JP2916382B2 - Ｎｂ３ Ｓｎ超電導体の製造方法 - Google Patents
Ｎｂ３ Ｓｎ超電導体の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＮＭＲ分析装置、核融
合炉、高密度エネルギー貯蔵、電磁推進船等の種々の新
技術開発を可能にする高磁界発生用のＮｂ3 Ｓｎ超電導
体、特に線材の製造方法に関する。
合炉、高密度エネルギー貯蔵、電磁推進船等の種々の新
技術開発を可能にする高磁界発生用のＮｂ3 Ｓｎ超電導
体、特に線材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導線材は、一般にＮｂ−Ｔｉ系の合
金線材が用いられ、電力消費なしに大電流を通電し、高
磁界を発生することができる。この合金線材は液体ヘリ
ウム温度（４．２Ｋ）における発生磁界の限度が約９テ
スラ（９Ｔ）である。従って核融合装置、ＮＭＲ分析装
置などに必要な１０Ｔ以上の高磁界を発生するために
は、化合物系超電導体を用いる必要がある。Ａ１５型結
晶構造をもつＮｂ3 Ｓｎ化合物は、このような要求に応
える超電導材料の一つとして知られている。その臨界温
度ＴC は約１７．５Ｋ、上部臨界磁界ＨC2（４．２Ｋ）
は約２０Ｔで、Ｎｂ−Ｔｉの約９Ｋ及び約１１．５Ｔに
比べて、それぞれ約２倍近く高い値をもつ。Ｎｂ3 Ｓｎ
化合物の線材を作製する方法として、主にブロンズ法が
用いられている。この方法はＮｂを基体とし、これをＣ
ｕ−Ｓｎ合金マトリックスで包んだ複合体を作り、これ
を塑性加工したのち、拡散熱処理することによりＮｂ基
体とマトリックスの界面にＮｂ3 Ｓｎ化合物相を生成す
る方法である。この際、Ｎｂ基体にＴｉ，Ｈｆあるいは
Ｔａを、Ｃｕ−Ｓｎ合金マトリックスにＴｉあるいはＧ
ａを添加するとＨC2を高め、高磁界中の臨界電流密度Ｊ
C が高められることが知られている（太刀川恭治、日経
メカニカル、１９８２年、８月３０日号、９４頁）。こ
のような改良されたＮｂ3 Ｓｎ線材を用いて、これまで
に、４．２Ｋで１８Ｔ、また、超流動ヘリウム中の１．
７Ｋで２１Ｔの高磁界が発生されている。
金線材が用いられ、電力消費なしに大電流を通電し、高
磁界を発生することができる。この合金線材は液体ヘリ
ウム温度（４．２Ｋ）における発生磁界の限度が約９テ
スラ（９Ｔ）である。従って核融合装置、ＮＭＲ分析装
置などに必要な１０Ｔ以上の高磁界を発生するために
は、化合物系超電導体を用いる必要がある。Ａ１５型結
晶構造をもつＮｂ3 Ｓｎ化合物は、このような要求に応
える超電導材料の一つとして知られている。その臨界温
度ＴC は約１７．５Ｋ、上部臨界磁界ＨC2（４．２Ｋ）
は約２０Ｔで、Ｎｂ−Ｔｉの約９Ｋ及び約１１．５Ｔに
比べて、それぞれ約２倍近く高い値をもつ。Ｎｂ3 Ｓｎ
化合物の線材を作製する方法として、主にブロンズ法が
用いられている。この方法はＮｂを基体とし、これをＣ
ｕ−Ｓｎ合金マトリックスで包んだ複合体を作り、これ
を塑性加工したのち、拡散熱処理することによりＮｂ基
体とマトリックスの界面にＮｂ3 Ｓｎ化合物相を生成す
る方法である。この際、Ｎｂ基体にＴｉ，Ｈｆあるいは
Ｔａを、Ｃｕ−Ｓｎ合金マトリックスにＴｉあるいはＧ
ａを添加するとＨC2を高め、高磁界中の臨界電流密度Ｊ
C が高められることが知られている（太刀川恭治、日経
メカニカル、１９８２年、８月３０日号、９４頁）。こ
のような改良されたＮｂ3 Ｓｎ線材を用いて、これまで
に、４．２Ｋで１８Ｔ、また、超流動ヘリウム中の１．
７Ｋで２１Ｔの高磁界が発生されている。
【０００３】なお、臨界電流密度ＪC は磁界中で測定さ
れた臨界電流値ＩC を超電導体の断面積で除して求めら
れる。超電導体を実用に供するには２００００Ａ／ｃｍ
2 以上の臨界電流密度ＪC をもつことが望まれる。
れた臨界電流値ＩC を超電導体の断面積で除して求めら
れる。超電導体を実用に供するには２００００Ａ／ｃｍ
2 以上の臨界電流密度ＪC をもつことが望まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】Ｎｂ3 Ｓｎ相が良好な
超電導特性を示すためには、Ｎｂ3 Ｓｎ相の生成に際し
Ｓｎの供給量が充分大きいことが必要である。しかし、
前述のブロンズ法では、Ｃｕ−Ｓｎマトリックス中のＳ
ｎ量は、Ｃｕ中のＳｎの固溶限界の約７．５原子％（約
１３．２重量％）に限定される。しかも、Ｓｎが固溶す
ると、マトリックスの加工硬化が著しくなり、５０％未
満の加工度で度々中間焼鈍を行う必要があり、工数が増
加してＮｂ3 Ｓｎ線材のコストを高める主な要因となっ
ていた。また、ブロンズ法でＮｂ3 Ｓｎ相を拡散生成さ
せるためには、１００時間程度の長時間の熱処理を必要
とした。
超電導特性を示すためには、Ｎｂ3 Ｓｎ相の生成に際し
Ｓｎの供給量が充分大きいことが必要である。しかし、
前述のブロンズ法では、Ｃｕ−Ｓｎマトリックス中のＳ
ｎ量は、Ｃｕ中のＳｎの固溶限界の約７．５原子％（約
１３．２重量％）に限定される。しかも、Ｓｎが固溶す
ると、マトリックスの加工硬化が著しくなり、５０％未
満の加工度で度々中間焼鈍を行う必要があり、工数が増
加してＮｂ3 Ｓｎ線材のコストを高める主な要因となっ
ていた。また、ブロンズ法でＮｂ3 Ｓｎ相を拡散生成さ
せるためには、１００時間程度の長時間の熱処理を必要
とした。
【０００５】このようなことから、Ｓｎの供給量を増加
し、しかも短時間の熱処理で良好な超電導特性を得るＮ
ｂ3 Ｓｎ線材の新しい製造法の開発が望まれていた。そ
して、コストのかかる超流動ヘリウムを用いなくても２
０Ｔ以上の高磁界の発生可能なＮｂ3 Ｓｎ超電導線の開
発が長年にわたる課題となっていた。
し、しかも短時間の熱処理で良好な超電導特性を得るＮ
ｂ3 Ｓｎ線材の新しい製造法の開発が望まれていた。そ
して、コストのかかる超流動ヘリウムを用いなくても２
０Ｔ以上の高磁界の発生可能なＮｂ3 Ｓｎ超電導線の開
発が長年にわたる課題となっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、Ｎｂ
3 ＳｎよりＳｎに富み、Ｎｂ−Ｓｎ系に安定に存在す
る、Ｎｂ6 Ｓｎ5 ，ＮｂＳｎ2 のＮｂ−Ｓｎ系中間化合
物合金粉末とＮｂの粉末を混合し、この混合粉末を熱処
理することにより、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体を作製すること
を特徴とする。その具体的な態様と作用は次の通りであ
る。
3 ＳｎよりＳｎに富み、Ｎｂ−Ｓｎ系に安定に存在す
る、Ｎｂ6 Ｓｎ5 ，ＮｂＳｎ2 のＮｂ−Ｓｎ系中間化合
物合金粉末とＮｂの粉末を混合し、この混合粉末を熱処
理することにより、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体を作製すること
を特徴とする。その具体的な態様と作用は次の通りであ
る。
【０００７】上記の中間化合物のうち、Ｎｂ6 Ｓｎ5 、
ＮｂＳｎ2 のいずれを用いてもＮｂ3 Ｓｎの生成に対し
て、充分なＳｎ量を供給することができるが、Ｎｂ6 Ｓ
ｎ5の方がより効率的にＮｂ3 Ｓｎを生成させることが
できる。Ｎｂ6 Ｓｎ5 中間化合物を得るには、Ｎｂの融
点が約２５００℃と極めて高いのに対して、Ｓｎの融点
は約２３０℃、沸点は２６００℃と低いため、アーク溶
解等の溶解法の適用は困難である。本発明では所定量の
ＮｂとＳｎの粉末を混合し、るつぼ中で９００℃付近の
温度が加熱して、Ｎｂ粉末に対してＳｎを溶融拡散させ
ることにより、容易にＮｂ6 Ｓｎ5 中間化合物の粉末を
作製することができる。Ｎｂ6 Ｓｎ5 の生成に際し、Ｓ
ｎの溶融拡散の温度は８５０℃〜９５０℃の範囲が適当
である。
ＮｂＳｎ2 のいずれを用いてもＮｂ3 Ｓｎの生成に対し
て、充分なＳｎ量を供給することができるが、Ｎｂ6 Ｓ
ｎ5の方がより効率的にＮｂ3 Ｓｎを生成させることが
できる。Ｎｂ6 Ｓｎ5 中間化合物を得るには、Ｎｂの融
点が約２５００℃と極めて高いのに対して、Ｓｎの融点
は約２３０℃、沸点は２６００℃と低いため、アーク溶
解等の溶解法の適用は困難である。本発明では所定量の
ＮｂとＳｎの粉末を混合し、るつぼ中で９００℃付近の
温度が加熱して、Ｎｂ粉末に対してＳｎを溶融拡散させ
ることにより、容易にＮｂ6 Ｓｎ5 中間化合物の粉末を
作製することができる。Ｎｂ6 Ｓｎ5 の生成に際し、Ｓ
ｎの溶融拡散の温度は８５０℃〜９５０℃の範囲が適当
である。
【０００８】この中間化合物の粉末は、ボールミルで微
粉末化し、所定量のＮｂ粉末と混合したのち、さらにボ
ールミルによりよく混合して、予め中間化合物の粉末と
Ｎｂ粉末の間に機械的に予備的反応を生ぜしめることに
より、超電導特性の優れたＮｂ3 Ｓｎ超電導体を短時間
の熱処理で生成することができる。Ｎｂ6 Ｓｎ5 中間化
合物とＮｂとの混合割合は、混合後のＮｂとＳｎの組成
比が３対１となるようにするのが適当である。中間化合
物粉末とＮｂ粉末の間に予備的反応を起させるためには
ボールミルによる３０分間以上の機械的混合が望まし
い。作製された混合粉末は、成型後、好ましくは７５０
℃〜１１００℃の温度範囲、より好ましくは８００℃〜
１０００℃の範囲で熱処理することにより、Ｎｂ3 Ｓｎ
超電導体となる。必要な熱処理時間は１０時間以下、通
常は３〜１０時間で充分である。
粉末化し、所定量のＮｂ粉末と混合したのち、さらにボ
ールミルによりよく混合して、予め中間化合物の粉末と
Ｎｂ粉末の間に機械的に予備的反応を生ぜしめることに
より、超電導特性の優れたＮｂ3 Ｓｎ超電導体を短時間
の熱処理で生成することができる。Ｎｂ6 Ｓｎ5 中間化
合物とＮｂとの混合割合は、混合後のＮｂとＳｎの組成
比が３対１となるようにするのが適当である。中間化合
物粉末とＮｂ粉末の間に予備的反応を起させるためには
ボールミルによる３０分間以上の機械的混合が望まし
い。作製された混合粉末は、成型後、好ましくは７５０
℃〜１１００℃の温度範囲、より好ましくは８００℃〜
１０００℃の範囲で熱処理することにより、Ｎｂ3 Ｓｎ
超電導体となる。必要な熱処理時間は１０時間以下、通
常は３〜１０時間で充分である。
【０００９】さらに、中間化合物とＮｂの混合粉末は、
シース材に充填した後、線状あるいはテープ状に加工す
ることにより、線材化することができる。シース材とし
ては、Ｔａの管を用いると、加工性がよいため中間焼鈍
なしに容易に線材化することができる。加工された線材
を上記の温度範囲で熱処理することにより、Ｎｂ3Ｓｎ
線材が製造される。
シース材に充填した後、線状あるいはテープ状に加工す
ることにより、線材化することができる。シース材とし
ては、Ｔａの管を用いると、加工性がよいため中間焼鈍
なしに容易に線材化することができる。加工された線材
を上記の温度範囲で熱処理することにより、Ｎｂ3Ｓｎ
線材が製造される。
【００１０】なお、前記のＮｂ6 Ｓｎ5 中間化合物を溶
融拡散法により生成する際、少量のＴｉ，Ｈｆ，Ｔａ，
Ｇａ，Ａｌを添加すると高磁界特性を明瞭に向上させる
ことができる。Ｔｉ，Ｈｆ，Ｔａは高融点の類似した金
属であるが、これらの粉末をＳｎに溶融拡散するとＮｂ
と同様にＴｉ6 Ｓｎ5 ，Ｈｆ6 Ｓｎ5 等の化合物が生成
するため、容易にＮｂ6 Ｓｎ5 化合物中に固溶させるこ
とができる。また、Ｇａ，Ａｌも類似した金属でその融
点は低いため、Ｓｎとともに拡散反応により、Ｎｂ6 Ｓ
ｎ5 化合物中に固溶させることができる。従来のブロン
ズ法でこれらの元素を添加する場合には、これらの元素
を加えたＮｂ基体あるいはＣｕ−Ｓｎマトリックスを溶
製する手間が必要となり、また、Ｎｂ基体あるいはＣｕ
−Ｓｎマトリックスの加工性を劣化させる問題があっ
た。本発明では、中間化合物を溶融拡散で作製する際添
加すればよいので、殆んど手間が増えることがなく、ま
た、加工性の劣化の問題点もない。
融拡散法により生成する際、少量のＴｉ，Ｈｆ，Ｔａ，
Ｇａ，Ａｌを添加すると高磁界特性を明瞭に向上させる
ことができる。Ｔｉ，Ｈｆ，Ｔａは高融点の類似した金
属であるが、これらの粉末をＳｎに溶融拡散するとＮｂ
と同様にＴｉ6 Ｓｎ5 ，Ｈｆ6 Ｓｎ5 等の化合物が生成
するため、容易にＮｂ6 Ｓｎ5 化合物中に固溶させるこ
とができる。また、Ｇａ，Ａｌも類似した金属でその融
点は低いため、Ｓｎとともに拡散反応により、Ｎｂ6 Ｓ
ｎ5 化合物中に固溶させることができる。従来のブロン
ズ法でこれらの元素を添加する場合には、これらの元素
を加えたＮｂ基体あるいはＣｕ−Ｓｎマトリックスを溶
製する手間が必要となり、また、Ｎｂ基体あるいはＣｕ
−Ｓｎマトリックスの加工性を劣化させる問題があっ
た。本発明では、中間化合物を溶融拡散で作製する際添
加すればよいので、殆んど手間が増えることがなく、ま
た、加工性の劣化の問題点もない。
【００１１】Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｇａ，ＡｌのＮｂ6 Ｓ
ｎ5 への添加量は０．３〜１０．０原子％の範囲が適当
であり、０．３原子％未満では添加の効果がなく、一
方、１０原子％を越えると、却って超電導特性を低下さ
せる。この場合、Ｔｉ，Ｈｆ，ＴａはＮｂの置換元素，
Ｇａ，ＡｌはＳｎの置換元素なので、それらの添加量
は、例えば、Ｎｂ＋（Ｔｉ，Ｈｆ，Ｔａ）とＳｎ＋（Ａ
ｌ，Ｇａ）の組成比が３対１となるというように配合す
るのがよい。また、Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｇａ，Ａｌは、
中間化合物合金中に含有させる場合に限らず、中間化合
物合金粉末に混合させるようにしてもよい。
ｎ5 への添加量は０．３〜１０．０原子％の範囲が適当
であり、０．３原子％未満では添加の効果がなく、一
方、１０原子％を越えると、却って超電導特性を低下さ
せる。この場合、Ｔｉ，Ｈｆ，ＴａはＮｂの置換元素，
Ｇａ，ＡｌはＳｎの置換元素なので、それらの添加量
は、例えば、Ｎｂ＋（Ｔｉ，Ｈｆ，Ｔａ）とＳｎ＋（Ａ
ｌ，Ｇａ）の組成比が３対１となるというように配合す
るのがよい。また、Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｇａ，Ａｌは、
中間化合物合金中に含有させる場合に限らず、中間化合
物合金粉末に混合させるようにしてもよい。
【００１２】また、Ｎｂ6 Ｓｎ5 粉末とＮｂ粉末を混合
する際、Ｃｕ粉末を加えると、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体の生
成温度を６５０℃まで低下させることができる。Ｃｕの
添加量は、原子割合で、Ｎｂ6 Ｓｎ5 とＮｂとの混合粉
末（組成Ｎｂ3 Ｓｎ相当）１に対して０．０５〜０．５
０の範囲が適当であり、０．０５未満では添加の効果が
なく、また、０．５０を越えると、却って超電導特性を
低下させる。
する際、Ｃｕ粉末を加えると、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体の生
成温度を６５０℃まで低下させることができる。Ｃｕの
添加量は、原子割合で、Ｎｂ6 Ｓｎ5 とＮｂとの混合粉
末（組成Ｎｂ3 Ｓｎ相当）１に対して０．０５〜０．５
０の範囲が適当であり、０．０５未満では添加の効果が
なく、また、０．５０を越えると、却って超電導特性を
低下させる。
【００１３】
〔実施例１〕−３２５メッシュの粒度のＮｂ粉末とＳｎ
粉末をＮｂ6 Ｓｎ5 の組成となるように混合し、アルミ
ナ製るつぼに入れて、真空中９００℃で１０時間溶融拡
散することによりＮｂ6 Ｓｎ5 粉末を作製した。この粉
末をボールミルで３０分間粉砕して微粉末化した。この
微粉末に上記のＮｂ粉末を混合粉末のＮｂとＳｎの原子
組成比が３対１となるように配合し、上記ボールミルで
１時間よく混合した。得られた混合粉末のＸ線回折図形
を調べたところ回折線の幅が広がり、Ｎｂ6 Ｓｎ5 粉末
とＮｂ粉末の間にすでに予備的な反応が生じていること
が認められた。この混合粉末を、プレス型を用いて幅２
ｍｍ、長さ２２ｍｍ、厚さ１ｍｍの短尺状にプレス成型
したのち、８００℃から１０００℃の温度範囲で、真空
中で１０時間の熱処理を行った。これらの試料のＴC を
測定した結果では、いずれの試料も、ブロンズ法で作製
したＮｂ3 ＳｎのＴC の１７．５Ｋより高く、最高約１
Ｋ高い１８．４ＫのＴC が得られた。これは、供給Ｓｎ
量が充分で、化学量論比のＮｂ3 Ｓｎが生成されたため
と考えられる。
粉末をＮｂ6 Ｓｎ5 の組成となるように混合し、アルミ
ナ製るつぼに入れて、真空中９００℃で１０時間溶融拡
散することによりＮｂ6 Ｓｎ5 粉末を作製した。この粉
末をボールミルで３０分間粉砕して微粉末化した。この
微粉末に上記のＮｂ粉末を混合粉末のＮｂとＳｎの原子
組成比が３対１となるように配合し、上記ボールミルで
１時間よく混合した。得られた混合粉末のＸ線回折図形
を調べたところ回折線の幅が広がり、Ｎｂ6 Ｓｎ5 粉末
とＮｂ粉末の間にすでに予備的な反応が生じていること
が認められた。この混合粉末を、プレス型を用いて幅２
ｍｍ、長さ２２ｍｍ、厚さ１ｍｍの短尺状にプレス成型
したのち、８００℃から１０００℃の温度範囲で、真空
中で１０時間の熱処理を行った。これらの試料のＴC を
測定した結果では、いずれの試料も、ブロンズ法で作製
したＮｂ3 ＳｎのＴC の１７．５Ｋより高く、最高約１
Ｋ高い１８．４ＫのＴC が得られた。これは、供給Ｓｎ
量が充分で、化学量論比のＮｂ3 Ｓｎが生成されたため
と考えられる。
【００１４】〔実施例２〕実施例１で作製した混合粉末
を外径８ｍｍ、内径５．５ｍｍ、長さ６０ｍｍのＴａ管
に充填し、溝ロールと平ロールにより幅５ｍｍ、厚さ
０．５ｍｍのテープに加工した。この加工に際しては、
中間焼鈍を全く必要としなかった。このテープより短尺
の試料を切り出し、真空中９２５℃で５時間の熱処理を
行った。このテープ材のＩC を４．２Ｋ，２０Ｔの垂直
磁界中で測定した。従来のブロンズ法によるＮｂ3 Ｓｎ
線材では、ＨC2が約２０Ｔのため、２０ＴではＩC がほ
とんどゼロであったのに対して、本実施例による線材で
は３０ＡのＩC が得られた。
を外径８ｍｍ、内径５．５ｍｍ、長さ６０ｍｍのＴａ管
に充填し、溝ロールと平ロールにより幅５ｍｍ、厚さ
０．５ｍｍのテープに加工した。この加工に際しては、
中間焼鈍を全く必要としなかった。このテープより短尺
の試料を切り出し、真空中９２５℃で５時間の熱処理を
行った。このテープ材のＩC を４．２Ｋ，２０Ｔの垂直
磁界中で測定した。従来のブロンズ法によるＮｂ3 Ｓｎ
線材では、ＨC2が約２０Ｔのため、２０ＴではＩC がほ
とんどゼロであったのに対して、本実施例による線材で
は３０ＡのＩC が得られた。
【００１５】〔実施例３〕実施例１と同様なＮｂ粉末と
Ｓｎ粉末の他に、Ｎｂ6 Ｓｎ5 の組成に対し５原子％の
Ｔｉ粉末を加えて混合し、実施例１と同様にしてＴｉ添
加Ｎｂ6 Ｓｎ5 粉末を作製した。この粉末にＮｂ＋Ｔｉ
とＳｎとの組成比が３対１となるようにＮｂ粉末を加
え、実施例１と同様な手順で混合粉末を作成した。この
混合粉末を用いて実施例２と同じ方法により、幅５ｍ
ｍ、厚さ０．５ｍｍのテープを加工した。この加工の途
中でも中間焼鈍を全く必要としなかった。このテープよ
り短尺の試料を切り出し、真空中９２５℃で１０時間の
熱処理を行った。このテープ材のＩC を４．２Ｋ，２０
Ｔの垂直磁界中で測定したところ、１４０Ａの値を示し
た。テープ内の超電導芯の面積からＪC を求めると、２
３０００Ａ／ｃｍ2 となり、本実施例によるＮｂ3 Ｓｎ
線材が４．２Ｋで２０Ｔの高磁界中でも使用可能なこと
を示した。
Ｓｎ粉末の他に、Ｎｂ6 Ｓｎ5 の組成に対し５原子％の
Ｔｉ粉末を加えて混合し、実施例１と同様にしてＴｉ添
加Ｎｂ6 Ｓｎ5 粉末を作製した。この粉末にＮｂ＋Ｔｉ
とＳｎとの組成比が３対１となるようにＮｂ粉末を加
え、実施例１と同様な手順で混合粉末を作成した。この
混合粉末を用いて実施例２と同じ方法により、幅５ｍ
ｍ、厚さ０．５ｍｍのテープを加工した。この加工の途
中でも中間焼鈍を全く必要としなかった。このテープよ
り短尺の試料を切り出し、真空中９２５℃で１０時間の
熱処理を行った。このテープ材のＩC を４．２Ｋ，２０
Ｔの垂直磁界中で測定したところ、１４０Ａの値を示し
た。テープ内の超電導芯の面積からＪC を求めると、２
３０００Ａ／ｃｍ2 となり、本実施例によるＮｂ3 Ｓｎ
線材が４．２Ｋで２０Ｔの高磁界中でも使用可能なこと
を示した。
【００１６】〔実施例４〕実施例２と同様な方法で作製
したＴｉ添加Ｎｂ6 Ｓｎ5 粉末とＮｂ粉末の混合粉末に
−２００メッシュの粒度のＣｕ粉末を原子割合で０．３
０加えて実施例１と同様な方法で混合粉末を作成した。
この混合粉末を用いて実施例１と同様な寸法の成型体を
作成し、７００℃〜８５０℃の温度範囲で真空中１０時
間の熱処理を行った。これらの試料はいずれもブロンズ
法Ｎｂ3 Ｓｎ線材のＴC ，１７．５Ｋ以上のＴC を示
し、なかでも８５０℃で熱処理を行った試料は１８．２
ＫのＴC を示した。また、上記の温度範囲で熱処理した
試料は、いずれも４．２Ｋ，１３Ｔで３００Ａ以上のＩ
C （１５０００Ａ／ｃｍ2 以上のＪC ）を示した。この
ように、Ｃｕを添加すると適当な熱処理温度を明瞭に低
下させることができた。
したＴｉ添加Ｎｂ6 Ｓｎ5 粉末とＮｂ粉末の混合粉末に
−２００メッシュの粒度のＣｕ粉末を原子割合で０．３
０加えて実施例１と同様な方法で混合粉末を作成した。
この混合粉末を用いて実施例１と同様な寸法の成型体を
作成し、７００℃〜８５０℃の温度範囲で真空中１０時
間の熱処理を行った。これらの試料はいずれもブロンズ
法Ｎｂ3 Ｓｎ線材のＴC ，１７．５Ｋ以上のＴC を示
し、なかでも８５０℃で熱処理を行った試料は１８．２
ＫのＴC を示した。また、上記の温度範囲で熱処理した
試料は、いずれも４．２Ｋ，１３Ｔで３００Ａ以上のＩ
C （１５０００Ａ／ｃｍ2 以上のＪC ）を示した。この
ように、Ｃｕを添加すると適当な熱処理温度を明瞭に低
下させることができた。
【００１７】〔実施例５〕実施例１と同様なＮｂ粉末の
他にＮｂ6 Ｓｎ5 の組成に、５原子％のＨｆ粉末を加え
て混合し、これに８原子％のＧａを加えて実施例１と同
様な方法でＨｆ及びＧａを添加したＮｂ6 Ｓｎ5 化合物
を作製した。この粉末にＮｂ＋ＨｆとＳｎ＋Ｇａの組成
比が３対１となるようにＮｂ粉末を加え、実施例１と同
様な手順で混合粉末を作製した。この混合粉末を実施例
２と同様な方法で幅５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのテープに
加工した。この加工の途中でも中間焼鈍を行わなかっ
た。このテープから短尺の試料を切り出し、真空中９０
０℃で、５時間の熱処理を行った。このテープ材のＩC
を４．２Ｋ，２０Ｔの垂直磁界中で測定したところ、１
５０ＡのＩC （２５０００Ａ／ｃｍ2 のＪC ）を示し、
本実施例によるＮｂ3 Ｓｎ線材が４．２Ｋで２０Ｔの高
磁界中でも使用可能なことを示した。
他にＮｂ6 Ｓｎ5 の組成に、５原子％のＨｆ粉末を加え
て混合し、これに８原子％のＧａを加えて実施例１と同
様な方法でＨｆ及びＧａを添加したＮｂ6 Ｓｎ5 化合物
を作製した。この粉末にＮｂ＋ＨｆとＳｎ＋Ｇａの組成
比が３対１となるようにＮｂ粉末を加え、実施例１と同
様な手順で混合粉末を作製した。この混合粉末を実施例
２と同様な方法で幅５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのテープに
加工した。この加工の途中でも中間焼鈍を行わなかっ
た。このテープから短尺の試料を切り出し、真空中９０
０℃で、５時間の熱処理を行った。このテープ材のＩC
を４．２Ｋ，２０Ｔの垂直磁界中で測定したところ、１
５０ＡのＩC （２５０００Ａ／ｃｍ2 のＪC ）を示し、
本実施例によるＮｂ3 Ｓｎ線材が４．２Ｋで２０Ｔの高
磁界中でも使用可能なことを示した。
【００１８】
【発明の効果】Ｎｂ−Ｓｎ系中間化合物粉末とＮｂ粉末
を反応させる本発明によると、従来のブロンズ法による
よりも特性の高いＮｂ3 Ｓｎ超電導線材を作製すること
ができる。また、中間化合物粉末とＮｂ粉末をよく混合
し、機械的に予備的反応を生ぜしめておくと短時間の熱
処理でＮｂ3 Ｓｎを生成することができるうえ、その混
合粉末を加工性のよいシース材に充填して加工すれば、
中間焼鈍なしにＮｂ3 Ｓｎ線材を作製することができ
る。さらに、本発明において、中間化合物にＴｉ，Ｈ
ｆ，Ｔａ，Ｇａ，Ａｌを添加すると、４．２Ｋでも２０
Ｔの高磁界が発生可能なＮｂ3 Ｓｎ線材が容易に作製で
きる。一方、上記混合粉末にＣｕを添加すると、Ｎｂ3
Ｓｎ生成に必要な熱処理温度を低下させることができ
る。このように本発明によると従来の製法によるよりも
高特性のＮｂ3 Ｓｎ超電導線材を低コストで製造するこ
とができるため、工業的効果が大きい。
を反応させる本発明によると、従来のブロンズ法による
よりも特性の高いＮｂ3 Ｓｎ超電導線材を作製すること
ができる。また、中間化合物粉末とＮｂ粉末をよく混合
し、機械的に予備的反応を生ぜしめておくと短時間の熱
処理でＮｂ3 Ｓｎを生成することができるうえ、その混
合粉末を加工性のよいシース材に充填して加工すれば、
中間焼鈍なしにＮｂ3 Ｓｎ線材を作製することができ
る。さらに、本発明において、中間化合物にＴｉ，Ｈ
ｆ，Ｔａ，Ｇａ，Ａｌを添加すると、４．２Ｋでも２０
Ｔの高磁界が発生可能なＮｂ3 Ｓｎ線材が容易に作製で
きる。一方、上記混合粉末にＣｕを添加すると、Ｎｂ3
Ｓｎ生成に必要な熱処理温度を低下させることができ
る。このように本発明によると従来の製法によるよりも
高特性のＮｂ3 Ｓｎ超電導線材を低コストで製造するこ
とができるため、工業的効果が大きい。
Claims (7)
- 【請求項１】 Ｎｂ3 ＳｎよりＳｎに富むＮｂ−Ｓｎ
系中間化合物合金粉末とＮｂ粉末とを、ＮｂとＳｎとの
原子比が３対１になるように配合して混合した後、この
混合粉末をＴａのシース材に充填して成型し、次いで熱
処理することを特徴とするＮｂ3 Ｓｎ超電導体の製造
方法。 - 【請求項２】 Ｎｂ−Ｓｎ系中間化合物合金粉末は、Ｎ
ｂ粉末とＳｎ粉末とを混合した後、この混合粉末を熱処
理してＳｎを溶融拡散させることにより作製されること
を特徴とする請求項１記載のＮｂ3 Ｓｎ超電導体の製
造方法。 - 【請求項３】 Ｎｂ−Ｓｎ系中間化合物合金粉末は、Ｎ
ｂ6 Ｓｎ5 であることを特徴とする請求項１または
２記載のＮｂ3 Ｓｎ超電導体の製造方法。 - 【請求項４】 Ｎｂ−Ｓｎ系中間化合物合金粉末は、
０．３〜１０原子％のＴｉ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｇａ，及びＡ
ｌからなる群から選択された１種又は２種以上を含有し
ている特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のＮｂ
3 Ｓｎ超電導体の製造方法。 - 【請求項５】 Ｎｂ−Ｓｎ系中間化合物合金粉末とＮｂ
粉末との混合は、機械的におこなって、両粉末を予備反
応させることを特徴とする請求項１記載のＮｂ3 Ｓｎ超
電導体の製造方法。 - 【請求項６】 熱処理される混合粉末は、Ｎｂ−Ｓｎ系
中間化合物合金粉末とＮｂ粉末との混合粉末１に対し、
原子割合で０．０５〜０．５０のＣｕ粉末を配合してい
ることを特徴とする請求項１または５に記載のＮｂ3
Ｓｎ超電導体の製造方法。 - 【請求項７】 熱処理は、混合粉末をＴａのシース材に
充填し、線材に加工した後行われることを特徴とする請
求項１乃至６のいずれか記載のＮｂ3 Ｓｎ超電導体の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6227508A JP2916382B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Ｎｂ３ Ｓｎ超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6227508A JP2916382B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Ｎｂ３ Ｓｎ超電導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0892668A JPH0892668A (ja) | 1996-04-09 |
| JP2916382B2 true JP2916382B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=16862005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6227508A Expired - Fee Related JP2916382B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Ｎｂ３ Ｓｎ超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2916382B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE602005005044T2 (de) * | 2005-07-19 | 2009-02-26 | Bruker Biospin Ag | Supraleitende Elemente mit Kupfer-Einschlüsse enthaltenden Nb3Sn-Filamenten, sowie ein Verbundwerkstoff und ein Verfahren für ihre Herstellung |
| DE102019000906A1 (de) * | 2019-02-08 | 2020-08-13 | Taniobis Gmbh | Pulver auf Basis von Niobzinnverbindungen für die Herstellung von supraleitenden Bauteilen |
| DE102019000905A1 (de) * | 2019-02-08 | 2020-08-13 | Taniobis Gmbh | Pulver auf Basis von Niobzinnverbindungen für die Herstellung von supraleitenden Bauteilen |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59184404A (ja) * | 1983-04-04 | 1984-10-19 | 昭和電線電纜株式会社 | Ｎｂ↓３Ｓｎ超電導線の製造方法 |
| JPS59198614A (ja) * | 1983-04-25 | 1984-11-10 | 昭和電線電纜株式会社 | Ｎｂ↓３Ｓｎ超電導線の製造方法 |
| JPH0589731A (ja) * | 1991-09-26 | 1993-04-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 化合物超電導線の製造方法 |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP6227508A patent/JP2916382B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0892668A (ja) | 1996-04-09 |
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