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合金超伝導体及びその製造方法 コモンズ

国内特許コード P03P000581
整理番号 A061P79
掲載日 2003年7月10日
出願番号 特願2001-067663
公開番号 特開2002-266045
登録番号 特許第3536920号
出願日 平成13年3月9日(2001.3.9)
公開日 平成14年9月18日(2002.9.18)
登録日 平成16年3月26日(2004.3.26)
発明者
  • 秋光 純
  • 銭谷 勇磁
  • 村中 隆弘
  • 門村 和信
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 合金超伝導体及びその製造方法 コモンズ
発明の概要 【課題】 超伝導転移温度が高く、展性及び延性に優れ、かつ、超伝導転位温度から室温に渡って常伝導比抵抗が小さい金属間化合物超伝導体、及び合金超伝導体を提供する。また、再現性がよく、製造コストが低い、これらの超伝導体の製造方法を提供する。
【解決手段】 マグネシウム(Mg)とベリリウム(Be)とからなる全く新規な金属間化合物超伝導体であり、化学組成式Mg1 Be2 で表され、六方晶AlB2 型結晶構造を有し、超伝導転移温度(Tc)35Kを有する。この金属間化合物を含有する合金は、展性、延性に優れた、超伝導転移温度(Tc)35Kを有し、超伝導転位温度から室温に渡って常伝導比抵抗が小さい。Mgを含む原料粉末とBeを含む原料粉末とを混合し、例えば加圧加熱成形して製造する。
従来技術、競合技術の概要


従来、超伝導体には、単体金属からなる超伝導体、化合物からなる超伝導体、合金からなる超伝導体、及び複合酸化物からなる超伝導体等が知られている。単体金属からなる超伝導体には、Pb、Nb等が良く知られているが、超伝導転移温度が低く実用性に欠ける。金属間化合物からなる超伝導体には、Nb3 Ge、Nb3 Ga、Nb3 Al、及びNb3 Snに代表されるAl5型結晶構造を有する金属間化合物超伝導体、及びPbMo6 8 に代表されるシェブレル型結晶構造を有する金属間化合物超伝導体等が知られている。また、NbB2 に代表されるAlB2 型結晶構造を有する金属間化合物超伝導体も知られているが、超伝導転移温度(Tc)が極めて低い(Tc=0.62K,Journal of the Less-Common Metals,67(1979)249-255)。これらの金属間化合物超伝導体には、Nb3 Ge(超伝導転移温度:約23K)のように、超伝導転移温度が比較的高いものもあるが、歪みに弱く、また脆いと言った欠点を有している。
複合酸化物からなる超伝導体には、La2-x Bax CuO4 の組成に代表されるLa系酸化物超伝導体、Y1 Ba2 Cu3 7-x の組成に代表されるY系酸化物超伝導体、Bi2 Sr2 Can-1 Cun 2n+2の組成に代表されるBi系酸化物超伝導体、Tl2 Ba2 Can-1 Cun 2n+2の組成に代表されるTl系酸化物超伝導体、Hg1 Ba1 CaCu1 6+x の組成に代表されるHg系酸化物超伝導体等が知られている。これらの複合酸化物からなる超伝導体は、超伝導転移温度が高く、なかには150Kに達するものもある。これらの複合酸化物系超伝導体は、八面体型、ピラミッド型、または平面型からなるCuO2 超伝導層と、La,Ca、Y,Bi、あるいはHg等の原子と酸素とからなるブロック層(超伝導層とは結晶構造が異なる)とが、互いに積層して構成されるペロブスカイト構造を有している。このように、結晶構造が極めて複雑であることから、再現性よく、大量に生産することが困難であり、また、複合酸化物であることから、展性、延性といった特性に乏しく、超伝導電線として使用することが難しい。
合金からなる超伝導体には、Nb-Ti合金が良く知られており、展性及び延性に優れるため、超伝導電線及び超電導磁石等に広く使用されている。しかしながら、合金からなる超伝導体は、超伝導転移温度が低く(Nb-Ti合金で最良のものでも約9Kである)、改善が望まれている。

産業上の利用分野


本発明は、大規模な超伝導送電、超伝導電力貯蔵、高性能なジョセフソン素子、高周波素子等の超伝導エレクトロニクス等に利用でき、特に、高い超伝導転移温度を有し、製造が容易で、かつ、展性、延性に優れた全く新規な合金超伝導体、並びにその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
組成式Mg1 Bex y (0<x<20、0<y<20)で表される組成を有し、六方晶AlB2 型結晶構造を有することを特徴とする、合金超伝導体。

【請求項2】
前記合金超伝導体は、超伝導転移温度(Tc)35Kを有することを特徴とする、請求項1に記載の合金超伝導体。

【請求項3】
前記合金超伝導体は、超伝導転移温度(Tc)から室温に渡って、6×10-5Ωcm以下の比抵抗を有することを特徴とする、請求項1に記載の合金超伝導体。

【請求項4】
Mgを含む原料粉末とBeを含む原料粉末とBを含む原料粉末とを、化学組成比Mg:Be:B=1:x:y,(0<x<20,0<y<20)で混合して成型し、1~200MPaの加圧不活性ガス中で、600~1100℃に加熱して形成することを特徴とする、合金超伝導体の製造方法。

【請求項5】
Mgを含む原料粉末とBeを含む原料粉末とBを含む原料粉末とを、化学組成比Mg:Be:B=1:x:y,(0<x<20,0<y<20)で混合して成型し、0.1~6GPa、700~1400℃の加圧加熱成形して形成することを特徴とする、合金超伝導体の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2001067663thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 極限環境状態における現象 領域
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