JP2003045247A - 超電導線材 - Google Patents
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 補強材に鉄基合金を用いた超電導線材であっ
て、Nb3Sn 反応層などのNb3Sn 系反応層形成のための熱
処理時に鉄基合金内の磁性元素の拡散が生じ難く、この
磁性元素の拡散による超電導特性の低下が生じ難いもの
を提供する。 【解決手段】 (1) Snを含有するCu基合金材中にNb又は
Nb合金よりなるフィラメントが配置されたNb／Cu基合金
単芯部が複合多芯化されてなるNb／Cu基合金複合多芯部
と、鉄基合金部とを有する超電導線材であって、前記Nb
／Cu基合金複合多芯部と前記鉄基合金部との間に元素周
期表の4A族、5A族、6A族の金属の１種又はそれをベース
とする合金よりなるバリア層が配置されていることを特
徴とする超電導線材、(2) この超電導線材においてバリ
ア層の厚みが３〜５０μm であるもの。
て、Nb3Sn 反応層などのNb3Sn 系反応層形成のための熱
処理時に鉄基合金内の磁性元素の拡散が生じ難く、この
磁性元素の拡散による超電導特性の低下が生じ難いもの
を提供する。 【解決手段】 (1) Snを含有するCu基合金材中にNb又は
Nb合金よりなるフィラメントが配置されたNb／Cu基合金
単芯部が複合多芯化されてなるNb／Cu基合金複合多芯部
と、鉄基合金部とを有する超電導線材であって、前記Nb
／Cu基合金複合多芯部と前記鉄基合金部との間に元素周
期表の4A族、5A族、6A族の金属の１種又はそれをベース
とする合金よりなるバリア層が配置されていることを特
徴とする超電導線材、(2) この超電導線材においてバリ
ア層の厚みが３〜５０μm であるもの。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超電導線材に関する
技術分野に属し、特には、ＮＭＲ（核磁気共鳴）装置、
物性実験用、ライフサイエンス分野、核融合、加速器等
に用いられる高磁場マグネット、高磁気力が印加される
マグネットの構成素材として使用されるＮｂ3 Ｓｎ系の
超電導線材に関する技術分野に属するものである。
技術分野に属し、特には、ＮＭＲ（核磁気共鳴）装置、
物性実験用、ライフサイエンス分野、核融合、加速器等
に用いられる高磁場マグネット、高磁気力が印加される
マグネットの構成素材として使用されるＮｂ3 Ｓｎ系の
超電導線材に関する技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】超電導物質によって実現される超電導現
象を利用して、電力を消費せずに電流を流し、コイル状
にして磁場を発生させる超電導マグネットは、核融合
炉、磁気浮上列車、ＮＭＲ装置、各種物性試験機器等に
用いられている。このような超電導マグネットには、超
電導物質として主にＮｂＴｉ、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材が
用いられている。特に、８Ｔ以上の高磁界を発生させる
マグネットには、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材が用いられてい
る。
象を利用して、電力を消費せずに電流を流し、コイル状
にして磁場を発生させる超電導マグネットは、核融合
炉、磁気浮上列車、ＮＭＲ装置、各種物性試験機器等に
用いられている。このような超電導マグネットには、超
電導物質として主にＮｂＴｉ、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材が
用いられている。特に、８Ｔ以上の高磁界を発生させる
マグネットには、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材が用いられてい
る。
【０００３】ＮｂＴｉ超電導線材は、フィラメント状の
ＮｂＴｉ極細線がＣｕ（銅又は銅合金）線中に埋め込ま
れた状態のものである。Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材は、Ｎｂ
は延靱性に優れるがＮｂ3 Ｓｎは延靱性が悪いことか
ら、フィラメント状のＮｂ極細線がＳｎ含有銅合金線中
に埋め込まれた状態のものをマグネットに巻線する等の
加工をした後、熱処理をしてＮｂ3 Ｓｎ反応層を形成さ
せるというプロセスにより得られるものであり、換言す
れば、フィラメント状のＮｂ3 Ｓｎ極細線又はＮｂ3 Ｓ
ｎ層を有するＮｂ極細線がＣｕ又はＣｕ合金中に存在す
るものである。
ＮｂＴｉ極細線がＣｕ（銅又は銅合金）線中に埋め込ま
れた状態のものである。Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材は、Ｎｂ
は延靱性に優れるがＮｂ3 Ｓｎは延靱性が悪いことか
ら、フィラメント状のＮｂ極細線がＳｎ含有銅合金線中
に埋め込まれた状態のものをマグネットに巻線する等の
加工をした後、熱処理をしてＮｂ3 Ｓｎ反応層を形成さ
せるというプロセスにより得られるものであり、換言す
れば、フィラメント状のＮｂ3 Ｓｎ極細線又はＮｂ3 Ｓ
ｎ層を有するＮｂ極細線がＣｕ又はＣｕ合金中に存在す
るものである。
【０００４】上記Ｃｕ又はＣｕ合金中のフィラメント状
のものは超電導体フィラメントといわれ、Ｃｕは超電導
を安定化するための安定化材といわれる。Ｎｂ3 Ｓｎ超
電導線材に関し、Ｎｂ極細線がＳｎ含有銅合金線中に埋
め込まれた状態で、熱処理前のもの、即ち、Ｎｂ3 Ｓｎ
反応層が形成されていない状態のものは、Ｎｂ3 Ｓｎと
しての超電導性を有していないので、厳密には超電導線
材用の素材等というべきかもしれないが、Ｎｂ3 Ｓｎ反
応層の形成後にはＮｂ3 Ｓｎとしての超電導性を有する
ものとなることから、超電導線材といわれる。
のものは超電導体フィラメントといわれ、Ｃｕは超電導
を安定化するための安定化材といわれる。Ｎｂ3 Ｓｎ超
電導線材に関し、Ｎｂ極細線がＳｎ含有銅合金線中に埋
め込まれた状態で、熱処理前のもの、即ち、Ｎｂ3 Ｓｎ
反応層が形成されていない状態のものは、Ｎｂ3 Ｓｎと
しての超電導性を有していないので、厳密には超電導線
材用の素材等というべきかもしれないが、Ｎｂ3 Ｓｎ反
応層の形成後にはＮｂ3 Ｓｎとしての超電導性を有する
ものとなることから、超電導線材といわれる。
【０００５】Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材を用いた高磁界マグ
ネットは蓄積エネルギーが大きく、励磁時にマグネット
を構成する超電導線材に高い電磁応力が印加される。こ
のため、超電導線材自体にも高い電磁応力に耐えられる
耐力、強度が要求される。特に、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材
の臨界電流は歪みに対して敏感で、歪みが約０．２％を
超えると臨界電流が歪みと共に減少していくので、Ｎｂ
3 Ｓｎ超電導線材の高強度化が要求されている。そこ
で、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材の高強度化が検討されてお
り、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材の補強法として下記のような
ものが提案されている。
ネットは蓄積エネルギーが大きく、励磁時にマグネット
を構成する超電導線材に高い電磁応力が印加される。こ
のため、超電導線材自体にも高い電磁応力に耐えられる
耐力、強度が要求される。特に、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材
の臨界電流は歪みに対して敏感で、歪みが約０．２％を
超えると臨界電流が歪みと共に減少していくので、Ｎｂ
3 Ｓｎ超電導線材の高強度化が要求されている。そこ
で、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材の高強度化が検討されてお
り、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材の補強法として下記のような
ものが提案されている。
【０００６】 特開平3-171514号公報では、Ｎｂ3 Ｓ
ｎ超電導線材内にＴａ又はＴａ合金を補強材として挿入
し、補強する方法が記載され提案されている。 特開平10-255563 号公報では、上記補強材のＴａ及
びＴａ合金の結晶粒径を規定している。 特開平2-213008号公報では、内部拡散法のＮｂ3 Ｓ
ｎ線材に対して、ステンレス鋼、ハステロイ、Ｗ、Ｔ
ａ、ＮｂＴｉ等による補強を行っている。 特開平7-310144号公報では、外部補強材、支持材に
用いられるオーステナイト系ステンレス鋼の組成を規定
している。
ｎ超電導線材内にＴａ又はＴａ合金を補強材として挿入
し、補強する方法が記載され提案されている。 特開平10-255563 号公報では、上記補強材のＴａ及
びＴａ合金の結晶粒径を規定している。 特開平2-213008号公報では、内部拡散法のＮｂ3 Ｓ
ｎ線材に対して、ステンレス鋼、ハステロイ、Ｗ、Ｔ
ａ、ＮｂＴｉ等による補強を行っている。 特開平7-310144号公報では、外部補強材、支持材に
用いられるオーステナイト系ステンレス鋼の組成を規定
している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来技
術〜には次のような問題点がある。
術〜には次のような問題点がある。
【０００８】従来技術及びでは、Ｔａの材料費が高
く、線材のコスト高につながっていた。また、Ｔａの産
出量が限られているため、その供給が不安定で生産スケ
ジュールの遅延をもたらしていた。
く、線材のコスト高につながっていた。また、Ｔａの産
出量が限られているため、その供給が不安定で生産スケ
ジュールの遅延をもたらしていた。
【０００９】従来技術では、補強材としてステンレス
鋼をそのまま挿入した場合には、Ｎｂ3 Ｓｎ反応層を形
成させるための高温長時間の熱処理の際に、この熱処理
によってステンレス鋼内の磁性元素がＮｂ3 Ｓｎ反応層
あるいは更にＣｕ部へ拡散してＮｂ3 Ｓｎ超電導線材の
超電導特性を損なうという問題があつた。
鋼をそのまま挿入した場合には、Ｎｂ3 Ｓｎ反応層を形
成させるための高温長時間の熱処理の際に、この熱処理
によってステンレス鋼内の磁性元素がＮｂ3 Ｓｎ反応層
あるいは更にＣｕ部へ拡散してＮｂ3 Ｓｎ超電導線材の
超電導特性を損なうという問題があつた。
【００１０】従来技術では、補強材に用いるステンレ
ス鋼の組成を規定しているが、前提としている補強方法
はＮｂ3 Ｓｎ超電導線材の外部にケーシングするといっ
た方法であるので、超電導線材製造の工程が複雑化し、
余分な工程が増えるといった問題があった。また、ハン
ダ等のバインダーを用いるため、非超電導部が増え、コ
イル電流密度も低くなる。
ス鋼の組成を規定しているが、前提としている補強方法
はＮｂ3 Ｓｎ超電導線材の外部にケーシングするといっ
た方法であるので、超電導線材製造の工程が複雑化し、
余分な工程が増えるといった問題があった。また、ハン
ダ等のバインダーを用いるため、非超電導部が増え、コ
イル電流密度も低くなる。
【００１１】本発明はこの様な事情に着目してなされた
ものであって、その目的は、前記従来技術〜でのよ
うな問題点を生じることなく、超電導線材の補強をする
ことができ、高強度化が可能な技術を提供しようとする
ものである。即ち、補強材として鉄基合金を用いた超電
導線材であって、従来技術での如き問題点が生じず、
熱処理時の鉄基合金内の磁性元素の拡散による超電導特
性の低下が生じ難い超電導線材を提供しようとするもの
である。
ものであって、その目的は、前記従来技術〜でのよ
うな問題点を生じることなく、超電導線材の補強をする
ことができ、高強度化が可能な技術を提供しようとする
ものである。即ち、補強材として鉄基合金を用いた超電
導線材であって、従来技術での如き問題点が生じず、
熱処理時の鉄基合金内の磁性元素の拡散による超電導特
性の低下が生じ難い超電導線材を提供しようとするもの
である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る超電導線材は、請求項１〜２記載の
超電導線材としており、それは次のような構成としたも
のである。
めに、本発明に係る超電導線材は、請求項１〜２記載の
超電導線材としており、それは次のような構成としたも
のである。
【００１３】即ち、請求項１記載の超電導線材は、Ｓｎ
を含有するＣｕ基合金材中にＮｂまたはＮｂ合金よりな
るフィラメントが配置されたＮｂ／Ｃｕ基合金単芯部が
複合多芯化されてなるＮｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部と、
鉄基合金部とを有する超電導線材であって、前記Ｎｂ／
Ｃｕ基合金複合多芯部と前記鉄基合金部との間に元素周
期表の４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族の金属の１種またはそれ
をベースとする合金よりなるバリア層が配置されている
ことを特徴とする超電導線材である（第１発明）。
を含有するＣｕ基合金材中にＮｂまたはＮｂ合金よりな
るフィラメントが配置されたＮｂ／Ｃｕ基合金単芯部が
複合多芯化されてなるＮｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部と、
鉄基合金部とを有する超電導線材であって、前記Ｎｂ／
Ｃｕ基合金複合多芯部と前記鉄基合金部との間に元素周
期表の４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族の金属の１種またはそれ
をベースとする合金よりなるバリア層が配置されている
ことを特徴とする超電導線材である（第１発明）。
【００１４】請求項２記載の超電導線材は、前記バリア
層の厚みが３〜５０μm である請求項１記載の超電導線
材である（第２発明）。
層の厚みが３〜５０μm である請求項１記載の超電導線
材である（第２発明）。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は例えば次のようにして実
施する。Ｓｎを含有するＣｕ基合金材中にＮｂまたはＮ
ｂ合金よりなるフィラメントが配置されたＮｂ／Ｃｕ基
合金単芯部（線状体）を多数準備する。一方、補強材と
して鉄基合金（棒状体）を準備し、この棒状体の周囲に
元素周期表の４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族の金属の１種また
はそれをベースとする合金よりなる薄いシートを巻きつ
ける。そして、この棒状体の周りにＮｂ／Ｃｕ基合金単
芯部（線状体）を多数配置する。さらに、これをバリア
用の薄いシートで巻いた後、Ｃｕ管中に挿入し、これを
減面加工する。そうすると、本発明に係る超電導線材が
得られる。
施する。Ｓｎを含有するＣｕ基合金材中にＮｂまたはＮ
ｂ合金よりなるフィラメントが配置されたＮｂ／Ｃｕ基
合金単芯部（線状体）を多数準備する。一方、補強材と
して鉄基合金（棒状体）を準備し、この棒状体の周囲に
元素周期表の４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族の金属の１種また
はそれをベースとする合金よりなる薄いシートを巻きつ
ける。そして、この棒状体の周りにＮｂ／Ｃｕ基合金単
芯部（線状体）を多数配置する。さらに、これをバリア
用の薄いシートで巻いた後、Ｃｕ管中に挿入し、これを
減面加工する。そうすると、本発明に係る超電導線材が
得られる。
【００１６】尚、上記超電導線材において、棒状体の周
りに多数配置されたＮｂ／Ｃｕ基合金単芯部（線状体）
の集合体の部分がＮｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部に相当
し、鉄基合金（棒状体）の部分が鉄基合金部（補強部）
に相当し、鉄基合金（棒状体）の周囲に巻きつけられた
シートがＮｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部と鉄基合金部との
間に配置されたバリア層に相当する。
りに多数配置されたＮｂ／Ｃｕ基合金単芯部（線状体）
の集合体の部分がＮｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部に相当
し、鉄基合金（棒状体）の部分が鉄基合金部（補強部）
に相当し、鉄基合金（棒状体）の周囲に巻きつけられた
シートがＮｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部と鉄基合金部との
間に配置されたバリア層に相当する。
【００１７】上記超電導線材は、減面加工により所定の
形状寸法となった後、熱処理をしてＮｂ3 Ｓｎ又は（Ｎ
ｂ，Ｔｉ）3 Ｓｎあるいは（Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｓｎ等のＮ
ｂ3Ｓｎ系の反応層を形成させる。そうすると、超電導
性を有するＮｂ3 Ｓｎ系の超電導線材となる。
形状寸法となった後、熱処理をしてＮｂ3 Ｓｎ又は（Ｎ
ｂ，Ｔｉ）3 Ｓｎあるいは（Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｓｎ等のＮ
ｂ3Ｓｎ系の反応層を形成させる。そうすると、超電導
性を有するＮｂ3 Ｓｎ系の超電導線材となる。
【００１８】このような形態で本発明が実施される。以
下、本発明について主にその作用効果を説明する。
下、本発明について主にその作用効果を説明する。
【００１９】本発明に係る超電導線材は、前述の如く、
Ｓｎを含有するＣｕ基合金材中にＮｂまたはＮｂ合金よ
りなるフィラメントが配置されたＮｂ／Ｃｕ基合金単芯
部が複合多芯化されてなるＮｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部
と、鉄基合金部とを有する超電導線材であって、前記Ｎ
ｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部と前記鉄基合金部との間に元
素周期表の４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族の金属の１種または
それをベースとする合金よりなるバリア層が配置されて
いることを特徴とするものとしている。
Ｓｎを含有するＣｕ基合金材中にＮｂまたはＮｂ合金よ
りなるフィラメントが配置されたＮｂ／Ｃｕ基合金単芯
部が複合多芯化されてなるＮｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部
と、鉄基合金部とを有する超電導線材であって、前記Ｎ
ｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部と前記鉄基合金部との間に元
素周期表の４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族の金属の１種または
それをベースとする合金よりなるバリア層が配置されて
いることを特徴とするものとしている。
【００２０】上記超電導線材は鉄基合金部が補強部とな
り、この鉄基合金部（補強部）によって補強をすること
ができる。この鉄基合金はＴａ等に比較して極めて材料
費が安いので、線材のコストを低くすることができる。
り、この鉄基合金部（補強部）によって補強をすること
ができる。この鉄基合金はＴａ等に比較して極めて材料
費が安いので、線材のコストを低くすることができる。
【００２１】上記超電導線材においては、上記のように
鉄基合金部が補強部となり、これよりわかる如く、補強
材として鉄基合金を用いていることになるが、この鉄基
合金部（補強部）とＮｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部との間
に元素周期表の４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族の金属の１種ま
たはそれをベースとする合金よりなるバリア層が配置さ
れているので、Ｎｂ3 Ｓｎ系の反応層を形成させるため
の熱処理の際に、鉄基合金内の磁性元素の拡散を防ぐこ
とができる。即ち、上記４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族の金属
およびそれをベースとする合金は、鉄基合金内の磁性元
素がＮｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部に向けて拡散しようと
する際に、それを防止するバリアとしての機能を発揮す
る。このため、鉄基合金内の磁性元素の拡散による超電
導特性の低下が生じ難い。
鉄基合金部が補強部となり、これよりわかる如く、補強
材として鉄基合金を用いていることになるが、この鉄基
合金部（補強部）とＮｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部との間
に元素周期表の４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族の金属の１種ま
たはそれをベースとする合金よりなるバリア層が配置さ
れているので、Ｎｂ3 Ｓｎ系の反応層を形成させるため
の熱処理の際に、鉄基合金内の磁性元素の拡散を防ぐこ
とができる。即ち、上記４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族の金属
およびそれをベースとする合金は、鉄基合金内の磁性元
素がＮｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部に向けて拡散しようと
する際に、それを防止するバリアとしての機能を発揮す
る。このため、鉄基合金内の磁性元素の拡散による超電
導特性の低下が生じ難い。
【００２２】このように、本発明に係る超電導線材は、
補強材として鉄基合金を用いているが、熱処理時の鉄基
合金内の磁性元素の拡散による超電導特性の低下が生じ
難い。換言すれば、前記従来技術〜でのような問題
点を生じることなく、超電導線材の補強をすることがで
きる。
補強材として鉄基合金を用いているが、熱処理時の鉄基
合金内の磁性元素の拡散による超電導特性の低下が生じ
難い。換言すれば、前記従来技術〜でのような問題
点を生じることなく、超電導線材の補強をすることがで
きる。
【００２３】前記元素周期表の４Ａ族の金属としてはＴ
ｉ、やＺｒ等、５Ａ族の金属としてはＮｂ、Ｔａ、Ｖ
等、６Ａ族の金属としてはＭｏ等がある。これらの金属
及びその合金の中、Ｔｉ、Ｔａは特に高磁場での臨界電
流値の点で優れているので、この点からは主にＴｉ、Ｔ
ａを用いることが望ましい。
ｉ、やＺｒ等、５Ａ族の金属としてはＮｂ、Ｔａ、Ｖ
等、６Ａ族の金属としてはＭｏ等がある。これらの金属
及びその合金の中、Ｔｉ、Ｔａは特に高磁場での臨界電
流値の点で優れているので、この点からは主にＴｉ、Ｔ
ａを用いることが望ましい。
【００２４】前記バリア層の厚みは３〜５０μm とする
ことが望ましい（第２発明）。その理由を以下説明す
る。前記バリア層の厚みが３μm 以上の場合には鉄基合
金内の磁性元素の拡散による超電導特性の低下を確実に
防止することができるが、前記バリア層の厚みが３μm
よりも薄い場合、減面加工（伸線加工等）の途中で施さ
れる焼鈍熱処理やＮｂ3 Ｓｎ系反応層の形成のための熱
処理の際に鉄基合金内のＣｒ等の磁性元素の拡散を完全
には防止することができず、バリア層を拡散して通過
し、Ｎｂ3 Ｓｎ系反応層の超電導性を損なうことがあ
り、また、減面加工の途中でバリア層が破損してバリア
層の機能が低下することがある。また、前記バリア層の
厚みが５０μm よりも厚い場合、超電導線材に占めるバ
リア層の断面積が大きくなり、超電導線材の断面積当た
りの臨界電流密度が低下する。このような理由により、
前記バリア層の厚みは３〜５０μm とすることが望まし
い。尚、前記バリア層の厚みは、Ｎｂ3 Ｓｎ系の超電導
線材が減面加工により所定の形状寸法となった後でのバ
リア層の厚み、即ち、Ｎｂ3 Ｓｎ系の反応層を形成させ
るための熱処理の前のＮｂ3 Ｓｎ系の超電導線材のバリ
ア層の厚みである。
ことが望ましい（第２発明）。その理由を以下説明す
る。前記バリア層の厚みが３μm 以上の場合には鉄基合
金内の磁性元素の拡散による超電導特性の低下を確実に
防止することができるが、前記バリア層の厚みが３μm
よりも薄い場合、減面加工（伸線加工等）の途中で施さ
れる焼鈍熱処理やＮｂ3 Ｓｎ系反応層の形成のための熱
処理の際に鉄基合金内のＣｒ等の磁性元素の拡散を完全
には防止することができず、バリア層を拡散して通過
し、Ｎｂ3 Ｓｎ系反応層の超電導性を損なうことがあ
り、また、減面加工の途中でバリア層が破損してバリア
層の機能が低下することがある。また、前記バリア層の
厚みが５０μm よりも厚い場合、超電導線材に占めるバ
リア層の断面積が大きくなり、超電導線材の断面積当た
りの臨界電流密度が低下する。このような理由により、
前記バリア層の厚みは３〜５０μm とすることが望まし
い。尚、前記バリア層の厚みは、Ｎｂ3 Ｓｎ系の超電導
線材が減面加工により所定の形状寸法となった後でのバ
リア層の厚み、即ち、Ｎｂ3 Ｓｎ系の反応層を形成させ
るための熱処理の前のＮｂ3 Ｓｎ系の超電導線材のバリ
ア層の厚みである。
【００２５】本発明において、Ｎｂ／Ｃｕ基合金単芯部
とは、Ｓｎを含有するＣｕ基合金材中にＮｂまたはＮｂ
合金よりなるフィラメントが配置されたもののことであ
る。Ｎｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部とは、Ｎｂ／Ｃｕ基合
金単芯部が複合多芯化されてなるもの、即ち、Ｎｂ／Ｃ
ｕ基合金単芯部が複数個集まったもののことである。
とは、Ｓｎを含有するＣｕ基合金材中にＮｂまたはＮｂ
合金よりなるフィラメントが配置されたもののことであ
る。Ｎｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部とは、Ｎｂ／Ｃｕ基合
金単芯部が複合多芯化されてなるもの、即ち、Ｎｂ／Ｃ
ｕ基合金単芯部が複数個集まったもののことである。
【００２６】Ｓｎを含有するＣｕ基合金材は、Ｃｕをベ
ースとする合金であってＳｎを必ず含有するものであ
る。このＣｕ基合金材としては、Ｓｎの他に、例えばＴ
ｉ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｍｇの１種以上を
含むＣｕ基合金を用いることができる。即ち、このＣｕ
基合金材としては、Ｃｕ−Ｓｎ合金（合金元素としてＳ
ｎのみを含有するＣｕ基合金）の他に、例えばＣｕ−Ｓ
ｎ−Ｔｉ合金（合金元素としてＳｎ及びＴｉを含有する
Ｃｕ基合金）等を用いることができる。一方、フィラメ
ントを構成するＮｂ合金としては、Ｔｉ，Ｔａ，Ｚｒ，
Ｈｆ等の１種以上を含むＮｂ合金、例えば、Ｎｂ−Ｔａ
合金（合金元素としてＴａを含有するＮｂ合金）やＮｂ
−Ｔｉ合金等を用いることができる。
ースとする合金であってＳｎを必ず含有するものであ
る。このＣｕ基合金材としては、Ｓｎの他に、例えばＴ
ｉ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｍｇの１種以上を
含むＣｕ基合金を用いることができる。即ち、このＣｕ
基合金材としては、Ｃｕ−Ｓｎ合金（合金元素としてＳ
ｎのみを含有するＣｕ基合金）の他に、例えばＣｕ−Ｓ
ｎ−Ｔｉ合金（合金元素としてＳｎ及びＴｉを含有する
Ｃｕ基合金）等を用いることができる。一方、フィラメ
ントを構成するＮｂ合金としては、Ｔｉ，Ｔａ，Ｚｒ，
Ｈｆ等の１種以上を含むＮｂ合金、例えば、Ｎｂ−Ｔａ
合金（合金元素としてＴａを含有するＮｂ合金）やＮｂ
−Ｔｉ合金等を用いることができる。
【００２７】上記Ｃｕ基合金材とフィラメントを構成す
るＮｂまたはＮｂ合金との組み合わせによって、熱処理
で形成されるＮｂ3 Ｓｎ系反応層は異なる。Ｃｕ基合金
材としてＣｕ−Ｓｎ合金を用い、フィラメントとしてＮ
ｂを用いた場合、Ｎｂ3 Ｓｎ反応層が形成される。Ｃｕ
基合金材としてＣｕ−Ｓｎ−Ｔｉ合金を用い、フィラメ
ントとしてＮｂを用いた場合、（Ｎｂ，Ｔｉ）3 Ｓｎ反
応層が形成される。Ｃｕ基合金材としてＣｕ−Ｓｎ合金
材を用い、フィラメントとしてＮｂ−Ｔａ合金を用いた
場合、（Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｓｎ反応層が形成される。これ
らのＮｂ3 Ｓｎ系反応層はいずれも超電導性を有する物
質である。
るＮｂまたはＮｂ合金との組み合わせによって、熱処理
で形成されるＮｂ3 Ｓｎ系反応層は異なる。Ｃｕ基合金
材としてＣｕ−Ｓｎ合金を用い、フィラメントとしてＮ
ｂを用いた場合、Ｎｂ3 Ｓｎ反応層が形成される。Ｃｕ
基合金材としてＣｕ−Ｓｎ−Ｔｉ合金を用い、フィラメ
ントとしてＮｂを用いた場合、（Ｎｂ，Ｔｉ）3 Ｓｎ反
応層が形成される。Ｃｕ基合金材としてＣｕ−Ｓｎ合金
材を用い、フィラメントとしてＮｂ−Ｔａ合金を用いた
場合、（Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｓｎ反応層が形成される。これ
らのＮｂ3 Ｓｎ系反応層はいずれも超電導性を有する物
質である。
【００２８】Ｎｂ3 Ｓｎ系反応層には、Ｎｂ3 Ｓｎ反応
層の他に、（Ｎｂ，Ｔｉ）3 Ｓｎ反応層、（Ｎｂ，Ｔ
ａ）3 Ｓｎ反応層等があり、いずれもＮｂ及びＳｎを含
む超電導性物質である。
層の他に、（Ｎｂ，Ｔｉ）3 Ｓｎ反応層、（Ｎｂ，Ｔ
ａ）3 Ｓｎ反応層等があり、いずれもＮｂ及びＳｎを含
む超電導性物質である。
【００２９】本発明に係る超電導線材においては、熱処
理によって上記のようなＮｂ3 Ｓｎ系反応層が形成され
る。
理によって上記のようなＮｂ3 Ｓｎ系反応層が形成され
る。
【００３０】本発明において、超電導線材の形状は限定
されず、丸線、平角線のもの等を用いることができる。
されず、丸線、平角線のもの等を用いることができる。
【００３１】補強材（鉄基合金）は超電導線材の中心部
に配置することができる他、外周部に配置することもで
き、あるいは、分散して配置することもできる。
に配置することができる他、外周部に配置することもで
き、あるいは、分散して配置することもできる。
【００３２】
【実施例】〔実施例１、比較例１および２〕外部安定型
のＮｂ3 Ｓｎ超電導体を作製し、その性能評価試験を行
った。この詳細を以下説明する。
のＮｂ3 Ｓｎ超電導体を作製し、その性能評価試験を行
った。この詳細を以下説明する。
【００３３】 実施例１に係るＮｂ3 Ｓｎ超電導線材
の作製：直径６０ｍｍの丸棒状のＣｕ−１４質量％Ｓｎ
合金材の中心とその周囲（６個所）に直径１１．３ｍｍ
の孔を合計で７個所空け、これらの孔にそれぞれＮｂ棒
を挿入し、押し出しビレットを作製した。
の作製：直径６０ｍｍの丸棒状のＣｕ−１４質量％Ｓｎ
合金材の中心とその周囲（６個所）に直径１１．３ｍｍ
の孔を合計で７個所空け、これらの孔にそれぞれＮｂ棒
を挿入し、押し出しビレットを作製した。
【００３４】このビレットを押し出し加工により直径２
０ｍｍの棒状体とし、これを引き抜き加工により伸線
し、六角ダイスにより対辺長１．５ｍｍの六角断面に仕
上げ、これを所定の長さに切断した。このようにして、
Ｃｕ−１４質量％Ｓｎ合金材中にＮｂよりなるフィラメ
ントが配置されたＮｂ／Ｃｕ基合金単芯部（六角線材）
を多数準備した。
０ｍｍの棒状体とし、これを引き抜き加工により伸線
し、六角ダイスにより対辺長１．５ｍｍの六角断面に仕
上げ、これを所定の長さに切断した。このようにして、
Ｃｕ−１４質量％Ｓｎ合金材中にＮｂよりなるフィラメ
ントが配置されたＮｂ／Ｃｕ基合金単芯部（六角線材）
を多数準備した。
【００３５】一方、補強材の鉄基合金として直径１０．
５ｍｍの丸棒状のステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）を準
備し、この丸棒の周囲に厚み０．２ｍｍのＮｂシートを
２層巻きつけた。
５ｍｍの丸棒状のステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）を準
備し、この丸棒の周囲に厚み０．２ｍｍのＮｂシートを
２層巻きつけた。
【００３６】次に、この丸棒の周りに前記六角線材（Ｎ
ｂ／Ｃｕ基合金単芯部）を５８２本配置した。このよう
にして得られた複合体の周囲を厚み０．２ｍｍのＮｂシ
ート２層で巻き、これらを内径４７ｍｍ、外径６０ｍｍ
のＣｕ管中に挿入し、多芯押し出しビレットとした。こ
の多芯押し出しビレットの断面構造を模式的に図１に示
す。なお、図１において、符号の１は補強材（丸棒状ス
テンレス鋼）、２は補強材１の周囲に巻きつけられたＮ
ｂシート、３は六角線材（Ｎｂ／Ｃｕ基合金単芯部）、
４はＮｂ／Ｃｕ基合金単芯部３が複合多芯化されてなる
Ｎｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部、５はＮｂ／Ｃｕ基合金複
合多芯部４の周囲に巻きつけられたＮｂシート、６はＣ
ｕ管、７はこれらよりなる多芯押し出しビレットを示す
ものである。
ｂ／Ｃｕ基合金単芯部）を５８２本配置した。このよう
にして得られた複合体の周囲を厚み０．２ｍｍのＮｂシ
ート２層で巻き、これらを内径４７ｍｍ、外径６０ｍｍ
のＣｕ管中に挿入し、多芯押し出しビレットとした。こ
の多芯押し出しビレットの断面構造を模式的に図１に示
す。なお、図１において、符号の１は補強材（丸棒状ス
テンレス鋼）、２は補強材１の周囲に巻きつけられたＮ
ｂシート、３は六角線材（Ｎｂ／Ｃｕ基合金単芯部）、
４はＮｂ／Ｃｕ基合金単芯部３が複合多芯化されてなる
Ｎｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部、５はＮｂ／Ｃｕ基合金複
合多芯部４の周囲に巻きつけられたＮｂシート、６はＣ
ｕ管、７はこれらよりなる多芯押し出しビレットを示す
ものである。
【００３７】この多芯押し出しビレットを押し出し加工
により直径２０ｍｍの棒状体とし、これを引き抜き加工
により伸線し、厚み１．００ｍｍ、幅１．７７ｍｍの平
角線材を製作した。このとき、伸線途中、適宜焼鈍熱処
理を行った。このようにして、本発明の実施例１に係る
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材を得た。
により直径２０ｍｍの棒状体とし、これを引き抜き加工
により伸線し、厚み１．００ｍｍ、幅１．７７ｍｍの平
角線材を製作した。このとき、伸線途中、適宜焼鈍熱処
理を行った。このようにして、本発明の実施例１に係る
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材を得た。
【００３８】上記平角線材を６７０℃で１００時間加熱
の条件で熱処理し、Ｎｂ3 Ｓｎ反応層を生成させた。
の条件で熱処理し、Ｎｂ3 Ｓｎ反応層を生成させた。
【００３９】 比較例１に係るＮｂ3 Ｓｎ超電導線材
の作製：補強材としてステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）
に代えてＴａを用いた。この点を除き、前記実施例１の
場合と同様の方法により、同様の寸法の比較例１に係る
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材（平角線材）を得、これを同様の
条件で熱処理し、Ｎｂ3Ｓｎ反応層を生成させた。
の作製：補強材としてステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）
に代えてＴａを用いた。この点を除き、前記実施例１の
場合と同様の方法により、同様の寸法の比較例１に係る
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材（平角線材）を得、これを同様の
条件で熱処理し、Ｎｂ3Ｓｎ反応層を生成させた。
【００４０】 比較例２に係るＮｂ3 Ｓｎ超電導線材
の作製：前記実施例１の場合には丸棒状ステンレス鋼
（ＳＵＳ３１６Ｌ）の周囲にＮｂシートを巻きつけた
が、比較例２の場合にはＮｂシートを巻きつけなかっ
た。この点を除き、前記実施例１の場合と同様の方法に
より、同様の寸法の比較例２に係るＮｂ3 Ｓｎ超電導線
材（平角線材）を得、これを同様の条件で熱処理し、Ｎ
ｂ3 Ｓｎ反応層を生成させた。
の作製：前記実施例１の場合には丸棒状ステンレス鋼
（ＳＵＳ３１６Ｌ）の周囲にＮｂシートを巻きつけた
が、比較例２の場合にはＮｂシートを巻きつけなかっ
た。この点を除き、前記実施例１の場合と同様の方法に
より、同様の寸法の比較例２に係るＮｂ3 Ｓｎ超電導線
材（平角線材）を得、これを同様の条件で熱処理し、Ｎ
ｂ3 Ｓｎ反応層を生成させた。
【００４１】 Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材の性能評価試験
およびその結果：前記熱処理によるＮｂ3 Ｓｎ反応層生
成後のＮｂ3 Ｓｎ超電導線材について、液体ヘリウム中
（温度４．２Ｋ、磁場１２Ｔ）での臨界電流の測定およ
び機械的特性（強度、０．２％耐力）の測定を行った。
その結果を表１に示す。
およびその結果：前記熱処理によるＮｂ3 Ｓｎ反応層生
成後のＮｂ3 Ｓｎ超電導線材について、液体ヘリウム中
（温度４．２Ｋ、磁場１２Ｔ）での臨界電流の測定およ
び機械的特性（強度、０．２％耐力）の測定を行った。
その結果を表１に示す。
【００４２】表１からわかる如く、比較例２に係るＮｂ
3 Ｓｎ超電導線材は、比較例１に係るＮｂ3 Ｓｎ超電導
線材と同様に強度および０．２％耐力が高くて機械的特
性に優れているが、比較例１の場合よりも臨界電流が極
めて小さく、また、ｎ値も極めて小さい。
3 Ｓｎ超電導線材は、比較例１に係るＮｂ3 Ｓｎ超電導
線材と同様に強度および０．２％耐力が高くて機械的特
性に優れているが、比較例１の場合よりも臨界電流が極
めて小さく、また、ｎ値も極めて小さい。
【００４３】本発明の実施例１に係るＮｂ3 Ｓｎ超電導
線材は、臨界電流およびｎ値が比較例２の場合よりも大
きく、比較例１の場合と同様に優れており、また、比較
例１の場合と同様に強度および０．２％耐力が高くて機
械的特性に優れている。
線材は、臨界電流およびｎ値が比較例２の場合よりも大
きく、比較例１の場合と同様に優れており、また、比較
例１の場合と同様に強度および０．２％耐力が高くて機
械的特性に優れている。
【００４４】なお、比較例１に係るＮｂ3 Ｓｎ超電導線
材は、強度および０．２％耐力が高くて機械的特性に優
れ、また、臨界電流およびｎ値が大きくて超電導特性に
優れているものの、補強材としてＴａを用いているの
で、コストが増大し、経済性の悪化を招来するという欠
点がある。
材は、強度および０．２％耐力が高くて機械的特性に優
れ、また、臨界電流およびｎ値が大きくて超電導特性に
優れているものの、補強材としてＴａを用いているの
で、コストが増大し、経済性の悪化を招来するという欠
点がある。
【００４５】本発明の実施例１に係るＮｂ3 Ｓｎ超電導
線材は、このような経済性の悪化を招来することなく、
比較例１に係るＮｂ3 Ｓｎ超電導線材と同等もしくはそ
れ以上に優れた機械的特性および超電導特性を有するこ
とができる。これは、本発明の有効性を実証するもので
ある。
線材は、このような経済性の悪化を招来することなく、
比較例１に係るＮｂ3 Ｓｎ超電導線材と同等もしくはそ
れ以上に優れた機械的特性および超電導特性を有するこ
とができる。これは、本発明の有効性を実証するもので
ある。
【００４６】本発明の実施例１の場合、補強材の鉄基合
金としてステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）を用いたが、
このステンレス鋼に代えて他の鉄基合金を用いた場合も
同様の効果が得られる。また、本発明の実施例１の場
合、丸棒状ステンレス鋼の周囲にＮｂシートを巻きつけ
たが、このＮｂシートに代えて他の元素周期表５Ａ族の
金属（Ｔａ、Ｖ等）を用いた場合も、４Ａ族の金属（Ｔ
ｉ等）、６Ａ族の金属（Ｍｏ等）を用いた場合も、ほぼ
同様の効果が得られる。また、これらの金属をベースと
する合金、例えばＮｂ−Ｔａ合金を用いた場合も、ほぼ
同様の効果が得られる。また、これらの金属とＣｒやＣ
ｕ等との積層状のものを用いた場合も、ほぼ同様の効果
が得られる。
金としてステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）を用いたが、
このステンレス鋼に代えて他の鉄基合金を用いた場合も
同様の効果が得られる。また、本発明の実施例１の場
合、丸棒状ステンレス鋼の周囲にＮｂシートを巻きつけ
たが、このＮｂシートに代えて他の元素周期表５Ａ族の
金属（Ｔａ、Ｖ等）を用いた場合も、４Ａ族の金属（Ｔ
ｉ等）、６Ａ族の金属（Ｍｏ等）を用いた場合も、ほぼ
同様の効果が得られる。また、これらの金属をベースと
する合金、例えばＮｂ−Ｔａ合金を用いた場合も、ほぼ
同様の効果が得られる。また、これらの金属とＣｒやＣ
ｕ等との積層状のものを用いた場合も、ほぼ同様の効果
が得られる。
【００４７】本発明の実施例１、比較例１および２の場
合、Ｎｂ3 Ｓｎ反応層を形成させたが、これに代えて
（Ｎｂ，Ｔｉ）3 Ｓｎ反応層や、（Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｓｎ
反応層を形成させた場合も、前記実施例１、比較例１お
よび２の場合と同様の傾向の結果が得られる。また、前
記実施例１、比較例１および２の場合、外部安定型のＮ
ｂ3 Ｓｎ超電導体としたが、これに代えて内部安定型の
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体とした場合も、同様の傾向の結果が
得られる。
合、Ｎｂ3 Ｓｎ反応層を形成させたが、これに代えて
（Ｎｂ，Ｔｉ）3 Ｓｎ反応層や、（Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｓｎ
反応層を形成させた場合も、前記実施例１、比較例１お
よび２の場合と同様の傾向の結果が得られる。また、前
記実施例１、比較例１および２の場合、外部安定型のＮ
ｂ3 Ｓｎ超電導体としたが、これに代えて内部安定型の
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体とした場合も、同様の傾向の結果が
得られる。
【００４８】また、本発明の実施例１、比較例１および
２の場合、外部安定型のＮｂ3 Ｓｎ系超電導体を作製
し、その性能評価試験を行ったが、内部安定型のＮｂ3
Ｓｎ系超電導体とした場合も、その本発明例のＮｂ3 Ｓ
ｎ超電導線材は前記比較例１に対応する比較例のもの
（補強材：Ｔａ）と同等もしくはそれ以上に優れた機械
的特性および超電導特性を有することができる。
２の場合、外部安定型のＮｂ3 Ｓｎ系超電導体を作製
し、その性能評価試験を行ったが、内部安定型のＮｂ3
Ｓｎ系超電導体とした場合も、その本発明例のＮｂ3 Ｓ
ｎ超電導線材は前記比較例１に対応する比較例のもの
（補強材：Ｔａ）と同等もしくはそれ以上に優れた機械
的特性および超電導特性を有することができる。
【００４９】〔実施例２〕補強材とＮｂ／Ｃｕ基合金複
合多芯部との間に配置されるＮｂよりなるバリア層の厚
みをパラメータとして変化させた外部安定型のＮｂ3 Ｓ
ｎ超電導体を作製し、その性能評価試験を行い、バリア
層の厚みの影響を調査した。この詳細を以下説明する。
合多芯部との間に配置されるＮｂよりなるバリア層の厚
みをパラメータとして変化させた外部安定型のＮｂ3 Ｓ
ｎ超電導体を作製し、その性能評価試験を行い、バリア
層の厚みの影響を調査した。この詳細を以下説明する。
【００５０】直径６０ｍｍの丸棒状のＣｕ−１４質量％
Ｓｎ合金材の中心とその周囲（６個所）に直径１１．３
ｍｍの孔を合計で７個所空け、これらの孔にそれぞれＮ
ｂ棒を挿入し、押し出しビレットを作製した。
Ｓｎ合金材の中心とその周囲（６個所）に直径１１．３
ｍｍの孔を合計で７個所空け、これらの孔にそれぞれＮ
ｂ棒を挿入し、押し出しビレットを作製した。
【００５１】このビレットを押し出し加工により直径２
０ｍｍの棒状体とし、これを引き抜き加工により伸線
し、六角ダイスにより対辺長１．５ｍｍの六角断面に仕
上げ、これを所定の長さに切断した。このようにして、
Ｃｕ−１４質量％Ｓｎ合金材中にＮｂよりなるフィラメ
ントが配置されたＮｂ／Ｃｕ基合金単芯部（六角線材）
を多数準備した。
０ｍｍの棒状体とし、これを引き抜き加工により伸線
し、六角ダイスにより対辺長１．５ｍｍの六角断面に仕
上げ、これを所定の長さに切断した。このようにして、
Ｃｕ−１４質量％Ｓｎ合金材中にＮｂよりなるフィラメ
ントが配置されたＮｂ／Ｃｕ基合金単芯部（六角線材）
を多数準備した。
【００５２】一方、補強材の鉄基合金として直径１０．
５ｍｍの丸棒状のＳＵＳ３１６Ｌ材を準備し、この丸棒
の周囲に厚み０．１ｍｍのＮｂシートを１層巻きつけ
た。また、これと同様の丸棒の周囲に厚み０．２ｍｍの
Ｎｂシートを１層、３層、５層、１０層あるいは２０層
巻きつけた。
５ｍｍの丸棒状のＳＵＳ３１６Ｌ材を準備し、この丸棒
の周囲に厚み０．１ｍｍのＮｂシートを１層巻きつけ
た。また、これと同様の丸棒の周囲に厚み０．２ｍｍの
Ｎｂシートを１層、３層、５層、１０層あるいは２０層
巻きつけた。
【００５３】次に、この丸棒の周りに、前記六角線材
（Ｎｂ／Ｃｕ基合金単芯部）を配置した。このようにし
て得られた複合体の周囲を厚み０．２ｍｍのＮｂシート
２層で巻き、これらを内径４７ｍｍ、外径６０ｍｍのＣ
ｕ管中に挿入し、多芯押し出しビレットとした。この多
芯押し出しビレットの断面構造を模式的に図１に示す。
（Ｎｂ／Ｃｕ基合金単芯部）を配置した。このようにし
て得られた複合体の周囲を厚み０．２ｍｍのＮｂシート
２層で巻き、これらを内径４７ｍｍ、外径６０ｍｍのＣ
ｕ管中に挿入し、多芯押し出しビレットとした。この多
芯押し出しビレットの断面構造を模式的に図１に示す。
【００５４】この多芯押し出しビレットを押し出し加工
により直径２０ｍｍの棒状体とし、これを引き抜き加工
により伸線し、厚み１．００ｍｍ、幅１．７７ｍｍの平
角線材を製作した。このとき、伸線途中、適宜焼鈍熱処
理を行った。このようにして、本発明の実施例２に係る
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材を得た。
により直径２０ｍｍの棒状体とし、これを引き抜き加工
により伸線し、厚み１．００ｍｍ、幅１．７７ｍｍの平
角線材を製作した。このとき、伸線途中、適宜焼鈍熱処
理を行った。このようにして、本発明の実施例２に係る
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材を得た。
【００５５】上記平角線材を６７０℃で１００時間加熱
の条件で熱処理し、Ｎｂ3 Ｓｎ反応層を生成させた。
の条件で熱処理し、Ｎｂ3 Ｓｎ反応層を生成させた。
【００５６】前記Ｎｂ3 Ｓｎ反応層生成後のＮｂ3 Ｓｎ
超電導線材について、液体ヘリウム中（温度４．２Ｋ、
磁場１２Ｔ）での臨界電流の測定および機械的特性（強
度、０．２％耐力）の測定を行った。また、電子顕微鏡
による断面観察を行い、補強材（ＳＵＳ３１６Ｌ材）の
周囲に配置されたＮｂよりなるバリア層の厚みを計測し
た。これらの結果を表２に示す。
超電導線材について、液体ヘリウム中（温度４．２Ｋ、
磁場１２Ｔ）での臨界電流の測定および機械的特性（強
度、０．２％耐力）の測定を行った。また、電子顕微鏡
による断面観察を行い、補強材（ＳＵＳ３１６Ｌ材）の
周囲に配置されたＮｂよりなるバリア層の厚みを計測し
た。これらの結果を表２に示す。
【００５７】表２からわかる如く、バリア層の厚みが
３．６μm 、１０．２μm 、１６．４μm 、３３．８μ
m の場合（符号Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）は、臨界電流が大きい
が、これに対し、バリア層の厚みが１．５μm の場合
（Ａ）及び６２．４μm の場合（Ｆ）は、臨界電流が低
くなっている。これは、バリア層の厚みは３〜５０μm
とすることが望ましいことを実証するものである。
３．６μm 、１０．２μm 、１６．４μm 、３３．８μ
m の場合（符号Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）は、臨界電流が大きい
が、これに対し、バリア層の厚みが１．５μm の場合
（Ａ）及び６２．４μm の場合（Ｆ）は、臨界電流が低
くなっている。これは、バリア層の厚みは３〜５０μm
とすることが望ましいことを実証するものである。
【００５８】バリア層の厚みが６２．４μm の場合の如
く厚みが大きくなると臨界電流が低くなる。これは、バ
リア層の部分が非超電導であり、この部分の断面面積比
が増大するためである。
く厚みが大きくなると臨界電流が低くなる。これは、バ
リア層の部分が非超電導であり、この部分の断面面積比
が増大するためである。
【００５９】表２からわかる如く、バリア層の厚みが６
２．４μm の場合の如く厚みが大きくなると超電導線材
の強度が高くなっている。これは、バリア層が強度メン
バーとして作用するからである。即ち、Ｎｂ等の体心立
方の結晶構造をとる金属は一般に低温で強度が急激に高
くなり、このような性質を有するＮｂをバリア層に使用
しているので、それの断面面積比が増大すると強度メン
バーとして作用し、超電導線材の強度が高くなるためで
ある。
２．４μm の場合の如く厚みが大きくなると超電導線材
の強度が高くなっている。これは、バリア層が強度メン
バーとして作用するからである。即ち、Ｎｂ等の体心立
方の結晶構造をとる金属は一般に低温で強度が急激に高
くなり、このような性質を有するＮｂをバリア層に使用
しているので、それの断面面積比が増大すると強度メン
バーとして作用し、超電導線材の強度が高くなるためで
ある。
【００６０】
【表１】
【００６１】
【表２】
【００６２】
【発明の効果】本発明に係る超電導線材によれば、補強
材として鉄基合金を用いているが、熱処理時の鉄基合金
内の磁性元素の拡散による超電導特性の低下が生じ難く
なる。即ち、鉄基合金内の磁性元素の拡散による超電導
特性の低下を招くことなく、超電導線材の補強をするこ
とができ、高強度化が可能となる。
材として鉄基合金を用いているが、熱処理時の鉄基合金
内の磁性元素の拡散による超電導特性の低下が生じ難く
なる。即ち、鉄基合金内の磁性元素の拡散による超電導
特性の低下を招くことなく、超電導線材の補強をするこ
とができ、高強度化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例に係る多芯押し出しビレットの断面構
造を模式的に示す図である。
造を模式的に示す図である。
１--補強材、２--Ｎｂシート、３--六角線材（Ｎｂ／Ｃ
ｕ基合金単芯部）、４--Ｎｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部、
５--Ｎｂシート、６--Ｃｕ管、７--多芯押し出しビレッ
ト。
ｕ基合金単芯部）、４--Ｎｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部、
５--Ｎｂシート、６--Ｃｕ管、７--多芯押し出しビレッ
ト。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｓｎを含有するＣｕ基合金材中にＮｂま
たはＮｂ合金よりなるフィラメントが配置されたＮｂ／
Ｃｕ基合金単芯部が複合多芯化されてなるＮｂ／Ｃｕ基
合金複合多芯部と、鉄基合金部とを有する超電導線材で
あって、前記Ｎｂ／Ｃｕ基合金複合多芯部と前記鉄基合
金部との間に元素周期表の４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族の金
属の１種またはそれをベースとする合金よりなるバリア
層が配置されていることを特徴とする超電導線材。 - 【請求項２】 前記バリア層の厚みが３〜５０μm であ
る請求項１記載の超電導線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001236583A JP4045082B2 (ja) | 2001-08-03 | 2001-08-03 | 超電導線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001236583A JP4045082B2 (ja) | 2001-08-03 | 2001-08-03 | 超電導線材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003045247A true JP2003045247A (ja) | 2003-02-14 |
| JP4045082B2 JP4045082B2 (ja) | 2008-02-13 |
Family
ID=19067820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001236583A Expired - Fee Related JP4045082B2 (ja) | 2001-08-03 | 2001-08-03 | 超電導線材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4045082B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007173102A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Kobe Steel Ltd | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材製造用前駆体およびその製造方法 |
| JP2010135215A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Kobe Steel Ltd | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材製造用前駆体およびＮｂ３Ｓｎ超電導線材 |
| JP2011192639A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-29 | Kobe Steel Ltd | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材製造用前駆体およびＮｂ３Ｓｎ超電導線材 |
| WO2013154187A1 (ja) * | 2012-04-12 | 2013-10-17 | 古河電気工業株式会社 | 化合物超電導線及びその製造方法 |
-
2001
- 2001-08-03 JP JP2001236583A patent/JP4045082B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
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| WO2013154187A1 (ja) * | 2012-04-12 | 2013-10-17 | 古河電気工業株式会社 | 化合物超電導線及びその製造方法 |
| US9711262B2 (en) | 2012-04-12 | 2017-07-18 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Compound superconducting wire and method for manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4045082B2 (ja) | 2008-02-13 |
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