JP2815373B2 - 第三元素添加Nb▲下3▼A▲l▼超電導部材の製造方法 - Google Patents

第三元素添加Nb▲下3▼A▲l▼超電導部材の製造方法

Info

Publication number
JP2815373B2
JP2815373B2 JP63297759A JP29775988A JP2815373B2 JP 2815373 B2 JP2815373 B2 JP 2815373B2 JP 63297759 A JP63297759 A JP 63297759A JP 29775988 A JP29775988 A JP 29775988A JP 2815373 B2 JP2815373 B2 JP 2815373B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
added
alloy sheet
superconducting
superconducting member
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63297759A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01240638A (ja
Inventor
恭治 太刀川
英元 鈴木
良昌 神定
治人 野呂
Original Assignee
恭治 太刀川
昭和電線電纜株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 恭治 太刀川, 昭和電線電纜株式会社 filed Critical 恭治 太刀川
Priority to JP63297759A priority Critical patent/JP2815373B2/ja
Publication of JPH01240638A publication Critical patent/JPH01240638A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2815373B2 publication Critical patent/JP2815373B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • 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Nb3Al超電導部材の製造方法に係り、特にGe
やSi等の第三元素の添加により改善された性質を有する
超電導線に好適する部材の製造方法に関する。
(従来の技術) Nb3SnやNb3Al等の化合物系の超電導材料は、一般にNb
−Ti合金等の合金系超電導材料に比較して優れた超電導
特性を有しており、特にNb3AlはNb3Snに比較して上部臨
界磁界(Hc2)が高い上、機械的性質に優れる等の利点
を有するが、Nb3Alの生成温度が高く、かつ長時間の熱
処理を必要とする難点がある。Nb−Al系合金の拡散過程
に関する研究によれば、Nb−Alの拡散速度は極めて小さ
く、例えば800℃前後で数μmのNb3Al層を生成するため
に極めて長時間と拡散時間を要することが知られてい
る。
しかしながら、NbがAl中に微細に多数存在すれば、粒
界拡散が支配的となり熱処理条件を改善することができ
るため実用レベルの超電導部材を製造することが可能と
なる。
このような観点から、現在Nb3Al超電導線の製造方法
としてジェリー・ロール法(jelly−roll technique)
と粉末法が知られている。
ジェリー・ロール法は、NbシートとAlシートを重ね巻
きするものであり、シングル線の加工々程とこれらの組
込み工程が省略される利点を有する。
一方、粉末法は、金属管内にNbとAlの混合粉末を充填
し、これらを成型後熱処理を施すものである。
このようなNb3Alの超電導特性(Hc2および高磁界にお
ける臨界電流密度;Jc)はSiやGe等の第三元素の添加に
より向上することが急冷法による試料に関する実験結果
として報告されている(Appl.Phys.Lett.,vol.47,No.6,
15Septembar 1985)。この粉末法への適用として、例え
ばGe粉末をNb、Alの粉末と混合して、これをテープ状に
加工した後、電子ビーム照射を含めた2段熱処理を施す
方法が検討されているが、Ge粉末の加工性が低いため、
その初期粒径によって加工度が限定され実用的でない。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は上記の難点、即ち第三元素の添加されたNb3A
l超電導部材の加工性を改善し、Hc2や高磁界でのJc当の
超電導特性に優れた超電導部材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] (課題を解決するための手段) 本願第1の発明の第三元素添加Nb3Al超電導部材の製
造方法は、補強部材の外側に、多数の貫通部を有する厚
さt1のNbまたはNb基合金シートと、厚さt2のAl合金シー
トをt1/t2=0.5〜10の範囲で積層しながら巻回し、この
巻回層の外側に拡散障壁および安定化材を順次配置した
後減面加工を施し、次いでNb3Al生成の熱処理を施すこ
とを特徴としている。
さらに本願第2の発明の第三元素添加Nb3Al超電導部
材の製造方法は、補強部材の外側に、多数の貫通部を有
する厚さt1のNbまたはNb基合金シートと、厚さt2のAl合
金シートをt1/t2=0.5〜10の範囲で積層しながら巻回
し、この巻回層の外側に金属管を配置した後減面加工を
施し、次いでNb3Al生成の熱処理を施すことを特徴とし
ている。
本願発明における補強部材としては、強度が大きく、
かつ構成部材として適度の加工性を有するものであれば
使用し得るが、このようなものとしてNbまたはNb基合金
を上げることができる。
また本願発明における第三元素は、予めAlに添加し、
これをシート状に加工したAl合金シートとして用いられ
るが、同時に第三元素を添加したNb基合金シートを用い
ることもできる。
上記の第三元素としてはGe、Siが適する。
これらの添加元素はそれぞれ単独に添加される場合に
は、 Ge=(0.5〜35)at% Si=(0.1〜15)at% の範囲であることが好ましく、さらに同時にAl合金シー
トあるはいはNb基合金シートに添加して用いることもで
きる。この場合の添加量は、 (Ge+Si)=(0.1〜35)at% の範囲が好適する。この添加量の範囲は超電導特性と加
工性の2点から選定されるものである。即ち、添加量が
少ないとHc2およびJc向上の効果が小さく、添加量が多
くなると加工性が低下する。
Geおよび/またはSiの量が、上記範囲内の高濃度、即
ち共晶点近傍の場合には、例えばAl合金に対して104℃/
min以上の冷却速度で凝固させ、共晶組織を微細にして
加工性を改善させる方法を用いる。
上記以外の組成の場合には、基本的には加工性を低下
させない程度の固溶体を主として若干の共晶組織を含む
組成が適する。
この場合のGe、Siの量は、それぞれ単独に添加される
場合には、 Ge=(1〜9)at% Si=(0.1〜3)at% の範囲であることが好ましく、さらに同時にAl合金シー
トあるいはNb基合金シートに添加される場合には (Ge+Si)=(0.1〜9)at% の範囲が好ましい。
本願発明におけるNbまたはNb基合金シートの厚さは、
Al合金シートの厚さの0.5〜10倍の範囲内のものを選択
して用いる。この理由は上記の厚さの比が0.5未満であ
ると超電導性を示さないAlに富むNb−Al化合物、例えば
NbAl3、NbAl、Nb2Al等が多く発生し、Nb3Alの生成量が
低下するためであり、またこの比が10を越えるとA15型
のNb3Al化合物中のAl量が不足するとともにその生成量
が低下して、いずれの場合にも超電導特性の向上が認め
られないことによる。
上記のNbまたはNb基合金シートには多数の貫通部が形
成されており、これによりNbフィラメントの微細化と同
様の効果を得ることができる。このようなシートは、シ
ートに多数の細孔を打抜加工により形成するか、あるい
は同一直線上に位置する多数の短いスリットをその横方
向の位置を相互にずらせて平行に多数形成したシートを
横方向に伸張させることにより得られる。
さらに本願第1の発明における拡散障壁としてはNb、
Taあるいはこれらの合金が適しており、通常管体として
用いられる。
同様に、安定化材としてはCuまたはCu合金を採用する
ことが好ましい。
(実施例) 実施例1 厚さ0.5mm、幅300mm、長さ1260mmのAl−4.8at%Ge合
金シートと厚さ0.3mmで上記と同一の幅および長さを有
するNbメッシュシートとを外径14mmφのNbロッドの外周
に重ね巻きし、これを内径42mmφ、外径45mmφのNb管内
に収容した後、その外側に厚さ4.5mmのCu管を配置し
た。
このようにして得られた長さ300mm、外径55mmφの複
合体の両端を密封した後、静水圧加圧および静水圧押出
加工を施して外径15mmφの複合線を製作した。
この複合線に縮径加工を施して外径1.40mmφの線材と
し、さらに圧延加工を施した後硝酸中に浸漬して最外層
のCuを除去し厚さ0.2mmのテープを製造した。このテー
プに1200℃で1分間の均質化処理を施した後、750℃で
4日間の熱処理を施して超電導テープを製造した。
このようにして得られたテープの臨界電流密度(Jc)
は13Tで340A/mm2、18Tで272A/mm2であった。これに対し
Al−Ge合金シートの代りにAlシートを用いて同様の方法
により製造したテープのJcは13Tで540A/mm2、18Tで110A
/mm2であった。
実施例2 実施例1で得た外径15mmφの複合線に伸線加工を施し
て平行面間距離2.1mmの断面六角形の線材を製造した。
この線材の301本を厚さ4.5mm、内径40mmφのCu管中に稠
密に充填してその両端を密封した後、静水圧押出加工を
施し、次いでウェージング加工および伸線加工を施して
外径1.0mmφの線材を製造した。この線材に950℃で1分
間および750℃で4日間の二段熱処理を施して超電導線
を製造した。
このようにして得られた線材のJcは13Tで125A/mm2、1
8Tで100A/mm2であった。これに対しAl−Geシートの代り
にAlシートを用いて同様の方法により製造した線材のJc
は13Tで180A/mm2、18Tで36A/mm2であった。
実施例3 実施例1のAl−Ge合金シートの代りに、Al−0.26at%
Si合金シートを用いた他は同様の方法により超電導テー
プを製造した。このテープのJcは13Tで260A/mm2、18Tで
208A/mm2であった。
実施例4 実施例1のAl−Ge合金シートの代りに、Al−0.26at%
Si合金シートを用いて、実施例2と同様の方法で超電導
線を製造した。この線材のJcは13Tで80A/mm2、18Tで64A
/mm2であった。
実施例5 急冷法により製造した厚さ0.1mm、幅150mm、長さ2030
mmのAl−25.3at%Ge合金シートと厚さ0.3mmで上記と同
一の幅および長さを有するNbメッシュシートとを外径10
mmφのNbロッドの外周に重ね巻きし、これを内径40mm
φ、外径45mmφのNb管内に収容した後、その外周に厚さ
4.5mmのCu管を配置した。
このようにして得られた長さ150mm、外径55mmφの複
合体の両端を密封した後、静水圧加圧および静水圧押出
加工を2回施して外径15mmφの複合線を製造した。
この複合線に縮径加工を施して外径1.20mmφの線材と
し、次いで硝酸中に浸漬して最外層のCuを除去し外径1.
0mmφの線材を製造した。この線材に1250℃で5分間の
均質化処理を施した後、700℃で4日間の熱処理を施し
て超電導線を製造した。
このようにして得られた線材の臨界電流密度(Jc)は
13Tで442A/mm2、18Tで280A/mm2であった。
実施例6 実施例5のAl−Ge合金シートの代りに、Al−8.3at%S
i合金シートを用いた他は同様の方法により超電導線材
を製造した。この線材のJcは13Tで400A/mm2、18Tで250A
/mm2であった。
実施例7 実施例5のAl−Ge合金シートの代りに、Al−14.3at%
Ge4.8at%Si合金シートを用い、熱処理を2段階で施し
た他は同様の方法により超電導線を製造した。1段目の
熱処理は電子ビーム照射(60W/mm2)で施し、2段目の
熱処理は700℃で100時間施した。この線材のJcは13Tで5
00A/mm2、18Tで450A/mm2であった。
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、多数の貫通部を有
するNbまたはNb基合金シートと、Al合金シートを用いる
ことにより、極細多心構造を容易に達成することがで
き、かつ超電導特性および加工性改善のための第三元素
の添加されたNb3Al超電導部材を容易に製造することが
できる。この超電導部材は上部臨界磁界(Hc2)や高磁
界における臨界電流密度(Jc)等の超電導特性に優れ、
超電導マグネット形成用の実用線材として好適する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22F 1/00 661 C22F 1/00 661A 680 680 685 685Z 686 686Z H01B 13/00 565 H01B 13/00 565A (72)発明者 神定 良昌 神奈川県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 野呂 治人 神奈川県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 平1−140521(JP,A) 特開 昭62−240751(JP,A) 特公 昭58−5487(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C22F 1/00 C22C 1/00 H01B 13/00 565 C22C 27/02 102

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】補強部材の外側に、多数の貫通部を有する
    厚さt1のNbまたはNb基合金シートと、厚さt2のAl合金シ
    ートをt1/t2=0.5〜10の範囲で積層しながら巻回し、こ
    の巻回層の外側に拡散障壁および安定化材を順次配置し
    た後減面加工を施し、次いでNb3Al生成の熱処理を施す
    ことを特徴とする第三元素添加Nb3Al超電導部材の製造
    方法。
  2. 【請求項2】補強部材の外側に、多数の貫通部を有する
    厚さt1のNbまたはNb基合金シートと、厚さt2のAl合金シ
    ートをt1/t2=0.5〜10の範囲で積層しながら巻回し、こ
    の巻回層の外側に金属管を配置した後減面加工を施し、
    次いでNb3Al生成の熱処理を施すことを特徴とする第三
    元素添加Nb3Al超電導部材の製造方法。
  3. 【請求項3】補強部材は、NbまたはNb合金よりなる特許
    請求の範囲第1項あるいは第2項記載の第三元素添加Nb
    3Al超電導部材の製造方法。
  4. 【請求項4】Nb基合金シートおよび/またはAl合金シー
    トはGeおよび/またはSiが添加されてなる特許請求の範
    囲第1項あるいは第2項記載の第三元素添加Nb3Al超電
    導部材の製造方法。
  5. 【請求項5】Geおよび/またはSiの添加料量は Ge=0.5〜35at% Si=0.1〜15at% (Ge+Si)=0.1〜35at% の範囲である特許請求の範囲第4項記載の第三元素添加
    Nb3Al超電導部材の製造方法。
  6. 【請求項6】Geおよび/またはSiの添加料量は Ge=(1〜9)at% Si=(0.1〜3)at% (Ge+Si)=(0.1〜9)at% の範囲である特許請求の範囲第4項記載の第三元素添加
    Nb3Al超電導部材の製造方法。
  7. 【請求項7】拡散障壁はNb、Taあるいはこれらの合金よ
    りなる特許請求の範囲第1項、第3項または第4項いず
    れか1項記載の第三元素添加Nb3Al超電導部材の製造方
    法。
  8. 【請求項8】安定化材はCuまたはCu合金よりなる特許請
    求の範囲第1項、第3項または第4項いずれか1項記載
    の第三元素添加Nb3Al超電導部材の製造方法。
JP63297759A 1987-12-28 1988-11-25 第三元素添加Nb▲下3▼A▲l▼超電導部材の製造方法 Expired - Lifetime JP2815373B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63297759A JP2815373B2 (ja) 1987-12-28 1988-11-25 第三元素添加Nb▲下3▼A▲l▼超電導部材の製造方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33299087 1987-12-28
JP62-332990 1987-12-28
JP63297759A JP2815373B2 (ja) 1987-12-28 1988-11-25 第三元素添加Nb▲下3▼A▲l▼超電導部材の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01240638A JPH01240638A (ja) 1989-09-26
JP2815373B2 true JP2815373B2 (ja) 1998-10-27

Family

ID=26561222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63297759A Expired - Lifetime JP2815373B2 (ja) 1987-12-28 1988-11-25 第三元素添加Nb▲下3▼A▲l▼超電導部材の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2815373B2 (ja)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0636331B2 (ja) * 1987-08-25 1994-05-11 科学技術庁金属材料技術研究所長 Nb▲下3▼A1化合物超電導線材の製造法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01240638A (ja) 1989-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4917965A (en) Multifilament Nb3 Al superconducting linear composite articles
JPS6215967B2 (ja)
JP2815373B2 (ja) 第三元素添加Nb▲下3▼A▲l▼超電導部材の製造方法
US4094059A (en) Method for producing composite superconductors
EP0498413B1 (en) Method of manufacturing Nb3Sn superconducting wire
JPH0574235A (ja) アルミニウム安定化超電導線
US4860431A (en) Fabrication of multifilament intermetallic superconductor using strengthened tin
JPH02148620A (ja) Nb↓3Al超電導線の製造方法
JP3108496B2 (ja) 超電導線の製造方法
JPH02177217A (ja) Nb↓3Al超電導線の製造方法
JPH0636331B2 (ja) Nb▲下3▼A1化合物超電導線材の製造法
JPH03136400A (ja) Nb―Ti系超電導磁気シールド材の製造方法
JP3848449B2 (ja) 酸化物超電導線の製造方法
JP3428771B2 (ja) Nb3Sn系化合物超電導線材
JPH06196030A (ja) Nb3 Al化合物の製造方法
JP2694921B2 (ja) 酸化物超電導線材およびその製造方法
JPH0735559B2 (ja) ブロンズ法超電導線材
JP2001052547A (ja) Nb3Al化合物系超電導線およびその製造方法
JP3046828B2 (ja) Nb▲下3▼Sn複合超電導体の製造方法
JPH0735558B2 (ja) ブロンズ法超電導線材
JPH0652743A (ja) Nb3 Al化合物の製造方法
JPH03230421A (ja) Nb↓3A1超電導線の製造方法
JPS6366890B2 (ja)
JPS6213429B2 (ja)
JPS60170113A (ja) Νb↓3Sn系超電導線の製造方法