JP2683768B2 - Ｎｂ▲下３▼Ｓｎ多心超電導線の製造方法 - Google Patents
Ｎｂ▲下３▼Ｓｎ多心超電導線の製造方法Info
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- 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)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は多心構造の超電導線の製造方法に係り、特に
パイプ法によるNb3Sn超電導線の加工性を改善したNb3Sn
多心超電導線の製造方法に関する。 （従来の技術） 従来、Nb3Sn超電導線の製造方法としてパイプ法によ
るものが知られている。この方法は、Nb管内部にCu被覆
Snロッドを収容するとともに、このNb管の外側にCuを配
置した複合体に断面減少加工を施した後、Nb管内部のCu
とSnの拡散熱処理およびNb3Sn生成の熱処理を施すこと
により、Nb3Sn超電導線を製造するもので（特開昭52−1
6997号公報）、Cu−Sn合金を用いるブロンズ法で必要と
する多数の中間焼鈍を全く必要としない利点を有する。
この方法で多心線、謂るマルチ線を製造する場合には、
熱処理前の複合体に断面減少加工を施して、断面が略六
角形の複合線を製造し、この複合線の多数本をその側面
を当接してCu管内に収容した後、静水圧押出加工、スウ
ェージング加工、冷間伸線加工等により所定形状の線材
に加工し、次いで拡散熱処理およびNb3Sn生成の熱処理
を施す方法が採用されている。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の多心線の製造方法においては、
複合線内のNb管の外形が80μｍφ程度まで加工されると
Cu管内部の複合線が局所的に異常変形を生じ、その結果
加工後のNb管の肉厚が不均一となり、Nb3Sn生成の熱処
理時にNbの肉厚の薄い部分からSnがマトリックスのCu中
へ拡散してその抵抗値を上昇させることがあり、従って
細線化が困難であるという難点を有していた。 本発明は上記の難点を解消するためになされたもの
で、パイプ法による多心線の細線化を可能にし、かつ優
れた超電導特性を有するNb3Sn超電導線の製造方法を提
供することをその目的とする。 ［発明の構成］ （問題点を解決するための手段と作用） 本発明は、Nb管内にCu被覆Snロッドを収容するととも
に、前記Nb管の外側にCuを配置した複合体に断面減少加
工を施して断面略正六角形に成形した複合線の多数本
を、その外面を相互に当接配置してCu管内に収容した
後、断面減少加工および熱処理を施して超電導線を製造
する方法において、Cu管内の最外層に配置される複合線
の一部あるいは全部を、該複合線のNb管内のCu被覆Snを
Cuに置換えた補強部材で置換したことを特徴とする。 本発明においては、Cu管内に収容される最外層の複合
線中のCu被覆SnをCuに置換えたことにより、多心線の断
面減少加工時の異常変形、即ち、不均一変形を防止する
ものであるが、必ずしも最外層の複合線全てに適用せず
に、特にCu管内に稠密に複合線を配置した場合に、最外
層表面の凹凸状の著しい位置に配置される複合線のみに
適用しても有効である。 これに対して、Cu管内の最外層の一部あるいは全部に
Cu線を配置する技術が知られているが、この場合には、
Cu線が補強効果をもたないため、多心超電導線の異常変
形即ち不均一変形を防止することが困難となる。 また内層の多数の複合線の中心部に配置される複数本
を同断面形状のCu線に置換することも有効である。 本発明において、複合線を構成するNb、Cu、Sn金属は
純金属以外にその特性や加工性等を改善するために、こ
れらをベースとする合金を用いることも当然含まれ、例
えばNb管やCu管に対してはTi等を添加した合金を用いる
こともできる。 （実施例） 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 第２図は本発明に用いられる複合線１の断面を示した
もので、複合線１はSnロッド２を中心として、その外周
に無酸素銅層３、Nb層４および無酸素銅層５が順次被覆
され、正六角形断面の構造を有する。 この様な複合線１は、Snロッドの外周に無酸素銅管、
Nb管および無酸素銅管を順次配置した後、スウェージン
グ加工や伸線加工等の断面減少加工を施すことにより製
造される。 第１図に示すように、上記の複合線の多数本が無酸素
銅管６中にその側面を当接して稠密に充填される。 この場合中心部に配置される複数本の線材７はCu線か
らなり、さらに最外層の異常変形即ち不均一変形を生じ
易い部分に配置される複合線８は補強材の役割を果たす
もので複合線１のCu被覆SnをCuに置換えた構造を有す
る。さらにCu管と充填材との間隙には断面正六角形のCu
線９および断面円形のCu線10が充填される。 このようにして得られた構成体11に静水圧押出加工、
スウェージング加工、冷間伸線加工を施して線材を製造
した後、Nb3Sn生成の熱処理を施して多心超電導線が製
造される。第３図に示すように、この超電導線12は無酸
素銅マトリックス13中に多数の管状のNbフィラメント14
が配置され、このフィラメントの内側にNb3Sn層15が環
状に生成された構造を有する。尚Nb3Sn層の内側はCu−S
n合金16である。さらに上記のNb3Sn生成の熱処理に先立
ってCuとSnの合金化のための拡散熱処理を施すことも有
効である。 具体例 第１図に示すように外形80mmφ、内径71mmφの無酸素
銅管６中にCu線７の85本を中心に配置し、その外側に複
合線１の816本およびさらにその周辺に複合線８の30本
を充填配置し無酸素銅管６との間隙をCu線９、10で充填
した。この場合各複合線１、８およびCu線７、９の形状
は対辺間距離2.12mmの正六角形断面とした。上記の複合
線１の銅比は0.27であり、かつそのNb管内のCuとSnの量
は、これらが拡散熱処理後Cu−Sn合金を形成した時にCu
−30wt％Snとなるように選定した。また複合線８は上記
の複合線１のNb管内のCu被覆SnをCuに置換えたものであ
る。この無酸素銅管中に931本の複合線を収容した構成
体に断面減少加工を施し、外径3mmφの線材を製造し
た。次いで740℃×24時間の熱処理を施してNb3Sn多心超
電導線を製造した。この超電導線の残留抵抗比（RRR）
は150であり、銅マトリックスの比抵抗は1.15×10-10Ω
・ｍ（OT）以下のレベルを維持することができた。 比較例 具体例の無酸素銅管中に収容される複合線８を複合線
１と同一の構造とした他は具体例と同条件で超電導線を
製造した。この超電導線の残留抵抗比は80であった。 ［発明の効果］ 以上述べたように本発明の方法によれば、パイプ法に
よるNb3Sn多心超電導線を製造する際に、異常変形、す
なわち不均一変形を生じ易い部分のNb管内のCu被覆Snを
Cuに置換えたことにより、細線化した場合でもNb管の破
断を生せず、従ってその超電導特性を向上させることが
できる。
パイプ法によるNb3Sn超電導線の加工性を改善したNb3Sn
多心超電導線の製造方法に関する。 （従来の技術） 従来、Nb3Sn超電導線の製造方法としてパイプ法によ
るものが知られている。この方法は、Nb管内部にCu被覆
Snロッドを収容するとともに、このNb管の外側にCuを配
置した複合体に断面減少加工を施した後、Nb管内部のCu
とSnの拡散熱処理およびNb3Sn生成の熱処理を施すこと
により、Nb3Sn超電導線を製造するもので（特開昭52−1
6997号公報）、Cu−Sn合金を用いるブロンズ法で必要と
する多数の中間焼鈍を全く必要としない利点を有する。
この方法で多心線、謂るマルチ線を製造する場合には、
熱処理前の複合体に断面減少加工を施して、断面が略六
角形の複合線を製造し、この複合線の多数本をその側面
を当接してCu管内に収容した後、静水圧押出加工、スウ
ェージング加工、冷間伸線加工等により所定形状の線材
に加工し、次いで拡散熱処理およびNb3Sn生成の熱処理
を施す方法が採用されている。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の多心線の製造方法においては、
複合線内のNb管の外形が80μｍφ程度まで加工されると
Cu管内部の複合線が局所的に異常変形を生じ、その結果
加工後のNb管の肉厚が不均一となり、Nb3Sn生成の熱処
理時にNbの肉厚の薄い部分からSnがマトリックスのCu中
へ拡散してその抵抗値を上昇させることがあり、従って
細線化が困難であるという難点を有していた。 本発明は上記の難点を解消するためになされたもの
で、パイプ法による多心線の細線化を可能にし、かつ優
れた超電導特性を有するNb3Sn超電導線の製造方法を提
供することをその目的とする。 ［発明の構成］ （問題点を解決するための手段と作用） 本発明は、Nb管内にCu被覆Snロッドを収容するととも
に、前記Nb管の外側にCuを配置した複合体に断面減少加
工を施して断面略正六角形に成形した複合線の多数本
を、その外面を相互に当接配置してCu管内に収容した
後、断面減少加工および熱処理を施して超電導線を製造
する方法において、Cu管内の最外層に配置される複合線
の一部あるいは全部を、該複合線のNb管内のCu被覆Snを
Cuに置換えた補強部材で置換したことを特徴とする。 本発明においては、Cu管内に収容される最外層の複合
線中のCu被覆SnをCuに置換えたことにより、多心線の断
面減少加工時の異常変形、即ち、不均一変形を防止する
ものであるが、必ずしも最外層の複合線全てに適用せず
に、特にCu管内に稠密に複合線を配置した場合に、最外
層表面の凹凸状の著しい位置に配置される複合線のみに
適用しても有効である。 これに対して、Cu管内の最外層の一部あるいは全部に
Cu線を配置する技術が知られているが、この場合には、
Cu線が補強効果をもたないため、多心超電導線の異常変
形即ち不均一変形を防止することが困難となる。 また内層の多数の複合線の中心部に配置される複数本
を同断面形状のCu線に置換することも有効である。 本発明において、複合線を構成するNb、Cu、Sn金属は
純金属以外にその特性や加工性等を改善するために、こ
れらをベースとする合金を用いることも当然含まれ、例
えばNb管やCu管に対してはTi等を添加した合金を用いる
こともできる。 （実施例） 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 第２図は本発明に用いられる複合線１の断面を示した
もので、複合線１はSnロッド２を中心として、その外周
に無酸素銅層３、Nb層４および無酸素銅層５が順次被覆
され、正六角形断面の構造を有する。 この様な複合線１は、Snロッドの外周に無酸素銅管、
Nb管および無酸素銅管を順次配置した後、スウェージン
グ加工や伸線加工等の断面減少加工を施すことにより製
造される。 第１図に示すように、上記の複合線の多数本が無酸素
銅管６中にその側面を当接して稠密に充填される。 この場合中心部に配置される複数本の線材７はCu線か
らなり、さらに最外層の異常変形即ち不均一変形を生じ
易い部分に配置される複合線８は補強材の役割を果たす
もので複合線１のCu被覆SnをCuに置換えた構造を有す
る。さらにCu管と充填材との間隙には断面正六角形のCu
線９および断面円形のCu線10が充填される。 このようにして得られた構成体11に静水圧押出加工、
スウェージング加工、冷間伸線加工を施して線材を製造
した後、Nb3Sn生成の熱処理を施して多心超電導線が製
造される。第３図に示すように、この超電導線12は無酸
素銅マトリックス13中に多数の管状のNbフィラメント14
が配置され、このフィラメントの内側にNb3Sn層15が環
状に生成された構造を有する。尚Nb3Sn層の内側はCu−S
n合金16である。さらに上記のNb3Sn生成の熱処理に先立
ってCuとSnの合金化のための拡散熱処理を施すことも有
効である。 具体例 第１図に示すように外形80mmφ、内径71mmφの無酸素
銅管６中にCu線７の85本を中心に配置し、その外側に複
合線１の816本およびさらにその周辺に複合線８の30本
を充填配置し無酸素銅管６との間隙をCu線９、10で充填
した。この場合各複合線１、８およびCu線７、９の形状
は対辺間距離2.12mmの正六角形断面とした。上記の複合
線１の銅比は0.27であり、かつそのNb管内のCuとSnの量
は、これらが拡散熱処理後Cu−Sn合金を形成した時にCu
−30wt％Snとなるように選定した。また複合線８は上記
の複合線１のNb管内のCu被覆SnをCuに置換えたものであ
る。この無酸素銅管中に931本の複合線を収容した構成
体に断面減少加工を施し、外径3mmφの線材を製造し
た。次いで740℃×24時間の熱処理を施してNb3Sn多心超
電導線を製造した。この超電導線の残留抵抗比（RRR）
は150であり、銅マトリックスの比抵抗は1.15×10-10Ω
・ｍ（OT）以下のレベルを維持することができた。 比較例 具体例の無酸素銅管中に収容される複合線８を複合線
１と同一の構造とした他は具体例と同条件で超電導線を
製造した。この超電導線の残留抵抗比は80であった。 ［発明の効果］ 以上述べたように本発明の方法によれば、パイプ法に
よるNb3Sn多心超電導線を製造する際に、異常変形、す
なわち不均一変形を生じ易い部分のNb管内のCu被覆Snを
Cuに置換えたことにより、細線化した場合でもNb管の破
断を生せず、従ってその超電導特性を向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法に用いられる断面減少加工前の構
成体の組込状態の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図で用いられる複合線の断面図、第３図は本発明によっ
て製造されるNb3Sn多心超電導線の一実施例を示す断面
図である。 1,8……複合線 １……Snロッド 3,5……無酸素銅層 ４……Nb層 ６……無酸素銅管 9,10……Cu線 12……超電導線 13……無酸素銅マトリックス 14……Nbフィラメント 15……Nb3Sn層 16……Cu−Sn合金
成体の組込状態の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図で用いられる複合線の断面図、第３図は本発明によっ
て製造されるNb3Sn多心超電導線の一実施例を示す断面
図である。 1,8……複合線 １……Snロッド 3,5……無酸素銅層 ４……Nb層 ６……無酸素銅管 9,10……Cu線 12……超電導線 13……無酸素銅マトリックス 14……Nbフィラメント 15……Nb3Sn層 16……Cu−Sn合金
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 熊野 智幸
川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号 昭
和電線電纜株式会社内
(72)発明者 青木 伸夫
川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号 昭
和電線電纜株式会社内
(56)参考文献 特開 昭61−13508（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−74008（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．Nb管の内側にCu被覆Snロッドを収容するとともに、
前記Nb管の外側にCuを配置した複合体に断面減少加工を
施して断面略正六角形に形成した複合線の多数本を、そ
の側面を相互に当接配置してCu管内に収容した後、断面
減少加工および熱処理を施して超電導線を製造する方法
において、 Cu管内の最外層に配置される複合線の一部あるいは全部
を、該複合線のNb管内のCu被覆SnをCuに置換えた補強部
材で置換したことを特徴とするNb3Sn多心超電導線の製
造方法。 ２．Cu管内に収容された多数の複合線の中心部分は、前
記複合線と同断面形状を有するCu線に置き換えられてな
る特許請求の範囲第１項記載のNb3Sn多心超電導線の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61203146A JP2683768B2 (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Ｎｂ▲下３▼Ｓｎ多心超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61203146A JP2683768B2 (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Ｎｂ▲下３▼Ｓｎ多心超電導線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6358716A JPS6358716A (ja) | 1988-03-14 |
| JP2683768B2 true JP2683768B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=16469178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61203146A Expired - Lifetime JP2683768B2 (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Ｎｂ▲下３▼Ｓｎ多心超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2683768B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4185548B1 (ja) * | 2007-06-04 | 2008-11-26 | 株式会社神戸製鋼所 | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材およびそのための前駆体 |
| US20230016999A1 (en) * | 2019-12-04 | 2023-01-19 | Furukawa Electric Co., Ltd. | PRECURSOR FOR Nb3Sn SINGLE-CORE SUPERCONDUCTING WIRE AND METHOD FOR PRODUCING SAME, Nb3Sn SINGLE-CORE SUPERCONDUCTING WIRE, PRECURSOR FOR Nb3Sn MULTI-CORE SUPERCONDUCTING WIRE AND METHOD FOR PRODUCING SAME, AND Nb3Sn MULTI-CORE SUPERCONDUCTING WIRE |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5574008A (en) * | 1978-11-29 | 1980-06-04 | Showa Electric Wire & Cable Co | Method of fabricating chemical superconductive wire |
| JPS6113508A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-21 | 昭和電線電纜株式会社 | 低銅比Ｎｂ↓３Ｓｎ超電導線の製造方法 |
-
1986
- 1986-08-29 JP JP61203146A patent/JP2683768B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6358716A (ja) | 1988-03-14 |
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