(57)【要約】【課題】ＭＲＩ、リニアモーターカー、超伝導キャビティ、送電ケーブル、医療用機器用高磁界マグネット、電力貯蔵（ＳＭＥＳ）等に有望な、ＭｇＢ２を多量に含んだバルク状、線状、箔状の超伝導体を低温、短時間の熱処理で、しかも低コストで製造する。【解決手段】金属（Ｘ）とＭｇの合金（Ｍｇ−Ｘ）の液相とＢの固相を低温で反応させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇの融点より低い融点の合金を形成する元素：Ｘとの合金であるＭｇ−Ｘ合金をＢと８００℃以下の温度において拡散反応させ、ＭｇＢ２を主成分とする超伝導体を製造することを特徴とするＭｇＢ２超伝導体の製造方法。
【請求項２】
４００℃〜８００℃の温度範囲で拡散反応させることを特徴とするＭｇＢ２超伝導体の製造方法。
【請求項３】
元素：Ｘは、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｂｉ、およびＺｎのうちの１種以上の元素であることを特徴とする請求項１または２のＭｇＢ２超伝導体の製造方法。
【請求項４】
Ｍｇ−Ｘ合金とＢの混合物を加工もしくは基材に被覆した後に熱処理することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかのＭｇＢ２超伝導体の製造方法。
【請求項５】
Ｍｇ−Ｘ合金とＢの混合物を塑性変形可能な金属パイプ中に詰め込んで線状に加工した後に熱処理することを特徴とする請求項４のＭｇＢ２超伝導体の製造方法。
【請求項６】
Ｍｇ−Ｘ合金とＢの混合物を塑性変形可能な金属パイプ中に詰め込んで線状に加工した後に熱処理し、得られた単芯線材を多数本同一金属パイプに嵌めこんで伸線加工した極細多芯線を熱処理することを特徴とする請求項４のＭｇＢ２超伝導体の製造方法。
【請求項７】
Ｍｇ−Ｘ合金とＢの混合物の有機溶媒中への分散液を耐熱性基板上に被覆した後に熱処理することを特徴とする請求項４のＭｇＢ２超伝導体の製造方法。
【請求項８】
Ｍｇ−Ｘ合金におけるＸがＭｇに対して、５０ａｔ％以下のＣｕであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかのＭｇＢ２超伝導体の製造方法。
【請求項９】
Ｍｇ−Ｘ合金におけるＸがＭｇに対して３５ａｔ％以下のＡｇであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかのＭｇＢ２超伝導体の製造方法。
【請求項１０】
Ｍｇ−Ｘ合金におけるＸがＭｇに対して、２５ａｔ％以下または５０〜９５ａｔ％の範囲のＳｎであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかのＭｇＢ２超伝導体の製造方法。
【請求項１１】
Ｍｇ−Ｘ合金におけるＸがＭｇに対して、９５ａｔ％以下のＧａであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかのＭｇＢ２超伝導体の製造方法。
【請求項１２】
Ｍｇ−Ｘ合金におけるＸがＭｇに対して、９５ａｔ％以下のＰｂであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかのＭｇＢ２超伝導体の製造方法。
【請求項１３】
Ｍｇ−Ｘ合金におけるＸがＭｇに対して、９５ａｔ％以下のＩｎであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかのＭｇＢ２超伝導体の製造方法。
【請求項１４】
Ｍｇ−Ｘ合金におけるＸがＭｇに対して、３０ａｔ％以下または４５〜９５ａｔ％の範囲のＢｉであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかのＭｇＢ２超伝導体の製造方法。
【請求項１５】
Ｍｇ−Ｘ合金におけるＸがＭｇに対して、９５ａｔ％以下のＺｎであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかのＭｇＢ２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】
この出願の発明は、ＭｇＢ２超伝導体の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、ＭＲＩ、リニアモーターカー、超伝導キャビティ、送電ケーブル、医療用機器用高磁界マグネット、電力貯蔵（ＳＭＥＳ）等に有用であって、金属系超伝導体の中で最も高温での使用が可能とされるＭｇＢ２を主成分とする、バルク状、線状、箔状等の超伝導体を低温で、しかも短時間の熱処理で製造可能とする新しい方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
これまでに知られている超伝導体としては、大きく分けて、銅の酸化物からなる銅酸化物超伝導体と銅酸化物以外からなる非銅酸化物超伝導体に区分される。このうちの銅酸化物超伝導体は非銅酸化物超伝導体に比較して超伝導転位温度（Ｔｃ）は高いが、銅と酸素からなる、いわゆる二次元面の構造を有したセラミックスであるため加工が困難であるという欠点を有している。また一方、非銅酸化物超伝導体としては複数の金属元素だけからなる、たとえばＭｇＢ２のような金属間化合物が知られている（文献１）。
【０００３】
【文献１】
特開２００２−２１１９１６号公報
【０００４】
このＭｇＢ２からなる超伝導体は銅酸化物超伝導体に比べて成形、加工が比較的容易である。しかしながら、銅酸化物超伝導体に比べて成形、加工が容易なＭｇＢ２の金属間化合物であっても、液相のＭｇと固相のＢを反応させるか、気相のＭｇと固相のＢを反応させる従来の製造法においては、高温での長時間での熱処理や高圧の条件が必要とされるなど、その製造は実際的なものでなく、また、固相のＭｇと固相のＢとの固相拡散反応による方法は生成速度が極めて遅いという欠点があった。
【０００５】
また、従来のいずれの製造法においても、Ｊｃ特性や耐歪特性等の実用的性能において必ずしも満足できるものではなかった。
【０００６】
そこで、この出願の発明は、常圧またはその近傍で、より低い温度条件で短時間の熱処理によって上記の実用的特性に優れたＭｇＢ２を主成分とする超伝導体を簡便、かつ効率的に製造することのできる、ＭｇＢ２超伝導体の新しい製造方法を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するためのものとして、第１には、Ｍｇの融点より低い融点の合金を形成する元素：Ｘとの合金であるＭｇ−Ｘ合金をＢと８００℃以下の温度において拡散反応させ、ＭｇＢ２を主成分とする超伝導体を製造することを特徴とするＭｇＢ２超伝導体の製造方法を提供し、第２には、４００℃〜８００℃の温度範囲で拡散反応させることを特徴とするＭｇＢ２超伝導体の製造方法を提供する。
【０００８】
そして、この出願の発明は、上記の方法について、第３には、元素：Ｘは、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｂ、Ｉｎ、ＢｉおよびＺｎのうちの１種以上の元素であることを特徴とするＭｇＢ２超伝導体の製造方法を提供する。
【０００９】
また、この出願の発明は、第４には、Ｍｇ−Ｘ合金とＢの混合物を加工または基材に被覆した後に熱処理するＭｇＢ２超伝導体の製造方法を提供し、第５には、Ｍｇ−Ｘ合金とＢの混合物を塑性変形可能な金属パイプ中に詰め込んで線状に加工した後に熱処理するＭｇＢ２超伝導体の製造方法を、第６には、Ｍｇ−Ｘ合金とＢの混合物を塑性変形可能な金属パイプ中に詰め込んで線状に加工した後に熱処理し、得られた単芯線材を多数本同一金属パイプに嵌めこんで伸線加工した極細多芯線を熱処理するＭｇＢ２超伝導体の製造方法を、第７には、Ｍｇ−Ｘ合金とＢの混合物の有機溶媒中への分散液を耐熱性基板上に被覆した後に熱処理するＭｇＢ２超伝導体の製造方法を提供する。
【００１０】
さらにまた、この出願の発明は、第８には、Ｍｇ−Ｘ合金におけるＸがＭｇに対して、５０ａｔ％以下のＣｕであるＭｇＢ２超伝導体の製造方法を、第９にはＭｇ−Ｘ合金におけるＸがＭｇに対して、３５ａｔ％以下のＡｇであるＭｇＢ２超伝導体の製造方法を、そして、第１０には、Ｍｇ−Ｘ合金におけるＸがＭｇに対して、２５ａｔ％以下または５０〜９５ａｔ％の範囲のＳｎであるＭｇＢ２超伝導体の製造方法を、また、第１１には、Ｍｇ−Ｘ合金におけるＸがＭｇに対して、９５ａｔ％以下のＧａであるＭｇＢ２超伝導体の製造方法を、第１２には、Ｍｇ−Ｘ合金におけるＸがＭｇに対して、９５ａｔ％以下のＰｂであるＭｇＢ２超伝導体の製造方法を、第１３には、Ｍｇ−Ｘ合金におけるＸがＭｇに対して、９５ａｔ％以下のＩｎであるＭｇＢ２超伝導体の製造方法を、第１４には、Ｍｇ−Ｘ合金におけるＸがＭｇに対して、３０ａｔ％以下または４５〜９５ａｔ％の範囲のＢｉであるＭｇＢ２超伝導体の製造方法を、第１５には、Ｍｇ−Ｘ合金におけるＸがＭｇに対して、９５ａｔ％以下のＺｎであるＭｇＢ２超伝導体の製造方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この出願の発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態について説明する。
【００１２】
この出願の発明はＭｇ（マグネシウム）とＢ（ホウ素）を直接反応させる前に、あらかじめ、Ｍｇと第３元素：Ｘとからなる低融点Ｍｇ−Ｘ合金を生成させ、そして、生成した低融点のＭｇ−Ｘ合金を低温で加熱して液相とし、これを固相のＢと拡散反応させるものである。
【００１３】
この出願の発明において、Ｍｇと合金を生成する第３元素（Ｘ）の要件としては、生成するＭｇ−Ｘ合金の融点がＭｇの融点（６５０℃）より低いことが必要とされる。またＢと反応して、Ｘ−Ｂのような２次元化合物、あるいはＸ−Ｍｇ−Ｂのような３次元化合物を生成しないことが望まれる。このような要件を満たす好適な第３元素（Ｘ）としては、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）Ｓｎ（錫）、Ｇａ（ガリウム）、Ｐｂ（鉛）、Ｉｎ（インジウム）、Ｂｉ（ビスマス）及びＺｎ（亜鉛）のうちの１種以上のものが考慮される。
【００１４】
この出願の発明は、このようにＭｇと合金を生成してＭｇを低融点にする、特定の第３元素（Ｘ）を利用することによって、減圧、常圧または加圧下で低温、短時間の熱処理をするだけで実用的特性（Ｊｃ特性、耐歪み特性等）に優れたＭｇＢ２を主成分とするバルク状、線状、箔状の超伝導体を製造することを可能としている。
【００１５】
この出願の発明によって、製造されるＭｇＢ２超伝導体の物性は、Ｍｇに対する第３元素（Ｘ）の合金比率や生成したＭｇ−Ｘ合金とＢを反応させる際の反応温度の差によって異なるが、その態様は実施例で詳細に説明する。
【００１６】
第３元素（Ｘ）としてＣｕ（銅）またはＡｇを使用する場合にはＭｇ−Ｃｕ合金またはＭｇ−Ａｇ合金が生成されるが、このＭｇ−Ｃｕ合金またはＭｇ−Ａｇ合金とＢとの反応によりＭｇＢ２を製造させる場合には、副産物として、Ｃｕ基希薄合金相またはＡｇ基希薄合金相が第２相として生成される。この第２相としてのＣｕ基希薄合金相またはＡｇ基希薄合金相は、ＭｇＢ２超伝導体に歪が加わってもＭｇＢ２相でのクラックの発生を防止する役割を果たし、脆さが改善されることになる。従って、たとえＭｇＢ２超伝導体に高い歪が発生したとしても超伝導特性が劣化しないため、取り扱いが容易になる。
【００１７】
さらに、第２相が、電気伝導度の優れたＣｕ基希薄合金相やＡｇ基希薄合金相等を形成するような第３元素（Ｘ）を選択する場合には、局部的に超伝導状態が破れたとしても、電流が第２相のＣｕ基希薄合金相またはＡｇ基希薄合金相等にバイパスして流れるため発熱が抑えられて超伝導状態が安定化するという効果を有している。
【００１８】
しかも、この出願の発明は低コストで、極めてＪｃが大きい超伝導体が得られるため少量の使用量でよく、生成する第２相は機械的にも超伝導体を強化する作用があるため、電磁力等の外力に対する耐性にも優れている。
【００１９】
そこで、以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん以下の例によって発明が限定されることはない。
【００２０】
【実施例】
＜実施例１＞
Ｍｇ−３３ａｔ％Ｃｕ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、プレス加工した後、真空中で、４５０℃で５００ｈｒ、５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で４ｈｒおよび７５０℃で０．５ｈｒの熱処理を行ったところ、Ｔｃが２３Ｋ、３８．５Ｋ、３９．１Ｋ、３９．３Ｋおよび２１Ｋの超伝導物質になることが判明した。この物質のＸ線回折により、明瞭なＭｇＢ２の解折パターンが得られた。なお、サンプル中にはＭｇＢ２相以外にＣｕ基の希薄合金相が生成していることがＥＤＡＸ観察により確認された。なお、Ｍｇとの合金のＣｕの割合を５０ａｔ％まで増大させても良好な超伝導物質が得られた。
【００２１】
また、上記の熱処理は真空中で行ったが、アルゴンや窒素等の不活性ガス雰囲気でもよいことが確認されている。
【００２２】
一方、Ｍｇ−５５ａｔ％Ｃｕ合金の粉末を用いたところ、８００℃以下の加熱温度ではＭｇＢ２の生成は容易ではなく、８００℃超の加熱温度ではＭｇＢ２は生成するものの超伝導特性は実用的には充分ではなかった。
【００２３】
＜実施例２＞
Ｍｇ−２０ａｔ％Ａｇ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、プレス加工した後、真空中で、４５０℃で５００ｈｒ、５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で１０ｈｒ、６５０℃で４ｈｒおよび７５０℃で１．５ｈｒの熱処理を行ったところ、Ｔｃが２２．１Ｋ、３４．７Ｋ、３９．２Ｋ、３９．３Ｋおよび１９．９Ｋの超伝導物質になることが判明した。この物質のＸ線回折により、明瞭なＭｇＢ２の回折パターンが得られた。なお、サンプル中にはＭｇＢ２相以外にＡｇ基の希薄合金相が生成していることがＥＤＡＸ観察により確認された。Ｍｇとの合金のＡｇの割合を３５ａｔ％まで増大させても良好な超伝導物質が得られた。
【００２４】
一方、Ｍｇ−４０ａｔ％Ａｇ合金を用いた場合には、実用的に必ずしも満足できる超伝導体ではなかった。
【００２５】
＜実施例３＞
Ｍｇ−１５ａｔ％Ｓｎ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、プレス加工した後、真空中で、５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で１０ｈｒ及び６５０℃で４ｈｒの熱処理を行ったところ、Ｔｃが３１．７Ｋ、３８．８Ｋ、３９．３Ｋの超伝導物質になることが判明した。この物質のＸ線回折により、明瞭なＭｇＢ２の回折パターンが得られた。なお、サンプル中にはＭｇＢ２相以外にＳｎ基の希薄合金相が生成していることがＥＤＡＸ観察により確認された。
【００２６】
また、Ｍｇ−６０ａｔ％Ｓｎ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、プレス加工した後、真空中で、５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で１０ｈｒ及び６５０℃で４ｈｒの熱処理を行ったところ、Ｔｃが３０．３Ｋ、３６．５Ｋ、３９．２Ｋの超伝導物質になることが判明した。この物質のＸ線回折により、明瞭なＭｇＢ２の回折パターンが得られた。なお、サンプル中にはＭｇＢ２相以外にＳｎ基の希薄合金相が生成していることがＥＤＡＸ観察により確認された。
【００２７】
一方、Ｍｇ−３３ａｔ％Ｓｎ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、プレス加工した後、真空中で、８００℃を超える温度で熱処理を行ったところ、若干のＭｇＢ２が認められたが超伝導特性の良好なものは得られなかった。
【００２８】
また、Ｍｇ−９６ａｔ％Ｓｎ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、プレス加工した後、真空中で、５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で１０ｈｒ及び６５０℃で４ｈｒの熱処理を行ったところ、サンプル中には明らかにＭｇＢ２の生成が認められたが、サンプル全断面積当たりの超伝導電流密度（ｏｖｅｒａｌｌ  Ｊｃ（４．２Ｋ，３Ｔ）＝２０Ａ／ｍｍ２）は実用的に充分に満足できるものではなかった。
【００２９】
以上の結果から、Ｍｇとの合金において、Ｓｎが２５ａｔ％以下、あるいは５０〜９５ａｔ％の範囲で良好な超伝導物質が得られることが確認された。
【００３０】
＜実施例４＞
Ｍｇ−２８ａｔ％Ｇａ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、プレス加工した後、真空中で、５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で１０ｈｒ及び６５０℃で４ｈｒの熱処理を行ったところ、Ｔｃが２９．７Ｋ、３７．７Ｋ、３９．２Ｋの超伝導物質になることが判明した。この物質のＸ線回折により、明瞭なＭｇＢ２の回折パターンが得られた。なお、サンプル中にはＭｇＢ２相以外にＧａ基の希薄合金相が生成していることがＥＤＡＸ観察により確認された。
【００３１】
一方、Ｍｇ−９６ａｔ％Ｇａは融点が室温付近の合金であるが、２００℃で溶融状態にしておき、Ｂ粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混入し、真空中で、５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で１０ｈｒ及び６５０℃で４ｈｒの熱処理を行ったところ、液相Ｇａ中に明らかにＭｇＢ２の生成が認められたが、必ずしもその分量は多くなく、実用的にはＧａ濃度が９５ａｔ％以下の合金を利用するのが好ましいことが確認された。
【００３２】
＜実施例５＞
Ｍｇ−３３ａｔ％Ｐｂ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、プレス加工した後、真空中で、５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で１０ｈｒ及び６５０℃で４ｈｒの熱処理を行ったところ、Ｔｃが２８．６Ｋ、３８．３Ｋ、３９．１Ｋの超伝導物質になることが判明した。この物質のＸ線回折により、明瞭なＭｇＢ２の回折パターンが得られた。なお、サンプル中にはＭｇＢ２相以外にＰｂ基の合金相が生成していることがＥＤＡＸ観察により確認された。また、Ｍｇとの合金においてＰｂの割合は９５％まで増大しても良好な超伝導物質が得られることが確認された。
【００３３】
一方、Ｍｇ−９６ａｔ％Ｐｂ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、プレス加工した後、真空中で、５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で１０ｈｒ及び６５０℃で４ｈｒの熱処理を行ったところ、どのサンプル中にもＭｇＢ２の生成が認められたが、サンプル全断面積当たりの超伝導電流密度（ｏｖｅｒａｌｌ  Ｊｃ（４．２Ｋ，３Ｔ）＝１６Ａ／ｍｍ２）は必ずしも実用的でないことが判明した。
【００３４】
＜実施例６＞
Ｍｇ−２０ａｔ％Ｉｎ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、プレス加工した後、真空中で、５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で１０ｈｒ及び６５０℃で４ｈｒの熱処理を行ったところ、Ｔｃが２８．６Ｋ、３８．３Ｋ、３９．１Ｋの超伝導物質になることが判明した。この物質のＸ線回折により、明瞭なＭｇＢ２の回折パターンが得られた。なお、サンプル中にはＭｇＢ２相以外にＩｎ基の希薄合金相が生成していることがＥＤＡＸ観察により確認された。なお、Ｍｇ−９６ａｔ％Ｉｎの場合でもＭｇＢ２の生成が認められたが、その分量は少なく、実用的には、Ｉｎの割合は９５ａｔ％以下が好ましいことが確認された。
【００３５】
＜実施例７＞
Ｍｇ−９０ａｔ％Ｚｎ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、プレス加工した後、真空中で、５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で１０ｈｒ及び６５０℃で４ｈｒの熱処理を行ったところ、Ｔｃが２３．５Ｋ、２８．４Ｋ、３２．８Ｋの超伝導物質になることが判明した。この物質のＸ線回折により、明瞭なＭｇＢ２  の回折パターンが得られた。なお、サンプル中にはＭｇＢ２相以外にＺｎ基の希薄合金相が生成していることがＥＤＡＸ観察により確認された。
【００３６】
なお、Ｍｇ−９６ａｔ％Ｚｎの場合でもＭｇＢ２の生成が認められたが、その分量は少なく、実用的には、Ｚｎの割合は９５ａｔ％以下が好ましいことが確認された。
【００３７】
＜実施例８＞
Ｍｇ−２５ａｔ％Ｂｉ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、プレス加工した後、真空中で、５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で１０ｈｒ及び６５０℃で４ｈｒの熱処理を行ったところ、Ｔｃが３０．４Ｋ、３２．１Ｋ、３６．８Ｋの超伝導物質になることが判明した。この物質のＸ線回折により、明瞭なＭｇＢ２の回折パターンが得られた。なお、サンプル中にはＭｇＢ２相以外にＢｉ基の希薄合金相が生成していることがＥＤＡＸ観察により確認された。
【００３８】
また、Ｍｇ−６０ａｔ％Ｂｉ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、プレス加工した後、真空中で、５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で１０ｈｒ及び６５０℃で４ｈｒの熱処理を行ったところ、Ｔｃが３０．３Ｋ、３６．５Ｋ、３９．２Ｋの超伝導物質になることが判明した。この物質のＸ線回折により、明瞭なＭｇＢ２の回折パターンが得られた。なお、サンプル中にはＭｇＢ２相以外にＢｉ基の希薄合金相が生成していることがＥＤＡＸ観察により確認された。
【００３９】
一方、Ｍｇ−３３ａｔ％Ｂｉ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、プレス加工した後、真空中で、８００℃以下および８００℃を超える温度で熱処理を行ったところ８００℃以下の温度では顕著なＭｇＢ２の製造は認められず、また、８００℃超の温度では若干のＭｇＢ２が認められたが超伝導特性の良好なものは得られなかった。
【００４０】
また、Ｍｇ−９６ａｔ％Ｂｉ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、プレス加工した後、真空中で、５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で１０ｈｒ及び６５０℃で４ｈｒの熱処理を行った。サンプル中には明らかにＭｇＢ２の製造が認められたが、サンプル全断面積当たりの超伝導電流密度は実用に適さないことが判明した。
【００４１】
以上の結果から、Ｂｉが３０ａｔ％以下、あるいは４５〜９５ａｔ％の範囲で好ましい超伝導物質が得られることがわかった。
【００４２】
＜実施例９＞
Ｍｇ−３３ａｔ％Ｃｕ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、ステンレス管に詰め込み、伸線加工で線状に加工した後、真空中で、５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で１０ｈｒおよび６５０℃で４ｈｒの熱処理を行ったところ、Ｔｃが３８．５Ｋ、３９．１Ｋおよび３９．３Ｋの超伝導物質が得られた。また、４．２Ｋ、３Ｔ中でのｏｖｅｒａｌｌ  Ｊｃとして、９５０Ａ／ｍｍ２、１１２０Ａ／ｍｍ２および１２３０Ａ／ｍｍ２の値が得られた。
【００４３】
実用段階の超伝導線材の使用磁界・温度のｏｖｅｒａｌｌ  Ｊｃが２００Ａ／ｍｍ２以上であることを考えれば、４．２Ｋ、３ＴでのＪｃ値としては実用段階の値が得られている。
【００４４】
＜実施例１０＞
Ｍｇ−３３ａｔ％Ｐｂ合金の粉末とＢの粉末およびＭｇ−３３ａｔ％Ｃｕ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合しステンレス管に詰め込んで線状に加工した後、真空中で、６５０℃で４ｈｒの熱処理をしてそれぞれの線材を製造した。
【００４５】
そして、Ｍｇ−３３ａｔ％Ｐｂ合金の粉末とＢの粉末からなるＭｇＢ２線材（ａ）とＭｇ−３３ａｔ％Ｃｕ合金の粉末とＢの粉末からなるＭｇＢ２線材（ｂ）のそれぞれに引張歪みを加えてＩｃの劣化を測定したものが図１である。
【００４６】
図１から明らかなように、Ｃｕを含まないＭｇＢ２線材（ａ）では０．４％歪でＩｃ劣化が始まっているのに対し、Ｃｕを含んだＭｇＢ２線材（ｂ）では０．８％歪を超えるまでＩｃの劣化は発生していない。これは、第２相のＣｕ希薄合金がＭｇＢ２でのクラック発生を抑える効果があるためであると考えられる。このことは実用的には大きな引張歪状態で使用する線材等にも使用可能であることを意味している。
【００４７】
＜実施例１１＞
Ｍｇ−３３ａｔ％Ｃｕ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、Ｃｕ管に詰め込み、伸線加工で線状に加工した後、真空中で、５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で１０ｈｒおよび６５０℃で４ｈｒの熱処理を行ったところ、４．２Ｋ、１Ｔ中でのｏｖｅｒａｌｌ  Ｊｃとして、９６０Ａ／ｍｍ２、１１８０Ａ／ｍｍ２および１３１０Ａ／ｍｍ２の値が得られた。この時の超伝導−常伝導遷移は穏やかであり、Ｃｕ管への分流が生じ、超伝導状態は安定していることが判明した。そして、得られたこの単芯線を１２０本束ねてＣｕ管に再度詰め込み、伸線加工した後、真空中で５５０℃で１００ｈｒ、６００℃で１０ｈｒおよび６５０℃で４ｈｒの熱処理を行ったところ、得られた極細多芯線材の超伝導特性はさらに安定し、磁化曲線の測定で、フラックスジャンプに伴うと考えられる磁化率の飛びは全く観測されなくなった。
【００４８】
＜実施例１２＞
Ｍｇ−６６ａｔ％Ｃｕ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、Ａｇ管に詰め込み、伸線加工で線状に加工した後、真空中で、６５０℃で１０ｈｒの熱処理を行った後〔実施例１２〕と同様の引張歪を加えてＩｃ劣化を測定した。〔実施例１２〕のＭｇＢ２線材（ｂ）と同様の物性を示す安定化線材が得られた。
【００４９】
＜実施例１３＞
Ｂ繊維を予め５００℃の炉中を通過させて加温し、次いで５００℃で溶融状態になっているＭｇ−６０ａｔ％Ｉｎ合金の浴中を１ｍ／秒の速さで通過させ、Ｂ繊維の表面にＭｇ−６０ａｔ％Ｉｎ合金を被覆する。その後、この線材を真空中で６５０℃で１０ｈｒの熱処理を行ないＢ繊維の表面にＭｇＢ２を製造する。この線材のＴｃは３９．１Ｋであり、また、４．２Ｋ、３Ｔ中でのｏｖｅｒａｌｌ  Ｊｃは９８０Ａ／ｍｍ２であることが確認された。
【００５０】
＜実施例１４＞
Ｍｇ−３３ａｔ％Ｃｕ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合して有機溶媒中（トリクロロエチレン）にゾル状に分散させた溶液を作製し、この溶液を鉄基板上に塗りつけ、乾燥させ、真空中で、６５０℃で１０ｈｒの熱処理を行ったところ、この膜のＴｃは３９．１Ｋであり、４．２Ｋ、３Ｔでのｏｖｅｒａｌｌ  Ｊｃとして２３００Ａ／ｍｍ２のものが得られた。この値も超伝導薄膜としては実用に耐える高い値である。
【００５１】
＜実施例１５＞
Ｍｇ−３３ａｔ％Ｃｕ合金の粉末とＢの粉末をモル比でＭｇ：Ｂ＝１：２になるよう混合し、プレス加工した粉末を一気圧のアルゴン雰囲気中で熱処理した。４００℃未満の温度では、顕著なＭｇＢ２の製造は認められず、８００℃超の温度では著しいＭｇの蒸発が起こり、ポーラスなＭｇＢ２の生成が認められた。
【００５２】
一方、４００〜８００℃の温度範囲ではＴｃの高い〔実施例１〕によって得られたＭｇＢ２と類似した物性の超伝導体が製造された。このことから熱処理は真空中だけでなく不活性気体中でも同様の反応が起きることが確認された。
【００５３】
【発明の効果】
この出願の発明によって、ＭＲＩ、リニアモーター、超伝導キャビティ、送電ケーブル、医療用機器用高磁界マグネット、電力貯蔵（ＳＭＥＳ）等に好適な、ＭｇＢ２を主成分とするバルク状、線状、箔状の超伝導体を簡便、低コストで製造することができる。そして、この方法で製造される超伝導体は副生物として生成される第２相が電流の安定化や機械的補強を向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＭｇＢ２線材の引張歪によるＩｃの変化の比較を示す図面である。
（ａ）ＭｇとＢの反応によって製造したＭｇＢ２線材。
（ｂ）Ｍｇ−Ｃｕ合金とＢの反応によって製造したＭｇＢ２線材。
【図１】
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