JP3061208B2 - 銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線の製造方法 - Google Patents
銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線の製造方法Info
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導発電、ＭＲＩ、
粒子加速器等に用いられる銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電
導線の製造方法に関し、特に複合ビレットの組立て工程
を改良した銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線の製造方法
に係わる。
粒子加速器等に用いられる銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電
導線の製造方法に関し、特に複合ビレットの組立て工程
を改良した銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線の製造方法
に係わる。
【０００２】
【従来の技術および課題】近年、銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔ
ｉ超電導線は、超電導特性を向上するために直径３０μ
ｍ以下の極細のＮｂ−Ｔｉフィラメントを約２０００〜
８０００本埋設した極細多芯化構造を有し、かつ永久電
流の減衰原因となる接続部を可能なかぎり少なくした長
尺材の開発が求められている。
ｉ超電導線は、超電導特性を向上するために直径３０μ
ｍ以下の極細のＮｂ−Ｔｉフィラメントを約２０００〜
８０００本埋設した極細多芯化構造を有し、かつ永久電
流の減衰原因となる接続部を可能なかぎり少なくした長
尺材の開発が求められている。
【０００３】ところで、従来、前記銅安定化多芯Ｎｂ−
Ｔｉ超電導線は次のような方法により製造されている。
まず、アーク溶解法等によりＮｂ−Ｔｉ合金インゴット
を鋳造する。つづいて、前記Ｎｂ−Ｔｉ合金インゴット
を押出、圧延等により丸棒とする。ひきつづき、前記丸
棒を銅管内に挿入した後、押出、伸線等を施して断面円
形の超電導素線を作製する。このように作製した複数本
の超電導素線を並べて所定の長さに切断する。長さの揃
った複数本の超電導素線を束ねて前記銅管より直径の大
きい別の銅管内に充填して複合ビレットを作製する。こ
の場合、必要に応じて前記銅管の中心に銅芯を配置した
後、前記複数本の超電導素線を前記銅管内面と前記銅芯
の間に充填して複合ビレットを組立てる。次いで、前記
複合ビレットに稠密加工を施した後、熱間押出、引抜き
加工等の延伸加工を施して多数のＮｂ−Ｔｉフィラメン
トを埋設された所定寸法の銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電
導線を製造する。
Ｔｉ超電導線は次のような方法により製造されている。
まず、アーク溶解法等によりＮｂ−Ｔｉ合金インゴット
を鋳造する。つづいて、前記Ｎｂ−Ｔｉ合金インゴット
を押出、圧延等により丸棒とする。ひきつづき、前記丸
棒を銅管内に挿入した後、押出、伸線等を施して断面円
形の超電導素線を作製する。このように作製した複数本
の超電導素線を並べて所定の長さに切断する。長さの揃
った複数本の超電導素線を束ねて前記銅管より直径の大
きい別の銅管内に充填して複合ビレットを作製する。こ
の場合、必要に応じて前記銅管の中心に銅芯を配置した
後、前記複数本の超電導素線を前記銅管内面と前記銅芯
の間に充填して複合ビレットを組立てる。次いで、前記
複合ビレットに稠密加工を施した後、熱間押出、引抜き
加工等の延伸加工を施して多数のＮｂ−Ｔｉフィラメン
トを埋設された所定寸法の銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電
導線を製造する。
【０００４】なお、銅マトリックスに埋設された多数本
のＮｂ−Ｔｉフィラメントを更に極細多芯化する場合に
は、前記超電導線を銅管内に複数本充填した後、延伸加
工を施す方法が採用される。
のＮｂ−Ｔｉフィラメントを更に極細多芯化する場合に
は、前記超電導線を銅管内に複数本充填した後、延伸加
工を施す方法が採用される。
【０００５】上述した超電導線の製造方法において、前
記複合ビレットは熱間押出前にタッピングや熱間静水圧
プレス（ＨＩＰ）等の稠密加工により前記銅管内の複数
の超電導素線をその断面形状が六角形になるように成形
される。かかる稠密加工により前記銅管内の前記超電導
素線の充填密度が高められる。前記タッピングによる稠
密加工は、対向面が半円形状をなす一対の割型間に前記
複合ビレットを回転させながら長さ方向に移動させると
共に、前記各割型を対向方向に近接または離れるように
動作させて前記複合ビレットを叩くことにより行われ
る。前記ＨＩＰによる稠密加工は、圧力容器内に両端面
を銅板で封止した構造の複合ビレットを入れ、前記圧力
容器を例えば５００〜８００℃に加熱して前記圧力容器
内のガスを膨脹させて前記複合ビレットを加圧（１００
０〜１５００気圧）することにより行われる。
記複合ビレットは熱間押出前にタッピングや熱間静水圧
プレス（ＨＩＰ）等の稠密加工により前記銅管内の複数
の超電導素線をその断面形状が六角形になるように成形
される。かかる稠密加工により前記銅管内の前記超電導
素線の充填密度が高められる。前記タッピングによる稠
密加工は、対向面が半円形状をなす一対の割型間に前記
複合ビレットを回転させながら長さ方向に移動させると
共に、前記各割型を対向方向に近接または離れるように
動作させて前記複合ビレットを叩くことにより行われ
る。前記ＨＩＰによる稠密加工は、圧力容器内に両端面
を銅板で封止した構造の複合ビレットを入れ、前記圧力
容器を例えば５００〜８００℃に加熱して前記圧力容器
内のガスを膨脹させて前記複合ビレットを加圧（１００
０〜１５００気圧）することにより行われる。
【０００６】しかしながら、前記複合ビレットの稠密加
工において前記銅管の内面近傍の前記超電導素線は断面
形状が六角形に成形され難く、矩形状になる。なお、前
記銅管の中心に銅芯を配置した場合にも前記稠密加工に
際して前記銅芯外周面に配置される前記超電導素線の断
面形状が六角形に成形され難く、矩形状になる。このよ
うな稠密加工後の複合ビレットを熱間押出加工を経て内
部のＮｂ−Ｔｉフィラメント直径が３０μｍ以下になる
まで延伸加工を複数回繰り返すと、前記銅管の内面近傍
（銅芯を配置した場合にはさらに銅芯外周面近傍）に位
置するＮｂ−Ｔｉフィラメントが異常変形を起こして断
線が頻発する。その結果、所期の超電導特性（例えば臨
界電流密度；Ｊｃ）を有する超電導線を製造することが
できないという問題を生じる。
工において前記銅管の内面近傍の前記超電導素線は断面
形状が六角形に成形され難く、矩形状になる。なお、前
記銅管の中心に銅芯を配置した場合にも前記稠密加工に
際して前記銅芯外周面に配置される前記超電導素線の断
面形状が六角形に成形され難く、矩形状になる。このよ
うな稠密加工後の複合ビレットを熱間押出加工を経て内
部のＮｂ−Ｔｉフィラメント直径が３０μｍ以下になる
まで延伸加工を複数回繰り返すと、前記銅管の内面近傍
（銅芯を配置した場合にはさらに銅芯外周面近傍）に位
置するＮｂ−Ｔｉフィラメントが異常変形を起こして断
線が頻発する。その結果、所期の超電導特性（例えば臨
界電流密度；Ｊｃ）を有する超電導線を製造することが
できないという問題を生じる。
【０００７】また、前記超電導線の別の製造方法として
は、前述した超電導素線を予め断面形状が正六角形にな
るように加工した後、前記形状の超導電素線を銅管に複
数本充填して複合ビレットを作製し、前記複合ビレット
を稠密加工、熱間押出、延伸加工を行う方法が知られて
いる。しかしながら、かかる製造方法でも前記稠密加工
工程において前記銅管の内面近傍（銅芯を配置した場合
にはさらに銅芯外周面近傍）に位置する超電導素線が六
角形状に維持されず、矩形状となる。その結果、前述し
たのと同様に複合ビレットの延伸加工に際して前記銅管
の内面近傍に位置する超電導素線が断線して超電導特性
の悪化、信頼性の低下を招く。
は、前述した超電導素線を予め断面形状が正六角形にな
るように加工した後、前記形状の超導電素線を銅管に複
数本充填して複合ビレットを作製し、前記複合ビレット
を稠密加工、熱間押出、延伸加工を行う方法が知られて
いる。しかしながら、かかる製造方法でも前記稠密加工
工程において前記銅管の内面近傍（銅芯を配置した場合
にはさらに銅芯外周面近傍）に位置する超電導素線が六
角形状に維持されず、矩形状となる。その結果、前述し
たのと同様に複合ビレットの延伸加工に際して前記銅管
の内面近傍に位置する超電導素線が断線して超電導特性
の悪化、信頼性の低下を招く。
【０００８】本発明の目的は、複合ビレットの延伸加工
工程に際し、Ｎｂ−Ｔｉフィラメントの断線を低減して
銅マトリックスに埋設される多数本のＮｂ−Ｔｉフィラ
メントを３０μｍ以下の極細線にすることで可能で、臨
界電流密度などの超電導特性の優れた銅安定化多芯Ｎｂ
−Ｔｉ超電導線を量産的に製造し得る方法を提供しよう
とするものである。
工程に際し、Ｎｂ−Ｔｉフィラメントの断線を低減して
銅マトリックスに埋設される多数本のＮｂ−Ｔｉフィラ
メントを３０μｍ以下の極細線にすることで可能で、臨
界電流密度などの超電導特性の優れた銅安定化多芯Ｎｂ
−Ｔｉ超電導線を量産的に製造し得る方法を提供しよう
とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願第１の製造方法は、
銅マトリックス中にＮｂ−Ｔｉ合金フィラメントを複合
した断面円形の超電導素線を作製する工程と、
銅マトリックス中にＮｂ−Ｔｉ合金フィラメントを複合
した断面円形の超電導素線を作製する工程と、
【００１０】前記超電導素線を銅管内に複数本充填する
と共に、前記銅管内の超電導素線充填層と前記銅管内面
との間に銅線を１層以上配置して複合ビレットを組立て
る工程と、前記複合ビレットを稠密加工し、さらに延伸
加工を行う工程と、を具備したことを特徴とするもので
ある。
と共に、前記銅管内の超電導素線充填層と前記銅管内面
との間に銅線を１層以上配置して複合ビレットを組立て
る工程と、前記複合ビレットを稠密加工し、さらに延伸
加工を行う工程と、を具備したことを特徴とするもので
ある。
【００１１】本願第１の製造方法で組立てられる前記複
合ビレットの一態様（銅線の層数が２層）を図１に示
す。図１は、前記複合ビレットの横断面図である。銅管
１内には、多数本の断面円形の超電導素線２を密に充填
して形成された超電導素線充填層３が配置されている。
断面円形の銅線４は、前記銅管１内面と前記超電導素線
充填層３の間に密に２層配置されている。本願第２の製
造方法は、銅マトリックス中にＮｂ−Ｔｉ合金フィラメ
ントを複合した断面円形の超電導素線を作製する工程
と、
合ビレットの一態様（銅線の層数が２層）を図１に示
す。図１は、前記複合ビレットの横断面図である。銅管
１内には、多数本の断面円形の超電導素線２を密に充填
して形成された超電導素線充填層３が配置されている。
断面円形の銅線４は、前記銅管１内面と前記超電導素線
充填層３の間に密に２層配置されている。本願第２の製
造方法は、銅マトリックス中にＮｂ−Ｔｉ合金フィラメ
ントを複合した断面円形の超電導素線を作製する工程
と、
【００１２】前記超電導素線を中心に銅芯を配置した銅
管内に複数本充填すると共に、前記銅管内の超電導素線
充填層と前記銅管内面との間、および前記充填層と前記
銅芯の間に銅線をそれぞれ１層以上配置して複合ビレッ
トを組立てる工程と、前記複合ビレットを稠密加工し、
さらに延伸加工を行う工程とを具備したことを特徴とす
るものである。
管内に複数本充填すると共に、前記銅管内の超電導素線
充填層と前記銅管内面との間、および前記充填層と前記
銅芯の間に銅線をそれぞれ１層以上配置して複合ビレッ
トを組立てる工程と、前記複合ビレットを稠密加工し、
さらに延伸加工を行う工程とを具備したことを特徴とす
るものである。
【００１３】本願第２の製造方法で組立てられる前記複
合ビレットの一態様（銅線の層数が２層）を図２に示
す。図２は、前記複合ビレットの横断面図である。中心
に銅芯５が配置された銅管１内には、多数本の断面円形
の超電導素線２を密に充填して形成された超電導素線充
填層３が配置されている。断面円形の銅線４は、前記銅
管１内面と前記超電導素線充填層３の間および前記銅芯
５と前記充填層３の間にそれぞれ密に２層配置されてい
る。
合ビレットの一態様（銅線の層数が２層）を図２に示
す。図２は、前記複合ビレットの横断面図である。中心
に銅芯５が配置された銅管１内には、多数本の断面円形
の超電導素線２を密に充填して形成された超電導素線充
填層３が配置されている。断面円形の銅線４は、前記銅
管１内面と前記超電導素線充填層３の間および前記銅芯
５と前記充填層３の間にそれぞれ密に２層配置されてい
る。
【００１４】本願第１、第２の製造方法における前記断
面円形の超電導素線は、通常の方法により作製される。
例えば、アーク溶解法等によりＮｂ−Ｔｉ合金インゴッ
トを鋳造し、前記Ｎｂ−Ｔｉ合金インゴットを押出、圧
延等により丸棒とした後、前記丸棒を銅管内に挿入し、
押出、伸線等を施すことにより前記超電導素線を作製す
る。
面円形の超電導素線は、通常の方法により作製される。
例えば、アーク溶解法等によりＮｂ−Ｔｉ合金インゴッ
トを鋳造し、前記Ｎｂ−Ｔｉ合金インゴットを押出、圧
延等により丸棒とした後、前記丸棒を銅管内に挿入し、
押出、伸線等を施すことにより前記超電導素線を作製す
る。
【００１５】本願第１、第２の製造方法における前記銅
線は、前記銅管や銅芯と同様に安定化材として作用す
る。このため、前記銅管の肉厚は前記銅線の占有率に見
合う分、薄くすることが可能である。また、前記銅芯の
径は前記銅線の占有率に見合う分、小さくすることが可
能である。
線は、前記銅管や銅芯と同様に安定化材として作用す
る。このため、前記銅管の肉厚は前記銅線の占有率に見
合う分、薄くすることが可能である。また、前記銅芯の
径は前記銅線の占有率に見合う分、小さくすることが可
能である。
【００１６】本願第１、第２の製造方法における前記銅
線は、断面円形、または断面六角形、断面八角形などの
断面多角形のものを用いることができる。かかる形状の
銅線を用いて１層以上の銅線の層を形成する場合は、通
常、同一形状の銅線が用いられる。ただし、断面円形の
銅線と断面多角形の銅線とを混在させて１層以上の銅線
の層を形成してもよい。具体的には、前記銅線を１層配
置する場合にはその層内で断面円形の銅線と断面多角形
の銅線とを混在させることが可能である。また、２層以
上配置する場合には断面円形の銅線と断面多角形の銅線
を用いて層毎に形状を異ならせることが可能である。
線は、断面円形、または断面六角形、断面八角形などの
断面多角形のものを用いることができる。かかる形状の
銅線を用いて１層以上の銅線の層を形成する場合は、通
常、同一形状の銅線が用いられる。ただし、断面円形の
銅線と断面多角形の銅線とを混在させて１層以上の銅線
の層を形成してもよい。具体的には、前記銅線を１層配
置する場合にはその層内で断面円形の銅線と断面多角形
の銅線とを混在させることが可能である。また、２層以
上配置する場合には断面円形の銅線と断面多角形の銅線
を用いて層毎に形状を異ならせることが可能である。
【００１７】本願第１、第２の製造方法における前記銅
線が断面円形の場合は、前記銅線の直径は前記超電導線
の直径の０．１〜３倍にすることが望ましい。これは、
次のような理由によるものである。前記銅線の直径が前
記超電導線の直径の０．１倍未満にすると、前記銅管内
に充填する作業が繁雑となる。しかも、前記銅線を１層
配置する場合には前記稠密加工に際しての前記銅管の内
面近傍、または前記銅管の内面近傍および前記銅芯の外
周面近傍で生じる変形を前記銅線で担わせることが困難
となる恐れがある。一方、前記銅線の直径が前記超電導
線の直径の３倍を越えると、製造された超電導線の安定
化材部分が多くなり、断面積当りに占めるＮｂ−Ｔｉフ
ィラメント密度が低下する恐れがある。この場合、前述
したように前記銅管の肉厚を前記銅線の占有率に見合う
分、薄くしたり、或いは前記銅芯の径を前記銅線の占有
率に見合う分、小さくすることにより対応することが可
能である。ただし、前記銅線の層数を増加させた場合に
は前記銅管の肉厚を薄くしたり、前記銅芯の径を小さく
することでは十分に対応できなくなる恐れがある。より
好ましい前記銅線の直径は、前記超電導線の直径の０．
５〜２倍である。
線が断面円形の場合は、前記銅線の直径は前記超電導線
の直径の０．１〜３倍にすることが望ましい。これは、
次のような理由によるものである。前記銅線の直径が前
記超電導線の直径の０．１倍未満にすると、前記銅管内
に充填する作業が繁雑となる。しかも、前記銅線を１層
配置する場合には前記稠密加工に際しての前記銅管の内
面近傍、または前記銅管の内面近傍および前記銅芯の外
周面近傍で生じる変形を前記銅線で担わせることが困難
となる恐れがある。一方、前記銅線の直径が前記超電導
線の直径の３倍を越えると、製造された超電導線の安定
化材部分が多くなり、断面積当りに占めるＮｂ−Ｔｉフ
ィラメント密度が低下する恐れがある。この場合、前述
したように前記銅管の肉厚を前記銅線の占有率に見合う
分、薄くしたり、或いは前記銅芯の径を前記銅線の占有
率に見合う分、小さくすることにより対応することが可
能である。ただし、前記銅線の層数を増加させた場合に
は前記銅管の肉厚を薄くしたり、前記銅芯の径を小さく
することでは十分に対応できなくなる恐れがある。より
好ましい前記銅線の直径は、前記超電導線の直径の０．
５〜２倍である。
【００１８】本願第１、第２の製造方法における前記銅
線のより好ましい層数は、２〜６層である。ただし、前
記銅線の層数が６層を越えると前記超電導素線が異常形
状になるのを抑制する作用が飽和するばかりか、製造さ
れた超電導線の断面積当りに占めるＮｂ−Ｔｉフィラメ
ント密度が低下する恐れがある。本願第１、第２の製造
方法における前記稠密加工は、例えばタッピングや熱間
静水圧プレス（ＨＩＰ）により行われる。本願第１、第
２の製造方法における前記延伸加工としては、例えば引
き抜き加工等を採用し得る。なお、本願第１、第２の製
造方法において前記稠密加工後、前記延伸加工前に、必
要に応じて熱間押出しを行うことを許容する。本願第３
の製造方法は、銅マトリックス中にＮｂ−Ｔｉ合金フィ
ラメントを複合した断面六角形の超電導素線を作製する
工程と、
線のより好ましい層数は、２〜６層である。ただし、前
記銅線の層数が６層を越えると前記超電導素線が異常形
状になるのを抑制する作用が飽和するばかりか、製造さ
れた超電導線の断面積当りに占めるＮｂ−Ｔｉフィラメ
ント密度が低下する恐れがある。本願第１、第２の製造
方法における前記稠密加工は、例えばタッピングや熱間
静水圧プレス（ＨＩＰ）により行われる。本願第１、第
２の製造方法における前記延伸加工としては、例えば引
き抜き加工等を採用し得る。なお、本願第１、第２の製
造方法において前記稠密加工後、前記延伸加工前に、必
要に応じて熱間押出しを行うことを許容する。本願第３
の製造方法は、銅マトリックス中にＮｂ−Ｔｉ合金フィ
ラメントを複合した断面六角形の超電導素線を作製する
工程と、
【００１９】前記超電導素線を銅管内に複数本充填する
と共に、前記銅管内の超電導素線充填層と前記銅管内面
との間に銅線を１層以上（ただし、１層の場合は前記銅
線は断面六角形のもの、２層以上の場合は少なくとも前
記充填層と接する１層目の銅線は断面六角形のものを用
いる）配置して複合ビレットを組立てる工程と、前記複
合ビレットを稠密加工し、さらに延伸加工を行う工程と
を具備したことを特徴とするものである。
と共に、前記銅管内の超電導素線充填層と前記銅管内面
との間に銅線を１層以上（ただし、１層の場合は前記銅
線は断面六角形のもの、２層以上の場合は少なくとも前
記充填層と接する１層目の銅線は断面六角形のものを用
いる）配置して複合ビレットを組立てる工程と、前記複
合ビレットを稠密加工し、さらに延伸加工を行う工程と
を具備したことを特徴とするものである。
【００２０】本願第３の製造方法により組立てられる前
記複合ビレットの一態様（銅線の層数が１層）を図３に
示す。図３は、前記複合ビレットの横断面図である。銅
管１１内には、多数本の断面六角形の超電導素線１２を
密に充填して形成された超電導素線充填層１３が配置さ
れている。断面六角形の銅線１４は、前記銅管１１内面
と前記超電導素線充填層１３の間に密に１層配置されて
いる。本願第４の製造方法は、銅マトリックス中にＮｂ
−Ｔｉ合金フィラメントを複合した断面六角形の超電導
素線を作製する工程と、
記複合ビレットの一態様（銅線の層数が１層）を図３に
示す。図３は、前記複合ビレットの横断面図である。銅
管１１内には、多数本の断面六角形の超電導素線１２を
密に充填して形成された超電導素線充填層１３が配置さ
れている。断面六角形の銅線１４は、前記銅管１１内面
と前記超電導素線充填層１３の間に密に１層配置されて
いる。本願第４の製造方法は、銅マトリックス中にＮｂ
−Ｔｉ合金フィラメントを複合した断面六角形の超電導
素線を作製する工程と、
【００２１】前記超電導素線を中心に銅芯を配置した銅
管内に複数本充填すると共に、前記銅管内の超電導素線
充填層と前記銅管内面との間、および前記超電導素線充
填層と前記銅芯の間に銅線をそれぞれ１層以上（ただ
し、１層の場合は前記銅線は断面六角形のもの、２層以
上の場合は少なくとも前記充填層と接する１層目の銅線
は断面六角形のものを用いる）配置して複合ビレットを
組立てる工程と、前記複合ビレットを稠密加工し、さら
に延伸加工を行う工程とを具備したことを特徴とするす
るものである。
管内に複数本充填すると共に、前記銅管内の超電導素線
充填層と前記銅管内面との間、および前記超電導素線充
填層と前記銅芯の間に銅線をそれぞれ１層以上（ただ
し、１層の場合は前記銅線は断面六角形のもの、２層以
上の場合は少なくとも前記充填層と接する１層目の銅線
は断面六角形のものを用いる）配置して複合ビレットを
組立てる工程と、前記複合ビレットを稠密加工し、さら
に延伸加工を行う工程とを具備したことを特徴とするす
るものである。
【００２２】本願第４の製造方法により組立てられた前
記複合ビレットの一態様（銅線の層数が１層）を図４に
示す。図４は、前記複合ビレットの横断面図である。中
心に銅芯１５が配置された銅管１１内には、多数本の断
面六角形の超電導素線１２を密に充填して形成された超
電導素線充填層１３が配置されている。断面六角形の銅
線１４は、前記銅管１１内面と前記超電導素線充填層１
３の間および前記銅芯１５と前記充填層１３の間にそれ
ぞれ密に１層配置されている。
記複合ビレットの一態様（銅線の層数が１層）を図４に
示す。図４は、前記複合ビレットの横断面図である。中
心に銅芯１５が配置された銅管１１内には、多数本の断
面六角形の超電導素線１２を密に充填して形成された超
電導素線充填層１３が配置されている。断面六角形の銅
線１４は、前記銅管１１内面と前記超電導素線充填層１
３の間および前記銅芯１５と前記充填層１３の間にそれ
ぞれ密に１層配置されている。
【００２３】本願第３、第４の製造方法における前記断
面六角形の超電導素線は、通常の方法により作製され
る。例えば、アーク溶解法等によりＮｂ−Ｔｉ合金イン
ゴットを鋳造し、前記Ｎｂ−Ｔｉ合金インゴットを押
出、圧延等により丸棒とした後、前記丸棒を銅管内に挿
入し、押出、伸線等を施し、最終伸線工程で断面六角形
となるように加工することにより前記超電導素線を作製
する。
面六角形の超電導素線は、通常の方法により作製され
る。例えば、アーク溶解法等によりＮｂ−Ｔｉ合金イン
ゴットを鋳造し、前記Ｎｂ−Ｔｉ合金インゴットを押
出、圧延等により丸棒とした後、前記丸棒を銅管内に挿
入し、押出、伸線等を施し、最終伸線工程で断面六角形
となるように加工することにより前記超電導素線を作製
する。
【００２４】本願第３、第４の製造方法における前記銅
線は、前記銅管と同様に安定化材として作用する。この
ため、前記銅管の肉厚は前記銅線の占有率に見合う分、
薄くすることが可能である。また、前記銅芯の径は前記
銅線の占有率に見合う分、小さくすることが可能であ
る。
線は、前記銅管と同様に安定化材として作用する。この
ため、前記銅管の肉厚は前記銅線の占有率に見合う分、
薄くすることが可能である。また、前記銅芯の径は前記
銅線の占有率に見合う分、小さくすることが可能であ
る。
【００２５】本願第３、第４の製造方法における前記断
面六角形の銅線は、その断面の対辺距離が前記超電導線
の対辺距離の０．９〜１倍にすることが望ましい。これ
は、次のような理由によるものである。前記銅線の対辺
距離が前記範囲を逸脱すると、前記銅管の内面近傍に配
置される銅線と前記銅線より内側に配置される前記断面
六角形の超電導線とを密に接触することが困難となる。
また、銅芯を配置した場合には前記銅芯の外周面近傍に
配置される銅線と前記銅線より外側に配置される前記断
面六角形の超電導線とを密に接触することが困難とな
る。このため、前記稠密加工に際して前記銅管の内面近
傍で生じる変形や前記銅芯の外面近傍で生じる変形を前
記銅線で担わせることが困難となる恐れがある。つま
り、前記稠密加工に際して前記銅管の内面近傍に配置し
た前記銅線が変形した場合、或いは前記銅芯の外周面近
傍に配置した前記銅線が変形した場合、前記銅線と前記
超電導素線との隙間に起因して前記超電導素線が矩形等
の異常形状となる恐れがある。より好ましい前記断面六
角形の銅線の対辺距離は、前記超電導線の対辺距離の
０．９５〜１倍である。
面六角形の銅線は、その断面の対辺距離が前記超電導線
の対辺距離の０．９〜１倍にすることが望ましい。これ
は、次のような理由によるものである。前記銅線の対辺
距離が前記範囲を逸脱すると、前記銅管の内面近傍に配
置される銅線と前記銅線より内側に配置される前記断面
六角形の超電導線とを密に接触することが困難となる。
また、銅芯を配置した場合には前記銅芯の外周面近傍に
配置される銅線と前記銅線より外側に配置される前記断
面六角形の超電導線とを密に接触することが困難とな
る。このため、前記稠密加工に際して前記銅管の内面近
傍で生じる変形や前記銅芯の外面近傍で生じる変形を前
記銅線で担わせることが困難となる恐れがある。つま
り、前記稠密加工に際して前記銅管の内面近傍に配置し
た前記銅線が変形した場合、或いは前記銅芯の外周面近
傍に配置した前記銅線が変形した場合、前記銅線と前記
超電導素線との隙間に起因して前記超電導素線が矩形等
の異常形状となる恐れがある。より好ましい前記断面六
角形の銅線の対辺距離は、前記超電導線の対辺距離の
０．９５〜１倍である。
【００２６】本願第３、第４の製造方法における前記銅
線のより好ましい層数は、１〜３層である。すなわち、
前記銅線の層数が３層を越えると前記超電導素線が異常
形状になるのを抑制する作用が飽和するばかりか、製造
された超電導線の断面積当りに占めるＮｂ−Ｔｉフィラ
メント密度が低下する恐れがある。
線のより好ましい層数は、１〜３層である。すなわち、
前記銅線の層数が３層を越えると前記超電導素線が異常
形状になるのを抑制する作用が飽和するばかりか、製造
された超電導線の断面積当りに占めるＮｂ−Ｔｉフィラ
メント密度が低下する恐れがある。
【００２７】本願第３、第４の製造方法における前記銅
線の層数を２層以上とする場合には、少なくとも前記充
填層と接する１層目の銅線として断面六角形のものを用
いればよい。ただし、１層目以外の銅線は断面円形のも
の、または断面六角形、断面八角形のもの、もしくはこ
れらの多角形を２分割した形状のもの等を用いることが
可能である。本願第３、第４の製造方法における前記稠
密加工は、例えばタッピングや熱間静水圧プレス（ＨＩ
Ｐ）により行われる。本願第３、第４の製造方法におけ
る前記延伸加工としては、例えば引き抜き加工等を採用
し得る。なお、本願第３、第４の製造方法において前記
稠密加工後、前記延伸加工前に、必要に応じて熱間押出
しを行うことを許容する。
線の層数を２層以上とする場合には、少なくとも前記充
填層と接する１層目の銅線として断面六角形のものを用
いればよい。ただし、１層目以外の銅線は断面円形のも
の、または断面六角形、断面八角形のもの、もしくはこ
れらの多角形を２分割した形状のもの等を用いることが
可能である。本願第３、第４の製造方法における前記稠
密加工は、例えばタッピングや熱間静水圧プレス（ＨＩ
Ｐ）により行われる。本願第３、第４の製造方法におけ
る前記延伸加工としては、例えば引き抜き加工等を採用
し得る。なお、本願第３、第４の製造方法において前記
稠密加工後、前記延伸加工前に、必要に応じて熱間押出
しを行うことを許容する。
【００２８】
【作用】このような本願第１の製造方法によれば、前記
超電導素線を銅管内に複数本充填すると共に、前記銅管
内の超電導素線充填層と前記銅管内面との間に銅線を１
層以上配置して複合ビレットを組立てた後、前記複合ビ
レットを稠密加工することによって、前記銅管の内面近
傍で生じる変形を前記銅線に担わせることができる。こ
のため、前記超電導素線（特に前記銅管の内面近傍側に
位置する超電導素線）が矩形等の異常形状になるのを抑
制できる。このような稠密加工後の前記複合ビレットを
延伸加工することによって、前記超電導素線の異常形状
箇所に起因する断線発生を抑制できる。
超電導素線を銅管内に複数本充填すると共に、前記銅管
内の超電導素線充填層と前記銅管内面との間に銅線を１
層以上配置して複合ビレットを組立てた後、前記複合ビ
レットを稠密加工することによって、前記銅管の内面近
傍で生じる変形を前記銅線に担わせることができる。こ
のため、前記超電導素線（特に前記銅管の内面近傍側に
位置する超電導素線）が矩形等の異常形状になるのを抑
制できる。このような稠密加工後の前記複合ビレットを
延伸加工することによって、前記超電導素線の異常形状
箇所に起因する断線発生を抑制できる。
【００２９】本願第２の製造方法によれば、前記超電導
素線を中心に銅芯を配置した銅管内に複数本充填すると
共に、前記銅管内の超電導素線充填層と前記銅管内面と
の間、および前記充填層と前記銅芯の間に銅線をそれぞ
れ１層以上配置して複合ビレットを組立てた後、前記複
合ビレットを稠密加工することによって、前記銅管の内
面近傍および前記銅芯の外周近傍で生じる変形を前記各
銅線に担わせることができる。このため、前記超電導素
線（特に前記銅管の内面近傍側および前記銅芯の外周面
近傍側に位置する超電導素線）が矩形等の異常形状にな
るのを抑制できる。このような稠密加工後の前記複合ビ
レットを延伸加工することによって、前記超電導素線の
異常形状箇所に起因する断線発生を抑制できる。
素線を中心に銅芯を配置した銅管内に複数本充填すると
共に、前記銅管内の超電導素線充填層と前記銅管内面と
の間、および前記充填層と前記銅芯の間に銅線をそれぞ
れ１層以上配置して複合ビレットを組立てた後、前記複
合ビレットを稠密加工することによって、前記銅管の内
面近傍および前記銅芯の外周近傍で生じる変形を前記各
銅線に担わせることができる。このため、前記超電導素
線（特に前記銅管の内面近傍側および前記銅芯の外周面
近傍側に位置する超電導素線）が矩形等の異常形状にな
るのを抑制できる。このような稠密加工後の前記複合ビ
レットを延伸加工することによって、前記超電導素線の
異常形状箇所に起因する断線発生を抑制できる。
【００３０】従って、本願第１、第２の製造方法によれ
ば前記複合ビレットの延伸加工工程に際してのＮｂ−Ｔ
ｉフィラメントの断線率を低減することにより銅安定化
多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線を高歩留まりで製造できる。し
かも、延伸加工に際して前記断線の発生を抑制できるこ
とによって、最終の延伸加工工程でＮｂ−Ｔｉフィラメ
ントの直径を３０μｍ以下にすることが可能となるた
め、臨界電流密度等の超電導特性の優れた銅安定化多芯
Ｎｂ−Ｔｉ超電導線を製造できる。
ば前記複合ビレットの延伸加工工程に際してのＮｂ−Ｔ
ｉフィラメントの断線率を低減することにより銅安定化
多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線を高歩留まりで製造できる。し
かも、延伸加工に際して前記断線の発生を抑制できるこ
とによって、最終の延伸加工工程でＮｂ−Ｔｉフィラメ
ントの直径を３０μｍ以下にすることが可能となるた
め、臨界電流密度等の超電導特性の優れた銅安定化多芯
Ｎｂ−Ｔｉ超電導線を製造できる。
【００３１】また、本願第３の製造方法によれば前記断
面六角形の超電導素線を銅管内に複数本充填すると共
に、前記銅管内の超電導素線充填層と前記銅管内面との
間に銅線を１層以上（ただし、１層の場合は前記銅線は
断面六角形のもの、２層以上の場合は少なくとも前記充
填層と接する１層目の銅線は断面六角形のものを用い
る）配置して複合ビレットを組立てた後、前記複合ビレ
ットを稠密加工することによって、前記銅管の内面近傍
で生じる変形を前記銅線に担わせることができる。この
ため、前記超電導素線（特に前記銅管の内面近傍側に位
置する超電導素線）が矩形等の異常形状になるのを抑制
できる。このような稠密加工後の前記複合ビレットを延
伸加工することによって、前記超電導素線の異常形状箇
所に起因する断線発生を抑制できる。
面六角形の超電導素線を銅管内に複数本充填すると共
に、前記銅管内の超電導素線充填層と前記銅管内面との
間に銅線を１層以上（ただし、１層の場合は前記銅線は
断面六角形のもの、２層以上の場合は少なくとも前記充
填層と接する１層目の銅線は断面六角形のものを用い
る）配置して複合ビレットを組立てた後、前記複合ビレ
ットを稠密加工することによって、前記銅管の内面近傍
で生じる変形を前記銅線に担わせることができる。この
ため、前記超電導素線（特に前記銅管の内面近傍側に位
置する超電導素線）が矩形等の異常形状になるのを抑制
できる。このような稠密加工後の前記複合ビレットを延
伸加工することによって、前記超電導素線の異常形状箇
所に起因する断線発生を抑制できる。
【００３２】本願第４の製造方法によれば、前記超電導
素線を中心に銅芯を配置した銅管内に複数本充填すると
共に、前記銅管内の超電導素線充填層と前記銅管内面と
の間、および前記充填層と前記銅芯の間に銅線をそれぞ
れ１層以上（ただし、１層の場合は前記銅線は断面六角
形のもの、２層以上の場合は少なくとも前記充填層と接
する１層目の銅線は断面六角形のものを用いる）配置し
て複合ビレットを組立てた後、前記複合ビレットを稠密
加工することによって、前記銅管の内面近傍および前記
銅芯の外周近傍で生じる変形を前記各銅線に担わせるこ
とができる。このため、前記超電導素線（特に前記銅管
の内面近傍側および前記銅芯の外周面近傍側に位置する
超電導素線）が矩形等の異常形状になるのを抑制でき
る。このような稠密加工後の前記複合ビレットを延伸加
工することによって、前記超電導素線の異常形状箇所に
起因する断線発生を抑制することができる。
素線を中心に銅芯を配置した銅管内に複数本充填すると
共に、前記銅管内の超電導素線充填層と前記銅管内面と
の間、および前記充填層と前記銅芯の間に銅線をそれぞ
れ１層以上（ただし、１層の場合は前記銅線は断面六角
形のもの、２層以上の場合は少なくとも前記充填層と接
する１層目の銅線は断面六角形のものを用いる）配置し
て複合ビレットを組立てた後、前記複合ビレットを稠密
加工することによって、前記銅管の内面近傍および前記
銅芯の外周近傍で生じる変形を前記各銅線に担わせるこ
とができる。このため、前記超電導素線（特に前記銅管
の内面近傍側および前記銅芯の外周面近傍側に位置する
超電導素線）が矩形等の異常形状になるのを抑制でき
る。このような稠密加工後の前記複合ビレットを延伸加
工することによって、前記超電導素線の異常形状箇所に
起因する断線発生を抑制することができる。
【００３３】従って、本願第３、第４の製造方法によれ
ば複合ビレットの延伸加工工程に際してのＮｂ−Ｔｉフ
ィラメントの断線率を低減することにより銅安定化多芯
Ｎｂ−Ｔｉ超電導線を高歩留まりで製造できる。しか
も、延伸加工に際して前記断線の発生を抑制できること
によって、最終の延伸加工工程でＮｂ−Ｔｉフィラメン
トの直径を３０μｍ以下にすることが可能となるため、
臨界電流密度等の超電導特性の優れた銅安定化多芯Ｎｂ
−Ｔｉ超電導線を製造できる。
ば複合ビレットの延伸加工工程に際してのＮｂ−Ｔｉフ
ィラメントの断線率を低減することにより銅安定化多芯
Ｎｂ−Ｔｉ超電導線を高歩留まりで製造できる。しか
も、延伸加工に際して前記断線の発生を抑制できること
によって、最終の延伸加工工程でＮｂ−Ｔｉフィラメン
トの直径を３０μｍ以下にすることが可能となるため、
臨界電流密度等の超電導特性の優れた銅安定化多芯Ｎｂ
−Ｔｉ超電導線を製造できる。
【００３４】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 実施例１〜５
【００３５】まず、外径２００ｍｍ、内径１５５ｍｍの
銅管に外径１５０ｍｍのＮｂ−Ｔｉインゴットを挿入
し、押出加工を行って外径２２ｍｍとした後、冷間で抽
伸と伸線加工を施して銅マトリックス中にＮｂ−４６．
５ｗｔ％Ｔｉ合金線を複合した外径２．３８ｍｍの断面
円形の超電導素線を作製した。
銅管に外径１５０ｍｍのＮｂ−Ｔｉインゴットを挿入
し、押出加工を行って外径２２ｍｍとした後、冷間で抽
伸と伸線加工を施して銅マトリックス中にＮｂ−４６．
５ｗｔ％Ｔｉ合金線を複合した外径２．３８ｍｍの断面
円形の超電導素線を作製した。
【００３６】次いで、前記超電導素線を外径２６０ｍｍ
の中空銅ビレット（銅管）内に７０００本充填して超電
導充填層を前記管中空銅ビレットに配置した。同時に、
前記中空銅ビレットと前記超電導充填層の間に外径２．
３８ｍｍの断面円形の銅線を１層、２層、３層、５層、
６層それぞれ配置して銅線の層数の異なる５種の複合ビ
レットを組立てた。なお、前記中空銅ビレットはその内
面に配置される前記銅線の層数に応じて肉厚を変えたも
のを用いた。すなわち、前記銅線を１層配置する場合に
は内径１８６ｍｍの中空ビレットを、前記銅線を２層配
置する場合には内径１９１ｍｍの中空ビレットを、前記
銅線を３配置する場合には内径１９５ｍｍの中空ビレッ
トを、前記銅線を５層配置する場合には内径２０５ｍｍ
の中空ビレットを、前記銅線を６層配置する場合には内
径２０９ｍｍの中空ビレットを、それぞれ用いた。
の中空銅ビレット（銅管）内に７０００本充填して超電
導充填層を前記管中空銅ビレットに配置した。同時に、
前記中空銅ビレットと前記超電導充填層の間に外径２．
３８ｍｍの断面円形の銅線を１層、２層、３層、５層、
６層それぞれ配置して銅線の層数の異なる５種の複合ビ
レットを組立てた。なお、前記中空銅ビレットはその内
面に配置される前記銅線の層数に応じて肉厚を変えたも
のを用いた。すなわち、前記銅線を１層配置する場合に
は内径１８６ｍｍの中空ビレットを、前記銅線を２層配
置する場合には内径１９１ｍｍの中空ビレットを、前記
銅線を３配置する場合には内径１９５ｍｍの中空ビレッ
トを、前記銅線を５層配置する場合には内径２０５ｍｍ
の中空ビレットを、前記銅線を６層配置する場合には内
径２０９ｍｍの中空ビレットを、それぞれ用いた。
【００３７】次いで、前記各複合ビレットを熱間静水圧
プレス（ＨＩＰ）により圧縮成形して稠密加工した後、
面削し、さらに熱間押出を行って外径３０ｍｍの複合棒
材とした。つづいて、前記各複合棒材を引き抜き加工し
て外径０．８ｍｍの５種の銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電
導線を製造した。なお、前記引き抜き加工は途中工程で
熱処理を併用して行った。このような方法で製造された
各超電導線に埋設されたＮｂ−Ｔｉフィラメント径は、
６μｍであった。また、前記Ｎｂ−Ｔｉフィラメントに
対する銅マトリックスの比（マトリックス／Ｎｂ−Ｔｉ
フィラメント）は１．９であった。 比較例１
プレス（ＨＩＰ）により圧縮成形して稠密加工した後、
面削し、さらに熱間押出を行って外径３０ｍｍの複合棒
材とした。つづいて、前記各複合棒材を引き抜き加工し
て外径０．８ｍｍの５種の銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電
導線を製造した。なお、前記引き抜き加工は途中工程で
熱処理を併用して行った。このような方法で製造された
各超電導線に埋設されたＮｂ−Ｔｉフィラメント径は、
６μｍであった。また、前記Ｎｂ−Ｔｉフィラメントに
対する銅マトリックスの比（マトリックス／Ｎｂ−Ｔｉ
フィラメント）は１．９であった。 比較例１
【００３８】実施例１と同様な超電導素線を外径２６０
ｍｍ、内径１８１の中空銅ビレット内に７０００本充填
して超電導充填層のみ前記中空銅ビレットに配置して組
立てた複合ビレットを用いた以外、実施例１と同様な方
法により銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線を製造した。
本実施例１〜５および比較例１により製造された超電導
線について、臨海電流密度（Ｊｃ）、ｎ値およびフィラ
メントの断線率を測定した。
ｍｍ、内径１８１の中空銅ビレット内に７０００本充填
して超電導充填層のみ前記中空銅ビレットに配置して組
立てた複合ビレットを用いた以外、実施例１と同様な方
法により銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線を製造した。
本実施例１〜５および比較例１により製造された超電導
線について、臨海電流密度（Ｊｃ）、ｎ値およびフィラ
メントの断線率を測定した。
【００３９】前記Ｊｃは、前記超電導線を液体ヘリウム
（４．２Ｋ）中に５Ｔの磁場をかけた状態で電流を徐々
に増加させて通電し、抵抗が１０-11 Ωｃｍに達した時
の値から求めた。
（４．２Ｋ）中に５Ｔの磁場をかけた状態で電流を徐々
に増加させて通電し、抵抗が１０-11 Ωｃｍに達した時
の値から求めた。
【００４０】前記ｎ値は、前記超電導線に通電する電流
をＩ（アンペア）、その時に発生する電圧をＶ（ボル
ト）とすると、Ｖ＝ａＩn で定義されるもので、フィラ
メントの健全性を示す値である。
をＩ（アンペア）、その時に発生する電圧をＶ（ボル
ト）とすると、Ｖ＝ａＩn で定義されるもので、フィラ
メントの健全性を示す値である。
【００４１】前記フィラメントの断線率は、前記超電導
線を硝酸水溶液に浸漬してマトリリックスとしての銅を
溶解除去し、埋設されたＮｂ−Ｔｉフィラメントを露出
させることにより前記フィラメントの断線本数を数え、
この断線本数に基づいて求めた。このような結果を下記
表１に示す。
線を硝酸水溶液に浸漬してマトリリックスとしての銅を
溶解除去し、埋設されたＮｂ−Ｔｉフィラメントを露出
させることにより前記フィラメントの断線本数を数え、
この断線本数に基づいて求めた。このような結果を下記
表１に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】前記表１から明らかなように本発明の実施
例１〜５により製造された超電導線は、いずれも高いＪ
ｃ値を示し、またｎ値が高く銅マトリックスに埋設され
たフィラメントが健全であり、さらにフィラメントの断
線率も低いことがわかる。
例１〜５により製造された超電導線は、いずれも高いＪ
ｃ値を示し、またｎ値が高く銅マトリックスに埋設され
たフィラメントが健全であり、さらにフィラメントの断
線率も低いことがわかる。
【００４４】これに対し、比較例１により製造された超
電導線はフィラメントの断線率が高く、そのためｎ値及
びＪｃが低くなる。なお、かかる超電導線のフィラメン
トの断線は、中空銅ビレットの内面近傍に相当する箇所
に集中していた。 実施例６
電導線はフィラメントの断線率が高く、そのためｎ値及
びＪｃが低くなる。なお、かかる超電導線のフィラメン
トの断線は、中空銅ビレットの内面近傍に相当する箇所
に集中していた。 実施例６
【００４５】実施例１と同様な断面円形の超電導素線
を、中心に外径７３ｍｍの銅芯を配置した外径２６０ｍ
ｍ、内径２０６ｍｍの中空銅ビレット（銅管）内に７０
００本充填して超電導充填層を前記中空銅ビレットに配
置した。同時に、前記中空銅ビレットと前記超電導充填
層の間、および前記充填層と前記銅芯の間に外径２．３
８ｍｍの断面円形の銅線をそれぞれ２層配置して複合ビ
レットを組立てた。つづいて、この複合ビレットを実施
例１と同様な稠密加工、面削、熱間押出を行って外径３
０ｍｍの複合棒材とし、さらに実施例１と同様に引き抜
き加工して外径０．８ｍｍの銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超
電導線を製造した。このような方法で製造された超電導
線に埋設されたＮｂ−Ｔｉフィラメント径は、６μｍで
あった。また、前記Ｎｂ−Ｔｉフィラメントに対する銅
マトリックスの比（マトリックス／Ｎｂ−Ｔｉフィラメ
ント）は１．９であった。
を、中心に外径７３ｍｍの銅芯を配置した外径２６０ｍ
ｍ、内径２０６ｍｍの中空銅ビレット（銅管）内に７０
００本充填して超電導充填層を前記中空銅ビレットに配
置した。同時に、前記中空銅ビレットと前記超電導充填
層の間、および前記充填層と前記銅芯の間に外径２．３
８ｍｍの断面円形の銅線をそれぞれ２層配置して複合ビ
レットを組立てた。つづいて、この複合ビレットを実施
例１と同様な稠密加工、面削、熱間押出を行って外径３
０ｍｍの複合棒材とし、さらに実施例１と同様に引き抜
き加工して外径０．８ｍｍの銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超
電導線を製造した。このような方法で製造された超電導
線に埋設されたＮｂ−Ｔｉフィラメント径は、６μｍで
あった。また、前記Ｎｂ−Ｔｉフィラメントに対する銅
マトリックスの比（マトリックス／Ｎｂ−Ｔｉフィラメ
ント）は１．９であった。
【００４６】本実施例６により製造された超電導線につ
いて、実施例１と同様な方法により臨海電流密度（Ｊ
ｃ）、ｎ値およびフィラメントの断線率を測定した。そ
の結果、Ｊｃは３０５０Ａ／ｍｍ2 と高い値を示し、ｎ
値は７０と高く健全なフィラメントが形成され、さらに
断線率は２％と低いことが確認された。 実施例７〜９
いて、実施例１と同様な方法により臨海電流密度（Ｊ
ｃ）、ｎ値およびフィラメントの断線率を測定した。そ
の結果、Ｊｃは３０５０Ａ／ｍｍ2 と高い値を示し、ｎ
値は７０と高く健全なフィラメントが形成され、さらに
断線率は２％と低いことが確認された。 実施例７〜９
【００４７】まず、外径２００ｍｍ、内径１５５ｍｍの
銅管に外径１５０ｍｍのＮｂ−Ｔｉインゴットを挿入
し、押出加工を行って外径２２ｍｍとした後、冷間で抽
伸と伸線加工を施し、最終工程で六角穴のダイスを用い
て伸線加工を施すことにより銅マトリックス中にＮｂ−
４７ｗｔ％Ｔｉ合金線を複合した対辺距離２．２７ｍｍ
の断面正六角形の超電導素線を作製した。
銅管に外径１５０ｍｍのＮｂ−Ｔｉインゴットを挿入
し、押出加工を行って外径２２ｍｍとした後、冷間で抽
伸と伸線加工を施し、最終工程で六角穴のダイスを用い
て伸線加工を施すことにより銅マトリックス中にＮｂ−
４７ｗｔ％Ｔｉ合金線を複合した対辺距離２．２７ｍｍ
の断面正六角形の超電導素線を作製した。
【００４８】次いで、前記断面六角形の超電導素線を外
径２６０ｍｍの中空銅ビレット（銅管）内に７０００本
充填して超電導充填層を前記中空銅ビレットに配置し
た。同時に、前記中空銅ビレットと前記超電導充填層の
間に対辺距離２．２７ｍｍの断面正六角形の銅線を１層
〜３層の範囲でそれぞれ配置して銅線の層数の異なる３
種の複合ビレットを組立てた。なお、前記中空銅ビレッ
トはその内面に配置される前記銅線の層数に応じて肉厚
を変えたものを用いた。すなわち、前記銅線を１層配置
する場合には内径１８６ｍｍの中空ビレットを、前記銅
線を２層配置する場合には内径１９１ｍｍの中空ビレッ
トを、前記銅線を３層配置する場合には内径１９５ｍｍ
の中空ビレットを、それぞれ用いた。
径２６０ｍｍの中空銅ビレット（銅管）内に７０００本
充填して超電導充填層を前記中空銅ビレットに配置し
た。同時に、前記中空銅ビレットと前記超電導充填層の
間に対辺距離２．２７ｍｍの断面正六角形の銅線を１層
〜３層の範囲でそれぞれ配置して銅線の層数の異なる３
種の複合ビレットを組立てた。なお、前記中空銅ビレッ
トはその内面に配置される前記銅線の層数に応じて肉厚
を変えたものを用いた。すなわち、前記銅線を１層配置
する場合には内径１８６ｍｍの中空ビレットを、前記銅
線を２層配置する場合には内径１９１ｍｍの中空ビレッ
トを、前記銅線を３層配置する場合には内径１９５ｍｍ
の中空ビレットを、それぞれ用いた。
【００４９】次いで、前記各複合ビレットを熱間静水圧
プレス（ＨＩＰ）により圧縮成形して稠密加工した後、
面削し、さらに熱間押出を行って外径３０ｍｍの複合棒
材とした。つづいて、前記各複合棒材を引き抜き加工し
て外径０．８ｍｍの３種の銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電
導線を製造した。なお、前記引き抜き加工は途中工程で
熱処理を併用して行った。このような方法で製造された
各超電導線に埋設されたＮｂ−Ｔｉフィラメント径は、
６μｍであった。また、前記Ｎｂ−Ｔｉフィラメントに
対する銅マトリックスの比（マトリックス／Ｎｂ−Ｔｉ
フィラメント）は１．９であった。 比較例２
プレス（ＨＩＰ）により圧縮成形して稠密加工した後、
面削し、さらに熱間押出を行って外径３０ｍｍの複合棒
材とした。つづいて、前記各複合棒材を引き抜き加工し
て外径０．８ｍｍの３種の銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電
導線を製造した。なお、前記引き抜き加工は途中工程で
熱処理を併用して行った。このような方法で製造された
各超電導線に埋設されたＮｂ−Ｔｉフィラメント径は、
６μｍであった。また、前記Ｎｂ−Ｔｉフィラメントに
対する銅マトリックスの比（マトリックス／Ｎｂ−Ｔｉ
フィラメント）は１．９であった。 比較例２
【００５０】実施例７と同様な断面正六角形の超電導素
線を外径２６０ｍｍ、内径１８１の中空銅ビレット内に
７０００本充填して超電導充填層のみ前記中空銅ビレッ
トに配置して組立てた複合ビレットを用いた以外、実施
例７と同様な方法により銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導
線を製造した。
線を外径２６０ｍｍ、内径１８１の中空銅ビレット内に
７０００本充填して超電導充填層のみ前記中空銅ビレッ
トに配置して組立てた複合ビレットを用いた以外、実施
例７と同様な方法により銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導
線を製造した。
【００５１】本実施例７〜９および比較例２により製造
された超電導線について、実施例１と同様な方法により
臨海電流密度（Ｊｃ）、ｎ値およびフィラメントの断線
率を測定した。その結果を下記表２に示す。
された超電導線について、実施例１と同様な方法により
臨海電流密度（Ｊｃ）、ｎ値およびフィラメントの断線
率を測定した。その結果を下記表２に示す。
【００５２】
【表２】
【００５３】前記表２から明らかなように本発明の実施
例７〜９により製造された超電導線は、いずれも高いＪ
ｃ値を示し、またｎ値が高く銅マトリックスに埋設され
たフィラメントが健全であり、さらにフィラメントの断
線率も低いことがわかる。
例７〜９により製造された超電導線は、いずれも高いＪ
ｃ値を示し、またｎ値が高く銅マトリックスに埋設され
たフィラメントが健全であり、さらにフィラメントの断
線率も低いことがわかる。
【００５４】これに対し、比較例２により製造された超
電導線はフィラメントの断線率が高く、そのためｎ値及
びＪｃが低くなる。なお、かかる超電導線のフィラメン
トの断線は、中空銅ビレットの内面近傍に相当する箇所
に集中していた。 実施例１０
電導線はフィラメントの断線率が高く、そのためｎ値及
びＪｃが低くなる。なお、かかる超電導線のフィラメン
トの断線は、中空銅ビレットの内面近傍に相当する箇所
に集中していた。 実施例１０
【００５５】実施例７と同様な断面正六角形の超電導素
線を、中心に外径７７ｍｍの銅芯を配置した外径２６０
ｍｍ、内径２０１ｍｍの中空銅ビレット（銅管）内に７
０００本充填して超電導充填層を前記中空銅ビレットに
配置した。同時に、前記中空銅ビレットと前記超電導充
填層の間、および前記充填層と前記銅芯の間に対辺距離
２．２７ｍｍの断面正六角形の銅線をそれぞれ１層配置
して複合ビレットを組立てた。つづいて、この複合ビレ
ットを実施例７と同様な稠密加工、面削、熱間押出を行
って外径３０ｍｍの複合棒材とし、さらに実施例７と同
様に引き抜き加工して外径０．８ｍｍの銅安定化多芯Ｎ
ｂ−Ｔｉ超電導線を製造した。このような方法で製造さ
れた超電導線に埋設されたＮｂ−Ｔｉフィラメント径
は、６μｍであった。また、前記Ｎｂ−Ｔｉフィラメン
トに対する銅マトリックスの比（マトリックス／Ｎｂ−
Ｔｉフィラメント）は１．９であった。
線を、中心に外径７７ｍｍの銅芯を配置した外径２６０
ｍｍ、内径２０１ｍｍの中空銅ビレット（銅管）内に７
０００本充填して超電導充填層を前記中空銅ビレットに
配置した。同時に、前記中空銅ビレットと前記超電導充
填層の間、および前記充填層と前記銅芯の間に対辺距離
２．２７ｍｍの断面正六角形の銅線をそれぞれ１層配置
して複合ビレットを組立てた。つづいて、この複合ビレ
ットを実施例７と同様な稠密加工、面削、熱間押出を行
って外径３０ｍｍの複合棒材とし、さらに実施例７と同
様に引き抜き加工して外径０．８ｍｍの銅安定化多芯Ｎ
ｂ−Ｔｉ超電導線を製造した。このような方法で製造さ
れた超電導線に埋設されたＮｂ−Ｔｉフィラメント径
は、６μｍであった。また、前記Ｎｂ−Ｔｉフィラメン
トに対する銅マトリックスの比（マトリックス／Ｎｂ−
Ｔｉフィラメント）は１．９であった。
【００５６】本実施例１０により製造された超電導線に
ついて、実施例１と同様な方法により臨海電流密度（Ｊ
ｃ）、ｎ値およびフィラメントの断線率を測定した。そ
の結果、Ｊｃは３０４５Ａ／ｍｍ2 と高い値を示し、ｎ
値は６５と高く健全なフィラメントが形成され、さらに
断線率は１％と低いことが確認された。
ついて、実施例１と同様な方法により臨海電流密度（Ｊ
ｃ）、ｎ値およびフィラメントの断線率を測定した。そ
の結果、Ｊｃは３０４５Ａ／ｍｍ2 と高い値を示し、ｎ
値は６５と高く健全なフィラメントが形成され、さらに
断線率は１％と低いことが確認された。
【００５７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば複
合ビレットの延伸加工工程に際し、Ｎｂ−Ｔｉフィラメ
ントの断線を低減して銅マトリックスに埋設される多数
本のＮｂ−Ｔｉフィラメントを３０μｍ以下の極細線に
することで可能で、臨界電流密度などの超電導特性が優
れた超電導発電、ＭＲＩ、粒子加速器等に好適な銅安定
化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線を量産的に製造し得る方法を
提供できる。
合ビレットの延伸加工工程に際し、Ｎｂ−Ｔｉフィラメ
ントの断線を低減して銅マトリックスに埋設される多数
本のＮｂ−Ｔｉフィラメントを３０μｍ以下の極細線に
することで可能で、臨界電流密度などの超電導特性が優
れた超電導発電、ＭＲＩ、粒子加速器等に好適な銅安定
化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線を量産的に製造し得る方法を
提供できる。
【図１】本願第１の製造方法により組立てられた複合ビ
レットの一態様を示す横断面図。
レットの一態様を示す横断面図。
【図２】本願第２の製造方法により組立てられた複合ビ
レットの一態様を示す横断面図。
レットの一態様を示す横断面図。
【図３】本願第３の製造方法により組立てられた複合ビ
レットの一態様を示す横断面図。
レットの一態様を示す横断面図。
【図４】本願第４の製造方法により組立てられた複合ビ
レットの一態様を示す横断面図。
レットの一態様を示す横断面図。
１、１１…銅管、２、１２…超電導素線、３、１３…超
電導素線充填層、４、１４…銅線、５、１５…銅芯。
電導素線充填層、４、１４…銅線、５、１５…銅芯。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 卓哉 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古河電気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−281210（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−170208（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−131515（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 12/00 - 13/00 B21F 19/00 C22F 1/00
Claims (12)
- 【請求項１】 銅マトリックス中にＮｂ−Ｔｉ合金フィ
ラメントを複合した断面円形の超電導素線を作製する工
程；前記超電導素線を銅管内に複数本充填すると共に、
前記銅管内の超電導素線充填層と前記銅管内面との間に
銅線を１層以上配置して複合ビレットを組立てる工程；
前記複合ビレットを稠密加工し、さらに延伸加工を行う
工程；を具備したことを特徴とする銅安定化多芯Ｎｂ−
Ｔｉ超電導線の製造方法。 - 【請求項２】 銅マトリックス中にＮｂ−Ｔｉ合金フィ
ラメントを複合した断面円形の超電導素線を作製する工
程と、前記超電導素線を中心に銅芯を配置した銅管内に
複数本充填すると共に、前記銅管内の超電導素線充填層
と前記銅管内面との間、および前記超電導素線充填層と
前記銅芯の間に銅線をそれぞれ１層以上配置して複合ビ
レットを組立てる工程と、前記複合ビレットを稠密加工
し、さらに延伸加工を行う工程とを具備したことを特徴
とする銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線の製造方法。 - 【請求項３】 前記銅線は、断面円形であり、かつその
太さは前記超電導素線の０．１〜３倍の直径を有するこ
とを特徴とする請求項１または２記載の銅安定化多芯Ｎ
ｂ−Ｔｉ超電導線の製造方法。 - 【請求項４】 前記銅線は、前記超電導素線充填層と前
記銅管内面との間に２〜６層配置されることを特徴とす
る請求項１記載の銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線の製
造方法。 - 【請求項５】 前記銅線は、前記超電導素線充填層と前
記銅管内面との間、および前記超電導素線充填層と前記
銅芯の間にそれぞれ２〜６層配置されることを特徴とす
る請求項２記載の銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線の製
造方法。 - 【請求項６】 前記銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線
は、太さが３０μｍ以下のＮｂ−Ｔｉフィラメントを多
数本埋設された構造を有することを特徴とする請求項１
または２記載の銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線の製造
方法。 - 【請求項７】 銅マトリックス中にＮｂ−Ｔｉ合金フィ
ラメントを複合した断面六角形の超電導素線を作製する
工程と、前記超電導素線を銅管内に複数本充填すると共
に、前記銅管内の超電導素線充填層と前記銅管内面との
間に銅線を１層以上（ただし、１層の場合は前記銅線は
断面六角形のもの、２層以上の場合は少なくとも前記充
填層と接する１層目の銅線は断面六角形のものを用い
る）配置して複合ビレットを組立てる工程と、前記複合
ビレットを稠密加工し、さらに延伸加工を行う工程とを
具備したことを特徴とする銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電
導線の製造方法。 - 【請求項８】 銅マトリックス中にＮｂ−Ｔｉ合金フィ
ラメントを複合した断面六角形の超電導素線を作製する
工程と、前記超電導素線を中心に銅芯を配置した銅管内
に複数本充填すると共に、前記銅管内の超電導素線充填
層と前記銅管内面との間、および前記超電導素線充填層
と前記銅芯の間に銅線をそれぞれ１層以上（ただし、１
層の場合は前記銅線は断面六角形のもの、２層以上の場
合は少なくとも前記充填層と接する１層目の銅線は断面
六角形のものを用いる）配置して複合ビレットを組立て
る工程と、前記複合ビレットを稠密加工し、さらに延伸
加工を行う工程とを具備したことを特徴とする銅安定化
多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線の製造方法。 - 【請求項９】 前記断面六角形の銅線は、その断面の対
辺距離が前記断面六角形の超電導素線の対辺距離の０．
９〜１倍であることを特徴とする請求項７または８記載
の銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線の製造方法。 - 【請求項１０】 前記銅線は、前記超電導素線充填層と
前記銅管内面との間に１〜３層配置されることを特徴と
する請求項７記載の銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線の
製造方法。 - 【請求項１１】 前記銅線は、前記充填層と前記銅管内
面との間、および前記充填層と前記銅芯の間にそれぞれ
１〜３層配置されることを特徴とする請求項８記載の銅
安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線の製造方法。 - 【請求項１２】 前記銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線
は、太さが３０μｍ以下のＮｂ−Ｔｉフィラメントを多
数本埋設された構造を有することを特徴とする請求項７
または８記載の銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3137672A JP3061208B2 (ja) | 1990-06-22 | 1991-06-10 | 銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-164549 | 1990-06-22 | ||
| JP16454990 | 1990-06-22 | ||
| JP3-35221 | 1991-02-05 | ||
| JP3522191 | 1991-02-05 | ||
| JP3137672A JP3061208B2 (ja) | 1990-06-22 | 1991-06-10 | 銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04298916A JPH04298916A (ja) | 1992-10-22 |
| JP3061208B2 true JP3061208B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=27288685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3137672A Expired - Fee Related JP3061208B2 (ja) | 1990-06-22 | 1991-06-10 | 銅安定化多芯Ｎｂ−Ｔｉ超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3061208B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-10 JP JP3137672A patent/JP3061208B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04298916A (ja) | 1992-10-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |