(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ（１１６、１１８、１５２、１５４）を連結する方法（１４０）であって、
ジョイント部位（１３６、１５０、１６４、１６６、１７０）において第１のワイヤ（１１６、１５２）の端部及び第２のワイヤ（１１８、１５４）の端部に２ホウ化マグネシウムジョイント材料を導入する工程（１４４）であって、該第１及び第２のワイヤ（１１６、１１８、１５２、１５４）のうちの少なくとも１つは超伝導２ホウ化マグネシウムフィラメント（１２０、１２６、１５６）を備える導入工程と、
前記第１のワイヤ（１１６、１５２）の端部と前記第２のワイヤ（１１８、１５４）の端部が前記ジョイント材料を介して電気的かつ機械的に結合されるようにジョイント部位（１３６、１５０、１６４、１６６、１７０）を処置する工程（１４６）と、
を含み、
前記ジョイント部位（１３６、１５０、１６４、１６６、１７０）を処置する前記工程（１４６）が、気化、昇華または揮発、あるいはこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含み、
前記方法（１４０）が、さらに、前記導入工程の前に、前記２ホウ化マグネシウムフィラメントの端部及び該２ホウ化マグネシウムフィラメントを囲繞するクラッド材料の端部をシュレッダー加工し、第１のワイヤの粗面の端部及び前記第２のワイヤの粗面の端部を準備する工程（１４２）を有する
ことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記シュレッダー加工は、硝酸を用いて行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ジョイント部位が、前記２ホウ化マグネシウムフィラメントと比べてより高い臨界温度を有するクプラート材料（１７２）を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般的には超伝導ワイヤにおける永続性ジョイントの形成方法に関し、より具体的には２ホウ化マグネシウムワイヤにおける永続性ジョイントの形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）、発電機、モータ及び障害電流制限器などの用途の超伝導体としては２ホウ化マグネシウム（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｄｉｂｏｒｉｄｅ）が利用されるのが典型的である。２ホウ化マグネシウム粉末は、薄膜内に概ね１０７Ａ／ｃｍ２の大きな臨界電流密度（Ｊｃ）を有する極めて強力にリンクした電流を表出するので有利である。さらにワイヤ、テープまたはリボンの形状とした２ホウ化マグネシウム粉末は、概ね１０５Ａ／ｃｍ２のＪｃ値を表出する。さらに、これらの粉末の上側臨界磁場（Ｈｃ）及び不可逆性磁場（Ｈｉｒｒ）は薄膜内において約３０テスラより大きい。
【０００３】
典型的には、２ホウ化マグネシウム粉末は元素のマグネシウムとホウ素を反応させることによって形成される。この処理過程の結果、大型で強力なマグネットが必要となるＭＲＩなどの用途において望ましい特性である高磁場における大きな電流搬送能力を示す微細粉末が生産される。しかし、これらの粉末を製作する既存の方法では、２ホウ化マグネシウムが極めて大きな動作磁場及び臨界電流値を実現することが妨げられる（特に、ワイヤの形に処理される場合）。これによって、ＭＲＩなどの用途でこのテクノロジーを利用することが妨げられる。このため、こうした用途を可能にするようにこれらの粉末をカスタマイズする必要がある。例えばＭＲＩ用途では、従来の延伸法を利用しながら破断させずに細いワイヤに延伸できるような２ホウ化マグネシウム粉末を有することが望ましい。幾つかのケースでは、これらの特性は、粉末の処理中に２ホウ化マグネシウム粉末の組成内へのドーピングと別の添加剤の追加とを組み合わせることによって実現することができる。しかし、このドーピング／追加の処理過程は、２ホウ化マグネシウムの粒子に対する非超伝導性の不純物によるコーティングが防止されるような方式で実施する必要がある。さらに、２ホウ化マグネシウム粉末全体にわたって添加剤を均一に分散させることが望ましい。
【０００４】
さらに超伝導ワイヤは、ＭＲＩなどの多くの用途で必要となる長さと比べてその長さをかなり短くしたユニットとして製作されるのが一般的である。したがって超伝導ワイヤは、所与の用途にとって十分な長さを有する超伝導体を提供するように互いに端部同士を連結させることがある。ワイヤ長に沿った抵抗性損失を防止するために、２つのワイヤを接続するジョイントは「永続性（ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ）」とさせるべきである。すなわち、ジョイントを通過する抵抗を非常に低く、理想的にはゼロとさせるべきである。こうした永続性ジョイントを形成することによって多くの設計上の問題が生ずる。こうした問題はさらに２ホウ化マグネシウムワイヤの導入に伴って増幅される。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００９０４０３号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／０１２７３５３号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／０２４５４００号
【特許文献４】米国特許第５，０８２，１６４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、ＭＲＩなどの用途にとって十分な長さをもち接続ジョイントの抵抗を最小としたワイヤが形成されるように２ホウ化マグネシウムワイヤを結合させる方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技法の一態様では、ワイヤを連結する方法を提供する。本方法は、ジョイント部位において第１のワイヤの端部及び第２のワイヤの端部に２ホウ化マグネシウムジョイント材料を導入する工程であって、該第１及び第２のワイヤのうちの少なくとも１つは超伝導２ホウ化マグネシウムフィラメントを備える導入工程を含む。本方法はさらに、該第１のワイヤの端部及び該第２のワイヤの端部が該ジョイント材料を介して電気的かつ機械的に結合されるようにジョイント部位を処置する工程を含む。
【０００７】
本技法の別の態様では、超伝導ワイヤを連結する方法を提供する。本方法は、伝導性クラッドにより囲繞された超伝導２ホウ化マグネシウムフィラメントを含む第１のワイヤの端部をかみ合わせ可能構成で準備する工程を含む。本方法はさらに、伝導性クラッドにより囲繞された超伝導２ホウ化マグネシウムフィラメントを含む第２のワイヤの端部をかみ合わせ可能構成で準備する工程を含む。本方法はさらに、該第１のワイヤの端部を該第２のワイヤの端部にかみ合わせ可能に連結する工程を含む。本方法はさらに、かみ合わせ可能に連結させた第１のワイヤの端部及び第２のワイヤの端部をラッピング材料で囲繞する工程を含む。
【０００８】
本技法の別の態様では、超伝導ワイヤを提供する。本超伝導ワイヤは、２ホウ化マグネシウムを含む超伝導フィラメントを有する第１のワイヤセグメントを備える。本ワイヤはさらに、２ホウ化マグネシウムを含む超伝導フィラメントを有する第２のワイヤセグメントを備える。本ワイヤはさらに、第１のワイヤセグメントを第２のワイヤセグメントに結合させている２ホウ化マグネシウムを含んだ永続性ジョイントである低抵抗率ジョイントを備える。
【０００９】
本発明に関するこれらの特徴、態様及び利点、並びにその他の特徴、態様及び利点については、同じ参照符号が図面全体を通じて同じ部分を表している添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによってより理解が深まるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
ここで図１を参照すると、スキャナ１２、スキャナ制御回路１４及びシステム制御回路１６を含むようにして磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム１０を模式的に表している。ＭＲＩシステム１０は適当な任意のＭＲＩスキャナや検出器を含むことがあるが、図示した実施形態のシステムは、患者２２を希望するスキャン位置に配置させるためにその内部にテーブル２０が位置決めされる患者ボア１８を備えた全身用スキャナを含む。スキャナ１２は、０．５テスラ定格から１．５テスラ定格及びこれを超える定格までの様々なスキャナを含む適当な任意のタイプの定格とすることがある。
【００１１】
スキャナ１２は、制御磁場を発生させるため、無線周波数励起パルスを生成するため、かつこのパルスに応答して患者内部の磁気回転材料からの放出を検出するために一連の対応コイルを含む。図１の模式図では、全体的に患者ボア１８と一致させた主磁場を発生させるために主マグネットコイル２４が設けられている。検査シーケンスの間に制御された傾斜磁場を発生させるためにコイルアセンブリ内で一連の傾斜コイル２６、２８及び３０がグループ分けされている（これについては以下でより完全に説明することにする）。磁気回転材料を励起するようなＲＦパルスを生成するために無線周波数コイル（ＲＦ）３２が設けられている。図１に示した実施形態では、コイル３２は受信コイルの役割も果たしている。したがってＲＦコイル３２は、磁気回転材料からの放出を受け取ること及び無線周波数励起パルスを印加することのそれぞれのために受動モード及び能動モードで駆動回路及び受信回路と結合させることがある。別法として、ＲＦコイル３２と別に受信コイルの様々な構成を提供することがある。これらのコイルは、頭部コイルアセンブリなどの目標の解剖部位向けに特に適応させた構造、その他を含むことがある。さらに受信コイルは、フェーズドアレイコイルを含む適当な任意の物理的構成やその他の形で設けられることがある。
【００１２】
目下企図されている構成では、傾斜コイル２６、２８及び３０は、撮像システム１０内におけるその機能に適応させた異なる物理的構成を有している。これらのコイルは、以下に記載するような制御パルスを印加したときに傾斜磁場を発生させるコイル構造を形成するために巻きつけまたは切断されたワイヤ、ケーブル、棒材、プレートなどの超伝導素子からなることは当業者であれば理解されよう。具体的には、そのコイルは超伝導２ホウ化マグネシウムワイヤを備えることがある。ある種の実施形態では、その超伝導素子は第１相及び第２相を有するドープされた２ホウ化マグネシウム粉末を含む。ある種の実施形態では、その第１相は、第２相によって囲繞された複数の２ホウ化マグネシウム粒子を含むことがある。以下で詳細に記載することにするが、この第２相は、炭化物、ホウ化物、窒化物、酸化物、オキシ炭化物、オキシホウ化物、オキシ窒化物、あるいはこれらの組み合わせからなる粒子または薄膜を含むことがある。これらのコイルの傾斜コイルアセンブリ内部への配置は、幾つかの異なる順序で実施されることがあるが、本実施形態では、Ｚ軸コイルを最内側箇所に位置決めすると共に、これをＲＦ磁場に対する影響が比較的小さい全体的にソレノイド様の構造として形成させている。したがって図示した実施形態では、傾斜コイル３０がＺ軸ソレノイドコイルであり、またコイル２６及び２８がそれぞれＹ軸コイルとＸ軸コイルである。
【００１３】
スキャナ１２の各コイルは、所望の磁場及びパルスの生成のため、並びに制御された方式による磁気回転材料からの信号の読み取りのために外部回路によって制御を受けている。患者の組織内に典型的には拘束されている材料が主磁場を受けると、組織内の常磁性の原子核の個々の磁気モーメントが該磁場と部分的に整列することは当業者であれば理解されよう。正味の磁気モーメントが偏向磁場の方向に生成されると、垂直面内で該モーメントのランダムな方向を向いた成分が全体として相殺される。
【００１４】
傾斜コイル２６、２８及び３０は、精細に制御された磁場を、その強度が事前定義の視野域全体にわたり典型的には正極性と負極性に伴って変化するように発生させる役割をする。各コイルが既知の電流によって付勢されると、得られる磁場傾斜は、主磁場の上に重なり合うと共に、視野域全体にわたる磁場強度のＺ軸方向成分に望ましい線形変動を生じさせる。この磁場はある１つの方向では線形に変動するが、別の２つの方向では均一となる。
【００１５】
スキャナ１２の各コイルは、所望の磁場及び無線周波数パルスを生成するようにスキャナ制御回路１４によって制御を受ける。図１の模式図では、制御回路１４は検査中に利用するパルスシーケンスを指令するため並びに受信した信号を処理するための制御回路３６を含む。制御回路３６は、汎用または用途特定のコンピュータのＣＰＵやディジタル信号プロセッサなどの適当な任意のプログラム可能論理デバイスを含むことがある。制御回路３６はさらに、スキャナにより実現させた検査シーケンス中に使用される物理及び論理軸構成パラメータ、検査パルスシーケンス記述、収集画像データ、プログラミングルーチン、その他を保存するための揮発性及び不揮発性のメモリデバイスなどのメモリ回路３８を含む。
【００１６】
制御回路３６とスキャナ１２のコイルの間のインタフェースは、増幅／制御回路４０によって、また送信／受信インタフェース回路４２によって管理されている。回路４０は、制御回路３６からの制御信号に応答して磁場コイルに対して駆動電流を供給するための各傾斜磁場コイル向けの増幅器を含む。インタフェース回路４２はＲＦコイル３２を駆動するための追加的な増幅回路を含む。さらに、ＲＦコイルが無線周波数励起パルスの放出とＭＲ信号の受信の両方の役割をしている場合には、回路４２は典型的には、能動モードすなわち送信モードと受動モードすなわち受信モードとの間でＲＦコイルをトグル切り替えするためのスイッチングデバイスを含む。主マグネット２４を付勢させるために、その全体を図１の参照番号３４で表した電源が設けられている。最後に回路１４は、構成及び画像データをシステム制御回路１６とやり取りするためのインタフェース構成要素４４を含む。本記述は超伝導主マグネットアセンブリを利用している水平円筒状ボア撮像システムに関連させているが、本技法は超伝導マグネット、永久磁石、電磁石あるいはこれら手段の組み合わせにより発生させた垂直磁場を利用しているスキャナなどの別の様々な構成に適用されることがあることに留意すべきである。
【００１７】
システム制御回路１６は、オペレータや放射線医とスキャナ１２の間のスキャナ制御回路１４を介したインタフェースを容易にするために広範なデバイスを含むことがある。図示した実施形態では例えば、汎用または用途特定のコンピュータを利用するコンピュータワークステーションの形態をしたオペレータ制御装置４６が設けられている。このワークステーションもまた典型的には、検査パルスシーケンス記述、検査プロトコル、ユーザ／患者データ、画像データ（未処理データと処理済みデータの両方）、その他を保存するためにメモリ回路を含んでいる。このワークステーションはさらに、データの受信並びにローカル及びリモートのデバイスとのデータやり取りのために様々なインタフェース及び周辺ドライバを含むことがある。図示した実施形態では、こうしたデバイスには、従来のコンピュータキーボード５０や、マウス５２などの代替的入力デバイスが含まれる。ドキュメントや収集データから再構成した画像のハードコピー出力を作成するためにプリンタ５４が設けられている。オペレータインタフェースを容易にするためにコンピュータモニタ４８が設けられている。さらにシステム１０は、様々なローカル及びリモートの画像アクセス／検査制御デバイス（図１において全体を参照番号５６で表す）を含むことがある。これらのデバイスには、画像蓄積伝送システム（Ｐｉｃｔｕｒｅ  ａｒｃｈｉｖｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ：ＰＡＣＳ）、遠隔放射線（ｔｅｌｅｒａｄｉｏｌｏｇｙ）システム、その他を含むことがある。
【００１８】
ここで図２及び３を見ると、第１相及び第２相を有するドープされた２ホウ化マグネシウム粉末を表している。図示した実施形態では、ドープされた２ホウ化マグネシウム粉末は、粒子や薄膜などの第２相コーティングによって囲繞された複数の２ホウ化マグネシウム粒子を含む第１相を含む。ある種の実施形態では、その第２相は、炭化物、ホウ化物、窒化物、酸化物、オキシ炭化物、オキシホウ化物、オキシ窒化物、あるいはこれらの組み合わせを含むことがある。例示的な一実施形態では、その第２相は炭化ケイ素を含むことがある。別の実施形態では、その第２相はケイ素のオキシ炭化物を含むことがある。
【００１９】
ある種の実施形態では、ドープされた２ホウ化マグネシウム粉末は、化学式ＭｇＢ２−ｘＳｘ（ここで、Ｓはドーパントを表し、またＢは化学元素のホウ素を意味している）によって表現できる複数の２ホウ化マグネシウム粒子を含むことがある。ある種の実施形態では、Ｓは炭素、ホウ素、酸素、窒素あるいはこれらの組み合わせのうちの１つまたは幾つかを含むことがある。一実施形態では、Ｓが炭素を含む、すなわち２ホウ化マグネシウム粉末は炭素ドープされている。別の実施形態では、Ｓはホウ素、窒素または酸素を含む。これらの実施形態では、その２ホウ化マグネシウム粉末は、ホウ素ドープされている、窒素ドープされている、あるいは酸素ドープされている。さらに、ｘは２ホウ化マグネシウム格子内のホウ素を置換しているドーパントＳの原子百分率を表している。幾つかの実施形態では、ｘの値は約５パーセント〜約１５パーセント、約６パーセント〜約１２パーセント、また好ましくは約８パーセント約１０パーセントの範囲内で変動させることができる。２ホウ化マグネシウム格子のドーピングＳは均一とさせることが好ましい。２ホウ化マグネシウム格子内へのＳのドーピングによってより高い上側臨界磁場（Ｈｃ）を得ることができる。さらに、２ホウ化マグネシウムの微細構造全体にわたって炭化ケイ素粒子などの第２相を分散させることによって臨界電流密度（Ｊｃ）を増強させることがある。ＭＲＩ用途ではＨｃとＪｃの両方が高い値である必要があることが理解されよう。
【００２０】
図２に示すように、ドープされた２ホウ化マグネシウム粉末５８のある種の実施形態では、２ホウ化マグネシウム粒子６０を有する第１相が炭化ケイ素粒子などの比較的より小さい第２相粒子６２によって囲繞されることがある。これらの実施形態では、２ホウ化マグネシウム粒子６０のサイズが約２０ナノメートル〜約５００マイクロメートルの範囲内で変動することがあり、また第２相粒子６２のサイズは約５ナノメートル〜約５０ナノメートルの範囲内にあることがある。したがって、２ホウ化マグネシウム粉末５８は粒子サイズが比較的より小さいために、より大きな比率の超伝導材料を有する（すなわち、２ホウ化マグネシウム粉末からなる別の従来式ケーブルと比較して２ホウ化マグネシウムがより大きい比率であるような）これらの粉末からワイヤを形成することが可能となる。これらのワイヤは一方、ケーブルを形成するために使用することができる。
【００２１】
超伝導材料の量をより大きくすると、高い電流密度（Ｉｃ）、臨界電流密度（Ｊｃ）及び上側臨界磁場（Ｈｃ）が可能となることが理解されよう。例示的な一実施形態では、自己磁場下で４ＫにおけるＩｃは約８０Ａ〜約１０００Ａの範囲内にあることがある。別の実施形態では、Ｊｃは約１０５Ａ／ｃｍ２〜約１０７Ａ／ｃｍ２の範囲内にあることがある。一実施形態では、Ｈｃは約１０テスラ〜約１００テスラの範囲内にあることがある。
【００２２】
図３は、図２のドープされた２ホウ化マグネシウム粉末５８に対する代替的な一実施形態を表している。図示した実施形態では、２ホウ化マグネシウム粉末６４は、炭化ケイ素などの第２相からなる薄膜６８によって囲繞された２ホウ化マグネシウム粒子６６を有する第１相を含む。この実施形態では、２ホウ化マグネシウム粒子６６及び炭化ケイ素薄膜６８によって、２ホウ化マグネシウム粒子６６がコアを形成し炭化ケイ素薄膜６８がシェルを形成するような１つのコア−シェル（ｃｏｒｅ−ｓｈｅｌｌ）構造を形成させることができる。ある種の実施形態では、薄膜６８の厚さ７０は概ね数ナノメートルとすることがある。例示的な一実施形態では、薄膜６８の厚さ７０は、炭化ケイ素が非伝導性であることに由来するパーコレーション（ｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎ）電流密度の損失を防止するために約９ナノメートル未満とすることがある。
【００２３】
図４及び５は、本技法に従ってドープされた２ホウ化マグネシウム粉末を製作する方法を表した例示的な実施形態である。図４に図示した実施形態では、ドープされた２ホウ化マグネシウム粉末が２つの工程により形成される。ブロック７２では、第１相すなわち複数の２ホウ化マグネシウム粒子を有する２ホウ化マグネシウム粉末が高分子前駆体によってコートされており、この高分子前駆体は１つまたは複数の第２相粒子を産正するように構成された化学元素を含んでいる。例えば、高分子前駆体は、熱処理時に炭化ケイ素を生成するように構成された化学元素を含むことがある。引き続きブロック７４では、コートされた２ホウ化マグネシウム粉末が熱処理を受け、第２相粒子すなわちコーティングをその上に配置させて含む２ホウ化マグネシウム粒子を含んだドープされた２ホウ化マグネシウム粉末が形成される。本明細書で使用する場合、「第２相コーティング」とは、２ホウ化マグネシウムの微細構造全体にわたって分散させた第２相を有する実施形態に言及したものであり、また２ホウ化マグネシウム粒子上に第２相薄膜コーティングを有する実施形態に言及したものでもある。
【００２４】
図５は、本技法の実施形態に従ってドープされた２ホウ化マグネシウム粉末を形成するさらに詳細な方法を表している。ブロック７６では、高分子前駆体が提供される、ここでこの高分子前駆体はさらに１つの第２相を生成するように構成させた化学元素を含む。高分子前駆体は、例えば炭化ケイ素を産生するように構成させた化学元素を含むことがある。一実施形態では、炭化ケイ素の有機金属前駆体を使用することがある。例示的な一実施形態では、炭化ケイ素高分子前駆体は、ポリシラザン、変性シロキサン、［Ｒ３ＳｉＣＨ２−］ｘ［−ＳｉＲ２ＣＨ２−］ｙ−［−ＳｉＲ（ＣＨ２−）１．５］ｚ［−Ｓｉ（ＣＨ２−）２］（ここでＲは、Ｈ、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２、あるいは部分的アリル置換の誘導体「ＡＨＰＣＳ」、すなわち［′Ｓｉ（ａｌｌｙｌ）０．１Ｈ０．９ＣＨ２′］ｎとすることがある）のタイプをした多分岐のポリカルボシラン、ポリアクリルニトレート（ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ  ｎｉｔｒａｔｅ）（炭素供給源とする）、ポリオキサン（ｐｏｌｙｏｘａｎｅ）、シアノオキサン（ｃｙａｎｏｘａｎｅ）、炭酸塩、あるいはこれらの組み合わせを含むことがある。
【００２５】
ブロック７８では、高分子前駆体を溶剤内に溶解させて溶液を形成させる。高分子前駆体が熱可塑性樹脂であるような実施形態では、その高分子前駆体を制御された雰囲気下で液体になるように事前溶融させることがあり、また引き続いて２ホウ化マグネシウム粒子上に高分子前駆体の均一コーティングを形成するための高密度ミキシングであるミリング（ｍｉｌｌｉｎｇ）などの技法を用いて２ホウ化マグネシウム粉末をこの液体内に混合させることがある。幾つかの実施形態では、その溶剤は、１つまたは複数のケトン、アルコール、ＴＨＦ、あるいはこれらの組み合わせを含むことがある。一実施形態では、その溶剤はエタノールを含む。
【００２６】
ブロック８０では、この溶液に２ホウ化マグネシウム粉末を加えて混合物を形成させる。２ホウ化マグネシウム粉末は一般に入手可能である。引き続いて工程８２では、ミリング（例えば、高密度ミキシング）によって２ホウ化マグネシウム粉末と高分子前駆体溶液を混合し、粉末と前駆体の均一混合物を形成させると共に、高分子前駆体溶液を２ホウ化マグネシウム粒子上にコートさせる。
【００２７】
さらに、炭素、酸素、窒素またはホウ素のドーピング量は、そのそれぞれの供給源の追加によって制御された方式で増加させることができる。例えば、炭素ドーピングの量は、適当な量の炭素繊維、炭素ナノ粒子などの炭素供給源を混合物に追加することによって増加させることができる。Ｊｃをさらに増強するためにこの混合物にはさらに、チタン、リチウム、イットリア、アルミニウム、ケイ素、及び／またはジルコニウムが追加されることもある。これらの添加物は２ホウ化マグネシウム粉末全体にわたるこれら添加物の均一分散を容易にさせるためにナノ粒子の形態とさせることが好ましい。
【００２８】
引き続きブロック８４では、複数の２ホウ化マグネシウム粒子上に高分子前駆体のコーティングを形成するために溶液から溶剤が除去されることがある。一実施形態では、溶剤を溶液から気化させることがある。ある種の実施形態では、この溶剤の気化は不活性の雰囲気や真空内で実施し、これにより酸素など望ましくない汚染物質が、２ホウ化マグネシウム粉末全体に入り込むのを防止することがある。この溶剤は、約１５℃〜約１００℃の温度で混合物を加熱することによって除去されることがある。さらに、混合物は不活性の雰囲気や真空中で加熱されることがある。
【００２９】
代替的実施形態では、金属有機化学蒸着法、反応性プラズマ支援式化学蒸着法、反応性プラズマ支援式物理的蒸着法、化学気相含浸法（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）、あるいはこれらの組み合わせなどの被着技法を利用することによって２ホウ化マグネシウム粒子を高分子前駆体でコートすることがある。
【００３０】
ブロック８６では、均一の粒子サイズを得るためにこの高分子前駆体でコートした２ホウ化マグネシウム粉末をふるい処理及び／または顆粒化処理にかけることがある。ブロック８８では、２ホウ化マグネシウム粉末を熱処理にかけ、２ホウ化マグネシウム粒子上に炭化ケイ素コーティングなどの第２相コーティングを形成すると共に、炭素などのドーパントを２ホウ化マグネシウムの格子内に拡散させている。例示的な一実施形態では、加熱の間に、前駆体の高分子分解や熱分解によって炭化ケイ素が形成され、これによって２ホウ化マグネシウム粒子上に炭化ケイ素コーティングを形成させている。ある種の実施形態では、Ｊｃの低下を起こす可能性がある粉末内での非伝導性酸化物の形成を防止するために、その熱処理を無酸素環境内で実施することがある。別の実施形態では、その熱処理を不活性の雰囲気や真空中で実施することがある。
【００３１】
さらに、２ホウ化マグネシウム格子内へのドーパントの均一な拡散並びに該全体への第２相粒子の均一な分散を容易にするために、その熱処理が低速度で実施されることがある。一実施形態では、第２相粒子の均一分散及び均一ドーピングを容易にするために、高分子前駆体でコートした２ホウ化マグネシウム粒子が焼結処理を受けることがある。ある種の実施形態では、その熱処理は約１４００℃〜約１９００℃の範囲の温度で実施されることがある。幾つかの実施形態では、その熱処理が約１時間から約２４時間までの範囲の時間期間にわたって実施されることがある。さらに、その熱処理は、約１０−６ａｔｍから約１ａｔｍまでの範囲の圧力で実施されることがある。
【００３２】
その２ホウ化マグネシウム粉末がドープされたものか非ドープのものかに関わらず、２ホウ化マグネシウム粉末は、ワイヤ、ケーブル、シートなどの様々な形状になるように延伸を受けることがある。一実施形態では、そのシートを金属内に収容することがある。この実施形態では、金属内に収容した２ホウ化マグネシウムシートからなるこうした合成構造を生成するために同時押出成形（ｃｏ−ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ）やスエージ加工（ｓｗａｇｇｉｎｇ）を利用することがある。本技法の２ホウ化マグネシウム粉末から形成させたケーブルはＭＲＩなどの撮像用途に利用することができる。上述したように、これらのケーブルはＩｃ、Ｊｃ及びＨｃが高いため、これらのケーブルをＭＲＩ用途における望ましい候補の１つとすることができる。さらに、本技法の２ホウ化マグネシウム粉末は、直径が約１ｍｍから５ｍｍまでの範囲の単一フィラメントまたはマルチフィラメントケーブルになるように容易に延伸させることができる。さらに、これらのケーブルの機械的強度は様々な用途に適合させることができる。例示的な一実施形態では、ワイヤ／ケーブルが受ける応力は約５０ＭＰａから約５００ＭＰａまでの範囲とすることができ、またワイヤ／ケーブルが受ける歪みは約−１％から約１％までの範囲内とすることができる。一実施形態では、ワイヤ／ケーブルの長さは約１０ｃｍから約１０６ｃｍまでの範囲内とすることができる。
【００３３】
図６は、ドープされた２ホウ化マグネシウム粉末のワイヤを製作する方法を表した例示的な一実施形態である。ブロック９０では、中空の金属チューブを画定している金属チューブを通過する穴が、ドープされたまたは非ドープの２ホウ化マグネシウム粉末で満たされる。ドープされた２ホウ化マグネシウム粉末の粒子は、かん状体、ペレット、粉末、粒子、フレーク状、あるいはこれらの組み合わせの形態をしている。一実施形態では、その金属チューブは、銅、銅合金、ステンレス鋼、タンタル、マグネシウム、ニッケル合金、あるいはこれらの組み合わせを含む。一実施形態では、チューブの半径に対する穴の半径の比は、変形（ブロック９４）前において約０．１〜約０．９９である。
【００３４】
ブロック９２では、金属チューブの端部が封止される。引き続きブロック９４では、長さを増大させかつ断面積を低下させるように金属チューブが変形される。このワイヤは、所望であればさらに、テープまたは薄膜まで平たくさせることがある。一実施形態では、その金属チューブは、押し出し成形、鍛造、圧延、スエージ加工、延伸あるいはこれらの組み合わせなどの処理を利用することによって変形させることがある。変形処理過程に続いて、このワイヤ、テープまたは薄膜を熱処理しその超伝導特性及び／または機械的特性を向上させることがある。一実施形態では、そのワイヤは約６００℃以上の温度で約１時間以上の時間期間にわたって熱処理を受けることがある。
【００３５】
ワイヤは平坦なテープや巻き合わせマルチワイヤケーブルなど別の同様の導電性構造となるように形成すると有利なことがある。超伝導ワイヤに関する用途は、超伝導マグネット、モータ、変圧器、発電機などの電磁的デバイスに見出される。一方、こうした電磁的デバイスは、例えば磁気共鳴撮像システムなどのより大型のシステム内に組み込まれることがある。
【００３６】
図７は、超伝導ワイヤ９８の例示的な一実施形態の断面像を表した概要図である。超伝導ワイヤ９８は、ドープされたまたは非ドープの２ホウ化マグネシウム粉末を有する少なくとも１つのフィラメント１００を含む。フィラメント１００は金属基１０２内に配置させている。例えば金属基１０２は、図６を参照しながら上述したような２ホウ化マグネシウム粉末を満たすために利用される金属チューブ材料を含むことがある。図７ではこうしたフィラメント１００を７つ図示しているが、超伝導ワイヤ９８の内部に包含させるフィラメント１００の数は制限を受けることがなく、超伝導ワイヤ９８のサイズ、フィラメント１００のそれぞれのサイズ及び超伝導ワイヤ９８の所望の特性に応じた数にすることができる。例示的な一実施形態では、その超伝導ワイヤ９８は概ね０．５ｍｍ〜概ね１．０ｍｍの範囲の直径を有することがある。さらに、フィラメント１００はその各々が概ね０．０２ｍｍ〜概ね０．１ｍｍの範囲の直径を有することがある。
【００３７】
別の例示的な実施形態では、上述のように超伝導ワイヤ９８を形成させた後、ワイヤを通過するＡＣ損失を低下させるためにワイヤに撚りを加えることがある。ワイヤに撚りを加えることにより一般にワイヤを通過する磁束鎖交が低下し、これによりワイヤを通過するＡＣ損失を低下させ得ることが理解されよう。超伝導ワイヤ９８内に形成させる撚りの回数は、希望する効果に応じて様々とすることができる。この点は、撚りを加えた超伝導ワイヤ９８の「ピッチ」を参照することによって定量化することができる。本明細書で使用する場合、撚りを加えた超伝導ワイヤ９８の「ピッチ」とは、ワイヤが１回の完全な回転（捻り）を終えたときにワイヤがずれを生じる長さを意味している。例えば超伝導ワイヤ９８が、５０ｍｍに等しいワイヤ長で１回の完全な撚りでワイヤが回転するような撚りを受けている場合、その超伝導ワイヤ９８は５０ｍｍに等しい「ピッチ」を有すると言われる。例示的な一実施形態では、そのピッチは概ね２０ｍｍ〜概ね２００ｍｍの範囲とすることがある。撚りは例えば、２００Ｈｚ未満の周波数など低周波数用途で特に有利となることがある。
【００３８】
ワイヤ９８などのドープされたまたは非ドープの２ホウ化マグネシウム超伝導ワイヤの製作に続いて、ワイヤを同様のワイヤと結合させて、互いに結合させた超伝導ワイヤのそれぞれの長さの和に概ね等しい長さを有するような連続長の超伝導ワイヤを生成させることがある。本発明の実施形態においてワイヤ９８は、熱溶着、冷間圧接または拡散ボンディング（ただし、これらに限らない）を含め多くの技法のうちの任意の１つによって互いに結合させることがある。拡散結合は、超伝導ワイヤの結合させようとする部分にマクロな変形を伴わない原子移動を通じて実現される固相処理である。接続点またはジョイントあるいは「ジョイント部位」は低抵抗率のジョイントとするのが理想的である。すなわち、ワイヤ９８の超伝導的性格を劣化させることがあるようなジョイントを通過する電気抵抗がほとんどまたは全く存在しない。ワイヤ９８の様々なセグメントの接続については図９〜１６を参照しながらさらに記載することにする。本明細書で使用する場合、「低抵抗率ジョイント」とは「非常に低抵抗率のジョイント」または「永続性ジョイント」とすることがある。本明細書で使用する場合、「低抵抗率ジョイント」は１０−８オーム／ｃｍ２以下のジョイント部位通過抵抗を有する。本明細書で使用する場合、「非常に低抵抗率」のジョイントは概ね１０−８オーム／ｃｍ２〜概ね１０−１３オーム／ｃｍ２の範囲のジョイント部位通過抵抗を有する。本明細書で使用する場合、「永続性ジョイント」または「超伝導ジョイント」は１０−１３オーム／ｃｍ２以下のジョイント部位通過抵抗を有する。
【００３９】
図８は、超伝導ワイヤ９８の別の例示的な実施形態の断面像を表した概要図である。図７に示した実施形態の場合と同様に、図８に示した超伝導ワイヤ９８は、ドープされたまたは非ドープの２ホウ化マグネシウム粉末を有する少なくとも１つのフィラメント１００を含む。フィラメント１００は金属基１０２内に配置させている。幾つかの実施形態では、金属基１０２はバリア層の役割をするように構成させることがある。別の実施形態では、バリア層１０１などの追加的なバリア層を、フィラメント１００の周りに少なくとも部分的に配置させることがある。これらの実施形態では、ここで図示した実施形態に従ってフィラメント１００を金属基１０２内に配置させる前に、各フィラメント１００をバリア層１０１でコートすることがある。バリア層１０１は例えば、ステンレス鋼、鋼鉄、ニッケルなどの非超伝導材料、あるいはニオブなどの超伝導材料を含むことがある。さらに、バリア層１０１は概ね０．００１ｍｍ〜概ね０．０５ｍｍの範囲の厚さを有することがある。このバリア層１０１は個々のフィラメント１００の間の抵抗値を増加させることによって超伝導ワイヤ９８を通過するＡＣ損失を低下させるために利用できるので有利である。さらに、バリア層１０１を使用すると、フィラメント１００と金属基１０２の間の化学変化に由来した合金形成の可能性を低減させることができる。例示的な一実施形態では、フィラメント１００を配置させる金属基１０２を導入する前に、ドープされたまたは非ドープの２ホウ化マグネシウム粉末をその内部に配置させる（例えば、図６のブロック９０）ための金属チューブをバリア層１０１内に包み込むことがある。
【００４０】
上で検討したように、上述の超伝導性２ホウ化マグネシウムワイヤを十分に利用するために、ＭＲＩ用途などにおいて１つの単一ユニットとして手頃に製作する場合と比べてより長いワイヤ長が要求される（したがって、２本以上のワイヤの連結を要求する）用途でこうしたワイヤを連結する技法を利用することができる。図９〜１６を参照しながら以下で記載するように本発明の実施形態に従ってより長いワイヤを提供するために、個々のワイヤの連結は熱的、機械的及び／または化学的手段あるいはこれらの組み合わせを用いて実現することができる。本明細書に記載した技法の多くは、超伝導性配合物のうちジョイント部位の変化に影響を与えるために互いに連結させる部分に向けられた光ビームにより提供されるエネルギーなどの少なくとも１つのエネルギー源を利用する。このエネルギーの超伝導配合物との相互作用によって配合物の加熱が促進されると共に、この温度上昇によって超伝導性配合物の連結が促進される。電子ビーム溶着、レーザー溶着、超音波溶着、プラスマアーク溶着、抵抗溶着、その他は、以下で詳細に記載する技法と連係して使用されることがある。例えばワイヤ端部の変形、プレス、スエージ加工、圧延、延伸、押出加工またはアイソプレスなど他の技法では純粋に機械的な処理過程が利用されることがある（これについては以下でさらに記載することにする）。
【００４１】
ここで図９〜１１を参照すると、２ホウ化マグネシウムワイヤ（ドープを受けることや受けないことがある）を連結するための一技法を記載し例証している。より具体的には図９は、２本の２ホウ化マグネシウムワイヤを互いに連結させるための方法（その全体を参照番号１０４で表す）の流れ図であり、また図１０及び１１は処理過程１０４の各部分に関する概要を表している。したがって図１０及び１１については図９の処理過程１０４を参照しながら記載することにする。本明細書に記載した技法は、図２〜８を参照しながら記載したようなドープされた２ホウ化マグネシウムワイヤ、あるいは非ドープの２ホウ化マグネシウムワイヤを連結してより長いワイヤを形成するために利用されることがあることが理解されよう。さらに、図面及び対応する本文はワイヤを連結するための本技法について２ホウ化マグネシウムフィラメントを有する２本の超伝導性ワイヤを連結するための方法として記載しているが、本方法はさらに、２ホウ化マグネシウムフィラメントを有するあるワイヤを別のワイヤと連結するためにも使用可能であり、この際に第２のワイヤのフィラメントを超伝導性とし２ホウ化マグネシウムとしないか、フィラメントを非超伝導性とする。
【００４２】
方法１０４では、連結しようとする２本のワイヤの端部がブロック１０６に示したようにかみ合わせ可能構成で準備される。図１０を簡単に見ると、それぞれが２ホウ化マグネシウムフィラメント（ドープを受けることや受けないことがある）を有する第１のワイヤ１１６と第２のワイヤ１１８について、その端部のかみ合わせ可能構成（図９のブロック１０６）での準備後の状態を表している。具体的には、ワイヤ１１６は金属クラッドまたはチューブ１２２により囲繞された２ホウ化マグネシウムフィラメント１２０を含む。この金属クラッド１２２は例えば銅やステンレス鋼を含むことがある。さらにワイヤ１１６は拡散バリア１２４を含むことがある。同様にワイヤ１１８は、金属クラッドまたはチューブ１２８により囲繞されると共に拡散バリア１３０を有する２ホウ化マグネシウムフィラメント１２６を含む。ワイヤ１１６をかみ合わせ可能構成で準備するために、２ホウ化マグネシウムフィラメント１２０の一部分がボア穴１３２を提供するように除去されている。２ホウ化マグネシウムフィラメントの一部分を取り除いてボア穴１３２を作成するためには、２ホウ化マグネシウムフィラメント１２０は、例えばピックを用いて機械的に穴ぐりすることが可能であり、あるいは２ホウ化マグネシウム材料を溶解させ、拡散バリア１２４や金属チューブ１２２は溶解させないような適当な化合物を用いて化学的に穴ぐりされることもある。例えば第１のワイヤ１１６内にボア穴１３２を作成するために、硝酸（ＨＮＯ３）などの化合物が用いられることがある。
【００４３】
ワイヤ１１８は、金属クラッド１２８及び拡散バリア１３０の一部分を除去して２ホウ化マグネシウムフィラメント１２６の延長部分１３４を露出させることによってかみ合わせ可能に準備されている。金属クラッド１２８及び拡散バリア１３０は機械的または化学的手段を用いて剥ぎ取られることがある。２ホウ化マグネシウムフィラメントの延長部分１３４の長さは、ワイヤ１１６内のボア穴１３２の深さと概ね同じ長さになるように構成されている。本明細書で使用する場合、この構成のことを「かみ合わせ可能構成」と呼んでおり、これによりワイヤ１１８の延長部分１３４はワイヤ１１６のボア穴１３２とかみ合うような構成としたサイズとなる。
【００４４】
再度図９を参照すると、かみ合わせ可能構成（ブロック１０６）でワイヤの端部を準備した後、延長部分を有するワイヤ（例えば、図１０のワイヤ１１８）の端部がブロック１０８に示したようにボア穴を有するワイヤ（例えば、図１０のワイヤ１１６）内に挿入される。ワイヤの端部をかみ合わせ可能に挿入した後、ブロック１１０に示したように、ジョイント部位に対して機械的強度を提供できるような別の材料並びに銅や鋼鉄などの拡散バリア及び／または電気的クエンチ媒質を用いてジョイント部位に対してラッピングまたはスリーブをはめている。ジョイント部位をラッピングした後、ブロック１１２に示したように、このジョイントは超伝導領域の形成を支援するような局所性加熱を受けることがある。
【００４５】
図１１は、図９の処理過程１０４を利用してワイヤ１１６及び１１８（図１０）をかみ合わせ可能結合させた後のジョイント部位１３６を表している。図１１に示すように、ワイヤ１１６及び１１８はかみ合わせ可能に結合されており、またジョイント１３６は追加的な機械的強度、拡散バリア及び／または電気的クエンチ媒質を提供できるような材料１３８によって囲繞されている。例えば材料１３８は上述のように銅または鋼鉄からなることがある。
【００４６】
ここで図１２〜１６を参照すると、本発明の実施形態に従って超伝導ワイヤを連結するための追加的実施形態を表している。具体的には図１２は、本技法の実施形態に従って２本の超伝導２ホウ化マグネシウムワイヤ（ドープを受けることや受けないことがある）を連結するための方法１４０を表した流れ図である。図１３〜１６は、方法１４０の様々な実施形態に関する理解を支援するための概要図である。一般に、図１２〜１６を参照しながら説明している連結技法は、２ホウ化マグネシウムジョイント材料をワイヤの端部に導入する工程と、ワイヤの端部が互いに電気的かつ機械的に結合されるようにジョイント部位を処置する工程と、を利用する。一般に、ジョイント部位を処置する工程は、化学的処理過程、機械的処理過程、熱的処理過程、あるいはこれらの組み合わせ過程によって実施することができる。例えば一実施形態では、その処理過程はジョイント部位を高密度化するようにワイヤの端部を変形する工程と、該ジョイント部位内の材料を焼結させるためにジョイント部位を加熱する工程と、を含むことがある。２ホウ化マグネシウムジョイント材料に加えてジョイント部位には、ジョイント部位の電気的性能と超伝導性を支援し永続的な結合を提供するために多くの別の材料が導入されることがある。図１３〜１６に表した概要図は、方法１４０の様々な実施形態の説明に関する詳細事項を提供する。しかし最初は、方法１４０の各工程について全般的に説明することにする。
【００４７】
ここで図１２を参照すると、方法１４０の第１の工程はブロック１４２に示したように、連結しようとするワイヤの端部を清浄し準備することである。次にブロック１４４に示したように、ジョイント材料がジョイント部位に導入されることがある。ジョイント材料の導入は図１３〜１６を参照しながら以下でさらに記載し例証することにする。ジョイント材料の導入の後、ワイヤの端部（すなわち、ジョイント部位）は、ブロック１４６に示したようにワイヤの端部及びジョイント材料が互いに電気的かつ機械的に結合されるように処置されることがある。
【００４８】
ジョイント部位は、化学的処理過程、機械的処理過程、熱的処理過程、あるいはこれらの組み合わせを利用することによって処置されることがある。ジョイント部位を処置することによって、２本のワイヤの２ホウ化マグネシウムフィラメントと２ホウ化マグネシウムジョイント材料とが互いに電気的かつ機械的に結合されることになる。利用し得る例示的な化学的処理過程には、スラリー成分の気化、スラリー成分の硬化、スラリー成分の揮発、昇華や発熱反応などの反応ベースの処理過程（ただし、これらに限らない）が含まれる。利用し得る例示的な機械的処理過程には、変形、プレス、スエージ加工、圧延、延伸、押出加工またはアイソプレス（ただし、これらに限らない）が含まれる。利用し得る例示的な熱的処理過程には、放射、対流、誘導、抵抗、ｒｒｉｃｔｉｎｇ、電気的アーク、レーザー処理または電子ビーム処理による加熱を通じて与えられる固体状態焼結、液相焼結、焼きなましまたは拡散ボンディング（ただし、これらに限らない）が含まれる。機械的、熱的及び化学的な処理過程の組み合わせ（例えば、熱間プレス、反応性レーザー焼結、など）が利用されることもある。
【００４９】
図１３は図１２の方法１４０に従って製作したジョイント１５０の一実施形態を表した概要図である。図１３に表した実施形態では、ジョイント１５０は突合せジョイントである。図１３には突合せジョイントを表しているが、ジョイント１５０は別の多くの幾何学構成をなすことがあり得ることが理解されよう。例えばジョイント１５０の幾何学構成は、例えばスカーフジョイント、ラップジョイント、ブライドル／ボックスジョイント、テレスコープ型ジョイントまたはブリッジジョイントをなすことがあり得る。図示したように、第１のワイヤ１５２の端部は第２のワイヤ１５４の端部に結合されている。ワイヤ１５２及び１５４のそれぞれは、伝導性クラッド１５８により囲繞された２ホウ化マグネシウムフィラメント１５６（ドープを受けることや受けないことがある）を含む。図示していないが、ワイヤ１５２及び１５４は上で記載したように拡散バリア層など別の層を含むことがある。図１３に表した実施形態において方法１４０では、ワイヤ１５２及び１５４の端部は当初、図１２のブロック１４２に示したようにして準備される。ワイヤ１５２及び１５４の端部は、各ワイヤ１５２及び１５４の２ホウ化マグネシウムフィラメント１５６を露出させるように切削または正方形切断されている。ワイヤ１５２及び１５４の端部は端部の正方形切断によって生じた屑をすべて除去するように清浄されると共に、ワイヤ１５２及び１５４は互いにごく接近させて配置される。
【００５０】
次にジョイント材料１６０が導入される（図１２のブロック１４４）。ジョイント材料１６０は、液体または粉末形態をした２ホウ化マグネシウム（ドープを受けることや受けないことがある）を含むことがある。別法としてその連結材料１６０は、別の材料と組み合わせた２ホウ化マグネシウムを含んだ２ホウ化マグネシウム複合物を含むことがある。例えばその２ホウ化マグネシウム材料は、例えばＮｂ３Ｓｎ、ＮｂＴｉ、ＹＢＣＯ及び関連化合物、ＢｉＳｔＣａＣｕＯ、ＴｌＢａＣａＣｕＯまたはＨｇＢａＣａＣｕＯの超伝導材料群に関連する任意の配合物などの従来の低温及び／または高温超伝導体と組み合わされることがある。これらの追加的な材料は２ホウ化マグネシウム以外の高温超伝導（ＨＴＳ）材料とすることがあり、あるいは非超伝導材料とすることがある。これらの材料は、ワイヤ１５２及び１５４の２ホウ化マグネシウムフィラメント１５６の場合の値を超えるその超伝導遷移温度に基づいて２ホウ化マグネシウムワイヤの端部に連結された後に超伝導特性を保持するような連結／フラックス剤の役割をすることがある。別の例示的な実施形態ではその連結材料１６０は、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ（７−ｄ）など高い遷移温度を有するクプラートと混合させた２ホウ化マグネシウム粉末を含むことがある。さらにまたそのジョイント材料１６０は、クプラートに酸化マグネシウム、炭化物、ホウ化物、酸化物などの析出物を加えたものを含むことがある。別の実施形態ではそのジョイント材料１６０は、２ホウ化マグネシウム（ドープを受けることや受けないことがある）とはんだなどの抵抗性材料からなる複合物を含むことがある。さらにまたそのジョイント材料１６０は、２ホウ化マグネシウムと２ホウ化マグネシウム粉末の複合物、あるいはドープした２ホウ化マグネシウムと非ドープの２ホウ化マグネシウムの複合物を含むことがある。
【００５１】
ジョイント材料１６０をワイヤの端部に導入した後、ジョイント部位は銅や鋼鉄など後から拡散バリアまたは電気的クエンチ媒質の役割をすることになる別の材料でラッピングされることがある。このラッピング材料１６２によってさらにジョイント１５０に対して機械的強度が提供されることがある。ジョイント材料１６０及びラッピング材料１６２を被着させた後、ワイヤ１５２及び１５４の端部は図１２のブロック１４６に示したように、ジョイント材料１６０を介して２ホウ化マグネシウムフィラメント１５６を電気的及び機械的に連結するように処置されることがある。一実施形態ではそのワイヤ１５２及び１５４の端部は、ジョイント部位及び２ホウ化マグネシウムフィラメント１５６をジョイント材料１６０と共に高密度化し機械的結合を形成するように変形されることがある。この変形は、低温スエージ加工（ｃｏｌｄ  ｓｗａｇｇｉｎｇ）、磁気パルス変形あるいはジョイント材料１６０の高密度化の役割をする別の任意の手段によって実行されることがある。ワイヤ１５２及び１５４の端部並びに高密度化ジョイント材料１６０は次いで、ジョイント１５０を焼結させるように局所加熱を受け、これにより例えば永続性超伝導となった領域が形成されることがある。
【００５２】
ここで図１４を見ると、突合せジョイント１６４の代替的実施形態を表している。図１４に表した実施形態では、準備工程（図１２のブロック１４２）の間に、クラッド材料１５８が各ワイヤ１５２及び１５４の端部から剥ぎ取られ、これによってクラッド材料１５８から突出させた２ホウ化マグネシウムフィラメント１５６の延長部分が残される。２ホウ化マグネシウムフィラメント１５６の突出部分を露出させることによって、フィラメント１５６とジョイント材料１６０の間の電気的結合が改善されることがあるので有利である。さらにこの実施形態では、その材料１６０は中実のジョイント材料（例えば、２ホウ化マグネシウム、ホウ素、あるいは中実のジョイント材料１６０が各ワイヤ１５２及び１５４の露出させた２ホウ化マグネシウムフィラメント１５６の突出した端部をかみ合わせ可能に受け入れるように構成されるようにして両側にボアを有するＨＴＳ材料）を含むことがある。
【００５３】
ここで図１５を見ると、図１２の方法１４０に従って製作されたジョイント１６６の別の実施形態を表している。図１５に表した実施形態では準備工程（ブロック１４２）の間に、そのワイヤ１５２及び１５４の端部は、各ワイヤ１５２及び１５４の２ホウ化マグネシウムフィラメントの粗面の端部、並びにクラッド材料１５８の粗面の端部が得られるように端部をシュレッダー加工してジョイント部位の形成を支援することによって準備される。これらの端部は例えば硝酸を用いてシュレッダー加工され、各ワイヤ１５２及び１５４のブラシ様またはほうき様（ｂｒｏｏｍ−ｌｉｋｅ）の端部を生成させることがある。このシュレッダー加工端部によって機械的安定性及び接触表面積の増大をもたらすことができる。ここでは、２ホウ化マグネシウム／はんだ複合物１６８がジョイント材料として導入されている。ジョイント処置（ブロック１４６）の間に、２ホウ化マグネシウム／はんだ複合物１６８はクラッド１５８並びにワイヤ１５２及び１５４の２ホウ化マグネシウムフィラメント１５６と接触状態になるように機械的応力を受ける。ジョイント部位１６６はさらに、加熱処理過程の間に焼結させることがある。
【００５４】
図１６は、図１２の方法１４０に従って製作できるさらに別のジョイント１７０の概要図を表している。図１６に示すようにジョイント１７０は、２ホウ化マグネシウムフィラメント１５６と比べて有する臨界温度がより高いクプラート材料１７２を含む。さらにジョイント１７０は例えば、酸化マグネシウム、炭化物、ホウ化物または別の酸化物などの析出物１７４を含む。ジョイント材料（ここでは、クプラート１７２及び析出物１７４）がクラッド材料１６２によって囲繞されている。さらに図１６の実施形態はさらに、ジョイント１７０の頑強性を高めるためにジョイント領域１７０の端部の周りに配置させたヒートシンク１７６を含む。このヒートシンク１７６は例えば、銀やはんだを含むことがある。
【００５５】
さらに別の実施形態では、超伝導フィラメントの露出させた端部、並びにドープされた２ホウ化マグネシウム粉末、２ホウ化マグネシウム粉末、あるいはマグネシウム粉末とホウ素粉末の組み合わせを含む充填材料からなる重複セクションが抵抗性に加熱される。この加熱によって、２ホウ化マグネシウムを生成するためのマグネシウムとホウ素の間の化学変化が促進される。２ホウ化マグネシウムは超伝導ワイヤの結合を容易にするために使用されることがある。
【００５６】
一実施形態では、その結合が一般に約６５０℃〜約１０００℃の温度で実施される。第１の超伝導ワイヤの第１の端部と第２の超伝導ワイヤの第２の端部の間に「ブリッジ超伝導断面」が得られるような方式で結合を実施することが一般に望ましい。ブリッジ超伝導断面がフィラメントまたテープ上の超伝導断面より小さいときは、接続された超伝導素子内の電流搬送容量がこのブリッジ超伝導断面によって制限される。したがって、ブリッジ超伝導断面は、フィラメントまたはテープ上の超伝導断面と少なくとも同程度の大きさとすることが好ましい。
【００５７】
形成させたジョイントの電流搬送容量は、当該溶着の両側で電圧探触子を超伝導フィラメントテープにはんだ付けすることによって試験することができる。ジョイントが超伝導体の臨界温度未満に冷却されると共に、探触子間の電圧変化を監視しながらこの溶着を通過する電流量を増加させる。十分な電圧変化（例えば、約０．０２マイクロボルト）が検出された電流が臨界電流である。溶着の電流搬送容量がフィラメント及び／またはテープの電流搬送容量未満であれば、ジョイント内のブリッジの数またはブリッジのサイズを増加させ、より大きなブリッジ超伝導断面を形成することができる。
【００５８】
上で述べたように、これらの結合方法は、平たいテープ、複数のワイヤから形成させた積層式（ｌａｍｉｎａｔｅｄ）ワイヤ、及び巻き合わせマルチワイヤケーブル（ただし、これらに限らない）を含む導電性構造内で有利に使用可能な超伝導ワイヤの拡張セクションを作成するために有効に使用することができる。超伝導ワイヤの用途は、モータ、変圧器及び発電機向けの超伝導マグネット（ただし、これに限らない）などの電磁的デバイスに見出される。一方こうした電磁的デバイスは、例えば磁気共鳴撮像システムなどのこれよりより大きなシステム内に組み込まれることがある。
【００５９】
本技法の２ホウ化マグネシウム粉末についてＭＲＩ用途に関連して記載してきたが、上で開示した２ホウ化マグネシウム粉末は、発電、発電機、モータ、障害電流制限器、あるいは別の任意の超伝導用途など別の幾つかの技法でも利用され得ることが理解されよう。
【００６０】
本発明のある種の特徴についてのみ本明細書において図示し説明してきたが、当業者によって多くの修正や変更がなされるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神の範囲に属するこうした修正や変更のすべてを包含させるように意図したものであることを理解されたい。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本技法のある種の実施形態による医用診断撮像で使用するためのＭＲＩシステムを表した概要図である。
【図２】複数の粒子上に炭化ケイ素粒子を配置させた２ホウ化マグネシウム粉末の断面図である。
【図３】複数の粒子上に炭化ケイ素粒子を配置させた２ホウ化マグネシウム粉末の断面図である。
【図４】本技法のある種の実施形態による２ホウ化マグネシウム粉末を製造する例示的な方法を表した流れ図である。
【図５】本技法のある種の実施形態による２ホウ化マグネシウム粉末を製造する例示的な方法を表した流れ図である。
【図６】本技法のある種の実施形態によるワイヤを製作する例示的な方法を表した流れ図である。
【図７】図６の方法を用いて製作したワイヤの断面概要図である。
【図８】図７に表したワイヤの代替的実施形態を表した概要図である。
【図９】本技法のある種の実施形態に従ってワイヤを製作する一方法を表した流れ図である。
【図１０】図９の方法に従って製作したワイヤを表した概要図である。
【図１１】図９の方法に従って製作したワイヤを表した概要図である。
【図１２】本技法のある種の実施形態によるワイヤを製作する別の方法を表した流れ図である。
【図１３】図１２の方法に従って製作したワイヤを表した概要図である。
【図１４】図１２の方法に従って製作したワイヤを表した概要図である。
【図１５】図１２の方法に従って製作したワイヤを表した概要図である。
【図１６】図１２の方法に従って製作したワイヤを表した概要図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム
１２  スキャナ
１４  スキャナ制御回路
１６  システム制御回路
１８  患者ボア
２０  テーブル
２２  患者
２４  主マグネットコイル
２６  傾斜コイル
２８  傾斜コイル
３０  傾斜コイル
３２  ＲＦコイル
３４  電源
３６  制御回路
３８  メモリ回路
４０  制御回路
４２  受信インタフェース回路
４４  インタフェース構成要素
４６  オペレータ制御装置
４８  コンピュータモニタ
５０  コンピュータキーボード
５２  コンピュータマウス
５４  プリンタ
５６  ローカル及びリモートの画像アクセス／検査制御デバイス
５８  ドープされた２ホウ化マグネシウム粉末
６０  ２ホウ化マグネシウム粒子
６２  第２位相粒子
６４  ２ホウ化マグネシウム粉末
６６  ２ホウ化マグネシウム粒子
６８  薄膜
７０  厚さ
７２〜７４  方法工程
７６〜８８  方法工程
９０〜９４  方法工程
９８  超伝導ワイヤ
１００  フィラメント
１０１  バリア層
１０２  金属基
１０４〜１１２  方法工程
１１６  第１のワイヤ
１１８  第２のワイヤ
１２０  ２ホウ化マグネシウムフィラメント
１２２  金属クラッド
１２４  拡散バリア
１２６  ２ホウ化マグネシウムフィラメント
１２８  金属クラッド
１３０  拡散バリア
１３２  ボア穴
１３４  延長部分
１３６  ジョイント
１３８  材料
１４０〜１４６  方法工程
１５０  ジョイント
１５２  第１のワイヤ
１５４  第２のワイヤ
１５６  ２ホウ化マグネシウムフィラメント
１５８  クラッド材料
１６０  ジョイント材料
１６２  ラッピング材料
１６４  突合せジョイント
１６６  ジョイント
１６８  ２ホウ化マグネシウム／はんだ複合物
１７０  ジョイント
１７２  クプラート材料
１７４  析出物
１７６  ヒートシンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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