JP4533992B2 - MgB2超伝導材の製造方法 - Google Patents
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- H10N60/0856—Manufacture or treatment of devices comprising metal borides, e.g. MgB2
Description
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、MgB2超伝導材の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、MgB2メッキ膜の導電特性が向上したMgB2超伝導材を製造することのできるMgB2超伝導材の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】
二ホウ化マグネシウム(MgB2)は、金属間化合物として最高の臨界温度を示す(Tc=39K)。このため、MgB2は、従来のA15型金属間化合物(Tc=15K)に替わるものとして応用が期待されている。
【0003】
しかしながら、MgB2は、構成元素であるMgとBの極端な蒸気圧の違いから、単相のバルク体を合成することが困難とされている。
【0004】
そこで、この出願の発明の発明者らは、融液からの電気メッキ法により基材表面にMgB2膜を形成させる手法を見出し、提案している(たとえば、特許文献1参照)。
【0005】
この出願の発明は、先に提案した手法をさらに発展させ、MgB2メッキ膜の導電特性が向上したMgB2超伝導材を製造することのできるMgB2超伝導材の製造方法を提供することを解決すべき課題としている。
【0006】
【特許文献1】
特願2002−163764号(未公開)
【0007】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するために、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの混合物に、この混合物に比べて微量の塩化銅を添加し、加熱溶融した後、溶融塩に電極を挿入し、陰極としての金属材にニホウ化マグネシウム(MgB2)膜を電気メッキすることを特徴としている。
【0008】
またこの出願の発明は、金属材がステンレススチール製であることを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】
この出願の発明のMgB2超伝導材の製造方法では、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの混合物に、この混合物に比べて微量の塩化銅を添加し、加熱溶融した後、溶融塩に電極を挿入し、陰極としての金属材にニホウ化マグネシウム(MgB2)膜を電気メッキする。原料となる塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの混合物に、塩化銅を添加することにより、MgB2超伝導材におけるMgB2メッキ膜の導電特性が向上する。この効果は、塩化銅の添加量が、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの混合物に比べて微量で発現する。
【0010】
この出願の発明のMgB2超伝導材の製造方法において適用可能な金属材の材質、形態等は特に制限されない。たとえば、金属材の材質には、テープ状の線材の基板として広く用いられているステンレススチールが例示される。金属材の形状としては、テープ状、線状、コイル状等が例示される。
【0011】
以下、実施例を示し、この出願の発明のMgB2超伝導材の製造方法についてさらに詳しく説明する。
【0012】
【実施例】
塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムをモル比10:5:5:1に調整した混合物に、モル比1/100の塩化第二銅を添加した。この混合塩を、乾燥アルゴン気流中で600℃以上に加熱、溶融させた。次いで、溶融塩に径1mmの炭素棒を陽極として、厚さ0.2mm、幅15mmでステンレススチール製のテープを陰極として挿入した。両極間の距離は5mmとした。そして、両極に4Vの直流電圧を印加した。30分後、陰極であるステンレススチール製のテープを溶融塩より取り出し、乾燥ヂメチルフォルムアミドに浸潤させた。数時間の浸潤後、ステンレススチール製のテープを乾燥ヂメチルフォルムアミドから取り出し、乾燥メタノール中に入れて超音波洗浄を行い、表面に付着した電解質を完全に溶かし去った。ステンレススチール製のテープの表裏両面には、MgB2膜が電気メッキされていた。
【0013】
MgB2メッキ膜の表面に銀ペーストにより径50μmの金線を取り付け、四端子法による電気抵抗測定を行った。図1は、その電気抵抗の温度変化を示した図である。
【0014】
図1から明らかなように、35Kにおいて超伝導転移にともなう抵抗ゼロ状態への転移が起こった。このことから、ステンレススチール製のテープの表裏面に超伝導電流を流すことのできるMgB2膜が電気メッキされていることが確認される。
【0015】
次に、塩化第二銅を添加した場合と添加しなかった場合のMgB2メッキ膜の導電性を比較した。図2は、電気抵抗の温度変化を示した図である。
【0016】
図2から明らかなように、塩化第二銅を添加しなかったMgB2メッキ膜は超伝導転移を示さず、また、240Kにおける電気抵抗は、塩化第二銅を添加したMgB2メッキ膜に比べて5桁以上高い。
【0017】
このことから、塩化第二銅の添加によりMgB2メッキ膜の導電性が飛躍的に向上することが確認される。
【0018】
もちろん、この出願の発明は、以上の実施例によって限定されるものではない。塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの配合比、塩化銅の添加量、陰極としての金属材の材質及び形状等の細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。
【0019】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明によって、MgB2メッキ膜の導電特性が向上したMgB2超伝導材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で得られたMgB2メッキ膜の電気抵抗の温度変化を示した図である。
【図2】実施例において、塩化第二銅を添加した場合と添加しなかった場合のMgB2メッキ膜の導電性を比較した、電気抵抗の温度変化を示した図である。
Claims (2)
- 塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの混合物に、この混合物に比べて微量の塩化銅を添加し、加熱溶融した後、溶融塩に電極を挿入し、陰極としての金属材にニホウ化マグネシウム(MgB2)膜を電気メッキすることを特徴とするMgB2超伝導材の製造方法。
- 金属材がステンレススチール製である請求項1記載のMgB2超伝導材の製造方法。
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