で添加することもできる。また、例えば１０重量％以下の量で添加することが可能である。
【００１７】
本発明の超電導バルク体に用いる高熱伝導部材は、均一な組成で全体が構成されていてもよいし、不均一な組成で構成されていてもよい。不均一な組成で構成されている例として、例えば２以上の領域からなる構成を挙げることができる。具体的には、コア部分とクラッド部分からなる２領域からなる高熱伝導部材を例示することができる。例えば、コア部分を熱伝導性が高い材料で構成し、クラッドを熱伝導性が低い材料で構成することができる。このような構成を採用すれば、より熱効率を高め、本発明の超電導バルク磁石の安定性を高めることも可能である。
【００１８】
また、本発明の超電導バルク体に用いる高熱伝導部材の構造は、超電導バルク磁石の内部と外部で同じであってもよいし、違っていてもよい。例えば、径が一定な棒状の高熱伝導部材を用いれば、超電導バルク磁石の内部と外部で高熱伝導部材の構造を同じにすることができる。また、超電導バルク磁石の内部と外部で高熱伝導部材の径を変えたり、組成を変えたり、内部構造を変えたりすることにより、内部と外部で高熱伝導部材の構造を変えることもできる。高熱伝導部材の内部構造を変えた例として、超電導バルク体の外部ではコア部分とクラッド部分の２領域からなる構造となっている一方で、超電導バルク体の内部ではコア部分の構成材料が高熱伝導部材の表面に露出している構造となっている態様を挙げることができる。ここでコア部分を熱伝導性が高い材料で構成し、クラッドを熱伝導性が低い材料で構成すれば、より熱効率を高め、本発明の超電導バルク磁石の安定性を高めることも可能である。
【００１９】
本発明の超電導バルク体に用いる高熱伝導部材は、超電導バルク体の外部では熱伝導率が極めて低い材料からなる保護体で被覆されていることが好ましい。そのような保護体は、公知の材料の中から適宜選択して採用することが可能であり、例えば樹脂製の保護体などを挙げることができる。
【００２０】
（高熱伝導部材の設置態様）
本発明の超電導バルク体は、超電導バルク体の内部から外部へ突出するように、高熱伝導部材を超電導バルク体を設置した構造を有する。その態様にはさまざまなバリエーションがある。図１は、本発明の典型的な超電導バルク体の構造例を示すものである。図１では、超電導バルク体１の内部から外部へ突出するように、２本の高熱伝導部材２が設置されている。この超電導バルク体１は、金属製の円環３で締め付けられており、その金属製の円環３で締め付けられた超電導バルク体１の全体が被膜４で被覆されている。また、図１では、超電導バルク体１の外部において、高熱伝導部材２の表面が保護体５で覆われている。本発明では、これらの円環３や被膜４や保護体５は必須の構成物ではないが、これらを設けておけば本発明の超電導バルク体の超電導特性を一段と安定化させ、特に長期安定性を確保することができるようになる。
【００２１】
高熱伝導部材を超電導バルク体に設置する方法は特に制限されない。典型的な方法は、あらかじめ超電導バルク体に高熱伝導部材を挿入するための穴を設けておいて、その穴の中に高熱伝導部材を挿入する方法である。穴は、超電導バルク体を作製した後に機械的手段により設けてもよいし、穴ができるような成形型を用いて成形時に設けてもよい。穴の径は、高熱伝導部材の径よりも若干大きくしておくことが好ましい。具体的には、３ｍｍ以下の範囲で径を調整することが良好な磁場特性を維持する点で好ましい。径は、例えば１ｍｍ以下にすることも可能であり、さらには逆に磁場の強さを変化させる点において径をさらに増加させることも望ましく６ｍｍ以下にしたり、１０ｍｍ以下にしたりすることも可能であり、バルク体の直径に対して、２０％以下にすることが好ましい。高熱伝導部材の径と穴の径の差は、例えば２０μｍ〜７ｍｍの範囲内で設定したり、２〜５ｍｍの範囲内で設定したりすることができる。超電導バルク体に複数の穴を設ける場合は、それぞれの穴の径はすべて同一にしてもよいし、変えてもよい。また、穴の深さも、すべて同一にしてもよいし、変えてもよい。穴の深さは、高熱伝導部剤を挿入する方向の超電導バルク磁石の厚みの１０％以上にすることが好ましく、５０％以上にすることが好ましく、また、１００％にして貫通させることも可能であるが、上限は９５％以下にすることが好ましく、９０％以下にすることがより好ましい。高熱伝導部剤は、穴の奥まで挿入することができるが、敢えて奥まで挿入せずに空隙を設けてもよい。
【００２２】
超電導バルク体に設けられた穴に高熱伝導部材を挿入すると、挿入した高熱伝導部材と超電導バルク体の間に若干の隙間が生じる。また、高熱伝導部剤を穴の奥まで挿入しない場合は、穴の奥に空隙が生じる。これらの隙間や空隙には、充填剤を充填しておくことが好ましい。そのような充填剤は、熱伝導性が高くて穴の中で高熱伝導部材を安定に保持できるものであることが好ましい。具体的には、金属や樹脂を採用することが好ましく、その中では熱応答性が高いことから金属を採用することがより好ましい。金属を採用する場合は、比較的融点が低い材料を用いることが好ましい。例えば、ＢｉやＳｎを含有する合金を用いれば、密着性を挙げることができるうえ、熱応答性も高いため実用的である。なお、ここでいう熱応答性とは、超電導バルク体や高熱伝導部材に生じた温度変化を迅速に伝えることができる性質を意味する。
【００２３】
高熱伝導部材を超電導バルク体に設置する場所は、特に制限されない。ただし、良好な磁場特性を発揮させるためには、高熱伝導部材の側面を避けて設置することが好ましい。例えば、円柱状の超電導バルク体を想定し、その天面を磁石表面として利用する場合、天面とは反対側（裏面）に高熱伝導部材を設置することが好ましい。高熱伝導部材は、裏面から挿入して別の表面に貫通させることも可能ではあるが、貫通させない方が好ましい。
【００２４】
高熱伝導部材の数（穴の数）は、超電導バルク体のサイズや用途などに応じて適宜決定することができる。例えば、１つ以上にすることができ、多ければ１０以上や１００以上にすることもできる。例えば円柱状の超電導バルク体の裏面に複数の高熱伝導部材を設置するときは、対称形になるように設置することが磁場の均一性を図るうえで好ましい。例えば、一定の径を有する円の上に配列することができる。複数の同心円上に複数の高熱伝導部材を配列することも好ましい。その他に、放射状に配置したり、ランダムに配置したりすることも可能である。また、熱の出入りが激しい外周部付近に高熱伝導部材を多めに配置し、中央部には少なめに配置することも好ましい。このとき、外周部と中央部で高熱伝導部材の長さを変えてもよい。さらに、超電導バルク体を使用する際に、比較的温度が高い物質に接触したり近づいたりする可能性がある領域に、高熱伝導部材を多めに配置することも好ましい。
【００２５】
超電導バルク体に複数の高熱伝導部材を設置した場合は、超電導バルク体の外部において、それらの複数の高熱伝導部剤を束ねたり、一体化したりすることができる。ここでいう一体化とは、１つの高熱伝導部材に集約して冷却部に導くことを意味している。このような構成を採用することによって、装置全体をコンパクトにまとめることができるとともに、熱損失を防いで熱応答を効率化することができる。
【００２６】
本発明の高熱伝導部材を設置した超電導バルク体は、全体を耐圧性容器内に設置して、内部を真空にして使用してもよい。真空状態にすることによって、耐圧性容器内外の熱の出入りを抑え、本発明の超電導バルク体の超電導特性を一段と安定化させることが可能である。
【００２７】
（冷却部との接続）
本発明の高熱伝導部材を設置した超電導バルク体は、冷却機能を有する冷却部と高熱伝導部材とを接続することにより冷却することができる。高熱伝導部材は、熱伝導率が高いため、速やかに超電導バルク体を冷却して、冷温状態を維持することができる。また、使用時に超電導バルク体内で磁束が動くこと等により発生する局所的な熱を、高熱伝導部材によって速やかに除去し、捕捉磁場の低下を防ぐことも可能である。高熱伝導部材が超電導バルク体の内部にまで挿入されているため、これらの熱応答性は極めて良好である。
【００２８】
冷却部の冷却機構は特に制限されないが、通常は冷媒を用いて冷却する。冷媒は、高熱伝導部材と直接接触するように構成することが好ましい。このとき、冷媒と接触する高熱伝導部材の少なくとも一部の表面には、網状体が設けられていることが好ましい。このような網状体を表面に設置しておけば、毛管現象により速やかに冷媒が高熱伝導部材の表面に行き渡り、冷媒をそこに保持することにより効率良く熱を伝導することが可能になる。
【００２９】
冷却部は、超電導バルク体の近くに設置してもよいし、離れた位置に設置してもよい。本発明に用いる高熱伝導部材をフレキシブルな材料で構成すれば、自由に距離を変えることが可能である。例えばコード状の高熱伝導部材を用いれば、使用時にコードを伸ばして使用し、収納時は巻き上げておくことができる。このように、本発明によれば、冷却部を固定したままで超電導バルク磁石を自由に動かすことができるため、超電導バルク磁石の使い勝手は格段に高めることができる。
【００３０】
一方、本発明の高熱伝導部材を設置した超電導バルク体は、冷媒とともに独立した単体として構成することも可能である。例えば、図２に示すように、容器８内のオープンセル６の中に液体窒素などの冷媒を入れておき、その中に高熱伝導部材２を設置した超電導バルク体１を図示するように嵌め込むことにより一体化することができる。このような態様を採用すれば、高熱伝導部材２が設置されていない場合に比べて、超電導バルク体の熱応答性を高め、その超電導特性や磁場特性を安定に維持することができる。図２のオープンセルや容器は、本発明の超電導バルク磁石の用途等に応じて、様々な形状やサイズに変更することが可能である。また、底部や側壁部に貫通孔を設けておいて、冷媒を出し入れできるようにすることも可能である。
【００３１】
図２に示す態様では、超電導バルク磁石１は直接冷媒に接触している。本発明の超電導バルク体は、冷媒に直接接触していなくてもその効果を十分に発揮するものであるが、冷媒に直接接触していても効果的に使用することができる。したがって、このような冷媒に直接接触する態様も、本発明の範囲に含まれる。超電導バルク磁石が冷媒と接触する面は、金属を含浸させた金属含浸表面７であることが好ましい。
【００３２】
（付加的な構成）
本発明の超電導バルク体には、通常の超電導バルク体に設置することが可能な様々な部材を設置したり、被膜を形成したりすることが可能である。
例えば、超電導バルク体の少なくとも一部の表面に被膜を形成することができる。超電導バルク体は温度変化により劣化しやすいため、水分から保護することなどを目的として被膜を設けることができる。被膜は金属製または樹脂製であることが好ましく、樹脂製であることがより好ましい。樹脂としてはエポキシ樹脂やシリコーン樹脂を挙げることができ、シリコーン樹脂を採用することが好ましい。また、樹脂には他の材料を添加することが可能であり、例えばガラス遷移や無機粒子を添加することができ、無機粒子を添加することが好ましい。特に、酸化マグネシウム粒子、酸化アルミニウム粒子、酸化カルシウム粒子などの無機酸化物粒子を分散させたシリコーン樹脂を好ましく用いることができる。特に、無機酸化物粒子とシリコーン樹脂の配合比率を、本発明で用いる超電導バルク体の線熱膨張係数と被膜の線熱膨張係数がほぼ同じになるように調整することが極めて好ましい。
【００３３】
超電導バルク体には、形状記憶合金からなる締付具や金属製の円環などを設置することも好ましい。このような締付具や円環を設置することによって、本発明の超電導バルク体の安定性をより高めることができ、特に長期安定性を高めることができる。
【００３４】
（超電導バルク体の種類）
本発明で採用する超電導バルク体の種類は特に制限されない。例えば、典型的な高温超電導体であるＲＥ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系バルク体（ＲＥは、Ｙ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕからなる群より選択される１種類または２種類以上の元素を表す。）を用いて本発明を実施することができる。また、このような典型的な超電導バルク体に種々の改良を加えたものに対しても、本発明を好ましく実施することができる。
【００３５】
例えば、ＲＥ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系円柱状結晶片を含む超電導バルク体であって、その上面と下面が下記の式（１）および式（２）を満たすことを特徴とする、磁場捕捉能が高い超電導バルク体に対して、好ましく本発明を実施することができる。
式（１）：    ０．９３  ≦  Ｘ  ≦  １．０７
（上式においてＸは、超電導相の組成式ＲＥxＢａ2Ｃｕ3Ｏy（ｙは６．８〜７．０）におけるＸ値を表す。）
式（２）：    θｃ  ≦  ６°
（上式において、θｃは上面または下面で観測される結晶の主軸のうちｃ軸に最も近いものとｃ軸とのなす角度を表し、前記領域に結晶の主軸が観測されない場合は式（２）を満たさないものとする。）
【００３６】
このような超電導バルク体は、下記の工程１によるか、あるいは下記の工程１と工程２により製造することが可能である。
＜工程１＞
種結晶溶融法で合成した円柱状合成結晶の上部と下部を除去して円柱状合成結晶中央部を取得するか、さらに当該円柱状合成結晶中央部を中心軸に垂直な方向に切断して円柱状合成結晶切断片を取得する工程。
＜工程２＞
前記工程１で取得した前記円柱状合成結晶中央部および前記円柱状合成結晶切断片のいずれか２以上を中心軸方向に積み重ねて積重体を形成する工程。
【００３７】
（超電導バルク磁石）
本発明の超電導バルク体を用いることによって、超電導バルク磁石を作製することができる。超電導バルク体に磁場を捕捉させるには、まず超電導バルク体に磁場を加え、液体窒素などで冷却する。その後、超電導バルク体が十分冷えた後に、外部の磁場を取り除いて超電導バルク体に磁場を捕捉する。超電導バルク体から超電導バルク磁石を作製する方法の詳細については、既知の方法を適宜選択して用いることができ、具体的には後述の実施例を参考にすることができる。
【００３８】
本発明の超電導バルク磁石は、様々な用途に効果的に応用されうる。例えば、磁気誘導型のドラッグデリバリーシステム、ＮＲＩ、ＮＭＲなどの診断・医療分野に応用することが可能であり、マグネトロンスパッタ装置などのエレクトロニクス分野にも応用することが可能である。さらに、水質浄化などを目的とした磁気分離装置などの環境分野にも応用することが可能であり、超電導モータ、発電機、フライホイールシステムなどの電気分野にも応用することが可能である。その他にも、幅広い技術分野での応用が期待される。
【実施例】
【００３９】
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００４０】
（実施例１）
高熱伝導部材を設置した超電導バルク体として、図１に示す構造を有するものを作製した。
超電導バルク体は、径が４０ｍｍで厚みが１５ｍｍの円柱形をしたＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏを加熱することによって作製した。その超電導バルク体１を鉄系形状記憶合金製のリング（円環）３で締結し、全体を被膜４で覆った。被膜４は、シリコーン樹脂（セメダイン社製スーパーＸ）１０ｇと、平均粒径が１７μｍである酸化アルミニウム２０ｇを２０℃で混合することにより調製した被膜形成剤を用いて形成した。超電導バルク体の底面（裏面）に径が３ｍｍで深さが１０ｍｍの穴を４個設けた。それらの穴に、径が３ｍｍで長さが３０ｍｍの高熱伝導部材２を挿入し、隙間にＢｉ系低融点合金を充填することにより、本発明品を作製した。
高熱伝導部材の長さは２０ｍｍであり、超電導バルク体１の外部では、シリコン樹脂製の保護体４で被覆されている。また、高熱伝導部材の先端は、液体窒素を入れたボンベに入れて冷却されている。さらに、高熱伝導部材の液体窒素と接触している表面とその近傍の表面には、銅製の網状体５が形成されている。この網状体の網目の孔径は約１ｍｍである。
このようにして作製された超電導バルク体に冷却下で磁場を捕捉して超電導バルク磁石を作製した。この磁石は、長時間にわたって安定な磁場強度を維持した。
【００４１】
（実施例２）
鉄系形状記憶合金製のリングの代わりにステンレス製のリングを用いたこと以外は、実施例１と同じ手順で超電導バルク磁石を作製した。
実施例２の超電導バルク磁石についても、実施例１と同様に優れた結果が得られた。
【００４２】
（実施例３）
高熱伝導部材を設置した超電導バルク体を用いて、図２に示す構造を作製した。
実施例１と同様の方法により、図示する構造を有する高熱伝導部材を設置した超電導バルク体を作製した。ここでは、リング（円環）３以外の上面に被膜４を形成しており、超電導バルク体の底面には金属としてＳｎＡｇＣｕ系無鉛はんだ７を含浸させている。メラミン製のオープンセル８が挿入されているステンレス製の容器６内に液体窒素を入れて、高熱伝導部材を設置した超電導バルク体を図示するように嵌め込んで一体化した。
このようにして作製された超電導バルク体に冷却下で磁場を捕捉して超電導バルク磁石を作製した。この磁石は、長時間にわたって安定な磁場強度を維持した。
【００４３】
（実施例４）
鉄系形状記憶合金製のリングの代わりにステンレス製のリングを用いたこと以外は、実施例３と同じ手順で超電導バルク磁石を作製した。
実施例４の超電導バルク磁石についても、実施例３と同様に優れた結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、安定な超電導特性を維持することができる超電導バルク磁石を提供することができる。また、本発明の超電導バルク磁石や超電導バルク体は、簡単な構造を有するものであることから、安価で簡便に製造することができるという特徴も有する。さらに、本発明の超電導バルク磁石や超電導バルク体は、冷却装置から比較的離れた場所で小回りがきく状態で可動的に使用することが可能であるという実用的な特徴も有する。これまで超電導バルク体の可動性が実用化のネックになっていたことから、本発明は超電導バルク体の利用促進を図り、産業の発展に大きく寄与する可能性がある。その応用分野は、診断・医療分野、エレクトロニクス分野、環境分野、電気分野など多岐にわたる。よって、本発明は産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【００４５】
１  超電導バルク体
２  高熱伝導部材
３  円環
４  被膜
５  保護体
６  容器
７  金属含浸表面
８  オープンセル
【図１】
2013211495.tif 000003
【図２】
2013211495.tif 000004