JP4533992B2 - ＭｇＢ２超伝導材の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、ＭｇＢ2超伝導材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、ＭｇＢ2メッキ膜の導電特性が向上したＭｇＢ2超伝導材を製造することのできるＭｇＢ2超伝導材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
二ホウ化マグネシウム（ＭｇＢ2）は、金属間化合物として最高の臨界温度を示す（Ｔｃ＝３９Ｋ）。このため、ＭｇＢ2は、従来のＡ１５型金属間化合物（Ｔｃ＝１５Ｋ）に替わるものとして応用が期待されている。
【０００３】
しかしながら、ＭｇＢ2は、構成元素であるＭｇとＢの極端な蒸気圧の違いから、単相のバルク体を合成することが困難とされている。
【０００４】
そこで、この出願の発明の発明者らは、融液からの電気メッキ法により基材表面にＭｇＢ2膜を形成させる手法を見出し、提案している（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
この出願の発明は、先に提案した手法をさらに発展させ、ＭｇＢ2メッキ膜の導電特性が向上したＭｇＢ2超伝導材を製造することのできるＭｇＢ2超伝導材の製造方法を提供することを解決すべき課題としている。
【０００６】
【特許文献１】
特願２００２−１６３７６４号（未公開）
【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に、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの混合物に、この混合物に比べて微量の塩化銅を添加し、加熱溶融した後、溶融塩に電極を挿入し、陰極としての金属材にニホウ化マグネシウム（ＭｇＢ２）膜を電気メッキすることを特徴としている。
【０００８】
またこの出願の発明は、金属材がステンレススチール製であることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この出願の発明のＭｇＢ２超伝導材の製造方法では、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの混合物に、この混合物に比べて微量の塩化銅を添加し、加熱溶融した後、溶融塩に電極を挿入し、陰極としての金属材にニホウ化マグネシウム（ＭｇＢ２）膜を電気メッキする。原料となる塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの混合物に、塩化銅を添加することにより、ＭｇＢ２超伝導材におけるＭｇＢ２メッキ膜の導電特性が向上する。この効果は、塩化銅の添加量が、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの混合物に比べて微量で発現する。
【００１０】
この出願の発明のＭｇＢ2超伝導材の製造方法において適用可能な金属材の材質、形態等は特に制限されない。たとえば、金属材の材質には、テープ状の線材の基板として広く用いられているステンレススチールが例示される。金属材の形状としては、テープ状、線状、コイル状等が例示される。
【００１１】
以下、実施例を示し、この出願の発明のＭｇＢ2超伝導材の製造方法についてさらに詳しく説明する。
【００１２】
【実施例】
塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムをモル比１０：５：５：１に調整した混合物に、モル比１/100の塩化第二銅を添加した。この混合塩を、乾燥アルゴン気流中で600℃以上に加熱、溶融させた。次いで、溶融塩に径１mmの炭素棒を陽極として、厚さ0.2mm、幅１５mmでステンレススチール製のテープを陰極として挿入した。両極間の距離は５mmとした。そして、両極に４Ｖの直流電圧を印加した。３０分後、陰極であるステンレススチール製のテープを溶融塩より取り出し、乾燥ヂメチルフォルムアミドに浸潤させた。数時間の浸潤後、ステンレススチール製のテープを乾燥ヂメチルフォルムアミドから取り出し、乾燥メタノール中に入れて超音波洗浄を行い、表面に付着した電解質を完全に溶かし去った。ステンレススチール製のテープの表裏両面には、ＭｇＢ２膜が電気メッキされていた。
【００１３】
ＭｇＢ2メッキ膜の表面に銀ペーストにより径５０μｍの金線を取り付け、四端子法による電気抵抗測定を行った。図１は、その電気抵抗の温度変化を示した図である。
【００１４】
図１から明らかなように、３５Ｋにおいて超伝導転移にともなう抵抗ゼロ状態への転移が起こった。このことから、ステンレススチール製のテープの表裏面に超伝導電流を流すことのできるＭｇＢ2膜が電気メッキされていることが確認される。
【００１５】
次に、塩化第二銅を添加した場合と添加しなかった場合のＭｇＢ2メッキ膜の導電性を比較した。図２は、電気抵抗の温度変化を示した図である。
【００１６】
図２から明らかなように、塩化第二銅を添加しなかったＭｇＢ2メッキ膜は超伝導転移を示さず、また、240Ｋにおける電気抵抗は、塩化第二銅を添加したＭｇＢ2メッキ膜に比べて５桁以上高い。
【００１７】
このことから、塩化第二銅の添加によりＭｇＢ2メッキ膜の導電性が飛躍的に向上することが確認される。
【００１８】
もちろん、この出願の発明は、以上の実施例によって限定されるものではない。塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの配合比、塩化銅の添加量、陰極としての金属材の材質及び形状等の細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明によって、ＭｇＢ2メッキ膜の導電特性が向上したＭｇＢ2超伝導材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で得られたＭｇＢ2メッキ膜の電気抵抗の温度変化を示した図である。
【図２】実施例において、塩化第二銅を添加した場合と添加しなかった場合のＭｇＢ2メッキ膜の導電性を比較した、電気抵抗の温度変化を示した図である。
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、ＭｇＢ2超伝導材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、ＭｇＢ2メッキ膜の導電特性が向上したＭｇＢ2超伝導材を製造することのできるＭｇＢ2超伝導材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
二ホウ化マグネシウム（ＭｇＢ2）は、金属間化合物として最高の臨界温度を示す（Ｔｃ＝３９Ｋ）。このため、ＭｇＢ2は、従来のＡ１５型金属間化合物（Ｔｃ＝１５Ｋ）に替わるものとして応用が期待されている。
【０００３】
しかしながら、ＭｇＢ2は、構成元素であるＭｇとＢの極端な蒸気圧の違いから、単相のバルク体を合成することが困難とされている。
【０００４】
そこで、この出願の発明の発明者らは、融液からの電気メッキ法により基材表面にＭｇＢ2膜を形成させる手法を見出し、提案している（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
この出願の発明は、先に提案した手法をさらに発展させ、ＭｇＢ2メッキ膜の導電特性が向上したＭｇＢ2超伝導材を製造することのできるＭｇＢ2超伝導材の製造方法を提供することを解決すべき課題としている。
【０００６】
【特許文献１】
特願２００２−１６３７６４号（未公開）
【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に、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの混合物に、この混合物に比べて微量の塩化銅を添加し、加熱溶融した後、溶融塩に電極を挿入し、陰極としての金属材にニホウ化マグネシウム（ＭｇＢ２）膜を電気メッキすることを特徴としている。
【０００８】
またこの出願の発明は、金属材がステンレススチール製であることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この出願の発明のＭｇＢ２超伝導材の製造方法では、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの混合物に、この混合物に比べて微量の塩化銅を添加し、加熱溶融した後、溶融塩に電極を挿入し、陰極としての金属材にニホウ化マグネシウム（ＭｇＢ２）膜を電気メッキする。原料となる塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの混合物に、塩化銅を添加することにより、ＭｇＢ２超伝導材におけるＭｇＢ２メッキ膜の導電特性が向上する。この効果は、塩化銅の添加量が、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの混合物に比べて微量で発現する。
【００１０】
この出願の発明のＭｇＢ2超伝導材の製造方法において適用可能な金属材の材質、形態等は特に制限されない。たとえば、金属材の材質には、テープ状の線材の基板として広く用いられているステンレススチールが例示される。金属材の形状としては、テープ状、線状、コイル状等が例示される。
【００１１】
以下、実施例を示し、この出願の発明のＭｇＢ2超伝導材の製造方法についてさらに詳しく説明する。
【００１２】
【実施例】
塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムをモル比１０：５：５：１に調整した混合物に、モル比１/100の塩化第二銅を添加した。この混合塩を、乾燥アルゴン気流中で600℃以上に加熱、溶融させた。次いで、溶融塩に径１mmの炭素棒を陽極として、厚さ0.2mm、幅１５mmでステンレススチール製のテープを陰極として挿入した。両極間の距離は５mmとした。そして、両極に４Ｖの直流電圧を印加した。３０分後、陰極であるステンレススチール製のテープを溶融塩より取り出し、乾燥ヂメチルフォルムアミドに浸潤させた。数時間の浸潤後、ステンレススチール製のテープを乾燥ヂメチルフォルムアミドから取り出し、乾燥メタノール中に入れて超音波洗浄を行い、表面に付着した電解質を完全に溶かし去った。ステンレススチール製のテープの表裏両面には、ＭｇＢ２膜が電気メッキされていた。
【００１３】
ＭｇＢ2メッキ膜の表面に銀ペーストにより径５０μｍの金線を取り付け、四端子法による電気抵抗測定を行った。図１は、その電気抵抗の温度変化を示した図である。
【００１４】
図１から明らかなように、３５Ｋにおいて超伝導転移にともなう抵抗ゼロ状態への転移が起こった。このことから、ステンレススチール製のテープの表裏面に超伝導電流を流すことのできるＭｇＢ2膜が電気メッキされていることが確認される。
【００１５】
次に、塩化第二銅を添加した場合と添加しなかった場合のＭｇＢ2メッキ膜の導電性を比較した。図２は、電気抵抗の温度変化を示した図である。
【００１６】
図２から明らかなように、塩化第二銅を添加しなかったＭｇＢ2メッキ膜は超伝導転移を示さず、また、240Ｋにおける電気抵抗は、塩化第二銅を添加したＭｇＢ2メッキ膜に比べて５桁以上高い。
【００１７】
このことから、塩化第二銅の添加によりＭｇＢ2メッキ膜の導電性が飛躍的に向上することが確認される。
【００１８】
もちろん、この出願の発明は、以上の実施例によって限定されるものではない。塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの配合比、塩化銅の添加量、陰極としての金属材の材質及び形状等の細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明によって、ＭｇＢ2メッキ膜の導電特性が向上したＭｇＢ2超伝導材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で得られたＭｇＢ2メッキ膜の電気抵抗の温度変化を示した図である。
【図２】実施例において、塩化第二銅を添加した場合と添加しなかった場合のＭｇＢ2メッキ膜の導電性を比較した、電気抵抗の温度変化を示した図である。
Claims (2)
- 塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム及びホウ酸マグネシウムの混合物に、この混合物に比べて微量の塩化銅を添加し、加熱溶融した後、溶融塩に電極を挿入し、陰極としての金属材にニホウ化マグネシウム（ＭｇＢ２）膜を電気メッキすることを特徴とするＭｇＢ２超伝導材の製造方法。
- 金属材がステンレススチール製である請求項１記載のＭｇＢ２超伝導材の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2003164325A JP4533992B2 (ja) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | ＭｇＢ２超伝導材の製造方法 |
| US10/862,365 US7294250B2 (en) | 2003-06-09 | 2004-06-08 | Method of manufacturing MgB2 superconducting material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003164325A JP4533992B2 (ja) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | ＭｇＢ２超伝導材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005001903A JP2005001903A (ja) | 2005-01-06 |
| JP4533992B2 true JP4533992B2 (ja) | 2010-09-01 |
Family
ID=34091149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003164325A Expired - Lifetime JP4533992B2 (ja) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | ＭｇＢ２超伝導材の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP4533992B2 (ja) |
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| JP2011518409A (ja) * | 2008-03-30 | 2011-06-23 | ヒルズ， インコーポレイテッド | 超伝導ワイヤおよびケーブルならびにその製造方法 |
| JP5492783B2 (ja) * | 2008-10-22 | 2014-05-14 | ローム株式会社 | 積層構造体 |
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| KR102114423B1 (ko) | 2018-02-06 | 2020-05-25 | 한국기계연구원 | 이붕소마그네슘을 포함하는 초전도체 및 이의 제조방법 |
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2003
- 2003-06-09 JP JP2003164325A patent/JP4533992B2/ja not_active Expired - Lifetime
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2004
- 2004-06-08 US US10/862,365 patent/US7294250B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7294250B2 (en) | 2007-11-13 |
| JP2005001903A (ja) | 2005-01-06 |
| US20050034992A1 (en) | 2005-02-17 |
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