JP2003123556A - ＭｇＢ２系超伝導体及びその製造方法 - Google Patents
ＭｇＢ２系超伝導体及びその製造方法Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ＭｇＢ2硼化物金属系超伝導体の組織に有効な
ピンニングセンターを導入することにより臨界電流密度
を大幅に改善した、可撓性を有する長尺のＭｇＢ 2硼化
物金属系超伝導体とその製造方法を提供する。 【解決手段】金属管にＭｇＢ2粉末を充填し、線引きや
圧延によりＭｇＢ2系超伝導体を製造する方法におい
て、ＭｇＢ2粉末成型体中に展延性を有する金属を内蔵
することを特徴とするＭｇＢ2系超伝導体及びその製造
方法。
ピンニングセンターを導入することにより臨界電流密度
を大幅に改善した、可撓性を有する長尺のＭｇＢ 2硼化
物金属系超伝導体とその製造方法を提供する。 【解決手段】金属管にＭｇＢ2粉末を充填し、線引きや
圧延によりＭｇＢ2系超伝導体を製造する方法におい
て、ＭｇＢ2粉末成型体中に展延性を有する金属を内蔵
することを特徴とするＭｇＢ2系超伝導体及びその製造
方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴映像装置
（ＭＲＩ）等の超伝導マグネット用線材あるいは超伝導
送電等の電力輸送用導体として使用される硼化物金属系
超伝導線材などのＭｇＢ2系超伝導体とその製造方法に
関する。
（ＭＲＩ）等の超伝導マグネット用線材あるいは超伝導
送電等の電力輸送用導体として使用される硼化物金属系
超伝導線材などのＭｇＢ2系超伝導体とその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】常伝導状態から超伝導状態に遷移する臨
界温度（Ｔｃ）が、従来の金属系超伝導体の臨界温度よ
りも約２倍高い硼化物金属系超伝導体の存在が最近見出
された。
界温度（Ｔｃ）が、従来の金属系超伝導体の臨界温度よ
りも約２倍高い硼化物金属系超伝導体の存在が最近見出
された。
【０００３】ＭｇＢ2で示される組成のこの超伝導体
は、約４０Ｋの高いＴｃを示すことから、液体ヘリウム
（４．２Ｋ）で冷却する必要のあったＮｂＴｉやＮｂ3
Ｓｎ等の従来の金属系超伝導体に比べ、格段に有利な冷
却条件で使用できるため実用上極めて有望な超伝導材料
として研究開発が進められている。
は、約４０Ｋの高いＴｃを示すことから、液体ヘリウム
（４．２Ｋ）で冷却する必要のあったＮｂＴｉやＮｂ3
Ｓｎ等の従来の金属系超伝導体に比べ、格段に有利な冷
却条件で使用できるため実用上極めて有望な超伝導材料
として研究開発が進められている。
【０００４】硼化物金属系超伝導体は、硼化物特有の硬
くて脆い性質を有するので、線材の形に加工する手法と
して次のような方法が行われている。すなわち、ＭｇＢ
2組成の硼化物粉末を金属管に充填し、これをスエージ
ング、線引き、圧延等の方法により所望の径の線材ある
いは厚さのテープに加工し、これに適当な熱処理を施す
ことにより金属管内部の硼化物粉末を焼結してＭｇＢ2
系超伝導線材などの超伝導体を製造する方法である。
くて脆い性質を有するので、線材の形に加工する手法と
して次のような方法が行われている。すなわち、ＭｇＢ
2組成の硼化物粉末を金属管に充填し、これをスエージ
ング、線引き、圧延等の方法により所望の径の線材ある
いは厚さのテープに加工し、これに適当な熱処理を施す
ことにより金属管内部の硼化物粉末を焼結してＭｇＢ2
系超伝導線材などの超伝導体を製造する方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の製造法では、線
材の芯部分に当る硼化物超伝導体部分が硬くて脆いた
め、可撓性のある線材を得ることが困難であった。この
ためコイル等として線材を利用する場合においても許容
される曲率半径が制限され、巻き線工程や取り扱い上の
制約が大きかった。
材の芯部分に当る硼化物超伝導体部分が硬くて脆いた
め、可撓性のある線材を得ることが困難であった。この
ためコイル等として線材を利用する場合においても許容
される曲率半径が制限され、巻き線工程や取り扱い上の
制約が大きかった。
【０００６】また、ＭｇＢ2粉末を金属管に充填後加工
し、熱処理を施した従来の線材製造法では、超伝導体組
織中へのピンニングセンターの導入が不十分なため、実
用上最も重要な臨界電流密度（Ｊｃ）、特に、磁場中に
おける臨界電流密度の低下が著しく、酸化物系高温超伝
導体と同様大きな問題であった。
し、熱処理を施した従来の線材製造法では、超伝導体組
織中へのピンニングセンターの導入が不十分なため、実
用上最も重要な臨界電流密度（Ｊｃ）、特に、磁場中に
おける臨界電流密度の低下が著しく、酸化物系高温超伝
導体と同様大きな問題であった。
【０００７】本発明は、ＭｇＢ2硼化物金属系超伝導体
の組織に有効なピンニングセンターを導入することによ
り磁場中における臨界電流密度を大幅に改善した、可撓
性を有する長尺のＭｇＢ2硼化物金属系超伝導線材など
の超伝導体とその製造方法を提供するものである。
の組織に有効なピンニングセンターを導入することによ
り磁場中における臨界電流密度を大幅に改善した、可撓
性を有する長尺のＭｇＢ2硼化物金属系超伝導線材など
の超伝導体とその製造方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、
（１） 展延性を有する金属を内蔵するＭｇＢ2系超伝
導体。
導体。
【０００９】（２） 内蔵金属は、高電気伝導性金属ま
たはそれらの合金であることを特徴とする（１）に記載
のＭｇＢ2系超伝導体。
たはそれらの合金であることを特徴とする（１）に記載
のＭｇＢ2系超伝導体。
【００１０】（３） 内蔵金属は、磁性金属またはそれ
らの合金であることを特徴とする（１）に記載のＭｇＢ
2系超伝導体。
らの合金であることを特徴とする（１）に記載のＭｇＢ
2系超伝導体。
【００１１】（４） 内蔵金属は、低融点金属またはそ
れらの合金であることを特徴とする（１）に記載のＭｇ
Ｂ2系超伝導体。
れらの合金であることを特徴とする（１）に記載のＭｇ
Ｂ2系超伝導体。
【００１２】（５） 内蔵金属は、超伝導体断面の面積
比で２〜５０％の範囲であることを特徴とする（１）〜
（４）のいずれかに記載のＭｇＢ2系超伝導体。
比で２〜５０％の範囲であることを特徴とする（１）〜
（４）のいずれかに記載のＭｇＢ2系超伝導体。
【００１３】（６） ＭｇＢ2粉末と、展延性を有する
金属の小片とを混合する工程と、この混合物を金属管内
に充填した後、所望形状の超伝導体に延伸する工程とを
備えたことを特徴とするＭｇＢ2系超伝導体の製造方
法。
金属の小片とを混合する工程と、この混合物を金属管内
に充填した後、所望形状の超伝導体に延伸する工程とを
備えたことを特徴とするＭｇＢ2系超伝導体の製造方
法。
【００１４】（７） 金属小片は、高電気伝導性金属ま
たはそれらの合金であることを特徴とする（７）に記載
のＭｇＢ2系超伝導体の製造方法。
たはそれらの合金であることを特徴とする（７）に記載
のＭｇＢ2系超伝導体の製造方法。
【００１５】（８） 金属小片は、磁性金属またはそれ
らの合金であることを特徴とする（６）に記載のＭｇＢ
2系超伝導体の製造方法。
らの合金であることを特徴とする（６）に記載のＭｇＢ
2系超伝導体の製造方法。
【００１６】（９） 金属小片は、低融点金属またはそ
れらの合金であることを特徴とする（６）に記載のＭｇ
Ｂ2系超伝導体の製造方法。
れらの合金であることを特徴とする（６）に記載のＭｇ
Ｂ2系超伝導体の製造方法。
【００１７】（１０） 金属小片は、粉末、線及び箔の
形状から選択された一種又は二種以上であることを特徴
とする（６）〜（９）のいずれかに記載のＭｇＢ2系超
伝導体の製造方法。
形状から選択された一種又は二種以上であることを特徴
とする（６）〜（９）のいずれかに記載のＭｇＢ2系超
伝導体の製造方法。
【００１８】（１１） 金属小片は、金属管に充填され
る混合物に対して、得られる超伝導体の断面比で２〜５
０％の範囲になるように添加されることを特徴とする請
求項６〜１０のいずれかに記載のＭｇＢ2系超伝導体の
製造方法。
る混合物に対して、得られる超伝導体の断面比で２〜５
０％の範囲になるように添加されることを特徴とする請
求項６〜１０のいずれかに記載のＭｇＢ2系超伝導体の
製造方法。
【００１９】（１２） 熱処理工程なしに超伝導体とす
ることを特徴とする（６）〜（１１）のいずれかに記載
のＭｇＢ2系超伝導体の製造方法。
ることを特徴とする（６）〜（１１）のいずれかに記載
のＭｇＢ2系超伝導体の製造方法。
【００２０】（１３） 超伝導体とする工程の後または
工程の途中に１００℃〜９００℃で熱処理する工程を備
えたことを特徴とする（６）〜（１１）のいずれかに記
載のＭｇＢ2系超伝導体の製造方法。
工程の途中に１００℃〜９００℃で熱処理する工程を備
えたことを特徴とする（６）〜（１１）のいずれかに記
載のＭｇＢ2系超伝導体の製造方法。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明者が着目した超伝導体とそ
の製造方法は、酸化物高温超伝導体と同様に金属管に超
伝導体粉末を充填後、線引きや圧延等により線材やテー
プに加工し、適当な熱処理によって超伝導線材を作製す
るＰＩＴ法（Powder in Tube）に基づくものであるが、
充填するＭｇＢ2硼化物粉末に展延性のある金属の小片
（粉末、線、箔等）を混合して、この混合物を金属管に
充填し、線引きや圧延等により線材などの超伝導体に延
伸する。この際、混合物に内蔵された金属の小片は、微
細に延伸され、ＭｇＢ2硼化物粉末が緻密な組織を形成
することを助けるとともに組織中に均一に分布する。こ
のため、内蔵金属が無い場合に比べ、線材自体の可撓性
が大幅に向上する。また、ＭｇＢ2硼化物超伝導体の組
織中に均一微細に分布した微小な常伝導金属は、磁束線
のピンニングセンターとして作用するため、磁場中にお
ける臨界電流密度が大幅に改善される。このようなピン
ニングセンターの導入は、ＮｂＴｉ合金母材中にα−Ｔ
ｉ相を析出させたＮｂＴｉ線材で知られている。
の製造方法は、酸化物高温超伝導体と同様に金属管に超
伝導体粉末を充填後、線引きや圧延等により線材やテー
プに加工し、適当な熱処理によって超伝導線材を作製す
るＰＩＴ法（Powder in Tube）に基づくものであるが、
充填するＭｇＢ2硼化物粉末に展延性のある金属の小片
（粉末、線、箔等）を混合して、この混合物を金属管に
充填し、線引きや圧延等により線材などの超伝導体に延
伸する。この際、混合物に内蔵された金属の小片は、微
細に延伸され、ＭｇＢ2硼化物粉末が緻密な組織を形成
することを助けるとともに組織中に均一に分布する。こ
のため、内蔵金属が無い場合に比べ、線材自体の可撓性
が大幅に向上する。また、ＭｇＢ2硼化物超伝導体の組
織中に均一微細に分布した微小な常伝導金属は、磁束線
のピンニングセンターとして作用するため、磁場中にお
ける臨界電流密度が大幅に改善される。このようなピン
ニングセンターの導入は、ＮｂＴｉ合金母材中にα−Ｔ
ｉ相を析出させたＮｂＴｉ線材で知られている。
【００２２】ここで、α−Ｔｉ相は点状のピンニングセ
ンターであるが、本発明により導入されるピンニングセ
ンターは、内蔵された展延性のある金属が各種加工を受
けることによって、線状あるいは面状の微細フィラメン
トのピンニングセンターとなるため、より効果的なピン
ニングセンターとして作用するものである。
ンターであるが、本発明により導入されるピンニングセ
ンターは、内蔵された展延性のある金属が各種加工を受
けることによって、線状あるいは面状の微細フィラメン
トのピンニングセンターとなるため、より効果的なピン
ニングセンターとして作用するものである。
【００２３】内蔵される展延性のある金属は、Ａｕ，Ａ
ｇ，Ａｌ，Ｃｕ等の高電気伝導性金属、ＦｅやＮｉ等の
磁性を持つ金属、Ｉｎ，Ｐｂ，Ｓｎ等の低融点金属の
他、Ｎｂ，Ｖ，Ｔａ等の高融点金属が考えられる。
ｇ，Ａｌ，Ｃｕ等の高電気伝導性金属、ＦｅやＮｉ等の
磁性を持つ金属、Ｉｎ，Ｐｂ，Ｓｎ等の低融点金属の
他、Ｎｂ，Ｖ，Ｔａ等の高融点金属が考えられる。
【００２４】高電気伝導性金属は、先に述べたように線
材の可撓性の向上とピン止め効果に有効である他、Ｍｇ
Ｂ2系超伝導線材内部の冷却効率を高め、さらに超伝導
状態から常伝導状態への遷移に対しても低抵抗な電流バ
イパスとして働くため、ＭｇＢ2系超伝導線材の安定化
に寄与する。
材の可撓性の向上とピン止め効果に有効である他、Ｍｇ
Ｂ2系超伝導線材内部の冷却効率を高め、さらに超伝導
状態から常伝導状態への遷移に対しても低抵抗な電流バ
イパスとして働くため、ＭｇＢ2系超伝導線材の安定化
に寄与する。
【００２５】磁性を有する金属は、非磁性金属に比べ磁
束線のピン止め力の強化にはより有効である。また、外
部より磁場を印加することにより均一微細に分布した微
小な金属を外部磁場の方向に配向させることが可能とな
るため可撓性を向上させる上でより効果的となる。さら
に低融点金属はＭｇＢ2粉末となじんで、微細なフィラ
メントに加工され易く、ＭｇＢ2結晶の結合度を改善し
て臨界電流の向上に役立つ。
束線のピン止め力の強化にはより有効である。また、外
部より磁場を印加することにより均一微細に分布した微
小な金属を外部磁場の方向に配向させることが可能とな
るため可撓性を向上させる上でより効果的となる。さら
に低融点金属はＭｇＢ2粉末となじんで、微細なフィラ
メントに加工され易く、ＭｇＢ2結晶の結合度を改善し
て臨界電流の向上に役立つ。
【００２６】本製造方法では、線引きや圧延等の加工後
または加工の途中で、熱処理を行わないことを特徴の一
つとしているが、熱処理を行う場合には、加工によって
均一微細に分布した金属が凝集してピン止め効果が低下
しない温度範囲で熱処理を行うことが望ましい。具体的
には、ＭｇＢ2超伝導体が分解し、超伝導特性が劣化す
る９００℃より低く、また、焼鈍の効果が期待できる１
００℃よりも高い熱処理温度範囲とする必要がある。こ
の場合、高融点金属は、加工によって均一微細に分布し
た金属が熱処理行程において凝集しにくく、熱処理によ
るピン止め効果の低下が少ない長所を持つ。混合する金
属小片は、超伝導体に加工された後に内蔵金属が断面積
比で２〜５０％の範囲となるように添加するのが好適
で、内蔵金属量が断面積比で２％より少ないと内蔵の効
果がなく、内蔵量が断面積比で５０％より多すぎると超
伝導特性が却って低下する。
または加工の途中で、熱処理を行わないことを特徴の一
つとしているが、熱処理を行う場合には、加工によって
均一微細に分布した金属が凝集してピン止め効果が低下
しない温度範囲で熱処理を行うことが望ましい。具体的
には、ＭｇＢ2超伝導体が分解し、超伝導特性が劣化す
る９００℃より低く、また、焼鈍の効果が期待できる１
００℃よりも高い熱処理温度範囲とする必要がある。こ
の場合、高融点金属は、加工によって均一微細に分布し
た金属が熱処理行程において凝集しにくく、熱処理によ
るピン止め効果の低下が少ない長所を持つ。混合する金
属小片は、超伝導体に加工された後に内蔵金属が断面積
比で２〜５０％の範囲となるように添加するのが好適
で、内蔵金属量が断面積比で２％より少ないと内蔵の効
果がなく、内蔵量が断面積比で５０％より多すぎると超
伝導特性が却って低下する。
【００２７】金属小片の径はなるべく細かいほうが良く
金属管の内径にもよるが、好ましくは１００μｍ以下、
より好ましくは１０μｍ以下が良い。なお、ここでは線
材を例にとって説明したが、本発明はプレス成型した棒
（電流リードなど）や円筒（磁気シールドなど）の製造
にも適用できる。
金属管の内径にもよるが、好ましくは１００μｍ以下、
より好ましくは１０μｍ以下が良い。なお、ここでは線
材を例にとって説明したが、本発明はプレス成型した棒
（電流リードなど）や円筒（磁気シールドなど）の製造
にも適用できる。
【００２８】
【実施例】（実施例１）粒度３２５メッシュ以下のＣｕ
粉末と、ＭｇＢ2粉末との混合物を、外径８ｍｍ、内径
６ｍｍのＮｉ金属管に充填後、線引き、圧延加工し、厚
さ０．２〜１．２ｍｍのＭｇＢ2超伝導テープ線材を作
製した。内蔵したＣｕ粉末量は、テープの断面積比で約
１０％である。加工後、熱処理を行わずに超伝導特性を
評価したところ、Ｔｃは、３８から３９Ｋで超伝導遷移
を示した。また、液体ヘリウム（４．２Ｋ）中における
自己磁場下の臨界電流（Ｉｃ）は、厚さ０．３ｍｍ、巾
５ｍｍのテープ線材で１００Ａであった。これは、約５
０，０００Ａ／ｃｍ2のＪｃに相当する。
粉末と、ＭｇＢ2粉末との混合物を、外径８ｍｍ、内径
６ｍｍのＮｉ金属管に充填後、線引き、圧延加工し、厚
さ０．２〜１．２ｍｍのＭｇＢ2超伝導テープ線材を作
製した。内蔵したＣｕ粉末量は、テープの断面積比で約
１０％である。加工後、熱処理を行わずに超伝導特性を
評価したところ、Ｔｃは、３８から３９Ｋで超伝導遷移
を示した。また、液体ヘリウム（４．２Ｋ）中における
自己磁場下の臨界電流（Ｉｃ）は、厚さ０．３ｍｍ、巾
５ｍｍのテープ線材で１００Ａであった。これは、約５
０，０００Ａ／ｃｍ2のＪｃに相当する。
【００２９】これに対し、Ｃｕ粉末を内蔵しないテープ
線材では、液体ヘリウム中における自己磁場下のＩｃは
５０Ａで、わずかのひずみによりＩｃが急激に低下し、
測定のばらつきが大きかった。このように、Ｃｕ粉末を
内蔵したＮｉシースＭｇＢ2硼化物系超伝導線材はＪｃ
が向上するとともに、可撓性が改善され、曲げ特性の向
上が認められた。
線材では、液体ヘリウム中における自己磁場下のＩｃは
５０Ａで、わずかのひずみによりＩｃが急激に低下し、
測定のばらつきが大きかった。このように、Ｃｕ粉末を
内蔵したＮｉシースＭｇＢ2硼化物系超伝導線材はＪｃ
が向上するとともに、可撓性が改善され、曲げ特性の向
上が認められた。
【００３０】（実施例２）粒度２５０メッシュ以下のＮ
ｉ粉末と、ＭｇＢ2粉末との混合物を、外径８ｍｍ、内
径６ｍｍのＣｕ金属管に充填後、線引き、圧延加工し、
厚さ０．２〜１．０ｍｍのＭｇＢ2超伝導テープ線材を
作製した。内蔵したＮｉ粉末量は、テープの断面積比で
約８％であった。加工後、熱処理を行わずに超伝導特性
を評価したところ、Ｔｃは約３７Ｋであった。また、液
体ヘリウム（４．２Ｋ）中における自己磁場下のＩｃ
は、厚さ０．３ｍｍ、巾５ｍｍのテープ線材で５０Ａで
あった。これは、約８，０００Ａ／ｃｍ2のＪｃに相当
する。これに対し、Ｎｉ粉末を内蔵しないテープ線材で
は、液体ヘリウム中における自己磁場下のＩｃは１０Ａ
であった。このように、Ｎｉ粉末を内蔵したＣｕシース
ＭｇＢ2硼化物超伝導テープ線材は、Ｎｉ粉末を内蔵し
ないテープ線材に比べ、Ｊｃが向上すると共に、線状あ
るいは箔状に伸延されたＮｉ粉末がＭｇＢ2粉末組織の
機械的性質を改善するため大幅な曲げ特性の向上が認め
られた。
ｉ粉末と、ＭｇＢ2粉末との混合物を、外径８ｍｍ、内
径６ｍｍのＣｕ金属管に充填後、線引き、圧延加工し、
厚さ０．２〜１．０ｍｍのＭｇＢ2超伝導テープ線材を
作製した。内蔵したＮｉ粉末量は、テープの断面積比で
約８％であった。加工後、熱処理を行わずに超伝導特性
を評価したところ、Ｔｃは約３７Ｋであった。また、液
体ヘリウム（４．２Ｋ）中における自己磁場下のＩｃ
は、厚さ０．３ｍｍ、巾５ｍｍのテープ線材で５０Ａで
あった。これは、約８，０００Ａ／ｃｍ2のＪｃに相当
する。これに対し、Ｎｉ粉末を内蔵しないテープ線材で
は、液体ヘリウム中における自己磁場下のＩｃは１０Ａ
であった。このように、Ｎｉ粉末を内蔵したＣｕシース
ＭｇＢ2硼化物超伝導テープ線材は、Ｎｉ粉末を内蔵し
ないテープ線材に比べ、Ｊｃが向上すると共に、線状あ
るいは箔状に伸延されたＮｉ粉末がＭｇＢ2粉末組織の
機械的性質を改善するため大幅な曲げ特性の向上が認め
られた。
【００３１】（実施例３）粒度１５０メッシュ以下のＩ
ｎ粉末と、ＭｇＢ2粉末との混合物を、外径８ｍｍ、内
径６ｍｍのＮｉ金属管に充填後、スウェジングおよび線
引き加工し、直径１〜２ｍｍのＭｇＢ2超伝導丸線材を
作製した。内蔵したＩｎ粉末量は、丸線材の断面積比で
約１１％である。加工後、熱処理を行わずに超伝導特性
を評価したところ、Ｔｃは約３７Ｋであった。また、液
体ヘリウム（４．２Ｋ）中における自己磁場下のＩｃ
は、直径１ｍｍの丸線材で６０Ａであった。これは、約
３０，０００Ａ／ｃｍ2のＪｃに相当する。Ｉｎは、柔
らかく加工性に富む金属であるため、サブミクロン程度
までの微細なフィラメント状に加工できる。これに対
し、Ｉｎ粉末を内蔵しない丸線材では、液体ヘリウム中
における自己磁場下のＩｃは１５Ａであった。このよう
に、Ｉｎ粉末を内蔵したＮｉシースＭｇＢ2硼化物系超
伝導線材は、テープ線材と同様にＪｃが向上するととも
に、丸線材においても可撓性が改善され、曲げ特性の向
上が認められた。
ｎ粉末と、ＭｇＢ2粉末との混合物を、外径８ｍｍ、内
径６ｍｍのＮｉ金属管に充填後、スウェジングおよび線
引き加工し、直径１〜２ｍｍのＭｇＢ2超伝導丸線材を
作製した。内蔵したＩｎ粉末量は、丸線材の断面積比で
約１１％である。加工後、熱処理を行わずに超伝導特性
を評価したところ、Ｔｃは約３７Ｋであった。また、液
体ヘリウム（４．２Ｋ）中における自己磁場下のＩｃ
は、直径１ｍｍの丸線材で６０Ａであった。これは、約
３０，０００Ａ／ｃｍ2のＪｃに相当する。Ｉｎは、柔
らかく加工性に富む金属であるため、サブミクロン程度
までの微細なフィラメント状に加工できる。これに対
し、Ｉｎ粉末を内蔵しない丸線材では、液体ヘリウム中
における自己磁場下のＩｃは１５Ａであった。このよう
に、Ｉｎ粉末を内蔵したＮｉシースＭｇＢ2硼化物系超
伝導線材は、テープ線材と同様にＪｃが向上するととも
に、丸線材においても可撓性が改善され、曲げ特性の向
上が認められた。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づいて
作製されたＭｇＢ2硼化物系超伝導線材などの超伝導体
は、展延性のある金属がＭｇＢ2硼化物中に均一微細に
分散するため、可撓性のある長尺の超伝導体の製造が可
能となる。この結果、超伝導体を取り扱う上での制約が
大幅に改善され、コイル等の製造が容易になる。また、
線引きや圧延等の加工後、ＭｇＢ2硼化物中に均一微細
に分散した内蔵金属は線状あるいは面状のピンニングセ
ンターとして働くため、磁場中におけるＪｃが大幅に改
善される。そのため、高磁場発生用のコイルへの応用範
囲が大幅に広がるとともに、電力送電等大電流導体とし
ての応用も有望となる。実用的な本超伝導体を用いるこ
とにより、高価な液体ヘリウムを使わずに２０Ｋ前後に
おいて、４．２Ｋにおける冷却能力よりも約１桁高い冷
却能力が得られる冷凍機を使うことにより冷却の負担を
軽減し、操作性に優れた超伝導機器の製作が容易にな
り、超伝導応用の飛躍的発展に寄与する。
作製されたＭｇＢ2硼化物系超伝導線材などの超伝導体
は、展延性のある金属がＭｇＢ2硼化物中に均一微細に
分散するため、可撓性のある長尺の超伝導体の製造が可
能となる。この結果、超伝導体を取り扱う上での制約が
大幅に改善され、コイル等の製造が容易になる。また、
線引きや圧延等の加工後、ＭｇＢ2硼化物中に均一微細
に分散した内蔵金属は線状あるいは面状のピンニングセ
ンターとして働くため、磁場中におけるＪｃが大幅に改
善される。そのため、高磁場発生用のコイルへの応用範
囲が大幅に広がるとともに、電力送電等大電流導体とし
ての応用も有望となる。実用的な本超伝導体を用いるこ
とにより、高価な液体ヘリウムを使わずに２０Ｋ前後に
おいて、４．２Ｋにおける冷却能力よりも約１桁高い冷
却能力が得られる冷凍機を使うことにより冷却の負担を
軽減し、操作性に優れた超伝導機器の製作が容易にな
り、超伝導応用の飛躍的発展に寄与する。
【００３３】従って、本発明は従来の課題を解決し、磁
場中におけるＪｃが大幅に改善されるとともに、可撓性
に優れた長尺のＭｇＢ2硼化物系超伝導体とその製造法
を提供するものである。
場中におけるＪｃが大幅に改善されるとともに、可撓性
に優れた長尺のＭｇＢ2硼化物系超伝導体とその製造法
を提供するものである。
Claims (13)
- 【請求項１】 展延性を有する金属を内蔵するＭｇＢ2
系超伝導体。 - 【請求項２】 内蔵金属は、高電気伝導性金属またはそ
れらの合金であることを特徴とする請求項１に記載のＭ
ｇＢ2系超伝導体。 - 【請求項３】 内蔵金属は、磁性金属またはそれらの合
金であることを特徴とする請求項１に記載のＭｇＢ2系
超伝導体。 - 【請求項４】 内蔵金属は、低融点金属またはそれらの
合金であることを特徴とする請求項１に記載のＭｇＢ2
系超伝導体。 - 【請求項５】 内蔵金属は、超伝導体断面の面積比で２
〜５０％の範囲であることを特徴とする請求項１〜４の
いずれかに記載のＭｇＢ2系超伝導体。 - 【請求項６】 ＭｇＢ2粉末と、展延性を有する金属の
小片とを混合する工程と、この混合物を金属管内に充填
した後、所望形状の超伝導体に延伸する工程とを備えた
ことを特徴とするＭｇＢ2系超伝導体の製造方法。 - 【請求項７】 金属小片は、高電気伝導性金属またはそ
れらの合金であることを特徴とする請求項７に記載のＭ
ｇＢ2系超伝導体の製造方法。 - 【請求項８】 金属小片は、磁性金属またはそれらの合
金であることを特徴とする請求項６に記載のＭｇＢ2系
超伝導体の製造方法。 - 【請求項９】 金属小片は、低融点金属またはそれらの
合金であることを特徴とする請求項６に記載のＭｇＢ2
系超伝導体の製造方法。 - 【請求項１０】 金属小片は、粉末、線及び箔の形状か
ら選択された一種又は二種以上であることを特徴とする
請求項６〜９のいずれかに記載のＭｇＢ2系超伝導体の
製造方法。 - 【請求項１１】 金属小片は、金属管に充填される混合
物に対して、得られる超伝導体の断面比で２〜５０％の
範囲になるように添加されることを特徴とする請求項６
〜１０のいずれかに記載のＭｇＢ2系超伝導体の製造方
法。 - 【請求項１２】 熱処理工程なしに超伝導体とすること
を特徴とする請求項６〜１１のいずれかに記載のＭｇＢ
2系超伝導体の製造方法。 - 【請求項１３】 超伝導体とする工程の後または工程の
途中に１００℃〜９００℃で熱処理する工程を備えたこ
とを特徴とする請求項６〜１１のいずれかに記載のＭｇ
Ｂ2系超伝導体の製造方法。
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2001
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