JP3058904B2 - Ｎｂ▲下３▼Ｓｎ多芯超電導線の製造方法 - Google Patents
Ｎｂ▲下３▼Ｓｎ多芯超電導線の製造方法Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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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- Metal Extraction Processes (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超電導線の製造方法に係わり、特に複合加工
法による多芯構造のNb3Sn超電導線の製造方法の改良に
関する。
法による多芯構造のNb3Sn超電導線の製造方法の改良に
関する。
［従来の技術］ Nb3Sn超電導線の製造方法と一つとして複合加工法
（チューブ法）によるものが知られている。
（チューブ法）によるものが知られている。
この方法は、Snロッドの外周にCu管およびNb管を順次
被覆した複合線の複数本をCuマトリックス中に配置して
複合体を形成し、この複合体に冷間加工を施した後、熱
処理を施すことによりNb3Snを生成させるものである。
（特公昭55−16547号公報）。
被覆した複合線の複数本をCuマトリックス中に配置して
複合体を形成し、この複合体に冷間加工を施した後、熱
処理を施すことによりNb3Snを生成させるものである。
（特公昭55−16547号公報）。
上記の方法は、マトリックスにCu−Sn合金を用いるブ
ロンズ法に比較して、 （イ）中間焼鈍の必要とせずに加工することが可能であ
る。
ロンズ法に比較して、 （イ）中間焼鈍の必要とせずに加工することが可能であ
る。
（ロ）臨界電流密度（Jc）の値が高い、 （ハ）熱処理後にNb系金属管を残存させることにより、
マトリックスにCu（純銅）を用いた場合には安定化銅を
付与する必要がない等の利点を有する。
マトリックスにCu（純銅）を用いた場合には安定化銅を
付与する必要がない等の利点を有する。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のチューブ法においては、Nb管内
部のSn濃度を大きくすることにより、Jc値は向上するも
のの、伸線性が低下してフィラメントを極細化すること
ができないため、Jc値の上昇には限度があり、一方Nb管
内部のSn濃度を小さくすることにより、伸線性が向上し
てフィラメントを極細化することができるが、Jc値が低
下するという問題があった。
部のSn濃度を大きくすることにより、Jc値は向上するも
のの、伸線性が低下してフィラメントを極細化すること
ができないため、Jc値の上昇には限度があり、一方Nb管
内部のSn濃度を小さくすることにより、伸線性が向上し
てフィラメントを極細化することができるが、Jc値が低
下するという問題があった。
即ちNb管内部のSn濃度［Sn×100/（Sn＋Cu）］が20wt
％以下では、フィラメントの外径をφ10μｍ以下まで加
工可能であるが、Jc値は18T外部磁界中で200〜250A/mm2
程度であり、一方Nb管内部のSn濃度が30〜90wt％になる
と、Jc値は18Tで400A/mm2に達するものの、フィラメン
ト外径のφ40〜100μｍが加工限界である。限界値以上
の加工を施すと、Nbフィラメントが破断してマトリック
スが汚染されるとともに、断線を生ずる。
％以下では、フィラメントの外径をφ10μｍ以下まで加
工可能であるが、Jc値は18T外部磁界中で200〜250A/mm2
程度であり、一方Nb管内部のSn濃度が30〜90wt％になる
と、Jc値は18Tで400A/mm2に達するものの、フィラメン
ト外径のφ40〜100μｍが加工限界である。限界値以上
の加工を施すと、Nbフィラメントが破断してマトリック
スが汚染されるとともに、断線を生ずる。
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、フィラメントの極細化を可能し、同時に高いJc値を
有する多芯構造のNb3Sn超電導線を製造する方法を提供
することをその目的とする。
で、フィラメントの極細化を可能し、同時に高いJc値を
有する多芯構造のNb3Sn超電導線を製造する方法を提供
することをその目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本願第１の発明は、Cuま
たCu合金マトリックス中に複数本のNb系金属管を配置
し、このNb系金属管内にCu系金属を被覆したSn系金属線
を収容した複合体に減面加工を施した後、Nb3Sn生成の
熱処理を施す方法において、前記Nb系金属管内部のSn濃
度を20wt％以下にするとともに、前記マトリックス内に
複数本のSn系金属線を配置し、減面加工により前記Nb系
金属管の外径をφ10μｍ以下に成形するものである。
たCu合金マトリックス中に複数本のNb系金属管を配置
し、このNb系金属管内にCu系金属を被覆したSn系金属線
を収容した複合体に減面加工を施した後、Nb3Sn生成の
熱処理を施す方法において、前記Nb系金属管内部のSn濃
度を20wt％以下にするとともに、前記マトリックス内に
複数本のSn系金属線を配置し、減面加工により前記Nb系
金属管の外径をφ10μｍ以下に成形するものである。
上記発明において、複数本のNb系金属管およびSn系金
属線は、それぞれ外側にCu系金属を配置して断面六角形
に成形した複合線を、Sn系金属線を中心としてCu系金属
管内に充填することによりマトリックス内に配置するこ
とが好ましい。これは本願第２の発明として次のように
記述される。
属線は、それぞれ外側にCu系金属を配置して断面六角形
に成形した複合線を、Sn系金属線を中心としてCu系金属
管内に充填することによりマトリックス内に配置するこ
とが好ましい。これは本願第２の発明として次のように
記述される。
Sn系金属の外側にCu系金属を配置した断面六角形の複
合線（Ａ）と、Nb系金属の外側にCu系金属を配置すると
ともに、このNb系金属管の内部に20wt％以下のSn濃度の
Cu系金属で被覆したSn系金属線を収容し、前記複合線
（Ａ）と同一断面積を有する断面六角形の複合線（Ｂ）
とを、前記複合線（Ａ）の複数本の周囲に前記複合線
（Ｂ）の複数本を、その側面を当接して集合し、次いで
この集合をCu系金属管内に充填して複合体を形成した
後、この複合体に減面加工を施して前記Nb系金属管の外
径をφ10μｍ以下に成形し、次いでNb3Sn生成の熱処理
を施すものである。
合線（Ａ）と、Nb系金属の外側にCu系金属を配置すると
ともに、このNb系金属管の内部に20wt％以下のSn濃度の
Cu系金属で被覆したSn系金属線を収容し、前記複合線
（Ａ）と同一断面積を有する断面六角形の複合線（Ｂ）
とを、前記複合線（Ａ）の複数本の周囲に前記複合線
（Ｂ）の複数本を、その側面を当接して集合し、次いで
この集合をCu系金属管内に充填して複合体を形成した
後、この複合体に減面加工を施して前記Nb系金属管の外
径をφ10μｍ以下に成形し、次いでNb3Sn生成の熱処理
を施すものである。
本発明におけるマトリックス材としては、銅または銅
合金が用いられるが、マトリックスを安定化材として機
能させる場合には無酸素銅が適する。上記のマトリック
ス中に配置されるNb系金属管の材料としては、純Nbや加
工性を改善するためにTi等を添加したNb基合金が用いら
れる。
合金が用いられるが、マトリックスを安定化材として機
能させる場合には無酸素銅が適する。上記のマトリック
ス中に配置されるNb系金属管の材料としては、純Nbや加
工性を改善するためにTi等を添加したNb基合金が用いら
れる。
このNb系金属管内部のSn濃度は20wt％以下に限定する
必要があるが、この濃度はNb系金属管内部の構成材料中
のSn濃度を意味する。
必要があるが、この濃度はNb系金属管内部の構成材料中
のSn濃度を意味する。
また減面加工後の熱処理は550〜755℃の温度で施され
るが、これは上記の温度範囲外ではNb3Snの生成量の低
下や異相の生成等によりJc等の特性が低下するためであ
る。
るが、これは上記の温度範囲外ではNb3Snの生成量の低
下や異相の生成等によりJc等の特性が低下するためであ
る。
［作用］ 本発明においては、Nb系金属管内のSn濃度を所定範囲
内に限定したことにより、伸線性を向上させてNbフィラ
メントの外径を数μｍ程度に極細化することができ、か
つマトリックス内に拡散源となるSn系金属を配置したこ
とにより、Jc値を向上させることができる。
内に限定したことにより、伸線性を向上させてNbフィラ
メントの外径を数μｍ程度に極細化することができ、か
つマトリックス内に拡散源となるSn系金属を配置したこ
とにより、Jc値を向上させることができる。
［実施例］ 以下本発明の一実施例について説明する。
外径φ8.0mm、内径φ4.0mmのNb管の内部に、外径φ8.
8mmのCu被覆Sn線を収容し、さらにこのNb管の外側に外
径φ10.3mm、内径φ8.1mmのCu管を配置して冷間加工を
施し、対辺間距離2.27mmの断面六角形の複合線（Ｂ）を
製造した。
8mmのCu被覆Sn線を収容し、さらにこのNb管の外側に外
径φ10.3mm、内径φ8.1mmのCu管を配置して冷間加工を
施し、対辺間距離2.27mmの断面六角形の複合線（Ｂ）を
製造した。
この時のNb間内部のSn濃度は19.8wt％であった。
一方、外径φ9.1mm、内径φ8.1mmのCu間の内部にSnロ
ッドを収容し、これに冷間加工を施して対辺間距離2.27
mmの断面六角形の複合線（Ａ）を製造した。このCu被覆
Sn線のSn濃度は、72.2wt％であった。
ッドを収容し、これに冷間加工を施して対辺間距離2.27
mmの断面六角形の複合線（Ａ）を製造した。このCu被覆
Sn線のSn濃度は、72.2wt％であった。
次いで、上記の複合線（Ａ）の43本をその側面を当接
して集合し、その外側に複合線（Ｂ）の258本を同様に
集合した後、この集合体を外径φ45mm、内径φ43.5mmの
Ta間の内部に収容し、その外側に外径φ52mm、内径φ46
mmCu間を配置して複合体を形成した 上記の複合体に静水圧押出加工および冷間伸線加工を
施して外径φ1.103mmに成形した後、700℃の温度で熱処
理を施し、超電導線を製造した。
して集合し、その外側に複合線（Ｂ）の258本を同様に
集合した後、この集合体を外径φ45mm、内径φ43.5mmの
Ta間の内部に収容し、その外側に外径φ52mm、内径φ46
mmCu間を配置して複合体を形成した 上記の複合体に静水圧押出加工および冷間伸線加工を
施して外径φ1.103mmに成形した後、700℃の温度で熱処
理を施し、超電導線を製造した。
この超点銅線のNbフィラメント径（換算）はφ3.7μ
ｍ、また臨界電流値（Ic）およびJc値は18Tでそれぞれ
3.3Aおよび503A/mm2であった。
ｍ、また臨界電流値（Ic）およびJc値は18Tでそれぞれ
3.3Aおよび503A/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、チューブ法による
Nb3Sn多芯超電導線の製造において、フィラメントを極
細化できるとともに、高い臨界電流密度を有する線材を
得ることが可能となる。
Nb3Sn多芯超電導線の製造において、フィラメントを極
細化できるとともに、高い臨界電流密度を有する線材を
得ることが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊野 智幸 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 野口 一朗 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 遠藤 秀行 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 志賀 紀幸 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 昭63−245826（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−271819（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−189909（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−42593（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−129106（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 12/00 - 13/00 B21C 1/00 B21F 19/00
Claims (2)
- 【請求項１】CuまたはCu合金マトリックス中に複数本の
Nb系金属管を配置し、このNb系金属管内にCu系金属を被
覆したSn系金属線を収容した複合体に減面加工を施した
後、Nb3Sn生成の熱処理を施す方法において、前記Nb系
金属管内部のSn濃度を20wt％以下にするとともに、前記
マトリックス内に複数本のSn系金属線を配置し、減面加
工により前記Nb系金属管の外径をφ10μｍ以下に成形す
ることを特徴とするNh3Sn多芯超電導線の製造方法。 - 【請求項２】Sn系金属の外側にCu系金属を配置した断面
六角形の複合線（Ａ）と、Nb系金属の外側にCu系金属を
配置するとともに、このNb系金属管の内部に20wt％以下
のSn濃度を有するCu系金属で被覆したSn系金属線を収容
し、前記複合線（Ａ）と同一断面積を有する断面六角形
の複合線（Ｂ）とを、その側面を当接して前記複合線
（Ａ）の複数本の周囲に前記複合線（Ｂ）の複数本をCu
系金属管内に充填して複合体を形成し、この複合体に減
面加工を施した後、前記Nb系金属管の外径をφ10μｍ以
下に成形し、次いでNb3Sn生成の熱処理を施すことを特
徴とするNb3Sn多芯超電導線の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2259476A JP3058904B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Ｎｂ▲下３▼Ｓｎ多芯超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2259476A JP3058904B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Ｎｂ▲下３▼Ｓｎ多芯超電導線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04137411A JPH04137411A (ja) | 1992-05-12 |
| JP3058904B2 true JP3058904B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=17334610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2259476A Expired - Lifetime JP3058904B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Ｎｂ▲下３▼Ｓｎ多芯超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3058904B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101533426B1 (ko) | 2013-05-20 | 2015-07-02 | 홍종국 | 건축용 ｐｃ벽체구조물 |
| KR102321984B1 (ko) * | 2020-04-16 | 2021-11-04 | (주)센벡스 | 무편심 철근 이음구 |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP2259476A patent/JP3058904B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101533426B1 (ko) | 2013-05-20 | 2015-07-02 | 홍종국 | 건축용 ｐｃ벽체구조물 |
| KR102321984B1 (ko) * | 2020-04-16 | 2021-11-04 | (주)센벡스 | 무편심 철근 이음구 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04137411A (ja) | 1992-05-12 |
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