JP2719155B2 - 超電導撚線の製造方法 - Google Patents
超電導撚線の製造方法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】 「産業上の利用分野」 この発明はＮb3Snなどの化合物系の超電導撚の製造方
法に関するもので、特に、超電導金属間化合物を生成さ
せる拡散熱処理によって安定化銅の汚染がなされないよ
うにするものである。
法に関するもので、特に、超電導金属間化合物を生成さ
せる拡散熱処理によって安定化銅の汚染がなされないよ
うにするものである。
「従来の技術」 従来から、この種の化合物系超電導線を製造する方法
の代表例として、ブロンズ法と内部スズ拡散法と外部ス
ズ拡散法が知られている。
の代表例として、ブロンズ法と内部スズ拡散法と外部ス
ズ拡散法が知られている。
ブロンズ法とは、Cu−Sn合金（ブロンズ）製の基地の
内部に多数のNbフィラメントを配した素線を作成し、こ
の素線を拡散熱処理してSnを拡散させ、Ｎb3Sn超電導フ
ィラメントを生成させる方法である。
内部に多数のNbフィラメントを配した素線を作成し、こ
の素線を拡散熱処理してSnを拡散させ、Ｎb3Sn超電導フ
ィラメントを生成させる方法である。
また、内部スズ拡散法とは、銅あるいは銅合金製の基
地の内部にNbフィラメントを配する際に、基地の内部に
スズロッドあるいはスズメッキ層を被覆したNbロッドを
複合して縮径加工を行い、次いで拡散熱処理を施してSn
を拡散させ、Nbフィラメントの周囲にＮb3Sn超電導金属
間化合物フィラメントを生成させる方法である。
地の内部にNbフィラメントを配する際に、基地の内部に
スズロッドあるいはスズメッキ層を被覆したNbロッドを
複合して縮径加工を行い、次いで拡散熱処理を施してSn
を拡散させ、Nbフィラメントの周囲にＮb3Sn超電導金属
間化合物フィラメントを生成させる方法である。
更に、外部スズ拡散法とは、銅あるいは銅合金基地の
内部にNbフィラメントを多数配置して線材を作成し、こ
の線材の外面にスズメッキ層を形成して素線を作成し、
この素線を拡散熱処理してSnを拡散させ、Nbフィラメン
トの外周部にＮb3Sn超電導フィラメントを生成させる方
法である。
内部にNbフィラメントを多数配置して線材を作成し、こ
の線材の外面にスズメッキ層を形成して素線を作成し、
この素線を拡散熱処理してSnを拡散させ、Nbフィラメン
トの外周部にＮb3Sn超電導フィラメントを生成させる方
法である。
ところで従来から、前記種々の方法で製造されたＮb3
Sn系の超電導線に適用されている安定化銅の構造例とし
て、第６図と第７図に示される構造のものが知られてい
る。
Sn系の超電導線に適用されている安定化銅の構造例とし
て、第６図と第７図に示される構造のものが知られてい
る。
第６図に示す従来の安定化銅の構造例は、安定化母材
からなる基地の内部に多数のＮb3Sn超電導フィラメント
を配して超電導導体部１を構成し、この超電導導体部１
を拡散防止層２を介して安定化銅３で覆ってなる構造で
ある。また、第７図に示す安定化銅の構造例は、芯状の
安定化銅５の外周を拡散防止層６で覆い、さらにその外
周を安定化母材の内部に多数のＮb3Sn超電導フィラメン
トを配した筒状の超電導導体部７で覆ってなる構造であ
る。
からなる基地の内部に多数のＮb3Sn超電導フィラメント
を配して超電導導体部１を構成し、この超電導導体部１
を拡散防止層２を介して安定化銅３で覆ってなる構造で
ある。また、第７図に示す安定化銅の構造例は、芯状の
安定化銅５の外周を拡散防止層６で覆い、さらにその外
周を安定化母材の内部に多数のＮb3Sn超電導フィラメン
トを配した筒状の超電導導体部７で覆ってなる構造であ
る。
「発明が解決しようとする課題」 第６図に示す構造例では、前記ブロンズ法あるいは内
部スズ拡散法を適用できるものの、外部スズ拡散法には
適用できない問題がある。即ち、第６図に示す超電導線
を製造する場合、安定化銅３の外周にスズメッキを施し
て拡散熱処理を行ったのでは、拡散熱処理によって安定
化銅がスズで汚染されて極低温時の電気抵抗が増加する
ためである。
部スズ拡散法を適用できるものの、外部スズ拡散法には
適用できない問題がある。即ち、第６図に示す超電導線
を製造する場合、安定化銅３の外周にスズメッキを施し
て拡散熱処理を行ったのでは、拡散熱処理によって安定
化銅がスズで汚染されて極低温時の電気抵抗が増加する
ためである。
第７図に示す構造例は、ブロンズ法や外部スズ拡散法
に適しているものの、この構造では安定化銅の比率（安
定化銅以外の部分に対する比率）を高めることができな
い欠点がある。例えば、安定化銅と、それ以外の部分の
比率を1:1とすると、線材の直径に対し、安定化銅の直
径が70％を越えるようになる。しかも、このような超電
導線を製造する場合は、超電導線の構成として安定化銅
の比率を予め決定して製造を開始しているので、むやみ
に安定化銅の比率を変更できない問題がある。
に適しているものの、この構造では安定化銅の比率（安
定化銅以外の部分に対する比率）を高めることができな
い欠点がある。例えば、安定化銅と、それ以外の部分の
比率を1:1とすると、線材の直径に対し、安定化銅の直
径が70％を越えるようになる。しかも、このような超電
導線を製造する場合は、超電導線の構成として安定化銅
の比率を予め決定して製造を開始しているので、むやみ
に安定化銅の比率を変更できない問題がある。
ところで、超電導発電機用あるいは大容量用に用いら
れる超電導線は素線のみでは電流容量が不足であるので
撚線導体化することが一般的である。特に化合物系の超
電導線の場合は、第８図に示すように複数本の超電導線
８を成形撚線として設計し、超電導線８の占積率を含
め、線材全体を機械的強度に優れた撚線とすることがな
されている。しかも撚線化する場合、機械強度を更に高
めるために、第９図に示すように撚線の中央部にステン
レス鋼帯などの構造材９を複合することもなされてい
る。
れる超電導線は素線のみでは電流容量が不足であるので
撚線導体化することが一般的である。特に化合物系の超
電導線の場合は、第８図に示すように複数本の超電導線
８を成形撚線として設計し、超電導線８の占積率を含
め、線材全体を機械的強度に優れた撚線とすることがな
されている。しかも撚線化する場合、機械強度を更に高
めるために、第９図に示すように撚線の中央部にステン
レス鋼帯などの構造材９を複合することもなされてい
る。
ここで超電導線８を成形撚線として設計する場合、成
形撚線に安定化銅線を撚り込めるならば超電導線８の安
定化を極めて容易に実現でき、しかも撚り込む安定化銅
線の本数により安定化銅の比率を簡単に調整できる利点
がある。ところが、成形撚線として外部スズメッキ法で
用いるスズメッキ線を用い、このスズメッキ線と安定化
銅線を撚線化した後に拡散熱処理を施して超電導撚線を
製造すると、スズメッキのSnが拡散熱処理時に安定化銅
線側に拡散して安定化銅が汚染され、極低温時における
安定化銅の電気抵抗が増加する問題がある。
形撚線に安定化銅線を撚り込めるならば超電導線８の安
定化を極めて容易に実現でき、しかも撚り込む安定化銅
線の本数により安定化銅の比率を簡単に調整できる利点
がある。ところが、成形撚線として外部スズメッキ法で
用いるスズメッキ線を用い、このスズメッキ線と安定化
銅線を撚線化した後に拡散熱処理を施して超電導撚線を
製造すると、スズメッキのSnが拡散熱処理時に安定化銅
線側に拡散して安定化銅が汚染され、極低温時における
安定化銅の電気抵抗が増加する問題がある。
本発明は、前記課題を解決するためになされたもの
で、安定化銅の比率の制御が容易であり、超電導撚線の
超電導特性の安定化が容易にできる安定化銅素線を備
え、ツイストされた超電導フィラメントを備えて交流用
として優れるとともに、超電導特性の安定した超電導撚
線を製造できる方法の提供を目的とする。
で、安定化銅の比率の制御が容易であり、超電導撚線の
超電導特性の安定化が容易にできる安定化銅素線を備
え、ツイストされた超電導フィラメントを備えて交流用
として優れるとともに、超電導特性の安定した超電導撚
線を製造できる方法の提供を目的とする。
「課題を解決するための手段」 本発明は、超電導金属間化合物を構成する元素のうち
の少なくとも１つを有するフィラメントを具備し、ツイ
スト加工が施されたインサイチュ素線に、前記超電導金
属間化合物を構成する元素のうちの残りの元素を含むメ
ッキを施してメッキインサイチュ線を製造し、次いで、
このメッキインサイチュ線を必要数撚線化したものに対
し、純銅または中心に補強材を有する純銅の芯材とその
外方に被覆される拡散防止層とこの拡散防止層の外方に
被覆されて前記超電導金属間化合物を構成する元素のう
ち残りの元素を含む銅合金被覆層からなる安定化銅素線
を撚り合せた後、拡散熱処理を施してインサイチュ素線
のツイストされたフィラメントを超電導フィラメントに
することを特徴とする。
の少なくとも１つを有するフィラメントを具備し、ツイ
スト加工が施されたインサイチュ素線に、前記超電導金
属間化合物を構成する元素のうちの残りの元素を含むメ
ッキを施してメッキインサイチュ線を製造し、次いで、
このメッキインサイチュ線を必要数撚線化したものに対
し、純銅または中心に補強材を有する純銅の芯材とその
外方に被覆される拡散防止層とこの拡散防止層の外方に
被覆されて前記超電導金属間化合物を構成する元素のう
ち残りの元素を含む銅合金被覆層からなる安定化銅素線
を撚り合せた後、拡散熱処理を施してインサイチュ素線
のツイストされたフィラメントを超電導フィラメントに
することを特徴とする。
「作用」 純銅製の芯部を拡散防止層で覆って安定化銅素線が構
成されているので、超電導素線と安定化銅素線を撚線化
した後に拡散熱処理する際に、超電導素線に含有されて
いる元素が安定化銅素線側に拡散した場合でもこの元素
が芯部まで拡散することがない。また、安定化銅素線と
超電導素線を撚り込むので、撚り込む本数により安定化
銅の比率が容易に調整され、超電導特性の安定化が容易
になされる。
成されているので、超電導素線と安定化銅素線を撚線化
した後に拡散熱処理する際に、超電導素線に含有されて
いる元素が安定化銅素線側に拡散した場合でもこの元素
が芯部まで拡散することがない。また、安定化銅素線と
超電導素線を撚り込むので、撚り込む本数により安定化
銅の比率が容易に調整され、超電導特性の安定化が容易
になされる。
更に、ツイスト加工されたインサイチュ素線を元にす
るツイストされた超電導フィラメントを更に撚線化した
ものが得られるので、交流通電時の損失が少なく、超電
導発電機用などの交流用超電導線として好適な構造のも
のが得られる。
るツイストされた超電導フィラメントを更に撚線化した
ものが得られるので、交流通電時の損失が少なく、超電
導発電機用などの交流用超電導線として好適な構造のも
のが得られる。
更にまた、安定化銅素線に金属間化合物を構成する元
素のうち残りの元素を含む銅合金被覆層が設けられてい
るので、拡散熱処理時にメッキインサイチュ線のメッキ
層から安定化銅素線側への元素拡散を抑えメッキ層の元
素をインサイチュ線側へ必要十分な量、確実に拡散させ
ることができるので、インサイチュ線のフィラメント側
に超電導金属間化合物の生成のために必要な元素を充分
に供給して超電導フィラメントの充分な生成を行わせる
ことができる。
素のうち残りの元素を含む銅合金被覆層が設けられてい
るので、拡散熱処理時にメッキインサイチュ線のメッキ
層から安定化銅素線側への元素拡散を抑えメッキ層の元
素をインサイチュ線側へ必要十分な量、確実に拡散させ
ることができるので、インサイチュ線のフィラメント側
に超電導金属間化合物の生成のために必要な元素を充分
に供給して超電導フィラメントの充分な生成を行わせる
ことができる。
「実施例」 第１図（ａ）ないし（ｈ）は、本発明方法とインサイ
チュ法を利用してＮb3Sn系の超電導撚線を製造する場合
の一実施例を示すもので、超電導撚線を製造するには、
まず、第１図（ａ）に断面構造を示すような直径数10mm
程度の棒状のインサイチュインゴット10を作成する。こ
のインサイチュインゴット10を作成するには、特定の組
成のCu−Nb合金あるいはCu−Nb−Sn合金などをアーク溶
解法などで溶製することにより得ることができる。この
インサイチュインゴット10は、CuあるいはCu−Sn合金か
らなる基地の内部に無数のNbの樹枝状晶が分散された構
造のものであり、加工性の良好なものである。
チュ法を利用してＮb3Sn系の超電導撚線を製造する場合
の一実施例を示すもので、超電導撚線を製造するには、
まず、第１図（ａ）に断面構造を示すような直径数10mm
程度の棒状のインサイチュインゴット10を作成する。こ
のインサイチュインゴット10を作成するには、特定の組
成のCu−Nb合金あるいはCu−Nb−Sn合金などをアーク溶
解法などで溶製することにより得ることができる。この
インサイチュインゴット10は、CuあるいはCu−Sn合金か
らなる基地の内部に無数のNbの樹枝状晶が分散された構
造のものであり、加工性の良好なものである。
次にこのインサイチュインゴット10に、鍛造加工ある
いは溝ロール加工または線引加工などの縮径加工を適宜
施して直径0.2〜1mm程度の第１図（ｂ）に示すインサイ
チュ素線11を作成する。次いでこのインサイチュ素線11
に数mmピッチでねじりを加えるツイスト加工を施してツ
イストした後に最終伸線加工を施して第１図（ｃ）に示
すインサイチュ線12を得る。以上のようにインサイチュ
インゴット10を縮径することによりNbの樹枝状晶を微細
なフィラメント状に加工することができるとともに、ツ
イスト加工を施すことにより微細なフィラメントにねじ
りを加えることができる。
いは溝ロール加工または線引加工などの縮径加工を適宜
施して直径0.2〜1mm程度の第１図（ｂ）に示すインサイ
チュ素線11を作成する。次いでこのインサイチュ素線11
に数mmピッチでねじりを加えるツイスト加工を施してツ
イストした後に最終伸線加工を施して第１図（ｃ）に示
すインサイチュ線12を得る。以上のようにインサイチュ
インゴット10を縮径することによりNbの樹枝状晶を微細
なフィラメント状に加工することができるとともに、ツ
イスト加工を施すことにより微細なフィラメントにねじ
りを加えることができる。
続いて前記インサイチュ線12の外周に厚さ数μｍ〜数
10μｍ程度のSnメッキ層を形成して第１図（ｄ）に示す
メッキインサイチュ線14を作成し、このメッキインサイ
チュ線（超電導素線）14を複数本（この実施例では７
本）集合して撚線化することにより第１図（ｅ）に示す
撚線15を作成する。
10μｍ程度のSnメッキ層を形成して第１図（ｄ）に示す
メッキインサイチュ線14を作成し、このメッキインサイ
チュ線（超電導素線）14を複数本（この実施例では７
本）集合して撚線化することにより第１図（ｅ）に示す
撚線15を作成する。
一方、第１図（ｆ）に示す複合体16を作成する。この
複合体16は、純銅製の芯部17とこの芯部17に被覆された
TaあるいはNbからなる拡散防止層18と、拡散防止層18の
外周面に被覆されたCu−Sn合金製の金属被覆層19とから
構成され、銅ロッドとTa管とCu−Sn合金管を複合するな
どの手段により作成される。なお、この例では、芯部17
の全体を純銅から構成したが、芯部17の内部に補強用の
金属線などを複合することは自由である。
複合体16は、純銅製の芯部17とこの芯部17に被覆された
TaあるいはNbからなる拡散防止層18と、拡散防止層18の
外周面に被覆されたCu−Sn合金製の金属被覆層19とから
構成され、銅ロッドとTa管とCu−Sn合金管を複合するな
どの手段により作成される。なお、この例では、芯部17
の全体を純銅から構成したが、芯部17の内部に補強用の
金属線などを複合することは自由である。
次に前記複合体16を前記撚線15と同等の外径まで縮径
して第１図（ｇ）に示す安定化銅素線20を得る。
して第１図（ｇ）に示す安定化銅素線20を得る。
続いて前記撚線15と安定化銅素線20を複数本用意して
第１図（ｈ）に示すように交互に複数本集合して撚線化
する。そしてこの撚線を500〜650℃で数10〜数100時間
加熱する拡散熱処理を施す。この拡散熱処理によってNb
の繊維状フィラメントにSnが拡散してNbとSnが反応し、
Ｎb3Sn金属間化合物超電導フィラメントが生成して撚線
15は超電導撚線材22となり、超電導撚線材22と安定化銅
素線20が撚線化された第１図（ｈ）に示す超電導撚線Ａ
が得られる。
第１図（ｈ）に示すように交互に複数本集合して撚線化
する。そしてこの撚線を500〜650℃で数10〜数100時間
加熱する拡散熱処理を施す。この拡散熱処理によってNb
の繊維状フィラメントにSnが拡散してNbとSnが反応し、
Ｎb3Sn金属間化合物超電導フィラメントが生成して撚線
15は超電導撚線材22となり、超電導撚線材22と安定化銅
素線20が撚線化された第１図（ｈ）に示す超電導撚線Ａ
が得られる。
このように製造された超電導撚線Ａにあっては、超電
導撚線材22と安定化銅素線20が撚線化されているため
に、超電導特性が極めて安定したものとなる。また、超
電導撚線材22の内部にはツイスト加工されたＮb3Sn超電
導フィラメントが設けられているために、交流通電時の
損失も少なく、超電導発電機用などの交流用超電導線と
して好適な構造となっている。
導撚線材22と安定化銅素線20が撚線化されているため
に、超電導特性が極めて安定したものとなる。また、超
電導撚線材22の内部にはツイスト加工されたＮb3Sn超電
導フィラメントが設けられているために、交流通電時の
損失も少なく、超電導発電機用などの交流用超電導線と
して好適な構造となっている。
なおここで、前記拡散熱処理時に撚線15の外周部に存
在するスズメッキ層から各安定化銅素線20側にSnが拡散
するおそれがある。安定化銅素線20の芯部17にSnが拡散
すると、芯部17の極低温における電気抵抗が増加して超
電導特性の安定化の効果が損なわれるおそれがある。と
ころが前記安定化銅素線20においては、芯部17が拡散防
止層18により覆われているために、接触している撚線15
のSnが拡散熱処理時に拡散しても拡散防止層18で拡散が
抑制され、芯部17がSnで汚染されることがない。従って
安定化銅素線20の芯部17の汚染は防止され、超電導撚線
材22は安定化されるので超電導撚線Ａの超電導特性は優
秀なものとなる。なお、安定化銅素線20の外周部には、
Cu−Sn合金からなる金属被覆層19が形成されているが、
この金属被覆層19は、Cu−Sn−Ｐ合金、Cu−Sn−Ni合
金、Cu−Ni合金などの高抵抗金属材料から形成しても差
し支えない。ただし金属被覆層19の構成材料は、拡散熱
処理時に超電導撚線材22側に拡散して超電導特性に悪影
響を及ぼさないような元素が望ましい。この点において
Cu−Sn合金であると前記影響がないばかりか、拡散熱処
理時にメッキインサイチュ線14のスズメッキ層からSnを
奪うこともない。すなわち、金属被覆層19を純銅から形
成すると拡散熱処理時にスズメッキ層のSnが安定化銅素
線20側に多く拡散してＮb3Sn超電導金属間化合物の生成
量が減少するそれがある。なおまた、安定化銅素線20と
超電導撚線材22を撚線化する場合に、それぞれの本数を
適宜調節するならば、安定化銅部分と超電導導体部分の
割合を所望の値に容易に調節することができる。
在するスズメッキ層から各安定化銅素線20側にSnが拡散
するおそれがある。安定化銅素線20の芯部17にSnが拡散
すると、芯部17の極低温における電気抵抗が増加して超
電導特性の安定化の効果が損なわれるおそれがある。と
ころが前記安定化銅素線20においては、芯部17が拡散防
止層18により覆われているために、接触している撚線15
のSnが拡散熱処理時に拡散しても拡散防止層18で拡散が
抑制され、芯部17がSnで汚染されることがない。従って
安定化銅素線20の芯部17の汚染は防止され、超電導撚線
材22は安定化されるので超電導撚線Ａの超電導特性は優
秀なものとなる。なお、安定化銅素線20の外周部には、
Cu−Sn合金からなる金属被覆層19が形成されているが、
この金属被覆層19は、Cu−Sn−Ｐ合金、Cu−Sn−Ni合
金、Cu−Ni合金などの高抵抗金属材料から形成しても差
し支えない。ただし金属被覆層19の構成材料は、拡散熱
処理時に超電導撚線材22側に拡散して超電導特性に悪影
響を及ぼさないような元素が望ましい。この点において
Cu−Sn合金であると前記影響がないばかりか、拡散熱処
理時にメッキインサイチュ線14のスズメッキ層からSnを
奪うこともない。すなわち、金属被覆層19を純銅から形
成すると拡散熱処理時にスズメッキ層のSnが安定化銅素
線20側に多く拡散してＮb3Sn超電導金属間化合物の生成
量が減少するそれがある。なおまた、安定化銅素線20と
超電導撚線材22を撚線化する場合に、それぞれの本数を
適宜調節するならば、安定化銅部分と超電導導体部分の
割合を所望の値に容易に調節することができる。
第２図は超電導撚線の他の構造例を示すもので、この
例の超電導撚線Ｂは、超電導素線25と安定化銅素線26を
複数本寄り合わせて形成した導体を更に複数本寄り合わ
せて超電導導体Ｂを形成した構造である。なお、ここで
用いる超電導素線25は前記超電導撚線Ａのメッキインサ
イチュ線14と同等の構造であり、安定化銅素線26は前記
超電導撚線Ａの安定化銅素線20と同等の構造である。
例の超電導撚線Ｂは、超電導素線25と安定化銅素線26を
複数本寄り合わせて形成した導体を更に複数本寄り合わ
せて超電導導体Ｂを形成した構造である。なお、ここで
用いる超電導素線25は前記超電導撚線Ａのメッキインサ
イチュ線14と同等の構造であり、安定化銅素線26は前記
超電導撚線Ａの安定化銅素線20と同等の構造である。
第３図は安定化銅素線の第２の構造例を示すもので、
この例の安定化銅素線30は、純銅製の芯部31の外周をTa
あるいはNbからなる拡散防止層32で覆った構成である。
また、第４図は安定化銅素線の第３の構造例を示すもの
で、この例の安定化銅素線35は、芯部36を拡散防止層37
で覆い、その外側を銅製の金属被覆層38で覆った構造で
ある。
この例の安定化銅素線30は、純銅製の芯部31の外周をTa
あるいはNbからなる拡散防止層32で覆った構成である。
また、第４図は安定化銅素線の第３の構造例を示すもの
で、この例の安定化銅素線35は、芯部36を拡散防止層37
で覆い、その外側を銅製の金属被覆層38で覆った構造で
ある。
第５図は超電導撚線の更に別の構造例を示すもので、
この例の超電導撚線は、複数（図面では13本）の超電導
素線114を安定化銅素線20の外周に隙間なく配置した構
造である。
この例の超電導撚線は、複数（図面では13本）の超電導
素線114を安定化銅素線20の外周に隙間なく配置した構
造である。
なお、前記実施例においてはＮb3Sn系の超電導撚線用
の安定化銅素線およびＮb3Sn系の超電導撚線の製造方法
にこの発明を適用した例について説明したが、この発明
をＮb3Ga系、V3Ga系などの化合物系超電導撚線用の安定
化銅素線あるいは超電導撚線の製造方法に適用できるの
は勿論である。
の安定化銅素線およびＮb3Sn系の超電導撚線の製造方法
にこの発明を適用した例について説明したが、この発明
をＮb3Ga系、V3Ga系などの化合物系超電導撚線用の安定
化銅素線あるいは超電導撚線の製造方法に適用できるの
は勿論である。
「製造例」 ルツボ溶解法によってCu−Nb合金製の直径50mmのイン
サイチュインゴットを作成し、このインサイチュインゴ
ットをスウェージング加工と伸線加工により縮径加工し
て0.215mmのインサイチュ素線を作成した。このインサ
イチュ素線を5mmのピッチでツイスト加工するとともに
更に伸線加工を施して0.2mmのインサイチュ線を得た。
この後に前記インサイチュ線の表面に電気メッキにより
厚さ30μｍのスズメッキ層を形成し、更にスズメッキ後
のインサイチュ線を７本集合して外径0.6mmの撚線を得
た。
サイチュインゴットを作成し、このインサイチュインゴ
ットをスウェージング加工と伸線加工により縮径加工し
て0.215mmのインサイチュ素線を作成した。このインサ
イチュ素線を5mmのピッチでツイスト加工するとともに
更に伸線加工を施して0.2mmのインサイチュ線を得た。
この後に前記インサイチュ線の表面に電気メッキにより
厚さ30μｍのスズメッキ層を形成し、更にスズメッキ後
のインサイチュ線を７本集合して外径0.6mmの撚線を得
た。
一方、RRR（残留抵抗比）300の純銅からなる直径10mm
の芯部と、外径11mm、内径10.4mmのTa管と、外径14.5m
m、内径11.5mmの６重量％Snブロンズからなる管体を一
体化して複合体を得、全体を0.6mmまで縮径して安定化
銅素線を得た。
の芯部と、外径11mm、内径10.4mmのTa管と、外径14.5m
m、内径11.5mmの６重量％Snブロンズからなる管体を一
体化して複合体を得、全体を0.6mmまで縮径して安定化
銅素線を得た。
次に前記撚線を６本とインサイチュ線を５本用意し、
それぞれを第１図（ｈ）に示すように交互に撚り合わせ
て成形し、幅3.4mm、高さ1.2mmの帯状導体とした。この
帯状導体をN2ガス雰囲気中において550℃で250時間加熱
する拡散熱処理を施して超電導導体を得た。
それぞれを第１図（ｈ）に示すように交互に撚り合わせ
て成形し、幅3.4mm、高さ1.2mmの帯状導体とした。この
帯状導体をN2ガス雰囲気中において550℃で250時間加熱
する拡散熱処理を施して超電導導体を得た。
この超電導導体は、10T（テラス）の磁界下で950Aの
臨界電流特性を示した。しかもこの超電導導体はインサ
イチュ撚線からなる超電導撚線と安定化銅素線とが交互
に撚線化されているために極めて安定した特性を示し
た。
臨界電流特性を示した。しかもこの超電導導体はインサ
イチュ撚線からなる超電導撚線と安定化銅素線とが交互
に撚線化されているために極めて安定した特性を示し
た。
「試作例」 実施例１で作成した安定化銅素線を直径0.2mmまで伸
線し、更に、実施例１で作成したインサイチュ線を0.2m
mまで伸線し、安定化銅素線４本とインサイチュ線３本
を第２図に示すように撚り合わせて撚線を得、この撚線
を11本集合して撚線とし、更に拡散熱処理を施して第２
図に示す構造の超電導導体を得た。
線し、更に、実施例１で作成したインサイチュ線を0.2m
mまで伸線し、安定化銅素線４本とインサイチュ線３本
を第２図に示すように撚り合わせて撚線を得、この撚線
を11本集合して撚線とし、更に拡散熱処理を施して第２
図に示す構造の超電導導体を得た。
「発明の効果」 以上説明したように本発明の安定化銅素線を用いて超
電導撚線を製造すると、超電導素線と安定化銅素線を撚
線化した後に拡散熱処理する際に、超電導素線に含有さ
れている元素が安定化銅素線側に拡散した場合であって
も、前記元素が芯部側まで拡散することがない。従って
極低温時における芯部の電気抵抗増加が防止されるの
で、超電導撚線の超電導特性を良好に安定化できる効果
がある。また、安定化銅素線と超電導素線を撚り込んで
熱処理を行い、超電導撚線を製造するので、撚り込む本
数により安定化銅の比率を容易に調整することができ、
超電導特性の安定化が容易に実現できる。更に、ツイス
ト加工されたインサイチュ素線を元にツイストされた超
電導フィラメントを更に撚線化したものが得られるの
で、交流通電時の損失が少なく、超電導発電機用などの
交流用超電導線として好適な構造のものが得られる。
電導撚線を製造すると、超電導素線と安定化銅素線を撚
線化した後に拡散熱処理する際に、超電導素線に含有さ
れている元素が安定化銅素線側に拡散した場合であって
も、前記元素が芯部側まで拡散することがない。従って
極低温時における芯部の電気抵抗増加が防止されるの
で、超電導撚線の超電導特性を良好に安定化できる効果
がある。また、安定化銅素線と超電導素線を撚り込んで
熱処理を行い、超電導撚線を製造するので、撚り込む本
数により安定化銅の比率を容易に調整することができ、
超電導特性の安定化が容易に実現できる。更に、ツイス
ト加工されたインサイチュ素線を元にツイストされた超
電導フィラメントを更に撚線化したものが得られるの
で、交流通電時の損失が少なく、超電導発電機用などの
交流用超電導線として好適な構造のものが得られる。
更にまた、安定化銅素線に超電導金属間化合物を構成
する元素のうち残りの元素を含む銅合金被覆層が設けら
れているので、拡散熱処理時にメッキインサイチュ線の
メッキ層から安定化銅素線側への元素拡散を抑えメッキ
層の元素をインサイチュ線側へ確実に充分な量、拡散さ
せることができるので、インサイチュ線のフィラメント
側に超電導金属間化合物の生成のために必要な元素を充
分に供給して超電導フィラメントの充分な生成を行わせ
ることができる。従ってこの発明の構造の安定化銅素線
を用いて超電導撚線を製造するならば、交流通電時など
においても優れた安定性を発揮する超電導撚線を提供す
ることができる。
する元素のうち残りの元素を含む銅合金被覆層が設けら
れているので、拡散熱処理時にメッキインサイチュ線の
メッキ層から安定化銅素線側への元素拡散を抑えメッキ
層の元素をインサイチュ線側へ確実に充分な量、拡散さ
せることができるので、インサイチュ線のフィラメント
側に超電導金属間化合物の生成のために必要な元素を充
分に供給して超電導フィラメントの充分な生成を行わせ
ることができる。従ってこの発明の構造の安定化銅素線
を用いて超電導撚線を製造するならば、交流通電時など
においても優れた安定性を発揮する超電導撚線を提供す
ることができる。
第１図（ａ）〜（ｈ）は、本発明の製造方法の一例を示
すもので、第１図（ａ）はインサイチュインゴットの断
面図、第１図（ｂ）はインサイチュインゴットの縮径状
態を示す断面図、第１図（ｃ）はインサイチュ線の断面
図、第１図（ｄ）はメッキインサイチュ線の断面図、第
１図（ｅ）はメッキインサイチュ線の集合状態を示す断
面図、第１図（ｆ）は複合体の断面図、第１図（ｇ）は
安定化銅素線の断面図、第１図（ｈ）は超電導撚線の断
面図、第２図は超電導撚線の他の例を示す断面図、第３
図は安定化銅素線の第２の構造例を示す断面図、第４図
は安定化銅素線の第３の構造例を示す断面図、第５図は
超電導撚線の他の例を示す断面図、第６図は従来の安定
化銅の一構造例を示す断面図、第７図は従来の安定化銅
の他の構造例を示す断面図、第８図は従来の超電導撚線
の斜視図、第９図は従来の超電導撚線の他の例を示す斜
視図である。 10…インサイチュインゴット、12…インサイチュ線、14
…メッキインサイチュ線（超電導素線）、15…撚線、17
…芯部、18…拡散防止層、19…Cu−Sn合金層、20…安定
化銅素線、25…超電導素線、26…安定化銅素線、30,35
…安定化銅素線、31,36…芯部、32,37…拡散防止層。
すもので、第１図（ａ）はインサイチュインゴットの断
面図、第１図（ｂ）はインサイチュインゴットの縮径状
態を示す断面図、第１図（ｃ）はインサイチュ線の断面
図、第１図（ｄ）はメッキインサイチュ線の断面図、第
１図（ｅ）はメッキインサイチュ線の集合状態を示す断
面図、第１図（ｆ）は複合体の断面図、第１図（ｇ）は
安定化銅素線の断面図、第１図（ｈ）は超電導撚線の断
面図、第２図は超電導撚線の他の例を示す断面図、第３
図は安定化銅素線の第２の構造例を示す断面図、第４図
は安定化銅素線の第３の構造例を示す断面図、第５図は
超電導撚線の他の例を示す断面図、第６図は従来の安定
化銅の一構造例を示す断面図、第７図は従来の安定化銅
の他の構造例を示す断面図、第８図は従来の超電導撚線
の斜視図、第９図は従来の超電導撚線の他の例を示す斜
視図である。 10…インサイチュインゴット、12…インサイチュ線、14
…メッキインサイチュ線（超電導素線）、15…撚線、17
…芯部、18…拡散防止層、19…Cu−Sn合金層、20…安定
化銅素線、25…超電導素線、26…安定化銅素線、30,35
…安定化銅素線、31,36…芯部、32,37…拡散防止層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 謙次 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−30486（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−221356（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−18509（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】超電導金属間化合物を構成する元素のうち
の少なくとも１つを有するフィラメントを具備し、ツイ
スト加工が施されたインサイチュ素線に、前記金属間化
合物を構成する元素のうちの残りの元素を含むメッキを
施してメッキインサイチュ線を製造し、次いで、このメ
ッキインサイチュ線を必要数撚線化したものに対し、純
銅または中心に補強材を有する純銅の芯材とその外方に
被覆される拡散防止層とこの拡散防止層の外方に被覆さ
れて前記超電導金属間化合物を構成する元素のうち残り
の元素を含む銅合金被覆層からなる安定化銅素線を撚り
合せた後、拡散熱処理を施してインサイチュ素線のツイ
ストされたフィラメントを超電導フィラメントにするこ
とを特徴とする超電導撚線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63236112A JP2719155B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 超電導撚線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63236112A JP2719155B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 超電導撚線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0286015A JPH0286015A (ja) | 1990-03-27 |
| JP2719155B2 true JP2719155B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=16995917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63236112A Expired - Fee Related JP2719155B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 超電導撚線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2719155B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5170897B2 (ja) * | 2009-03-13 | 2013-03-27 | 古河電気工業株式会社 | 平角超電導成形撚線及びその製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2736157B2 (de) * | 1977-08-11 | 1979-10-31 | Vacuumschmelze Gmbh, 6450 Hanau | Supraleitender Verbundleiter und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JPS5918509A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-30 | 古河電気工業株式会社 | 化合物超電導線の製造方法 |
| JPH0735563B2 (ja) * | 1985-03-27 | 1995-04-19 | 古河電気工業株式会社 | 化合物超電導線の製造方法 |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP63236112A patent/JP2719155B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0286015A (ja) | 1990-03-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |