JP2523524B2 - 超電導線の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、超電導線の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 超電導応用の近年の発展は自覚しく、各種の大型マグ
ネットが作製されている。しかし、この際問題となるの
は超電導線の接続である。大型マグネットでは、必要な
超電導線の長さは数Kmにもなる。一方、製造の面では、
こうした長い超電導線を特性のバラツキがなくまた断線
することなく作製することは極めて難しい。核融合，加
速器用マグネットなど、大型機器への超電導応用が盛ん
になるに従って、接続もより重要な問題となってくる。

しかしながら、現状では、これを解決する確定な方法
は得られていない。従来、最も一般的な方法は第２図に
示す様なハンダ付けによるものである。超電導芯線１と
安定化材の銅２からなる超電導線３を接続しようとする
個所を互いに重ねて直接ハンダ付する方法である。しか
し、この方法においては、接合部の超電導芯線１が不連
続であるため、電流は一部銅の部分を流れ抵抗が発生す
るという問題があった。

特に、最近実用化が有望視されているMRI（磁気共鳴
イメージング装置）マグネットにおいては、高精度の磁
界均一性，及び長時間にわたる磁界の安定性（磁界の変
動が少ないこと）が要求されており、上記接続における
抵抗発生は極力避けなくてはならない。

このため近年開発された方法として、金属間の拡散接
合を利用したものがある。この例を第３図に示す。ま
ず、接続しようとする超電導線３の清浄な断面を出し
て、固定治具４中に設置する。次に、この全体を図中矢
印方向に加圧しながら300〜600℃で熱処理する。する
と、この熱処理により突き合せ面で、左右の超電導線の
金属原子が拡散し、強固な接着が実現される。また、原
子間での接合なので、接合部でも完全な超電導が維持さ
れる。

しかしながら、第３図に示した従来の方法では次の様
な問題があった。すなわち、第３図中の左右の超電導線
３中の超電導芯線１は、接合面で必ずしも1:1に対応せ
ず、このため、超電導線芯線１が相手方の安定化材のCu
2と接合される場合も多い。このため、接合試料ごと
に、特性が大きく異なり安定した特性が得られなかっ
た。例えば、臨界電流Icは、もし全体の超電導芯線の
内、半分しか互いに接合されなかったとすると、Icも元
の線の（すなわち接合していない試料の）半分になって
しまう。

さらに、現在最も良く使用されているNbTi超電導線を
用いる場合、上記拡散接合中の熱処理によりIcが大幅に
低下するという問題もあった。接合しようとするNbTi超
電導線は、それまでに熱処理と加工により十分Icを高め
てある。熱処理でTi析出物をNbTi芯線中に析出させ、そ
の後の加工で転位組織を導入する。

この転位中にTi析出物が分散した組織が大きなIcを得
るのに有効であると言われている。

ところが、こうして得られたNbTi超電導線を上記拡散
接合工程中熱処理すると、中の転位組織が急激に減少す
るためIcが大幅に低減してしまう。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した様に、従来の接続方法特に拡散接合において
は、超電導芯線同士の接合が十分でなく、かつ拡散接合
工程中の熱処理により、大幅に臨界電流Ic等の超電導特
性が減少してしまうという問題があった。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、その目
的は、Ic特性劣化の少ない、超電導線の製造方法を提供
することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の超電導線の製造方法は、複数本の超電導線の
接続しようとする部分の安定化材を各々取り除いて超電
導芯線を露出した後、互いに重ね合わせて加圧および熱
処理を行ってそれぞれの超電導芯線を接続し、その後接
続した部分に転位組織を導入するための減面加工を施す
ことを特徴としている。

（作用） 本方法によれば、まず、超電導芯線をむき出しにし
て、重ね合せて拡散接合をするため、従来法の場合に比
べ超電導芯線同士の接触面が増えて、Icの減少が少なく
なる。また、この接合の後、新たに鍛造などの減面加工
も施すため、超電導芯線中に転位組織が導入され、接合
時の熱処理で減少したIcが、再び増加する。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す図である。まず、接
続しようとするNbTi超電導線3,3′の超電導芯線1,1′を
長さ5cmにわたり硝酸でエッチングしてむき出しにし
た。図中2,2′はCuの安定化材である。次に、両者の超
電導芯線1,1′を束ねて、Cu製の固定治具４に、図中矢
印の方向に設置した。この接合部を、同じく矢印の方向
に加圧しながら、400℃で30分間,10^-5Torrの真空中で拡
散接合した。

次に、この接合部をスウェージングマシーンにより減
面加工した。すなわち、固定治具４を含めた接合部の外
径（正方形の一辺）が、加工前は、7mmであったが、こ
れをスウェージングにより2mm径に減面し丸線の形の超
電導線を製造した。

各段階での臨界電流Icは測定したところ、拡散接合が
終了した段階ではIc＝400A,その後の加工が終了した段
階ではIc＝710Aの値が得られた（但し、いずれも5Tでの
値）。接続していない元の試料のIcは830Aであったの
で、本発明の方法でかなり良好な特性が得られたといえ
る。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明は超電導芯線をむき出しに
して、直接拡散接合して、超電導芯線同士の接触面を増
やしかつその後、接続した部分に転位組織を導入する加
工も行なったものであるから、接続による臨界電流Icの
低下を大幅に少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す概略図、第２図，第
３図は従来法による方法を示す概略図である。 1,1′……超電導芯線、2,2′……安定化材（銅）、3,
3′……超電導線、４……固定治具。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本の超電導線の接続しようとする部分
   の安定化材を各々取り除いて超電導芯線を露出した後、
   互いに重ね合わせて加圧および熱処理を行ってそれぞれ
   の超電導芯線を接続し、その後接続した部分に転位組織
   を導入するための減面加工を施すことを特徴とする超電
   導線の製造方法。
2. 【請求項２】前記減面加工は、鍛造加工であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の超電導線の製造方
   法。