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2008 年度 実績報告書

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

研究課題

研究課題/領域番号 19560716
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

熊倉 浩明  独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導材料センター, センター長 (90354307)

キーワード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
研究概要

昨年度の単芯線材の成果を元に、Mg拡散法により7芯のMgB_2多芯線材を作製した。外径6mm、内径4mmの鉄管の中心に径2mmの純Mg棒を配置し、Mg棒と鉄管との隙間にアモルファスボロン粉末またはアモルファスボロン粉末に5mol%のSiCナノ粉末を添加した混合粉末を、なるべく密になるように充填した。これを溝ロールやダイス線引きで1.3mm径程度のワイヤーに加工し、これより長さ40mmの線材を切り出し、これらの単芯線材7本を外形6mm、内径4mmのCu-Ni合金管のなかに挿入して、さらに溝ロールとダイス線引きで1.3mm径のワイヤーに加工した。昨年度の単芯線材の場合と同様に、7芯線材においても、焼鈍等を必要とせずに断線なく最終径の線材にまで加工できることがわかった。この7芯線材を550℃から800℃の種々の温度で熱処理した。これによりMgがボロン層に拡散して行き、反応層が形成された。熱処理温度が600℃以下の場合は、7芯のそれぞれの中心部分に未反応のMgコアが残留することがわかった。断面のSEM観察ならびにEDX分析の結果、反応層はMgB_2相を中心とするが、MgB_4と思われる不純物相がかなり多量に存在することがわかった。これらの線材について、4.2K、磁界中で臨界電流密度Jcを評価した。最も高いJcは600℃の熱処理で得られ、その値は8テスラで1.1×10^5A/cm^2であった。この値は昨年度の単芯線材の最高値よりもわずかに高い値である。600℃の熱処理温度はMgの融点よりも低く、Mgの固体拡散によりMgB_2が生成したものと考えられる。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2009 2008

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] 新超伝導材料の可能性 -MgB_2、鉄系超伝導、その他の新展開-2009

    • 著者名/発表者名
      熊倉浩明
    • 学会等名
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学(つくば市)
    • 年月日
      2009-03-30
  • [学会発表] Densification of MgB2 layers in MgB2 tapes and wires2009

    • 著者名/発表者名
      熊倉浩明
    • 学会等名
      International Workshop on Electronic Materials and Their Applications
    • 発表場所
      Wollongong University オーストリア
    • 年月日
      2009-03-19
  • [学会発表] High critical current density MgB2/Fe multi-core wires fabricated by an internal Mg diffusion process2008

    • 著者名/発表者名
      熊倉浩明
    • 学会等名
      2008 Applied Superconductivity Conference
    • 発表場所
      米国、シカゴ Hyatt Regency Chicago
    • 年月日
      2008-08-20

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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