KR20070040804A

KR20070040804A - 소결체, 초전도 기기, 소결체의 제조 방법, 초전도 선재 및초전도 선재의 제조 방법

Info

Publication number: KR20070040804A
Application number: KR1020077002050A
Authority: KR
Inventors: 쥰-이치 시모야마; 다케시 가토
Original assignee: 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2007-04-17
Also published as: US20080274900A1; JP2006127898A; CN101001820A; RU2006145640A; WO2006046535A1; EP1806328A1

Abstract

소결체의 제조 방법은, Mg와 B를 포함하는 소결체의 제조 방법으로서, Mg 분말(3a, 3b)과 B 분말(2)을 서로 혼합하지 않고 배치하는 배치 공정과, 배치 공정 후, Mg 분말(3a, 3b) 및 B 분말(2)을 열처리하는 열처리 공정을 구비하고 있다. 또한, 열처리 공정의 온도는 651℃ 이상 1107℃ 이하이다. 이에 따라, 임계 전류 밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

소결체, 초전도 기기, 소결체의 제조 방법, 초전도 선재 및 초전도 선재의 제조 방법{SINTERED BODY, SUPERCONDUCTING DEVICE, SINTERED BODY MANUFACTURING METHOD, SUPERCONDUCTING WIRING ROD, AND SUPERCONDUCTING WIRING ROD MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 소결체, 초전도 기기, 소결체의 제조 방법, 초전도 선재, 및 초전도 선재의 제조 방법에 관한 것이다.

MgB₂의 소결체를 초전도 선재의 초전도체 필라멘트로서 이용하면, 높은 임계 온도를 실현할 수 있다. 이 때문에, MgB₂의 소결체는 주목을 받고 있다. MgB₂의 소결체를 이용한 초전도 선재는, 예컨대, 이하의 제조 방법(제 1 제조 방법)에 의해 제조된다.

반응 완료된 MgB₂로 구성되는 초전도 분말을 금속 파이프 내에 충전한 것을 신선(伸線; wire drawing)하고, 이것을 금속 파이프 내에 복수 라인　내장하여 다심(多芯; multifilamentary) 구조로 한다. 그리고, 소정의 크기로의 신선을 행하 고, 그 후, 소정의 온도에서의 열처리를 실시한다.

또한, 다른 제조 방법(제 2 제조 방법)으로서 이하의 방법도 알려져 있다. MgB₂의 원료로 되는 Mg(마그네슘)의 분말과 B(붕소)의 분말을 임의의 상태로 되도록 혼합하여, 원료 분말을 제조한다. 그리고, 이 원료 분말을 금속 파이프 내에 충전한 것을 신선하고, 이것을 금속 파이프 내에 복수 라인 내장하여 다심 구조로 한다. 그리고, 소정의 크기로의 신선을 행하고, 그 후, 소정의 온도에서의 열처리를 실시한다.

상기한 바와 같은 MgB₂의 초전도 선재의 제조 방법은, 예컨대, 비특허문헌 1∼비특허문헌 3에 개시되어 있다. 특히 비특허문헌 1에는, 상기 제 2 제조 방법에 의해 제조된 초전도 선재쪽이, 상기 제 1 제조 방법에 의해 제조된 초전도 선재보다도 높은 임계 전류 밀도를 얻을 수 있다고 기재되어 있다.

(비특허문헌 1) Alexey. V. Pan, et al., "Properties of superconducting MgB₂ wires : in situ versus ex situ reaction technique", Supercond. Sci. Technol. 16(2003) pp.639~644

(비특허문헌 2) X. L. Wang, et al., "Significant improvement of critical current density in coated MgB₂/Cu short tapes through nano-SiC doping and short-time in situ reaction", Supercond. Sci. Technol. 17(2004) pp.L21~L24

(비특허문헌 3) A. Matsumoto, et al., "Effect of impurity additions on the microstructures and superconducting properties of in situ-processed MgB₂ tapes", Supercond. Sci. Technol. 17(2004) pp.S319~S323

(발명이 해결하고자 하는 과제)

그러나, 제 2 제조 방법에 의해서 얻어지는 초전도 선재에서는, 초전도체 필라멘트의 소결 밀도가 약 50%로 낮았다. 초전도 선재는 초전도체 필라멘트의 밀도가 낮으면 임계 전류치가 저하하는 성질을 갖고 있다. 이 때문에, 제 2 제조 방법에 의해 MgB₂의 초전도 선재를 제조하더라도, 충분히 높은 임계 전류 밀도를 얻을 수는 없었다.

따라서, 본 발명의 목적은 임계 전류 밀도를 향상시킬 수 있는 소결체, 초전도 기기, 소결체의 제조 방법, 초전도 선재, 및 초전도 선재의 제조 방법을 제공하는 것이다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명의 소결체는 Mg와 B를 포함하고, 소결 밀도가 90% 이상이다. 본 발명의 소결체에 의하면, 초전도 선재에 이용한 경우에 임계 전류 밀도를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 소결체는, 예컨대, 이하의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.

본 발명의 소결체의 제조 방법은 Mg와 B를 포함하는 소결체의 제조 방법으로서, Mg와 B를 서로 혼합하지 않고 배치하는 배치 공정과, 배치 공정 후, Mg 및 B를 열처리하는 열처리 공정을 구비하고 있다.

본원 발명자들은 종래에 있어서 MgB₂의 소결체를 초전도 선재에 이용하더라도, 충분히 높은 임계 전류 밀도를 얻을 수 없었던 이유를 찾아내었다. 즉, 마그네슘과 붕소를 포함하는 원료 분말을 열처리하면, Mg가 확산하여 B쪽으로 이동한다. 그 결과, Mg가 존재하고 있었던 부분에 공극(空隙)이 발생하고, B가 존재하고 있었던 부분에 MgB₂의 소결체가 생성된다. 이와 같이 공극이 발생함으로써 소결체의 밀도가 저하하기 때문에, MgB₂의 소결체를 초전도 선재에 이용하더라도, 충분히 높은 임계 전류 밀도를 얻을 수 없었다.

그래서, 본 발명의 소결체의 제조 방법에서는, Mg와 B를 서로 혼합하지 않고 배치한 상태로 열처리한다. 이에 따라, Mg가 존재하고 있었던 부분은 소결체의 일부에는 포함되지 않게 되기 때문에, 소결체의 소결 밀도는 저하하지 않는다. 따라서, Mg와 B를 포함하는 소결체의 소결 밀도를 향상시킬 수 있어, 이 소결체를 이용하는 것으로 초전도 선재의 임계 전류 밀도를 향상시킬 수 있다.

상기 제조 방법에 있어서 바람직하게는, 열처리 공정의 온도가 651℃ 이상 1107℃ 이하이다.

Mg의 융점은 651℃이기 때문에, 이 이상의 온도로 열처리함으로써, Mg가 액화하여, Mg의 확산 속도가 비약적으로 향상된다. 또한, Mg의 비점은 1107℃이기 때문에, 이 이하의 온도로 열처리함으로써, Mg가 기화에 의해 소실되는 것을 방지할 수 있다.

상기 제조 방법에 있어서 바람직하게는, 배치 공정은 탄화규소 및 탄화4붕소 중 적어도 한쪽과, B를 혼합한 혼합체를 제조하는 공정과, Mg와 이 혼합체를 서로 혼합하지 않고 배치하는 공정을 포함하고 있다.

이에 따라, 탄화규소 및 탄화4붕소 중 적어도 한쪽을 포함하는 소결체를 얻을 수 있다. 이 소결체에 의해 초전도 선재의 임계 전류 밀도를 한층 더 향상시킬 수 있다.

본 발명의 초전도 선재는 Mg와 B를 포함하는 초전도체 필라멘트를 갖고, 초전도체 필라멘트의 소결 밀도가 90% 이상이다. 또한, 본 발명의 초전도 기기는 상기 소결체 또는 상기 초전도 선재를 이용하고 있다.

본 발명의 초전도 선재 및 초전도 기기에 의하면, 임계 전류 밀도를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 초전도 선재는, 예컨대, 이하의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.

본 발명의 초전도 선재의 제조 방법은 서로 혼합되어 있지 않은 Mg와 B를 포함하는 원료체를 금속으로 피복한 형태를 갖는 선재를 제조하는 선재 제조 공정과, 선재를 열처리하는 열처리 공정을 구비하고 있다.

본 발명의 초전도 선재의 제조 방법에서는, Mg와 B를 서로 혼합하지 않고 배치한 상태로 열처리한다. 이에 따라, Mg가 존재하고 있었던 부분은 초전도체 필라멘트의 일부에는 포함되지 않게 되기 때문에, 초전도체 필라멘트의 소결 밀도는 저하하지 않는다. 따라서, Mg와 B를 포함하는 초전도체 필라멘트의 소결 밀도를 향상시킬 수 있고, 초전도 선재의 임계 전류 밀도를 향상시킬 수 있다.

상기 제조 방법에 있어서 바람직하게는, 선재 제조 공정은, 탄화규소 및 탄화4붕소 중 적어도 한쪽과, B를 혼합한 혼합체를 제조하는 공정과, 서로 혼합되어 있지 않은 Mg와 혼합체를 포함하는 원료체를 금속으로 피복한 형태를 갖는 선재를 제조하는 공정을 포함하고 있다.

이에 따라, 탄화규소 및 탄화4붕소 중 적어도 한쪽을 포함하는 초전도체 필라멘트를 갖는 초전도 선재를 얻을 수 있어, 초전도 선재의 임계 전류 밀도를 한층 더 향상시킬 수 있다.

상기 제조 방법에 있어서 바람직하게는, 열처리 공정 후에, 열처리의 온도보다 낮은 융점을 갖는 저융점 금속을 Mg가 존재하고 있었던 부분에 주입한다.

이에 따라, 원료체가 반응하여 생성된 초전도체 필라멘트 내에 존재하는 공동(空洞)을 저융점 금속으로 매울 수 있고, 그 결과, 초전도체의 안정화를 도모할 수 있다.

상기 제조 방법에 있어서 바람직하게는, 선재 제조 공정에 있어서, 선재의 길이 방향으로 연재하도록 Mg를 배치하고, 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 Mg를 둘러싸도록 B를 배치한다.

이에 따라, 초전도 선재의 길이 방향에 대하여 수직인 단면 전체에 공극이 형성되는 것을 억제할 수 있다. 초전도 선재의 길이 방향을 따라 전류는 흐르기 때문에, 공극이 도전 경로의 방해가 되는 것을 억제할 수 있어, 임계 전류 밀도를 향상시킬 수 있다.

상기 제조 방법에 있어서 바람직하게는, 열처리 공정의 직전에 있어서, Mg와 B의 경계면으로부터 0㎜ 이상 1㎜ 이하의 거리에 모든 B가 존재하도록, Mg와 B를 배치한다.

열처리 공정에 있어서의 Mg의 확산 거리는 1㎜인 것이 바람직하다. 1㎜보다 긴 거리를 Mg가 확산되도록 하기 위해서는, 매우 긴 시간의 열처리가 필요하게 된다. 따라서, 열처리 공정 직전에 있어서, Mg와 B의 경계면으로부터 1㎜ 이하의 거리에 모든 B를 배치함으로써, Mg가 단시간에 B 전체에 확산되어, 열처리 시간을 단축할 수 있다.

또, 본 명세서에 있어서 「Mg와 B를 서로 혼합하지 않고」란, 「Mg의 입자와 B의 입자를 임의의 상태로 하지 않고」라고 하는 의미이다. 또한, 「Mg와 혼합체를 서로 혼합하지 않고 」란, 「Mg의 입자와 혼합체의 입자를 임의의 상태로 하지 않고」라는 의미이다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 임계 전류 밀도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 소결체의 한 구성을 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 소결체의 다른 구성을 나타내는 사시도,

도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 소결체의 또 다른 구성을 나타내는 사시도,

도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 원료 분말의 한가지 충전 방법을 나타내는 단면도,

도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 원료 분말의 다른 충전 방법을 나타내는 단면도,

도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 원료 분말의 또 다른 충전 방법을 나타내는 단면도,

도 7은 열처리 후의 소결체의 구성을 나타내는 단면도,

도 8은 종래의 제조 방법에 있어서의 열처리시의 Mg 분말 및 B 분말의 변화를 단계적으로 나타내는 단면도로서, (a)는 제 1 단계, (b)는 제 2 단계, (c)는 제 3 단계를 각각 나타내는 도면,

도 9는 종래의 제조 방법에 의해 얻어진 소결체의 단면을 나타내는 현미경 사진,

도 10은 본 발명의 실시 형태 1의 제조 방법에 있어서의 열처리시의 Mg 분말 및 B 분말의 변화를 단계적으로 나타내는 단면도로서, (a)는 제 1 단계, (b)는 제 2 단계, (c)는 제 3 단계를 각각 나타내는 도면,

도 11(a)는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 제조 방법에 의해 얻어진 소결체의 단면을 나타내는 현미경 사진, 도 11(b)는 도 11(a)의 확대도,

도 12는 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 초전도 선재의 구성을 모식적으로 나타내는 부분 단면 사시도,

도 13은 본 발명의 실시 형태 3에 있어서, 원료 분말을 금속관으로 피복한 형태를 갖는 선재의 구성을 나타내는 부분 단면 사시도,

도 14는 단심(單芯)선을 다수 묶어 금속관 내에 감합(嵌合)하는 공정을 모식적으로 나타내는 사시도,

도 15는 다심(多芯)선을 제조한 직후(열처리 직전)에 있어서의 원료 분말의 상태를 나타내는 요부 단면도,

도 16은 실시예 1에 있어서의 초전도 선재의 인가 자장 H와 임계 전류 밀도 J_c의 관계를 나타내는 도면,

도 17은 실시예 2에 있어서의 초전도 선재의 인가 자장 H와 임계 전류 밀도 J_c의 관계를 나타내는 도면,

도 18은 실시예 3에 있어서의 초전도 선재의 인가 자장 H와 임계 전류 밀도 J_c의 관계를 나타내는 도면이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1, 101 : 소결체(초전도체 필라멘트) 1a∼1c : 소결체

2, 102 : B 분말 3, 3a, 3b, 103 : Mg 분말

5, 105 : 공극 10 : 초전도 선재

10a : 단심선 11 : 시스(sheath)부

11a, 11b : 금속관 20 : 공동

31 : 용기 31a : 덮개

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면에 근거하여 설명한다.

(실시 형태 1)

도 1∼도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 소결체의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 1∼도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 소결체는, 예컨대, MgB₂로 이루어져 있으며, 그 형상은 임의이다. 예컨대, 도 1에 나타내는 소결체(1a)는 원통 형상을 갖고 있다. 또한, 도 2에 나타내는 소결체는 중심 부분에 원통 형상의 공동(20)이 존재하는 원통 형상을 갖고 있다. 또한, 도 3에 나타내는 소결체는 복수의 원통 형상의 공동(20)이 원주 방향을 따라 존재하는 원통 형상을 갖고 있다. 소결체(1a∼1c)의 소결 밀도는 90% 이상이다.

여기서, 소결체의 소결 밀도는 이하의 방법에 의해 산출된다.

처음에, 일정 질량(M(g))의 소결체로 나눈다. 다음에, 나누어진 소결체를 알콜에 담그고, 알콜 중에서의 선재의 질량(W(g))을 계측하여, 소결체에 작용하는 부력이 산출된다. 그리고, 기지의 알콜 밀도(ρ=0.789(g/㎝³)를 이용하여 소결체의 체적(V(㎝³)이 산출된다. 구체적으로는, 부력을 F라고 하면, 이하의 수학식 1, 수학식 2에 의해 V가 산출된다. 또, 소결체(1b, 1c)에 있어서의 공동(20)의 부분은 소결체의 체적 V에 포함되어 있지 않은 것은 말할 필요도 없다.

F=M-W

V=F/ρ

이렇게 하여 얻어진 소결체의 체적 V로부터, 이하의 수학식 3을 이용하여 소결체의 밀도 ρ가 산출된다.

ρ=M/V

한편, 소결체가 MgB₂로 이루어져 있는 경우, 그의 이론적인 밀도는 2.63g/㎝³라고 하는 값이 채용되어 있다. 이 소결체의 이론 밀도와 소결체의 밀도 ρ의 비로부터, 소결체의 소결 밀도가 산출된다. 구체적으로는, 수학식 4에 의해 소결 밀도가 산출된다.

소결 밀도(%)=(ρ/2.63)×100

다음에, 본 실시 형태에 있어서의 소결체의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 특히 소결체(1a)의 제조 방법에 대하여 설명한다.

처음에, 도 4를 참조하여, Mg 분말을 둘로 나누고, 둘로 나눈 것 중 한쪽의 Mg 분말(3a)을 원통 형상의 용기(31) 내에 충전한다. 다음에, 용기(31) 내의 Mg 분말(3a)상에 B 분말(2)을 충전한다. B 분말(2)을 충전할 때에는, 소망하는 소결체의 형상으로 B 분말(2)의 형상을 정돈한다. 다음에, 용기(31) 내의 B 분말(2)상에 나머지의 Mg 분말(3b)을 충전한다. 그 후, 용기(31)의 개구부를 덮개(31a)로 덮는다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, Mg 분말과 B 분말을 서로 혼합하지 않고 용기(31) 내에 충전(배치)한다. 이 때, Mg 분말(3a, 3b)과 B 분말(2)을 합쳐 하나의 원료 분말로서 보면, 원료 분말 중에 있어서, Mg 분말을 구성하는 입자와 B 분말을 구성하는 입자는 서로 임의의 상태로 존재하지 않는다. 또, Mg 분말 및 B 분말을 구성하는 입자의 크기는 임의이다. 또한, 열처리 전의 B 분말을 압분 성형 등의 방법으로 고밀도화해 놓는 것이 바람직하다. 이에 따라, 얻어지는 소결체도 고밀도화할 수 있다.

또, 소결체(1b, 1c)를 제조할 때에는, 이하와 같이 Mg 분말 및 B 분말을 충전한다. 도 5를 참조하여, 소결체(1b)를 제조할 때에는, 공동(20)으로 되는 부분에 Mg 분말(3)을 충전하고, 그 주위를 덮도록 B 분말(2)을 충전한다. 바꿔 말하면, 용기(31)에 있어서의 중심축 부분에 막대 형상으로 굳힌 Mg 분말을 배치한다. 또는, Mg의 막대를 배치한다. 또한, 도 6을 참조하여, 소결체(1c)를 제조할 때에는, 공동(20)으로 되는 네 부분에 Mg 분말(3a, 3b)을 충전하고, 그 주위를 덮도록 B 분말(2)을 충전한다.

다음에, 예컨대, 651℃ 이상 1107℃ 이하의 온도로, 상기의 Mg 분말 및 B 분말을 열처리한다. 이에 따라, Mg 분말 및 B 분말이 반응하여, MgB₂의 소결체가 생성된다. 도 4의 원료 분말을 열처리한 경우의, 열처리 후의 소결체의 구성을 도 7에 나타낸다. 도 7에 나타내는 바와 같이 열처리 전의 B 분말(2)의 형상에 거의 가까운 형상으로 소결체(1)가 생성된다. 또한, Mg 분말(3)이 존재하고 있었던 부 분에는 공극(공동)(5)이 형성된다. 그 후, 이 소결체(1)를 용기(31) 내로부터 추출한다. 이상의 공정에 의해, 도 1에 나타내는 소결체(1a)가 얻어진다.

본원 발명자들은 종래에 있어서 MgB₂의 소결체를 초전도 선재에 이용하더라도, 충분히 높은 임계 전류 밀도를 얻을 수 없었던 이유에 대하여 찾아내었다. 이에 대하여 이하에 설명한다.

도 8(a)∼도 8(c)는 종래의 제조 방법에 있어서의 열처리시의 Mg 분말 및 B 분말의 변화를 단계적으로 나타내는 단면도이다. 종래에는, Mg와 B의 반응을 촉진하기 위해, Mg 분말과 B 분말을 혼합하여 원료 분말을 제조하고 있었다. 이 때문에, 도 8(a)에 나타내는 바와 같이, 원료 분말 중에 있어서, Mg 분말(103)을 구성하는 입자와 B 분말(102)을 구성하는 입자는 임의의 상태로 존재하고 있었다. 이 원료 분말을 열처리하면, 도 8(b)에 나타내는 바와 같이, Mg가 확산되어, B의 방향(화살표의 방향)으로 이동한다. 그 결과, 도 8(c)에 나타내는 바와 같이, Mg 분말(103)이 존재하고 있었던 부분에 공극(105)이 발생하고, B 분말(102)이 존재하고 있었던 부분에 MgB₂로 이루어지는 소결체(101)가 생성된다. 즉, 공극(105)이 소결체(101)의 내부에 발생해 버린다.

이와 같이, 종래의 제조 방법에서는, 소결체의 내부에 공극이 발생하는 것에 따라, 소결체의 소결 밀도가 저하하고 있었다. 이 때문에, MgB₂로 이루어지는 소결체를 초전도 선재에 이용하더라도, 이 공극이 도전 경로의 방해가 되어, 충분히 높은 임계 전류 밀도를 얻을 수 없었다.

도 9는 종래의 제조 방법에 의해 얻어진 소결체의 단면을 나타내는 현미경 사진이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 종래의 제조 방법에 의해 얻어진 소결체의 내부에는, 직경 약 20㎛∼약 50㎛의 공극이 발생하고 있는 것을 알 수 있다.

도 10(a)∼도 10(c)는 본 발명의 실시 형태 1의 제조 방법에 있어서의 열처리시의 Mg 분말 및 B 분말의 변화를 단계적으로 나타내는 단면도이다. 또, 도 10(a)∼도 10(c)는 도 4에 있어서의 Mg 분말(3a)과 B 분말(2)의 경계 부분을 나타내고 있다. 본 실시 형태에 있어서의 소결체의 제조 방법에서는, Mg 분말과 B 분말을 서로 혼합하지 않고 배치한 상태로 열처리한다. 이 때문에, 도 10(a)에 나타내는 바와 같이, 원료 분말 중에 있어서 Mg 분말(3)(3a)이 존재하는 영역과 B 분말(2)이 존재하는 영역에 명확한 경계선을 그을 수 있다. 이와 같이 Mg 분말과 B 분말을 배치한 원료 분말을 열처리하면, 도 10(b)에 나타내는 바와 같이, Mg가 확산되어, B의 방향(화살표의 방향)으로 이동한다. 그 결과, 도 10(c)에 나타내는 바와 같이, Mg 분말(3)이 존재하고 있었던 부분에 공극(공동)(5)이 발생하고, B 분말(2)이 존재하고 있었던 부분에 MgB₂로 이루어지는 소결체(1)가 생성된다. 즉, 공극(5)은 소결체(1)의 내부에 발생하지 않는다.

이와 같이, 본 실시 형태의 제조 방법에서는, 공극이 소결체의 내부에 발생하지 않기 때문에, 소결체의 소결 밀도는 저하하지 않는다. 따라서, 공극이 도전 경로의 방해가 되지 않기 때문에, MgB₂로 이루어지는 소결체의 소결 밀도를 향상시킬 수 있다(예컨대, 90% 이상). 그리고, 이 소결체를 이용함으로써 초전도 선재의 임계 전류 밀도를 향상시킬 수 있다.

도 11(a), 도 11(b)는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 제조 방법에 의해 얻어진 소결체의 단면을 나타내는 현미경 사진이다. 도 11(a), 도 11(b)에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 제조 방법에 의해 얻어진 소결체의 내부에는, 공극이 거의 발생하고 있지 않은 것을 알 수 있다.

상기 제조 방법에 있어서는, 651℃ 이상 1107℃ 이하의 온도로 Mg 분말 및 B 분말을 열처리한다.

(실시 형태 2)

실시 형태 1의 제조 방법에서는, 원료 분말이 Mg 분말과 B 분말만으로 이루어지는 경우에 대하여 나타내었다. 그러나, 본 발명은 이러한 경우 외에, 예컨대, 원료 분말이 다른 재료를 포함하고 있더라도 좋다.

본 실시 형태에 있어서의 소결체의 제조 방법에서는, SiC(탄화규소) 및 B₄C(탄화4붕소)와, B 분말을 혼합한 혼합 분말(혼합체)을 제조한다. 그리고, Mg 분말과 이 혼합 분말을 서로 혼합하지 않고 배치한다. 예컨대, 도 4에 있어서, B 분 말(2)이 배치되어 있는 위치에 혼합 분말이 배치된다. 다음에, 상기의 Mg 분말 및 혼합 분말을 열처리한다. 이에 따라, SiC 및 B₄C를 포함하는 MgB₂의 소결체가 생성된다.

또, 이 밖의 제조 방법은 실시 형태 1과 거의 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

본 실시 형태의 소결체의 제조 방법에 있어서는, SiC 및 B₄C와, B를 혼합한 혼합 분말을 제조하여, Mg의 분말과 혼합 분말을 서로 혼합하지 않고 배치한다.

이에 따라, SiC 및 B₄C를 포함하는 소결체를 얻을 수 있다. 이 소결체에 의해 초전도 선재의 임계 전류 밀도를 한층 더 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시 형태에서는, SiC 및 B₄C의 양쪽과, B를 혼합한 혼합 분말을 제조하는 경우에 대하여 나타내었지만, 본 발명은 이러한 경우에 한정되는 것이 아니고, SiC 및 B₄C 중 적어도 한쪽과, B를 혼합한 혼합 분말을 제조하면 된다.

(실시 형태 3)

도 12는 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 초전도 선재의 구성을 모식적으로 나타내는 부분 단면 사시도이다. 도 12를 참조하여, 예컨대, 다심선의 초전도 선재에 대하여 설명한다. 초전도 선재(10)는 길이 방향으로 신장되는 복수 라인의 소결체(초전도체 필라멘트)(1)와, 그것들을 피복하는 시스부(11)를 갖고 있다. 즉, 실시 형태 1 및 실시 형태 2에 있어서의 소결체(1)가 도 12에 있어서의 초전도체 필라멘트(1)로 되어 있다. 초전도체 필라멘트(1)는, 예컨대, MgB₂로 이루어져 있다. 시스부(11)는, 예컨대, 스테인리스, 동, 및 이들의 합금 등의 금속으로 이루어져 있다. 초전도체 필라멘트(1)의 소결 밀도는 90% 이상이다.

여기서, 초전도체 필라멘트의 소결 밀도는 이하의 방법에 의해 산출된다.

처음에, 일정 질량(M_t(g))의 초전도 선재가 나누어진다. 다음에, 나누어진 초전도 선재를 알콜에 담그고, 알콜 중에서의 선재의 질량(W(g))을 계측하여, 초전도 선재에 작용하는 부력이 산출된다. 그리고, 기지의 알콜 밀도(ρ=0.789(g/㎝³)를 이용하여 초전도 선재의 체적(V_t(㎝³))이 산출된다. 구체적으로는, 부력을 F_t라고 하면, 이하의 수학식 5, 수학식 6에 의해 V_t가 산출된다.

F_t=M_t-W

V_t=F_t/ρ

이어서, 초전도 선재를 초산에 용해시키고, 그 용액을 ICP(Inductive Coupled Plasma) 발광 분석함으로써 시스부를 정량화하여, 초전도 선재의 질량에서 차지하는 시스부의 비율(Y)이 산출된다. 그리고, 초전도 선재의 질량으로부터, 초전도체 필라멘트부의 질량(M_f(g))과, 시스부의 질량(M_s(g))이 이하의 수학식 7, 수학식 8에 의해 산출된다.

M_s=M_t×Y

M_f=M_t×M_s

다음에, 시스부의 체적(V_s(㎝³))이 기지의 비중(예컨대, 시스부가 은으로 이루어지는 경우, 10.5(g/㎝³))으로부터 산출되고, 시스부의 체적으로부터 초전도체 필라멘트의 체적(V_f(㎝³))이 산출된다. 그리고, 초전도체 필라멘트의 체적으로부터 초전도체 필라멘트의 밀도 ρ_f가 산출된다. 구체적으로는, 이하의 수학식 9∼수학식 11에 의해 ρ_f가 산출된다.

V_s=M_s/10.5

V_f=V_t-V_s

ρ_f=M_f/V_f

한편, 초전도체 필라멘트가 MgB₂로 이루어져 있는 경우, 그 이론 밀도는 2.63g/㎝³라고 하는 값이 채용되어 있다. 이 이론 밀도와 초전도체 필라멘트의 밀도 ρ의 비로부터, 초전도체 필라멘트의 소결 밀도가 산출된다. 구체적으로는, 수학식 12에 의해 산출된다.

소결 밀도(%)=(ρ_f/2.63)×100

다음에, 본 실시 형태에 있어서의 초전도 선재의 제조 방법에 대하여 설명한 다.

처음에, 도 13을 참조하여, 예컨대, 스테인리스 등의 금속으로 이루어지는 금속관(11a)에 초전도체의 원재료 분말(전구체, 원료체)을 충전한다. 이 초전도체의 원료 분말은 서로 혼합되어 있지 않은 Mg 분말(3)과 B 분말(2)을 포함하고 있다. 구체적으로는, 금속관(11a)의 길이 방향으로 연장하도록, 막대 형상으로 굳힌 Mg 분말(3)을 세 부분에 배치하고, 그 주위를 덮도록 B 분말(2)을 배치한다. 또한, 금속관(11a)의 길이 방향에 수직인 단면(도 13에 나타내는 단면)에 있어서 Mg 분말(3)을 둘러싸도록 B 분말(2)을 배치한다.

또, Mg 분말과 B 분말의 배치 방법은 상기한 것에 한정되는 것이 아니고, Mg 분말과 B 분말이 서로 혼합되어 있지 않으면 된다.

이어서, 소망하는 직경으로 상기 금속관(11a)을 신선 가공하고, 전구체를 심재(芯材)로 해서 스테인리스 등의 금속으로 피복된 단심선(10a)을 제조한다. 이에 따라, 서로 혼합되어 있지 않은 Mg 분말(3)과 B 분말(2)을 포함하는 원료 분말을 금속관(11a)으로 피복한 형태를 갖는 선재(단심선)(10a)를 얻을 수 있다.

다음에, 도 14를 참조하여, 단심선(10a)을 다수 묶어, 예컨대, 스테인리스 등의 금속으로 이루어지는 금속관(11b) 내에 감합하여, 다심 구조로 한다. 이어서, 소망하는 직경으로 다심 구조의 선재를 신선 가공하고, 원료 분말이 시스부에 매립된 다심선(이하, 선재라고 기재하는 경우도 있음)을 제조한다.

도 15는 다심선을 제조한 직후(열처리 직전)에 있어서의 원료 분말의 상태를 나타내는 요부 단면도이다. 또, 도 15에서는, 다심선을 구성하는 하나의 단심선의 단면을 나타내고 있다. 도 15를 참조하여, 열처리 직전에 있어서는, Mg 분말(3)과 B 분말(2)의 경계면으로부터 0㎜ 이상 1㎜ 이하의 거리(도 15 중 점선으로 표시되는 범위 내)에 모든 B 분말(2)이 존재하고 있는 것이 바람직하다. Mg 분말(3)과 B 분말(2)을 도 15에 나타내는 바와 같이 배치하기 위해서는, 단심선의 신선시 및 다심선의 신선시에 각각 선재가 어느 정도 직경이 감소되는가를 측정하고, 그 감소의 정도에 따라 도 13에 있어서의 Mg 분말(3) 및 B 분말(2)의 크기 및 위치를 결정한다.

다음에, 상기 다심선을 열처리한다. 이 열처리는, 예컨대, 651℃ 이상 1107℃ 이하에서 행해진다. 이 열처리에 의해 원료 분말로부터 MgB₂로 이루어지는 초전도상이 생성되어, 초전도체 필라멘트로 된다. 또, 열처리 후에 Mg 분말(3)이 존재하고 있었던 부분에는 공동이 발생하지만, 이 공동은 초전도체 필라멘트(1)의 내부에 포함되지 않기 때문에, 초전도 선재(10)의 성능에는 거의 영향을 미치지 않는다. 이상의 제조 공정에 의해, 도 12에 나타내는 초전도 선재(10)가 얻어진다.

본 실시 형태의 초전도 선재의 제조 방법은, 서로 혼합되어 있지 않은 Mg 분말(3)과 B 분말(2)을 포함하는 원료 분말을 금속관(11a)으로 피복한 형태를 갖는 선재를 제조하는 선재 제조 공정과, 선재를 열처리하는 열처리 공정을 구비하고 있다.

본 실시 형태의 초전도 선재의 제조 방법에서는, MG 분말(3)과 B 분말(2)을 서로 혼합하지 않고 배치한 상태로 열처리한다. 이에 따라, Mg가 존재하고 있었던 부분은 초전도체 필라멘트(1)의 일부에는 포함되지 않게 되기 때문에, 초전도체 필라멘트(1)의 소결 밀도는 저하하지 않는다. 따라서, Mg와 B를 포함하는 초전도체 필라멘트의 소결 밀도를 향상시킬 수 있고, 초전도 선재의 임계 전류 밀도를 향상시킬 수 있다.

상기 제조 방법에 있어서는, 651℃ 이상 1107℃ 이하의 온도로 Mg 분말(3) 및 B 분말(2)을 열처리한다.

상기 제조 방법에 있어서는, 선재를 제조할 때에, 선재의 길이 방향으로 연장하도록 Mg 분말(3)을 배치하고, 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 Mg 분말(3)을 둘러싸도록 B 분말(2)을 배치한다.

이에 따라, 초전도 선재(10)의 길이 방향에 대하여 수직인 단면 전체에 공극이 형성되는 것을 억제할 수 있다. 초전도 선재(10)의 길이 방향을 따라 전류는 흐르기 때문에, 공극이 도전 경로의 방해가 되는 것을 억제할 수 있어, 임계 전류 밀도를 향상시킬 수 있다.

상기 제조 방법에 있어서 바람직하게는, 열처리의 직전에 있어서, Mg 분말(3)과 B 분말(2)의 경계면으로부터 0㎜ 이상 1㎜ 이하의 거리에 모든 B 분말(2)이 존재하도록, Mg 분말(3)과 B 분말(2)을 배치한다.

열처리 공정에 있어서의 Mg의 확산 거리는 1㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 1㎜보다 긴 거리를 Mg가 확산하도록 하기 위해서는, 매우 긴 시간의 열처리가 필요하게 된다. 따라서, 열처리 직전에 있어서, Mg 분말(3)과 B 분말(2)의 경계면으로부터 1㎜ 이하의 거리에 모든 B의 분말을 배치함으로써, Mg 분말(3)의 입자가 단시간에 B 분말(2) 전체에 확산하여, 열처리 시간을 단축할 수 있다. 열처리 시간을 단축함으로써, 초전도 선재의 제조에 요하는 시간을 단축할 수 있는 것 외에도 여러 가지 효과를 얻을 수 있다. 예컨대, 초전도 결정의 입자 성장(grain growth)을 억제할 수 있기 때문에, 초전도 결정 중의 결정립계(grain boundary)가 많아져, 결정립계에 의한 피닝 효과(pinning effect)가 커진다. 또한, 열처리시에 초전도 결정과 시스재가 반응하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 시스재의 선택의 폭이 넓어진다.

또, 본 실시 형태에 있어서는 다심선에 대하여 설명했지만, 하나의 초전도체 필라멘트가 시스부에 의해 피복되는 단심선 구조의 초전도 선재이더라도 좋다. 또한, 본 실시 형태의 제조 방법이 적용되는 초전도 선재는, 환(丸)선뿐만 아니라, 테이프 형상이더라도 좋다. 테이프 형상의 초전도 선재는, 예컨대, 열처리 전 및 열처리 후의 적어도 어느 한쪽에 있어서, 선재를 압연함으로써 제조된다. 선재에 압연을 실시함으로써, 초전도 필라멘트의 고밀도화를 도모할 수 있다.

(실시 형태 4)

실시 형태 3의 제조 방법에서는, 원료 분말이 Mg 분말과 B 분말만으로 이루 어지는 경우에 대하여 나타냈다. 그러나, 본 발명은 이러한 경우의 외에, 예컨대, 원료 분말이 다른 재료를 포함하고 있더라도 좋다.

본 실시 형태에 있어서의 초전도 선재의 제조 방법에서는, SiC 및 B₄C와, B 분말을 혼합한 혼합 분말(혼합체)을 제조한다. 그리고, Mg 분말과 이 혼합 분말을 서로 혼합하지 않고 배치한다. 예컨대, 도 13에 있어서, B 분말(2)이 배치되어 있는 위치에 혼합 분말이 배치된다. 이에 따라, 최종적으로, SiC 및 B₄C를 포함하는 MgB₂의 초전도체 필라멘트를 갖는 초전도 선재를 얻을 수 있다.

또, 이외의 제조 방법은 실시 형태 3과 거의 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

본 실시 형태의 초전도 선재의 제조 방법에 있어서는, SiC 및 B₄C와, B를 혼합한 혼합 분말을 제조하고, 서로 혼합되어 있지 않은 Mg 분말(3)과 혼합 분말을 포함하는 원료 분말을 금속관(11a)으로 피복한 형태를 갖는 선재를 제조한다.

이에 따라, SiC 및 B₄C를 포함하는 초전도체 필라멘트를 갖는 초전도 선재를 얻을 수 있어, 초전도 선재의 임계 전류 밀도를 한층 더 향상시킬 수 있다.

(실시 형태 5)

도 15를 참조하여, 실시 형태 3에서는, 열처리 후의 초전도체 필라멘트에 있어서, Mg 분말(3)이 배치되어 있던 부분에는 공동이 발생한다. 이 부분은 초전도체 필라멘트(B 분말(2)이 배치되어 있는 부분)의 내부에 포함되지 않기 때문에, 초전도 선재(10)의 성능에는 거의 영향을 미치지 않는다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 이 공동에 저융점 금속을 주입함으로써, 초전도체의 안정화를 도모한다. 구체적으로는, 실시 형태 3의 제조 방법을 이용하여 초전도 선재를 제조한 후에, Mg 분말(3) 및 B 분말(2)의 열처리 온도보다 낮은 융점을 갖는 저융점 재료를, Mg 분말(3)이 존재하고 있었던 부분(공동 부분)에 액체의 상태로 주입한다. 저융점 금속으로는, 예컨대, 땜납이나, 인듐 등이 이용된다.

본 실시 형태의 초전도 선재의 제조 방법에 의하면, 원료 분말이 반응하여 생성된 초전도체 필라멘트 내에 존재하는 공동을 저융점 금속으로 매울 수 있고, 그 결과, 초전도체의 안정화를 도모할 수 있다. 즉, 초전도체 필라멘트를 금속 내에 매립한 구성에서는, 초전도체 중에서 발생하는 자속 밀도의 경사나 온도 변화의 경사가 너무 커지지 않는다. 그 결과, 자속 도약(flux jump)이 일어나기 어렵게 되어, 상전도(常電導) 형상으로 전이하는 것을 억지할 수 있다.

또, 실시 형태 1∼실시 형태 5에서는, Mg 및 B가 모두 분말인 경우에 대하여 나타내고 있지만, 본 발명에 있어서는, Mg 및 B가 모두 분말일 필요는 없고, 예컨대, 분말을 압축하여 굳힌 압분체이더라도 좋고, 덩어리 형상이더라도 좋다. 또한, Mg 및 B를 테이프 형상이나 막대 형상으로 성형한 것을 이용하여도 좋다. 또 한, 실시 형태 2 및 실시 형태 4에서는, SiC 및 B₄C와, B 분말을 혼합한 혼합 분말을 이용하는 경우에 대하여 나타내었지만, 본 발명에 있어서는, SiC 및 B₄C와, B 분말을 혼합한 혼합체가 분말일 필요는 없고, 예컨대, 분말을 압축하여 굳힌 압분체이더라도 좋고, 덩어리 형상이더라도 좋다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

(실시예 1)

본 실시예에서는, 서로 혼합되어 있지 않은 Mg와 B를 포함하는 원료체를 이용하는 것의 효과에 대하여 조사했다. 구체적으로는, 실시 형태 3에 나타낸 방법에 의해 초전도 선재를 제조했다. 열처리는 850℃의 온도로 24시간 행했다. 이 방법으로 얻어진 초전도 선재에 있어서의 초전도체 필라멘트의 소결 밀도는 90% 이상이었다. 또한, Mg 분말과 B 분말을 혼합한 원료 분말을 이용하여, 동일한 방법에 의해 초전도 선재를 제조하여, 종래예로 했다. 종래예에 있어서의 초전도체 필라멘트의 소결 밀도는 약 50%이었다. 얻어진 이들 초전도 선재에 대하여, 온도를 5∼30(K)의 범위에서 변화시키고, 인가 자장 H를 0∼50(kOe)(0∼40. 0×10⁵(A/m))의 범위에서 변화시키면서 임계 전류 밀도 J_c를 측정했다. 이 결과를 도 16에 나타낸다. 또, 이하의 도 16∼도 18에 있어서, 인가 자장 H의 값은, (Oe)의 단위와 (A/m)의 단위를 병기하고 있다.

도 16을 참조하여, 종래예(온도 20(K))에 비교해서, 본 실시예에 있어서의 초전도 선재(온도 20(K))는 높은 임계 전류 밀도 J_c를 갖고 있다. 예컨대, 인가 자장 H가 10(kOe)(8.0×10⁵(A/m))인 경우, 종래예의 임계 전류 밀도 J_c는 1.7×10⁵(A/㎝²)이었던 것에 대하여, 본 실시예의 초전도 선재의 임계 전류 밀도 J_c는 2.8×10⁵(A/㎝²)이었다. 또한, 인가 자장 H가 40(kOe)(32.0×10⁵(A/m))인 경우, 종래예의 임계 전류 밀도 J_c는 7.0×10²(A/㎝²)이었던 것에 대하여, 본 실시예의 초전도 선재의 임계 전류 밀도 J_c는 2.6×10³(A/㎝²)이었다. 또한, 다른 온도에 있어서도, 높은 임계 전류 밀도로 되었다. 이것으로부터, 서로 혼합되어 있지 않은 Mg와 B를 포함하는 원료체를 이용함으로써, 임계 전류 밀도를 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

(실시예 2)

본 실시예에서는, 원료체가 SiC를 더 포함하고 있는 것의 효과에 대하여 조사했다. 구체적으로는, SiC와 B 분말을 혼합한 혼합 분말을 제조하고, Mg 분말과 이 혼합 분말을 서로 혼합하지 않고 원료 분말로 했다. SiC로는 약 30㎚의 입경의 것을 이용하고, 약 2%의 도핑량으로 했다. 이 원료 분말을 이용하여 실시예 1과 동일한 방법에 의해 초전도 선재를 제조했다. 얻어진 초전도 선재에 대하여, 온도 를 5∼30(K)의 범위에서 변화시키고, 인가 자장 H를 0∼50(kOe)(0∼40. 0×10⁵(A/m))의 범위에서 변화시키면서 임계 전류 밀도 J_c를 측정했다. 이 결과를 도 17에 나타낸다. 또, 도 17에는, 실시예 1에 있어서의 본 발명의 초전도 선재의 결과를, 실시예 1로서 합쳐 나타내고 있다.

도 17을 참조하여, 특히 25(K) 이하의 온도 범위에 있어서, 본 실시예에 있어서의 초전도 선재는 실시예 1에 비교해서 높은 임계 전류 밀도 J_c를 갖고 있다. 예컨대, 20(K)의 온도에 있어서의 데이터를 참조하여, 인가 자장 H가 10(kOe)(8.0×10⁵(A/m))인 경우, 실시예 1의 임계 전류 밀도 J_c는 2.8×10⁵(A/㎝²)이었던 것에 대하여, 본 실시예의 초전도 선재의 임계 전류 밀도 J_c는 4.1×10⁵(A/㎝²)이었다. 또한, 인가 자장 H가 40(kOe)(32.0×10⁵(A/m))인 경우, 실시예 1의 임계 전류 밀도 J_c는 2.6×10³(A/㎝²)이었던 것에 대하여, 본 실시예의 초전도 선재의 임계 전류 밀도 J_c는 약 7.3×10³(A/㎝²)이었다. 이것으로부터, 원료체가 SiC를 더 포함하고 있음으로써, 임계 전류 밀도를 한층 더 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

(실시예 3)

본 실시예에서는, 원료체가 SiC 및 B₄C를 더 포함하고 있는 것의 효과에 대 하여 조사했다. 구체적으로는, SiC 및 B₄C와 B 분말을 혼합한 혼합 분말을 제조하고, Mg 분말과 이 혼합 분말을 서로 혼합하지 않고 원료 분말로 했다. SiC로는 약 30㎚ 입경의 것을 이용하고, 약 2%의 도핑량으로 했다. B₄C의 도핑량은 원료 분말에 포함되는 B 중 약 4%를 B₄C로 치환한 만큼의 도핑량으로 했다. 이 원료 분말을 이용하여 실시예 1과 동일한 방법에 의해 초전도 선재를 제조했다. 얻어진 초전도 선재에 대하여, 온도를 5∼20(K)의 범위에서 변화시키고, 인가 자장 H를 0∼50(kOe)(0∼40.0×10⁵(A/m))의 범위에서 변화시키면서 임계 전류 밀도 J_c를 측정했다. 이 결과를 도 18에 나타낸다.

도 17 및 도 18을 참조하여, 본 실시예에 있어서의 초전도 선재는 실시예 1에 비교해서 높은 임계 전류 밀도 J_c를 갖고 있다. 예컨대, 20(K)의 온도에 있어서의 데이터를 참조하여, 인가 자장 H가 10(kOe)(8.0×10⁵(A/m))인 경우, 실시예 1의 임계 전류 밀도 J_c는 2.8×10⁵(A/㎝²)이었던 것에 대하여, 본 실시예의 초전도 선재의 임계 전류 밀도 J_c는 4.4×10⁵(A/㎝²)이었다. 또한, 인가 자장 H가 40(kOe)(32.0×10⁵(A/m))인 경우, 실시예 1의 임계 전류 밀도 J_c는 2.6×10³(A/㎝²)이었던 것에 대하여, 본 실시예의 초전도 선재의 임계 전류 밀도 J_c는 1.2×10⁴(A/ ㎝²)이었다. 이것으로부터, 원료체가 SiC 및 B₄C를 더 포함하고 있음으로써 임계 전류 밀도를 한층 더 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

본 발명은 초전도 선재로 구성되는 초전도 자석을 이용한 초전도 변압기, 초전도 전류 제한기 및 자장 발생 장치나, 초전도 선재를 이용한 초전도 케이블 및 초전도 버스 바(bus bar), 초전도 코일 등의 초전도 기기에 적용 가능하고, 특히 초전도 선재가 냉매 중에 침지한 상태에서 사용되는 초전도 기기에 적용 가능하다.

이상에 개시된 실시 형태 및 실시예는 모든 점에서 예시일 뿐 제한적인 것이 아니라고 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 이상의 실시 형태 및 실시예가 아니라 청구의 범위에 의해 나타내어지며, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 수정이나 변형을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims

마그네슘과 붕소를 포함하고, 소결 밀도가 90% 이상인 소결체(1a∼1c).
청구항 1에 기재된 소결체를 이용한 초전도 기기.
마그네슘과 붕소를 포함하는 소결체(1a)의 제조 방법으로서,

상기 마그네슘(3a, 3b)과 상기 붕소(2)를 서로 혼합하지 않고 배치하는 배치 공정과,

상기 배치 공정 후, 상기 마그네슘(3a, 3b) 및 상기 붕소(2)를 열처리하는 열처리 공정

을 구비하는 소결체(1a)의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 열처리 공정의 온도가 651℃ 이상 1107℃ 이하인 소결체(1a)의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 배치 공정은,

탄화규소 및 탄화4붕소 중 적어도 한쪽과, 상기 붕소를 혼합한 혼합체(2)를 제조하는 공정과,

상기 마그네슘(3a, 3b)과 상기 혼합체를 서로 혼합하지 않고 배치하는 공정

을 포함하는 소결체(1a)의 제조 방법.
마그네슘과 붕소를 포함하는 초전도 필라멘트(1)를 갖고, 상기 초전도 필라멘트의 소결 밀도가 90% 이상인 초전도 선재(10).
청구항 6에 기재된 초전도 선재를 이용한 초전도 기기.
서로 혼합되어 있지 않은 마그네슘(3)과 붕소(2)를 포함하는 원료체를 금속(11a)으로 피복한 형태를 갖는 선재(10a)를 제조하는 선재 제조 공정과,

상기 선재를 열처리하는 열처리 공정

을 구비하는 초전도 선재(10)의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 열처리 공정의 온도가 651℃ 이상 1107℃ 이하인 초전도 선재(10)의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 선재 제조 공정은,

탄화규소 및 탄화4붕소 중 적어도 한쪽과, 상기 붕소를 혼합한 혼합체(2)를 제조하는 공정과,

서로 혼합되어 있지 않은 상기 마그네슘(3)과 상기 혼합체를 포함하는 상기 원료체를 상기 금속(11a)으로 피복한 형태를 갖는 상기 선재(10a)를 제조하는 공정

을 포함하는 초전도 선재(10)의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 열처리 공정 후에, 상기 열처리의 온도보다 낮은 융점을 갖는 저융점 금속을 상기 마그네슘이 존재하고 있던 부분에 주입하는 초전도 선재(10)의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 선재 제조 공정에 있어서, 상기 선재(10a)의 길이 방향으로 연장하도록 상기 마그네슘(3)을 배치하고, 상기 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 상기 마그네슘을 둘러싸도록 상기 붕소(2)를 배치하는 초전도 선재(10)의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 열처리 공정의 직전에 있어서, 상기 마그네슘(3)과 상기 붕소(2)의 경계면으로부터 0㎜ 이상 1㎜ 이하의 거리에 모든 상기 붕소가 존재하도록, 상기 마그네슘과 상기 붕소를 배치하는 초전도 선재(10)의 제조 방법.