JP2848618B2 - 化合物系超電導線の接続方法 - Google Patents
化合物系超電導線の接続方法Info
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- 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
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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、Nb3SnやNb3Alなどの化合物系超電導体から
なる超電導線の接続方法に関する。
なる超電導線の接続方法に関する。
（従来の技術） 現在、実用化されている超電導線としては、Nb3SnやN
b3Alなどの化合物系超電導体からなるものや、Nb−Tiや
Nb−Zrなどの合金系超電導体からなるものが知られてお
り、送電ケーブルや電力をほとんど消費することなく強
磁界の形成が可能な超電導コイルなどの用途への利用が
各所で研究されている。
b3Alなどの化合物系超電導体からなるものや、Nb−Tiや
Nb−Zrなどの合金系超電導体からなるものが知られてお
り、送電ケーブルや電力をほとんど消費することなく強
磁界の形成が可能な超電導コイルなどの用途への利用が
各所で研究されている。
ところで、たとえば医療用核磁気共鳴診断装置（以下
MRIと記す）などにおいてい使用する超電導コイルのよ
うに、高精度で均一な磁界の形成が必要な際には、超電
導線間の接続方法が重要となる。すなわち、超電導線間
の接続部において超電導電流の流れが阻害されると、磁
界に乱れが生じるためである。このために、高精度の磁
界が必要とされる超電導コイルにおいては、接続が容易
で確実な合金系超電導線が主に使用されている。
MRIと記す）などにおいてい使用する超電導コイルのよ
うに、高精度で均一な磁界の形成が必要な際には、超電
導線間の接続方法が重要となる。すなわち、超電導線間
の接続部において超電導電流の流れが阻害されると、磁
界に乱れが生じるためである。このために、高精度の磁
界が必要とされる超電導コイルにおいては、接続が容易
で確実な合金系超電導線が主に使用されている。
しかし、臨界温度や臨界磁場の点においては、合金系
超電導体に比べてNb3Snなどの化合物系超電導体の方が
優れているため、化合物系超電導線どうしの良好な接続
方法が強く望まれている。
超電導体に比べてNb3Snなどの化合物系超電導体の方が
優れているため、化合物系超電導線どうしの良好な接続
方法が強く望まれている。
そこで、たとえばブロンズ製マトリックス中に棒状の
ニオブフィラメントを埋設した、いわゆるブロンズ法に
よるNb3Sn超電導線どうしを以下に示す方法によって接
続することが試みられている。
ニオブフィラメントを埋設した、いわゆるブロンズ法に
よるNb3Sn超電導線どうしを以下に示す方法によって接
続することが試みられている。
まず、接続端部のブロンズマトリックスを薬品などで
溶かし、Nbフィラメントをそれぞれ露出させる。次い
で、Nbフィラメントどうしを重ね合せて接続し、接続部
の空隙に対して ブロンズ粉末を充填する、 銅粉末を充填した後、接続部全体にスズメッキを施
す、 接続部をブロンズ浴やスズ浴を通すことによって、
空隙にブロンズやスズを充填する、 などの処理を施した後、接続部全体に銅などを被覆す
る。この後、接続部および接続された超電導線全体にNb
3Sn生成温度における熱処理を施し、超電導線全体に超
電導体相を形成するとともに、接続部においても超電導
体相を形成する。
溶かし、Nbフィラメントをそれぞれ露出させる。次い
で、Nbフィラメントどうしを重ね合せて接続し、接続部
の空隙に対して ブロンズ粉末を充填する、 銅粉末を充填した後、接続部全体にスズメッキを施
す、 接続部をブロンズ浴やスズ浴を通すことによって、
空隙にブロンズやスズを充填する、 などの処理を施した後、接続部全体に銅などを被覆す
る。この後、接続部および接続された超電導線全体にNb
3Sn生成温度における熱処理を施し、超電導線全体に超
電導体相を形成するとともに、接続部においても超電導
体相を形成する。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したようなブロンズ法によるNb3S
n線などの化合物系超電導線の接続方法では、接続部に
超電導体相を形成させるための工程、すなわち上記した
〜などの工程が繁雑であり、また上記やの方法
を適用した場合、ブロンズ粉末や銅粉末を空隙に均等に
充填することが困難であるために、超電導体相が長手方
向に均一に生成しないなどの問題があった。接続部にお
ける超電導体相の生成が不均一であると、超電導体相の
連続性が接続部において阻害されたり、超電導体相互の
断面積が不十分となる。このため、接続部の臨界電流が
低かったり、接続部の抵抗発生が大きくなるなど、種々
の欠点が発生する。
n線などの化合物系超電導線の接続方法では、接続部に
超電導体相を形成させるための工程、すなわち上記した
〜などの工程が繁雑であり、また上記やの方法
を適用した場合、ブロンズ粉末や銅粉末を空隙に均等に
充填することが困難であるために、超電導体相が長手方
向に均一に生成しないなどの問題があった。接続部にお
ける超電導体相の生成が不均一であると、超電導体相の
連続性が接続部において阻害されたり、超電導体相互の
断面積が不十分となる。このため、接続部の臨界電流が
低かったり、接続部の抵抗発生が大きくなるなど、種々
の欠点が発生する。
本発明は、このような従来技術の課題に対処するため
になされたもので、Nb3SnやNb3Alなどの化合物系超電導
体を用いた超電導線どうしを容易に、かつ接続部におけ
る臨界電流の劣化や抵抗発生を極力防止した化合物系超
電導線の接続方法を提供することを目的としている。
になされたもので、Nb3SnやNb3Alなどの化合物系超電導
体を用いた超電導線どうしを容易に、かつ接続部におけ
る臨界電流の劣化や抵抗発生を極力防止した化合物系超
電導線の接続方法を提供することを目的としている。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明の化合物系超電導線の接続方法は、内
部に第１の化合物系超電導体材料が充填された第２の化
合物系超電導体材料からなるチューブ状フィラメントを
銅を主成分とする安定化材中に１本または複数本埋設し
た化合物系超電導線の接続端部における前記安定化材を
それぞれ除去し、前記チューブ状フィラメントをそれぞ
れ露出させる工程と、これら露出されたチューブ状フィ
ラメントどうしを重ね合せて接続部を形成する工程と、
絶機接続部に圧力と熱を加え隣接する前記チューブ状フ
ィラメント間を固相拡散接合する工程と、少なくとも前
記固相拡散接合された接続部に、前記第１および第２の
化合物系超電導体材料によって形成される化合物系超電
導体の生成温度における熱処理を施す工程とを経ること
を特徴としている。
部に第１の化合物系超電導体材料が充填された第２の化
合物系超電導体材料からなるチューブ状フィラメントを
銅を主成分とする安定化材中に１本または複数本埋設し
た化合物系超電導線の接続端部における前記安定化材を
それぞれ除去し、前記チューブ状フィラメントをそれぞ
れ露出させる工程と、これら露出されたチューブ状フィ
ラメントどうしを重ね合せて接続部を形成する工程と、
絶機接続部に圧力と熱を加え隣接する前記チューブ状フ
ィラメント間を固相拡散接合する工程と、少なくとも前
記固相拡散接合された接続部に、前記第１および第２の
化合物系超電導体材料によって形成される化合物系超電
導体の生成温度における熱処理を施す工程とを経ること
を特徴としている。
本発明における化合物系超電導体としては、Nb3Sn、N
b3Alなどが例示される。また、本発明に用いられる第１
および第２の化合物系超電導体材料は、これら化合物系
超電導体の形成材料であるSnとNb、AlとNbなどである。
これら化合物系超電導体材料を銅を主成分とするマトリ
ックス材中に埋設した構造体の具体的な例としては、 第２の化合物系超電導体材料であるNbチューブ中に
第１の化合物系超電導体材料としてSnコア上にCuを被覆
したものやブロンズ合金を充填して形成したチューブ状
フィラメントの表面に、安定化材としてCu層やCu合金層
を設けたもの、 上記におけるチューブ状フィラメントの多数本を
CuやCu合金からなる安定化材マトリックス中に埋設した
もの、 第２の化合物系超電導体材料であるNbチューブ中に
第１の化合物系超電導体材料としてAlやAl合金を充填し
たチューブ状フィラメントの表面に、安定化材としてCu
層やCu合金層を設けたもの、 上記におけるチューブ状フィラメントの多数本を
CuやCu合金からなる安定化材マトリックス中に埋設した
もの、 などが例示される。
b3Alなどが例示される。また、本発明に用いられる第１
および第２の化合物系超電導体材料は、これら化合物系
超電導体の形成材料であるSnとNb、AlとNbなどである。
これら化合物系超電導体材料を銅を主成分とするマトリ
ックス材中に埋設した構造体の具体的な例としては、 第２の化合物系超電導体材料であるNbチューブ中に
第１の化合物系超電導体材料としてSnコア上にCuを被覆
したものやブロンズ合金を充填して形成したチューブ状
フィラメントの表面に、安定化材としてCu層やCu合金層
を設けたもの、 上記におけるチューブ状フィラメントの多数本を
CuやCu合金からなる安定化材マトリックス中に埋設した
もの、 第２の化合物系超電導体材料であるNbチューブ中に
第１の化合物系超電導体材料としてAlやAl合金を充填し
たチューブ状フィラメントの表面に、安定化材としてCu
層やCu合金層を設けたもの、 上記におけるチューブ状フィラメントの多数本を
CuやCu合金からなる安定化材マトリックス中に埋設した
もの、 などが例示される。
上記〜のNbチューブとしては、NbにTiやTaなどを
添加した合金を使用してもよく、また上記、におけ
るAl合金としては、Al−Mn合金やAlにGeを添加した複合
体などが例示される。
添加した合金を使用してもよく、また上記、におけ
るAl合金としては、Al−Mn合金やAlにGeを添加した複合
体などが例示される。
本発明において接続部に圧力と熱とを加える工程は、
露出させたチューブ状フィラメントどうしを重ね合せて
形成した接続部に対して、適度な圧力とチューブ状フィ
ラメントに使用した第２の化合物系超電導体材料の材質
に応じて選択された温度とを加え、隣接するチューブ状
フィラメント間を固相拡散接合し、後述する熱処理によ
って接続部における隣接するチューブ状フィラメント間
に連続した超電導体相を生成するためのものである。こ
の工程における加圧は、接続部における超電導体相の接
続形成距離を短縮させるために、接続部におけるチュー
ブ状フィラメントが変形するよう一軸加圧を行うことが
好ましい。
露出させたチューブ状フィラメントどうしを重ね合せて
形成した接続部に対して、適度な圧力とチューブ状フィ
ラメントに使用した第２の化合物系超電導体材料の材質
に応じて選択された温度とを加え、隣接するチューブ状
フィラメント間を固相拡散接合し、後述する熱処理によ
って接続部における隣接するチューブ状フィラメント間
に連続した超電導体相を生成するためのものである。こ
の工程における加圧は、接続部における超電導体相の接
続形成距離を短縮させるために、接続部におけるチュー
ブ状フィラメントが変形するよう一軸加圧を行うことが
好ましい。
また、上記接続部に対して下記のいずれかを施すこと
により、接続部における超電導体相の連続性をより向上
させることが可能となる。
により、接続部における超電導体相の連続性をより向上
させることが可能となる。
（ａ） 加圧・加熱工程において、チューブ状フィラメ
ント内の第１の化合物系超電導体材料がはみだすように
圧力を加える。
ント内の第１の化合物系超電導体材料がはみだすように
圧力を加える。
（ｂ） 露出させたチューブ状フィラメントどうしを重
ね合せる前に、予めチューブ状フィラメントの管壁の一
部を除去し、その後にチューブ状フィラメントどうしを
重ね合せる。この除去するチューブ状フィラメントの量
は、管壁の肉厚が50％〜70％程度残るようにすることが
好ましい。また、除去状態としては、円周全体に対して
均一に除去してもよいし、部分的に除去してもよい。
ね合せる前に、予めチューブ状フィラメントの管壁の一
部を除去し、その後にチューブ状フィラメントどうしを
重ね合せる。この除去するチューブ状フィラメントの量
は、管壁の肉厚が50％〜70％程度残るようにすることが
好ましい。また、除去状態としては、円周全体に対して
均一に除去してもよいし、部分的に除去してもよい。
この後、このようにして形成された接続部に対して、
超電導体相形成温度における熱処理を施し、接続部にお
けるチューブ状フィラメント内部から生成した超電導体
相を成長させ、隣接するチューブ状フィラメント間を成
長した超電導体相によって接続する。
超電導体相形成温度における熱処理を施し、接続部にお
けるチューブ状フィラメント内部から生成した超電導体
相を成長させ、隣接するチューブ状フィラメント間を成
長した超電導体相によって接続する。
この熱処理は、真空下や不活性ガス雰囲気下などにお
いて、Nb3Snの場合には650℃〜770℃程度の温度で３時
間〜300時間程度、Nb3Al場合には680℃〜950℃温度の温
度で0.3時間〜100時間程度の条件で行われ、超電導線本
体における超電導体相の形成とともに、あるいは予め超
電導体相を形成した超電導線を接続する際には、別途接
続部のみに対して行われる。
いて、Nb3Snの場合には650℃〜770℃程度の温度で３時
間〜300時間程度、Nb3Al場合には680℃〜950℃温度の温
度で0.3時間〜100時間程度の条件で行われ、超電導線本
体における超電導体相の形成とともに、あるいは予め超
電導体相を形成した超電導線を接続する際には、別途接
続部のみに対して行われる。
また、本発明により得られる超電導線を熱処理可能な
製品に適用する場合、たとえば超電導コイルを形成する
ような場合には、コイル用の巻枠に熱処理前の素線を巻
装し、この状態で接続部を含む全体に上記熱処理を行う
ようにしてもよい。
製品に適用する場合、たとえば超電導コイルを形成する
ような場合には、コイル用の巻枠に熱処理前の素線を巻
装し、この状態で接続部を含む全体に上記熱処理を行う
ようにしてもよい。
（作 用） 本発明の化合物系超電導線の接送方法においては、い
わゆるチューブ法を用いた超電導線のチューブ状フィラ
メントどうしを固相拡散により接合し、この接合部に対
して少なくとも熱処理を施しているので、フィラメント
内部から生成する超電導体相を隣接するフィラメント側
に成長させることによって、異なるフィラメント間を超
電導体相で確実にかつ容易に繋げることが可能となる。
よって、異なるフィラメント間における超電導電流の移
行時にバリアとなる部分が存在せず、良好な超電導特性
を有する接続部が得られる。
わゆるチューブ法を用いた超電導線のチューブ状フィラ
メントどうしを固相拡散により接合し、この接合部に対
して少なくとも熱処理を施しているので、フィラメント
内部から生成する超電導体相を隣接するフィラメント側
に成長させることによって、異なるフィラメント間を超
電導体相で確実にかつ容易に繋げることが可能となる。
よって、異なるフィラメント間における超電導電流の移
行時にバリアとなる部分が存在せず、良好な超電導特性
を有する接続部が得られる。
また、超電導線本体における超電導体相形成のための
熱処理とともに、接合部に対する熱処理を行っても、超
電導線本体でのチューブ状フィラメント内部から拡散す
る第１の化合物系超電導体材料がチューブ外まで拡散す
るための距離より、接合部における拡散距離を加圧工程
によって短くしているため、超電導線本体の安定化材が
化合物系超電導体構成元素によって汚染されることもな
い。
熱処理とともに、接合部に対する熱処理を行っても、超
電導線本体でのチューブ状フィラメント内部から拡散す
る第１の化合物系超電導体材料がチューブ外まで拡散す
るための距離より、接合部における拡散距離を加圧工程
によって短くしているため、超電導線本体の安定化材が
化合物系超電導体構成元素によって汚染されることもな
い。
（実施例） 次に、本発明の実施例について説明する。
実施例１ 第１図は、この実施例のNb3Sn超電導線の接続工程を
示す図である。同図において、符号10は接続しようとす
るNb3Snマルチ超電導素線である。
示す図である。同図において、符号10は接続しようとす
るNb3Snマルチ超電導素線である。
なおこのNb3Snマルチ超電導素線10は、第２図に示す
ように、Cuからなる安定化材マトリックス１内部に、T
i、１重量％添加したNbチューブ２内にSn濃度が30％に
なるようにSn3線上にCu被覆４を施した複合体を充填し
たチューブ状Nbフィラメント５が、264本分布配置され
て構成されている。
ように、Cuからなる安定化材マトリックス１内部に、T
i、１重量％添加したNbチューブ２内にSn濃度が30％に
なるようにSn3線上にCu被覆４を施した複合体を充填し
たチューブ状Nbフィラメント５が、264本分布配置され
て構成されている。
まず、このNb3Snマルチ超電導素線10の接続しようと
する端部の安定化材マトリックス１を硝酸によって約70
mm溶かし、チューブ状Nbフィラメント５を露出させた
（第１図−Ａ）。
する端部の安定化材マトリックス１を硝酸によって約70
mm溶かし、チューブ状Nbフィラメント５を露出させた
（第１図−Ａ）。
次に、このようにしてチューブ状Nbフィラメントを露
出させた２本のNb3Snマルチ超電導素線10a、10bのチュ
ーブ状Nbフィラメント5a、5bどうしがよく混ざりあうよ
うに触続させて縒り合わせ、接続部11を形成した（第１
図−Ｂ）。
出させた２本のNb3Snマルチ超電導素線10a、10bのチュ
ーブ状Nbフィラメント5a、5bどうしがよく混ざりあうよ
うに触続させて縒り合わせ、接続部11を形成した（第１
図−Ｂ）。
次いで、この接続部11の周囲にCuからなるサポート材
12を配置し、サポート材12を介して圧力と熱を加え、隣
接するチューブ状Nbフィラメント5a、5b間を固相拡散接
合した（第１図−Ｃ）。この加圧・加熱工程は、第３図
に示すように、断面コ字形の収容部12aと圧力印加部12b
とからなるサポート材12内に接続部11を配置し（第３図
−Ａ）、圧力印加部12bに対して一軸方向から150kg/cm2
の圧力を加えて、接続部11のチューブ状Nbフィラメント
５を充分に変形させ（第３図−Ｂ）、この状態で加熱炉
内に配置して、10-4〜10-5Torrの真空中において450℃
×30分の条件で熱処理を施した。なお、この加圧・加熱
工程の熱処理時間を６時間〜12時間程度に長くとり、チ
ューブ状Nbフィラメント５内のSnとCuを合金化してプロ
ンズとする工程を含めることも可能である。
12を配置し、サポート材12を介して圧力と熱を加え、隣
接するチューブ状Nbフィラメント5a、5b間を固相拡散接
合した（第１図−Ｃ）。この加圧・加熱工程は、第３図
に示すように、断面コ字形の収容部12aと圧力印加部12b
とからなるサポート材12内に接続部11を配置し（第３図
−Ａ）、圧力印加部12bに対して一軸方向から150kg/cm2
の圧力を加えて、接続部11のチューブ状Nbフィラメント
５を充分に変形させ（第３図−Ｂ）、この状態で加熱炉
内に配置して、10-4〜10-5Torrの真空中において450℃
×30分の条件で熱処理を施した。なお、この加圧・加熱
工程の熱処理時間を６時間〜12時間程度に長くとり、チ
ューブ状Nbフィラメント５内のSnとCuを合金化してプロ
ンズとする工程を含めることも可能である。
この後、接続部11を含む超電導素線10全体を加熱炉内
に配置し、10-4〜10-5Torrの真空中においてNb3Snの生
成温度である700℃で約40時間熱処理を施し、超電導素
線10本体におけるNbチューブと内部のCu被覆を拡散して
きたSnとを反応させてNb3Sn層を形成するとともに、接
続部11における異なるチューブ状Nbフィラメント５間を
Nb3Sn層の成長によって繋げた（第１図−Ｄ）。
に配置し、10-4〜10-5Torrの真空中においてNb3Snの生
成温度である700℃で約40時間熱処理を施し、超電導素
線10本体におけるNbチューブと内部のCu被覆を拡散して
きたSnとを反応させてNb3Sn層を形成するとともに、接
続部11における異なるチューブ状Nbフィラメント５間を
Nb3Sn層の成長によって繋げた（第１図−Ｄ）。
このようにしてNb3Sn層の形成と線間の接続を同時に
行ったNb3Snマルチ超電導線の接続部の状態を顕微鏡に
よって断面観察したところ、第４図に示すように、接続
部11における異なるチューブ状Nbフィラメント５間が、
拡散するSnがNbチューブと反応することによって生成す
るNb3Sn層６の成長によって接続されていた。また、こ
のNb3Snマルチ超電導線の4.2K下での臨界電流と永久電
流の減衰を、磁界下で測定した。その結果、7Tの磁界中
で臨界電流＝500Aが得られ、接続部を形成することなく
同様にして形成したNb3Snマルチ超電導線の約60％と良
好な値を示した。また、1.5Tの磁界下で300Aの電流を流
して電流の減衰状態を24時間に渡って測定したところ、
電流値の減衰は測定感度内（0.01ppm/時間）では観測さ
れず良好な超電導特性を有する持続部であることを確認
した。また、この実施例の方法にしたがって、持続した
Nb3Sn超電導線を22本作製し、それぞれの臨界電流を測
定したところ、臨界電流のバラツキは25％以内に収ま
り、再現性にも優れていた。
行ったNb3Snマルチ超電導線の接続部の状態を顕微鏡に
よって断面観察したところ、第４図に示すように、接続
部11における異なるチューブ状Nbフィラメント５間が、
拡散するSnがNbチューブと反応することによって生成す
るNb3Sn層６の成長によって接続されていた。また、こ
のNb3Snマルチ超電導線の4.2K下での臨界電流と永久電
流の減衰を、磁界下で測定した。その結果、7Tの磁界中
で臨界電流＝500Aが得られ、接続部を形成することなく
同様にして形成したNb3Snマルチ超電導線の約60％と良
好な値を示した。また、1.5Tの磁界下で300Aの電流を流
して電流の減衰状態を24時間に渡って測定したところ、
電流値の減衰は測定感度内（0.01ppm/時間）では観測さ
れず良好な超電導特性を有する持続部であることを確認
した。また、この実施例の方法にしたがって、持続した
Nb3Sn超電導線を22本作製し、それぞれの臨界電流を測
定したところ、臨界電流のバラツキは25％以内に収ま
り、再現性にも優れていた。
実施例２ 実施例１において、露出させたチューブ状Nbフィラメ
ントどうしを縒り合わせて接続部を形成する前に、予め
Nbチューブ管壁の厚さの約40％を沸硝酸で溶す以外は、
実施例１と同一条件で接続部を有するNb3Snマルチ超電
導線を作製した。
ントどうしを縒り合わせて接続部を形成する前に、予め
Nbチューブ管壁の厚さの約40％を沸硝酸で溶す以外は、
実施例１と同一条件で接続部を有するNb3Snマルチ超電
導線を作製した。
このようにして得たNb3Snマルチ超電導線についても
実施例１と同様にして臨界電流と永久電流の減衰を測定
した。その結果、7Tの磁界中で臨界電流580Aが得られ、
接続部を形成することなく同様にして形成したNb3Snマ
ルチ超電導線の約70％と良好な値を示した、また、電流
値の減衰は測定感度内（0.01ppm/時間）では観測されず
良好な超電導特性を有する接続部であることを確認し
た。また、同様にして作製した16本のNb3Sn超電導線の
臨界電流のバラツキは23％以内に収まった。
実施例１と同様にして臨界電流と永久電流の減衰を測定
した。その結果、7Tの磁界中で臨界電流580Aが得られ、
接続部を形成することなく同様にして形成したNb3Snマ
ルチ超電導線の約70％と良好な値を示した、また、電流
値の減衰は測定感度内（0.01ppm/時間）では観測されず
良好な超電導特性を有する接続部であることを確認し
た。また、同様にして作製した16本のNb3Sn超電導線の
臨界電流のバラツキは23％以内に収まった。
実施例３ 実施例１において、露出させたチューブ状Nbフィラメ
ントどうしを縒り合わせて形成した接続部に対する加圧
・加熱工程の圧力条件を180kg/cm2にし、チューブ状Nb
フィラメント内のCuを被覆したSnをはみださせる以外
は、実施例１と同一条件で接続部を有するNb3Snマルチ
超電導線を作製した。
ントどうしを縒り合わせて形成した接続部に対する加圧
・加熱工程の圧力条件を180kg/cm2にし、チューブ状Nb
フィラメント内のCuを被覆したSnをはみださせる以外
は、実施例１と同一条件で接続部を有するNb3Snマルチ
超電導線を作製した。
このようにして得たNb3Sn超電導線についても実施例
１と同様にして臨界電流と永久電流の減衰を測定した。
その結果、7Tの磁界中で臨界電流550Aが得られ、接続部
に形成することなく同様にして形成したNb3Sn超電導線
の約60％と良好な値を示した。また、電流値の減衰は測
定感度内（0.01ppm/時間）では観測されず良好な超電導
特性を有する持続部であることを確認した。また、同様
にして作製した16本のNb3Sn超電導線の臨界の電流のバ
ラツキは20％以内に収まった。
１と同様にして臨界電流と永久電流の減衰を測定した。
その結果、7Tの磁界中で臨界電流550Aが得られ、接続部
に形成することなく同様にして形成したNb3Sn超電導線
の約60％と良好な値を示した。また、電流値の減衰は測
定感度内（0.01ppm/時間）では観測されず良好な超電導
特性を有する持続部であることを確認した。また、同様
にして作製した16本のNb3Sn超電導線の臨界の電流のバ
ラツキは20％以内に収まった。
実施例４ まず、Cuからなる安定化材マトリックス内部に、Tiを
１重量％添加したNbチューブ内にMnを10原子％添加した
Al合金線を充填したチューブ状Nbフィラメントが264本
分布配置したNb3Alマルチ超電導素線を２本作製した。
１重量％添加したNbチューブ内にMnを10原子％添加した
Al合金線を充填したチューブ状Nbフィラメントが264本
分布配置したNb3Alマルチ超電導素線を２本作製した。
これらNb3Alマルチ超電導素線端部の安定化材マトリ
ックスを硝酸によって約70mm溶かし、チューブ状Nbフィ
ラメントを露出させ、次いで露出させたNbチューブの厚
さの約40％を沸硝酸で溶した。
ックスを硝酸によって約70mm溶かし、チューブ状Nbフィ
ラメントを露出させ、次いで露出させたNbチューブの厚
さの約40％を沸硝酸で溶した。
次に、実施例１と同様にチューブ状Nbフィラメントど
うしがよく混ざりあうように接触させて縒り合わせて接
続部を形成し、この接続部に真空中で圧力と熱を加え
（450℃×45分）、隣接するチューブ状Nbフィラメント
間を固相拡散接合した。
うしがよく混ざりあうように接触させて縒り合わせて接
続部を形成し、この接続部に真空中で圧力と熱を加え
（450℃×45分）、隣接するチューブ状Nbフィラメント
間を固相拡散接合した。
この後、接続部を含むNb3Alマルチ超電導素線全体を
加熱炉内に配置し、10-4Torrの真空中においてNb3Alの
生成温度である950℃で30分の後、700℃で約96時間熱処
理を施し、超電導素線本体におけるNbチューブとAlとを
反応させてNb3Al層を形成するとともに、接続部におけ
る異なるチューブ状Nbフィラメント間を生成するNb3Al
層の成長によって繋げた。
加熱炉内に配置し、10-4Torrの真空中においてNb3Alの
生成温度である950℃で30分の後、700℃で約96時間熱処
理を施し、超電導素線本体におけるNbチューブとAlとを
反応させてNb3Al層を形成するとともに、接続部におけ
る異なるチューブ状Nbフィラメント間を生成するNb3Al
層の成長によって繋げた。
このようにして得たNb3Alマルチ超電導線についても
実施例１と同様にして臨界電流と永久電流の減衰を測定
した。その結果、7Tの磁界中で臨界電流300Aが得られ、
接続部を形成することなく同様にして形成したNb3Alマ
ルチ超電導線の約50％と良好な値を示した。また、電流
値の減衰は測定感度内（0.01ppm/時間）では観測されず
良好な超電導特性を有する接続部であることを確認し
た。また、同様にして作製した10本のNb3Al超電導線の
臨界電流のバラツキは30％以内に収まった。
実施例１と同様にして臨界電流と永久電流の減衰を測定
した。その結果、7Tの磁界中で臨界電流300Aが得られ、
接続部を形成することなく同様にして形成したNb3Alマ
ルチ超電導線の約50％と良好な値を示した。また、電流
値の減衰は測定感度内（0.01ppm/時間）では観測されず
良好な超電導特性を有する接続部であることを確認し
た。また、同様にして作製した10本のNb3Al超電導線の
臨界電流のバラツキは30％以内に収まった。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、Nb3SnやNb3Alな
どの化合物系超電導体を用いた超電導線を比較的簡便
に、再現性よく接続することが可能となり、かつ接続部
における超電導特性の低下も充分に抑制することが可能
となる。
どの化合物系超電導体を用いた超電導線を比較的簡便
に、再現性よく接続することが可能となり、かつ接続部
における超電導特性の低下も充分に抑制することが可能
となる。
第１図は本発明の一実施例のNb3Snマルチ超電導線の接
続工程を示す図、第２図は本発明の一実施例に使用した
Nb3Snマルチ超電導線の構造を示す断面図、第３図は第
１図の接続工程における接続部の加圧・加熱工程を説明
するための図、第４図は本発明の一実施例によって接続
した接続部の状態を模式的に示す図である。 １……安定化材マトリックス、２……Nbチューブ、３…
…Sn線、５……チューブ状フィラメント、６……Nb3Sn
層、10……Nb3Snマルチ超電導素線、11……接続部。
続工程を示す図、第２図は本発明の一実施例に使用した
Nb3Snマルチ超電導線の構造を示す断面図、第３図は第
１図の接続工程における接続部の加圧・加熱工程を説明
するための図、第４図は本発明の一実施例によって接続
した接続部の状態を模式的に示す図である。 １……安定化材マトリックス、２……Nbチューブ、３…
…Sn線、５……チューブ状フィラメント、６……Nb3Sn
層、10……Nb3Snマルチ超電導素線、11……接続部。
フロントページの続き (72)発明者 村瀬 暁 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 渋谷 純市 神奈川県横浜市鶴見区末広町２―４ 株 式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 竹中 一博 神奈川県横浜市鶴見区末広町２―４ 株 式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 中西 一夫 神奈川県横浜市鶴見区末広町２―４ 株 式会社東芝京浜事業所内 (56)参考文献 特開 昭59−60908（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−48295（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01B 12/10 H01B 13/00 565 F
Claims (4)
- 【請求項１】内部に第１の化合物系超電導体材料が充填
された第２の化合物系超電導体材料からなるチューブ状
フィラメントを銅を主成分とする安定化材中に１本また
は複数本埋設した化合物系超電導線の接続端部における
前記安定化材をそれぞれ除去し、前記チューブ状フィラ
メントをそれぞれ露出させる工程と、 これら露出されたチューブ状フィラメントどうしを重ね
合せて接続部を形成する工程と、 前記接続部に圧力と熱を加え隣接する前記チューブ状フ
ィラメント間を固相拡散接合する工程と、 少なくとも前記固相拡散接合された接続部に、前記第１
および第２の化合物系超電導体材料によって形成される
化合物系超電導体の生成温度における熱処理を施す工程
と を経ることを特徴とする化合物系超電導線の接続方法。 - 【請求項２】前記露出させたチューブ状フィラメントの
管壁の一部を除去した後、前記接続部を形成することを
特徴とする請求項１記載の化合物系超電導線の接続方
法。 - 【請求項３】前記接続部に圧力を加える際に、前記第１
の化合物超電導体材料を前記チューブ状フィラメント外
にはみださせることを特徴とする請求項１記載の化合物
系超電導線の接続方法。 - 【請求項４】前記熱処理工程において、前記接続部にお
ける化合物系超電導体層の形成と、化合物系超電導線本
体における化合物系超電導体層の形成とを同時に行うこ
とを特徴とする請求項１記載の化合物系超電導線の接続
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1015876A JP2848618B2 (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 化合物系超電導線の接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1015876A JP2848618B2 (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 化合物系超電導線の接続方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02197017A JPH02197017A (ja) | 1990-08-03 |
| JP2848618B2 true JP2848618B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=11900993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1015876A Expired - Lifetime JP2848618B2 (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 化合物系超電導線の接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2848618B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200028630A (ko) * | 2018-09-07 | 2020-03-17 | (주)금룡테크 | 초전도 선재 접합 방법 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6543123B1 (en) | 1999-04-20 | 2003-04-08 | Composite Materials Technology, Inc. | Process for making constrained filament niobium-based superconductor composite |
| US7146709B2 (en) | 2000-03-21 | 2006-12-12 | Composite Materials Technology, Inc. | Process for producing superconductor |
| US6836955B2 (en) | 2000-03-21 | 2005-01-04 | Composite Materials Technology, Inc. | Constrained filament niobium-based superconductor composite and process of fabrication |
| JP4822781B2 (ja) * | 2005-09-15 | 2011-11-24 | 独立行政法人理化学研究所 | Ｎｂ３Ａｌ超伝導コイルの接続方法 |
| CN101517675B (zh) | 2006-09-26 | 2012-09-05 | 复合材料技术有限公司 | 改进的电解电容器阳极的制造方法 |
| EP2395610A4 (en) | 2009-02-05 | 2014-07-16 | Toshiba Kk | PROCESS FOR CONNECTING SUPERCONDUCTING CONDUCTORS AND SUPERCONDUCTING COIL |
-
1989
- 1989-01-25 JP JP1015876A patent/JP2848618B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200028630A (ko) * | 2018-09-07 | 2020-03-17 | (주)금룡테크 | 초전도 선재 접합 방법 |
| KR102154674B1 (ko) | 2018-09-07 | 2020-09-10 | (주)금룡테크 | 초전도 선재 접합 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02197017A (ja) | 1990-08-03 |
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