JP2003187654A

JP2003187654A - Ｎｂ▲３▼Ｓｎ超電導線材の製造方法

Info

Publication number: JP2003187654A
Application number: JP2001382135A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Miyazaki; 隆好宮崎; Seiji Hayashi; 征治林; Yukinobu Murakami; 幸伸村上; Hiroyuki Kato; 弘之加藤
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2003-07-04
Anticipated expiration: 2021-12-14
Also published as: JP3866969B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高い外部磁場においても高い臨界電流密度が
実現できるＮｂ₃Ｓｎ超電導線材を製造するための有用
な方法を提供する。【解決手段】Ｓｎ、並びにＮｂ若しくはＴａを含有す
る金属粉末、化合物粉末または合金粉末を、Ｎｂまたは
Ｎｂ基合金よりなる複数本のパイプに充填したものを用
いてＮｂ₃Ｓｎ超電導線材を製造する方法において、前
記パイプの外径をＤ、内径をｄとしたとき（Ｄ−ｄ）／
ｄの値を０．４５以上、１．５以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｎｂ₃Ｓｎ超電導
線材を製造する方法に関するものであり、特に、高分解
能核磁気共鳴ＮＭＲ分析装置、ＭＲＩ診断装置、核融合
炉、加速器などに用いられる超電導マグネットの素材と
して有用なＮｂ₃Ｓｎ超電導線材を製造する方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気抵抗がゼロで大電流を流すこ
とができる超電導線材を用いることで、大電流送電や強
磁場発生装置等の利用が広がりつつある。例えば高分解
能ＮＭＲ分析装置に用いられる超電導マグネットは、大
電流通電による強磁場発生と抵抗ゼロを利用して電源を
用いない永久電流モードの運転を行うものであり、超電
導現象を利用することで初めて実現可能な応用の典型で
ある。また、ＮＭＲ分析装置では、マグネットの発生磁
場が高ければ高いほど分解能が向上するので、こうした
分解能を高めるという観点から近年ますます高磁場化の
傾向にある。

【０００３】超電導マグネットの素材として使用されて
いる超電導線材としては、ＮｂＴｉ線材とＮｂ₃Ｓｎ線
材の２種類の金属系超電導線材が一般的に知られてい
る。これらの線材における臨界磁場（超電導性を維持で
きる最高磁場）は、ＮｂＴｉで約１１Ｔ、Ｎｂ₃Ｓｎで
約２５Ｔであるので、Ｎｂ₃Ｓｎ線材は１０Ｔ以上の高
磁場を発生するマグネットには不可欠なものである。通
常、中・低磁場用マグネットではＮｂＴｉ線材で作製さ
れ、高磁場用マグネットではその外層をＮｂＴｉ線材、
内層をＮｂ₃Ｓｎ線材とする組み合わせで作製されるの
が一般的である。

【０００４】これまで用いられてきたＮｂ₃Ｓｎ線材
は、ブロンズ法によって製造されるのが一般的である。
このブロンズ法は、Ｃｕ−Ｓｎ基合金（ブロンズ）マト
リックス中に複数のＮｂ製芯材を埋設し、これを安定化
の為の銅（安定化銅）に埋設して伸線加工により上記芯
材をフィラメントとなし、或はこのフィラメントを複数
束ねて線材群となし、上記フィラメントまたは線材群を
６００〜８００℃で熱処理することによりＮｂ製のフィ
ラメントに上記マトリックスのＳｎを拡散させてＮｂ₃
Ｓｎ層を生成させる方法である。

【０００５】このブロンズ法で製造されたＮｂ₃Ｓｎ線
材で、現在最高性能を実現している線材の熱処理反応後
の断面を図１（図面代用顕微鏡写真）に示す。尚、図１
中ＡはＣｕ−Ｓｎ基合金（以下、「ブロンズ」と呼ぶこ
とがある）、Ｂはブロンズ中のＳｎがＮｂの中に拡散し
て形成されたＮｂ₃Ｓｎ、ＣはＮｂを夫々示している。

【０００６】上記の様なＮｂ₃Ｓｎ線材において、超電
導になって電流を流せるのは上記Ｎｂ₃Ｓｎの部分であ
り、その他の部分は超電導にはならないので、より多く
の電流を流すためには、Ｎｂ₃Ｓｎ層が厚いほど良いこ
とが分かる。また、Ｎｂ₃Ｓｎ層を厚くするためには、
ブロンズからのＳｎをより多くＮｂ中に拡散させれば良
い。こうしたことからブロンズ法においては、ブロンズ
中のＳｎ含有量をできるだけ多くするという方法が採用
されるのが一般的である。しかしながら、ブロンズ中に
固溶できるＳｎ濃度には限界があり、１５．８質量％が
上限である。従って、ブロンズ法においては、ブロンズ
中のＳｎがなくなってしまうと、熱処理時間をそれ以上
にいかに長くしても、Ｎｂ₃Ｓｎ層の厚さをそれ以上厚
くすることはできなくなる。こうしたことから、Ｎｂ₃
Ｓｎ線材によって更に大電流を流すためには、断面積に
占めるＮｂ₃Ｓｎ層の比率が大きくなる様に別の手段を
講じる必要がある。

【０００７】一方、Ｎｂ₃Ｓｎ線材を製造する方法とし
ては、上記ブロンズ法の他に、粉末法も提案されてい
る。例えば、特開平５−２８８５９号や同５−３４２９
３２号には、Ｎｂ基合金パイプに、Ｃｕ粉とＳｎ粉から
なる圧粉体やＣｕＳｎ合金粉末を原料粉末として充填し
た後、伸線加工して前記パイプ中の原料粉末をフィラメ
ント状とし、この複数本を安定化の為の銅（安定化銅）
内に埋設して複合体（ビレット）とした後、伸線加工お
よび熱処理することによって、フィラメントパイプ中の
ＳｎとパイプであるＮｂとを反応させ、パイプの内側か
らＮｂ₃Ｓｎ層を形成する方法が提案されている。こう
した方法では、原料粉末中のＳｎ含有量を高くしてある
ので、伸線加工後の熱処理によってＮｂ製パイプの内側
に形成されるＮｂ₃Ｓｎ層の厚さは、ブロンズ法の場合
に比べて数倍に大きくすることができるのである。

【０００８】しかしながら、こうした粉末法において
も、解決されるべき若干の問題が指摘されている。即
ち、粉末法によってＮｂ₃Ｓｎ超電導線材を製造した場
合には、熱処理によってＳｎがＮｂ製パイプに拡散した
後、元々原料粉末が充填されていた領域はボイド等の非
超電導層となり、この無駄な領域の存在によって超伝導
特性が低下することになる。また、原料粉末中のＳｎ含
有量を大きくしてあるので、高温押し出しを行おうとす
ると、Ｓｎが溶融してビレットから噴出してしまい超電
導線材の製造自体ができなくなる。

【０００９】上記の様な粉末法を改善して、前記ブロン
ズ法と粉末法を複合した方法（以下、「複合法」と呼ぶ
ことがある）も提案されている。例えば、特開平５−２
４２７４２号には、Ｎｂ製パイプにブロンズ粉末を充填
して、このパイプの複数本をブロンズに埋設して複合体
（ビレット）とし、これを伸線した後熱処理することに
よって、Ｎｂ製パイプの両側（内側と外側）にＮｂ₃Ｓ
ｎ層を形成する方法が提案されている。この方法は、Ｎ
ｂ製パイプの両側にＮｂ₃Ｓｎ層を形成させてＮｂ₃Ｓｎ
層の断面積比を実質的に大きくすると共に、Ｎｂ製パイ
プの外側にＮｂ₃Ｓｎ層を形成することによって超電導
部の面積率を増やしたものである。

【００１０】しかしながら、こうした複合法において
も、Ｎｂ製パイプ内側表面に形成されるＮｂ₃Ｓｎ層の
厚みが依然として薄いという問題がある。また、前記粉
末法の場合と同様に、パイプ内の粉末が充填されていた
領域が、反応熱処理後に非超電導層となって超電導特性
の向上に寄与しないものとなる。更に、この方法では、
Ｓｎの拡散をできるだけ多くするという観点から、ブロ
ンズ中のＳｎ含有量をできるだけ大きくする必要がある
が、そうするとブロンズ中に硬く加工性に乏しい相が生
じ、伸線加工において頻繁に中間焼鈍を施す必要が生じ
る。こうしたことから、この複合法においても、超電導
線材の単位面積当たりに流せる電流値（臨界電流密度：
Ｊｃ）は僅かに改善されるものの、その改善の程度は１
０％程度にとどまり、実用線材としては不十分である。

【００１１】一般に、マグネット用超電導線材において
重要となるのが臨界電流密度（Ｊｃ）であり、これは、
導体全体（オーバーオール）または安定化材を除いた部
分または超電導体だけの単位断面積当たりの臨界電流値
（Ｉｃ）のことである。Ｊｃの向上のためには、Ｎｂ₃
Ｓｎ層当たりの臨界電流値の向上と、線材断面当たりで
いかに効率的にＮｂ₃Ｓｎを生成させ得るかが重要とな
る。そのためには、Ｎｂ₃Ｓｎ生成後に残る未反応Ｎｂ
などを極力低減することが重要である。

【００１２】これまでに、２０Ｔを超える高磁場におけ
るＮｂ₃Ｓｎ層当たりの臨界電流値を向上させた線材の
製造方法として、特開平８−９２６６８号にはＮｂとＳ
ｎの化合物粉末を利用したＮｂ₃Ｓｎ線材の製造方法、
また、特開平１１−２５０７４９号にはＴａなどとＳｎ
の化合物粉末を利用したＮｂ₃Ｓｎ線材の製造方法が提
案されている。前者はＮｂ₃ＳｎよりもＳｎに富む中間
化合物粉末とＮｂ粉末を反応させてＮｂ₃Ｓｎを生成さ
せるものであり、後者はＴａ等とＳｎの合金または金属
間化合物粉末をＮｂパイプに充填して線材に加工した
後、熱処理によりＮｂ₃Ｓｎを生成させるものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このようなＮｂやＴａ
などとＳｎの化合物粉末を利用したＮｂ₃Ｓｎ超電導線
材の製造方法を用いて、さらにＪｃを向上させるために
は、Ｎｂ₃Ｓｎを生成する際の熱処理時に線材断面内に
生じる非超電導部分の割合をできるだけ少なくしなけれ
ばならない。従って、パイプの厚みが大きすぎると、Ｎ
ｂ₃Ｓｎ生成後の残留Ｎｂが多くなり全体としてＪｃを
下げる結果となる。

【００１４】一方、パイプの厚みを薄くすると、ここで
用いる粉末には非常に硬い金属間化合物が含まれるた
め、粗大な粒が残存していた場合、細線加工の過程で粉
末がパイプを破ってしまい外部の安定化銅を汚染してし
まう危険性が高まる。また、Ｎｂ₃Ｓｎを生成する際の
熱処理時にＳｎがパイプを通り抜け外部に拡散してしま
い、線材の超電導特性を損なってしまうという問題があ
った。

【００１５】本発明はこうした状況の下なされたもので
あって、その目的は、高い外部磁場においても高い臨界
電流密度が実現できるＮｂ₃Ｓｎ超電導線材を製造する
ための有用な方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明の製造方法とは、Ｓｎ、並びにＮｂ若しくはＴａを
含有する金属粉末、化合物粉末または合金粉末を、Ｎｂ
またはＮｂ基合金よりなる複数本のパイプに充填したも
のを用いてＮｂ₃Ｓｎ超電導線材を製造する方法におい
て、１）前記パイプの外径をＤ、内径をｄとしたとき（Ｄ−
ｄ）／ｄを０．４５以上、１．５以下を満たし、あるい
は、２）減面加工により線材としたときのパイプの外径およ
び内径をそれぞれＤ’、ｄ’としたとき、前記パイプに
充填する粉末の粒径ａが（Ｄ’−ｄ’）／２＞ａを満た
すところに要旨を有している。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明者らは、上記課題を解決す
るために様々な角度から検討した。その結果、上記構成
を採用すれば、上記目的が見事に達成されることを見出
し、本発明を完成した。以下、本発明が完成された経緯
を説明しつつ、本発明の作用について説明する。

【００１８】上述のごとく、従来の製造方法を用いて実
際に実用レベルの超電導線材を設計・製造する場合にお
いて、より優れた超電導特性を有するＮｂ₃Ｓｎ線材を
得るためには、（ａ）Ｎｂ₃Ｓｎ層当たりの臨界電流値
の向上、および（ｂ）線材断面当たりでいかに効率よく
Ｎｂ₃Ｓｎを生成させ得るかが重要である。これらの観
点から、本発明者らが検討したところ、ＮｂあるいはＮ
ｂ基合金からなるパイプの外径および内径を適切に制御
することにより、熱処理後に非超電導層となる未反応Ｎ
ｂを低減し得ることが見出された。

【００１９】まず、図２に本発明に係る超電導線材の断
面を示す。図中、１は安定化銅、２はＮｂまたはＮｂ基
合金よりなるパイプ、３はパイプ内部に充填された粉末
部を示す。

【００２０】本発明においては、このパイプ２の外径を
Ｄ、内径をｄとしたときに、（Ｄ−ｄ）／ｄの値が０．
４５以上、１．５以下でなければならない。

【００２１】この値が０．４５より小さい場合、本発明
に用いる粉末には、非常に硬い金属間化合物も含まれる
ため、パイプの内部に充填される粉末により、伸線加工
中にパイプが破れる危険性が大きいからである。また、
１．５以上の場合、熱処理後にも未反応Ｎｂが残存する
ため、非超電導部分が多くなり、線材のＪｃを低下させ
るためである。（Ｄ−ｄ）／ｄの値を０．４５以上、
１．５以下とすることでパイプの損傷がなくＪｃの高い
超電導線材を実現できるのである。

【００２２】しかし、上述の規定を満足していても、伸
線加工によって線材の径を１００μm以下にまで加工す
る場合には、パイプが破れる場合がある。

【００２３】また、本発明に係る線材に用いられる粉末
には、上述したように硬くてもろい金属間化合物も含ま
れているため、減面加工中に更に細かくなるものと、そ
のままの大きさで残りパイプを破るものとが出てくる。

【００２４】この様に、パイプが破れた場合、Ｓｎがパ
イプ外部にまで拡散し、熱処理後に十分なＮｂ₃Ｓｎ層
が得られず、超電導特性が低減する。そこで、減面加工
し最終的な線材としたときのパイプの厚みと充填時の粉
末の粒径との関係について検討したところ、前記減面加
工後のパイプの外径および内径をそれぞれＤ’、ｄ’、
充填時の粉末粒径ａとしたとき、前記粉末の粒径ａが
（Ｄ’−ｄ’）／２＞ａを満たせば、該粉末中に硬い金
属間化合物を含んでいても、細線加工時にパイプが破れ
ることがなく安定して線材が加工できることを見出し
た。また、この規定を満たしていれば、上述した伸線加
工前のパイプの内径と外径の規定を満たさない場合でも
良好なＪｃを有する超電導線材を得ることができる。

【００２５】本発明では原料粉末として、Ｓｎ、並びに
Ｎｂ若しくはＴａを含有する金属粉末、化合物粉末また
は合金粉末を用いる。具体的にはＮｂ−Ｓｎ系化合物粉
末、Ｔａ−Ｓｎ系化合物粉末、Ｎｂ粉末またはＴａ粉末
とＳｎ粉末を混合した後、熱処理してＳｎを溶融拡散さ
せることにより作成される粉末が好ましい。この様に、
Ｓｎを合金化することで融点を高め、加工時の加工発熱
によるＳｎの溶融および溶出を防ぐことができるからで
ある。

【００２６】原料粉末中のＳｎは、ＮｂまたはＮｂ基合
金に拡散してＮｂ₃Ｓｎ層を形成するために混合するも
のである。それ以外の残余のＳｎは、原料粉末中にＮｂ
を含む場合はこれと反応してパイプの中心領域にＮｂ₃
Ｓｎ層を形成するのに寄与することになる。本発明は、
原料粉末を充填するＮｂあるいはＮｂ基合金からなるパ
イプの厚み比を規定することにより、熱処理後に残る未
反応Ｎｂ、つまりは非超電導層を低減し、Ｊｃの向上を
狙ったものであるが、この様に、予め充填する粉末にＮ
ｂ₃Ｓｎを生成し得る成分を含有させておくことによっ
ても、非超電導層である粉末コア部分の残存をできるだ
け少なくすることができる。

【００２７】また、これらの原料粉末にＣｕ，Ｔａ，Ｈ
ｆ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｇｅなどを拡散させてもかまわない。
これらの元素を添加することにより、高磁場での特性等
を改善することができるからである。特に、Ｃｕは、Ｎ
ｂ₃Ｓｎ生成の際における熱処理温度を低減することが
できるため０．１質量％以上添加するのが好ましく、よ
り好ましくは２質量％以上である。しかし、過度に添加
しても生成するＮｂ₃Ｓｎに対してＣｕが不純物として
作用し特性を低下させるので、その上限は５０質量％程
度にすることが好ましい。

【００２８】また、ＴｉやＴａの添加により、高磁場で
の高電流化という効果が発揮されるが、その含有量が過
剰になると加工性が低下する。よって、これらの元素の
添加量は、０．１〜１０質量％程度に抑えるのが好まし
い。

【００２９】本発明で用いる原料粉末の形態について
は、特に限定するものではなく、例えば合金化粉末と化
合物粉末を混合した粉末など様々な形態を採用すること
ができる。いずれの形態を採用するにしても、原料粉末
の粒径は、上述した（Ｄ’−ｄ’）／２の式で得られる
値よりも小さいものであることが好ましい。

【００３０】尚、混合粉末における上記各粉末の混合割
合については特に限定するものではないが、Ｔａが５〜
８０質量％、Ｓｎが１０〜６０質量％、Ｃｕが１０〜６
０質量％の間で調整するのが好ましい。

【００３１】本発明に用いるパイプはＮｂよりなるパイ
プが好ましい。また、ＮｂにＴａ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ｚｒ，
Ｇｅなどを添加したＮｂ基合金を用いてもかまわない。
これらの元素を添加することで、高磁場での特性を改善
することができるからである。

【００３２】本発明において超電導線材の前駆体（熱処
理前の複合体）となるものは、例えば上記のような原料
粉末をＮｂまたはＮｂ基合金からなる複数本のパイプに
充填し、この複数本のパイプを束ねて、その表面に安定化銅を
配置して複合体とする、または、上記パイプを減面加工して線材とし、その複数本を束
ねて線材群とし、この線材群の表面に安定化銅を配置し
て複合体とする、ことによって得られる。

【００３３】尚、上記における減面加工とは、複合体
を得るためのものであり、最終的な超電導線材とするも
のではない。

【００３４】いずれの複合体を用いるにしても、本発明
方法で用いる複合体は、その表面に安定化銅が配置され
る。安定化銅は、形成されたＮｂ₃Ｓｎ層を安定化させ
るために配置されるものであり、純銅によって構成され
る。

【００３５】また、本発明に係る超電導線材において
は、上記複合体と安定化銅との間に拡散バリアー層を配
置してもかまわない。この拡散バリアー層は、熱処理時
にＳｎなどの不純物が安定化銅に拡散して、安定化銅の
抵抗値が大きくなることがない様に配置されるものであ
り、例えば、ＮｂやＴａによって構成される。

【００３６】しかし、本発明の超電導線材においては、
パイプの厚みを規定することにより、上述の問題も解決
できたため、このような拡散バリア層を設けなくてもそ
の超電導特性が低下することはない。

【００３７】更に、上記各複合体をＣｕ−Ｓｎ基合金製
部材に埋設してもかまわない。この様な構成を採用する
ことによって、Ｎｂ（パイプ）へのＳｎの拡散が促進で
きるからである。この場合、複合体を埋設したＣｕ−Ｓ
ｎ基合金部材の表面に拡散バリアー層を配置し、更にそ
の表面に安定化銅を配置することになる。上記Ｃｕ−Ｓ
ｎ合金中のＳｎ含有量は固溶限内でできるだけ多い方が
良いが、あまり多くなると加工性が悪くなり、頻繁に中
間焼鈍を施す必要が生じる。こうした観点から、Ｃｕ−
Ｓｎ基合金中のＳｎ含有量は５〜１５質量％程度が好ま
しい。また、ブロンズを併用した製造方法では、線材の
特性をより向上させるという観点から、線材全断面積に
占めるブロンズ部分の断面積比をできるだけ小さくする
のが良い。好ましくは上記断面積比が７０％以下であ
る。

【００３８】上記の各種複合体は、押し出し加工若しく
は引き抜き加工により線材とした後、熱処理されること
によって、線材中にＮｂ₃Ｓｎ層が形成されることにな
るが、この熱処理温度は６００〜８５０℃程度が好まし
い。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。

【００４０】実施例１３５０メッシュ以下のＴａ粉末とＳｎ粉末を原子比で
６：５となるように混合し、ここへ２質量％のＣｕを添
加して再度混合したものを、アルミナボートに入れ、真
空中、９５０℃で１０時間熱処理した。これを粉砕し、
再びアルミナボートに入れ、真空中、９５０℃で１０時
間熱処理した後、これを粉砕し、Ｔａ−Ｓｎ−Ｃｕ合金
粉末を作製した。

【００４１】この合金粉末を表１に示すような外径１７
ｍｍで内径の異なるＮｂ−７．５質量％Ｔａ合金からな
るパイプに充填した。このように合金粉末を充填したＮ
ｂ製パイプをそれぞれ７本ずつ外径６７ｍｍの銅ビレッ
トに装填し、押し出し、ダイス伸線加工により最終線径
１．５ｍｍφの線材とした。それぞれの線材を真空中、
８２０℃で８０時間の熱処理を施した。

【００４２】得られた線材の液体ヘリウム中（４．２
Ｋ）、高磁場（外部磁場：２１Ｔ）における臨界電流密
度（オーバーオールの臨界電流密度：Ｊｃ）を測定し
た。その結果を表１に示す。また、Ｊｃの値と（Ｄ−
ｄ）／ｄの関係を図４に示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】この結果から、（Ｄ−ｄ）／ｄの値が０．
４５以上、１．５以下のときにＪｃが９０Ａ／ｍｍ²以
上の高い超電導特性を実現できていることが分かる。本
発明で規定する（Ｄ−ｄ）／ｄの値を満たさないサンプ
ルＡはＪｃの値が極端に低かった。これは、減面加工時
にパイプが薄くなりすぎ、Ｓｎがパイプ外部に拡散して
しまい、熱処理時に効率的にＮｂ₃Ｓｎ層を生成するこ
とができなかったためと考えられる。また、サンプルＦ
は、パイプが厚すぎたため、熱処理後も未反応Ｎｂが残
存し、Ｊｃの値がやや低下したものと考えられる。

【００４５】実施例２３５０メッシュ以下のＴａ粉末とＳｎ粉末を原子比で
６：５となるように混合し、ここへ２質量％のＣｕを添
加して再度混合したものを、アルミナボートに入れ、真
空中、９５０℃で１０時間熱処理した。これを粉砕し、
再びアルミナボートに入れ、真空中、９５０℃で１０時
間熱処理した後、これを粉砕して微細化した後、篩にか
けて粒径毎に分級し、このうち粒径７５μｍ以下の粉末
を原料粉末とした。

【００４６】この原料粉末を表２に示す外径が１７ｍｍ
で内径の異なるＮｂ−７．５質量％Ｔａ合金からなるパ
イプに充填した。このように合金粉末を充填したＮｂ基
合金製パイプをそれぞれ７本ずつ外径６７ｍｍの銅ビレ
ットに装填し、押し出し、ダイス伸線により最終線径
０．７ｍｍφの線材とした。それぞれの線材を真空中、
８２０℃で８０時間の熱処理を施した。

【００４７】得られた線材中のＮｂ基合金製パイプの外
径および内径Ｄ’、ｄ’を測定し、（Ｄ’−ｄ’）／２
の値、および、線材の液体ヘリウム中（４．２Ｋ）、高
磁場（外部磁場：２１Ｔ）における臨界電流密度を測定
した。また、Ｎｂ基合金製パイプに破れが生じているも
のを目視で確認した。これらの結果を表２に示す。

【００４８】

【表２】

【００４９】この結果から、（Ｄ’−ｄ’）／２の値が
充填粉末の粒径以上であれば、パイプに破れが生じるこ
となく、高い臨界電流密度を有する線材を安定して作製
できることが分かる。

【００５０】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
高磁場でより高い臨界電流密度を有する超電導線材を実
現できると共にそれを安定して製造することができた。
この様な線材では、強磁場で永久電流モード動作が要求
される高性能超電導マグネットにおいて、従来の金属系
超電導マグネットよりも更に優れた超電導マグネットの
製作が期待でき、その他の永久電流モードを必要とする
超電導マグネット応用においてもきわめて有利となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブロンズ法によって製造されたＮｂ₃Ｓｎ超電
導線材の断面を示す図面代用顕微鏡写真である。

【図２】本発明に係る線材の断面を示す図である。

【符号の説明】

１安定化銅２パイプ３粉末充填部

フロントページの続き (72)発明者村上幸伸北九州市門司区小森江２丁目２−１株式会社神戸製鋼所門司工場内 (72)発明者加藤弘之神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内Ｆターム(参考） 5G321 AA11 BA03 CA01 CA99 DC06 DC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｓｎ、並びにＮｂ若しくはＴａを含有す
る金属粉末、化合物粉末または合金粉末を、Ｎｂまたは
Ｎｂ基合金よりなる複数本のパイプに充填したものを用
いてＮｂ₃Ｓｎ超電導線材を製造する方法において、前記パイプの外径をＤ、内径をｄとしたとき（Ｄ−ｄ）
／ｄを０．４５以上、１．５以下としたことを特徴とす
るＮｂ₃Ｓｎ超電導線材の製造方法。
【請求項２】Ｓｎ、並びにＮｂ若しくはＴａを含有す
る金属粉末、化合物粉末または合金粉末を、Ｎｂまたは
Ｎｂ基合金よりなる複数本のパイプに充填したものを用
いてＮｂ₃Ｓｎ超電導線材を製造する方法において、減面加工により線材としたときのパイプの外径および内
径をそれぞれＤ’、ｄ’としたとき、前記パイプに充填
する粉末の粒径ａが（Ｄ’−ｄ’）／２＞ａを満たすこ
とを特徴とするＮｂ₃Ｓｎ超電導線材の製造方法。