JP2001052547A - Ｎｂ３Ａｌ化合物系超電導線およびその製造方法 - Google Patents
Ｎｂ３Ａｌ化合物系超電導線およびその製造方法Info
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】製造の際にＮｂ／Ａｌ複合物のＡｌと安定化材
の間に拡散反応が生ずることのない内部構成のもとに製
造され、これによって高い臨界電流特性を確保したＮｂ
3 Ａｌ化合物系超電導線とその製造方法を提供する。 【解決手段】マルチ線材１８の内部のシングル線材６と
安定化材１９をバリヤ材２０によって隔離する。この結
果、加熱と冷却によりＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成さ
せるときに、シングル線材６のＮｂ／Ａｌ複合物のＡｌ
と安定化材１９が拡散反応を起こす恐れがなくなり、高
い臨界電流特性を備えたＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の
製造が可能となる。
の間に拡散反応が生ずることのない内部構成のもとに製
造され、これによって高い臨界電流特性を確保したＮｂ
3 Ａｌ化合物系超電導線とその製造方法を提供する。 【解決手段】マルチ線材１８の内部のシングル線材６と
安定化材１９をバリヤ材２０によって隔離する。この結
果、加熱と冷却によりＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成さ
せるときに、シングル線材６のＮｂ／Ａｌ複合物のＡｌ
と安定化材１９が拡散反応を起こす恐れがなくなり、高
い臨界電流特性を備えたＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の
製造が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｎｂ3 Ａｌ化合物
系超電導線およびその製造方法に関し、特に、安定化材
を線材の内部に組み込んだ内部安定型のＮｂ3 Ａｌ化合
物系超電導線とこれを製造するための製造方法に関す
る。
系超電導線およびその製造方法に関し、特に、安定化材
を線材の内部に組み込んだ内部安定型のＮｂ3 Ａｌ化合
物系超電導線とこれを製造するための製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】Ｎｂ3 Ａｌ化合物系超電導線は、Ｎｂ3
Ｓｎ、ＮｂＴｉのような一般的な超電導線と比べ、高磁
界における臨界電流密度特性と、耐電磁応力特性に優れ
ていることから、たとえば、核融合炉用超電導マグネッ
トや、物性研究用高磁界ＮＭＲマグネットなどの超電導
材料として実用化が期待されている。
Ｓｎ、ＮｂＴｉのような一般的な超電導線と比べ、高磁
界における臨界電流密度特性と、耐電磁応力特性に優れ
ていることから、たとえば、核融合炉用超電導マグネッ
トや、物性研究用高磁界ＮＭＲマグネットなどの超電導
材料として実用化が期待されている。
【０００３】従来のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造
方法として、たとえば、ＮｂとＡｌを所定の組成比率で
複合し、相互の拡散距離をサブミクロンオーダまで小さ
くした状態で６００〜１，０５０℃の温度に加熱し、こ
れにより固相拡散を起こさせてＮｂ3 Ａｌを生成させる
製造方法が知られている。
方法として、たとえば、ＮｂとＡｌを所定の組成比率で
複合し、相互の拡散距離をサブミクロンオーダまで小さ
くした状態で６００〜１，０５０℃の温度に加熱し、こ
れにより固相拡散を起こさせてＮｂ3 Ａｌを生成させる
製造方法が知られている。
【０００４】しかし、この製造方法によると、１，５０
０℃以上の高温においてのみ安定なＮｂ3 Ａｌ系化合物
にとっては、温度不足での固相拡散となり、このため、
化学量論組成からのずれが発生するようになることか
ら、高い臨界電流密度を得るのが難しい。
０℃以上の高温においてのみ安定なＮｂ3 Ａｌ系化合物
にとっては、温度不足での固相拡散となり、このため、
化学量論組成からのずれが発生するようになることか
ら、高い臨界電流密度を得るのが難しい。
【０００５】Ｎｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を得るための
他の製造方法として、ＮｂとＡｌを所定の組成比率で複
合し、これを１，５００℃以上に加熱して直ちに冷却す
ることにより、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させ、そ
の後、これを６００〜１，０５０℃の温度で再加熱し、
Ｎｂ3 Ａｌ相に変態させる方法が知られている。
他の製造方法として、ＮｂとＡｌを所定の組成比率で複
合し、これを１，５００℃以上に加熱して直ちに冷却す
ることにより、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させ、そ
の後、これを６００〜１，０５０℃の温度で再加熱し、
Ｎｂ3 Ａｌ相に変態させる方法が知られている。
【０００６】この方法に基づいて製造されたＮｂ3 Ａｌ
系超電導線は、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体生成のための加
熱温度が高いため、化学量論組成からのずれによる臨界
電流密度の低下がなく、従って、ＮＭＲマグネット等へ
の適用を考えた場合には、最も適した製造方法とされて
いる。
系超電導線は、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体生成のための加
熱温度が高いため、化学量論組成からのずれによる臨界
電流密度の低下がなく、従って、ＮＭＲマグネット等へ
の適用を考えた場合には、最も適した製造方法とされて
いる。
【０００７】通常、この方法による超電導線の製造は、
以下の手順によって進められる。たとえば、ジェリーロ
ール法の場合であれば、まず、ＮｂまたはＮｂ合金のシ
ートと、ＡｌまたはＡｌ合金のシートを積層巻きしてＮ
ｂパイプに詰め、これに伸線加工を施すことによって所
定のサイズのシングル線材とする。
以下の手順によって進められる。たとえば、ジェリーロ
ール法の場合であれば、まず、ＮｂまたはＮｂ合金のシ
ートと、ＡｌまたはＡｌ合金のシートを積層巻きしてＮ
ｂパイプに詰め、これに伸線加工を施すことによって所
定のサイズのシングル線材とする。
【０００８】次に、得られたシングル線材の集合束を外
部マトリックスとなるＮｂパイプに入れ、これに伸線加
工を施すことによってＮｂとＡｌのマルチ線材を作成
し、その後、これを１、５００℃以上の高温に加熱して
直ちに冷却する。この加熱と冷却処理の結果、ＮｂとＡ
ｌの複合部には、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体が生成し、次
に、この素材を６００〜１，０５０℃の温度で再加熱す
ることにより、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体をＮｂ3 Ａｌ化
合物に変態させる。
部マトリックスとなるＮｂパイプに入れ、これに伸線加
工を施すことによってＮｂとＡｌのマルチ線材を作成
し、その後、これを１、５００℃以上の高温に加熱して
直ちに冷却する。この加熱と冷却処理の結果、ＮｂとＡ
ｌの複合部には、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体が生成し、次
に、この素材を６００〜１，０５０℃の温度で再加熱す
ることにより、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体をＮｂ3 Ａｌ化
合物に変態させる。
【０００９】この方法によれば、高臨界において高い磁
界電流密度を有する超電導線の製造が可能であり、従っ
て、この方法は、要求性能の厳しいＮＭＲマグネット等
に使用される超電導線にとっては、唯一とも言える製造
方法であり、有望視されている。
界電流密度を有する超電導線の製造が可能であり、従っ
て、この方法は、要求性能の厳しいＮＭＲマグネット等
に使用される超電導線にとっては、唯一とも言える製造
方法であり、有望視されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の変態法
に基づいたＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造方法によ
ると、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体生成のための加熱温度
は、多くの場合、１，５００℃と高く、このため、安定
化材を構成するＣｕ、Ｃｕ合金、ＡｇまたはＡｇ合金の
融点をはるかに超えてしまうことから、加熱冷却処理前
に安定化材を外部に形成することは不可能である。
に基づいたＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造方法によ
ると、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体生成のための加熱温度
は、多くの場合、１，５００℃と高く、このため、安定
化材を構成するＣｕ、Ｃｕ合金、ＡｇまたはＡｇ合金の
融点をはるかに超えてしまうことから、加熱冷却処理前
に安定化材を外部に形成することは不可能である。
【００１１】このため安定化材は、超電導線の内部に形
成する必要があるが、安定化材が溶融してしまうこと、
加熱冷却時にＮｂ／Ａｌ複合材のＡｌと安定化材が拡散
反応を起こすことなどから、超電導線の内部に安定化材
を組み込んだ構成の変態法によるＮｂ3 Ａｌ系超電導線
は、いまだ出現していないのが実情である。特に、安定
化材として一般的なＣｕを使用した場合には、Ｎｂ−Ｃ
ｕ−Ａｌの３元系合金が生成されることになる。
成する必要があるが、安定化材が溶融してしまうこと、
加熱冷却時にＮｂ／Ａｌ複合材のＡｌと安定化材が拡散
反応を起こすことなどから、超電導線の内部に安定化材
を組み込んだ構成の変態法によるＮｂ3 Ａｌ系超電導線
は、いまだ出現していないのが実情である。特に、安定
化材として一般的なＣｕを使用した場合には、Ｎｂ−Ｃ
ｕ−Ａｌの３元系合金が生成されることになる。
【００１２】従って、本発明の目的は、Ｎｂ／Ａｌ複合
材のＡｌと安定化材の間に拡散反応が生ずることのない
内部構成のもとに製造され、これによって高い臨界電流
特性を確保したＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線とその製造
方法を提供することにある。
材のＡｌと安定化材の間に拡散反応が生ずることのない
内部構成のもとに製造され、これによって高い臨界電流
特性を確保したＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線とその製造
方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、Ｎｂ3 Ａｌ系化合物の超電導部を有する
Ｎｂ3 Ａｌ化合物系超電導線において、ＮｂまたはＮｂ
合金とＡｌまたはＡｌ合金から生成されたＮｂ−Ａｌ過
飽和固溶体が変態されることによって構成されたＮｂ3
Ａｌ系化合物の超電導部と、該超電導部の周囲に形成さ
れた外部マトリックスと、該外部マトリックスの内部に
位置させられた安定化材と、前記超電導部と前記安定化
材を隔離したバリヤ材を有することを特徴とする内部安
定型のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を提供するものであ
る。
達成するため、Ｎｂ3 Ａｌ系化合物の超電導部を有する
Ｎｂ3 Ａｌ化合物系超電導線において、ＮｂまたはＮｂ
合金とＡｌまたはＡｌ合金から生成されたＮｂ−Ａｌ過
飽和固溶体が変態されることによって構成されたＮｂ3
Ａｌ系化合物の超電導部と、該超電導部の周囲に形成さ
れた外部マトリックスと、該外部マトリックスの内部に
位置させられた安定化材と、前記超電導部と前記安定化
材を隔離したバリヤ材を有することを特徴とする内部安
定型のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を提供するものであ
る。
【００１４】また、本発明は、上記の目的を達成するた
め、ＮｂまたはＮｂ合金とＡｌまたはＡｌ合金の複合材
にＮｂまたはＮｂ合金を被覆してシングル線材を形成
し、該シングル線材の複数本と安定化材とをバリヤ材で
隔離した状態でこれらにＮｂまたはＮｂ合金を被覆する
ことによってマルチ線材を形成し、該マルチ線材に所定
温度の加熱と冷却処理を施すことによって前記複合材か
らＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成させた後、所定の温度
で再加熱処理を施すことによって前記Ｎｂ−Ａｌ過飽和
固溶体をＮｂ3 Ａｌ系化合物に変態させることを特徴と
するＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造方法を提供する
ものである。
め、ＮｂまたはＮｂ合金とＡｌまたはＡｌ合金の複合材
にＮｂまたはＮｂ合金を被覆してシングル線材を形成
し、該シングル線材の複数本と安定化材とをバリヤ材で
隔離した状態でこれらにＮｂまたはＮｂ合金を被覆する
ことによってマルチ線材を形成し、該マルチ線材に所定
温度の加熱と冷却処理を施すことによって前記複合材か
らＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成させた後、所定の温度
で再加熱処理を施すことによって前記Ｎｂ−Ａｌ過飽和
固溶体をＮｂ3 Ａｌ系化合物に変態させることを特徴と
するＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造方法を提供する
ものである。
【００１５】上記の安定化材としては、一般的なＣｕま
たはＣｕ合金、ＡｇまたはＡｇ合金が使用される。これ
らのうち、Ａｇ系の材料は、低い電気抵抗を有している
ことで好適な材料であるが、Ｎｂ‐Ａｇ、Ｔａ‐Ａｇ、
Ｖ‐Ａｇ二元系状態図が存在しないため、高温での反応
性については全く知見が無かったが、ＡｇとＮｂ、Ｔ
ａ、Ｖを夫々アーク溶解する予備実験を行ってＮｂ、Ｔ
ａ、Ｖとの反応性を確認した結果、Ａｇは１，５００℃
以上の高温においてＣｕに比べて格段に反応性が低いこ
とを発見し、本発明における安定化材の一つに選定した
ものである。
たはＣｕ合金、ＡｇまたはＡｇ合金が使用される。これ
らのうち、Ａｇ系の材料は、低い電気抵抗を有している
ことで好適な材料であるが、Ｎｂ‐Ａｇ、Ｔａ‐Ａｇ、
Ｖ‐Ａｇ二元系状態図が存在しないため、高温での反応
性については全く知見が無かったが、ＡｇとＮｂ、Ｔ
ａ、Ｖを夫々アーク溶解する予備実験を行ってＮｂ、Ｔ
ａ、Ｖとの反応性を確認した結果、Ａｇは１，５００℃
以上の高温においてＣｕに比べて格段に反応性が低いこ
とを発見し、本発明における安定化材の一つに選定した
ものである。
【００１６】安定化材としてＡｌ系の材料を使用するこ
とが考えられるが、Ａｌ系では、Ｎｂ／Ａｌ複合材周囲
のマトリックスとバリヤ材をＮｂ系材料で構成した場
合、加熱と冷却処理の際にＮｂとの間で拡散反応を起こ
す恐れがあるので好ましくない。
とが考えられるが、Ａｌ系では、Ｎｂ／Ａｌ複合材周囲
のマトリックスとバリヤ材をＮｂ系材料で構成した場
合、加熱と冷却処理の際にＮｂとの間で拡散反応を起こ
す恐れがあるので好ましくない。
【００１７】バリヤ材としては、Ｎｂ、Ｎｂ合金、Ｔ
ａ、Ｔａ合金、ＶまたはＶ合金が使用され、これらは安
定化材の種類に応じてその厚さを変えることが好まし
く、たとえば、安定化材がＣｕでバリヤ材がＮｂである
組み合わせでは、バリヤ材の厚さは３０μｍ以上が望ま
しい。
ａ、Ｔａ合金、ＶまたはＶ合金が使用され、これらは安
定化材の種類に応じてその厚さを変えることが好まし
く、たとえば、安定化材がＣｕでバリヤ材がＮｂである
組み合わせでは、バリヤ材の厚さは３０μｍ以上が望ま
しい。
【００１８】安定化材がＣｕでバリヤ材がＴａである組
み合わせでは、バリヤ材の厚さは１５μｍ以上、安定化
材がＣｕでバリヤ材がＶである組み合わせでは、バリヤ
材の厚さは５０μｍ以上が望ましい。また、安定化材が
Ａｇでバリヤ材がＮｂである組み合わせでは、バリヤ材
の厚さは１０μｍ以上、安定化材がＡｇでバリヤ材がＴ
ａである組み合わせでは、バリヤ材の厚さは５μｍ以
上、安定化材がＡｇでバリヤ材がＶである組み合わせで
は、バリヤ材の厚さは１５μｍ以上が好ましい。
み合わせでは、バリヤ材の厚さは１５μｍ以上、安定化
材がＣｕでバリヤ材がＶである組み合わせでは、バリヤ
材の厚さは５０μｍ以上が望ましい。また、安定化材が
Ａｇでバリヤ材がＮｂである組み合わせでは、バリヤ材
の厚さは１０μｍ以上、安定化材がＡｇでバリヤ材がＴ
ａである組み合わせでは、バリヤ材の厚さは５μｍ以
上、安定化材がＡｇでバリヤ材がＶである組み合わせで
は、バリヤ材の厚さは１５μｍ以上が好ましい。
【００１９】バリヤ材の形成の仕方としては、独立した
バリヤ材をシングル線材と安定化材の間に配置したり、
安定化材の周囲にバリヤ材の層を形成するなどが考えら
れる。いずれの場合にも、そのサイズないしは厚さを考
慮すべきであり、特に、後者においては充分な厚さを持
たせることが必要となる。
バリヤ材をシングル線材と安定化材の間に配置したり、
安定化材の周囲にバリヤ材の層を形成するなどが考えら
れる。いずれの場合にも、そのサイズないしは厚さを考
慮すべきであり、特に、後者においては充分な厚さを持
たせることが必要となる。
【００２０】ＮｂまたはＮｂ合金とＡｌまたはＡｌ合金
の複合材にＮｂまたはＮｂ合金を被覆したシングル線材
を製造するための方法としては、ジェリーロール法、ロ
ッドインチューブ法、クラッドチップ押出法、または粉
末押出法が有効である。
の複合材にＮｂまたはＮｂ合金を被覆したシングル線材
を製造するための方法としては、ジェリーロール法、ロ
ッドインチューブ法、クラッドチップ押出法、または粉
末押出法が有効である。
【００２１】なお、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体からＮｂ3
Ａｌ相を析出させる再加熱処理の前に、マルチ線材の外
周に前記安定化材と同様の安定化材の層を形成しても差
し支えない。その場合、外部安定化材の層と外部マトリ
ックスとの間にＧａの薄い皮膜を介在させることが望ま
しい。このＧａの皮膜が厚すぎると複合化する外部安定
化材が汚染され、安定化材としての役割を果たさなくな
る恐れがあるので、その量は線材断面積にして０．０１
〜５％程度が望ましい。
Ａｌ相を析出させる再加熱処理の前に、マルチ線材の外
周に前記安定化材と同様の安定化材の層を形成しても差
し支えない。その場合、外部安定化材の層と外部マトリ
ックスとの間にＧａの薄い皮膜を介在させることが望ま
しい。このＧａの皮膜が厚すぎると複合化する外部安定
化材が汚染され、安定化材としての役割を果たさなくな
る恐れがあるので、その量は線材断面積にして０．０１
〜５％程度が望ましい。
【００２２】図３（ａ）は、ジェリーロール法によるシ
ングル線材の製造方法を示したもので、まず、（イ）の
ようにＮｂの中心材１にＮｂシート２とＡｌシート３を
巻き付け、次いで、これにＮｂ被覆４とＣｕ合金被覆５
を順に被覆することによって（ロ）のような構成とした
後、これを伸線することによって（ハ）のような断面六
角形に減面加工し、その後、Ｃｕ合金被覆５を除去する
ことによって所定のシングル線材６とする。図３（ｂ）
は、その加工手順をまとめたフローチャートである。
ングル線材の製造方法を示したもので、まず、（イ）の
ようにＮｂの中心材１にＮｂシート２とＡｌシート３を
巻き付け、次いで、これにＮｂ被覆４とＣｕ合金被覆５
を順に被覆することによって（ロ）のような構成とした
後、これを伸線することによって（ハ）のような断面六
角形に減面加工し、その後、Ｃｕ合金被覆５を除去する
ことによって所定のシングル線材６とする。図３（ｂ）
は、その加工手順をまとめたフローチャートである。
【００２３】図４（ａ）は、ロッドインチューブ法によ
るシングル線材の製造方法を示す。Ａｌ棒とＮｂ管を準
備して、（イ）のようにＡｌ棒７をＮｂ管８の中に入れ
て（ロ）の構成とした後、伸線加工によって（ハ）のよ
うな断面六角形の構造にし、所定のシングル線材６とす
る。図４（ｂ）は、その加工手順をまとめたフローチャ
ートである。
るシングル線材の製造方法を示す。Ａｌ棒とＮｂ管を準
備して、（イ）のようにＡｌ棒７をＮｂ管８の中に入れ
て（ロ）の構成とした後、伸線加工によって（ハ）のよ
うな断面六角形の構造にし、所定のシングル線材６とす
る。図４（ｂ）は、その加工手順をまとめたフローチャ
ートである。
【００２４】図５（ａ）は、クラッドチップ押出法によ
るシングル線材の製造方法を示す。貼り合わせ面を研磨
したＮｂシート９とＡｌシート１０をそれぞれ準備
（イ）し、これに圧延加工を施すことによって（ロ）の
ようなクラッド材１１とし、次に、クラッド材１１から
切断した小片１２を（ハ）のようにＮｂ管１３に入れて
充填し、その後、これを押し出して伸線加工を施すこと
によって（ニ）のような断面六角形のシングル線材６と
する。図５（ｂ）は、その加工手順をまとめたものであ
る。
るシングル線材の製造方法を示す。貼り合わせ面を研磨
したＮｂシート９とＡｌシート１０をそれぞれ準備
（イ）し、これに圧延加工を施すことによって（ロ）の
ようなクラッド材１１とし、次に、クラッド材１１から
切断した小片１２を（ハ）のようにＮｂ管１３に入れて
充填し、その後、これを押し出して伸線加工を施すこと
によって（ニ）のような断面六角形のシングル線材６と
する。図５（ｂ）は、その加工手順をまとめたものであ
る。
【００２５】図６（ａ）は、粉末押出法によるシングル
線材の製造方法を示す。（イ）のように、Ｎｂの粉末と
Ａｌの粉末の混合物１４をＮｂ管１５に入れて充填し、
これを押し出してから伸線加工を施すことによって
（ロ）のような断面六角形のシングル線材６とする。図
６（ｂ）は、その加工手順をまとめたものである。
線材の製造方法を示す。（イ）のように、Ｎｂの粉末と
Ａｌの粉末の混合物１４をＮｂ管１５に入れて充填し、
これを押し出してから伸線加工を施すことによって
（ロ）のような断面六角形のシングル線材６とする。図
６（ｂ）は、その加工手順をまとめたものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】次に、本発明によるＮｂ3 Ａｌ化
合物系超電導線およびその製造方法の実施の形態を説明
する。図１（ａ）は、図３〜６によって得られたシング
ル線材６からマルチ線材を製造する方法を示したもので
ある。
合物系超電導線およびその製造方法の実施の形態を説明
する。図１（ａ）は、図３〜６によって得られたシング
ル線材６からマルチ線材を製造する方法を示したもので
ある。
【００２７】まず、（イ）のように、シングル線材６の
複数本を束ねた上に外部マトリックスとなるＮｂ被覆１
６とＣｕ合金被覆１７を押し出し、次に、これをダイス
伸線することによって所定のサイズに減面加工した後、
Ｃｕ合金被覆１７を除去することにより、（ロ）の概略
図（シングル線材等の断面六角形を略して円形に表示）
に示されるような多数のシングル線材６を有したマルチ
線材１８を製作する。
複数本を束ねた上に外部マトリックスとなるＮｂ被覆１
６とＣｕ合金被覆１７を押し出し、次に、これをダイス
伸線することによって所定のサイズに減面加工した後、
Ｃｕ合金被覆１７を除去することにより、（ロ）の概略
図（シングル線材等の断面六角形を略して円形に表示）
に示されるような多数のシングル線材６を有したマルチ
線材１８を製作する。
【００２８】外部マトリックスとなるＮｂ被覆１６の内
部には、安定化材１９とバリヤ材２０が、たとえば、図
のような配置で位置させられている。これらの安定化材
１９とバリヤ材２０は、Ｎｂ被覆１６が形成される前に
予め所定の位置となるようにシングル線材６と組み合わ
されており、バリヤ材２０は、これによってシングル線
材６と安定化材１９を隔離する。図１（ｂ）は、この間
の製造手順をまとめたものである。
部には、安定化材１９とバリヤ材２０が、たとえば、図
のような配置で位置させられている。これらの安定化材
１９とバリヤ材２０は、Ｎｂ被覆１６が形成される前に
予め所定の位置となるようにシングル線材６と組み合わ
されており、バリヤ材２０は、これによってシングル線
材６と安定化材１９を隔離する。図１（ｂ）は、この間
の製造手順をまとめたものである。
【００２９】以上のように構成されたマルチ線材１８
は、次に、所定の温度に加熱されて直ちに液体Ｇａ中に
浸漬して急冷され、各シングル線材の積層体の部分にＮ
ｂ‐Ａｌ過飽和固溶体が生成される。加熱手段として
は、マルチ線材１８に直接電流を流す通電加熱方式が使
用できる。マルチ線材１８は、この後、再度、所定の温
度に加熱され、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体からＮｂ3 Ａｌ
相を析出させて所定の超電導線部となる。
は、次に、所定の温度に加熱されて直ちに液体Ｇａ中に
浸漬して急冷され、各シングル線材の積層体の部分にＮ
ｂ‐Ａｌ過飽和固溶体が生成される。加熱手段として
は、マルチ線材１８に直接電流を流す通電加熱方式が使
用できる。マルチ線材１８は、この後、再度、所定の温
度に加熱され、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体からＮｂ3 Ａｌ
相を析出させて所定の超電導線部となる。
【００３０】図２は、本実施の形態において製造された
マルチ線材１８の断面構造を示したものである。なお、
図において、２１はシングル線材６と安定化材１９の間
を隔離するバリヤの役割を果たしていないＮｂを示し、
隙間を充填するために存在している。
マルチ線材１８の断面構造を示したものである。なお、
図において、２１はシングル線材６と安定化材１９の間
を隔離するバリヤの役割を果たしていないＮｂを示し、
隙間を充填するために存在している。
【００３１】いずれの構成の場合も、シングル線材６の
部分が加熱と冷却によってＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生
成し、その後、再加熱されることによってＮｂ3 Ａｌに
変態し、超電導部を構成する。
部分が加熱と冷却によってＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生
成し、その後、再加熱されることによってＮｂ3 Ａｌに
変態し、超電導部を構成する。
【００３２】次に、実施例を説明する。なお、以下の実
施例と比較例においては、シングル線材６の製造を図３
のジェリーロール法に統一し、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体
を生成させるときの加熱温度を２，０００℃に一律に設
定し、さらに、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体からＮｂ3 Ａｌ
相を析出させるための再加熱温度を８００℃に設定し
た。
施例と比較例においては、シングル線材６の製造を図３
のジェリーロール法に統一し、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体
を生成させるときの加熱温度を２，０００℃に一律に設
定し、さらに、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体からＮｂ3 Ａｌ
相を析出させるための再加熱温度を８００℃に設定し
た。
【００３３】
【比較例１】外径が１．５ｍｍのＮｂの中心材１と、厚
さが７５μｍの純Ｎｂシート２と、厚さが２５μｍの純
Ａｌシート３を使用してシングル線材６を製造し、その
８５本構成の中心にシングル線材６と同サイズのＮｂ材
１本を配置し、安定化材を使用しないでマルチ線材を得
た。次いで、これにＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させ
るための加熱冷却処理を施した後、Ｎｂ3 Ａｌ相変態の
ための熱処理を施してＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製
造した。
さが７５μｍの純Ｎｂシート２と、厚さが２５μｍの純
Ａｌシート３を使用してシングル線材６を製造し、その
８５本構成の中心にシングル線材６と同サイズのＮｂ材
１本を配置し、安定化材を使用しないでマルチ線材を得
た。次いで、これにＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させ
るための加熱冷却処理を施した後、Ｎｂ3 Ａｌ相変態の
ための熱処理を施してＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製
造した。
【００３４】
【比較例２】比較例１と同様のシングル線材６を作製
し、安定化材１９にはシングル線材６と同サイズのＣｕ
を用いて、図２（ｆ）に示されるようなマルチ線材１８
を得た。本線材ではバリヤを設置しておらず、シングル
線材６の外周にフィラメントを分割するために設置した
Ｎｂ２１がバリヤの役目を果たすのみである。次いで、
マルチ線材１８にＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させる
ための加熱冷却処理を施した後、Ｎｂ3 Ａｌ相変態のた
めの熱処理を施してＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造
した。
し、安定化材１９にはシングル線材６と同サイズのＣｕ
を用いて、図２（ｆ）に示されるようなマルチ線材１８
を得た。本線材ではバリヤを設置しておらず、シングル
線材６の外周にフィラメントを分割するために設置した
Ｎｂ２１がバリヤの役目を果たすのみである。次いで、
マルチ線材１８にＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させる
ための加熱冷却処理を施した後、Ｎｂ3 Ａｌ相変態のた
めの熱処理を施してＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造
した。
【００３５】
【実施例１】比較例１と同じシングル線材６を作製し、
安定化材１９にはシングル線材６と同径のＣｕ、バリヤ
材２０にはシングル線材６と同径のＮｂを用いて図２
（ａ）に示すようなマルチ線材１８を得た。次いで、こ
れにＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させるための加熱冷
却処理を施した後、Ｎｂ3 Ａｌ相変態のための熱処理を
施してＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
安定化材１９にはシングル線材６と同径のＣｕ、バリヤ
材２０にはシングル線材６と同径のＮｂを用いて図２
（ａ）に示すようなマルチ線材１８を得た。次いで、こ
れにＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させるための加熱冷
却処理を施した後、Ｎｂ3 Ａｌ相変態のための熱処理を
施してＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
【００３６】
【実施例２】安定化材１９にシングル線材と同径のＡｇ
を用いた以外は実施例１と同じシングル線材６と、バリ
ヤ材２０を用いて図２（ｃ）に示すようなマルチ線材１
８を得た後、実施例１と同様にしてＮｂ3 Ａｌ化合物系
超電導線を製造した。
を用いた以外は実施例１と同じシングル線材６と、バリ
ヤ材２０を用いて図２（ｃ）に示すようなマルチ線材１
８を得た後、実施例１と同様にしてＮｂ3 Ａｌ化合物系
超電導線を製造した。
【００３７】
【実施例３】実施例１と同じシングル線材６、安定化材
１９およびバリヤ材２０を用いて図２（ｂ）に示すよう
なマルチ線材１８を得た後、実施例１と同様にしてＮｂ
3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
１９およびバリヤ材２０を用いて図２（ｂ）に示すよう
なマルチ線材１８を得た後、実施例１と同様にしてＮｂ
3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
【００３８】
【実施例４】実施例３と同じシングル線材６、安定化材
１９およびバリヤ材２０を用いて図２（ｃ）に示すよう
なマルチ線材１８を得た後、実施例１と同様にしてＮｂ
3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
１９およびバリヤ材２０を用いて図２（ｃ）に示すよう
なマルチ線材１８を得た後、実施例１と同様にしてＮｂ
3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
【００３９】
【実施例５】実施例１と同様のシングル線材６、安定化
材１９およびバリヤ材２０を用いて図２（ｄ）に示すよ
うなマルチ線材１８を得た後、実施例１と同様にしてＮ
ｂ3Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
材１９およびバリヤ材２０を用いて図２（ｄ）に示すよ
うなマルチ線材１８を得た後、実施例１と同様にしてＮ
ｂ3Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
【００４０】
【実施例６】実施例１と同じシングル線材６と、シング
ル線材と同径で、Ｃｕの周囲をＮｂ２０で被覆した構造
のＮｂ被覆Ｃｕ材からなる安定化材１９を用いて図２
（ｅ）に示すようなマルチ線材１８を得た後、実施例１
と同様にしてＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
ル線材と同径で、Ｃｕの周囲をＮｂ２０で被覆した構造
のＮｂ被覆Ｃｕ材からなる安定化材１９を用いて図２
（ｅ）に示すようなマルチ線材１８を得た後、実施例１
と同様にしてＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
【００４１】
【実施例７】安定化材１９としてＡｇの周囲をＮｂで被
覆した構造のＮｂ被覆Ａｇ材を用いた以外は、実施例６
と同様にしてＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
覆した構造のＮｂ被覆Ａｇ材を用いた以外は、実施例６
と同様にしてＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
【００４２】
【実施例８】安定化材１９としてシングル線材と同径
で、Ｃｕの周囲をＴａで被覆した構造のＴａ被覆Ｃｕを
用いた以外は、実施例６と同様にしてＮｂ3 Ａｌ化合物
系超電導線を製造した。
で、Ｃｕの周囲をＴａで被覆した構造のＴａ被覆Ｃｕを
用いた以外は、実施例６と同様にしてＮｂ3 Ａｌ化合物
系超電導線を製造した。
【００４３】
【実施例９】安定化材１９としてシングル線材と同径
で、Ａｇの周囲をＴａで被覆した構造のＴａ被覆Ａｇ材
を用いた以外は、実施例６と同様にしてＮｂ3 Ａｌ化合
物系超電導線を製造した。
で、Ａｇの周囲をＴａで被覆した構造のＴａ被覆Ａｇ材
を用いた以外は、実施例６と同様にしてＮｂ3 Ａｌ化合
物系超電導線を製造した。
【００４４】
【実施例１０】厚さ７５μｍの純Ｎｂシート２と、厚さ
２５μｍの純Ａｌシート３と、外径１．５ｍｍのＡｇの
中心材１を使用し、周囲にＮｂのバリヤ材２０を配して
シングル線材６を作製し、安定化材１９にはシングル線
材と同径のＡｇを用いて図２（ｇ）に示すようなマルチ
線材１８を得た後、他の実施例と同様にしてＮｂ3 Ａｌ
化合物系超電導線を製造した。
２５μｍの純Ａｌシート３と、外径１．５ｍｍのＡｇの
中心材１を使用し、周囲にＮｂのバリヤ材２０を配して
シングル線材６を作製し、安定化材１９にはシングル線
材と同径のＡｇを用いて図２（ｇ）に示すようなマルチ
線材１８を得た後、他の実施例と同様にしてＮｂ3 Ａｌ
化合物系超電導線を製造した。
【００４５】
【実施例１１】バリヤ材２０としてＴａを用いた以外は
実施例１０と同じシングル線材６および安定化材１９を
用いて図２（ｈ）に示すようなマルチ線材１８を得た
後、実施例１０と同様にしてＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導
線を製造した。
実施例１０と同じシングル線材６および安定化材１９を
用いて図２（ｈ）に示すようなマルチ線材１８を得た
後、実施例１０と同様にしてＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導
線を製造した。
【００４６】
【実施例１２】バリヤ材２０としてシングル線材と同径
のＶを用いた以外は、実施例１と同じシングル線材６お
よび安定化材１９を用いて図２（ｄ）に示すようなマル
チ線材１８を得た後、他の実施例と同様にしてＮｂ3 Ａ
ｌ化合物系超電導線を製造した。
のＶを用いた以外は、実施例１と同じシングル線材６お
よび安定化材１９を用いて図２（ｄ）に示すようなマル
チ線材１８を得た後、他の実施例と同様にしてＮｂ3 Ａ
ｌ化合物系超電導線を製造した。
【００４７】
【実施例１３】図２（ｇ）において、実施例１０で得ら
れたと同じマルチ線材１８を形成し、これにＮｂ−Ａｌ
過飽和固溶体を生成させるための加熱冷却処理を施し、
外部マトリックスのＮｂ被覆１６の外周にＧａの層（図
示せず）を５μｍの厚さ（線材の断面積にして約２％）
に形成した後、その外周を厚さ約０．２ｍｍ程度のＣｕ
材（図示せず）で包囲してこれに塑性加工を加えて複合
化し、最後にＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体相からＮｂ3 Ａｌ
相を析出させるための熱処理を施してＮｂ3 Ａｌ化合物
系超電導線を製造した。
れたと同じマルチ線材１８を形成し、これにＮｂ−Ａｌ
過飽和固溶体を生成させるための加熱冷却処理を施し、
外部マトリックスのＮｂ被覆１６の外周にＧａの層（図
示せず）を５μｍの厚さ（線材の断面積にして約２％）
に形成した後、その外周を厚さ約０．２ｍｍ程度のＣｕ
材（図示せず）で包囲してこれに塑性加工を加えて複合
化し、最後にＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体相からＮｂ3 Ａｌ
相を析出させるための熱処理を施してＮｂ3 Ａｌ化合物
系超電導線を製造した。
【００４８】
【比較例３】安定化材１９におけるＮｂ被覆を薄くした
以外は実施例６と同じマルチ線材１８について他の実施
例と同様にしてＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造し
た。
以外は実施例６と同じマルチ線材１８について他の実施
例と同様にしてＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造し
た。
【００４９】表１は、実施例１〜１３と比較例１〜３に
おけるマルチ線材１８の構成の要点と超電導部の単位断
面積当たりの臨界電流特性を示す。表中の臨界電流値
は、真空中で測定対象の超電導線を８００℃に加熱した
後、温度４．２Ｋおよび１８Ｔ以下の磁場における臨界
電流値を測定した結果である。
おけるマルチ線材１８の構成の要点と超電導部の単位断
面積当たりの臨界電流特性を示す。表中の臨界電流値
は、真空中で測定対象の超電導線を８００℃に加熱した
後、温度４．２Ｋおよび１８Ｔ以下の磁場における臨界
電流値を測定した結果である。
【００５０】
【表１】
【００５１】表１によれば、実施例１〜１３のいずれも
が優れた臨界電流密度特性を示していることがわかる。
この値は従来のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導部に相当する
比較例１の臨界電流密度特性を超える値である。一方、
比較例２および３においては、シングル線材と安定化材
との反応により特性が低下している。
が優れた臨界電流密度特性を示していることがわかる。
この値は従来のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導部に相当する
比較例１の臨界電流密度特性を超える値である。一方、
比較例２および３においては、シングル線材と安定化材
との反応により特性が低下している。
【００５２】また、表１によれば、実施例１〜１３のい
ずれも臨界温度がほぼ同じ値を示し、これは従来のＮｂ
3 Ａｌ化合物系超電導部に相当する比較例１と比較して
も同等の値であり、本発明が臨界温度の劣化をもたらさ
ないことを意味している。また、実施例１３は内部安定
化構造だけでは得られない高い安定化材比が実現できて
いる。
ずれも臨界温度がほぼ同じ値を示し、これは従来のＮｂ
3 Ａｌ化合物系超電導部に相当する比較例１と比較して
も同等の値であり、本発明が臨界温度の劣化をもたらさ
ないことを意味している。また、実施例１３は内部安定
化構造だけでは得られない高い安定化材比が実現できて
いる。
【００５３】バリヤ材の厚さは、安定化材とバリヤ材の
組み合わせによって異なるが、超電導部や安定化材への
悪影響はみられず、選択したバリヤ厚が適当であること
を示している。これに対して、比較例２および比較例３
ではバリヤ厚みが不足したために、安定化材、バリヤ材
およびフィラメント中のＡｌが反応してＮｂ‐Ａｌ‐Ｃ
ｕの三元系化合物が生成されてしまった。
組み合わせによって異なるが、超電導部や安定化材への
悪影響はみられず、選択したバリヤ厚が適当であること
を示している。これに対して、比較例２および比較例３
ではバリヤ厚みが不足したために、安定化材、バリヤ材
およびフィラメント中のＡｌが反応してＮｂ‐Ａｌ‐Ｃ
ｕの三元系化合物が生成されてしまった。
【００５４】このようにして、内部に複合化する安定化
材およびバリヤ材の材種および構成を最適化することに
より、従来の線材では困難であった線材の安定化を図る
と同時に、臨界電流値も低下させることなくＮｂ3 Ａｌ
化合物系超電導線の製造が可能になった。
材およびバリヤ材の材種および構成を最適化することに
より、従来の線材では困難であった線材の安定化を図る
と同時に、臨界電流値も低下させることなくＮｂ3 Ａｌ
化合物系超電導線の製造が可能になった。
【００５５】むしろ、臨界電流密度に関しては、従来の
Ｎｂ3 Ａｌ化合物系超電導線に相当する比較例１よりも
大きい。しかし、好ましいバリヤの厚さは安定化材とバ
リヤ材の組み合わせによって異なる。たとえば、Ｃｕは
急熱時にＮｂバリヤを３０μｍ程度侵食してしまう（図
７）。そのため安定化材がＣｕでＮｂバリヤ材の厚みが
薄すぎると、比較例２、比較例３に示すように、バリヤ
材を通って安定化材がシングル超電導線と拡散反応して
しまい、Ｎｂ‐Ａｌ‐Ｃｕの３元系化合物が形成される
（図８）。その場合は、表１に示すように超電導特性は
大幅に劣化してしまう。
Ｎｂ3 Ａｌ化合物系超電導線に相当する比較例１よりも
大きい。しかし、好ましいバリヤの厚さは安定化材とバ
リヤ材の組み合わせによって異なる。たとえば、Ｃｕは
急熱時にＮｂバリヤを３０μｍ程度侵食してしまう（図
７）。そのため安定化材がＣｕでＮｂバリヤ材の厚みが
薄すぎると、比較例２、比較例３に示すように、バリヤ
材を通って安定化材がシングル超電導線と拡散反応して
しまい、Ｎｂ‐Ａｌ‐Ｃｕの３元系化合物が形成される
（図８）。その場合は、表１に示すように超電導特性は
大幅に劣化してしまう。
【００５６】一方、Ｃｕが安定化材の場合でも、バリヤ
材をＴａにすることによりそれをかなり抑制できる（図
９）。また、安定化材をＡｇにすると、バリヤ材が侵食
されることは殆ど起こらない（図１０）。従って、図２
（ｆ）の配置で比較した場合、安定化材がＡｇでバリヤ
材がＴａの組み合わせの場合に、最もマトリックス比を
小さく、また安定化材比を大きくすることができる（実
施例７〜９）。また、図２（ｈ）の配置で安定化材がＡ
ｇでバリヤ材がＴａの場合に最も高い安定化材比を得る
ことができた。
材をＴａにすることによりそれをかなり抑制できる（図
９）。また、安定化材をＡｇにすると、バリヤ材が侵食
されることは殆ど起こらない（図１０）。従って、図２
（ｆ）の配置で比較した場合、安定化材がＡｇでバリヤ
材がＴａの組み合わせの場合に、最もマトリックス比を
小さく、また安定化材比を大きくすることができる（実
施例７〜９）。また、図２（ｈ）の配置で安定化材がＡ
ｇでバリヤ材がＴａの場合に最も高い安定化材比を得る
ことができた。
【００５７】図７は、実施例１における、Ｎｂ‐Ａｌ過
飽和固溶体を生成させるための加熱冷却処理前後での線
材断面の光学顕微鏡写真である。処理前（ａ）と処理後
（ｂ）、（ｃ）を比べると、明らかに安定化銅の外周付
近がバリヤのＮｂと反応していることが分かる。また、
安定化銅の内部にはデンドライト状のＮｂ粒子が観察さ
れる。
飽和固溶体を生成させるための加熱冷却処理前後での線
材断面の光学顕微鏡写真である。処理前（ａ）と処理後
（ｂ）、（ｃ）を比べると、明らかに安定化銅の外周付
近がバリヤのＮｂと反応していることが分かる。また、
安定化銅の内部にはデンドライト状のＮｂ粒子が観察さ
れる。
【００５８】図８は、比較例２における、Ｎｂ‐Ａｌ過
飽和固溶体を生成させるための加熱冷却処理前後での線
材断面の光学顕微鏡写真である。処理前（ａ）と処理後
（ｂ）、（ｃ）を比べると、明らかに安定化銅が超電導
部と拡散反応し、Ｃｕ‐Ｎｂ‐Ａｌの３元化合物が生成
されていることが分かる。
飽和固溶体を生成させるための加熱冷却処理前後での線
材断面の光学顕微鏡写真である。処理前（ａ）と処理後
（ｂ）、（ｃ）を比べると、明らかに安定化銅が超電導
部と拡散反応し、Ｃｕ‐Ｎｂ‐Ａｌの３元化合物が生成
されていることが分かる。
【００５９】図９は、実施例８における、Ｎｂ‐Ａｌ過
飽和固溶体を生成させるための加熱冷却処理後における
線材断面の光学顕微鏡写真である。バリヤ材をＴａにす
ることにより、図７に示した侵食反応が抑制されている
ことが明らかである。
飽和固溶体を生成させるための加熱冷却処理後における
線材断面の光学顕微鏡写真である。バリヤ材をＴａにす
ることにより、図７に示した侵食反応が抑制されている
ことが明らかである。
【００６０】図１０は、実施例２における、Ｎｂ‐Ａｌ
過飽和固溶体を生成させるための加熱冷却処理前後での
線材断面の光学顕微鏡写真である。処理前（ａ）と処理
後（ｂ）を比較すると、バリヤ材がＮｂであっても、図
７に示したような侵食反応が生じていないことが分か
る。
過飽和固溶体を生成させるための加熱冷却処理前後での
線材断面の光学顕微鏡写真である。処理前（ａ）と処理
後（ｂ）を比較すると、バリヤ材がＮｂであっても、図
７に示したような侵食反応が生じていないことが分か
る。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるＮｂ
3 Ａｌ化合物系超電導線およびその製造方法によれば、
マルチ線材の構成において、シングル線材と共に安定化
材およびバリヤ材を組み込んでいるため、これを加熱お
よび冷却してＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成させるとき
にシングル線材におけるＮｂ／Ａｌの複合体のＡｌと安
定化材が拡散反応することがなく、従って、臨界電流特
性の高いＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を提供することが
できる。特に、安定化材の形成が困難であったＮｂ3 Ａ
ｌ化合物系超電導線にとって、本発明の製造方法は実用
性を高める上で非常に有意義なものである。
3 Ａｌ化合物系超電導線およびその製造方法によれば、
マルチ線材の構成において、シングル線材と共に安定化
材およびバリヤ材を組み込んでいるため、これを加熱お
よび冷却してＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成させるとき
にシングル線材におけるＮｂ／Ａｌの複合体のＡｌと安
定化材が拡散反応することがなく、従って、臨界電流特
性の高いＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を提供することが
できる。特に、安定化材の形成が困難であったＮｂ3 Ａ
ｌ化合物系超電導線にとって、本発明の製造方法は実用
性を高める上で非常に有意義なものである。
【図１】本発明の実施の形態におけるマルチ線材の製造
方法を示す説明図であり、（ａ）は製造手順、（ｂ）は
そのフローチャートを示す。
方法を示す説明図であり、（ａ）は製造手順、（ｂ）は
そのフローチャートを示す。
【図２】本発明の実施の形態における実施例および比較
例において製造されたマルチ線材の断面構造を示し、
（ｆ）は比較例２、他は実施例を示す。
例において製造されたマルチ線材の断面構造を示し、
（ｆ）は比較例２、他は実施例を示す。
【図３】本発明においてシングル線材を製造するための
方法を示す説明図であり、（ａ）は製造手順、（ｂ）は
フローチャートを示す。
方法を示す説明図であり、（ａ）は製造手順、（ｂ）は
フローチャートを示す。
【図４】本発明においてシングル線材を製造するための
他の方法を示す説明図であり、（ａ）は製造手順、
（ｂ）はフローチャートを示す。
他の方法を示す説明図であり、（ａ）は製造手順、
（ｂ）はフローチャートを示す。
【図５】本発明においてシングル線材を製造するための
さらに別の方法を示す説明図であり、（ａ）は製造手
順、（ｂ）はフローチャートを示す。
さらに別の方法を示す説明図であり、（ａ）は製造手
順、（ｂ）はフローチャートを示す。
【図６】本発明においてシングル線材を製造するための
他の方法を示す説明図であり、（ａ）は製造手順、
（ｂ）はそのフローチャートを示す。
他の方法を示す説明図であり、（ａ）は製造手順、
（ｂ）はそのフローチャートを示す。
【図７】本発明の実施例１における、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和
固溶体生成のための通電加熱急冷処理前後における線材
断面の顕微鏡写真であり、（ａ）は加熱および冷却処理
を行う前、（ｂ）、（ｃ）は行った後を示す。
固溶体生成のための通電加熱急冷処理前後における線材
断面の顕微鏡写真であり、（ａ）は加熱および冷却処理
を行う前、（ｂ）、（ｃ）は行った後を示す。
【図８】本発明の比較例２におけるＮｂ‐Ａｌ過飽和固
溶体生成のための通電加熱急冷処理前後における線材断
面の顕微鏡写真であり、（ａ）は加熱および冷却処理を
行う前、（ｂ）、（ｃ）は行った後を示す。
溶体生成のための通電加熱急冷処理前後における線材断
面の顕微鏡写真であり、（ａ）は加熱および冷却処理を
行う前、（ｂ）、（ｃ）は行った後を示す。
【図９】本発明の実施例８におけるＮｂ‐Ａｌ過飽和固
溶体生成のための通電加熱急冷処理後における線材断面
の顕微鏡写真である。
溶体生成のための通電加熱急冷処理後における線材断面
の顕微鏡写真である。
【図１０】本発明の実施例２におけるＮｂ‐Ａｌ過飽和
固溶体生成のための通電加熱急冷処理前後における線材
断面の顕微鏡写真であり、（ａ）は加熱および冷却処理
を行う前、（ｂ）は行った後を示す。
固溶体生成のための通電加熱急冷処理前後における線材
断面の顕微鏡写真であり、（ａ）は加熱および冷却処理
を行う前、（ｂ）は行った後を示す。
１ 中心材 ２、９ Ｎｂシート ３、１０ Ａｌシート ４ Ｎｂ被覆 ５ Ｃｕ合金被覆 ６ シングル線材 ７ Ａｌ棒 ８、１３、１５ Ｎｂ管 １１ クラッド材 １２ クラッド材の小片 １４ 混合物（Ｎｂ粉とＡｌ粉の） １６ Ｎｂ被覆（外部マトリックス） １７ Ｃｕ合金被覆 １８ マルチ線材 １９ 安定化材 ２０ バリヤ材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木吉 司 茨城県つくば市千現一丁目２番１号 科学 技術庁金属材料技術研究所内 (72)発明者 伊藤 喜久男 茨城県つくば市千現一丁目２番１号 科学 技術庁金属材料技術研究所内 (72)発明者 和田 仁 茨城県つくば市千現一丁目２番１号 科学 技術庁金属材料技術研究所内 (72)発明者 中川 和彦 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社システムマテリアル研究所内 (72)発明者 岩城 源三 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社システムマテリアル研究所内 (72)発明者 森合 英純 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社システムマテリアル研究所内 (72)発明者 山中 務 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社システムマテリアル研究所内 Ｆターム(参考） 5G321 AA11 BA03 CA09 CA36 CA38 CA42 DC14 DC33
Claims (16)
- 【請求項１】Ｎｂ3 Ａｌ系化合物の超電導部を有するＮ
ｂ3 Ａｌ化合物系超電導線において、 Ｎｂ‐Ａｌ過飽
和固溶体を加熱することにより変態されたＮｂ3 Ａｌの
超電導材からなる超電導部と、 前記超電導部の周囲に設けられた外部マトリックスと、 前記マトリックスの内部に位置させられた安定化材と、 前記超電導部と前記安定化材を隔離したバリヤ材を有す
ることを特徴とするＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線。 - 【請求項２】前記安定化材は、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｇま
たはＡｇ合金によって構成されていることを特徴とする
請求項１項記載のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線。 - 【請求項３】前記バリヤ材は、Ｎｂ、Ｎｂ合金、Ｔａ、
Ｔａ合金、ＶまたはＶ合金によって構成されていること
を特徴とする請求項１項記載のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電
導線。 - 【請求項４】前記外部マトリックスは、Ｎｂ、Ｎｂ合
金、ＴａまたはＴａ合金によって構成されていることを
特徴とする請求項１項記載のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導
線。 - 【請求項５】超電導部の内部に、バリヤ材で包囲された
安定化材を有することを特徴とする請求項１〜４のいず
れか１に記載のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線。 - 【請求項６】超電導部の内部の安定化材がＡｇまたはＡ
ｇ合金によって構成されていることを特徴とする請求項
５に記載のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線。 - 【請求項７】前記外部マトリックスの外周に、薄いＧａ
の皮膜を介して安定化材を有することを特徴とする請求
項１〜６のいずれか１に記載のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電
導線。 - 【請求項８】ＮｂまたはＮｂ合金とＡｌまたはＡｌ合金
の複合体にＮｂまたはＮｂ合金を被覆してシングル線材
を形成し、 前記シングル線材の複数本と安定化材をバリヤ材で隔離
した状態でこれらにＮｂまたはＮｂ合金を被覆すること
によってマルチ線材を形成し、 前記マルチ線材に所定の温度の加熱と冷却処理を施すこ
とによって前記複合物からＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生
成させた後、 所定の温度で再加熱処理を施すことによって前記Ｎｂ−
Ａｌ過飽和固溶体をＮｂ3 Ａｌ系化合物に変態させるこ
とを特徴とするＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造方
法。 - 【請求項９】前記複合体を形成する際、該複合体にバリ
ヤ材で包囲された安定化材を内蔵させることを特徴とす
る請求項８記載のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造方
法。 - 【請求項１０】前記安定化材は、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ
またはＡｇ合金によって構成されていることを特徴とす
る請求項８または９記載のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線
の製造方法。 - 【請求項１１】前記バリヤ材は、Ｎｂ、Ｎｂ合金、Ｔ
ａ、Ｔａ合金、ＶまたはＶ合金によって構成されている
ことを特徴とする請求項８、９または１０記載のＮｂ3
Ａｌ化合物系超電導線の製造方法。 - 【請求項１２】前記シングル線材に内蔵される安定化材
がＡｇまたはＡｇ合金であることを特徴とする請求項９
または１１記載のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造方
法。 - 【請求項１３】ＮｂまたはＮｂ合金によって構成される
前記バリヤ材は、前記安定化材がＣｕまたはＣｕ合金に
よって構成されるときに少なくとも３０μｍの厚さを有
し、前記安定化材がＡｇまたはＡｇ合金によって構成さ
れるときに少なくとも１０μｍの厚さを有することを特
徴とする請求項８〜１２のいずれか１に記載のＮｂ3 Ａ
ｌ化合物系超電導線の製造方法。 - 【請求項１４】ＴａまたはＴａ合金によって構成される
前記バリヤ材は、前記安定化材がＣｕまたはＣｕ合金に
よって構成されるときに少なくとも１５μｍの厚さを有
し、前記安定化材がＡｇまたはＡｇ合金によって構成さ
れるときに少なくとも５μｍの厚さを有することを特徴
とする請求項８〜１２のいずれか１に記載のＮｂ3 Ａｌ
化合物系超電導線の製造方法。 - 【請求項１５】ＶまたはＶ合金によって構成される前記
バリヤ材は、前記安定化材がＣｕまたはＣｕ合金によっ
て構成されるときに少なくとも５０μｍの厚さを有し、
前記安定化材がＡｇまたはＡｇ合金によって構成される
ときに少なくとも２０μｍの厚さを有することを特徴と
する請求項８〜１２のいずれか１に記載のＮｂ3 Ａｌ化
合物系超電導線の製造方法。 - 【請求項１６】Ｎｂ3 Ａｌ相を析出させる熱処理の前の
Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成させた状態のマルチ線材
の外周を、薄いＧａの皮膜を介して安定化材で包囲し、
その安定化材で包囲されたマルチ線材に塑性加工を加え
ることを特徴とする請求項８〜１５のいずれか１に記載
のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造方法。
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-
1999
- 1999-11-05 JP JP31563099A patent/JP4386306B2/ja not_active Expired - Fee Related
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