JP2562434B2 - 化合物超電導線 - Google Patents
化合物超電導線Info
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- JP2562434B2 JP2562434B2 JP61017827A JP1782786A JP2562434B2 JP 2562434 B2 JP2562434 B2 JP 2562434B2 JP 61017827 A JP61017827 A JP 61017827A JP 1782786 A JP1782786 A JP 1782786A JP 2562434 B2 JP2562434 B2 JP 2562434B2
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は化合物超電導線の改良に係り、特に拡散バリ
ヤーに関するものである。
ヤーに関するものである。
（従来の技術） 従来のA3B型化合物超電導線としては例えば第１図
（Ａ）に示す如く超電導化合物Nb3Sn1を内蔵するCu-Sn
ブロンズ２とを安定化銅３との間にNb,Ta,等の耐熱金属
４を配置したもの（U.K.P.1394724），又第１図（Ｂ）
に示す如く超電導化合物Nb3Sn1を内蔵するCU-Snブロン
ズ２と安定化銅３とを隔離するためのNb障壁４との間に
Snの拡散を抑制する物質５例えば燐入りブロンズを配置
したもの（U.S.P.4177087），又第１図（Ｃ）に示す如
く超電導化合物Nb3Sn1を内蔵するCU-Snブロンズ２と安
定化銅３との間に拡散障壁となるTa4と銅３とを筒状と
して渦巻状に配置したもの（U.S.P.4205119），又第１
図（Ｄ）に示す如く超電導化合物Nb3Sn1を内蔵するCU-S
nブロンズ２と安定化銅３との間に複数本のNbやTaなど
の棒状、角状などのセグメント4a,4bを配置したものが
夫々知られている。
（Ａ）に示す如く超電導化合物Nb3Sn1を内蔵するCu-Sn
ブロンズ２とを安定化銅３との間にNb,Ta,等の耐熱金属
４を配置したもの（U.K.P.1394724），又第１図（Ｂ）
に示す如く超電導化合物Nb3Sn1を内蔵するCU-Snブロン
ズ２と安定化銅３とを隔離するためのNb障壁４との間に
Snの拡散を抑制する物質５例えば燐入りブロンズを配置
したもの（U.S.P.4177087），又第１図（Ｃ）に示す如
く超電導化合物Nb3Sn1を内蔵するCU-Snブロンズ２と安
定化銅３との間に拡散障壁となるTa4と銅３とを筒状と
して渦巻状に配置したもの（U.S.P.4205119），又第１
図（Ｄ）に示す如く超電導化合物Nb3Sn1を内蔵するCU-S
nブロンズ２と安定化銅３との間に複数本のNbやTaなど
の棒状、角状などのセグメント4a,4bを配置したものが
夫々知られている。
然しながら、従来の拡散障壁は高融点耐熱金属元素で
高純度のものからなるものである。かかる物質は結晶粒
が大きく且つ異方性が大きいため複合加工工程において
くびれ、破損、界面の凹凸が大きくなる。従って、拡散
障壁としての作用が不完全になり易い。
高純度のものからなるものである。かかる物質は結晶粒
が大きく且つ異方性が大きいため複合加工工程において
くびれ、破損、界面の凹凸が大きくなる。従って、拡散
障壁としての作用が不完全になり易い。
又、A3B型化合物において拡散障壁がＡ元素と同一で
あると拡散障壁の表面にA3B型化合物が形成される。そ
の結果本来のA3B型化合物より大きいサイズの化合物が
形成されることによる交流損失が大きくなり変動磁界中
域は交流磁界中で使用することができない。なお、これ
に関連して大きい化合物は歪に敏感で臨界電流値を低下
させるものであった。
あると拡散障壁の表面にA3B型化合物が形成される。そ
の結果本来のA3B型化合物より大きいサイズの化合物が
形成されることによる交流損失が大きくなり変動磁界中
域は交流磁界中で使用することができない。なお、これ
に関連して大きい化合物は歪に敏感で臨界電流値を低下
させるものであった。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は複合加工工程において健全に変形し且つ界面
反応のない交流損失の少い化合物超電導線を開発したも
のである。
反応のない交流損失の少い化合物超電導線を開発したも
のである。
（問題点を解決するための手段） 本発明はA3B型化合物超電導線においてA3B化合物超電
導体を内蔵する銅−Ｂ元素合金と、安定化銅との間にＡ
元素を含有しない銅合金（Cu−α合金）層を設けたこと
を特徴とするものであり、例えば第２図（Ａ）及び
（Ｂ）に示す如く化合物V3Ga1を内蔵するCu−Gaブロン
ズ２と安定化銅３との間に銅とニオブとの合金（Cu−α
合金）を障壁６として配置して本発明化合物超電導線を
えた。
導体を内蔵する銅−Ｂ元素合金と、安定化銅との間にＡ
元素を含有しない銅合金（Cu−α合金）層を設けたこと
を特徴とするものであり、例えば第２図（Ａ）及び
（Ｂ）に示す如く化合物V3Ga1を内蔵するCu−Gaブロン
ズ２と安定化銅３との間に銅とニオブとの合金（Cu−α
合金）を障壁６として配置して本発明化合物超電導線を
えた。
又Cu−α合金中のαは化合物A3BのＡ元素を除外したN
b,Ta,V,Moの内から少くとも１種類を選択したものであ
る。即ち Nb3Snの場合 Cu−V,Cu-Ta,Cu-Mo V3Gaの場合 Cu-Nb,Cu-Ta,Cu-Mo Nb3Alの場合 Cu−V,Cu-Ta 又Cu−α合金中のαの濃度については10原子％〜95原
子％の範囲が好ましく、10原子％未満の場合にはCuとＢ
とが反応するため拡散障壁として作用し難い。又95原子
％を超えた場合には合金自体の理想加工性が不均一とな
り拡散障壁としての機能が低下したり或は不完全とな
る。
b,Ta,V,Moの内から少くとも１種類を選択したものであ
る。即ち Nb3Snの場合 Cu−V,Cu-Ta,Cu-Mo V3Gaの場合 Cu-Nb,Cu-Ta,Cu-Mo Nb3Alの場合 Cu−V,Cu-Ta 又Cu−α合金中のαの濃度については10原子％〜95原
子％の範囲が好ましく、10原子％未満の場合にはCuとＢ
とが反応するため拡散障壁として作用し難い。又95原子
％を超えた場合には合金自体の理想加工性が不均一とな
り拡散障壁としての機能が低下したり或は不完全とな
る。
（作用） 本発明においてCu−α合金は高温では溶け合うが低温
ではほとんど溶け合わない構成からなるため、例えばCu
-Nb合金においてはCuマトリックスに殆んど銅を固溶し
ないNbが析出した一種の複合体である。従ってCu−α合
金を障壁材として使用すると塑性変形は微細結晶性を有
した純金属のように容易に且つ健全に加工でき、拡散反
応時にはαの成分がフィラメント状に広がって化合物を
構成するＢ元素の拡散を阻止するのに有効に作用する。
ではほとんど溶け合わない構成からなるため、例えばCu
-Nb合金においてはCuマトリックスに殆んど銅を固溶し
ないNbが析出した一種の複合体である。従ってCu−α合
金を障壁材として使用すると塑性変形は微細結晶性を有
した純金属のように容易に且つ健全に加工でき、拡散反
応時にはαの成分がフィラメント状に広がって化合物を
構成するＢ元素の拡散を阻止するのに有効に作用する。
（実施例） NB 505芯を有するCu-145wt％Snブロンズからなる外径
30mmの複合体と、外径50mm,内径33.5mmの純銅管とを用
意し、別に銅とタンタルをアーク溶解によってCu-50at
％Ta合金インゴットを作成し、これを圧延，管加工して
外径33.4mm、内径30.05mmに仕上げた。これを複合して
ビュレットとし、8mmに押出した後、中間焼鈍及び冷間
加工を行って最終的に0.35mmの複合線とした後、725℃
にて４日間拡散熱処理を行って第２図（Ｃ）に示す本発
明Nb3Sn化合物線をえた。
30mmの複合体と、外径50mm,内径33.5mmの純銅管とを用
意し、別に銅とタンタルをアーク溶解によってCu-50at
％Ta合金インゴットを作成し、これを圧延，管加工して
外径33.4mm、内径30.05mmに仕上げた。これを複合して
ビュレットとし、8mmに押出した後、中間焼鈍及び冷間
加工を行って最終的に0.35mmの複合線とした後、725℃
にて４日間拡散熱処理を行って第２図（Ｃ）に示す本発
明Nb3Sn化合物線をえた。
又本発明化合物超電導線と比較するために拡散障壁の
みを外径33.4mm,内径30.05mmの純ニオブ管とし、最終的
に上記と同様の0.35mmとした後、上記同様725℃にて４
日間拡散熱処理を行って比較例化合物線をえた。
みを外径33.4mm,内径30.05mmの純ニオブ管とし、最終的
に上記と同様の0.35mmとした後、上記同様725℃にて４
日間拡散熱処理を行って比較例化合物線をえた。
斯くして得た本発明化合物超電導線と比較例化合物超
電導線について直流状態での臨界電流（無歪及び0.6％
最大歪）及び最大変動磁場におけるヒステリシス損失
（フィラメント寸法に係わる交流損失）及び残留抵抗比
（室温での抵抗RRT/SC直上での抵抗R20）を測定し、そ
の結果は第１表に示す通りである。
電導線について直流状態での臨界電流（無歪及び0.6％
最大歪）及び最大変動磁場におけるヒステリシス損失
（フィラメント寸法に係わる交流損失）及び残留抵抗比
（室温での抵抗RRT/SC直上での抵抗R20）を測定し、そ
の結果は第１表に示す通りである。
上表より明らかな如く比較例品においてはNb拡散障壁
上に形成した大きい寸法のNb3Sn層が0.6％の歪による臨
界電流値の低下及び拡散障壁の不完全もれによる臨界電
流値のバラツキが大きい。又ヒステリシス損失は比較例
品は本発明品に比して約５倍大きい。これは拡散障壁上
に形成した大きいサイズのNb3Sn管や複合加工工程での
不均一変形によるNb芯やNb管の断面寸法の変動に起因し
ている。このことは残留抵抗比の結果によって明らかで
ある。即ち比較例品においては僅かながらNb管が破損し
銅が汚染されているのに対し本発明品においては銅の純
度が保持されている。
上に形成した大きい寸法のNb3Sn層が0.6％の歪による臨
界電流値の低下及び拡散障壁の不完全もれによる臨界電
流値のバラツキが大きい。又ヒステリシス損失は比較例
品は本発明品に比して約５倍大きい。これは拡散障壁上
に形成した大きいサイズのNb3Sn管や複合加工工程での
不均一変形によるNb芯やNb管の断面寸法の変動に起因し
ている。このことは残留抵抗比の結果によって明らかで
ある。即ち比較例品においては僅かながらNb管が破損し
銅が汚染されているのに対し本発明品においては銅の純
度が保持されている。
（効果） 以上詳述した如く本発明化合物超電導線によれば拡散
反応前の複合加工工程にて各基材の変形を均一にし且つ
拡散反応工程にて拡散障壁上に化合物を形成することが
ないため歪特性が良好であり、残留抵抗比の高く且つ交
流損失の低い化合物超電導線をえる等工業上極めて有用
である。
反応前の複合加工工程にて各基材の変形を均一にし且つ
拡散反応工程にて拡散障壁上に化合物を形成することが
ないため歪特性が良好であり、残留抵抗比の高く且つ交
流損失の低い化合物超電導線をえる等工業上極めて有用
である。
第１図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）及び（Ｄ）は何れも従来
の化合物超電導線の断面説明図、第２図（Ａ），（Ｂ）
及び（Ｃ）は本発明化合物超電導線の１例を示す断面説
明図である。 １……化合物超電導体、２……銅とＢ元素との合金、３
……安定化銅、４……拡散障壁、５……拡散抑制物質、
６……Ａ元素を含有しない銅合金。
の化合物超電導線の断面説明図、第２図（Ａ），（Ｂ）
及び（Ｃ）は本発明化合物超電導線の１例を示す断面説
明図である。 １……化合物超電導体、２……銅とＢ元素との合金、３
……安定化銅、４……拡散障壁、５……拡散抑制物質、
６……Ａ元素を含有しない銅合金。
Claims (3)
- 【請求項１】A3B型化合物超電導線において、A3B化合物
超電導体を内蔵する銅−Ｂ元素合金と、安定化銅との間
にＡ元素を含有しない銅合金（Cu−α合金）層を設けた
ことを特徴とする化合物超電導線。 - 【請求項２】Cu−α合金を構成するα金属がNb,Ta,Mo,V
の内何れか１種類からなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の化合物超電導線。 - 【請求項３】Cu−α合金を構成するα金属の濃度が10原
子％〜98原子％であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の化合物超電導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61017827A JP2562434B2 (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 化合物超電導線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61017827A JP2562434B2 (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 化合物超電導線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62177809A JPS62177809A (ja) | 1987-08-04 |
| JP2562434B2 true JP2562434B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=11954549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61017827A Expired - Fee Related JP2562434B2 (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 化合物超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2562434B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60235308A (ja) * | 1984-05-07 | 1985-11-22 | 古河電気工業株式会社 | 化合物超電導線の製造方法 |
-
1986
- 1986-01-31 JP JP61017827A patent/JP2562434B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62177809A (ja) | 1987-08-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |