Coronene 熱分解によるナノカーボンコート硼素粉末で作製した MgB_2 線材、及びCoronen 占添加した100 メートル級内部拡散法（IMD）MgB_2 超伝導線材の試作

摘要

最近、米国のグループ［1］と我々［2］は、炭素ドープしたナノ硼素粉末（平均粒径 50nm）を使って内部拡散法（Internal Mg diffusion，IMD）による MgB_2 線材を作製し、10T、4.2 K で J_c が10 万 A／cm~2 以上、線材全断面によるJ_c（J_c）も1 万 A／cm~2 以上を得た。また、我々は、20 K、5 T では、7.5 万 A／cm~2 の高J_c を得ている［2］。しかしながら上記炭素ドープした硼素は、製造プロセスにより塩素が残り、また高価であるなど、MgB_2 線材の大規模応用に対しては不適当と考えられる。最近我々は、Coronene（C_24H_12，C24）を添加した硼素粉末（平均粒径 250nm）を使って、10 T、4.2 K で亮が 10 万 A／cm~2 以上、J_c も1 万 A／cm~2以上の IMD 法 MgB_2 線材を作製した［3]。C24 添加で高 J_c とJ_c が得られる原因の一つは、C24 の融点（438°C）はその熱分解温度及び MgB_2 生成温度以下ため、反応温度の前に、硼素表面に C24 を均一コーティングできることによる。しかしながら、C24 は水素を含むので、我々は更に高温で C24 をコーティングした硼素を熱処理することにより、均一なナノサイズなアモルファス炭素コーティングした硼素を得た。本報告では、この炭素コーティングした硼素を用いて作製した MgB_2 超伝導線材の臨界電流特性を報告する。線材の作製法など詳細は文献［3］に示した。また、我々は IMD 法における37 芯 MgB_2 線材の作製及びMgB_2 超伝導層面積増やすためハイブリッド IMD／PIT の開発など、IMD 法を適用した MgB_2 線材の研究を進めているが、最近では MgB_2 の実用化へ向けて100 メートル級の IMD 法長尺線材の作製も進めている。この 100m 級線材においてもC24 を添加しているが、ここではその進捗状況も簡単に報告する。