(57)【要約】【課題】緻密で均質なＭｇＢ２系合金焼結体やＭｇＢ２系合金線材を簡単に効率良く低コストに製造・実現できる画期的な技術を提供する。【解決手段】マグネシウム（Ｍｇ）合金の製造工程で排出される切削屑を、真空中若しくは不活性ガス中でホウ素（Ｂ）粉末と摩擦式粉砕・混合することで、均質混合と微細化とを同時に行い、微細且つ不純物汚染の少ない均質なＭｇ合金−ホウ素混合粉末を製造し、これを基に均質で緻密なＭｇＢ２を製造する。【選択図】図８
2008230926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウム（Ｍｇ）合金の製造工程で排出される切削屑を、真空中若しくは不活性ガス中でホウ素（Ｂ）粉末と摩擦式粉砕・混合することで微細なＭｇ合金−ホウ素混合粉末とすることを特徴とするＭｇ合金屑処理方法。
【請求項２】
前記マグネシウム（Ｍｇ）合金切削屑として、マグネシウム塑性加工時に発生するバリを採用することを特徴とする請求項１記載のＭｇ合金屑処理方法。
【請求項３】
前記不活性ガスに水素などの還元剤を含み、この不活性ガス中にして還元雰囲気中にて前記マグネシウム（Ｍｇ）合金屑とホウ素（Ｂ）粉末とを摩擦式粉砕・混合することを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載のＭｇ合金屑処理方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のＭｇ合金屑処理方法により製造された前記Ｍｇ合金‐ホウ素混合粉末を、真空中若しくは不活性ガス中で加熱することでＭｇＢ２粉末，若しくはＭｇＢ２を主成分とする粉末とすることを特徴とするＭｇＢ２系合金粉末の製造方法。
【請求項５】
前記不活性ガスに水素などの還元剤を含み、この不活性ガス中にして還元雰囲気中にて前記Ｍｇ合金‐ホウ素混合粉末を加熱することを特徴とする請求項４記載のＭｇＢ２系合金粉末の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の処理方法により製造されたＭｇ合金‐ホウ素混合粉末，または請求項４，５のいずれか１項に記載の製造方法により製造されたＭｇＢ２粉末若しくはＭｇＢ２を主成分とする粉末，またはこのＭｇ合金‐ホウ素混合粉末とＭｇＢ２粉末若しくはＭｇＢ２を主成分とする粉末との混合物を、焼結する若しくは線材に加工成形することを特徴とするＭｇＢ２系合金焼結体若しくはＭｇＢ２系合金線材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウム合金の切削屑の再利用方法であって、切削加工などで排出されるＭｇ合金屑をＭｇＢ２として再資源化する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウム（Ｍｇ）は実用金属中で最も密度が低く、秀れた比強度，比剛性を有することから次世代の軽量構造材料として注目されている。しかし、Ｍｇの地金製造には莫大なエネルギを必要とするために製造コストが非常に高く、そのため日本国内では製造されていない。また、Ｍｇの精錬，鋳造などＭｇの溶融を伴う工程では酸化防止ガスとしてＳＦ６ガスが使用されているが、ＳＦ６ガスの地球温暖化効果はＣＯ２ガスの２３９００倍と非常に大きく、この点も環境上問題となっている。
【０００３】
そこで、Ｍｇの安定供給・製造時の環境負荷低減を考慮すると、Ｍｇを溶融せずにリサイクルすることができるＭｇ合金切削屑の固化成形が有望であると考えられる。
【０００４】
しかし、Ｍｇ合金切削屑のみで焼結を行うと、固化成形はできるものの切削屑面の酸化皮膜（ＭｇＯ）によってＭｇ同士の結合が阻害され、機械的強度が得られないという報告がある。このように、Ｍｇ合金切削屑を固化成形してＭｇ合金としてリサイクル利用する技術は、その処理が困難な上、十分な機械的強度が得られず使用範囲が限られるなど種々の問題を有し、それ故、未だ広範且つ大規模な実用化には至っていないのが現状である。
【０００５】
従って、一つの別の可能性として、Ｍｇ合金切削屑をＭｇ合金にしてリサイクルするのではなく、Ｍｇ合金切削屑を原料に機能性材料としてリサイクルすることができないか検討を行う必要がある。
【０００６】
一方、Ｍｇを原料とする機能性材料の中で、特に有用性が高い材料として超伝導体の２ホウ化マグネシウム（ＭｇＢ２）が挙げられる。このＭｇＢ２は金属系超伝導体の中で最も高い３９Ｋの超伝導転移温度（Ｔｃ）を有しており、酸化物超伝導体と比較するとＴｃは低いものの、大きな異方性や粒界での弱結合がないことから磁場中でも大電流を流すことが可能であり、強磁場の発生が可能である。その為、従来の超伝導材料（Ｎｂ系）に優る特性が期待できる。しかも、Ｎｂ系はＴｃが低いため（ＮｂＴｉ＝９Ｋ，ＮｂＳｎ＝１８Ｋ）、冷却に高価な液体ヘリウム（４．２Ｋ）を用いなければならないが、この点、このＭｇＢ２によれば、冷凍機や液体水素によって容易に達成できる２０Ｋという動作温度で用いることができる為、超伝導線材などへの応用が大いに期待されている。
【０００７】
ところで、このＭｇＢ２は、固化，線材化など、その製造過程において原料，特にＭｇＢ２の粉末の微細化が、均質で緻密なＭｇＢ２焼結体を得る上で強く要求される。
【０００８】
しかし、Ｍｇの微細化は非常に困難であり（微細加工時にＭｇが発火燃焼し易い為）、よって、ＭｇとＢの粉末を遊星ボールミルやアトライターによりメカニカルアロイングする手法もこれまでに検討されている（例えば、非特許文献１など）。
【０００９】
このメカニカルアロイングによる手法は、ＭｇやＢの粉末の緻密化，均質化を十分に期待できるが、その反面、装置からの粉末回収に手間がかかる上、粉砕ボールの破片など、異物の微小な混入が避けられず、それだけ回収効率が下がるなどの問題を有した。
【００１０】
以上のような状況から、ＭｇＢ２は、Ｍｇを原料とする機能性材料として高い有用性を有するものの、その製造が非常に厄介で、それだけ製造に多くの手間とコストとを要するものであった。
【００１１】
【非特許文献１】A. Gumbel, O. Perner, J. Eckert, G. Fuchs, K. Nenkov, K.-H. Muller, and L. Schultz: IEEE TRANSACYIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY, 13(2003), p.3064-3067
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、Ｍｇ合金切削屑を固化成形してＭｇ合金として再利用する場合、そのリサイクル処理が困難な上に十分な機械的強度が得られず、その利用範囲も限られてしまうという現状に鑑み、このＭｇ合金切削屑を、Ｍｇ合金として再利用するのではなく、Ｍｇを原料とする機能性材料の中でも特に有用性の高い上記ＭｇＢ２の原料として再利用することに着眼し、これまで製造に多くの手間とコストとを要したこのＭｇＢ２を、Ｍｇ合金切削屑を利用して簡単に効率良く製造でき、しかも微細で不純物汚染の少ない均質なＭｇ合金‐ホウ素混合粉末やＭｇＢ２系合金粉末、ひいては緻密で均質なＭｇＢ２系合金焼結体やＭｇＢ２系合金線材を簡単に効率良くそれだけ低コストに製造・実現できる画期的で極めて実用性に秀れた技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１４】
マグネシウム（Ｍｇ）合金の製造工程で排出される切削屑を、真空中若しくは不活性ガス中でホウ素（Ｂ）粉末と摩擦式粉砕・混合することで微細なＭｇ合金−ホウ素混合粉末とすることを特徴とするＭｇ合金屑処理方法に係るものである。
【００１５】
また、前記マグネシウム（Ｍｇ）合金切削屑として、マグネシウム塑性加工時に発生するバリを採用することを特徴とする請求項１記載のＭｇ合金屑処理方法に係るものである。
【００１６】
また、前記不活性ガスに水素などの還元剤を含み、この不活性ガス中にして還元雰囲気中にて前記マグネシウム（Ｍｇ）合金屑とホウ素（Ｂ）粉末とを摩擦式粉砕・混合することを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載のＭｇ合金屑処理方法に係るものである。
【００１７】
また、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＭｇ合金屑処理方法により製造された前記Ｍｇ合金‐ホウ素混合粉末を、真空中若しくは不活性ガス中で加熱することでＭｇＢ２粉末，若しくはＭｇＢ２を主成分とする粉末とすることを特徴とするＭｇＢ２系合金粉末の製造方法に係るものである。
【００１８】
また、前記不活性ガスに水素などの還元剤を含み、この不活性ガス中にして還元雰囲気中にて前記Ｍｇ合金‐ホウ素混合粉末を加熱することを特徴とする請求項４記載のＭｇＢ２系合金粉末の製造方法に係るものである。
【００１９】
また、請求項１〜３のいずれか１項に記載の処理方法により製造されたＭｇ合金‐ホウ素混合粉末，または請求項４，５のいずれか１項に記載の製造方法により製造されたＭｇＢ２粉末若しくはＭｇＢ２を主成分とする粉末，またはこのＭｇ合金‐ホウ素混合粉末とＭｇＢ２粉末若しくはＭｇＢ２を主成分とする粉末との混合物を、焼結する若しくは線材に加工成形することを特徴とするＭｇＢ２系合金焼結体若しくはＭｇＢ２系合金線材の製造方法に係るものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、上述のように、Ｍｇ合金切削屑とＢ粉末とを、真空中若しくは不活性ガス中で摩擦式粉砕・混合することで微細混合物とするから、微細で不純物汚染の少ない均質なＭｇ合金‐ホウ素混合粉末を簡単且つ効率的に製造できる。ひいてはこのＭｇ合金‐ホウ素混合粉末を加熱して微細で均質なＭｇＢ２系合金粉末を製造でき、またこのＭｇＢ２系合金粉末を用いて緻密で均質なＭｇＢ２系合金焼結体やＭｇＢ２系合金線材も容易に製造・実現できる。
【００２１】
即ち、本発明は、これまで再利用が難しかったＭｇ合金切削屑を、ＭｇＢ２の原料として有効に利用することができる上、非常に微細で均質なＭｇ合金‐ホウ素混合粉末やＭｇＢ２系合金粉末を製造でき、また緻密で均質なＭｇＢ２系合金焼結体やＭｇＢ２系合金線材を製造できるから、Ｍｇ合金の製造に投入される大量のエネルギを有効に利用でき、しかも非常に良質なＭｇＢ２を、簡単且つ効率良く低コストに製造・実現できる方法として極めて有益で、これまでにない画期的で実用性に秀れた処理方法並びに製造方法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００２３】
本発明は、マグネシウム（Ｍｇ）合金切削屑とホウ素（Ｂ）粉末とを、真空中若しくは不活性ガス中で、摩擦式粉砕・混合する。
【００２４】
これにより、Ｍｇ合金切削屑とＢ粉末とを微細に粉砕できると共に微細で不純物汚染の少ない均質な混合物を得ることができる。
【００２５】
従来のように、Ｍｇ合金切削屑を固化成形してＭｇ合金として再利用する場合、そのリサイクル処理が困難な上に、十分な機械的強度が得られず利用範囲も限られてしまう。
【００２６】
この点、本発明によれば、例えばＭｇの塑性加工時に発生するバリなど、Ｍｇ合金の製造時に不可避的に発生してしまうこのＭｇ合金切削屑を、極めて有用性の高いＭｇＢ２の原料として有効に再利用することができ、Ｍｇ合金切削屑の新規な再利用法として極めて有益となる。
【００２７】
また、上記従来例に述べた通り、ＭｇＢ２の製造においては、Ｍｇ粉末やＢ粉末を如何に均質且つ微細化するかが、緻密で均質なＭｇＢ２焼結体を得る上で重要である。しかしこれまでは、Ｍｇの微細化が困難だったために、それだけＭｇ粉末が高価で、また製造が厄介故に、それだけ製造コストがどうしても高いという問題を有していた。
【００２８】
この点、本発明によれば、上述のように、予めＭｇ粉末を原料として使用するのではなく、これまで再利用処理に困っていたＭｇ合金切削屑を原料として使用し、このＭｇ合金切削屑とＢ粉末とを摩擦式粉砕・混合することで、微細で不純物汚染が少なく（例えば遊星ボールミルやアトライダーなどのメカニカルアロイングに比して粉砕メディアの破片など不純物の混入が少なく）均質な混合物（Ｍｇ合金−ホウ素混合粉末）を簡単に製造できることとなる。
【００２９】
よって、前記のＭｇ合金−ホウ素混合粉末を、例えば真空中若しくは不活性ガス中で加熱すれば、必然的に、非常に微細で不純物汚染が少なく均質なＭｇＢ２系合金粉末（即ち、ＭｇＢ２粉末や、ＭｇＢ２を主成分とする粉末）を簡単に得ることも可能である。
【００３０】
尚、このように製造したＭｇＢ２系合金粉末は、非常に微細且つ流動性が高いことを、本出願人らは実験により確認している。また、このＭｇＢ２系合金粉末を、例えば後述の実施例のようにパルス通電焼結法などにより焼結すると、これまでにない非常に緻密な組織のＭｇＢ２系合金焼結体が得られることも実験により確認している。
【００３１】
更に、このＭｇＢ２系合金粉末を用いて、例えばＰｏｗｄｅｒ−Ｉｎ−Ｔｕｂｅ法などで線材化した場合、従来方法に比べて、容易に緻密且つ均質な組織を得ることも期待できる。
【実施例】
【００３２】
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
【００３３】
本実施例は、Ｍｇ合金の製造工程で排出される切削屑の再利用方法として、簡単且つ効率良くＭｇＢ２焼結体やＭｇＢ２線材を製造する方法に関するものである。
【００３４】
先ず、マグネシウム（Ｍｇ）合金切削屑を、真空中若しくは不活性ガス中でホウ素（Ｂ）粉末と摩擦式粉砕・混合することで微細なＭｇ合金−ホウ素混合粉末を得る。
【００３５】
ここで、前記マグネシウム（Ｍｇ）合金切削屑として、マグネシウム塑性加工時に発生するバリを採用する。従って、マグネシウム塑性加工時に不可避的に発生するＭｇのバリを有効に再利用できる。
【００３６】
また、本実施例では、Ｍｇ合金切削屑とＢ粉末との摩擦式粉砕・混合を、Ｍｇが発火燃焼しないように真空中若しくは不活性ガス中で行うこととしているが、特に、前記不活性ガスに水素などの還元剤を含み、この不活性ガス中にして還元雰囲気中にてＭｇ合金切削屑とＢ粉末とを摩擦式粉砕・混合することとすれば、一層確実にＭｇの発火燃焼を阻止できる。
【００３７】
また、本実施例では、前記マグネシウム（Ｍｇ）合金切削屑とホウ素（Ｂ）粉末とを、真空中若しくは不活性ガス中で、一般にメカノフュージョン法に使用される装置を用いて摩擦式粉砕・混合する。
【００３８】
図１は、本実施例の摩擦式粉砕・混合に用いる前記装置の概略説明図である。原料（本実施例においてはＭｇ合金切削屑とＢ粉末）は、回転する容器の内壁に遠心力によって固定され、装置内部の容器内壁より曲率半径の小さなインナーピースとの間で強力な摩擦力を受けて混合される。その後、混合された原料は、ロータ側面に設けられたスリットより外部に押し出され、周辺に取り付けられたスリットより外部に押し出され、周辺に取り付けられた循環ブレードで上方に掻き上げられ、繰り返し処理が行われる。
【００３９】
従って、通常の遊星ボールミルやアトライダーなどのメカニカルアロイングに比して、粉砕メディア（粉砕ボールなど）を用いないため粉末の回収率が高く（不純物汚染が少ないぶん回収率が高く）、効率的に混合物の回収が可能である。
【００４０】
以上のようにしてＭｇ合金切削屑とＢ粉末とを摩擦式粉砕・混合することで、微細で不純物汚染の少ない均質な金質なＭｇ合金−ホウ素混合粉末が得られることとなる。
【００４１】
次いで、このＭｇ合金−ホウ素混合粉末を、真空中若しくは不活性ガス中で加熱し、ＭｇＢ２系合金粉末、即ち、ＭｇＢ２粉末若しくはＭｇＢ２を主成分とする粉末を得る。
【００４２】
尚、この際も、上記摩擦式粉砕・混合時と同様、前記不活性ガスに水素などの還元剤を含み、この不活性ガス中にして還元雰囲気中にて前記Ｍｇ合金−ホウ素粉末の加熱を行うことで、発火燃焼の発生を一層確実に阻止できる。
【００４３】
これにより、非常に微細且つ流動性の高いＭｇＢ２系合金粉末が得られる。
【００４４】
以上のようにして得たＭｇ合金−ホウ素粉末，ＭｇＢ２系合金粉末，またはその双方から成る混合物を焼結してＭｇＢ２系合金焼結体とする。
【００４５】
尚、本実施例においては、前記焼結の手法としてパルス通電焼結を採用する。
【００４６】
このパルス通電焼結（Ｐｕｌｓｅｄ−Ｅｌｅｃｔｒｉｃ−Ｃｕｒｒｅｎｔ−Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）は、ＰＥＣＳと呼称されている。ＰＥＣＳの概略説明図を図２に図示する。ＰＥＣＳでは、試料を型に入れ、圧力を印加しながら型と試料に通電してジュール熱を発生させ、その熱を用いて焼結を行っている。この焼結方法は試料自らが通電により急速に発熱する，若しくは型が通電により急速に発熱して試料を加熱する為、従来のホットプレスに比べて非常に高速に昇温できるという特徴がある。その為、従来の焼結方法に比べて短時間で焼結を完了させることが可能である。
【００４７】
また、長時間の熱に晒されると変化を起こしやすい非平衡状態材料や難焼結性材料の焼結に有効である。
【００４８】
このようにＰＥＣＳは、通常の焼結に比べて極めて短時間で焼結を行える為、生産効率の上昇に効果的であると言える。また、一般に、Ｍｇ合金粉末の表面には焼結を阻害する酸化皮膜（ＭｇＯ）が存在するが、ＰＥＣＳでは、加圧しながら通電焼結を行うため、Ｍｇ合金粉末が塑性変形してＭｇＯ皮膜が破壊されると期待される。また、ＰＥＣＳは、前述した難焼結性材料の焼結に有効である為、焼結性に乏しいＭｇＢ２の緻密化にも効果が期待できる。
【００４９】
また、前記Ｍｇ合金−ホウ素混合粉末，ＭｇＢ２系合金粉末，またはその双方から成る混合物をＰｏｗｄｅｒ−Ｉｎ−Ｔｕｂｅ法などによって線材に加工してＭｇＢ２系合金線材を製造しても良い。
【００５０】
上述した本実施例に係る製造方法によれば、従来に比して、容易に緻密且つ均質なＭｇＢ２系合金焼結体やＭｇＢ２系合金線材を得ることが期待できる。
【００５１】
以下に、本発明の作用効果をより具体的に示す実験例について述べる。
【００５２】
（１）原料
Ｍｇ合金切削屑として、ＡＺ３１切削屑を採用する。
【００５３】
ＡＺ３１とは、アルミニウム（Ａｌ）が３ｍａｓｓ％，亜鉛（Ｚｎ）が１ｍａｓｓ％含まれているＭｇ合金であり、成分の頭文字と成分量を略してＡＺ３１と呼ばれている。
【００５４】
下記の表１に質量比，モル分率のＡＺ３１の標準化学組成表を示す。
【００５５】
【表１】
2008230926.tif 000003
【００５６】
ＡＺ３１の組成は、ＡＳＴＭ規格で規定されている。モル分率は標準化学組成より原子量を計算して求めた。
【００５７】
図３は、ＡＺ３１切削屑のＳＥＭ像である。切削屑は大きさが７００μｍ程度であり、薄片が丸まった形状になっている。また、切削屑の裏側はピッチが２０μｍ程の山状になっている。尚、本実施例に採用するものは、乾式切削により生じた切削屑であるが、汚れが見られた為、エタノールを用いた超音波洗浄を５ｍｉｎ行い、空乾燥炉を用いて８０℃で２ｈ乾燥させてから使用した。
【００５８】
また、ホウ素粉末には、株式会社レアメタリック（登録商標）社製の、アモルファス状Ｂ粉末（粒径０．８μｍ）を採用する。図４に図示したこのＢ粉末のＳＥＭ像のように、粒径・形状は不揃いである。
【００５９】
（２）混合方法
混合は、図５に図示するプラスチック容器に粉末（ＡＺ３１切削屑，Ｂ粉末）を入れて、５ｍｉｎ振る方法（手振り）と、図１に図示した一般にメカノフュージョン法に使用される装置を用いて前記粉末を摩擦粉砕・混合する方法（ＭＦ）とを用いた。
【００６０】
ＭＦは、異なる２条件で行い、それぞれの方法をＭＦ−Ｉ，ＭＦ−IIと表記する。
【００６１】
ＭＦ−Ｉ：２０ｇの粉末を用いて６０ｍｉｎ，ＭＦを行う。
【００６２】
ＭＦ−II：２０ｇの粉末を用いて１０ｍｉｎ，ＭＦした後、同量の粉末を追加し、２０ｍｉｎ，ＭＦを行う。
【００６３】
尚、手振り及びＭＦ−Ｉ，IIいずれの場合も、粉末の混合比はＭｇ：Ｂ＝１：２（モル分率）とする。
【００６４】
尚、ＭＦの構造については上述の通り（図１参照）であるが、インナーピースと容器の間で粉末が摩擦を受ける際、粉末の量が多く、粉末の高さが高い方が強く摩擦を受ける為、ＭＦを行う際は粉末の量が多い方が良い。従って、後から粉末を追加してＭＦを行った、上記ＭＦ−IIの粉末の方が良く混合されるものと推考される。
【００６５】
（３）混合後の粉末
図６に、手振りにより混合した粉末のＳＥＭ像を示す。ＡＺ３１切削屑の形状に変化は見られず、ＡＺ３１切削屑の表面にＢ粉末が偏って付着していることが分かる。
【００６６】
また、図７に、ＭＦ−Ｉにより混合した粉末のＳＥＭ像を示す。ＡＺ３１切削屑は原型を留めておらず、その粒径が２０〜１００μｍ程度にまで微細化され、ＡＺ３１粒の表面でＢ粉末がＡＺ３１粒に食い込むように付着している。
【００６７】
また、図８に、ＭＦ−IIにより混合した粉末のＳＥＭ像を示す。ＡＺ３１切削屑は原型を留めておらず、その粒径は、図７に図示したＭＦ−Ｉのそれよりも更に小さく、５〜５０μｍ程度にまで微細化され、ＡＺ３１粒の表面でＢ粉末がＡＺ３１粒に食い込むように付着している。この図６〜８から、ＭＦ−Ｉ，IIによる混合は手振りに比して極めて微細で均質な混合物が得られることが分かる。
【００６８】
（４）焼結
上記各混合条件（手振り，ＭＦ−Ｉ，ＭＦ−II）の粉末を焼結する。
【００６９】
焼結に用いる型は、外径３０ｍｍ，内径１５ｍｍ，高さ３０ｍｍの高強度黒鉛型を使用した。
【００７０】
焼結方法は、異なる３条件の方法を夫々実施する。
【００７１】
ａ．低温焼結／アニール工程：
真空中，型温度５００℃，２５ＭＰａ，５ｍｉｎの条件でＰＥＣＳを行った後、焼結した試料を真空中で７５０℃，２４ｈの条件でアニールを行う。
【００７２】
ｂ．高温焼結工程：
真空中，型温度７００℃，２５ＭＰａ，５ｍｉｎの条件でＰＥＣＳを行う。
【００７３】
ｃ．アニール／高温焼結工程：
圧粉体にした試料を真空中で７５０℃，２４ｈの条件でアニールを行った後、乳針で粉砕し、真空中，型温度１０００℃，２５ＭＰａ，５ｍｉｎの条件でＰＥＣＳを行う。
【００７４】
（５）結果
５−１．相同定
図９に、各混合条件の粉末を上記ａ．の条件で焼結／アニールを行った試料の断面のＸＲＤ（Ｘ線回折）結果を示す。ＭｇＢ２とＭｇＯのピークが観察されるが、混合条件に関係無くＭｇＢ２が主相になっているのが分かる。
【００７５】
図１０に、各混合条件の粉末を上記ｂ．の条件で焼結を行った試料の断面のＸＲＤ結果を示す。ＭｇＢ２とＭｇＯのピークが観察されるが、混合条件に関係無くＭｇＢ２が主相になっているのが分かる。
【００７６】
図１１，１２に、各混合条件の粉末を上記ｃ．の条件でアニール／焼結を行った試料の表面のＸＲＤ結果（図１１）と断面のＸＲＤ結果（図１２）を示す。ＭｇＢ４とＭｇＢ７のピークが観察される。混合条件によってこのＭｇＢ４とＭｇＢ７のピーク相対強度が大きく違い、図１１に示すように、手振りによる混合で得られた試料の表面ではＭｇＢ４が主相となっているのが分かる。
【００７７】
５−２．組織観察
図１３，１４，１５に、各混合条件の粉末を上記ｃ．の条件でアニール／焼結を行った試料の断面のＳＥＭ像を示す。
【００７８】
手振りの場合のＳＥＭ像（図１３）は、微細な空孔は観測されず、粒子同志が凝集した形がとられているが、しかし、高倍率のＳＥＭ像で観察すると、長さ３〜５μｍ程度のひび割れが見られた。この点ＭＦ−ＩのＳＥＭ像（図１４），ＭＦ−IIのＳＥＭ像（図１５）では、微細な空孔に似た構造が僅かに観察されるが、図１３に示した手振りのような、ひび割れは見られない。特にＭＦ−IIのＳＥＭ像（図１５）では空孔に似た構造も極僅かしか見られない。また、主相とは異なるコントラストを持つ斑点状組織が形成していることが観測された。
【００７９】
５−３．密度
上記ｃ．アニール／高温焼結工程を行った場合と、焼結時の型温度を９００℃とし、その余は同じ条件でアニール／高温焼結工程を行った場合の試料のかさ密度−焼結温度関係図を図１６に示し、開気孔率−焼結温度関係図を図１７に示す。
【００８０】
ＭＦ−II試料で、型温度１０００℃でＰＥＣＳを行った場合、かさ密度が２．６３％，相対密度９７．６％，開気孔率が２．３６％であった。
【００８１】
（６）まとめ
図１に図示したような装置を用いて摩擦式粉砕・混合を行うことで、ＡＺ３１切削屑は、比較的大きいものでも１００μｍ以下、殆どが略１０μｍ程度にまで微細に粉砕され、Ｂ粉末と混合された。このように本方法で得られた粉末（ＡＺ３１粉末とＢ粉末の混合物）は、非常に微細且つ流動性が高いため、Ｐｏｗｄｅｒ−Ｉｎ−Ｔｕｂｅ法などで線材化した場合、従来方法に比べて、容易に緻密且つ均質な組織を得ることが期待できる。
【００８２】
また、図１８に図示したように、摩擦式粉砕・混合を行ったＭｇ合金−ホウ素混合粉末試料は、手振り混合を行った試料に比してかなり嵩を減らせることが分かる。つまり、それだけ摩擦式粉砕・混合を行った資料は、手振りのそれと比較して微細で緻密なＭｇ合金−ホウ素粉末が得られることが分かる。これは、ハンドリング性の向上や、緻密な焼結体を得るうえで非常に有利と言える。
【００８３】
また、この本方法で得られた粉末を用いてパルス通電焼結を行うことで、ＭｇＢ２焼結体の組織を９５％以上の密度に緻密化することに成功した（通常の手振りによる混合では７５％程度である）。
【００８４】
加えて、得られた焼結体は、ＭｇＢ２を主体としており、図１９に示したように、Ｔｃが２７Ｋの超伝導体になっていることも実験により確認している。
【００８５】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本実施例の摩擦式粉砕・混合法に用いる装置の概略説明図である。
【図２】本実施例に用いるパルス通電焼結の概略説明図である。
【図３】本実施例の実験例に係るＡＺ３１切削屑のＳＥＭ像である。
【図４】本実施例の実験例に係るＢ粉末のＳＥＭ像である。
【図５】本実施例の実験例に用いる混合用プラスチック容器を示す図である。
【図６】本実施例の実験例に係る手振りにより混合したＺＡ３１切削屑及びＢ粉末のＳＥＭ像である。
【図７】本実施例の実験例に係るＭＦ−Ｉにより混合したＺＡ３１切削屑及びＢ粉末のＳＥＭ像である。
【図８】本実施例の実験例に係るＭＦ−IIにより混合したＺＡ３１切削屑及びＢ粉末のＳＥＭ像である。
【図９】本実施例の実験例に係る焼結処理後の各試料断面のＸＲＤ像である。
【図１０】本実施例の実験例に係る焼結処理後の各試料断面のＸＲＤ像である。
【図１１】本実施例の実験例に係る焼結処理後の各試料表面のＸＲＤ像である。
【図１２】本実施例の実験例に係る焼結処理後の各試料断面のＸＲＤ像である。
【図１３】本実施例の実験例に係る焼結処理後の手振り試料断面のＳＥＭ像である。
【図１４】本実施例の実験例に係る焼結処理後のＭＦ−Ｉ試料断面のＳＥＭ像である。
【図１５】本実施例の実験例に係る焼結処理後のＭＦ−II試料断面のＳＥＭ像である。
【図１６】本実施例の実験例に係るかさ密度−焼結温度関係図である。
【図１７】本実施例の実験例に係る開気孔率−焼結温度関係図である。
【図１８】本実施例の実験例に係る手振り混合処理後及び摩擦式粉砕・混合処理後の各試料の嵩を示す図である。
【図１９】本実施例の実験例に係る電気抵抗−試料温度関係図である。
【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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【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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