块磁结构体、采用其的NMR用磁体系统及块磁结构体的磁化方法与流程

本发明涉及块磁结构体及其磁化方法，更详细地讲，涉及通过采用不均匀的静磁场进行磁化而得到更均匀的磁场的块磁结构体、采用其的nmr用磁体系统及块磁结构体的磁化方法。

背景技术：

在单晶状的reba2cu3o7-x(re是稀土元素)相中分散了re2bacuo5相的氧化物超导块体(所谓qmg(注册商标)块体)具有高的临界电流密度(以下有时表示为“jc”。)，因而可通过磁场中的冷却及脉冲磁化进行励磁，可作为能产生强力磁场的超导块磁使用。

作为需要强磁场的应用领域，例如有nmr(核磁共振：nuclearmagneticresonance)、mri(磁共振成像：magneticresonanceimaging)。无论哪一领域中使用的超导块磁，都需要几t的强磁场和ppm级的高均匀性。

关于采用了氧化物超导块体的nmr应用，例如可列举专利文献1～6及非专利文献1、2中记载的在小型(例如桌上)nmr中的应用。这些小型nmr应用的基本技术思想如下。作为磁化用磁使用的以往的nmr用超导磁体使用超导线材，为比较大型，具有ppm级的高均匀性，且能够产生高强度的磁场。在以往的nmr用超导磁体的室温孔的内部，配置层叠多个环状氧化物超导块体而成的块磁结构体。通过将该块磁结构体在高均匀磁场中冷却到超导状态，去除外加磁场，由此将通过以往的nmr用超导磁体产生的均匀磁场复制(copy)到块磁结构体。

在这样的小型nmr中的应用中，通常采用宽孔(室温孔径89mm)的nmr用超导磁体。与之相应，组合使用外径60mm左右、内径30mm左右的环状氧化物超导块体。此时的磁化温度为40k左右的相当低温，在可得到十分高的临界电流密度(jc)的条件下进行磁化。其通过设定为并非环状氧化物超导块体的断面内的超导电流沿断面全体流过的状态(全磁化状态)，而是只部分地流过超导电流的状态(非全磁化状态)，从而能够具有富余地复制nmr用超导磁体内的强磁场。另外，为了确保磁化后复制在环状氧化物超导块体内的磁场的时间上的稳定性，而通过从磁化温度进一步冷却来形成小型nmr用的磁体。

这里，如果着眼于专利文献1～6及非专利文献1、2的磁化方法，例如专利文献1中公开了具有层叠环状氧化物超导块体而成的块磁的nmr系统中的利用脉冲磁化或静磁场磁化的磁化方法。专利文献2中公开了在具有层叠环状氧化物超导块体而成的块磁的nmr系统中，以中央部分的磁场强度分布具有上凸或下凸中的任一磁场分布的方式进行磁化的磁化方法。在磁场分布为上凸时，在其顶点磁场强度达到峰值，在磁场分布为下凸时，在其顶点磁场强度达到最小。

此外，专利文献3及非专利文献1中记载了通过外加均匀的静磁进行磁化的磁化方法。在该磁化方法中，采用具有圆筒形状的超导体的超导磁场发生装置，该圆筒形状的超导体是通过在圆筒形状且磁化率大的超导块体的两端面上同轴状配设圆筒形状且磁化率小的超导块体而构成的。例如根据专利文献3中公开的超导磁场发生装置，通过以满足规定条件的方式设计超导块体的磁化率和形状，能够在超导体的孔内形成超导体的轴向上的磁场强度均匀的捕捉磁场。

专利文献4中公开了在由圆筒形状的超导块体构成的超导体周围配置有补偿线圈的超导磁场发生装置。根据该超导磁场发生装置，在通过对超导体外加磁场进行磁化时，通过用补偿线圈补偿外加磁场，能够在超导体的孔内形成超导体的轴向上的磁场强度均匀的捕捉磁场。

专利文献5中公开了具有超导体的超导磁场发生装置，该超导体为圆筒形状，且以轴向上的中央部分的内径大于端部分的内径的方式形成。根据该超导磁场发生装置，通过使圆筒形状的超导体的轴向上的中央部分的内径大于端部分的内径，使抵消通过超导体的磁化而产生的不均匀磁场那样的磁场在超导体的孔内流过。专利文献5中，通过如此除去不均匀磁场，能够在超导体的孔内形成超导体的轴向上的磁场强度均匀的捕捉磁场。专利文献5中的磁化通过在均匀的磁场中插入高温超导体，冷却到超导转变温度以下，在高温超导体中捕捉磁场来进行。此外，专利文献5中公开：仅用高温超导体难得到均匀的磁场，需要在高温超导体的圆筒内的空间中配置补偿线圈。

专利文献6及非专利文献2中公开：通过在层叠环状氧化物超导块体而成的块磁的内侧，插入将具有高的临界电流密度jc的带状线材卷成螺旋状而成的筒，来消除与轴向垂直的磁场成分，得到均匀的磁场的磁化方法。

另一方面，在小型nmr中的应用中，将非常强力的磁场封闭在块磁结构体的紧凑的空间内。因此，对超导块体内部作用大的电磁应力。该电磁应力由于以封闭磁场展开的方式作用，所以也称为环向应力。在5～10t级的强磁场时，有时电磁应力超过超导块体本身的材料机械强度，其结果是，有超导块体破损的顾虑。如果超导块体破损，则超导块体不能产生强磁场。

为了防止由这样的电磁力导致的超导块体破损，例如专利文献7中公开了通过圆柱状的超导块体和围住它的金属环来构成超导块磁。通过形成这样的构成，冷却时对超导块体施加由金属环形成的压缩应力，由于该压缩应力具有减轻电磁应力的效果，所以能够抑制超导块体的裂纹。这样，专利文献7中示出能够防止圆柱状的超导块体的破损。

此外，作为用于防止超导块体破损的超导块体的其它构成例，例如专利文献8中公开了一种超导磁场发生元件，其通过将7个六角形的超导块体组合，在其周围配置由纤维强化树脂等形成的加强部件，并且在其外周配置由不锈钢及铝等金属形成的支持部件而构成。专利文献9中，公开了将晶轴的c轴向的厚度为0.3～15mm的环状超导块体层叠而成的氧化物超导块磁。专利文献10中，公开了将用于加强外周及内周的多个环状超导体层叠而成的超导块磁铁。专利文献11中，公开了将半径方向具有多重环结构的超导体层叠而成的超导块磁铁。专利文献12中，公开了用于加强一个块体的外周及上下面的块磁铁。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-006021号公报

专利文献2：日本特开2007-129158号公报

专利文献3：日本特开2008-034692号公报

专利文献4：日本特开2009-156719号公报

专利文献5：日本特开2014-053479号公报

专利文献6：日本特开2016-6825号公报

专利文献7：日本特开平11-335120号公报

专利文献8：日本特开平11-284238号公报

专利文献9：日本特开平10-310497号公报

专利文献10：日本特开2014-75522号公报

专利文献11：国际公开第2011/071071号

专利文献12：日本特开2014-146760号公报

非专利文献

非专利文献1：仲村高志等，低温工学46卷3号2011年

非专利文献2：hiroyukifujishiroetal，supercond.sci.technol.28(2015)095018

技术实现要素：

发明要解决的问题

可是，在这些专利文献1～12及非专利文献1、2中，没有记载使不均匀的静磁场磁化且能够均匀地磁化的块磁结构体及其磁化方法。

因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于，提供即使采用不均匀的外加磁场也能磁化均匀性更高的磁场的块磁结构体及其磁化方法。目的在于：提供即使在该磁化方法所需的结构及高的磁场强度条件下，也能够防止超导块体破损的块磁结构体、以及由此nmr用的磁场均匀性高的块磁结构体及采用其的nmr用磁体系统。

用于解决课题的手段

发明者们进行了锐意研究，结果发现：只要根据不均匀的静磁场在轴向使块磁结构体的内径变化，就能使磁化后的磁场均匀。块磁结构体一般通过重叠环状氧化物超导块体而构成，因此通过组合不同内径的环状氧化物超导块体，可得到具有适当的内径轴向分布的块磁结构体。

块磁结构体的内径的轴向的变化可通过使至少一个所述环状氧化物超导块体的内周径大于与该氧化物超导块体邻接的所述环状氧化物超导块体的内周径来实现。

此外，为解决上述课题，根据本发明的另一观点，提供一种块磁结构体，其具备多个环状氧化物超导块体和以覆盖多个层叠的环状氧化物超导块体的外周面的方式嵌合的至少1个外周加强环，至少一个环状氧化物超导块体的内周径大于与该氧化物超导块体邻接的环状氧化物超导块体的内周径。

环状氧化物超导块体中的位于层叠方向中央部的中央氧化物超导块体的内周径也可以大于与该中央氧化物超导块体邻接的所述环状氧化物超导块体的内周径。

比邻接的环状氧化物超导块体的内周径大的环状氧化物超导块体的层叠方向(z轴向)高度也可以为10mm～30mm。

在块磁结构体上，也可以再层叠圆柱状氧化物超导块体。

也可以在块磁结构体的层叠方向端部中的任一方上配置圆柱状氧化物超导块体。

另外，为解决上述课题，根据本发明的另一观点，提供一种块磁结构体，其具备多个环状氧化物超导块体、和以覆盖多个层叠的环状氧化物超导块体的外周面的方式嵌合的至少1个外周加强环；至少一个环状氧化物超导块体由交替配置环状氧化物超导块体和第1平面环而成的层叠体构成。

至少一个环状氧化物超导块体的内周径也可以大于与该氧化物超导块体邻接的环状氧化物超导块体的内周径。

环状氧化物超导块体中的位于层叠方向中央部的中央氧化物超导块体的内周径也可以大于与该中央氧化物超导块体邻接的所述环状氧化物超导块体的内周径。

比邻接的环状氧化物超导块体的内周径大的环状氧化物超导块体的层叠方向(z轴向)高度也可以为10mm～30mm。

在块磁结构体上，也可以再层叠圆柱状氧化物超导块体。

也可以在块磁结构体的层叠方向端部中的任一方上配置圆柱状氧化物超导块体。

与第1平面环构成层叠体的环状氧化物超导块体的厚度最好规定为5mm以下。

此外，为解决上述课题，根据本发明的另一观点，提供一种块磁结构体，其具备多个氧化物超导块体、和以覆盖多个层叠的氧化物超导块体的外周面的方式嵌合的至少1个外周加强环；多个氧化物超导块体包含至少1个环状氧化物超导块体，且通过层叠环状氧化物超导块体或圆柱状氧化物超导块体而构成，构成块磁结构体的氧化物超导块体中的至少1个由交替配置环状氧化物超导块体和第2平面环而成的层叠体构成，第2平面环由金属形成。

至少一个环状氧化物超导块体的内周径也可以大于与该氧化物超导块体邻接的环状氧化物超导块体的内周径。

环状氧化物超导块体中的位于层叠方向中央部的中央氧化物超导块体的内周径也可以大于与该中央氧化物超导块体邻接的所述环状氧化物超导块体的内周径。

比邻接的环状氧化物超导块体的内周径大的环状氧化物超导块体的层叠方向(z轴向)高度也可以为10mm～30mm。

在块磁结构体上，也可以再层叠圆柱状氧化物超导块体。

也可以在块磁结构体的层叠方向端部中的任一方上配置圆柱状氧化物超导块体。

这里，与第2平面环构成层叠体的环状氧化物超导块体的厚度最好规定为10mm以下。

此外，在氧化物超导块体与外周加强环之间，也可以具备第2外周加强环。

环状氧化物超导块体也可以在内部具备内周加强环。

在环状氧化物超导块体与内周加强环之间，也可以具备第2内周加强环。

第2平面环、外周加强环、第2外周加强环、内周加强环及第2内周加强环中的至少任1个也可以由热导率为20w/(m·k)以上或室温下的抗拉强度为80mpa以上的材质形成。

环状氧化物超导块体或圆柱状氧化物超导块体也可以以晶轴的c轴方向与环状氧化物超导块体或圆柱状氧化物超导块体的内周轴大致一致，且晶轴的a轴方向在环状氧化物超导块体或圆柱状氧化物超导块体之间按规定的角度范围内错开的方式进行层叠。

在构成块磁结构体的氧化物超导块体中，至少1个环状氧化物超导块体或圆柱状氧化物超导块体也可以具有内周轴一致的多重环结构。

至少一个所述环状氧化物超导块体也可以由所述环状氧化物超导块体和第1平面环交替配置而成的层叠体构成。

氧化物超导块体也可以含有氧化物，该氧化物具有在单晶状的reba2cu3oy中分散了re2bacuo5(re为选自稀土元素中的1种或2种以上的元素。6.8≤y≤7.1)的组织。

再者，有关上述块磁结构体的特定事项，也可以在本发明的各种观点中，在不特别产生不适合的范围内进行适宜的组合。

另外，为解决上述课题，根据本发明的另一观点，提供一种nmr用磁体系统，其包含收纳在真空容器内的上述任一个块磁结构体、对块磁结构体进行冷却的冷却装置、和调整块磁结构体的温度的温度控制装置。

为解决上述课题，根据本发明的某观点，提供一种块磁结构体的磁化方法，其中，块磁结构体具有至少1个环状氧化物超导块体，且通过层叠环状氧化物超导块体或圆柱状氧化物超导块体而构成；所述块磁结构体的磁化方法包含基本磁化工序，其通过用于调整块磁结构体的温度的温度控制装置及对块磁结构体外加磁场的磁场发生装置，在维持块磁结构体的超导状态的状态下，通过磁场发生装置降低外加给块磁结构体的外加磁场的强度；在基本磁化工序后，按照形成块磁结构体的轴向上的至少一部分区域的磁场分布比磁化前的外加磁场分布变得均匀的磁场均匀化区域的方式，控制温度控制装置或磁场发生装置中的至少任一者，将块磁结构体磁化。

在将由在块磁结构体的轴向具有规定间隔的任意区域的磁场分布得到的、相对于该区域中的平均磁场强度的最大磁场强度和最小磁场强度的差的比例作为表示磁场的均匀性的均匀性评价指标时，也可以将磁场均匀化区域中的磁化前的外加磁场分布的均匀性评价指标规定为100ppm以上。

在将由在块磁结构体的轴向具有规定间隔的任意区域的磁场分布得到的、相对于该区域中的平均磁场强度的最大磁场强度和最小磁场强度的差的比例作为表示磁场的均匀性的均匀性评价指标时，磁场均匀化区域中的磁化前的外加磁场分布的均匀性评价指标为100ppm以上，与磁化后的区域对应的块磁结构体的磁场分布的均匀性评价指标小于磁化前的外加磁场分布的均匀性评价指标，且也可以低于100ppm。由于均匀性评价指标越小均匀性越高，所以下限值越小越优选。但是，要使均匀性评价指标为0，则需要非常高精度的设计、施工、操作。也可以根据现实的用途及其费用对效果，调整均匀性评价指标(下限值)，例如，也可以规定为2ppm以上、4ppm以上、6ppm以上、10ppm以上、15ppm以上、20ppm以上、25ppm以上、30ppm以上、35ppm以上、40ppm以上、45ppm以上、50ppm以上。

此外，上述块磁结构体的磁化方法也可以包含：第1温度调整工序，其在基本磁化工序后，将块磁结构体的温度保持或升温到规定的温度，提高磁场均匀化区域的磁场分布的均匀性；和第2温度调整工序，其在第1温度调整工序后，将块磁结构体降温。

这里，采用磁场发生装置的磁化前的块磁结构体的轴向上的外加磁场分布在磁场中心部为上凸或下凸，在第1温度调整工序中，至少使配置在块磁结构体的中央部分上的环状氧化物超导块体的超导电流分布变化。

在第1温度调整工序中，将配置在块磁结构体的中央部分的环状氧化物超导块体形成为在该环状氧化物超导块体全体中流过超导电流的全磁化状态。

此外，采用磁场发生装置磁化前的块磁结构体的轴向上的外加磁场分布在磁场中心部为上凸或下凸，也可以在块磁结构体的中央部分配置交替层叠环状氧化物超导块体和第1平面环而成的层叠体。

这里，与第1平面环构成层叠体的环状氧化物超导块体的厚度也可以为5mm以下。

此外，采用磁场发生装置磁化前的块磁结构体的轴向上的外加磁场分布在磁场中心部或夹着磁场中心部的中心邻接部为上凸或下凸，构成块磁结构体的氧化物超导块体中的至少1个由环状氧化物超导块体和第2平面环的层叠体构成，第2平面环也可以由金属形成。

这里，与第2平面环构成层叠体的环状氧化物超导块体的厚度也可以为10mm以下。

上述块磁结构体也可以是nmr用磁体。

用上述块磁结构体的磁化方法磁化的块磁结构体也可以是上述任一项所述的块磁结构体。

发明效果

根据以上说明的本发明，可得到即使采用不均匀的外加磁场也能够使均匀性高的磁场磁化的块磁结构体及其磁化方法。

附图说明

图1是表示用于对本发明的一个实施方式涉及的块磁结构体进行磁化的磁化系统的概略构成的说明图。

图2是关于本发明的一个实施方式涉及的块磁结构体的磁化方法，表示外加给块磁结构体的不均匀的外加磁场分布的一个例子和磁化后的块磁结构体内的均匀化的磁场分布的一个例子的说明图。

图3a是表示以往的小型nmr用的块磁结构体的磁化中所用的磁化方法的一个例子的说明图。

图3b是表示本发明的一个实施方式涉及的块磁结构体的磁化方法的说明图。

图4是表示环状氧化物超导块体的外观图及剖视图的说明图。

图5a是磁化条件1时的氧化物超导块体的电流分布及磁场分布的概念图。

图5b是磁化条件2时的氧化物超导块体的电流分布及磁场分布的概念图。

图5c是磁化条件3时的氧化物超导块体的电流分布及磁场分布的概念图。

图6是表示本发明的一个实施方式涉及的块磁结构体的一个构成例的概略剖视图。

图7是表示图6的块磁结构体的基本磁化工序后的使温度上升时的磁场分布的一个例子的说明图。

图8是表示同一实施方式涉及的块磁结构体的其它构成例的概略剖视图。

图9是表示同一实施方式涉及的块磁结构体的其它构成例的概略剖视图。

图10是表示第1实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的一个例子的概略分解立体图。

图11a是表示第2实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的一个例子的概略分解立体图。

图11b是图11a所示的块磁的局部剖视图。

图11c是同一实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的变形例，示出沿块磁的中心轴线切断时的局部剖视图。

图11d是同一实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的其它变形例，示出沿块磁中心轴线切断时的局部剖视图。

图12是表示第3实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的一个例子的概略分解立体图。

图13是表示第4实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的一个例子的概略分解立体图。

图14a是表示第5实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的一个例子的概略分解立体图。

图14b是同一实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的变形例，示出沿块磁中心轴线切断时的局部剖视图。

图14c是同一实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的其它变形例，示出沿块磁中心轴线切断时的局部剖视图。

图14d是同一实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的其它变形例，示出沿块磁中心轴线切断时的局部剖视图。

图14e是同一实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的其它变形例，示出沿块磁中心轴线切断时的局部剖视图。

图15a示出第6实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的沿中心轴线切断时的局部剖视图。

图15b是同一实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的其它构成例，示出沿中心轴线切断时的局部剖视图。

图15c是同一实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的其它构成例，示出沿中心轴线切断时的局部剖视图。

图16是表示环状块体的结晶学上的方位的摇动的说明图。

图17a是表示第8实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的一个例子的概略分解立体图。

图17b是同一实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的环状块体的一个构成例，示出环状块体的平面图。

图17c是同一实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的环状块体的其它构成例，示出环状块体的平面图。

图17d是同一实施方式涉及的由环状块体和第1平面环构成的层叠体的环状块体的其它构成例，示出环状块体的平面图。

图18是表示实施例1中磁化的各工序中的块磁结构体的中心轴上的磁场分布的测定结果的说明图。

图19是表示实施例3中作为磁化对象的块磁结构体的构成的概略剖视图。

图20a是表示实施例4中作为磁化对象的块磁结构体的构成的概略剖视图。

图20b是表示实施例4中配置在块磁结构体的端部上的两个块磁的构成的概略剖视图。

图21a是表示实施例5中作为磁化对象的块磁结构体的构成的概略剖视图。

图21b是表示实施例5中设在一端侧上的圆板状的块磁的构成的概略剖视图。

图21c是表示用于对图21a所示的块磁结构体进行磁化的磁化系统的概略构成的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选的实施方式详细地进行说明。再者，在本说明书及附图中，对于实质上具有相同功能构成的构成要素标记同一符号，由此将重复的说明省略。

首先，对本发明的实施方式中使用的氧化物超导块体进行说明。本实施方式中使用的氧化物超导块体也可以是具有在单晶状的reba2cu3o7-x中微细分散了以re2bacuo5相(211相)等为代表的非超导相的组织的(所谓qmg(注册商标)材料)。这里，所谓单晶状，意思并非完美的单晶，也包含具有小倾角晶界等对实用没有妨碍的缺陷者。reba2cu3o7-x相(123相)及re2bacuo5相(211相)中的re为包括y、la、nd、sm、eu、gd、dy、ho、er、tm、yb、lu的稀土类元素及它们的组合，含有la、nd、sm、eu、gd的123相偏离1∶2∶3的化学计量组成，也有时形成在re的位点ba部分置换的状态。此外，已知即使在非超导相的211相中，la、nd与y、sm、eu、gd、dy、ho、er、tm、yb、lu也有一些不同，金属元素的比为非化学计量的组成，或晶体结构不同。

上述的ba元素的置换有使临界温度降低的倾向。此外，在氧分压更小的环境中，有抑制ba元素的置换的倾向。

123相可通过211相与含有ba和cu的复合氧化物的液相的包晶反应、211相+液相(ba和cu的复合氧化物)→123相而生成。而且，通过该包晶反应，生成123相的温度(tf：123相生成温度)大致与re元素的离子半径相关，随着离子半径的减小tf下降。此外，有伴随着低氧气氛及ag添加tf下降的倾向。

211相微细分散在单晶状的123相中的材料因在123相晶体生长时未反应的211晶粒残留在123相中而生成。即，氧化物超导块体通过用211相+液相(ba和cu的复合氧化物)→123相+211相表示的反应而生成。

关于氧化物超导块体中的211相的微细分散，从提高jc的观点出发是非常重要的。通过微量添加pt、rh或ce中的至少一种，可抑制半熔融状态(由211相和液相形成的状态)下的211相的晶粒生长，结果材料中的211相被微细化到大约1μm左右。从出现微细化效果的量及材料成本的观点出发，优选添加量以pt计为0.2～2.0质量％、以rh计为0.01～0.5质量％、以ce计为0.5～2.0质量％。添加的pt、rh、ce在123相中部分固溶。此外，未能固溶的元素形成与ba及cu的复合氧化物，散布在材料中。

此外，构成磁体的氧化物超导块体即使在磁场中也需要具有高的临界电流密度(jc)。要满足该条件，需要是超导上为弱结合的不含大倾角晶界的单晶状的123相。为了具有更高的jc特性，需要用于停止磁通的变化的钉扎中心。作为该钉扎中心发挥功能的是微细分散的211相，优选更细地且更多地分散。如前所述的那样，pt、rh及ce具有促进该211相的微细化作用。此外，作为钉扎位点，已知baceo3、basio3、bageo3、basno3等的可能性。此外，211相等非超导相通过微细分散在易劈开的123相中，机械地强化超导体，还承担着以块体材料成立的重要的作用。

关于123相中的211相的比例，从jc特性及机械强度的观点出发，优选为5～35体积％。此外，材料中，一般含有5～20体积％的50～500μm的范围的空隙(气泡)，另外在添加ag时，根据添加量含有超过0体积％且25体积％以下的1～500μm的范围的ag或ag化合物。

此外，晶体生长后的材料的氧缺损量(x)在0.5左右时表示半导体的电阻率的温度变化。通过利用各re系在350℃～600℃、在氧气氛中对其进行100小时左右的退火，使氧进入材料中，氧缺损量(x)达到0.2以下，显示出良好的超导特性。此时，超导相中形成双晶结构。但是，包括此点，这里称为单晶状。

接着，对用于对本实施方式涉及的块磁结构体进行磁化的装置和磁化方法的概念进行说明。

[磁化系统构成]

图1是表示用于对本实施方式涉及的块磁结构体进行磁化的磁化系统1的概略构成的说明图。本实施方式涉及的磁化系统1如图1所示的那样，包括磁场发生装置5、内部收纳了块磁结构体100的真空绝热容器10、冷却装置20和温度控制装置30而构成。

磁场发生装置5是用于对块磁结构体50施加磁场的产生外加磁场(外部磁场)的装置。磁场发生装置5中收纳有筒状的超导磁体7，在其中空部分可配置有真空绝热容器10。真空绝热容器10中收纳块磁结构体50。

块磁结构体50以载置在冷却装置20的冷头21上的状态配置在真空绝热容器10内。由此，块磁结构体50与冷却装置20热连接，形成通过冷却装置20可进行冷却的状态。此外，冷头21中设有用于使块磁结构体50的温度上升的加热器23。另外，在真空绝热容器10内，也可以设置测定容器内温度的一个或多个温度传感器(未图示)。温度传感器例如也可以设置在真空绝热容器10上部或载置块磁结构体50的冷头21附近。

冷却装置20是对块磁结构体50进行冷却的装置。作为冷却装置20，例如能够使用液体氦或液体氖等制冷剂及gm制冷机(gifford-mcmahoncooler)、脉冲管制冷机等。冷却装置20由温度控制装置30控制和驱动。温度控制装置30根据磁化的各工序对冷却装置20进行控制，以使块磁结构体50的温度达到所希望的温度。

[磁化方法的概要]

在采用图1所示的磁化系统1对块磁结构体进行磁化时，例如对于用于nmr、mri的块磁结构体，需要几t的强磁场和ppm级的高均匀性。可是，通过以往的非nmr/mri用磁体的比较廉价的普通磁场发生装置5外加给块磁结构体的外加磁场的分布如图2左侧所示的那样，在块磁结构体的轴向(z方向)不均匀。例如，以磁场强度的峰值为中心在包含该峰值的轴向10mm的范围内，有时磁场强度偏移500ppm左右。如果通过这样的外加磁场，用以往的磁化方法对块磁结构体进行磁化，则块磁结构体的磁场分布也为同样的分布，可将不均匀的磁场复制到块磁结构体。

这里，作为磁场分布的均匀性评价指标，采用以ppm表示相对于某区域中的平均磁场强度的最大磁场强度和最小磁场强度的差的比例。mri用磁体中，在想使磁场分布均匀化的区域(即磁场均匀化区域)中，作为外加磁场分布的均匀性评价指标多要求高至ppm级程度的磁场均匀度。与此相对应，不以nmr及mri的高均匀度的磁场发生为主要目的的磁场发生装置可产生的磁场的均匀度比较不均匀，磁场均匀化区域中要求的磁场均匀度作为外加磁场分布的均匀性评价指标多为100ppm以上。因此，在采用上述磁场均匀化区域中的磁化前的外加磁场分布的均匀性评价指标达到100ppm以上那样的比较廉价的磁场发生装置，应用本发明的磁化方法的情况下，优点大，是优选的。另外，更优选采用这样的比较廉价的磁场发生装置，将磁化后的块磁结构体的磁场分布的均匀性评价指标规定为低于100ppm，进一步优选规定为50ppm以下。但是，即使在用具有100ppm以下的高均匀度的外加磁场分布进行磁化时，由于是用于得到更高的均匀度的磁化方法，所以本磁化方法发挥高的有效性是不言而喻的。

再者，某点的磁场强度可基于霍尔元件或高灵敏度的磁场测定装置(例如，特斯拉计(metrolab公司制造))及nmr信号的半峰宽等而大致求出。此外，最大磁场强度及最小磁场强度为某区域中的最高的磁场强度值及最低的磁场强度值，平均磁场强度为最大磁场强度和最小磁场强度的平均值。

在本发明涉及的块磁结构体的磁化方法中，目的是在通过外部的磁场发生装置5发生的外加磁场的分布不变更的情况下，采用不均匀的静磁场使块磁结构体磁化，得到更均匀的磁场。例如如图2右侧所示的那样，通过使被外加磁场磁化的块磁结构体内的磁场分布的峰值小于外加磁场的峰值(例如，规定为1/5左右以下)，可使轴向上的规定范围内的块磁结构体的磁场分布均匀。

以下，基于图3a～图5c对本实施方式涉及的块磁结构体的磁化方法进行更具体的说明。这里，图3a是表示以往的小型nmr用的块磁结构体的磁化中使用的磁化方法的一个例子的说明图。图3b是表示本发明的一个实施方式涉及的块磁结构体的磁化方法的说明图。图4是表示环状氧化物超导块体的外观图及剖视图的说明图。图5a～图5c是磁化条件1～3中的氧化物超导块体的电流分布及磁场分布的概念图。再者，以下，将环状氧化物超导块体也称为“环状块体”。

首先，基于图3a及图3b，对以往的块磁结构体的磁化方法和本发明的一个实施方式涉及的块磁结构体的磁化方法进行比较及说明。再者，图3a及图3b中，实线表示由温度控制装置控制的块磁结构体的温度，虚线表示通过磁场发生装置发生的外加磁场的磁场强度。

以往的块磁结构体的磁化方法如图3a所示的那样，首先，作为磁化前工序，通过磁场发生装置产生外加给块磁结构体的外加磁场，将磁场强度提高到规定的磁场强度。然后，在形成规定的外加磁场时，温度控制装置开始块磁结构体的冷却，达到超导转变温度(tc)以下的规定温度(磁化温度)。然后，在冷却到磁化温度时，磁场发生装置缓慢减小外加磁场，进行块磁结构体的磁化处理。将直到开始采用该磁场发生装置的减磁(即块磁结构体的磁化处理)为止的状态规定为磁化前状态。

在通过使外加磁场减磁而使块磁结构体中流过超导电流的区域增大的磁化工序结束前，为了抑制块磁结构体内捕捉的磁通下降的磁通蠕变，通过温度控制装置，将温度从磁化温度进一步降低到规定温度，使复制在块磁结构体中的磁场分布稳定化。将为了抑制磁通蠕变而将温度降低到规定温度以后的状态作为磁化后状态。

在图3a所示的磁化方法中，如果对块磁结构体外加图2左侧那样的外加磁场，则同样的磁场分布被复制到块磁结构体中，成为不均匀的磁场分布。因而，在本实施方式涉及的磁化方法中，如图3b所示的那样，进行减磁后使块磁结构体暂时升温或保持比作为目标的磁化温度高的规定温度的工序，然后，通过实施用于抑制磁通蠕变的冷却工序，使块磁结构体的至少一部分的轴向范围的磁场分布均匀化。

这里，采用图4及图5a～图5c对本实施方式涉及的磁化方法中的磁化状态进行说明。这里，例如按几个磁化条件考虑有关图4所示那样的环状的氧化物超导块体70的磁化状态。图5a～图5c示出了在各个磁化条件下，在将外加给普通传导状态的块磁结构体的磁场形成超导状态后进行冷却，然后去除外加磁场的基本磁化工序中的块磁结构体内的磁化状态。图5a～图5c中，采用图4所示的轴向及半径方向上的氧化物超导块体70的断面72，示出超导电流不流过的区域72a和超导电流流过的区域72b，还一并示出该断面中的临界电流密度分布及磁场分布。

(磁化条件1：t＝ts、ba＝b1)

首先，作为磁化条件1，将普通传导状态的环状氧化物超导块体放置在磁场b1中，在冷却至超导转变温度(tc)以下的温度ts后，缓慢降低外加磁场。图5a中示出此时的氧化物超导块体内的超导电流的分布及磁场分布。状态a为减磁前的状态，在氧化物超导块体内超导电流不流过。如果缓慢降低外加磁场，则如状态b所示的那样，在环状氧化物超导块体内，具有临界电流密度jc(ts)的值的超导电流流过的区域72b从外周部分出现。另外在降低外加磁场后，如果将外加磁场设为零，则如状态c所示的那样，具有临界电流密度jc(ts)值的超导电流流过的区域72b进一步向内侧扩展。磁化条件1中，如状态c所示的那样，存在在外加磁场为零时在氧化物超导块体断面内侧超导电流也不流过的区域72a。以下将这样的状态称为“非全磁化状态”。

(磁化条件2：t＝th(th＞ts)、ba＝b1)

接着，磁化条件2中，外加磁场与磁化条件1相同，但将氧化物超导块体的磁化温度规定为比磁化条件1中的温度ts高的温度th。在相对于磁化条件1温度高、临界电流密度jc低的磁化条件2中，如图5b所示的那样，在减磁前的状态即状态a时，与磁化条件1同样，在氧化物超导块体内超导电流不流过。如果缓慢降低外加磁场，则如状态b所示的那样，在环状氧化物超导块体内，具有临界电流密度jc(ts)的值的超导电流流过的区域72b从外周部分出现。此时，出现与磁化条件1相比超导电流更快地流过到内侧的区域72b。然后，在使外加磁场进一步降低后，在外加磁场为零的状态c时，在氧化物超导块体的整个断面流过超导电流。以下将这样的状态称为“全磁化状态”。

(磁化条件3：t＝ts、ba＝b2(b2＞b1))

另一方面，磁化条件3中，磁化温度与磁化条件1相同，但使外加磁场高于磁化条件1。在这样的磁化条件时，如图5c所示的那样，在减磁前的状态即状态a下，与磁化条件1、2同样，在氧化物超导块体内超导电流不流过。如果缓慢降低外加磁场，则如状态b所示的那样，在环状氧化物超导块体内，具有临界电流密度jc(ts)的值的超导电流流过的区域72b从外周部分出现。此时，与磁化条件2同样，出现与磁化条件1相比超导电流更快地流过到内侧的区域72b。然后，在使外加磁场进一步降低后，在外加磁场为零的状态c时，在氧化物超导块体的整个断面流过超导电流。成为全磁化状态。

此外，如果着眼于氧化物超导块体断面内的磁通密度的梯度，则由图5b及图5c得知：磁通密度的梯度与临界电流密度jc成正比例。图5a～图5c中，临界电流密度jc相对于温度为固定(即不变化)的示出3个磁化条件，但实际上对数地与时间同时下降。因此，环状氧化物超导块体内捕捉到的磁通与时间同时下降。将如此与时间同时缓慢降低的现象称为蠕变。但是，在如磁化条件1那样形成非全磁化状态时，即使在因蠕变而使临界电流密度jc下降时，也能按临界电流密度jc下降的程度，在还未流过超导电流的区域中流过超导电流。因此，氧化物超导块体内部的磁通按电流分布变化的程度，停留在极少地下降。另一方面，在磁化条件2、3时，因蠕变而使临界电流密度jc下降的程度涉及到全部氧化物超导块体内的磁通密度的变化，出现大的磁场蠕变。

另外，图5a～图5c中，示出轴向十分长的环状氧化物超导块体的概念图，但实际的长度是有限的，因此位于轴向端部的块磁的一方不存在邻接的块磁。因此，随着磁场急剧下降，磁场梯度增大，因此流过大的临界电流，这样的话流过临界电流的区域向内周侧流动。其结果是，氧化物超导块体断面内的临界电流密度jc分布成为在上下端部更进入内侧的分布，此外，在上下端部捕捉的磁场强度也下降。

因此，鉴于上述见识，在本实施方式涉及的块磁结构体的磁化方法中，在采用不均匀的外加磁场分布对氧化物超导块体进行磁化时，以形成块磁结构体的轴向上的至少一部分区域的磁场分布比磁化前的外加磁场分布均匀的磁场均匀化区域的方式，控制温度控制装置或磁场发生装置中的至少任一方，对块磁结构体进行磁化。如上所述，磁化是在超导状态下通过使外加磁场变化，利用感应的超导电流使超导块体磁化，是使超导块体作为磁铁(磁体)发挥功能的工序。这里，将该磁化工序称为基本磁化工序。

使氧化物超导块体磁化的不均匀的外加磁场分布例如如图2左侧所示的那样，在轴向中心部具有外加磁场分布的峰值，在中心夹着峰值位置的大约10mm的范围，有大约500ppm的磁场强度的差。再者，该外加磁场分布通常是卷成同心圆筒状的卷线的对称轴(z轴)上的分布。外加磁场一般来讲由要求高均匀性的nmr用超导磁体以外的超导磁体(通用实验用等)的磁体来产生。

另一方面，在以往的小型nmr中的应用中，在采用nmr用超导磁体的ppm级的均匀性的外加磁场中使块磁结构体磁化。所以，可将高均匀性的外加磁场(一般ppm级的均匀性的磁场)复制在块磁结构体中。可是，根据本实施方式，在不均匀的外加磁场分布中，通过控制温度控制装置或磁场发生装置中的至少任一方，能够使块磁结构体的轴向上的至少一部分区域的磁场分布比磁化前的外加磁场分布均匀。例如如图2右侧所示的那样，轴向中心部的磁场强度的峰值减小，可大幅度改善磁场均匀性。如此，本发明的本质是：提供相对于磁化前的不均匀的外加磁场分布，可大大改善磁化后的块磁结构体内的磁场分布的块磁结构体及其磁化方法。

一般来讲，用于产生所希望的磁场空间的磁体(例如，实验用、nmr用、mri用等的磁体)的磁场强度、磁场的空间均匀度及磁场均匀空间的体积为重要的指标。nmr用及mri用的磁体与一般的实验用磁体相比，要求高的磁场均匀性。此外，一般来讲mri用磁体与nmr用磁体相比，因测定对象为大型而要求宽广的磁场均匀空间，但因测定方法不同，均匀度也可以是低一位数左右的值。一般来讲通用的实验用的磁体能按不要求高的均匀度的程度廉价。

这些磁体都是以尽量得到高磁场、高均匀度、大空间的磁场的方式进行设计。基于这样的思想设计的磁体通常采取将线圈卷成同心圆状、尽量提高了对称性(轴对称性、相对于轴的双方向的对称性)的结构。在形成这样的结构时，将轴向表示为x方向、将半径方向表示为y方向的磁场分布y＝f(x)在磁体的中心位置上具有基本上微分值(dy/dx)为零的极值。即，具有有限的体积的磁体具有上凸或下凸中任一个磁场分布。在磁场分布向上凸时，磁场强度达到峰值，在磁场分布向下凸时，磁场强度取得最小值。

这里，本发明中，需要将转印到块磁结构体的磁化前的不均匀的外加磁场分布变化为均匀的磁场分布。因此，本发明中，例如如图6、图8及图9所示的那样，以与要使磁场分布均匀化的区域(磁场均匀化区域)对应的环状块体的内径大于其它环状块体的内径的方式来构成块磁结构体。与要使该磁场分布均匀化的区域(磁场均匀化区域)对应的环状块体也可以位于块磁结构体的层叠方向中央部分。再者，本说明书中，所谓环状氧化物超导块体中的层叠方向中央部，也可以换读为相当于环状氧化物超导块体中的测定部的部位。

(构成a)

例如，图6所示的块磁结构体50a包含：由多个环状块体51a～51g构成的环状块体部51a、和由分别嵌合在各环状块体51a～51g的外周中的多个外周加强环53a～53g构成的外周加强环部53。块磁结构体50a通过以使各环状块体51a～51g的中心轴一致的方式层叠而构成。各环状块体51a～51g以外径相同、但内径越朝轴向中心越大的方式(即，以减小半径方向的厚度的方式)层叠。具体地讲，位于轴向两端的环状块体51a、51g的内径最小，中央部的环状块体51d的内径为最大。图6中，设定环状块体51b、51c、51e、51f的内径比最大内径小，比最小内径大。在根据本发明的一方案的磁化方法中，可对环状块体作用大的电磁力。例如，将使环状块体膨胀的朝圆周方向的拉力(箍紧力)等给环状块体带来断裂的应力发生作用。因此，根据本发明的一方案的块磁结构体具备外周加强环。通过具备外周加强环，即使对环状块体作用大的电磁力(应力)时，也能够防止环状块体断裂。

在这样的图6所示的块磁结构体50a中，以在内径最大的中央部的环状块体51d附近使磁场分布均匀的方式，通过图3b所示那样的工序进行磁化。即，将包含图6所示的由多个环状块体51a～51g构成的环状块体部51a的块磁结构体50a载置在绝热真空容器内的冷头上，首先，在充分的低温下进行磁化，形成块磁结构体全体的磁场分布几乎不变化的非全磁化状态。接着，使块磁结构体缓慢升温，只将至少半径方向的厚度小的中央部的环状块体51d形成全磁化状态，然后，实施抑制磁通蠕变的冷却。由此，能够使形成全磁化状态的轴向中央部的环状块体的过高的磁通密度降低，使磁通密度均匀化。这里，如果图6所示的51d的内径与51b、51c、51e、51f相同(即，从51b到51f的轴向的高度为80mm)，则为图7的状态d，没有产生磁场的均匀化。如状态b所示的那样良好地产生均匀化的51d的z轴向的厚度(高度)依赖于外加的磁场分布的形状。51d等各环状块体的z轴向的厚度(高度)也可以为10mm～30mm。只要在该范围，根据本发明就能容易得到均匀磁场。

nmr分光中所用的试样管的轴向的长度一般为20mm左右，该区域的磁场的均匀度是重要的，在51d等各环状块体的z轴向的厚度为10mm～30mm时，能够更有效地进行均匀化。此外，作为例子，图6的51d的内径和其两邻的51c及51e的内径的差从尺寸精度的观点出发优选为1mm以上。

再者，在专利文献5的对应专利(专利第6090557号)公报中，公开：

“一种超导体，其是具备为圆柱形状的外形的轴芯和同轴芯的内侧空间部的筒形状的超导体，其中，

所述内侧空间部包含：在沿着所述轴芯的方向位于中央的中央空间部分、和在沿着所述轴芯的方向位于所述中央空间部分的两侧的端空间部分；

构成为与所述中央空间部分的所述轴芯垂直的方向的内侧尺寸大于与所述端空间部分的所述轴芯垂直的方向的内侧尺寸；

所述内侧空间部具有：第1角部，其中以与所述中央空间部分的所述轴芯正交的姿势交叉的第1面及第2面与沿着2个所述端空间部分的所述轴芯的方向的侧面相交；和第2角部，其所述第1面及所述第2面与沿着所述中央空间部分的所述轴芯的方向的侧面相交；

所述第2角部在所述超导体的内部流过超导电流的区域的更内侧，位于不流过超导电流的区域”。在该超导体中，超导体全体为非全磁化的状态，且不存在全磁化状态的环状块体。

专利文献5的第2角部相当于本发明涉及的图6的51d的内周角部，但51d的内周角部为全磁化状态，即为流过超导电流的区域。换句话讲，在本申请发明的一方案中，可得到“一种超导体，其中，所述第2角部在所述超导体的内部流过超导电流的区域的边界(外侧)，位于流过超导电流的区域(边界)”。

例如，图7中示出图6的块磁结构体50a的基本磁化工序后的使温度上升时的磁场分布的一个例子。图7中，按状态a、状态b、状态c的顺序升温到高的温度。在图7的状态a时，所有的环状块体51a～51g中存在不流过超导电流的区域72a，但如果再升温，则如状态b所示的那样，首先，形成半径方向的厚度最小的环状块体51d全体流过超导电流的区域72b，成为全磁化状态。然后，如果进一步升温，则如状态c所示的那样，接着环状块体51d到半径方向的厚度小的环状块体51b、51c、51e、51f都成为全磁化状态。

如果看图7的状态a～c的中央区域(这里规定为环状块体51c～51e的轴向区域。)中的磁场强度的分布，则如图7下侧所示的那样，磁场强度的峰值按状态a、状态b、状态c的顺序下降，在该区域磁场分布被均匀化。如此，在基本磁化工序后，通过从磁化温度升温到规定的温度，能够形成轴向的规定区域中的磁场强度分布。再者，图7的状态d如上所述，为图6所示的51d的内径与51b、51c、51e、51f相同，从51b到51f的轴向的高度为80mm的情况，在此种情况下不产生磁场的均匀化。

(构成b)

在图6所示的构成a中，为了使块磁结构体50a的轴向中央部的过高的磁通密度降低，在该区域中配置半径方向的厚度小的环状块体，但作为其它构成，例如通过交替地层叠轴向的厚度小的环状块体和第1平面环，构成轴向中央部的环状块体，也能够使中央部分的磁通降低。也就是说，也可以在块磁结构体的层叠方向轴向中央部的环状块体中采用第1平面环。

具体地讲，如图8所示的那样，块磁结构体50b包含环状块体部51b和外周加强环部53，环状块体部51b由多个环状块体51a～51c、51e～51g及包含环状块体和第1平面环的层叠体(以下也简称为“层叠体”。)51d构成，外周加强环部53由分别嵌合在各环状块体51a～51c、51e～51g及层叠体51d的外周的多个外周加强环53a～53g构成。块磁结构体50b通过以使各环状块体51a～51c、51e～51g及层叠体51d的中心轴一致的方式层叠而构成。各环状块体51a～51c、51e～51g及层叠体51d以外径相同但内径越朝轴向中心越大的方式(即，以半径方向的厚度减小的方式)进行层叠。具体地讲，位于轴向两端的环状块体51a、51g的内径最小，中央部的层叠体51d的内径为最大。图8中，环状块体51b、51c、51e、51f的内径以小于最大内径、大于最小内径的方式设定。

层叠体51d通过交替地层叠轴向厚度小的环状块体51d1和第1平面环51d2而构成。此时，环状块体51d1位于层叠体51d的轴向两端。在层叠体51d中，在环状块体51d1的断面内流过超导电流以维持中央部分的磁通密度，但能够维持中央部分的磁场的电流量按存在第1平面环51d2的程度减小。因此，升温时，与层叠体51d邻接的环状块体相比，以快的步骤达到全磁化状态。所以，通过缓慢升温，可使中央部的过高的磁通密度降低，使磁通密度均匀化。

即，通过在块磁结构体50b的轴向的至少一部分上设置通过交替地层叠比较薄的环状块体51d1和第1平面环51d2而成的层叠体51d，使实质上具有该层叠结构的块磁结构体50b的平均临界电流降低，与周边的块磁相比能够以快的步骤达到全磁化状态。再者，为了在块磁结构体50b的轴向中心部形成均匀性优异的区域，在层叠薄的环状块体和第1平面环，并控制包含它们的51d的临界电流时，从电流分布的均匀性的观点出发，环状块体和第1平面环的厚度分别优选薄。第1平面环的厚度与环状块体相比比较容易调整，但关于环状块体，从加工成品率及加工性的观点出发，也依赖于直径(外径)，但环状块体51d1的厚度优选为5mm以下，更优选为2mm以下且0.3mm以上。这是因为如果环状块体51d1的厚度为0.3mm以下，则容易发生裂纹，容易发生环状块体的特性的不均匀。第1平面环是调整包含第1平面环的块磁中的环状块体和第1平面环的比例，调整该块磁的超导体的截面积的。因此，与环状块体的厚度相对应，厚度优选为5mm以下，更优选为2mm以下。此外，第1平面环可以由非超导体的材料构成，也可以采用与后述的第2平面环同样的构成。

(构成c)

此外，在应用于需要均匀的强磁场的nmr及mri的情况下，对环状块体作用大的电磁力。例如，将使环状块体膨胀的朝圆周方向的拉力(箍紧力)等给环状块体带来断裂的应力发生作用。因此，在以往的采用外周加强环的加强中，有时不充分。所以，通过以交替地层叠轴向厚度小的环状块体和第2平面环的方式，构成在块磁结构体中作用最大的应力的轴向两端的环状块，也可以进行加强。也就是说，在块磁结构体的层叠方向轴向的两端的环状块体中也可以采用第2平面环。

例如如图9所示的那样，块磁结构体50c包含环状块体部51c和外周加强环部53，环状块体部51c由多个环状块体51b～51f及层叠体51a、51g构成，外周加强环部53由分别嵌合在各环状块体51b～51f及层叠体51a、51g的外周的多个外周加强环53a～53g构成。块磁结构体50c通过以使环状块体51b～51f及层叠体51a、51g的中心轴一致的方式层叠而构成。各环状块体51b～51f及层叠体51a、51g以外径相同、但内径越朝轴向中心越大的方式(即，以半径方向的厚度减小的方式)进行层叠。具体地讲，位于轴向两端的层叠体51a、51g的内径最小，中央部的环状块体51d的内径为最大。图9中，环状块体51b、51c、51e、51f的内径以小于最大内径、大于最小内径的方式设定。

层叠体51a、51g通过交替地层叠轴向厚度小的环状块体51a1、51g1和第2平面环51a2、51g2而构成。此时，环状块体51a1、51g1位于层叠体51a、51g的轴向两端。这样，配置层叠体51a、51g的块磁结构体50c的轴向两端为作用最大应力的部分，其中，特别是在这些内表面部分及轴向两端表面附近作用大的应力。因此，优选至少配置在块磁结构体端部上的块磁具有良好的机械强度。所以，优选环状块体51a1、51g1位于层叠体51a、51g的轴向两端。此外，为得到更高的机械强度，作为配置在轴向两端之外的环状块体，也优选使用由轴向的厚度小的环状块体和第2平面环交替层叠而成的层叠体。

以下，基于图10～图17d，对构成图9所示的块磁结构体50c的层叠体51a、51g及将环状块体51b～51f中的任一个与轴向的厚度小的环状块体和第2平面环交替配置时的层叠体的具体的构成例进行说明。

(第1方式)

首先，基于图10，对层叠体的第1方式进行说明。图10是表示第1方式涉及的层叠体的一个例子的概略分解立体图。

本实施方式涉及的块磁100包含在圆板中央部具有贯通孔的环状块体110、在圆板中央部具有贯通孔的环形状的第2平面环120、和外周加强环130。本实施方式中，作为环状块体110设有3个环状块体112、114、116，作为第2平面环120设有2个第2平面环122、124。环状块体110和第2平面环120在块磁的环的中心轴线方向交替地层叠。例如，在超导块体112、114间配置有第2平面环122，在环状块体114、116间配置有第2平面环124。将层叠的环状块体110和第2平面环120结合或粘接，在其外周嵌合中空的金属制的外周加强环130。如此形成中央贯通的块磁。

在中心轴线方向层叠的环状块体110和第2平面环120的结合或粘接例如也可以通过树脂或润滑脂等进行，更优选通过可得到更强固的结合力的软钎焊来进行。在软钎焊时，在环状块体110的表面通过溅射处理等制成ag薄膜，另外优选在100℃～500℃进行退火处理。由此，ag薄膜和环状块体表面良好地融合。由于软钎料本身具有提高导热性的作用，所以从提高导热性、使块磁全体的温度均匀化的观点出发，也优选进行软钎焊处理。

此外，此时，作为对于电磁应力的加强方法，作为第2平面环120，优选可进行软钎焊的铝合金、ni基合金、镍铬、不锈钢等金属。另外，更优选线膨胀系数比较接近环状块体110的、在从室温的冷却时对环状块体110稍微作用压缩应力的镍铬。另一方面，从防止由淬灭导致的断裂的观点出发，作为第2平面环120，优选具有高热导率及高电导率的铜、铜合金、铝、铝合金、银、银合金等金属。另外，这些金属可进行软钎焊。另外，从热导率及电导率的观点出发，优选无氧铜、铝、银。此外，在用软钎料等结合时，为了抑制气泡的卷入等，并使软钎料均匀浸透，采用具有细孔的第2平面环120是有效的。

通过用由这样的金属构成的第2平面环120进行加强，通过全体的热导率化，作为块磁的热稳定性提高，难发生淬灭，可进行更低的低温区域即高临界电流密度jc区域中的高磁场磁化。铜、铝、银等金属由于电导率也高，所以在局部发生使超导特性劣化的初期时，能够期待使超导电流迂回的作用，认为具有抑制淬灭的效果。此外，此时，为了提高抑制淬灭的效果，优选环状块体和高导电的第2平面环的表面的接触电阻小，优选在环状块体表面上形成银皮膜后用软钎料等进行接合。

在块磁的实际的设计中，由于按插入由金属构成的第2平面环120的程度使超导材料的比例减小，所以只要与作为目标的使用条件配合来决定第2平面环120的比例即可。此外，从上述观点出发，优选通过组合多个强度高的金属和热导率高的金属并确定各自的比例，来构成第2平面环120。

此外，环状块体110的常温抗拉强度为60mpa左右，此外，用于将第2平面环120贴装在环状块体110上的软钎料的常温抗拉强度通常低于80mpa。由此看出，常温抗拉强度80mpa以上的第2平面环120作为加强部件是有效的。因此，第2平面环120的强度优选常温抗拉强度为80mpa以上。另外，作为热导率高的金属的热导率，从超导材料内发生的热的传输、吸收的观点出发，在20k～70k的温度区优选为20w/(m·k)以上，更优选为100w/(m·k)以上。此外，作为第2平面环120，在将多种第2平面环配置在环状块体110间时，只要该第2平面环中的至少1个具有20w/(m·k)以上的热导率即可。

此外，关于外周加强环130，为了提高抑制淬灭的效果，也可以由具有高热导率的材质形成。在此种情况下，作为外周加强环130，例如，可使用作为主成分含有具有高的热导率的铜、铝、银等金属的材质。关于具有高的热导率的外周加强环130的热导率，从超导材料内发生的热的传输、吸收的观点出发，在通过制冷机冷却等能够稳定地产生强磁场的20k～70k的温度区，优选为20w/(m·k)以上，更优选为100w/(m·k)以上。

此外，外周加强环130也可通过同心圆状配置多个环来构成。即，按照使相对的环的周面彼此相接触的方式构成作为整体的1个外周加强环。在此种情况下，只要构成外周加强环的环中的至少1个具有20w/(m·k)以上的热导率即可。

第2平面环120及外周加强环130的加工可采用通常的机械加工法来加工。各环形状的环状块体110的内外周的中心轴用于提高发生磁场强度及提高均匀性(或对称性)是必要的。此外，各环状块体110的外周的直径及内周的直径为设计事项，不一定必须使其一致。例如，在nmr或mri用的块磁时，有时需要在中心附近配置用于提高磁场均匀性的匀场线圈等。此时，优选增大中心附近的内径，以易于配置匀场线圈等。此外，关于外周的直径，为了增大中心部的磁场强度，提高均匀性，而使外周部的直径变化，调整作为目标的磁场强度及均匀性是有效的。

关于外周加强环130的形状(外周及内周)，只要环状块体110的外周面密合在外周加强环130的内周面上即可。此外，图10中示出由3枚环状块体构成的块磁的例子，但本发明的主旨是利用强度较低的环状块体和相对高强度的第2平面环的复合材料化实现高强度化，因此通过更多地进行多层化，可发挥复合化的效果。环状块体的厚度也依赖于直径(外径)，但优选为10mm以下，更优选为6mm以下且1mm以上。作为配置在块磁结构体中的端部上的块磁的厚度，一般为30mm以下，如果环状块体的厚度为1mm以下，则产生由氧化物超导体的结晶性的摇动导致的超导特性的劣化。此外，作为配置在块磁结构体中的端部上的块磁的厚度，一般为30mm以下，在使用的环状块体的厚度方面，环状块体的枚数优选为3枚以上，更优选为5枚以上。第2平面环是调整包含第2平面环的块磁中的第2平面环和环状块体的比例，并调整该块磁的强度的。由此，只要根据所需要的强度调整厚度即可，优选为2mm以下，更优选为1mm以下。

以上，对本实施方式涉及的第1层叠体进行了说明。根据本实施方式，至少在层叠的环状块体110间配置第2平面环120。特别是通过交替地层叠相对于拉伸应力比较低强度的环状块体110和第2平面环120，进行复合材料化，能够提高其强度。另外，通过作为第2平面环120及外周加强环130使用热导率高的材料，还能够抑制淬灭的发生。由此，能够提供即使在高的磁场强度条件下也能防止环状块体110的破损，在块磁内部能得到充分的总磁通量，而且磁场的均匀性优异的块磁结构体。

(第2方式)

接着，基于图11a～图11c对第2方式涉及的层叠体进行说明。图11a是表示第2方式涉及的层叠体的一个例子的概略分解立体图。图11b是图11a所示的块磁200的局部剖视图。图11c是第2层叠体的变形例，且表示块磁200的沿中心轴线切断时的局部剖视图。

第2层叠体200与第1层叠体相比较，不同之处在于在中心轴线方向的端部设置第2平面环220。如图11a所示的那样，块磁200由环状块体210、第2平面环220和外周加强环230构成。在本实施方式中，作为环状块体210设有3个环状块体212、214、216，作为第2平面环220设有4个第2平面环221、223、225、227。环状块体210和第2平面环220在环的中心轴线方向交替地层叠。例如如图11a所示的那样，在环状块体212、214间配置有第2平面环223，在环状块体214、216间配置有第2平面环225。

此外，在环状块体212上，在配置了第2平面环223的一侧的相反侧的面上设置第2平面环221。同样，在环状块体216上，在配置了第2平面环225的一侧的相反侧的面上设置第2平面环227。此时，最端部的第2平面环221及另一方的最端部的第2平面环227与外周加强环230的位置关系如图11b所示的那样，也可以将第2平面环221、227收纳在外周加强环230内。或者，如图11c所示的那样，使第2平面环221、227的外径与外周加强环230的外径大致相同，也可以用第2平面环221、227覆盖外周加强环230的端面。

将层叠的环状块体210和第2平面环220结合或粘接，在其外周嵌合中空的金属制的外周加强环230。如此形成中央贯通的块磁。再者，层叠在中心轴线方向的环状块体210和第2平面环220的结合或粘接与第1层叠体时同样地进行。

此外，在图11a～图11c中，示出了在块磁200的中心轴线方向的两端部上设置第2平面环221、227的例子，但也不一定必须在两端部上配置第2平面环221、227。例如，通过在只在图11a的最上面配置了第2平面环221的块磁下面，配置只在图11a的最下面配置了加强部件227的块磁，由此也可以构成作为整体在最上面及最下面双方配置了第2平面环221、227的块磁。

以上，对层叠体的第2方式进行了说明。根据本实施方式，在层叠的环状块体210间及中心轴线方向的端部上配置第2平面环220。通过交替地层叠这样的环状块体210和第2平面环220，进行复合材料化，能够提高其强度。另外，通过使用热导率高的材料作为第2平面环220及外周加强环230，还能够抑制淬灭的发生。由此，能够提供即使在高的磁场强度条件下也能防止环状块体210的破损、在块磁内部能得到充分的总磁通量、而且磁场的均匀性优异的块磁结构体200。

再者，图11a～图11c中，示出设置1个外周加强环230的情况，但本发明并不限定于该例，例如如图11d所示的那样，也可以设置与3个环状块体212、214、216对应地分割的3个外周加强环321、232、233。此时第2平面环221、223、225、227以与外周加强环321、232、233外径一致的方式，比环状块体212、214、216更向半径方向延设。

(第3方式)

接着，基于图12对第3方式涉及的层叠体进行说明。图12是表示第3方式涉及的层叠体的一个例子的概略分解立体图。

第3方式涉及的层叠体即块磁300如图12所示的那样，由环状块体310、第2平面环320和外周加强环330构成。本实施方式中，作为环状块体310设有3个环状块体312、314、316，作为第2平面环320设有4个第2平面环321、323、325、327。

环状块体310和第2平面环320在环的中心轴线方向交替地层叠。例如如图12所示的那样，在环状块体312、314间配置有第2平面环323，在环状块体314、316间配置有第2平面环325。此外，在环状块体312上，在配置了第2平面环323的一侧的相反侧的面上设置第2平面环321。同样，在环状块体316上，在配置了第2平面环325的一侧的相反侧的面上设置第2平面环327。再者，层叠在中心轴线方向的环状块体310和第2平面环320的结合或粘接也可以与第1方式涉及的层叠体同样地进行。

本实施方式涉及的块磁300与第2方式涉及的层叠体相比较，图12的最上面或最下面的第2平面环321、327中的至少任一方的厚度与其它第2平面环323、325的厚度相比增厚。这是因为在磁化过程中对块磁300的上面及下面的表面施加最大应力，需要充分加强该部分。如本实施方式涉及的块磁300那样，通过增大块磁300的最上面或最下面的加强部件321、327的厚度，可确保能耐受最大应力的充分的强度。

再者，与第2方式涉及的层叠体同样，例如通过将只在图12的最上面配置了第2平面环321的块磁及只在图12的最下面配置了加强部件327的块磁配置在块磁结构体上，作为块磁结构体全体也可以构成在最上面及最下面的双方配置了第2平面环321、327的块磁结构体。

(第4方式)

接着，基于图13对第4方式涉及的层叠体进行说明。图13是表示第4方式涉及的层叠体的一个例子的概略分解立体图。

第4方式涉及的层叠体即块磁400由环状块体410、第2平面环420和外周加强环430构成。第4层叠体中，作为环状块体410设有4个环状块体412、414、416、418，作为第2平面环420设有5个第2平面环421、423、425、427、429。

第4层叠体即块磁400与第1～第3层叠体相比较，第2平面环420的内径小于环状块体410的内径。环状块体410的内周面为磁化过程中应力集中的部分。在块磁400发生裂纹时，多从该部分发生。通过减小第2平面环420的内径，能够提高抑制从环状块体410的内周面发生龟裂的效果。此外，第2平面环420的内径在其上下的各环状块体410的内径不同时，需要小于更小的一方的内径。通过对成为龟裂起点的部分进行加强，能够提高对于龟裂的加强效果。环状块体410的龟裂的起点在内周面，优选特别对上面或下面与内周面的交点线部分进行加强。所以，通过使第2平面环420的内径小于内径小的一方的环状块体410，能够加强内径小的环状块体410。另外，通过作为第2平面环420及外周加强环430使用热导率高的材料，还可抑制淬灭的发生。

(第5方式)

接着，基于图14a～图14e，对第5方式涉及的层叠体进行说明。图14a是表示第5方式涉及的层叠体的一个例子的概略分解立体图。图14b～图14e是第5方式涉及的层叠体的变形例，且表示块磁500的沿中心轴线切断时的局部剖视图。

第5层叠体即块磁500由环状块体510、第2平面环520、外周加强环530和内周加强环540构成。在图14a所示的例子中，作为环状块体510设有2个环状块体512、514，作为第2平面环520设有3个第2平面环521、523、525。此外，作为内周加强环540设有2个内周加强环542、544。

第5层叠体即块磁500与第1～第4层叠体相比，不同之处在于用于加强环状块体510的内周面的内周加强环540结合或粘接在环状块体510的内周面上。内周加强环540由于也与第2平面环520结合或粘接，所以在是线膨胀系数比环状块体510大的原材料时，也能够与环状块体510及第2平面环520的内周面强固地结合。所以，能够加强这些内周面，具有抑制裂纹的效果。

另外，通过作为第2平面环520、内周加强环540及外周加强环530使用热导率高的材料，还能够抑制淬灭的发生。此时，第2平面环520及外周加强环530能够与上述第1层叠体同样地构成。此外，关于内周加强环540，为了提高抑制淬灭的效果，例如，能够使用作为主成分含有具有高的热导率的铜、铝、银等金属的材质。关于具有高的热导率的内周加强环540的热导率，从超导材料内发生的热的传输及吸收的观点出发，在通过制冷机冷却等能够稳定地发生强磁场的20k～70k的温度区，优选为20w/(m·k)以上，更优选为100w/(m·k)以上。此外，内周加强环540也可通过以同心圆状配置多个环来构成。即，通过使相对的环的周面彼此相接触，作为整体构成1个内周加强环。在此种情况下，只要构成内周加强环的环中的至少1个具有20w/(m·k)以上的热导率即可。

此外，此时，优选使环状块体510的内周面和内周加强环540的外周面密合。此外，作为内周加强环540和第2平面环520的基本的位置关系，例如如图14b所示的那样，通过使环状块体510及第2平面环520的内径相同，也可以设置1个内周加强环541。

或者，如图14c所示的那样，也可以使第2平面环520的内径比环状块体510的内径稍小，在各环状块体512、514、516的内周面分别设置内周加强环541、543、545，使各第2平面环521、523、525的内径和内周加强环541、543、545的内径相同。在内周加强环540的壁厚大于第2平面环520的壁厚时，从强度的观点出发，优选为图14c所示的构成。由此，能够增大内周加强环540和第2平面环520的接触面积，提高内周加强环540和第2平面环520的连接部分的强度。此外，在环状块体510的内周径不同时，从操作性的观点出发，优选如图14d所示的那样将内周加强环540如内周加强环541、543、545那样分割。

再者，在图14a～图14d中，示出设置1个外周加强环530的情况，但本发明并不限定于该例，例如如图14e所示的那样，也可以设置与3个环状块体512、514、516对应地分割的3个外周加强环531、532、533。此时第2平面环521、523、525、527以与外周加强环531、532、533外径一致的方式，比环状块体512、514、516更向半径方向延设。

(第6方式)

接着，基于图15a～图15c对第6方式涉及的层叠体进行说明。图15a～图15c中示出第6方式涉及的层叠体600的沿中心轴线切断时的局部剖视图。

第6方式涉及的层叠体即块磁600由环状块体610、第2平面环620、外周加强环6300、第2外周加强环6310、内周加强环6400和第2内周加强环6410构成。在图15a所示的例子中，作为环状块体610设有5个环状块体611～615，作为第2平面环620设有6个第2平面环621～626。

第6层叠体即块磁600与第1～第5层叠体相比较，不同之处在于通过第2外周加强环和外周加强环结合第2平面环620的外周端部，及通过第2内周加强环和内周加强环结合第2平面环620的内周端部。这里，第2外周加强环、外周加强环、第2内周加强环及内周加强环可使用金属，因此可通过软钎料等与金属的第2平面环强固地连接。所以，通过具有双重结构的第2内周加强环、内周加强环、第2外周加强环、外周加强环，能够从侧面及上下面的双方向强固地结合环状块体611～615。通过该效果，环状块体610能够与周围的第2平面环、第2内周加强环、第2外周加强环强固地结合，具有抑制裂纹的显著效果。

另外，通过作为第2平面环620、双重结构的第2内周加强环6410、内周加强环6400及双重结构的外周加强环6300、第2外周加强环6310使用热导率高的材料，还能够抑制淬灭的发生。此时，第2平面环620及外周加强环6300、第2外周加强环6310能够与上述第1层叠体同样地构成。此外，关于第2内周加强环6410、内周加强环6400，为了提高抑制淬灭的效果，例如，可使用作为主成分含有具有高的热导率的铜、铝、银等金属的材质。关于具有高的热导率的第2内周加强环6410及内周加强环6400的热导率，从超导材料内发生的热的传输、吸收的观点出发，在通过制冷机冷却等能够稳定地产生强磁场的20k～70k的温度区，优选为20w/(m·k)以上，更优选为100w/(m·k)以上。

此外，第2内周加强环6410、内周加强环6400也可以通过以同心圆状配置多个环来构成。即，通过使相对的环的周面彼此相接，作为全体构成1个第2内周加强环6410、内周加强环6400。在此种情况下，只要构成第2内周加强环6410、内周加强环6400的原材料中的至少1种具有20w/(m·k)以上的热导率即可。

图15b中，作为图15a的变形例，示出只在外周从采用双重环结构的第2平面环的外周端部的侧面及上下面结合时的一个例子。这是因为在设计上需要确保内径时等，还可考虑第2平面环的内周端部只从经由内周加强环内的上下面结合的情况。此外，同样，图15c示出只在内周从采用双重环结构的第2平面环的内周端部的侧面及上下面结合时的一个例子。这是因为在设计上有外径的制约时等，还可考虑第2平面环的外周端部只从经由外周加强环的上下面结合的情况。

(第7方式)

接着，基于图16，对第7方式涉及的层叠体进行说明。图16是表示环状块体610的结晶学的方位的摇动的说明图。

由于环状块体610是单晶材料，所以晶体取向的各向异性以捕捉磁通密度分布的混乱(从轴对称性的偏移)出现。为了使该晶体取向的各向异性平均化，也可以一边错开环状块体610的晶体取向一边层叠环状块体610。

在层叠多个环状块体610时，关于相对的晶轴，优选在以c轴向与各环的内周轴大致一致的方式配置的同时，错开a轴的方位。单晶状的re1ba2cu3oy中微细分散了re2bacuo5的环状块体610通常在单晶状的re1ba2cu3oy的晶体取向上具有摇动。c轴向的摇动大小具有±15°左右，这里所说的c轴向与各环的内周轴大致一致，意味着晶体取向的偏移有±15°左右。错开a轴的角度也依据层叠枚数，但优选180°、90°等不形成4次对称的角度。

如此，通过一边错开环状块体610的晶体取向一边层叠环状块体610，能够使晶体取向的各向异性平均化。

(第8方式)

接着，基于图17a～图17d，对第8方式涉及的层叠体进行说明。图17a是表示第8方式涉及的层叠体的一个例子的概略分解立体图。图17b～图17d是第8方式涉及的层叠体的环状块体710的一个构成例，且示出环状块体710的平面图。

第8方式涉及的层叠体即块磁700与第1～第7层叠体相比，不同之处在于氧化物超导块体710在径向具有多重环结构。所谓多重环结构，指的是在径向不是单一的环，而是以同心圆状配置多个环的结构。例如如图17b所示的那样，环状块体710也可以形成将内径及外径不同的、径向宽度大致相同的环状块体710a～710e在径向设置规定的间隙713而配置成同心圆状的五重环结构。

此外，例如如图17c所示的那样，环状块体710也可以形成将内径及外径不同的环状块体710a～710c在径向设置规定的间隙713而配置成同心圆状的四重环结构。此时，环状块体710c的径向宽度也可以大于其它环状块体710a、710b的径向宽度。各环的宽度为设计事项。

通过层叠这样的多重环结构的环状块体710，环状块体710具有通过带有4次对称性的晶体生长，在超导电流分布中稍微反映4次对称性的倾向，但通过设定为同心圆的多重环形状，产生使由磁化感应的超导电流的流路接近轴对称的作用。通过该效果，捕捉的磁场的均匀性提高。具有这样的特性的块磁700特别适合要求高的磁场均匀性的nmr及mri应用。

此外，环状块体710例如如图17d所示的那样，也可以在1个环中形成同心圆的圆弧形状的间隙713，在处于同一圆周上的间隙713的圆周方向设置多个接缝715。由此，能够简化块磁700的组装作业。

(构成d)

作为本发明涉及的块磁结构体的其它构成，例如在图9所示的构成c的块磁结构体中，也可以将由至少一端侧的环状块体和第2平面环交替层叠而成的层叠体形成为并非环状，而是圆柱状。即，将圆柱状氧化物超导块体和圆柱状的平面加强板交替层叠而构成层叠体。由此，可得到更高的机械强度。

再者，制造成圆柱状的不仅是一端侧的层叠体，该层叠体侧的1个或多个块体也可以形成圆柱状。但是，对于与要使磁场分布均匀化的区域(磁场均匀化区域)对应的块体，设定为环状块体。此外，制造成圆柱状的一端侧的部件也可以是交替层叠圆柱状氧化物超导块体和圆柱状的平面加强板而成的层叠体，也可以只由圆柱状氧化物超导块体构成。这样的块磁结构体例如可如后述的图21a所示的那样构成。

实施例

(实施例1)

实施例1中，通过上述的本发明的一个实施方式涉及的块磁结构体的磁化方法，对图6所示的块磁结构体50a进行了磁化。具体地讲，作为磁场发生装置，将室温孔径150mm的超导磁体(jastec制造10t150)励磁至大约5t，作为用于磁化的外加磁场。此时的外加磁场的分布为图2左侧所示那样的形状。即，确认了以外加磁场的磁场强度达到峰值的位置为中心，在两侧大约10mm的区间，具有500ppm左右的不均匀的磁场分布。

另一方面，制作在单晶状的gdba2cu3oy中微细分散了gd2bacuo5的外径60mm、内径28mm、厚度20mm的环状块体。此外，制作2个具有同样的组织的外径60mm、内径36mm、厚度20mm的环状块体，制作2个外径60mm、内径36mm、厚度10mm的环状块体，制作1个外径60mm、内径44mm、厚度20mm的环状块体，在各环状块体中嵌入铝合金(a5104)制的外径80mm、内径60mm的外周加强环，如图6所示的那样层叠，制作块磁结构体。此时，在铝制的外周加强环和环状块体的间隙中加入润滑脂，使它们粘接。

将得到的块磁结构体固定在冷却装置的冷头上，在将真空绝热容器的盖安装上后，冷却至100k。然后，以块磁结构体的中心与图2左侧所示的外加磁场的中心位置一致的方式，将冷却装置的冷头部分插入超导磁体的室温孔内。然后，进行通电使超导磁体的中心磁场达到大约5t，使超导磁体励磁。

在超导磁体的励磁完成后，将块磁结构体冷却至30k，在温度稳定后，将超导磁体的外加磁场以0.05t/分钟减磁到零磁场，进行磁化(基本磁化工序)。磁化后，将固定了块磁结构体的冷却装置的冷头部分从磁体的孔内拔出，测定块磁结构体的中心轴上的磁场分布。图18中用a线表示其结果。能够确认用a线表示的磁场分布与图2左侧所示的外加磁场分布非常一致。

接着，采用进行冷却装置的温度控制的温度控制装置，将块磁结构体升温至60k，以温度稳定的状态，测定中心轴上的磁场分布。图18中用b线表示其结果。由测定结果确认磁场强度稍微下降的情况，因此在大约1小时后再次进行了测定，结果如图18中c线所示的那样，位于磁场分布中心的磁场强度的峰值消失，磁场分布被均匀化。认为这是磁通蠕变的影响导致的。根据该结果，为了防止由磁通蠕变导致的磁场强度的下降，而迅速冷却到30k，在温度稳定在30k的状态下再次测定了轴向中心部的磁场分布。图18中用d线表示其结果。由图18确认：外加磁场中心两侧大约10mm的区间中的磁场强度的差均匀化到110ppm以内。

根据这样的磁化方法，确认：通过将单晶状的gd1ba2cu3oy中微细分散了gd2bacuo5的环状块体多个层叠，对具有这样的结构的块磁结构体，在外加磁场中心两侧大约10mm的区间内，在具有500ppm的均匀性的外部磁部分布中进行磁化，由此能够使块磁结构体内的同一区间中的磁场强度的差均匀化到110ppm。

(实施例2)

实施例2中，通过上述的本发明的一个实施方式涉及的块磁结构体的磁化方法，对图8所示的块磁结构体50b进行了磁化。具体地讲，作为磁场发生装置，将室温孔径150mm的超导磁体(jastec制造10t150)励磁至大约5t，作为用于磁化的外加磁场。此时的外加磁场的分布与实施例1同样，为图2左侧所示那样的形状。

另一方面，制作2个在单晶状的gdba2cu3oy中微细分散了gd2bacuo5的外径60mm、内径28mm、厚度20mm的环状块体。此外，制作2个具有同样的组织的外径60mm、内径36mm、厚度20mm的环状块体，制作2个外径60mm、内径36mm、厚度10mm的环状块体，对各环状块体的表面进行了银成膜处理。然后，对各环状块体，在铝合金(a5104)制的外径80mm、内径60mm、高度20mm或10mm的外周加强环中进行软钎料接合，嵌入环状块体。

另外，同样地制作8枚外径60mm、内径44mm、厚度2mm的环，对表面进行银成膜处理，将7枚外径60mm、内径44mm、厚度0.5mm的nicr环板作为第1平面环与环状块体交替地层叠，配置在外径80mm、内径60mm、高度20mm的铝合金(a5104)制的外周加强环中。此时，利用软钎料将铝合金制外周加强环、环状块体、nicr制的第1平面环分别粘接。

将采用这些铝合金制外周加强环、用软钎料连接而成的各块磁如图8所示的那样进行层叠，制作块磁结构体。

将通过层叠得到的块磁结构体固定在冷却装置的冷头上，在将真空绝热容器的盖装上后，冷却至100k。然后，以块磁结构体的中心与外加磁场的中心位置一致的方式，将冷却装置的冷头部分插入磁体的室温孔内。然后，进行通电使磁体的中心磁场达到大约5t，使磁体励磁。

磁体的励磁完成后，将块磁结构体冷却至25k，在温度稳定后，将磁体的外加磁场以0.05t/分钟减磁到零磁场，进行磁化(基本磁化工序)。磁化后，将冷却装置的冷头部分从磁体的孔中拔出，测定块磁结构体的中心轴上的磁场分布。其结果是，得知：相对于外加磁场分布，在磁场中心部磁场强度具有峰值的程度稍微下降，通过磁化极微小地进行均匀化。

接着采用进行冷却装置的温度控制的温度控制装置，将块磁结构体升温至56k，以温度稳定的状态，测定了中心轴上的磁场分布。其结果是，确认磁场强度稍微下降的情况，因此在大约1小时后再次进行了测定，结果因磁通蠕变的影响，在磁场中心部磁场强度下降，磁场分布均匀化。因此，为了防止由磁通蠕变导致的磁场强度的下降，迅速冷却到30k，在温度稳定在30k的状态下再次测定了轴向中心部的磁场分布。其结果是，确认：外加磁场中心两侧大约10mm的区间中的磁场强度的差均匀化到85ppm以内。

根据这样的磁化方法，确认：通过对具有由单晶状的gd1ba2cu3oy中微细分散了gd2bacuo5的环状块体多个层叠而成的结构、且具有经由第1平面环层叠的块磁的块磁结构体，在外加磁场中心两侧大约10mm的区间内，在具有500ppm的均匀性的外部磁部分布中进行磁化，由此能够使块磁结构体内的同一区间中的磁场强度的差均匀化到85ppm以内。

(实施例3)

实施例3中，通过上述的本发明的一个实施方式涉及的块磁结构体的磁化方法，对具有图19所示的环状块体部51d的块磁结构体50d进行了磁化。具体地讲，作为磁场发生装置，将室温孔径150mm的超导磁体(jastec制造的10t150)励磁至大约6t，作为用于磁化的外加磁场。此时的外加磁场的分布与实施例1同样，为图2左侧所示那样的形状。

在制作图19所示的环状块体部51d时，制作14枚在单晶状的gdba2cu3oy中微细分散了gd2bacuo5的外径60mm、内径28mm、厚度2mm的环状块体。这些相当于图19的环状块体51a1、51f1。此外，制作2个具有同样的组织的外径60mm、内径36mm、厚度20mm的环状块体，制作2个外径60mm、内径44mm、厚度20mm的环状块体。这些分别相当于图19的环状块体51b、51e及中央部的环状块体51c、51d。此外，对各个环状块体的表面进行了银成膜处理。

接着，采用外径60mm、内径28mm、厚度2mm的环状块体，制作加强的块磁。在制作块磁时，作为外径不同的2种第2平面环，制作12枚外径60mm、内径27.8mm、厚度0.6mm的sus316l板和4枚外径80mm、内径27.8mm、厚度0.8mm的sus316l板。再者，图19中，由于示出概略，所以外径不同的2种第2平面环用相同形状表示，以第2平面环51a2、51f2示出。

此外，制作2个外径80mm、内径60mm、高度18.5mm的铝合金(a5104)制的外周加强环，通过在该外周加强环中交替地层叠7枚厚度2.0mm的环状块体51a1、51f1和6枚外径60mm的第2平面环51a2、51f2，另外在它们的两端配置由外径80mm、内径27.8mm、厚度0.8mm的sus316l板构成的第2平面环，由此制作2组层叠体51a、51f。外周加强环相当于图19的外周加强环53a、53f。外径80mm的第2平面环以覆盖外周加强环53a、53f的两端面的方式配置。然后，通过软钎料将一个铝合金(a5104)制的外周加强环中的环状块体和sus316l制的第2平面环粘接。如此制作2个配置在块磁结构体50d的两端部的块磁。

另一方面，对于外径60mm、内径36mm、厚度20mm的2个环状块体51b、51e及外径60mm、内径44mm、厚度20mm的2个环状块体51c、51d，通过软钎料接合分别配置在外径80mm、内径60mm、高度20.0mm的铝合金(a5104)制的外周加强环53b、53c、53d、53e中，制作4个块磁。

将如此得到的6个块磁如图19所示的那样层叠，制作具有环状块体部51d的块磁结构体50d。

通过层叠得到的块磁结构体50d被固定在冷却装置的冷头上，在将真空绝热容器的盖装上后，冷却至100k。以块磁结构体50d的中心与外加磁场的中心位置一致的方式，将冷却装置的冷头部分插入磁体的室温孔内。然后，进行通电使磁体的中心磁场达到大约6t，将磁体励磁。在磁体的励磁完成后，将块磁结构体50d冷却至25k，在温度稳定后，将磁体的外加磁场以0.05t/分钟减磁到零磁场，进行磁化。磁化后，将冷却装置的冷头部分从磁体的孔中拔出，测定块磁结构体50d的中心轴上的磁场分布。其结果是，得知：得到了相对于外加磁场分布大致同水平的磁场分布。

接着采用进行冷却装置的温度控制的温度控制装置30，将块磁结构体50d升温至52k，以温度稳定的状态，测定中心轴上的磁场分布。其结果是，确认磁场强度稍微下降的情况，因此在大约1小时后再次进行了测定，结果因磁通蠕变的影响，在磁场中心部磁场强度下降，磁场分布均匀化。因此，为了防止由磁通蠕变导致的磁场强度下降，迅速冷却到30k，在温度稳定在30k的状态下再次测定了轴向中心部的磁场分布。其结果是，确认：外加磁场中心两侧大约10mm的区间中的磁场强度的差均匀化到45ppm以内。

根据这样的磁化方法，确认：通过具有将单晶状的gd1ba2cu3oy中微细分散了gd2bacuo5的环状块体多个层叠而成的结构，且在块磁结构体50d的端部配置采用第2平面环加强的块磁，即使在6t的强磁中，也不发生裂纹，通过在外加磁场中心两侧大约10mm的区间内，在具有500ppm的均匀性的外部磁部分布中进行磁化，能够使块磁结构体50d内的同一区间中的磁场强度的差均匀化到45ppm。

(实施例4)

实施例4中，通过上述的本发明的一个实施方式涉及的块磁结构体的磁化方法，对图20a所示的块磁结构体50e进行了磁化。具体地讲，作为磁场发生装置，将室温孔径150mm的超导磁体(jastec制造10t150)励磁至大约7t，作为用于磁化的外加磁场。此时的外加磁场的分布与实施例1同样，为图2左侧所示那样的形状。

制作14枚在单晶状的euba2cu3oy中微细分散了eu2bacuo5的外径60mm、内径29mm、厚度2mm的环状块体。此外，制作4个具有同样的组织的外径60mm、内径35mm、厚度15mm的环状块体，制作8枚外径60mm、内径44mm、厚度2mm的环状块体，此外，对各个环状块体的表面进行了银成膜处理。

接着，采用外径60mm、内径29mm、厚度2mm的环状块体，制作加强的块磁。在制作块磁时，作为第2平面环，制作16枚外径64mm、内径26mm、厚度0.5mm的sus316l板。此外，作为外周加强环制作2个外径80mm、内径64mm、高度19mm的sus316l制的环，作为第2外周加强环，制作14个外径64mm、内径60mm、高度2mm的cu制的环。另外，作为第2内周加强环，制作14个外径29mm、内径26mm、高度2mm的sus316l制的环，作为内周加强环，制作2个外径26mm、内径24mm、高度19mm的铝合金(a5104)制的环。此时，利用软钎料将1个sus316l制的外周加强环中的cu制的第2外周加强环、环状块体、sus316l制的第2平面环、sus316l制的第2内周加强环、铝合金(a5104)制的内周加强环分别粘接。

通过如图20a所示配置这些环，制作配置在块磁结构体50e的端部的两个块磁。关于配置在图20b所示的块磁结构体50e的端部的两个块磁800，详细地示出由图20a的层叠体51a和外周加强环53a构成的块磁、及由层叠体51g和外周加强环53g构成的块磁。该块磁800由外径60mm、内径29mm、厚度2mm的环状块体810、第2平面环820、830、外周加强环841、第2外周加强环843、内周加强环851及第2内周加强环853构成。

另外，关于图20a所示的8枚外径60mm、内径44mm、厚度2mm的环51d1，对表面进行银成膜处理，将9枚外径60mm、内径43.5mm、厚度0.45mm的nicr环板与第1平面环51d2交替地层叠，形成环状块体51d，配置在外径80mm、内径60mm、高度20mm的铝合金(a5104)制的外周加强环53d中。此时，利用软钎料将环51d1和nicr制的第1平面环、铝合金制外周加强环53d和环状块体51d分别粘接。

此外，对于外径60mm、内径35mm、厚度15mm的4个环状块体51b、51c、51e、51f，通过软钎料接合分别配置在外径80mm、内径60mm、高度15.0mm的铝合金(a5104)制的外周加强环53b、53c、53e、53f中，制作4个块磁。

将如此得到的7个块磁如图20a所示的那样层叠，制作块磁结构体50e。

通过层叠得到的块磁结构体50e被固定在冷却装置的冷头上，在将真空绝热容器的盖装上后，冷却至100k。以块磁结构体50e的中心与外加磁场的中心位置一致的方式，将冷却装置的冷头部分插入磁体的室温孔内。然后，进行通电使磁体的中心磁场达到大约7t，将磁体励磁。在磁体的励磁完成后，将块磁结构体50e冷却至25k，在温度稳定后，将磁体的外加磁场以0.05t/分钟减磁到零磁场，进行磁化。磁化后，将冷却装置的冷头部分从磁体的孔中拔出，测定块磁结构体50e的中心轴上的磁场分布。其结果是，得知：得到了相对于外加磁场分布大致同水平的磁场分布。

接着采用进行冷却装置的温度控制的温度控制装置，将块磁结构体50e升温至51k，以温度稳定的状态，测定中心轴上的磁场分布。其结果是，确认磁场强度稍微下降的情况，因此在大约1小时后再次进行了测定，结果因磁通蠕变的影响，在磁场中心部磁场强度下降，磁场分布均匀化。另外，为了防止由磁通蠕变导致的磁场强度的下降，而迅速冷却到35k，在温度稳定在35k的状态下再次测定了轴向中心部的磁场分布。其结果是，确认：外加磁场中心两侧大约10mm的区间中的磁场强度的差均匀化到50ppm以内。

根据这样的磁化方法，确认：通过具有将单晶状的eu1ba2cu3oy中微细分散了eu2bacuo5的环状块体多个层叠而成的结构，且在块磁结构体50e的端部配置采用第2平面环加强的块磁，即使在7t的强磁中，也不发生裂纹，通过在外加磁场中心两侧大约10mm的区间内，在具有500ppm的均匀性的外部磁部分布中进行磁化，能够使块磁结构体50e内的同一区间中的磁场强度的差均匀化到50ppm。

(实施例5)

实施例5中，通过上述的本发明的一个实施方式涉及的块磁结构体的磁化方法，对图21a所示的块磁结构体50f进行了磁化。具体地讲，采用图21c所示那样的、包含磁场发生装置5、内部可收纳块磁结构体50f的真空绝热容器10b、冷却装置20和温度控制装置30而构成的磁化系统1b，进行磁化。图21c所示的磁化系统1b与图1所示的磁化系统1构成相同。如图21c所示的那样，块磁结构体50f以圆柱状的块磁侧与冷头21接触的方式被载置。作为磁场发生装置，将室温孔径150mm的超导磁体(jastec制造10t150)励磁至大约6t，作为用于磁化的外加磁场。此时的外加磁场的分布与实施例1同样，为图2左侧所示那样的形状。

制作7枚在单晶状的gdba2cu3oy中微细分散了gd2bacuo5的外径60mm、内径29mm、厚度2mm的环状块体。此外，制作1个具有同样的组织的外径60mm、内径35mm、厚度10mm的环状块体，此外制作2个具有同样的组织的外径60mm、内径35mm、厚度20mm的环状块体。另外，制作1个具有同样的组织的外径60mm、厚度10mm的圆柱状氧化物超导块体。

此外，制作8枚外径60mm、内径44mm、厚度2mm的环状块体，此外，对各个环状块体的表面进行银成膜处理。另外制作7枚具有同样组织的外径60mm、厚度2mm的圆柱状氧化物超导块体。

接着，采用外径60mm、内径29mm、厚度2mm的环状块体，制作加强的块磁。在制作块磁时，作为第2平面环，制作8枚外径64mm、内径26mm、厚度0.5mm的sus314板。此外，作为外周加强环制作1个外径80mm、内径64mm、高度19mm的sus314制的环，作为第2外周加强环，制作7个外径64mm、内径60mm、高度2mm的cu制的环。另外，作为第2内周加强环，制作7个外径29mm、内径26mm、高度2mm的sus314制的环，作为内周加强环，制作1个外径26mm、内径24mm、高度19mm的铝合金(a5104)制的环。此时，利用软钎料将1个sus314制的外周加强环中的cu制的第2外周加强环、环状块体、sus314制的第2平面环、sus314制的第2内周加强环、铝合金(a5104)制的内周加强环分别粘接。如此制作配置在块磁结构体的端部的1个块磁。

此外，采用外径60mm、厚度2mm的圆柱状氧化物超导块体，制作加强的块磁。在制作块磁时，作为平面加强板，制作8枚外径64mm、厚度0.5mm的sus314板。此外，作为外周加强环制作1个外径80mm、内径64mm、高度19mm的sus314制的环。此外，作为第2外周加强环，制作7个外径64mm、内径60mm、高度2mm的cu制的环。

通过将它们如图21b那样进行配置，制作配置在块磁结构体端部的1个圆柱状的块磁。关于图21b所示的配置在块磁结构体的一侧的端部的圆柱状的块磁900，详细地示出由图21a的层叠体51a和外周加强环53a构成的块磁。该块磁900由外径60mm、厚度2mm的圆柱状氧化物超导块体910、平面加强板920、外周加强环931、第2外周加强环933构成。

另外，关于图21a所示的8枚外径60mm、内径42mm、厚度2mm的环51d1，对表面进行银成膜处理，将9枚外径60mm、内径43.5mm、厚度0.45mm的sus316环板与第1平面环51d2交替地层叠，形成环状块体51d，配置在外径80mm、内径60mm、高度20mm的铝合金(a5104)制的外周加强环53d中。此时，利用软钎料将环51d1和nicr制的第1平面环51d2、铝合金制的外周加强环53d和环状块体51d分别粘接。

将如此得到的7个块磁如图21a所示的那样层叠，制作块磁结构体50f。

将通过层叠得到的块磁结构体50f固定在图21c所示的冷却装置20的冷头21上，在将真空绝热容器10b的盖装上后，冷却至100k。以块磁结构体50f的中心与外加磁场的中心位置一致的方式，将冷却装置20的冷头21部分插入磁体的室温孔内。然后，进行通电使磁体的中心磁场达到大约6t，使磁体励磁。在磁体的励磁完成后，将块磁结构体50f冷却至25k，在温度稳定后，将磁体的外加磁场以0.05t/分钟减磁到零磁场，进行磁化。磁化后，将冷却装置的冷头部分从磁体的孔中拔出，测定块磁结构体50f的中心轴上的磁场分布。其结果是，得知：得到了相对于外加磁场分布大致同水平的磁场分布。

接着采用进行冷却装置20的温度控制的温度控制装置30，将块磁结构体50f升温至53k，以温度稳定的状态，测定中心轴上的磁场分布。其结果是，确认磁场强度稍微下降的情况，因此在大约1小时后再次进行了测定，结果因磁通蠕变的影响，在磁场中心部磁场强度下降，磁场分布均匀化。因此，为了防止由磁通蠕变导致的磁场强度的下降，而迅速冷却到30k，在温度稳定在30k的状态下再次测定了轴向中心部的磁场分布。其结果是，确认：外加磁场中心两侧大约10mm的区间中的磁场强度的差均匀化到80ppm以内。

根据这样的磁化方法，确认：通过具有将单晶状的gd1ba2cu3oy中微细分散了gd2bacuo5的环状块体及圆柱状氧化物超导块体多个层叠而成的结构，且在块磁结构体50f的端部配置采用第2平面环加强的块磁，即使在6t的强磁中也不发生裂纹，通过在外加磁场中心两侧大约10mm的区间内，在具有500ppm的均匀性的外部磁部分布中进行磁化，能够使块磁结构体50f内的同一区间中的磁场强度的差均匀化到80ppm。

再者，图21a所示的实施例5的块磁结构体50f如上所述，通过图21c所示那样的包含磁场发生装置5、内部收纳块磁结构体100的真空绝热容器10b、冷却装置20和温度控制装置30而构成的磁化系统1b进行磁化。此时，在冷头21上，以采用圆柱状氧化物超导块体构成的被加强的块磁接触的方式配置块磁结构体50f。此外，本发明中圆柱状氧化物超导块体的位置没有特别的限定，但在nmr等中使用时，如图21c所示的那样，优选将试样插入侧规定为环状块体，在与其相反侧的冷头21侧配置圆柱状氧化物超导块体。

(比较例1)

除了不采用外周加强环构成块磁结构体以外，按与实施例1相同的条件进行磁化，测定磁场分布。其结果是，至少在中央部的51d发生裂纹，中央部的捕捉磁通密度降低到2t左右。由此结果弄清楚，因没有外周加强环，就连捕捉5t水平的强磁场也是困难的。

(比较例2)

除了将图6中央的51d的内径规定为与51c及51e相同以外，按与实施例1相同的条件进行磁化，测定磁场分布。其结果是，在从磁结构体的层叠方向的中心沿轴向10mm的范围内的空间内，磁场均匀性为500ppm，没有发现中心部分的磁场的均匀化。

以上，参照附图对本发明的优选的实施方式详细地进行了说明，但本发明并不限定于这些例子。显然只要是具有本发明所属的技术领域中的通常知识者，就能在权利要求所记载的技术思想的范畴内想到各种变更例或修正例，对于这些，也当然可理解为属于本发明的技术范围。

符号说明

50a、50b、50c、50d、50e、50f块磁结构体

51d层叠体

51d2第1平面环

100、200、300、400、500、600、700块磁

110、210、310、410、510、610、710环状氧化物超导块体

120、220、320、420、520、620第2平面环

130、230、330、430、530、6300外周加强环

540、6400内周加强环

6310第2外周加强环

6410第2内周加强环

910圆柱状氧化物超导块体

920平面加强板