JP4556343B2 - 長尺複合体の製造方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般に、長尺複合体の製造方法に関するものであり、より特定的には、軽量で高強度な導体材料になるように改良された長尺複合体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボロンとマグネシウムを含んだ金属間化合物が超電導特性を示すことが発見され、新しい超電導物質として注目されている。
【０００３】
この新しい超電導物質を導体材料とする試みは未だ緒に着いたばかりであるが、方法として、ボロン繊維をマグネシウム蒸気雰囲気で加熱処理して、金属間化合物を生成させ、ファイバ状の導体材料とすることが試みられた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このボロンとマグネシウムを含んだ金属間化合物は、硬くて加工が難しいことがわかってきた。したがって、この材料を超電導特性を示す導体材料とするためには、全く新しい導体材料としての加工方法が望まれていた。前述のボロン繊維を利用する方法は、硬い材料を加工する工程を要しないので、良い方法であるが、マグネシウム蒸気中で反応させるという長時間を要する方法であった。そこで、より工業的なプロセスが求められていた。
【０００５】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、工業的なプロセスで製造することができるように改良された長尺複合体の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の一の局面に従う長尺複合体の製造方法においては、少なくともボロンを含む線状体を、マグネシウムまたはマグネシウム合金の溶湯中を通過させ、それによって、少なくともボロンとマグネシウムが複合され、ＭｇＢ 2 を含む長尺複合体を形成する。
【００１２】
この発明の他の局面に従う長尺複合体の製造方法においては、１本あるいは複数本のボロン繊維を束ね、これをマグネシウムまたはマグネシウム合金の溶湯中を通過させ、それによって、少なくともボロンとマグネシウムが複合され、ＭｇＢ 2 を含む長尺複合体を形成する。
【００１７】
この発明のさらに好ましい長尺複合体の製造方法によれば、当該複合体に、熱処理を施す工程をさらに備え、それによって、超電導特性を持たせる。
【００１９】
この発明のさらに好ましい長尺複合体の製造方法によれば、当該複合体に、導電性の材料をさらに複合化させる工程を含む。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明は、少なくともボロンとマグネシウムからなる長尺複合体を、マグネシウムをコーティングしたり、マグネシウムまたはマグネシウム合金の溶湯中を通過させることにより、また、少なくともボロンを含む粉末状、粒状またはワイヤ状のものと、マグネシウムあるいはマグネシウム合金の粉末状、粒状、ワイヤ状またはパイプ状のものを一体化させたりして、少なくともボロンとマグネシウムからなる長尺複合体を作製する。その後、必要な雰囲気で、必要な熱処理を施すことにより、長尺複合体の少なくとも一部に、少なくともボロンとマグネシウムを含む化合物を生成させる。複合体には、ＭｇＢ2が含まれていることが高温超電導磁気センサー（ＳＱＩＤ)により確認された。得られた複合体に、導電性の材料をさらに複合化させると、導電性を一層高めることができる。
【００２１】
【実施例】
以下、この発明の実施例について説明する。
【００２２】
直径１００ミクロン程度のボロン繊維を複数本束ねて、８００℃のマグネシウム溶湯中を通過させることにより、長尺複合体を得た。マグネシウムまたはマグネシウム合金の溶湯の温度は、特に制限されないが、１１００℃以下が好ましい。
【００２３】
このとき、マグネシウム溶湯は、ＳＦ6ガスで囲い、蒸発や酸化を防ぐ。ＳＦ6ガスとして、空気とＳＦ6ガスの混合体を用いてもよく、混合割合としては、たとえばＳＦ6ガスが０．５％含有したものでよい。
【００２４】
また、マグネシウムを密着させるため、ボロン繊維を溶湯に入れる前の段階で、ボロン繊維にフラックスを付着させることが好ましい。
【００２５】
マグネシウムを密着させる別の手段として、添加元素を加えたマグネシウム合金としてもよい。添加元素としては、たとえば、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｃａ、希土類元素、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｂ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｙ、Ｉｎ、Ｂａ、Ｈｆ、Ｐｂ、Ｐｉ、Ｓｒ等の単体または複合体が好ましい。
【００２６】
これらの複合体をコイル状に巻き、９００〜１０００℃で１０時間加熱した。コイル状に巻く時、素線にガラス繊維などを巻きつけ、絶縁を施しても良い。このとき、雰囲気としては、マグネシウム蒸気が存在するようにすることが好ましい。また、酸素が存在すると、酸化マグネシウムが生成されるので、除去するのが好ましい。
【００２７】
また、別法として、内径４ｍｍφ、外径５ｍｍφのＣｕパイプ中に連続的に０．５ｍｍφのＭｇワイヤを３本束ねたものと、平均粒径約１０μのＢの粉末を充填させ、その後、伸線、圧延により、巾５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのテープ状の複合体を得た。なお、このときのパイプはＡｇパイプでもよく、ワイヤは、Ｍｇ合金でもよいが、添加元素は、前述したものを用いる。上記粉末は、Ｂを含むものであればいずれのものも使用できる。これらの複合体をコイル状に巻き、５００〜８００℃で１０時間加熱した。このときの雰囲気は非酸化性または還元性雰囲気が好ましい。
【００２８】
このようにすることにより、軽量で高強度の導体が、必要な形のコイルとして得られた。得られた複合体に、導電性の材料をさらに複合化させると、導電性を一層高めることができた。
【００２９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したとおりこの発明によれば、軽量で高硬度の導体が、必要な形のコイルとして得られるという効果を奏する。

Claims (8)

  1. 少なくともボロンを含む線状体を、マグネシウムまたはマグネシウム合金の溶湯中を通過させ、それによって、少なくともボロンとマグネシウムが複合され、ＭｇＢ 2 を含む長尺複合体を形成することを特徴とする長尺複合体の製造方法。
  2. １本あるいは複数本のボロン繊維を束ね、これをマグネシウムまたはマグネシウム合金の溶湯中を通過させ、それによって、少なくともボロンとマグネシウムが複合され、ＭｇＢ 2 を含む長尺複合体を形成することを特徴とする長尺複合体の製造方法。
  3. 当該複合体に熱処理を施す工程をさらに備え、それによって、超電導特性を持たせる、請求項１または２に記載の長尺複合体の製造方法。
  4. 当該複合体に、導電性の材料をさらに複合化させる工程を備える、請求項３に記載の長尺複合体の製造方法。
  5. 前記マグネシウムまたはマグネシウム合金の溶湯がＳＦ 6 ガスを含む雰囲気で囲われている、請求項１または２に記載の長尺複合体の製造方法。
  6. 前記線状体を前記溶湯に入れる前に前記線状体にフラックスを付着させる、請求項１に記載の長尺複合体の製造方法。
  7. 前記ボロン繊維を前記溶湯に入れる前に前記ボロン繊維にフラックスを付着させる、請求項２に記載の長尺複合体の製造方法。
  8. 前記マグネシウム合金が、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｃａ、希土類元素、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｂ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｙ、Ｉｎ、Ｂａ、Ｈｆ、ＰｂおよびＳｒの単体または複合体-を含む、請求項１または２に記載の長尺複合体の製造方法。
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