JP2916214B2 - 超電導線の接続方法 - Google Patents
超電導線の接続方法Info
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- JP2916214B2 JP2916214B2 JP2137220A JP13722090A JP2916214B2 JP 2916214 B2 JP2916214 B2 JP 2916214B2 JP 2137220 A JP2137220 A JP 2137220A JP 13722090 A JP13722090 A JP 13722090A JP 2916214 B2 JP2916214 B2 JP 2916214B2
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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） 本発明は超電導線の接続方法に係り、特にチューブ法
によって製造された２本の超電導線を接続する方法に関
するものである。
によって製造された２本の超電導線を接続する方法に関
するものである。
（従来の技術） 従来、リニアモータカー等の超電導コイルに使用され
る超電導線としては、NbTi（ニオブ・チタン）超電導線
が用いられていたが、最近では超電導コイルの磁束密度
を高めるためにNb3Sn（ニオブ・スズ）超電導線が用い
られつつある。このNb3Sn超電導線の製造方法としては
ブロンズ法、拡散法などがあるが、ブロンズ法はCu−Sn
（ブロンズ）からなるマトリックス材の中に埋め込まれ
た棒状のNbフィラメントに熱処理を施し、NbとCu−Snと
を反応させてNb3Sn線を形成する方法であるため、マト
リックス材の中に多数本のNbフィラメントを密に埋め込
むことができないという問題がある。また、拡散法はCu
からなるマトリックス材の中にSnを拡散させてNbフィラ
メントと反応させる方法であるため、Snの拡散方向によ
ってNb3Snが生成されない箇所が生じ（Snをマトリック
ス材の外側から拡散させた場合には内側に位置するNbフ
ィラメントが反応し難くなり、Snをマトリックス材の内
側から拡散させた場合には外側に位置するNbフィラメン
トが反応し難くなる）、電気的特性が安定しないという
問題がある。
る超電導線としては、NbTi（ニオブ・チタン）超電導線
が用いられていたが、最近では超電導コイルの磁束密度
を高めるためにNb3Sn（ニオブ・スズ）超電導線が用い
られつつある。このNb3Sn超電導線の製造方法としては
ブロンズ法、拡散法などがあるが、ブロンズ法はCu−Sn
（ブロンズ）からなるマトリックス材の中に埋め込まれ
た棒状のNbフィラメントに熱処理を施し、NbとCu−Snと
を反応させてNb3Sn線を形成する方法であるため、マト
リックス材の中に多数本のNbフィラメントを密に埋め込
むことができないという問題がある。また、拡散法はCu
からなるマトリックス材の中にSnを拡散させてNbフィラ
メントと反応させる方法であるため、Snの拡散方向によ
ってNb3Snが生成されない箇所が生じ（Snをマトリック
ス材の外側から拡散させた場合には内側に位置するNbフ
ィラメントが反応し難くなり、Snをマトリックス材の内
側から拡散させた場合には外側に位置するNbフィラメン
トが反応し難くなる）、電気的特性が安定しないという
問題がある。
そこで、マトリックス材の中に多数本のNbフィラメン
トを密に埋め込むことができ、かつ電気的に安定したNb
3Sn線を得ることのできる方法としてチューブ法が提案
されている。このチューブ法はNbフィラメントをチュー
ブ状に形成し、このチューブ状Nbフィラメントの内側に
CuとSnを組み込んで単心線とし、NbとSnとを反応させて
Nb3Sn線を形成するものである。
トを密に埋め込むことができ、かつ電気的に安定したNb
3Sn線を得ることのできる方法としてチューブ法が提案
されている。このチューブ法はNbフィラメントをチュー
ブ状に形成し、このチューブ状Nbフィラメントの内側に
CuとSnを組み込んで単心線とし、NbとSnとを反応させて
Nb3Sn線を形成するものである。
（発明が解決しようとする課題） ところで、このようなチューブ法によって製造される
２本の超電導線を接続する場合、Nb3Snは固くて脆い性
質を持っているため、Nb3Sn線同士を撚り合わせて接続
することができない。このため、従来ではNb3Sn線を重
ね合わせて接続する方法が採られていたが、このように
すると接続部の電気抵抗が高くなり、大きな臨界電流を
流すことができないという問題があった。
２本の超電導線を接続する場合、Nb3Snは固くて脆い性
質を持っているため、Nb3Sn線同士を撚り合わせて接続
することができない。このため、従来ではNb3Sn線を重
ね合わせて接続する方法が採られていたが、このように
すると接続部の電気抵抗が高くなり、大きな臨界電流を
流すことができないという問題があった。
ここで、チューブ法によって製造された超電導線と
は、チューブ法の構造を持ち、かつ熱処理によりNb3Sn
が形成された超電導特性を持つ超電導線のことである
が、本発明ではNb3Sn形成のための熱処理前で超電導特
性を持たないが、その後の熱処理により超電導特性が期
待できる構造の線材もチューブ法によって製造された超
電導線として説明する。
は、チューブ法の構造を持ち、かつ熱処理によりNb3Sn
が形成された超電導特性を持つ超電導線のことである
が、本発明ではNb3Sn形成のための熱処理前で超電導特
性を持たないが、その後の熱処理により超電導特性が期
待できる構造の線材もチューブ法によって製造された超
電導線として説明する。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的はチューブ法によって製造された２本の超
電導線を低抵抗で接続することができ、接続部に大きな
臨界電流を流すことのできる超電導線の接続方法を提供
しようとするものである。
り、その目的はチューブ法によって製造された２本の超
電導線を低抵抗で接続することができ、接続部に大きな
臨界電流を流すことのできる超電導線の接続方法を提供
しようとするものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明は、チューブ法によ
って製造された２本の超電導線を接続する際に、上記超
電導線のチューブ状Nbフィラメントを露出させた後、該
Nbフィラメントを互いに撚り合わせて固相接合又は超音
波接合により接続し、しかる後上記NbフィラメントをCu
チューブで覆い、加熱処理してNb3Sn線を形成するもの
である。
って製造された２本の超電導線を接続する際に、上記超
電導線のチューブ状Nbフィラメントを露出させた後、該
Nbフィラメントを互いに撚り合わせて固相接合又は超音
波接合により接続し、しかる後上記NbフィラメントをCu
チューブで覆い、加熱処理してNb3Sn線を形成するもの
である。
（作用） 本発明では、チューブ法によって製造された２本の超
電導線のチューブ状Nbフィラメントを熱処理する前に互
いに撚り合わせて接続するので、接続部の電気抵抗を小
さくすることができ、接続部に大きな臨界電流を流すこ
とができる。
電導線のチューブ状Nbフィラメントを熱処理する前に互
いに撚り合わせて接続するので、接続部の電気抵抗を小
さくすることができ、接続部に大きな臨界電流を流すこ
とができる。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図〜第６図を参照して
説明する。
説明する。
第１図はチューブ法によって製造された超電導線の軸
方向直交断面図であり、１はCuまたはCu合金からなるマ
トリックス材、２はマトリックス材１の中に埋め込まれ
たチューブ状Nbフィラメント、３は上記Nbフィラメント
２の内側に挿入されたチューブ状Cuフィラメント、４は
上記Cuフィラメント３の内側に挿入された棒状Snフィラ
メントである 本発明方法では、まずチューブ法によって製造された
２本の超電導線を用意する。そして、これらの超電導線
の端部を硝酸溶液に浸漬してマトリックス材１を溶解
し、第２図に示すようにチューブ状Nbフィラメント２の
端部をマトリックス材１から露出させる。
方向直交断面図であり、１はCuまたはCu合金からなるマ
トリックス材、２はマトリックス材１の中に埋め込まれ
たチューブ状Nbフィラメント、３は上記Nbフィラメント
２の内側に挿入されたチューブ状Cuフィラメント、４は
上記Cuフィラメント３の内側に挿入された棒状Snフィラ
メントである 本発明方法では、まずチューブ法によって製造された
２本の超電導線を用意する。そして、これらの超電導線
の端部を硝酸溶液に浸漬してマトリックス材１を溶解
し、第２図に示すようにチューブ状Nbフィラメント２の
端部をマトリックス材１から露出させる。
次に接続すべき２本の超電導線を並列若しくは直列に
並べ、第３図（ここでは超電導線を並列に並べた場合を
示す）に示すようにマトリックス材１から露出したチュ
ーブ状Nbフィラメント２を互いに撚り合わせる。そし
て、撚り合わせた部分を固相拡散接合法または超音波接
合法等により接合して２本の超電導線を接続する。ここ
で、固相拡散接合法はチューブ状Nbフィラメント２の撚
り合わせ部分を真空あるいは不活性ガス雰囲気中で450
℃程度まで加熱し、さらに第４図に示すような加圧治具
11および固定治具12を用いて加圧するため、融点の低い
棒状Snフィラメント４が溶け出す可能性がある。従っ
て、チューブ状Nbフィラメント２の撚り合わせ部を固相
拡散接合法で接合する場合には超電導線に熱処理を施し
ておき、第５図に示すようにNbフィラメント２の内側を
Cu−Snフィラメント５としておくことが好ましい。
並べ、第３図（ここでは超電導線を並列に並べた場合を
示す）に示すようにマトリックス材１から露出したチュ
ーブ状Nbフィラメント２を互いに撚り合わせる。そし
て、撚り合わせた部分を固相拡散接合法または超音波接
合法等により接合して２本の超電導線を接続する。ここ
で、固相拡散接合法はチューブ状Nbフィラメント２の撚
り合わせ部分を真空あるいは不活性ガス雰囲気中で450
℃程度まで加熱し、さらに第４図に示すような加圧治具
11および固定治具12を用いて加圧するため、融点の低い
棒状Snフィラメント４が溶け出す可能性がある。従っ
て、チューブ状Nbフィラメント２の撚り合わせ部を固相
拡散接合法で接合する場合には超電導線に熱処理を施し
ておき、第５図に示すようにNbフィラメント２の内側を
Cu−Snフィラメント５としておくことが好ましい。
このようにしてチューブ状フィラメント２を互いに撚
り合わせて接続したならば、チューブ状フィラメント２
の撚り合わせ部分をマトリックス材１または第４図に示
すようなCuチューブ13等で覆い、１本となった超電導線
を真空加熱炉で約700℃程度まで加熱する。すると、チ
ューブ状Nbフィラメント２とその内側に組み込まれたSn
フィラメント４とが反応し合い、第６図に示すようにNb
3Sn線６が形成される。
り合わせて接続したならば、チューブ状フィラメント２
の撚り合わせ部分をマトリックス材１または第４図に示
すようなCuチューブ13等で覆い、１本となった超電導線
を真空加熱炉で約700℃程度まで加熱する。すると、チ
ューブ状Nbフィラメント２とその内側に組み込まれたSn
フィラメント４とが反応し合い、第６図に示すようにNb
3Sn線６が形成される。
したがって、上記実施例ではチューブ法によって製造
された２本の超電導線のチューブ状Nbフィラメント２を
熱処理する前に互いに撚り合わせて接続するので、接続
部の電気抵抗を小さくすることができ、接続部に大きな
臨界電流を流すことができる。
された２本の超電導線のチューブ状Nbフィラメント２を
熱処理する前に互いに撚り合わせて接続するので、接続
部の電気抵抗を小さくすることができ、接続部に大きな
臨界電流を流すことができる。
なお、上記実施例では多数本のチューブ状Nbフィラメ
ント２を束ねて撚り合わせたが、多数本のチューブ状Nb
フィラメント２を１本ずつ撚り合わせて接続してもよ
い。
ント２を束ねて撚り合わせたが、多数本のチューブ状Nb
フィラメント２を１本ずつ撚り合わせて接続してもよ
い。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る超電導線の接続方法
は、チューブ法によって製造された２本の超電導線を接
続する際に、上記超電導線のチューブ状Nbフィラメント
を互いに撚り合わせて接続し、その後に上記Nbフィラメ
ントを加熱処理してNb3Sn線を形成するので、チューブ
法によって製造された２本の超電導線を低抵抗で接続す
ることができ、接続部に大きな臨界電流を流すことがで
きる。
は、チューブ法によって製造された２本の超電導線を接
続する際に、上記超電導線のチューブ状Nbフィラメント
を互いに撚り合わせて接続し、その後に上記Nbフィラメ
ントを加熱処理してNb3Sn線を形成するので、チューブ
法によって製造された２本の超電導線を低抵抗で接続す
ることができ、接続部に大きな臨界電流を流すことがで
きる。
第１図〜第６図は本発明に係る超電導線の接続方法を説
明するための図で、第１図はチューブ法によって製造さ
れた超電導線の軸方向直交断面図、第２図はチューブ状
Nbフィラメントを端部より露出させた超電導線の斜視
図、第３図はチューブ状Nbフィラメントを撚り合わせて
２本の超電導線を接続した状態を示す図、第４図はチュ
ーブ状Nbフィラメントの撚り合わせ部分を固相拡散接合
法で接合する場合の加圧装置の一例を示す図、第５図は
チューブ状Nbフィラメントの撚り合わせ部分を固相拡散
接合法で接合する場合の超電導線の断面図、第６図は熱
処理を施された超電導線の断面図である。 １……マトリックス材、２……チューブ状Nbフィラメン
ト、３……チューブ状Cuフイラメント、４……棒状Snフ
ィラメント、６……Nb3Sn線。
明するための図で、第１図はチューブ法によって製造さ
れた超電導線の軸方向直交断面図、第２図はチューブ状
Nbフィラメントを端部より露出させた超電導線の斜視
図、第３図はチューブ状Nbフィラメントを撚り合わせて
２本の超電導線を接続した状態を示す図、第４図はチュ
ーブ状Nbフィラメントの撚り合わせ部分を固相拡散接合
法で接合する場合の加圧装置の一例を示す図、第５図は
チューブ状Nbフィラメントの撚り合わせ部分を固相拡散
接合法で接合する場合の超電導線の断面図、第６図は熱
処理を施された超電導線の断面図である。 １……マトリックス材、２……チューブ状Nbフィラメン
ト、３……チューブ状Cuフイラメント、４……棒状Snフ
ィラメント、６……Nb3Sn線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 秀明 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 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 田中 実 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 (56)参考文献 特開 平２−106885（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−197017（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−208279（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−106886（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−175383（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01B 12/00 - 12/16 H01B 13/00 561 - 565 H01F 6/06 H01R 4/68 H01R 43/00 H01R 43/02
Claims (1)
- 【請求項１】チューブ法によって製造された２本の超電
導線を接続する際に、上記超電導線のチューブ状Nbフィ
ラメントを露出させた後、該Nbフィラメントを互いに撚
り合わせて固相接合又は超音波接合により接続し、しか
る後上記NbフィラメントをCuチューブで覆い、加熱処理
してNb3Sn線を形成することを特徴とする超電導線の接
続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2137220A JP2916214B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 超電導線の接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2137220A JP2916214B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 超電導線の接続方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0433272A JPH0433272A (ja) | 1992-02-04 |
| JP2916214B2 true JP2916214B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=15193595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2137220A Expired - Fee Related JP2916214B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 超電導線の接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2916214B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| 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 |
| GB2487926B (en) * | 2011-02-08 | 2013-06-19 | Siemens Plc | Joints with very low resistance between superconducting wires and methods for making such joints |
-
1990
- 1990-05-29 JP JP2137220A patent/JP2916214B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0433272A (ja) | 1992-02-04 |
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