JP2562435B2 - 超極細超電導線 - Google Patents
超極細超電導線Info
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- JP2562435B2 JP2562435B2 JP61110403A JP11040386A JP2562435B2 JP 2562435 B2 JP2562435 B2 JP 2562435B2 JP 61110403 A JP61110403 A JP 61110403A JP 11040386 A JP11040386 A JP 11040386A JP 2562435 B2 JP2562435 B2 JP 2562435B2
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- JP
- Japan
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- superconducting wire
- wire
- filament
- superfine
- filaments
- Prior art date
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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
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は改良された超極細超電導線の構造に関するも
のである。
のである。
（従来の技術） 従来の超電導線は第３図（ａ）に示すようにNbTiなど
の超電導線（１）をCu管（２）などに挿入して押出しな
どにより減面加工を行ない、超電導フイラメント（３）
とする。このフイラメント（３）を第３図（ｂ）に示す
ように多数本Cu管（４）など内に集合して減面加工を行
ない線群（５）とする。これを第３図（Ｃ）に示すよう
に線群（５）の多数本をCu管（６）などに集合して減面
加工を行ない超電導線（７）とするものである。この場
合超電導フイラメントの線径の太さやフイラメント間の
間隔（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は製造条件に左右される以
外は特別な制約を与えない。
の超電導線（１）をCu管（２）などに挿入して押出しな
どにより減面加工を行ない、超電導フイラメント（３）
とする。このフイラメント（３）を第３図（ｂ）に示す
ように多数本Cu管（４）など内に集合して減面加工を行
ない線群（５）とする。これを第３図（Ｃ）に示すよう
に線群（５）の多数本をCu管（６）などに集合して減面
加工を行ない超電導線（７）とするものである。この場
合超電導フイラメントの線径の太さやフイラメント間の
間隔（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は製造条件に左右される以
外は特別な制約を与えない。
ところがフイラメントの線径が５μｍ以下の超極細線に
なると （イ） 細いフイラメントが相互に結合し、交流損失が
増大する。
なると （イ） 細いフイラメントが相互に結合し、交流損失が
増大する。
（ロ） 高磁界における臨界電流密度に制約がある。
（ハ） 超極細線で電流容量の大きい線が得難い。など
の問題が生じた。
の問題が生じた。
（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の問題を解決すべくなされたもので線径
0.03〜0.3μｍの多数本の超極細フイラメントが相互の
間隔８〜30Åをもって金属マトリックスに埋込まれて１
線群をなし、該線群の多数群が相互の間隔0.3〜0.5μｍ
をもって金属マトリックスに埋込まれていることを特徴
とする超極細超電導線である。
0.03〜0.3μｍの多数本の超極細フイラメントが相互の
間隔８〜30Åをもって金属マトリックスに埋込まれて１
線群をなし、該線群の多数群が相互の間隔0.3〜0.5μｍ
をもって金属マトリックスに埋込まれていることを特徴
とする超極細超電導線である。
すなわち本発明は、出来得る限りフイラメントの線径を
細くして交流損失を小くし、フイラメント相互の間隔を
規定して臨界電流密度を大きくし、かつ線群の相互の間
隔も規定することにより線群間で生じる交流損失を少な
くする線材の構造としたものである。
細くして交流損失を小くし、フイラメント相互の間隔を
規定して臨界電流密度を大きくし、かつ線群の相互の間
隔も規定することにより線群間で生じる交流損失を少な
くする線材の構造としたものである。
しかして本発明において超極細フイラメントの線径を
0.03〜0.3μｍとしたのは、0.03μｍ未満のものは加工
が難かしく、0.3μｍを超えると交流損失が大きくなる
からである。またフイラメント相互の間隔を８〜30Åと
したのは、８Å未満でも30Åを超えても臨界電流密度が
小さくなるからである。さらに線群の相互の間隔を0.3
〜0.5μｍとしたのは0.5μｍ未満あるいは0.5μｍを超
えると線群間の交流損失が大きくなるためである。
0.03〜0.3μｍとしたのは、0.03μｍ未満のものは加工
が難かしく、0.3μｍを超えると交流損失が大きくなる
からである。またフイラメント相互の間隔を８〜30Åと
したのは、８Å未満でも30Åを超えても臨界電流密度が
小さくなるからである。さらに線群の相互の間隔を0.3
〜0.5μｍとしたのは0.5μｍ未満あるいは0.5μｍを超
えると線群間の交流損失が大きくなるためである。
また本発明においては拡散防止のために線群の周囲がN
b、Taまたはこれらの合金で囲まれていてもよく、超極
細フイラメントがNb、Tiである場合は金属マトリックス
がCuまたは／およびCu−Ni合金がよく、また超極細フイ
ラメントがNb3Alである場合は金属マトリックスとして
アルミニウムであることが好ましい。
b、Taまたはこれらの合金で囲まれていてもよく、超極
細フイラメントがNb、Tiである場合は金属マトリックス
がCuまたは／およびCu−Ni合金がよく、また超極細フイ
ラメントがNb3Alである場合は金属マトリックスとして
アルミニウムであることが好ましい。
しかして本発明の超極細超電導線の製造は通常の熱間押
出し、伸線加工などを適宜熱処理と組合わせて超極細線
とするものであるが静水圧押出しによって行うことも可
能である。また本発明におけるフイラメントの相互の間
隔および線群間の相互の間隔を規定の範囲に納めるに
は、最初のフイラメントの精度を高精度とし、これを金
属マトリックスとなる金属パイプ中に正確に配置するこ
とにより行われるが、マトリックスとなる金属棒にフイ
ラメント、もしくは線群の挿入孔を正確にあけてこれに
挿入して加工を行なう方法などがある。
出し、伸線加工などを適宜熱処理と組合わせて超極細線
とするものであるが静水圧押出しによって行うことも可
能である。また本発明におけるフイラメントの相互の間
隔および線群間の相互の間隔を規定の範囲に納めるに
は、最初のフイラメントの精度を高精度とし、これを金
属マトリックスとなる金属パイプ中に正確に配置するこ
とにより行われるが、マトリックスとなる金属棒にフイ
ラメント、もしくは線群の挿入孔を正確にあけてこれに
挿入して加工を行なう方法などがある。
さらに熱間加工、熱処理などによる超電導金属または化
合物がマトリックス金属との拡散防止のために通常Nb、
Taまたはこれらの合金からなる間壁を設けるものである
が本発明の場合も常法のNb、Taの金属パイプを金属マト
リックスに被せて加工する方法により行われる。
合物がマトリックス金属との拡散防止のために通常Nb、
Taまたはこれらの合金からなる間壁を設けるものである
が本発明の場合も常法のNb、Taの金属パイプを金属マト
リックスに被せて加工する方法により行われる。
（実施例） 以下に本発明の一実施例について説明する。
実施例1. 第１図ａに示すように外径18.4mmのNb棒の超電導線
（１）を外径25.4mmの2Sアルミニウム管（２）にAl/Nb
比が0.9になるようにして挿入し静水圧押出しにより外
径11mmとし超電導フイラメント（３）とした。次に第１
図（ｂ）のように外径250mm、内径235mmのCu管と外径23
4mm、内径225mmのTaの複合管（４′）の中に上記超電導
フイラメント（３）がその相互の間隔（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）が等しくなるように844本埋込み静水圧押出し後
さらに伸線機により伸線して外径1mmの線群（５）とし
た。次に第１図（Ｃ）に示すように外径250mm、内径225
mmのCu管（６）の中に線群（５）がその相互の間隔
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）が等しくなるように38,475本を
埋込み静水圧押出し後、伸線して線径0.5mmおよび0.1mm
の超電導線（７）を得た。また本発明のような特別な配
慮を除外した殆ど同じ製造方法により比較品および従来
品も併せて製造した。
（１）を外径25.4mmの2Sアルミニウム管（２）にAl/Nb
比が0.9になるようにして挿入し静水圧押出しにより外
径11mmとし超電導フイラメント（３）とした。次に第１
図（ｂ）のように外径250mm、内径235mmのCu管と外径23
4mm、内径225mmのTaの複合管（４′）の中に上記超電導
フイラメント（３）がその相互の間隔（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）が等しくなるように844本埋込み静水圧押出し後
さらに伸線機により伸線して外径1mmの線群（５）とし
た。次に第１図（Ｃ）に示すように外径250mm、内径225
mmのCu管（６）の中に線群（５）がその相互の間隔
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）が等しくなるように38,475本を
埋込み静水圧押出し後、伸線して線径0.5mmおよび0.1mm
の超電導線（７）を得た。また本発明のような特別な配
慮を除外した殆ど同じ製造方法により比較品および従来
品も併せて製造した。
これらの線を750℃で４時間加熱後さらに1005℃で３分
間熱処理を施した。この超電導線を走査電子顕微鏡によ
り超極細フイラメントの線径、フイラメント相互の間隔
および線群相互の間隔などを測定した、また常法により
臨界電流密度（JC）ヒステリシス損失などを測定した。
これらの結果を第１表に示す。
間熱処理を施した。この超電導線を走査電子顕微鏡によ
り超極細フイラメントの線径、フイラメント相互の間隔
および線群相互の間隔などを測定した、また常法により
臨界電流密度（JC）ヒステリシス損失などを測定した。
これらの結果を第１表に示す。
第１表から明らかなように本発明1,2においては従来の
ものより高磁界におけるJCが1.5倍以上となり、ヒステ
リシス損失が小さいことが判る。これに対し比較例のフ
イラメント間隔および線群間隔が大きく、かつその間隔
が等間隔でないものはJSが低く、ヒステリシス損失も大
きい。本発明の優れている理由として、フイラメント群
の電磁気的結合がないためにヒステリシス損失や結合損
失が極めて低くなり、また超極細フイラメント群の中で
のフイラメント結合により高いJCを達成するが、フイラ
メント群相互では十分な間隔があるためマクロ的な結合
損失が低いものと考えられる。
ものより高磁界におけるJCが1.5倍以上となり、ヒステ
リシス損失が小さいことが判る。これに対し比較例のフ
イラメント間隔および線群間隔が大きく、かつその間隔
が等間隔でないものはJSが低く、ヒステリシス損失も大
きい。本発明の優れている理由として、フイラメント群
の電磁気的結合がないためにヒステリシス損失や結合損
失が極めて低くなり、また超極細フイラメント群の中で
のフイラメント結合により高いJCを達成するが、フイラ
メント群相互では十分な間隔があるためマクロ的な結合
損失が低いものと考えられる。
実施例２ 外径175mmのNb−50wt％Ti合金棒を外径200mmのCu管の
中にCu/Nb、Ti比が0.3になるようにして挿入し、静水圧
押出しにより外径2.6mmとし超電導フイラメントとし
た。次に第２図（ａ）に示すように上記の超電導フイラ
メント（３）を外径250mm、内径225mmの銅管（４）中に
相互間隔（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）が等しくなるように52
77本埋込み静水圧押出し後さらに伸線して対辺が2.5mm
の六角棒の線群（５）とした。この六角棒の線群を第２
図（ｂ）に示すように線群相互間隔（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）が等しくなるように5316本を束ねて外径250mm、
内径225mmのCu管（６）に埋込み静水圧押出し後伸線し
て外径0.5mm、0.1mmの超電導線（７）を得た。また本発
明の特別な配慮を除外した殆ど同じ製造方法により、比
較品および従来品も併せて製造した。これらの超電導線
を走査電子顕微鏡により、超極細フイラメントの線径、
フイラメント相互の間隔、および線群相互の間隔、臨界
電流密度（JS）、ヒステリシス損失などを測定した。こ
れらの結果を第２表に示す。
中にCu/Nb、Ti比が0.3になるようにして挿入し、静水圧
押出しにより外径2.6mmとし超電導フイラメントとし
た。次に第２図（ａ）に示すように上記の超電導フイラ
メント（３）を外径250mm、内径225mmの銅管（４）中に
相互間隔（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）が等しくなるように52
77本埋込み静水圧押出し後さらに伸線して対辺が2.5mm
の六角棒の線群（５）とした。この六角棒の線群を第２
図（ｂ）に示すように線群相互間隔（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）が等しくなるように5316本を束ねて外径250mm、
内径225mmのCu管（６）に埋込み静水圧押出し後伸線し
て外径0.5mm、0.1mmの超電導線（７）を得た。また本発
明の特別な配慮を除外した殆ど同じ製造方法により、比
較品および従来品も併せて製造した。これらの超電導線
を走査電子顕微鏡により、超極細フイラメントの線径、
フイラメント相互の間隔、および線群相互の間隔、臨界
電流密度（JS）、ヒステリシス損失などを測定した。こ
れらの結果を第２表に示す。
第２表から明らかなように本発明１、２においては高磁
界におけるJCが従来のものの1.5〜2.2倍となり、ヒステ
リシス損失が著しく小さい。また比較例のフイラメント
の径が小さく、かつフイラメント間隔および線群間隔が
小さく、その間隔が等間隔でないものはJCが低くヒステ
リシス損失も大きい。
界におけるJCが従来のものの1.5〜2.2倍となり、ヒステ
リシス損失が著しく小さい。また比較例のフイラメント
の径が小さく、かつフイラメント間隔および線群間隔が
小さく、その間隔が等間隔でないものはJCが低くヒステ
リシス損失も大きい。
（効果） 本発明はこのように超極細線フイラメントの超電導線
のフイラメント線径、フイラメント相互の間隔及び線群
間隔を規定して高磁界における臨界電流密度が従来のも
のより著しく大きく、しかもヒステリシス損失の極めて
低い超電導線を得たもので工業的にみて顕著な効果を奏
するものである。
のフイラメント線径、フイラメント相互の間隔及び線群
間隔を規定して高磁界における臨界電流密度が従来のも
のより著しく大きく、しかもヒステリシス損失の極めて
低い超電導線を得たもので工業的にみて顕著な効果を奏
するものである。
第１図は本発明の一実施例を示す超極細超電導線の横断
面図、第２図は本発明の他の実施例を示す超極細超電導
線の横断面図、第３図は従来の超極細超電導線の横断面
図である。 １……超電導線、２……Cu管またはアルミニウム管、３
……超電導フイラメント、４……Cu管、４′……複合
管、５……線群、６……Cu管、７……超電導線。
面図、第２図は本発明の他の実施例を示す超極細超電導
線の横断面図、第３図は従来の超極細超電導線の横断面
図である。 １……超電導線、２……Cu管またはアルミニウム管、３
……超電導フイラメント、４……Cu管、４′……複合
管、５……線群、６……Cu管、７……超電導線。
Claims (6)
- 【請求項１】線径0.03〜0.3μｍの多数本の超極細フイ
ラメントが相互の間隔８〜30Åをもって金属マトリック
スに埋込まれて線群をなし、該線群の多数群が相互の間
隔0.3〜0.5μｍをもって金属マトリックスに埋込まれて
いることを特徴とする超極細超電導線。 - 【請求項２】線群の周囲がNb.Taまたはこれらの合金で
囲まれていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の超極細超電導線。 - 【請求項３】金属マトリックスがCuまたは／およびCu−
Ni合金であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の超極細超電導線。 - 【請求項４】超極細フイラメントがNbTi合金であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超極細超電導
線。 - 【請求項５】金属マトリックスがアルミニウムであるこ
とを特徴とする特許請求範囲第１項記載の超極細超電導
線。 - 【請求項６】超極細フイラメントがNb3Al化合物である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超極細超
電導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61110403A JP2562435B2 (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 超極細超電導線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61110403A JP2562435B2 (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 超極細超電導線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62268008A JPS62268008A (ja) | 1987-11-20 |
| JP2562435B2 true JP2562435B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=14534913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61110403A Expired - Lifetime JP2562435B2 (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 超極細超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2562435B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02148516A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 超伝導線材 |
| JP2749652B2 (ja) * | 1989-08-09 | 1998-05-13 | 古河電気工業株式会社 | 超電導線 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0619930B2 (ja) * | 1985-11-07 | 1994-03-16 | 工業技術院長 | ニオブ・チタン極細多芯超電導線 |
-
1986
- 1986-05-14 JP JP61110403A patent/JP2562435B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62268008A (ja) | 1987-11-20 |
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