(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウム（Ｍｇ）とホウ素（Ｂ）とからなる金属間化合物であることを特徴とする、金属間化合物超伝導体。
【請求項２】
ＭｇとＢとからなる金属間化合物を含有し、かつ、単一の又は複数の金属元素を含有する合金であることを特徴とする、合金超伝導体。
【請求項３】
前記金属間化合物超伝導体は、化学組成式Ｍｇ1 Ｂ2 で表される組成を有し、Ｍｇ層とＢ層が交互に積層した六方晶ＡｌＢ2 型結晶構造を有することを特徴とする、請求項１に記載の金属間化合物超伝導体。
【請求項４】
前記合金超伝導体は、前記金属間化合物を含有し、組成式Ｍｇ1-x Ｂ2+y （０＜ｘ＜１，−２＜ｙ＜０及び０＜ｙ＜２）で表される組成を有することを特徴とする、請求項２に記載の合金超伝導体。
【請求項５】
前記金属間化合物超伝導体は、超伝導転移温度（Ｔｃ）３９Ｋを有することを特徴とする、請求項１に記載の金属間化合物超伝導体。
【請求項６】
前記合金超伝導体は、超伝導転移温度（Ｔｃ）３９Ｋを有することを特徴とする、請求項２に記載の合金超伝導体。
【請求項７】
Ｍｇを含む原料粉末とＢを含む原料粉末とを化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１：２で混合し、ペレット状に成型し、不活性ガス中で加熱して形成することを特徴とする、金属間化合物超伝導体の製造方法。
【請求項８】
Ｍｇを含む原料粉末とＢを含む原料粉末とを化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１：２で混合し、ペレット状に成型し、真空中で加熱して形成することを特徴とする、金属間化合物超伝導体の製造方法。
【請求項９】
Ｍｇを含む原料粉末とＢを含む原料粉末とを化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１：２で混合し、ペレット状に成型し、加圧不活性ガス中で加熱して形成することを特徴とする、金属間化合物超伝導体の製造方法。
【請求項１０】
Ｍｇを含む原料粉末とＢを含む原料粉末とを、化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１：２で混合し、ペレット状に成型し、加圧加熱成形して形成することを特徴とする、金属間化合物超伝導体の製造方法。
【請求項１１】
Ｍｇを含む原料粉末とＢを含む原料粉末とを、化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１−ｘ：２＋ｙ，（０＜ｘ＜１，−２＜ｙ＜０及び０＜ｙ＜２）で混合し、ペレット状に成型し、不活性ガス中で加熱して形成することを特徴とする、合金超伝導体の製造方法。
【請求項１２】
Ｍｇを含む原料粉末とＢを含む原料粉末とを、化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１−ｘ：２＋ｙ，（０＜ｘ＜１，−２＜ｙ＜０及び０＜ｙ＜２）で混合し、ペレット状に成型し、真空中で加熱して形成することを特徴とする、合金超伝導体の製造方法。
【請求項１３】
Ｍｇを含む原料粉末とＢを含む原料粉末とを、化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１−ｘ：２＋ｙ，（０＜ｘ＜１，−２＜ｙ＜０及び０＜ｙ＜２）で混合し、ペレット状に成型し、加圧不活性ガス中で加熱して形成することを特徴とする、合金超伝導体の製造方法。
【請求項１４】
Ｍｇを含む原料粉末とＢを含む原料粉末とを、化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１−ｘ：２＋ｙ，（０＜ｘ＜１，−２＜ｙ＜０及び０＜ｙ＜２）で混合し、ペレット状に成型し、加圧加熱成形して形成することを特徴とする、合金超伝導体の製造方法。
【請求項１５】
前記不活性ガス中の加熱は、７００〜２０００℃の温度で行うことを特徴とする、請求項７に記載の金属間化合物超伝導体の製造方法。
【請求項１６】
前記真空中での加熱は、２×１０-2Ｐａ以下の真空中で、６５０〜１１００℃の温度で行うことを特徴とする、請求項８に記載の金属間化合物超伝導体の製造方法。
【請求項１７】
前記加圧不活性ガス中の加熱は、１〜２００ＭＰａの不活性ガス圧力中で、６００〜１１００℃の温度で行うことを特徴とする、請求項９に記載の金属間化合物超伝導体の製造方法。
【請求項１８】
前記加圧加熱成形は、０．１〜６ＧＰａの圧力を加えながら、７００〜１４００℃の温度で加熱することを特徴とする、請求項１０に記載の金属間化合物超伝導体の製造方法。
【請求項１９】
前記不活性ガス中の加熱は、７００〜２０００℃の温度で行うことを特徴とする、請求項１１に記載の合金超伝導体の製造方法。
【請求項２０】
前記真空中での加熱は、２×１０-2Ｐａ以下の真空中で、６５０〜１１００℃の温度で行うことを特徴とする、請求項１２に記載の合金超伝導体の製造方法。
【請求項２１】
前記加圧不活性ガス中の加熱は、１〜２００ＭＰａの不活性ガス圧力中で、６００〜１１００℃の温度で行うことを特徴とする、請求項１３に記載の金属間化合物超伝導体の製造方法。
【請求項２２】
前記加圧加熱成形は、０．１〜６ＧＰａの圧力を加えながら、７００〜１４００℃の温度で加熱することを特徴とする、請求項１４に記載の合金超伝導体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大規模な超伝導送電、超伝導電力貯蔵、高性能なジョセフソン素子、高周波素子等の超伝導エレクトロニクス等に利用でき、特に、高い超伝導転移温度を有し、製造が容易で、かつ、展性、延性に優れた全く新規な金属間化合物超伝導体及び合金超伝導体、並びにそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、超伝導体には、単体金属からなる超伝導体、化合物からなる超伝導体、合金からなる超伝導体、及び複合酸化物からなる超伝導体等が知られている。
単体金属からなる超伝導体には、Ｐｂ、Ｎｂ等が良く知られているが、超伝導転移温度が低く実用性に欠ける。
金属間化合物からなる超伝導体には、Ｎｂ３  Ｇｅ、Ｎｂ３  Ｇａ、Ｎｂ３  Ａｌ、及びＮｂ３  Ｓｎに代表されるＡｌ５型結晶構造を有する金属間化合物超伝導体、及びＰｂＭｏ６  Ｓ８  に代表されるシェブレル型結晶構造を有する金属間化合物超伝導体等が知られている。また、ＮｂＢ２  に代表されるＡｌＢ２  型結晶構造を有する金属間化合物超伝導体も知られているが、超伝導転移温度（Ｔｃ）が極めて低い（Ｔｃ＝０．６２Ｋ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｌｅｓｓ−Ｃｏｍｍｏｎ  Ｍｅｔａｌｓ，６７（１９７９）２４９−２５５）。これらの金属間化合物超伝導体には、Ｎｂ３  Ｇｅ（超伝導転移温度：約２３Ｋ）のように、超伝導転移温度が比較的高いものもあるが、歪みに弱く、また脆いと言った欠点を有している。
【０００３】
複合酸化物からなる超伝導体には、Ｌａ２−ｘ  Ｂａｘ  ＣｕＯ４  の組成に代表されるＬａ系酸化物超伝導体、Ｙ１  Ｂａ２  Ｃｕ３  Ｏ７−ｘ  の組成に代表されるＹ系酸化物超伝導体、Ｂｉ２  Ｓｒ２  Ｃａｎ−１  Ｃｕｎ  Ｏ２ｎ＋２の組成に代表されるＢｉ系酸化物超伝導体、Ｔｌ２  Ｂａ２  Ｃａｎ−１  Ｃｕｎ  Ｏ２ｎ＋２の組成に代表されるＴｌ系酸化物超伝導体、Ｈｇ１  Ｂａ１  ＣａＣｕ１  Ｏ６＋ｘ  の組成に代表されるＨｇ系酸化物超伝導体等が知られている。これらの複合酸化物からなる超伝導体は、超伝導転移温度が高く、なかには１５０Ｋに達するものもある。これらの複合酸化物系超伝導体は、八面体型、ピラミッド型、または平面型からなるＣｕＯ２  超伝導層と、Ｌａ，Ｃａ、Ｙ，Ｂｉ、あるいはＨｇ等の原子と酸素とからなるブロック層（超伝導層とは結晶構造が異なる）とが、互いに積層して構成されるペロブスカイト構造を有している。このように、結晶構造が極めて複雑であることから、再現性よく、大量に生産することが困難であり、また、複合酸化物であることから、展性、延性といった特性に乏しく、超伝導電線として使用することが難しい。
【０００４】
合金からなる超伝導体には、Ｎｂ−Ｔｉ合金が良く知られており、展性及び延性に優れるため、超伝導電線及び超電導磁石等に広く使用されている。しかしながら、合金からなる超伝導体は、超伝導転移温度が低く（Ｎｂ−Ｔｉ合金で最良のものでも約９Ｋである）、改善が望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題に鑑み、超伝導転移温度が高い金属間化合物超伝導体、及び超伝導転移温度が高く、かつ、展性及び延性に優れた合金超伝導体を提供することを目的とする。さらに本発明は、再現性よく、製造コストが低い、これらの超伝導体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の金属間化合物超伝導体は、マグネシウム（Ｍｇ）とホウ素（Ｂ）とからなる金属間化合物超伝導体であることを特徴とする。
また、本発明の合金超伝導体は、ＭｇとＢとからなる金属間化合物を含有し、かつ、単一の又は複数の金属元素を含有することを特徴とする。
前記金属間化合物超伝導体は、化学組成式Ｍｇ１  Ｂ２  で表される組成を有し、Ｍｇ層とＢ層が交互に積層した六方晶ＡｌＢ２  型結晶構造を有することを特徴とする。
また、前記合金超伝導体は、ＭｇとＢとからなる金属間化合物を含有し、組成式Ｍｇ１−ｘ  Ｂ２＋ｙ  （０＜ｘ＜１，−２＜ｙ＜０及び０＜ｙ＜２）で表される組成を有する合金であることを特徴とする。
この構成による金属間化合物超伝導体は、超伝導転移温度（Ｔｃ）３９Ｋを有しており、従来知られているいずれの金属間化合物超伝導体より超伝導転移温度が高く、また、従来知られているＡｌＢ２  型結晶構造を持つ金属間化合物よりも遙かに超伝導転移温度が高い。
また、この構成による合金超伝導体は、超伝導転移温度（Ｔｃ）３９Ｋを有しており、従来知られているいずれの合金超伝導体よりも超伝導転移温度が高く、かつ、展性及び延性に富んでいる。
【０００７】
上記構成のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物超伝導体によれば、超伝導転移温度（Ｔｃ）が高い超伝導体として、高性能なジョセフソン素子、高周波素子等の超伝導エレクトロニクス等に利用することができる。
さらに、上記構成のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物超伝導体を含有する合金超伝導体を用いれば、超伝導転移温度が高く、かつ、展性、延性に優れた超伝導体として、超伝導送電、超伝導電力貯蔵等の超伝導電線に使用でき、また、高性能なジョセフソン素子、高周波素子等の超伝導エレクトロニクス用材料として使用できる。
【０００８】
また、本発明の金属間化合物超伝導体の製造方法は、Ｍｇを含む原料粉末とＢを含む原料粉末とを、化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１：２で混合し、ペレット状に成型し、不活性ガス中で加熱して形成することを特徴とする。
また、Ｍｇを含む原料粉末とＢを含む原料粉末とを、化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１：２で混合し、ペレット状に成型して真空中で加熱して形成することもできる。
さらに、Ｍｇを含む原料粉末とＢを含む原料粉末とを、化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１：２で混合し、ペレット状に成型し、加圧不活性ガス中で加熱して形成することもできる。
さらにまた、Ｍｇを含む原料粉末とＢを含む原料粉末とを、化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１：２で混合し、ペレット状に成型し、加圧加熱成形して形成することもできる。
【０００９】
さらに、本発明の金属間化合物を含有する合金超伝導体の製造方法は、Ｍｇを含む原料粉末とＢを含む原料粉末とを、化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１−ｘ：２＋ｙ，（０＜ｘ＜１，−２＜ｙ＜０及び０＜ｙ＜２）で混合し、ペレット状に成型し、不活性ガス中で加熱して形成することを特徴とする。
上記合金超伝導体の製造方法では、Ｍｇを含む原料粉末とＢを含む原料粉末とを、化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１−ｘ：２＋ｙ，（０＜ｘ＜１，−２＜ｙ＜０及び０＜ｙ＜２）で混合し、ペレット状に成型し、真空中で加熱して形成することもできる。
また、Ｍｇを含む原料粉末とＢを含む原料粉末とを、化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１−ｘ：２＋ｙ，（０＜ｘ＜１，−２＜ｙ＜０及び０＜ｙ＜２）で混合し、ペレット状に成型し、加圧不活性ガス中で加熱して形成することもできる。
さらにまた、Ｍｇを含む原料粉末とＢを含む原料粉末とを、化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１−ｘ：２＋ｙ，（０＜ｘ＜１，−２＜ｙ＜０及び０＜ｙ＜２）で混合し、ペレット状に成型し、加圧加熱成形して形成することもできる。
【００１０】
また、金属間化合物超伝導体の製造方法において、不活性ガス中の加熱は、７００〜２０００℃の温度で数秒以上で行えば好ましい。
さらに、金属間化合物超伝導体の製造方法において、真空中での加熱は、２×１０−２Ｐａ以下の真空中で、６５０〜１１００℃の温度で数分以上で行えば好ましい。
また、金属間化合物超伝導体の製造方法における加圧不活性ガス中の加熱は、１〜２００ＭＰａの不活性ガス圧力中で、６００〜１１００℃の温度で数分以上加熱してもよい。
さらに、金属間化合物超伝導体の製造方法における加圧加熱成形は、０．１〜６ＧＰａの圧力を加えながら、７００〜１４００℃の温度で数分以上加熱するようにしてもよい。
【００１１】
また、合金超伝導体の製造方法における不活性ガス中の加熱は、７００〜２０００℃の温度で数秒以上加熱してもよい。
さらに、合金超伝導体の製造方法における真空中での加熱は、２×１０−２Ｐａ以下の真空中で、６５０〜１１００℃の温度で数分以上加熱するようにしてもよい。
また、合金超伝導体の製造方法における加圧不活性ガス中の加熱は、１〜２００ＭＰａの不活性ガス圧力中で、６００〜１１００℃の温度で数分以上で行うこともできる。
さらに、合金超伝導体の製造方法における加圧加熱成形は、０．１〜６ＧＰａの圧力を加えながら、７００〜１４００℃の温度で数分以上加熱するようにしてもよい。
【００１２】
上記構成の金属間化合物超伝導体の製造方法によれば、本発明のマグネシウム（Ｍｇ）とホウ素（Ｂ）とを含む金属間化合物超伝導体を再現性よく、かつ、容易に製造することができる。
また、上記構成の金属間化合物を含有する合金超伝導体の製造方法によれば、金属間化合物を含有する合金超伝導体を再現性よく、かつ、容易に製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
最初に、本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物超伝導体の結晶構造を説明する。
図１はこの発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物超伝導体の結晶構造を示す図である。
図２は図１の結晶構造をさらに解り易くするための図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面模式図である。
図１及び図２に示すように、本発明の金属間化合物超伝導体は、化学組成式Ｍｇ1 Ｂ2 で表され、六方晶ＡｌＢ2 型結晶構造を有している。
図３は、下記に説明する製造方法によって形成した本発明の金属間化合物超伝導体の粉末Ｘ線回折結果を示す図である。
Ｘ線回折測定は、二軸Ｘ線回折測定装置（ＲＩＧＡＫＵ社製，ＲＩＮＴ２０００）を用いて行った。
図３の粉末Ｘ線回折測定のパターンから、結晶系が六方晶であり、空間群ｐ６／ｍｍｍに属することが解り、また、ａ軸及びｂ軸長が０．３０８３ｎｍ、ｃ軸長が０．３５２７ｎｍであることが解る。
図４は、この粉末Ｘ線回折測定のパターンから単位胞内のＭｇとＢの原子座標を求めたものである。図４から明らかなように、Ｂ原子は、ａｂ面内で互いに最密に配列している３個のＭｇ原子の中心に、かつ、ｃ軸方向のＭｇ原子の配列の中間に位置していることが解る。
図３及び図４から明らかなように、本発明の金属間化合物超伝導体は、図１及び図２に示した六方晶ＡｌＢ2 型結晶構造を有している。
【００１４】
次に、本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物超伝導体の超伝導特性について説明する。
図５は、本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物超伝導体の抵抗の温度特性の測定結果を示す図である。
電気抵抗の測定は、四探針法で行った。
図５から、温度が低下するに従って電気抵抗が下がり、３９Ｋで急峻に電気抵抗が０になっていることが解る。すなわち、本発明の金属間化合物超伝導体は、超伝導転移温度３９Ｋを有している。
なお、超伝導転移温度は、電気抵抗の立ち下がり温度Ｔｃｏｎｓｅｔ、及び電気抵抗の立ち上がり温度Ｔｃｚｅｒｏで定義されるが、本発明の金属間化合物超伝導体は、Ｔｃｏｎｓｅｔ＝３９Ｋ、Ｔｃｚｅｒｏ＝３８Ｋである。
次に、本発明の金属間化合物超伝導体の磁化率（Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ）の測定結果を示す。
【００１５】
図６は、本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物超伝導体の磁化率の温度特性の測定結果を示す図である。
磁化率の測定は、直流磁化率測定装置（カンタム・デザイン社製磁気特性測定システム，ＭＰＭＳシリーズＭＰＭＳＲ２）を使用した。
図６から明らかなように、Ｔｃ＝３９Ｋから低温側で負の磁化率、すなわち反磁性を示しており、本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物は、超伝導転移温度Ｔｃ＝３９Ｋを有する超伝導体であることが解る。
図６において、零磁場で冷却した場合とＨ（印加磁場）＝１００Ｏｅで冷却した場合を示している。磁場冷却で磁化率が小さいのは、進入磁束の存在を示しており、第２種超伝導体であることを示している。
【００１６】
次に本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物を含有する合金超伝導体について説明する。
図７は、本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物を含有する合金超伝導体の粉末Ｘ線回折の測定結果を示す図である。
測定に用いた合金超伝導体は、下記に説明する製造方法で形成したものであり、組成Ｍｇ１  Ｂ０．３３を有している。測定方法は図３の場合と同じである。
図７において、回折ピークは、Ｍｇ金属（六方細密結晶構造）の面指数にすべて一致しており、また、図中に矢印で示した回折角位置にＭｇ１  Ｂ２  金属間化合物に基づく回折強度がわずかに観測されている。すなわち、本発明の合金超伝導体は、マグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物を含有した合金超伝導体であることが解る。
【００１７】
つぎに、本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物を含有する合金超伝導体の超伝導特性を説明する。
図８は、本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物を含有する合金超伝導体の電気抵抗の温度特性の測定結果を示す図である。この図８中に超伝導転移温度付近の特性を拡大して図示している。
図８から明らかなように、本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物を含有する合金超伝導体は、超伝導転移温度Ｔｃ＝３９Ｋを有する超伝導体である。
【００１８】
次に、本発明の合金超伝導体の磁化率（Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ）の測定結果を示す。
図９は、本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物を含有する合金超伝導体の磁化率の温度特性の測定結果を示す図である。
磁化率の測定法は、図６の測定と同じである。
図９から明らかなように、Ｔｃ＝３９Ｋから低温側で負の磁化率、すなわち反磁性を示しており、本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物を含有する合金超伝導体は、超伝導転移温度Ｔｃ＝３９Ｋを有する超伝導体であることが解る。
図９において、零磁場で冷却した場合とＨ（印加磁場）＝１００Ｏｅで冷却した場合を示している。磁場冷却で磁化率が小さいのは、進入磁束の存在を示しおり、第２種超伝導体であることを示している。
【００１９】
次に、本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物超伝導体及びマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物を含有する合金超伝導体の製造方法を説明する。
以下に説明する本発明の製造方法によれば、金属間化合物超伝導体になるか、または合金超伝導体になるかは、混合した原料粉末のＭｇとＢの化学組成比によって定まる。すなわち、化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１：２で混合されている場合には、混合粉全体が、Ｍｇ１  Ｂ２  の組成式で表される六方晶ＡｌＢ２  型結晶構造の単相の金属間化合物超伝導体となる。
また、混合粉が化学組成比Ｍｇ：Ｂ＝１−ｘ：２＋ｙ，（０＜ｘ＜１，−２＜ｙ＜０及び０＜ｙ＜２）で混合されている場合には、上記の金属間化合物を含有する合金超伝導体となり、使用目的に応じて組成比を変えることができる。例えば、Ｍｇの組成比を大きくすれば、展性及び延性に優れた超伝導電線を製造することができる。
Ｍｇの原料粉末には、Ｍｇ粉末又はＭｇＯ粉末を使用することができ、また、Ｂの原料粉末にはＢ粉末を使用できる。
【００２０】
本発明の金属間化合物超伝導体及び合金超伝導体の製造方法として、いくつか例を挙げることができる。
第１の方法は、Ｍｇ粉末、Ｂ粉末を撹拌装置で混合して混合粉末を形成し、この混合粉末をペレット状に成型したものを、不活性ガス雰囲気中において、アーク溶解法、プラズマアーク溶解法、又は、高周波溶解法等の公知の加熱方法を用いて７００〜２０００℃の温度で数秒以上加熱することからなり、この方法によって容易に形成できる。
【００２１】
第２の方法は、Ｍｇ粉末、Ｂ粉末を撹拌装置で混合して混合粉末を形成し、この混合粉末をペレット状に成型したものを、２×１０−２Ｐａ以下の真空中で、６５０〜１１００℃の温度で数分以上加熱することからなり、この方法によって容易に形成できる。
【００２２】
第３の方法は、Ｍｇ粉末、Ｂ粉末を撹拌装置で混合して混合粉末を形成し、この混合粉末をペレット状に成型したものを、ＨＩＰ加圧装置（例えば、神戸製鋼社製，高温高圧雰囲気炉）等を用いて、不活性ガスを充填し、１〜２００ＭＰａの不活性ガス圧力中で、６００〜１１００℃の温度で数分以上加熱することからなり、この方法によって容易に形成できる。
【００２３】
第４の方法は、Ｍｇ粉末、Ｂ粉末を撹拌装置で混合して混合粉末を形成し、この混合粉末をペレット状に成型したものを、立方体アンビル加圧装置等の加圧装置を用いて、０．１〜６ＧＰａの圧力を加えながら、７００〜１４００℃の温度で数分以上加熱することからなり、この方法によって容易に形成できる。
高圧力は、粒界結合を促進するために必要であり、高温度は、超伝導相を成長するために必要である。
【００２４】
なお、本発明の金属間化合物超伝導体及び合金超伝導体は、上記の多結晶焼結体に限らず、多結晶バルク体、大型単結晶、又は薄膜であってもよい。
公知の鍛造装置、超高圧加圧加熱合成装置等のバルク体作製装置を用いれば、軽量、高硬度、及び耐腐食性に優れた多結晶バルク体の金属間化合物超伝導体を製造できる。
また、大型単結晶金属間化合物超伝導体は、再結晶法、単純引き上げ法、浮遊帯域溶融法、フラックス法等の公知の単結晶育成法を使用し、適切なるつぼを使用し、雰囲気制御を行って製造できる。
また、金属間化合物超伝導体の薄膜は、ＭｇとＢの組成比が１：２となるような気相源を用いた化学気相蒸着法、又は、ＭｇとＢの組成比が１：２であるターゲットをスパッタして形成するスパッタ法を用いて製造できる。また、金属間化合物超伝導体の薄膜を付着させる基板として、Ｃｕなどの金属基板、セラミックス基板、または、金属基板の上にセラミックスを被覆した複合基材等を用いることができる。用途に合わせて適宜の基板を選択すればよい。
また、ＭｇとＢの組成比において、展性、延性に富んだＭｇの組成比を大きくして、または、展性、延性に富んだ他の金属を混合して合成することによって、展性、延性に優れた超伝導合金を製造できる。この超伝導合金は、圧延、押し出し等の加工技術を使用すれば、極細多芯形超伝導線材、超伝導細線、又は、超伝導合金線に加工することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物超伝導体は、超伝導転移温度が高く、かつ、製造が容易であるから、高性能のジョセフソン素子、高周波素子等の超伝導エレクトロニクス等に利用すれば、極めて有用である。
また、本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物を含有する合金超伝導体は、超伝導転移温度が高く、展性、延性に優れ、かつ、製造が容易であるから、大規模な超伝導送電、超伝導電力貯蔵、高性能なジョセフソン素子、高周波素子等の超伝導エレクトロニクス等に利用すれば、極めて有用である。
また、本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物超伝導体の製造方法、及びその金属間化合物を含有する合金超伝導体の製造方法を用いれば、極めて再現性よく、容易に、かつ、低コストで、金属間化合物超伝導体並びに金属間化合物を含有する合金超伝導体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物超伝導体の結晶構造を示す図である。
【図２】本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物超伝導体の結晶構造を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面模式図である。
【図３】本発明の金属間化合物超伝導体の粉末Ｘ線回折測定結果を示すグラフである。
【図４】粉末Ｘ線回折測定のパターンから単位胞内のＭｇとＢの原子座標を求めたものである。
【図５】本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物超伝導体の抵抗の温度特性の測定結果を示すグラフである。
【図６】本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物超伝導体の磁化率の温度特性の測定結果を示すグラフである。
【図７】本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物を含有する合金超伝導体の粉末Ｘ線回折の測定結果を示すグラフである。
【図８】本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物を含有する合金超伝導体の電気抵抗の温度特性の測定結果を示すグラフである。
【図９】本発明のマグネシウムとホウ素とからなる金属間化合物を含有する合金超伝導体の磁化率の温度特性の測定結果を示すグラフである。
【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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