JP2746960B2 - Ｎｂ▲下３▼Ａ１系超電導線の製造方法 - Google Patents
Ｎｂ▲下３▼Ａ１系超電導線の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、核融合炉用トロイダルマグネット、粒子加
速機用マグネット、超電導発電機用マグネット等に利用
されるNb3Al系超電導線の製造方法に関する。
速機用マグネット、超電導発電機用マグネット等に利用
されるNb3Al系超電導線の製造方法に関する。
「従来の技術」 従来、金属基地の内部に極細のNb3Al超電導フィラメ
ントを配列した構造の超電導線を製造する方法の一例と
して、以下に説明する方法が知られている。
ントを配列した構造の超電導線を製造する方法の一例と
して、以下に説明する方法が知られている。
このNb3Al系の超電導線を製造する場合、まず、第11
図に示すように、Alロッドからなる芯材１にNbからなる
管体２を被せて形成した複合体を複数本集合し、次いで
Nbの管体３に挿入した後に縮径加工を施し、第12図に示
す１次素線４を作製する。
図に示すように、Alロッドからなる芯材１にNbからなる
管体２を被せて形成した複合体を複数本集合し、次いで
Nbの管体３に挿入した後に縮径加工を施し、第12図に示
す１次素線４を作製する。
次にこの１次素線４を複数本集合して第13図に示すよ
うにNbからなる管体５に挿入し、更に縮径加工を施して
第14図に示す２次素線６を作製し、この２次素線６に拡
散熱処理を施してAlを拡散させ、その周囲のNbフィラメ
ントと反応させてNb3Al超電導フィラメントを生成させ
ることにより、第15図に示す超電導線８を製造すること
ができる。
うにNbからなる管体５に挿入し、更に縮径加工を施して
第14図に示す２次素線６を作製し、この２次素線６に拡
散熱処理を施してAlを拡散させ、その周囲のNbフィラメ
ントと反応させてNb3Al超電導フィラメントを生成させ
ることにより、第15図に示す超電導線８を製造すること
ができる。
「発明が解決しようとする課題」 前記の製造方法で製造された超電導線８において、特
に交流用として製造されたものは、素線の集合と縮径が
繰り返し行なわれる結果、超電導フィラメントの直径が
１μｍ以下の小さいものとなっているが、前述の如くNb
の断面積割合が多い状態で縮径加工がなされると、Nbと
Alの間の硬度差が大きいことから、得られる超電導フィ
ラメントがいびつなテープ状に変形し、交流用として不
利になる欠点があった。
に交流用として製造されたものは、素線の集合と縮径が
繰り返し行なわれる結果、超電導フィラメントの直径が
１μｍ以下の小さいものとなっているが、前述の如くNb
の断面積割合が多い状態で縮径加工がなされると、Nbと
Alの間の硬度差が大きいことから、得られる超電導フィ
ラメントがいびつなテープ状に変形し、交流用として不
利になる欠点があった。
また、この種の超電導線において、超電導フィラメン
トの直径が１μｍ以下などのように極めて小さくなって
いるものにあっては、超電導フィラメント間の間隔も小
さくなるので、交流通電を行った場合、極細の超電導フ
ィラメントの間で近接効果により結合電流が生じ易く、
結合損失を生じる傾向がある。即ち、超電導電子のクー
パー電子ペアが周囲の金属基地側にしみ出し、隣接する
超電導フィラメントの間で結合するために交流通電時の
結合損失が増大する問題があった。
トの直径が１μｍ以下などのように極めて小さくなって
いるものにあっては、超電導フィラメント間の間隔も小
さくなるので、交流通電を行った場合、極細の超電導フ
ィラメントの間で近接効果により結合電流が生じ易く、
結合損失を生じる傾向がある。即ち、超電導電子のクー
パー電子ペアが周囲の金属基地側にしみ出し、隣接する
超電導フィラメントの間で結合するために交流通電時の
結合損失が増大する問題があった。
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、
交流通電時の結合損失が少なく、交流用として優れたNb
3Al系超電導線を安価に製造できる方法を提供すること
を目的とする。
交流通電時の結合損失が少なく、交流用として優れたNb
3Al系超電導線を安価に製造できる方法を提供すること
を目的とする。
「課題を解決するための手段」 本発明は、前記課題を解決するために、Nbからなる芯
材とこの芯材の外方に形成されたAlまたはAl合金からな
る１次被覆層とこの１次被覆層の外方に形成されたNbか
らなる２次被覆層を具備する複合体を形成し、この複合
体に、Mn,Ni,Crなどの磁性元素を含有するCu合金からな
る磁性金属被覆層を形成して素線を形成し、この素線を
複数本集合して縮径する加工を必要回数行って金属基地
の内部にフィラメントを多数埋設した構造の最終素線を
作成し、次いでこの最終素線に900℃〜950℃の高温で短
時間熱処理した後、800〜900℃の温度で長時間熱処理す
る段階的な熱処理を施し、元素拡散を行わせて超電導フ
ィラメントを生成させるものである。
材とこの芯材の外方に形成されたAlまたはAl合金からな
る１次被覆層とこの１次被覆層の外方に形成されたNbか
らなる２次被覆層を具備する複合体を形成し、この複合
体に、Mn,Ni,Crなどの磁性元素を含有するCu合金からな
る磁性金属被覆層を形成して素線を形成し、この素線を
複数本集合して縮径する加工を必要回数行って金属基地
の内部にフィラメントを多数埋設した構造の最終素線を
作成し、次いでこの最終素線に900℃〜950℃の高温で短
時間熱処理した後、800〜900℃の温度で長時間熱処理す
る段階的な熱処理を施し、元素拡散を行わせて超電導フ
ィラメントを生成させるものである。
「作用」 Nb3Al超電導フィラメントが分散配列された金属基地
に磁性元素が含有されているので、クーパー電子ペアが
超電導フィラメントから常電導金属基地側にしみ出した
場合に、磁性元素のもつ磁気モーメントによってペアが
こわされ、交流通電時に超電導フィラメントの間の金属
基地に流れようとする結合電流が抑制され、交流損失が
減少する。また、Nb芯材の直径と１次被覆層２と２次被
覆層の厚さを適宜調節することにより、生成されるNb3A
l金属間化合物の量を調節することができる。
に磁性元素が含有されているので、クーパー電子ペアが
超電導フィラメントから常電導金属基地側にしみ出した
場合に、磁性元素のもつ磁気モーメントによってペアが
こわされ、交流通電時に超電導フィラメントの間の金属
基地に流れようとする結合電流が抑制され、交流損失が
減少する。また、Nb芯材の直径と１次被覆層２と２次被
覆層の厚さを適宜調節することにより、生成されるNb3A
l金属間化合物の量を調節することができる。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
第１図ないし第７図は、本発明方法をNb3Al系超電導
線の製造方法に適用した一実施例を示すもので、本発明
方法を実施して超電導線を製造するには、第１図に示す
Nbからなるロッド状の芯材９の外方にAlあるいはAl合金
からなる管体（１次被覆層）10を被せ、更にその外方に
Nbからなる管体（２次被覆層）11を被せ、更にその外方
に磁性元素を含有したCu合金からなる管体（磁性金属被
覆層）12を被せ、更に縮径加工を施して第２図に示す複
合体13を作製する。なお、前記のように管体を被せて１
次被覆層10と２次被覆層11と磁性金属層12を形成する代
わりに、テープ巻き付けなどの手段を用いて各層を形成
しても良い。
線の製造方法に適用した一実施例を示すもので、本発明
方法を実施して超電導線を製造するには、第１図に示す
Nbからなるロッド状の芯材９の外方にAlあるいはAl合金
からなる管体（１次被覆層）10を被せ、更にその外方に
Nbからなる管体（２次被覆層）11を被せ、更にその外方
に磁性元素を含有したCu合金からなる管体（磁性金属被
覆層）12を被せ、更に縮径加工を施して第２図に示す複
合体13を作製する。なお、前記のように管体を被せて１
次被覆層10と２次被覆層11と磁性金属層12を形成する代
わりに、テープ巻き付けなどの手段を用いて各層を形成
しても良い。
前記管体10をAl合金で形成する場合は、AlにAg,Mg,G
e,Gaなどの元素を添加した合金が用いられる。これらの
元素は、Nb3Alの高磁界域における臨界電流密度を向上
させる元素であるので、これらの元素を添加することで
後述するようにNb3Alを生成させて超電導線を製造した
場合に、超電導線の臨界電流密度を向上させることがで
きる。次に、前記管体12に含有させる磁性元素として
は、Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Sr,Y,Cb,Zr,Rh,Pd,Ce,Pr,
Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tmなどの磁性元素の中から選
択される１種、あるいは、２種以上が用いられる。な
お、管体12における磁性元素の含有量は、管体12を形成
する主体金属に対して磁性元素が全率固溶するものであ
る場合は、30重量％以下が好ましく、金属間化合物を生
じるおそれのある元素の場合は0.5重量％以下が好まし
い。従って前記の例のようにCu合金から管体12を構成す
る場合は、MnとNiがCuに対して全率固溶するのでMnある
いはNiの添加量を30重量％以下にすることが好ましい。
e,Gaなどの元素を添加した合金が用いられる。これらの
元素は、Nb3Alの高磁界域における臨界電流密度を向上
させる元素であるので、これらの元素を添加することで
後述するようにNb3Alを生成させて超電導線を製造した
場合に、超電導線の臨界電流密度を向上させることがで
きる。次に、前記管体12に含有させる磁性元素として
は、Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Sr,Y,Cb,Zr,Rh,Pd,Ce,Pr,
Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tmなどの磁性元素の中から選
択される１種、あるいは、２種以上が用いられる。な
お、管体12における磁性元素の含有量は、管体12を形成
する主体金属に対して磁性元素が全率固溶するものであ
る場合は、30重量％以下が好ましく、金属間化合物を生
じるおそれのある元素の場合は0.5重量％以下が好まし
い。従って前記の例のようにCu合金から管体12を構成す
る場合は、MnとNiがCuに対して全率固溶するのでMnある
いはNiの添加量を30重量％以下にすることが好ましい。
次に前記複合体13を複数本、第３図に示すように集合
した後に前記管体12を構成する材料と同等の材料からな
る管体14に収納して縮径し、第４図に示す１次素線15を
作成し、次いでこの１次素線15を第５図に示すように複
数本集合した後に、前記管体12を構成する材料と同等の
材料からなる管体16に挿入し、更に縮径して第６図に示
す２次素線（最終素線）18を作成する。この２次素線18
磁性元素を含有するCu合金からなる金属基地の内部に無
数の極細のNbフィラメントが配列された構造となってい
る。なお、前記素線を集合して縮径する工程は必要に応
じて複数回行っても差し支えない。
した後に前記管体12を構成する材料と同等の材料からな
る管体14に収納して縮径し、第４図に示す１次素線15を
作成し、次いでこの１次素線15を第５図に示すように複
数本集合した後に、前記管体12を構成する材料と同等の
材料からなる管体16に挿入し、更に縮径して第６図に示
す２次素線（最終素線）18を作成する。この２次素線18
磁性元素を含有するCu合金からなる金属基地の内部に無
数の極細のNbフィラメントが配列された構造となってい
る。なお、前記素線を集合して縮径する工程は必要に応
じて複数回行っても差し支えない。
続いてこの２次素線18を加熱する拡散熱処理を行う。
この拡散熱処理によってAlを拡散させてNbの極細フィラ
メントと反応させてNb3Al超電導金属間化合物フィラメ
ントを生成させ、第７図に示す構造のNb3Al超電導線20
を得ることができる。なお、前記拡散熱処理により、管
体12,14,16に含有されている磁性元素が周囲に拡散する
が、各フィラメントはNbからなる管体11により囲まれて
いて、管体11が磁性元素の拡散を阻止するので、超電導
フィラメント自体に磁性元素の影響は生じない。
この拡散熱処理によってAlを拡散させてNbの極細フィラ
メントと反応させてNb3Al超電導金属間化合物フィラメ
ントを生成させ、第７図に示す構造のNb3Al超電導線20
を得ることができる。なお、前記拡散熱処理により、管
体12,14,16に含有されている磁性元素が周囲に拡散する
が、各フィラメントはNbからなる管体11により囲まれて
いて、管体11が磁性元素の拡散を阻止するので、超電導
フィラメント自体に磁性元素の影響は生じない。
前記熱処理時においては、900〜950℃の高温で数秒〜
数分程度の短時間にわたり熱処理した後に、800〜900℃
の温度で長時間熱処理する段階的な熱処理を行う。以下
にこの理由を説明する。Nb3Alを効率良く生成させるに
は、高温で熱処理した方が有利であるが、熱処理温度を
高く設定すると熱処理温度が金属基地を構成するCu合金
の融点に接近することになって金属基地の溶融の問題を
生じる。更に、高温で熱処理すると、生成されたNb3Al
の結晶粒が粗大化して臨界電流密度が低下することが考
えられる。従って熱処理温度の上限はCuの融点よりも低
い温度に規制される。このためNb3Alを効率良く生成さ
せて結晶粒の粗大化を抑制し、しかも金属基地の溶融の
問題を生じないようにするために、900〜950℃の高温で
短時間熱処理することが好ましい。また、このような高
温で短時間の熱処理を行って生成したNb3Alの結晶粒は
整っていない傾向があるので、この結晶粒を整えるため
に、800〜900℃の温度で長時間加熱することが好まし
い。
数分程度の短時間にわたり熱処理した後に、800〜900℃
の温度で長時間熱処理する段階的な熱処理を行う。以下
にこの理由を説明する。Nb3Alを効率良く生成させるに
は、高温で熱処理した方が有利であるが、熱処理温度を
高く設定すると熱処理温度が金属基地を構成するCu合金
の融点に接近することになって金属基地の溶融の問題を
生じる。更に、高温で熱処理すると、生成されたNb3Al
の結晶粒が粗大化して臨界電流密度が低下することが考
えられる。従って熱処理温度の上限はCuの融点よりも低
い温度に規制される。このためNb3Alを効率良く生成さ
せて結晶粒の粗大化を抑制し、しかも金属基地の溶融の
問題を生じないようにするために、900〜950℃の高温で
短時間熱処理することが好ましい。また、このような高
温で短時間の熱処理を行って生成したNb3Alの結晶粒は
整っていない傾向があるので、この結晶粒を整えるため
に、800〜900℃の温度で長時間加熱することが好まし
い。
以上のように製造された超電導線20にあっては、磁性
元素を含有するCu合金からなる基地の内部に極細のNb3A
l超電導フィラメントが分散配列された構造になってい
る。
元素を含有するCu合金からなる基地の内部に極細のNb3A
l超電導フィラメントが分散配列された構造になってい
る。
前記超電導線20は液体ヘリウムなどの冷媒によって極
低温に冷却して使用する。そして、交流通電を行った場
合、金属基地に磁性元素が含有されているので、超電導
フィラメント間に生じる結合損失を低減させることがで
きる。即ち、超電導線において交流通電を行い、極細径
の超電導フィラメントからその周囲の金属基地側に超電
導電子のクーパー電子ペアがしみ出した場合であって
も、超電導フィラメントの周囲の基地内に前述の如く磁
性を有する元素が含まれているので、前記クーパー電子
ペアがその磁性モーメントによりこわされて結合が生じ
にくくなり、交流損失が減少する。
低温に冷却して使用する。そして、交流通電を行った場
合、金属基地に磁性元素が含有されているので、超電導
フィラメント間に生じる結合損失を低減させることがで
きる。即ち、超電導線において交流通電を行い、極細径
の超電導フィラメントからその周囲の金属基地側に超電
導電子のクーパー電子ペアがしみ出した場合であって
も、超電導フィラメントの周囲の基地内に前述の如く磁
性を有する元素が含まれているので、前記クーパー電子
ペアがその磁性モーメントによりこわされて結合が生じ
にくくなり、交流損失が減少する。
ところで、前述のように超電導線を製造する場合、管
体12,14,16の断面積を各々調節するならば、磁性元素の
量を所望の量に調節できるので、交流通電時の結合損失
を調節するとができる。また、同様に、Nbの芯材９の直
径およびNbの管体11の断面積とAlの管体11の断面積を適
宜調節するならば、超電導線20の内部に複合するNbとAl
の比率を調節できるので、拡散熱処理により生成される
Nb3Alの量も調節することができ、所望の特性の超電導
線20を得ることができる。
体12,14,16の断面積を各々調節するならば、磁性元素の
量を所望の量に調節できるので、交流通電時の結合損失
を調節するとができる。また、同様に、Nbの芯材９の直
径およびNbの管体11の断面積とAlの管体11の断面積を適
宜調節するならば、超電導線20の内部に複合するNbとAl
の比率を調節できるので、拡散熱処理により生成される
Nb3Alの量も調節することができ、所望の特性の超電導
線20を得ることができる。
更に、金属基地をCu合金から形成すると、金属基地を
Nbから形成していた従来方法に比較して材料コストが低
下するとともに、縮径加工時のフィラメントのいびつな
変形が少なくなって整った形状の超電導フィラメントを
生成できる効果がある。
Nbから形成していた従来方法に比較して材料コストが低
下するとともに、縮径加工時のフィラメントのいびつな
変形が少なくなって整った形状の超電導フィラメントを
生成できる効果がある。
第８図はこの発明の製造方法を安定化材付きの超電導
線の製造方法に適用した例を説明するためのもので、こ
の例を実施して超電導線を製造するには、無酸素銅など
の純銅からなる安定化材22の外周に、Ta,Nbなどの金属
材料からなる拡散防止層23を形成し、更にその外周にCu
−Al合金などからなる被覆層24を形成して安定化導体25
を作成する。
線の製造方法に適用した例を説明するためのもので、こ
の例を実施して超電導線を製造するには、無酸素銅など
の純銅からなる安定化材22の外周に、Ta,Nbなどの金属
材料からなる拡散防止層23を形成し、更にその外周にCu
−Al合金などからなる被覆層24を形成して安定化導体25
を作成する。
ここで前記拡散防止層23は、後工程で行う拡散熱処理
時に、安定化材22側に元素が拡散することを防止して安
定化材22の汚染を防止するために設けるものであり、そ
の構成材料としては融点が800℃以上の金属材料であっ
て、銅に対する反応性の低いTaやNbなどが好適に用いら
れる。
時に、安定化材22側に元素が拡散することを防止して安
定化材22の汚染を防止するために設けるものであり、そ
の構成材料としては融点が800℃以上の金属材料であっ
て、銅に対する反応性の低いTaやNbなどが好適に用いら
れる。
次にこの安定化導体25を複数本集合し、その外方に前
記の例で用いた１次素線15あるいは２次素線18を更に複
数本集合して束ね、それらをCuあるいはCu合金の管体27
に挿入し、これを縮径して素線を得、この素線に熱処理
を施すと安定化材付きのNb3Al超電導線を製造すること
ができる。
記の例で用いた１次素線15あるいは２次素線18を更に複
数本集合して束ね、それらをCuあるいはCu合金の管体27
に挿入し、これを縮径して素線を得、この素線に熱処理
を施すと安定化材付きのNb3Al超電導線を製造すること
ができる。
この超電銅線においては中心部に設けた安定化材22に
対するAlの汚染が防止されているので、安定化材22の極
低温における電気抵抗は十分に低い値になり、超電導線
の安定性が十分に高いものとなる。更に、超電導線の中
心部に安定化材22を複合した構造になっているので超電
導線の外方に新たに安定化材を添設する場合に比較して
よりコンパクトな構造にすることができる。
対するAlの汚染が防止されているので、安定化材22の極
低温における電気抵抗は十分に低い値になり、超電導線
の安定性が十分に高いものとなる。更に、超電導線の中
心部に安定化材22を複合した構造になっているので超電
導線の外方に新たに安定化材を添設する場合に比較して
よりコンパクトな構造にすることができる。
第９図はこの発明の製造方法を安定化付きの超電導線
の製造方法に適用した第２の例を説明するためのもの
で、この例を実施して超電導線を製造するには、前記の
例で用いた安定化導体25と同等の安定化導体25を用意す
る。
の製造方法に適用した第２の例を説明するためのもの
で、この例を実施して超電導線を製造するには、前記の
例で用いた安定化導体25と同等の安定化導体25を用意す
る。
次にこの安定化導体25を複数本集合して第９図に示す
ように逆Ｙ字上に配列し、安定化導体25…の間に、前記
の例で用いた１次素線15あるいは２次素線20を更に複数
本集合し、それらをCu−Sn合金の管体28に挿入し、全体
を縮径して素線を作成した後に熱処理を施すと安定化材
付きの超電導線を製造することができる。
ように逆Ｙ字上に配列し、安定化導体25…の間に、前記
の例で用いた１次素線15あるいは２次素線20を更に複数
本集合し、それらをCu−Sn合金の管体28に挿入し、全体
を縮径して素線を作成した後に熱処理を施すと安定化材
付きの超電導線を製造することができる。
第10図はこの発明の製造方法を安定化材付きの超電導
線の製造方法に適用した第３の例を説明するためのもの
で、無酸素銅などの純銅からなる安定化30の外周に、T
a,Nbなどの金属材料からなる拡散防止層31を形成して安
定化導体を作成する。
線の製造方法に適用した第３の例を説明するためのもの
で、無酸素銅などの純銅からなる安定化30の外周に、T
a,Nbなどの金属材料からなる拡散防止層31を形成して安
定化導体を作成する。
前記拡散防止層31を形成したならば、その全周にわた
り、前述の１次素線15あるいは２次素線18を配列して添
設する。素線を添設したならば、その外方にCuあるいは
Cu合金からなる管体33を第10図に示すように被せ、この
後に縮径加工を施して得るべき超電導線と同等の線径ま
で縮径して素線を得る。
り、前述の１次素線15あるいは２次素線18を配列して添
設する。素線を添設したならば、その外方にCuあるいは
Cu合金からなる管体33を第10図に示すように被せ、この
後に縮径加工を施して得るべき超電導線と同等の線径ま
で縮径して素線を得る。
次にこの素線に熱処理を前述と同等の条件で施すなら
ば、超電導線を得ることができる。
ば、超電導線を得ることができる。
なお、前記の例において素線を集合して縮径する工程
は必要回数繰り返し行っても差し支えない。
は必要回数繰り返し行っても差し支えない。
「実施例」 直径7mmのNbロッドにAl−3wt％Ag合金からなる外径12
mm、内径8mmのチューブを被せ、その外方に外径15mm、
内径13mmのNb管を被せ、更にその外方にCu−0.5wt％Mn
合金からなる合金管を被せ、更に線引して直径1.0mmの
複合体を作製する。
mm、内径8mmのチューブを被せ、その外方に外径15mm、
内径13mmのNb管を被せ、更にその外方にCu−0.5wt％Mn
合金からなる合金管を被せ、更に線引して直径1.0mmの
複合体を作製する。
次に前記複合体を127本集合して外径15mm、内径13mm
のCu−0.5wt％Mn合金管に挿入し、線引加工を施して直
径1.0mmの１次素線を作製する。次にこの１次素線を再
び127本集合してCu−0.5wt％Mn合金からなる外径15mm、
内径13mmの管体に挿入し、線引加工を行って直径1.0mm
の２次素線を作製する。次いで前記集合工程と線引工程
をもう１度行って最終素線を作製した。この最終素線に
は127×127×127＝2048373本の極細Nbフィラメントが含
まれている。
のCu−0.5wt％Mn合金管に挿入し、線引加工を施して直
径1.0mmの１次素線を作製する。次にこの１次素線を再
び127本集合してCu−0.5wt％Mn合金からなる外径15mm、
内径13mmの管体に挿入し、線引加工を行って直径1.0mm
の２次素線を作製する。次いで前記集合工程と線引工程
をもう１度行って最終素線を作製した。この最終素線に
は127×127×127＝2048373本の極細Nbフィラメントが含
まれている。
続いて前記最終素線を900℃で30秒加熱し、その後に8
00℃で24時間加熱する拡散熱処理を行ってAlを拡散さ
せ、Nb3Al超電導金属間化合物を生成させて超電導線を
製造した。
00℃で24時間加熱する拡散熱処理を行ってAlを拡散さ
せ、Nb3Al超電導金属間化合物を生成させて超電導線を
製造した。
この超電導線を液体ヘリウムで4.2Kに冷却して10Tの
磁場のもとで臨界電流密度（Jc）を測定したところ、Jc
＝1.5×103A/mm2の優秀な値を示した。
磁場のもとで臨界電流密度（Jc）を測定したところ、Jc
＝1.5×103A/mm2の優秀な値を示した。
また、前記超電導線をＸ線回折分析したところ、Ａ−
15型化合物相（Nb3Al相）が生成されていることを確認
できた。
15型化合物相（Nb3Al相）が生成されていることを確認
できた。
「発明の効果」 以上説明したように本発明によれば、超電導フィラメ
ントを囲む金属基地に磁性元素を含有させるので、交流
通電時に超電導フィラメントの周囲の常電導の金属基地
に超電導電子のペアのしみ出しが生じた場合であって
も、磁性元素の磁気モーメントによってクーパー電子の
ペアがこわれ、交流通電時の結合電流を抑制することが
できる。従って交流通電時の損失が少ない化合物系超電
導線を得ることができる。
ントを囲む金属基地に磁性元素を含有させるので、交流
通電時に超電導フィラメントの周囲の常電導の金属基地
に超電導電子のペアのしみ出しが生じた場合であって
も、磁性元素の磁気モーメントによってクーパー電子の
ペアがこわれ、交流通電時の結合電流を抑制することが
できる。従って交流通電時の損失が少ない化合物系超電
導線を得ることができる。
また、金属基地をNbで形成していた従来の超電導線に
比較すると、金属基地をCu合金から形成するので、材料
コストを低減できるとともに、Nb芯材のいびつな変形が
抑制されて形の整った超電導フィラメントを生成できる
効果がある。
比較すると、金属基地をCu合金から形成するので、材料
コストを低減できるとともに、Nb芯材のいびつな変形が
抑制されて形の整った超電導フィラメントを生成できる
効果がある。
更に、芯部の直径と被覆層の厚さを適宜調節すること
で、生成される金属間化合物の量を調節することができ
るので、所望の特性の超電導線を製造できる効果があ
る。また、本願発明のNb3Al系超電導線の製造方法にあ
っては、特に、最終素線に900℃〜950℃の高温で短時間
熱処理した後、800℃〜900℃の温度で長時間熱処理する
段階的な熱処理を施すことにより、Nb3Alを効率良く生
成させてNb3Alの結晶粒の粗大化を抑制できるうえNb3Al
の粒径を揃えることができ、しかも金属基地の溶融を防
止することができるので、Nb3Alの結晶粒の粗大化に起
因する臨界電流密度の低下がなく、交流用として優れた
Nb3Al系超電導線を提供することができる。
で、生成される金属間化合物の量を調節することができ
るので、所望の特性の超電導線を製造できる効果があ
る。また、本願発明のNb3Al系超電導線の製造方法にあ
っては、特に、最終素線に900℃〜950℃の高温で短時間
熱処理した後、800℃〜900℃の温度で長時間熱処理する
段階的な熱処理を施すことにより、Nb3Alを効率良く生
成させてNb3Alの結晶粒の粗大化を抑制できるうえNb3Al
の粒径を揃えることができ、しかも金属基地の溶融を防
止することができるので、Nb3Alの結晶粒の粗大化に起
因する臨界電流密度の低下がなく、交流用として優れた
Nb3Al系超電導線を提供することができる。
第１図ないし第７図は本発明方法の一例を説明するため
のもので、第１図は芯材と管体の複合状態を示す断面
図、第２図は複合体の断面図、第３図は複合体の集合状
態を示す断面図、第４図は１次素線の断面図、第５図は
１次素線の集合状態を示す断面図、第６図は２次素線の
断面図、第７図は超電導線の断面図、第８図ないし第10
図はこの発明を安定化材付きの超電導線の製造方法に応
用した例を示すもので、第８図は第１の例を説明するた
めの断面図、第９図は第２の例を説明するための断面
図、第10図は第３の例を説明するための断面図、第11図
ないし第15図は従来の超電導線の製造方法の一例を示す
もので、第11図は複合体の集合状態を示す断面図、第12
図は１次素線の断面図、第13図は１次素線の集合状態を
示す断面図、第14図は２次素線の断面図、第15図は超電
導線の断面図である。 ９……芯材、10……管体（１次被覆層）、11……管体
（２次被覆層）、12……管体（磁性金属被覆層）、13…
…複合体、15……１次素線、18……２次素線、20……超
電導線。
のもので、第１図は芯材と管体の複合状態を示す断面
図、第２図は複合体の断面図、第３図は複合体の集合状
態を示す断面図、第４図は１次素線の断面図、第５図は
１次素線の集合状態を示す断面図、第６図は２次素線の
断面図、第７図は超電導線の断面図、第８図ないし第10
図はこの発明を安定化材付きの超電導線の製造方法に応
用した例を示すもので、第８図は第１の例を説明するた
めの断面図、第９図は第２の例を説明するための断面
図、第10図は第３の例を説明するための断面図、第11図
ないし第15図は従来の超電導線の製造方法の一例を示す
もので、第11図は複合体の集合状態を示す断面図、第12
図は１次素線の断面図、第13図は１次素線の集合状態を
示す断面図、第14図は２次素線の断面図、第15図は超電
導線の断面図である。 ９……芯材、10……管体（１次被覆層）、11……管体
（２次被覆層）、12……管体（磁性金属被覆層）、13…
…複合体、15……１次素線、18……２次素線、20……超
電導線。
───────────────────────────────────────────────────── 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60−253113（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−120995（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−276111（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−274318（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】Nbからなる芯材とこの芯材の外方に形成さ
れたAlまたはAl合金からなる１次被覆層とこの１次被覆
層の外方に形成されたNbからなる２次被覆層を具備する
複合体を形成し、この複合体に、Mn,Ni,Crなどの磁性元
素を含有するCu合金からなる磁性金属被覆層を形成して
素線を形成し、この素線を複数本集合して縮径する加工
を必要回数行って金属基地の内部にフィラメントを多数
埋設した構造の最終素線を作成し、次いでこの最終素線
に900℃〜950℃の高温で短時間熱処理した後、800℃〜9
00℃の温度で長時間熱処理する段階的な熱処理を施し、
元素拡散を行わせて超電導フィラメントを生成させるこ
とを特徴とするNb3Al系超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63305388A JP2746960B2 (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | Ｎｂ▲下３▼Ａ１系超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63305388A JP2746960B2 (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | Ｎｂ▲下３▼Ａ１系超電導線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02152119A JPH02152119A (ja) | 1990-06-12 |
| JP2746960B2 true JP2746960B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17944519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63305388A Expired - Lifetime JP2746960B2 (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | Ｎｂ▲下３▼Ａ１系超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2746960B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50120995A (ja) * | 1974-03-11 | 1975-09-22 | ||
| JPS60253113A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-13 | 昭和電線電纜株式会社 | Ｎｂ↓３Ａｌ超電導線の製造方法 |
-
1988
- 1988-12-02 JP JP63305388A patent/JP2746960B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02152119A (ja) | 1990-06-12 |
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Legal Events
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