2007 Fiscal Year Annual Research Report
複合体の界面拡散反応を利用した二硼化マグネシウム超伝導線材の作製
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19560716
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
熊倉 浩明 National Institute for Materials Science, 超伝導材料センター, センター長 (90354307)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 宏樹 独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導材料センター, 主幹研究員 (80354306)
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| Keywords | 二硼化マグネシウム / 拡散反応 / 超伝導線材 / 臨界電流密度 / 充填率 |
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| Research Abstract |
MgあるいはMg合金融体をB圧粉体に外部から拡散反応させてMgB2を生成させる外部拡散法でMgB2/Fe複合線材を作製した。純Mg棒を鉄チューブの中心に配置し、Mg棒と鉄チューブの間の隙間にB粉末またはB-(5-10)モル%SiCの混合粉末を充填してMg/[B-(SiC)粉末]/Fe複合体を作製し、これを溝ロールならびにダイス線引きにより、径1.2mmのワイヤーに加工した。加工途中に破断することなく、室温において最終的な線材径まで加工することができた。このワイヤーから長さが40mmの短尺ワーヤーを切り出し、670-800度で1-3時間の熱処理を行った。これらのワイヤーの臨界電流密度Jcを4.2K、種々の磁界中で測定した。Jcは熱処理温度が下がると共に上昇する傾向を示し、最も高いJcは、670度、3時間の熱処理をした5モル%SiC添加ワイヤーで得られた。その値は8テスラの磁界中で100kA/cm^2以上、10テスラにおいては41,000A/cm^2に達した。これらの値は、MgB_2線材を作製する方法として最も一般的なパウダー・イン・チューブ(PIT)法による線材のJcよりもはるかに高く、MgB_2線材としては最高レベルの値が得られた。特に8Tにおいて実用レベルの100kA/cm^2が得られたことは画期的な成果であると考えている。これらの線材の微細組織を走査電子顕微鏡で観察したところ、生成したMgB_2層には空隙が少なく、PIT法線材に比べてはるかに高いMgB_2の充填率が得られることがわかった。この高いMgB_2の充填率が、拡散法線材の高いJcに結びついていると考えられる。
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