JP3063025B2 - Ｎｂ３Ｓｎ超電導線およびその製造方法 - Google Patents
Ｎｂ３Ｓｎ超電導線およびその製造方法Info
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は特性に優れ、かつ加工性
に優れたＮｂ3 Ｓｎ超電導線とその製造方法に関するも
のである。
に優れたＮｂ3 Ｓｎ超電導線とその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｎｂ3 Ｓｎは、Ｎｂ3 Ａｌ、Ｖ3
Ｇａ等と同様、Ａ3 Ｂ型化合物超電導体（Ａ１５型化合
物超電導体とも称される）と通常呼称され、これらは金
属間化合物であり加工が極めて困難であるため、超電導
線を製造するには、上記Ａ3 Ｂ型化合物超電導体を構成
する高融点金属Ａと低融点金属Ｂとからなる複合ビレッ
トに延伸加工を施して複合線材とし、次いで、前記高融
点金属Ａの内部に前記低融点金属Ｂを拡散、反応させる
拡散熱処理により上記Ａ3 Ｂ型化合物超電導体を反応生
成させる製造方法が採用されている。
Ｇａ等と同様、Ａ3 Ｂ型化合物超電導体（Ａ１５型化合
物超電導体とも称される）と通常呼称され、これらは金
属間化合物であり加工が極めて困難であるため、超電導
線を製造するには、上記Ａ3 Ｂ型化合物超電導体を構成
する高融点金属Ａと低融点金属Ｂとからなる複合ビレッ
トに延伸加工を施して複合線材とし、次いで、前記高融
点金属Ａの内部に前記低融点金属Ｂを拡散、反応させる
拡散熱処理により上記Ａ3 Ｂ型化合物超電導体を反応生
成させる製造方法が採用されている。
【０００３】以下にＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法とし
て代表的なブロンズ法を説明する。まず素線を用意す
る。その素線の製造方法は、通常は、マトリックスとし
てＣｕ−Ｓｎ系合金（以下ブロンズと称する）製の棒に
穴をあけ、その中にＮｂ芯材を挿入して１次複合ビレッ
トを形成し、次いで延伸加工を施して作製する。次にこ
の素線を安定化金属シース（管状体）やブロンズシース
の中に充填して２次複合ビレットを形成する。この２次
複合ビレットを延伸加工して複合線材を作製する。なお
この複合線材を素線とし、上述の工程を繰り返して更に
高次の複合ビレットを形成することもある。
て代表的なブロンズ法を説明する。まず素線を用意す
る。その素線の製造方法は、通常は、マトリックスとし
てＣｕ−Ｓｎ系合金（以下ブロンズと称する）製の棒に
穴をあけ、その中にＮｂ芯材を挿入して１次複合ビレッ
トを形成し、次いで延伸加工を施して作製する。次にこ
の素線を安定化金属シース（管状体）やブロンズシース
の中に充填して２次複合ビレットを形成する。この２次
複合ビレットを延伸加工して複合線材を作製する。なお
この複合線材を素線とし、上述の工程を繰り返して更に
高次の複合ビレットを形成することもある。
【０００４】さて上記複合線材は、マトリックス中にＮ
ｂフィラメントが埋め込まれた構造になっており、この
複合線材に５００℃〜７５０℃程度に加熱する熱処理を
施せばブロンズ中のＳｎがＮｂフィラメントと反応しＮ
ｂ3 Ｓｎが生成する。こうしてＮｂフィラメントが超電
導フィラメントであるＮｂ3 Ｓｎフィラメントになり、
多芯超電導線が得られるのである。なお熱処理条件によ
っては超電導フィラメント内部に未反応のＮｂが残存し
ている。また前記複合線材の外周にＳｎを被覆してか
ら、拡散熱処理を施す方法（外部拡散法と呼ばれる）も
ある。
ｂフィラメントが埋め込まれた構造になっており、この
複合線材に５００℃〜７５０℃程度に加熱する熱処理を
施せばブロンズ中のＳｎがＮｂフィラメントと反応しＮ
ｂ3 Ｓｎが生成する。こうしてＮｂフィラメントが超電
導フィラメントであるＮｂ3 Ｓｎフィラメントになり、
多芯超電導線が得られるのである。なお熱処理条件によ
っては超電導フィラメント内部に未反応のＮｂが残存し
ている。また前記複合線材の外周にＳｎを被覆してか
ら、拡散熱処理を施す方法（外部拡散法と呼ばれる）も
ある。
【０００５】また、加工性が悪いブロンズを用いず、Ｃ
ｕ、Ｓｎ、Ｎｂ等の単体を用いて複合ビレットを組み立
て、これを延伸加工後、拡散熱処理を施す製造方法も検
討されている。これらの製造方法は、Ｎｂ3 Ｓｎ以外の
Ａ3 Ｂ型化合物超電導体の場合にも同様に適用できる。
ｕ、Ｓｎ、Ｎｂ等の単体を用いて複合ビレットを組み立
て、これを延伸加工後、拡散熱処理を施す製造方法も検
討されている。これらの製造方法は、Ｎｂ3 Ｓｎ以外の
Ａ3 Ｂ型化合物超電導体の場合にも同様に適用できる。
【０００６】高い特性の超電導線を得る方法として、超
電導体であるＮｂ3 Ｓｎを多く生成させることや、超電
導フィラメントを極細化する方法等が知られている。上
記ブロンズ法は、Ｎｂフィラメントの径を数μｍ程度ま
で極細化することが比較的容易であるので交流損失の少
ない超電導線が得られる、押出加工等の量産技術の確立
が他の方法より早く進められている、等の利点があり実
用的に広く採用されている。
電導体であるＮｂ3 Ｓｎを多く生成させることや、超電
導フィラメントを極細化する方法等が知られている。上
記ブロンズ法は、Ｎｂフィラメントの径を数μｍ程度ま
で極細化することが比較的容易であるので交流損失の少
ない超電導線が得られる、押出加工等の量産技術の確立
が他の方法より早く進められている、等の利点があり実
用的に広く採用されている。
【０００７】しかしブロンズ法はＣｕ−Ｓｎ系合金を用
いる欠点がある。延伸加工後の熱処理において、超電導
体であるＮｂ3 Ｓｎを多く生成させるためにＳｎ量を高
めたＣｕ−Ｓｎ系合金を用いると、加工性が劣化してし
まう。現在ではＳｎが１５ｗｔ％近くまで添加したＣｕ
−Ｓｎ系合金が用いられる場合もあるが、これ以上の添
加は加工性の点で実用的でなくなる。
いる欠点がある。延伸加工後の熱処理において、超電導
体であるＮｂ3 Ｓｎを多く生成させるためにＳｎ量を高
めたＣｕ−Ｓｎ系合金を用いると、加工性が劣化してし
まう。現在ではＳｎが１５ｗｔ％近くまで添加したＣｕ
−Ｓｎ系合金が用いられる場合もあるが、これ以上の添
加は加工性の点で実用的でなくなる。
【０００８】そこで複合線材のブロンズ比を高める方法
が採用される。複合線材のブロンズ比を高めるには、通
常、ブロンズ比の高い素線を用いて複合ビレットを組み
立てればよい。そうすると局所ブロンズ比が高くなる。
即ち製造される複合線材で、ブロンズ中にＮｂフィラメ
ントが疎に配置された構造になる。なおブロンズ比と
は、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線若しくは複合線材、或いは複合
素線において、Ｃｕ−Ｓｎ合金系マトリックスの体積を
フィラメントの体積で割った値である。製造工程上は、
複合ビレットの段階で、ブロンズの総体積／Ｎｂ芯材の
総体積、の値で計算される。
が採用される。複合線材のブロンズ比を高めるには、通
常、ブロンズ比の高い素線を用いて複合ビレットを組み
立てればよい。そうすると局所ブロンズ比が高くなる。
即ち製造される複合線材で、ブロンズ中にＮｂフィラメ
ントが疎に配置された構造になる。なおブロンズ比と
は、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線若しくは複合線材、或いは複合
素線において、Ｃｕ−Ｓｎ合金系マトリックスの体積を
フィラメントの体積で割った値である。製造工程上は、
複合ビレットの段階で、ブロンズの総体積／Ｎｂ芯材の
総体積、の値で計算される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブロン
ズ比の高い素線を用いて複合ビレットを組み立て、この
複合ビレットに延伸加工を施して複合線材を作製する
と、Ｎｂ芯材とＣｕ−Ｓｎ系合金との加工性に差が大き
いため、Ｎｂ芯材に異常変形が生じてしまうことがあっ
た。この異常変形は通常ソーセージングと呼ばれている
もので、作製した複合線材の長手方向にＮｂフィラメン
トの（従って熱処理後にあっては超電導フィラメント
の）断面積が不均一になることである。このソーセージ
ングは主に複合ビレットの熱間押出において生じ、以降
の伸線加工においても解消されない。超電導線の製造工
程上、Ｎｂフィラメント（Ｎｂ芯材）が種々の原因によ
りある程度、断線等の問題を起こすことがあるが、この
ソーセージングはＮｂ芯材（Ｎｂフィラメント）の断線
の原因の一つと考えられている。従ってこのようなＮｂ
フィラメントのソーセージングやその断線は製造した超
電導線の特性劣化の原因となると考えられ、その改善が
望まれていた。
ズ比の高い素線を用いて複合ビレットを組み立て、この
複合ビレットに延伸加工を施して複合線材を作製する
と、Ｎｂ芯材とＣｕ−Ｓｎ系合金との加工性に差が大き
いため、Ｎｂ芯材に異常変形が生じてしまうことがあっ
た。この異常変形は通常ソーセージングと呼ばれている
もので、作製した複合線材の長手方向にＮｂフィラメン
トの（従って熱処理後にあっては超電導フィラメント
の）断面積が不均一になることである。このソーセージ
ングは主に複合ビレットの熱間押出において生じ、以降
の伸線加工においても解消されない。超電導線の製造工
程上、Ｎｂフィラメント（Ｎｂ芯材）が種々の原因によ
りある程度、断線等の問題を起こすことがあるが、この
ソーセージングはＮｂ芯材（Ｎｂフィラメント）の断線
の原因の一つと考えられている。従ってこのようなＮｂ
フィラメントのソーセージングやその断線は製造した超
電導線の特性劣化の原因となると考えられ、その改善が
望まれていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる状況に鑑
み、鋭意研究を行った結果なされたもので、その目的
は、Ｎｂフィラメントのソーセージングを抑制し、優れ
た特性を実現するＮｂ3Ｓｎ超電導線とその製造方法を
提供することにある。
み、鋭意研究を行った結果なされたもので、その目的
は、Ｎｂフィラメントのソーセージングを抑制し、優れ
た特性を実現するＮｂ3Ｓｎ超電導線とその製造方法を
提供することにある。
【００１１】即ち本発明は、局所ブロンズ比が１．５〜
２．２の、Ｃｕ−Ｓｎ系合金マトリックス内にフィラメ
ントが埋設されたフィラメント埋設部を含み、全体のブ
ロンズ比が２．２〜４．０であるＮｂ3 Ｓｎ超電導線を
提供する。またこの超電導線の製造方法として、Ｃｕ−
Ｓｎ系合金マトリックス部材とＮｂ芯材とを含むブロン
ズ比が１．５〜２．２の単芯複合素線と、Ｃｕ−Ｓｎ系
合金マトリックス部材とを含む、ブロンズ比２．２〜
４．０の複合ビレットに延伸加工を施して複合線材を作
製し、前記複合線材に熱処理を施す方法を提供する。
２．２の、Ｃｕ−Ｓｎ系合金マトリックス内にフィラメ
ントが埋設されたフィラメント埋設部を含み、全体のブ
ロンズ比が２．２〜４．０であるＮｂ3 Ｓｎ超電導線を
提供する。またこの超電導線の製造方法として、Ｃｕ−
Ｓｎ系合金マトリックス部材とＮｂ芯材とを含むブロン
ズ比が１．５〜２．２の単芯複合素線と、Ｃｕ−Ｓｎ系
合金マトリックス部材とを含む、ブロンズ比２．２〜
４．０の複合ビレットに延伸加工を施して複合線材を作
製し、前記複合線材に熱処理を施す方法を提供する。
【００１２】通常、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線の分野におい
て、マトリックスと称されるのは、ブロンズ部分の他、
安定化金属部等である。その他、安定化金属部にＳｎ等
が拡散するのを防ぐための拡散バリア材もマトリックス
を称されることもある。本発明において、Ｎｂ3 Ｓｎ超
電導線の全体のブロンズ比とは、超電導線のＣｕ−Ｓｎ
合金系マトリックスの体積をフィラメントの体積で割っ
た値で計算される。また局所ブロンズ比とは、１本１本
のフィラメントとその周辺のブロンズの体積比と指す。
複合ビレットの段階においては、ビレット全体で考え
て、配置させたブロンズ部分（Ｃｕ−Ｓｎ合金系マトリ
ックス材）の体積を、配置させたＮｂ芯材の体積で割っ
た値を複合ビレットの全体のブロンズ比と呼ぶ。複合ビ
レットの段階で局所ブロンズ比とは、Ｎｂ芯材の１本１
本とその周辺のブロンズの比を指す。
て、マトリックスと称されるのは、ブロンズ部分の他、
安定化金属部等である。その他、安定化金属部にＳｎ等
が拡散するのを防ぐための拡散バリア材もマトリックス
を称されることもある。本発明において、Ｎｂ3 Ｓｎ超
電導線の全体のブロンズ比とは、超電導線のＣｕ−Ｓｎ
合金系マトリックスの体積をフィラメントの体積で割っ
た値で計算される。また局所ブロンズ比とは、１本１本
のフィラメントとその周辺のブロンズの体積比と指す。
複合ビレットの段階においては、ビレット全体で考え
て、配置させたブロンズ部分（Ｃｕ−Ｓｎ合金系マトリ
ックス材）の体積を、配置させたＮｂ芯材の体積で割っ
た値を複合ビレットの全体のブロンズ比と呼ぶ。複合ビ
レットの段階で局所ブロンズ比とは、Ｎｂ芯材の１本１
本とその周辺のブロンズの比を指す。
【００１３】本発明のＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法で
は、ブロンズ比が１．５〜２．２のＣｕ−Ｓｎ系合金マ
トリックス部材とＮｂ芯材とを含む複合素線として、単
芯の複合素線を採用している。この素線を用いて複合ビ
レットを組み立てた場合、上記複合素線のブロンズは複
合ビレットの局所ブロンズ比に相当する。このような単
芯の複合素線を用いると、複合ビレットの段階若しくは
延伸加工の途上において、Ｎｂ芯材（Ｎｂフィラメン
ト）の周囲を局所的に見て、そのブロンズ比（即ち局所
ブロンズ比）をほぼ一定に調整することが容易であるか
らである。
は、ブロンズ比が１．５〜２．２のＣｕ−Ｓｎ系合金マ
トリックス部材とＮｂ芯材とを含む複合素線として、単
芯の複合素線を採用している。この素線を用いて複合ビ
レットを組み立てた場合、上記複合素線のブロンズは複
合ビレットの局所ブロンズ比に相当する。このような単
芯の複合素線を用いると、複合ビレットの段階若しくは
延伸加工の途上において、Ｎｂ芯材（Ｎｂフィラメン
ト）の周囲を局所的に見て、そのブロンズ比（即ち局所
ブロンズ比）をほぼ一定に調整することが容易であるか
らである。
【００１４】
【発明の実施の態様】Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線の設計とし
て、安定化金属部をその超電導線の最外層若しくは中央
部等に配置することが多い。超電導線の製造途中に安定
化金属部がＳｎ等の不純物による汚染を受けるのを抑制
するために、複合ビレットの組み立てに際しては、拡散
バリアを介して安定化金属部材を配置することが通常行
われている。この拡散バリアとしてはＴａやＮｂが採用
されることが多い。ところでＣｕ−Ｓｎ合金系マトリッ
クスは、その内に超電導フィラメントが埋設された超電
導フィラメント埋設部と、超電導フィラメントが埋設さ
れない部分とに存在する。がある。このＣｕ−Ｓｎ合金
系マトリックス部は超電導線の中央部や、超電導フィラ
メント埋設部の外周部、或いは超電導フィラメント埋設
部の中に配置すればよい。
て、安定化金属部をその超電導線の最外層若しくは中央
部等に配置することが多い。超電導線の製造途中に安定
化金属部がＳｎ等の不純物による汚染を受けるのを抑制
するために、複合ビレットの組み立てに際しては、拡散
バリアを介して安定化金属部材を配置することが通常行
われている。この拡散バリアとしてはＴａやＮｂが採用
されることが多い。ところでＣｕ−Ｓｎ合金系マトリッ
クスは、その内に超電導フィラメントが埋設された超電
導フィラメント埋設部と、超電導フィラメントが埋設さ
れない部分とに存在する。がある。このＣｕ−Ｓｎ合金
系マトリックス部は超電導線の中央部や、超電導フィラ
メント埋設部の外周部、或いは超電導フィラメント埋設
部の中に配置すればよい。
【００１５】本発明では超電導線の全体のブロンズ比を
２．２〜４．０にする。２．２未満であると熱処理時の
Ｎｂ3 Ｓｎの生成においてＳｎが不足しやすい。従って
ブロンズ比は２．２以上がよい。一方ブロンズ比が４．
０を越えると、超電導線の断面積に対し超電導フィラメ
ントの占積断面積が小さくなる。このためブロンズ比の
上限は４．０に設定することが実用上望ましい。そして
本発明ではフィラメントが埋設されてなるフィラメント
埋設部の局所ブロンズ比は１．５〜２．２に設定する。
２．２〜４．０にする。２．２未満であると熱処理時の
Ｎｂ3 Ｓｎの生成においてＳｎが不足しやすい。従って
ブロンズ比は２．２以上がよい。一方ブロンズ比が４．
０を越えると、超電導線の断面積に対し超電導フィラメ
ントの占積断面積が小さくなる。このためブロンズ比の
上限は４．０に設定することが実用上望ましい。そして
本発明ではフィラメントが埋設されてなるフィラメント
埋設部の局所ブロンズ比は１．５〜２．２に設定する。
【００１６】この局所ブロンズ比が２．２より大きい
と、熱処理時のＮｂ3 Ｓｎの生成におけるＳｎの供給の
観点では有利であるが、加工の観点では、特に熱間押出
工程上でフィラメントのソーセージングを起こしやすく
なる。しかし局所ブロンズ比をあまり低い値に設定する
と、Ｓｎが供給不足になってしまう。
と、熱処理時のＮｂ3 Ｓｎの生成におけるＳｎの供給の
観点では有利であるが、加工の観点では、特に熱間押出
工程上でフィラメントのソーセージングを起こしやすく
なる。しかし局所ブロンズ比をあまり低い値に設定する
と、Ｓｎが供給不足になってしまう。
【００１７】そこで本発明者らは鋭意研究の結果、局所
ブロンズ比を１．５〜２．２に設定することで、隣接す
るＮｂ芯材同士の拘束力を高めてソーセージングの発生
を抑制し、更に超電導線のブロンズ比を２．２〜４．０
にすることでＳｎの供給を十分に保ち優れた特性を実現
させることができることを見いだしたのである。即ち超
電導線のブロンズ比を２．２〜４．０に設定すると同時
に局所ブロンズ比を１．５〜２．２に設定することで、
特性と加工性が両立し、フィラメントの異常変形の抑制
と熱処理における十分なＳｎの供給を可能にするのであ
る。
ブロンズ比を１．５〜２．２に設定することで、隣接す
るＮｂ芯材同士の拘束力を高めてソーセージングの発生
を抑制し、更に超電導線のブロンズ比を２．２〜４．０
にすることでＳｎの供給を十分に保ち優れた特性を実現
させることができることを見いだしたのである。即ち超
電導線のブロンズ比を２．２〜４．０に設定すると同時
に局所ブロンズ比を１．５〜２．２に設定することで、
特性と加工性が両立し、フィラメントの異常変形の抑制
と熱処理における十分なＳｎの供給を可能にするのであ
る。
【００１８】以上説明したような超電導線に関し、その
製造方法としては、Ｃｕ−Ｓｎ系合金と１本のＮｂ芯材
とからなる素線、即ち単芯の素線を用いる方法が好適で
ある。こうすれば製造した超電導線の局所ブロンズ比を
ほぼ均一にすることも可能になり、フィラメントの異常
変形が一層抑制されソーセージングが起こりにくくな
る。
製造方法としては、Ｃｕ−Ｓｎ系合金と１本のＮｂ芯材
とからなる素線、即ち単芯の素線を用いる方法が好適で
ある。こうすれば製造した超電導線の局所ブロンズ比を
ほぼ均一にすることも可能になり、フィラメントの異常
変形が一層抑制されソーセージングが起こりにくくな
る。
【００１９】
【実施例】次に実施例を図１〜２を参照しながら説明す
る。Ｓｎ：１４．５ｗｔ％、Ｔｉ：０．２ｗｔ％、残部
実質的にＣｕからなるブロンズ丸棒（径は２１０ｍｍ、
長さ６００ｍｍ）に径１０６ｍｍの貫通穴を同芯に設け
てブロンズ管を作製した。次いで上記貫通穴に径１０５
ｍｍのＮｂ棒を挿入してから両端に無酸素銅円板を溶接
し、内部を真空排気した後、密封して１次複合ビレット
を作製した。これに熱間静水圧処理を施してから外径を
２００ｍｍに切削加工し、次いで７５０℃で熱間押出加
工を施して径４０ｍｍにした後、伸線加工、皮剥き伸線
加工、焼鈍等を施して対辺距離１．２ｍｍの６角素線を
製造した。なお前記皮剥き伸線加工により、製造した６
角素線のブロンズ比（製造後の超電導線にあっては局所
ブロンズ比に相当）を表１に示す値に調整した。図１は
６角素線の断面の一例を示したものであり、Ｎｂ芯材１
とＣｕ−Ｓｎ合金２からなる。Ｃｕ−Ｓｎ合金２の断面
積／Ｎｂ芯材１の断面積が６角素線３のブロンズ比であ
る。なお図１では簡明を期するためＮｂ芯材１の形状を
円形に描いてあるが、実際には少し歪んだものになる。
る。Ｓｎ：１４．５ｗｔ％、Ｔｉ：０．２ｗｔ％、残部
実質的にＣｕからなるブロンズ丸棒（径は２１０ｍｍ、
長さ６００ｍｍ）に径１０６ｍｍの貫通穴を同芯に設け
てブロンズ管を作製した。次いで上記貫通穴に径１０５
ｍｍのＮｂ棒を挿入してから両端に無酸素銅円板を溶接
し、内部を真空排気した後、密封して１次複合ビレット
を作製した。これに熱間静水圧処理を施してから外径を
２００ｍｍに切削加工し、次いで７５０℃で熱間押出加
工を施して径４０ｍｍにした後、伸線加工、皮剥き伸線
加工、焼鈍等を施して対辺距離１．２ｍｍの６角素線を
製造した。なお前記皮剥き伸線加工により、製造した６
角素線のブロンズ比（製造後の超電導線にあっては局所
ブロンズ比に相当）を表１に示す値に調整した。図１は
６角素線の断面の一例を示したものであり、Ｎｂ芯材１
とＣｕ−Ｓｎ合金２からなる。Ｃｕ−Ｓｎ合金２の断面
積／Ｎｂ芯材１の断面積が６角素線３のブロンズ比であ
る。なお図１では簡明を期するためＮｂ芯材１の形状を
円形に描いてあるが、実際には少し歪んだものになる。
【００２０】次に上述の６角素線３を用いて２次複合ビ
レットを組み立てた。図２は２次複合ビレットの断面の
一部を示す説明図である。外径１２８ｍｍ、内径１２２
ｍｍのＴａ管５を外径２２０ｍｍ、内径１３０ｍｍの無
酸素銅管４（安定金属シース）に挿入し、Ｔａ管５の内
部に６角素線６および、この６角素線６と同寸法の６角
棒７（Ｓｎ：１４．５ｗｔ％、Ｔｉ：０．２ｗｔ％、残
部実質的にＣｕ）を充填して２次複合ビレット８を作製
した。図示するように無酸素銅管４内の中央部と、その
内壁周辺に６角棒７を所定本数配置充填したが、この本
数を換えれば全体のブロンズ比を調整することができ
る。また６角棒７は、上記中央部や内壁周辺以外にも、
例えばこれらの中間部等に配置することもできる。なお
図２では見やすいように６角素線６、６角棒７を大きめ
に描いてある。
レットを組み立てた。図２は２次複合ビレットの断面の
一部を示す説明図である。外径１２８ｍｍ、内径１２２
ｍｍのＴａ管５を外径２２０ｍｍ、内径１３０ｍｍの無
酸素銅管４（安定金属シース）に挿入し、Ｔａ管５の内
部に６角素線６および、この６角素線６と同寸法の６角
棒７（Ｓｎ：１４．５ｗｔ％、Ｔｉ：０．２ｗｔ％、残
部実質的にＣｕ）を充填して２次複合ビレット８を作製
した。図示するように無酸素銅管４内の中央部と、その
内壁周辺に６角棒７を所定本数配置充填したが、この本
数を換えれば全体のブロンズ比を調整することができ
る。また６角棒７は、上記中央部や内壁周辺以外にも、
例えばこれらの中間部等に配置することもできる。なお
図２では見やすいように６角素線６、６角棒７を大きめ
に描いてある。
【００２１】上述の２次複合ビレット８の両端に図示し
ない無酸素銅円板を取り付け、内部を真空排気した後、
溶接密封した。更に熱間静水圧処理を施してから外径を
２００ｍｍに切削加工した。次に６８０℃で熱間押出加
工を施して径４０ｍｍにした後、伸線加工等を施して
０．８ｍｍの複合線材を約２５ｋｇ（約５４００ｍ）製
造した。この際、フィラメント断線に起因する超電導線
の断線の回数を調べた。この回数を加工性の評価として
表１に示しておく。なお、超電導線の断線箇所を顕微鏡
で観察すれば、それがフィラメント断線に起因するもの
かどうかは判断できる。
ない無酸素銅円板を取り付け、内部を真空排気した後、
溶接密封した。更に熱間静水圧処理を施してから外径を
２００ｍｍに切削加工した。次に６８０℃で熱間押出加
工を施して径４０ｍｍにした後、伸線加工等を施して
０．８ｍｍの複合線材を約２５ｋｇ（約５４００ｍ）製
造した。この際、フィラメント断線に起因する超電導線
の断線の回数を調べた。この回数を加工性の評価として
表１に示しておく。なお、超電導線の断線箇所を顕微鏡
で観察すれば、それがフィラメント断線に起因するもの
かどうかは判断できる。
【００２２】次に上述の複合線材にＡｒ雰囲気で６５０
℃×２００ｈｒの熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎ超電導線を
製造した。この超電導線のブロンズ比、非銅部当たりの
臨界電流密度（Ｊｃ）、ｎ値を表１に併記する。ここで
ｎ値とは所定の長さの超電導線の両端に電流を流し、超
電導状態が破れたときの、電流値に対する電圧値の変化
率のことである。
℃×２００ｈｒの熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎ超電導線を
製造した。この超電導線のブロンズ比、非銅部当たりの
臨界電流密度（Ｊｃ）、ｎ値を表１に併記する。ここで
ｎ値とは所定の長さの超電導線の両端に電流を流し、超
電導状態が破れたときの、電流値に対する電圧値の変化
率のことである。
【００２３】表１から明らかなように、本発明例Ｎｏ１
〜６は何れも良好なＪｃが得られており、またフィラメ
ントの健全性を示す指標であるｎ値も高い値が得られて
いる。またフィラメントの異常変形に起因する超電導線
の断線もなく、優れた加工性が得られている。これらの
超電導線の断面を観察したところ、何れも良好であり、
フィラメントのソーセージングは特に認められなかっ
た。
〜６は何れも良好なＪｃが得られており、またフィラメ
ントの健全性を示す指標であるｎ値も高い値が得られて
いる。またフィラメントの異常変形に起因する超電導線
の断線もなく、優れた加工性が得られている。これらの
超電導線の断面を観察したところ、何れも良好であり、
フィラメントのソーセージングは特に認められなかっ
た。
【００２４】一方、比較例Ｎｏ７、１０、１２、１３は
断面観察の結果、フィラメントのソーセージングは特に
認められなかったが、十分なＪｃが得られなかった。比
較例Ｎｏ１０は局所ブロンズ比こそ１．８と高いものの
超電導線の全体のブロンズ比が低く、また比較例Ｎｏ
７、１２、１３は局所ブロンズ比が小さいため、高いＪ
ｃが得られなかったと考えられる。
断面観察の結果、フィラメントのソーセージングは特に
認められなかったが、十分なＪｃが得られなかった。比
較例Ｎｏ１０は局所ブロンズ比こそ１．８と高いものの
超電導線の全体のブロンズ比が低く、また比較例Ｎｏ
７、１２、１３は局所ブロンズ比が小さいため、高いＪ
ｃが得られなかったと考えられる。
【００２５】比較例Ｎｏ８、９、１４は、Ｊｃは比較的
高くなったがｎ値が相当に低くなった。またフィラメン
トの異常変形に起因する断線数も多かった。これらの超
電導線の断面を観察すると、フィラメントのソーセージ
ングが認められ、これが原因でＪｃ、ｎ値および加工性
が劣化したものと考えられる。比較例Ｎｏ１１は必要以
上にブロンズが多いためＪｃが低いものになり実用的と
は言えない。
高くなったがｎ値が相当に低くなった。またフィラメン
トの異常変形に起因する断線数も多かった。これらの超
電導線の断面を観察すると、フィラメントのソーセージ
ングが認められ、これが原因でＪｃ、ｎ値および加工性
が劣化したものと考えられる。比較例Ｎｏ１１は必要以
上にブロンズが多いためＪｃが低いものになり実用的と
は言えない。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のＮｂ3 Ｓ
ｎ超電導線およびその製造方法は、優れた加工性を実現
し、また優れた特性を有する超電導線を提供するもので
あり、その工業上の貢献は著しいものである。
ｎ超電導線およびその製造方法は、優れた加工性を実現
し、また優れた特性を有する超電導線を提供するもので
あり、その工業上の貢献は著しいものである。
【図１】本発明の実施例の６角素線の断面を示す説明図
である。
である。
【図２】本発明の実施例の２次複合ビレットの一部を示
す説明図である。
す説明図である。
１ Ｎｂ芯材 ２ Ｃｕ−Ｓｎ合金 ３ ６角素線 ４ 無酸素銅管 ５ Ｔａ管 ６ ６角素線 ７ ６角棒 ８ ２次複合ビレット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 12/00 - 13/00 B21F 19/00 C22F 1/00
Claims (2)
- 【請求項１】 局所ブロンズ比が１．５〜２．２の、Ｃ
ｕ−Ｓｎ系合金マトリックス内にフィラメントが埋設さ
れたフィラメント埋設部を含み、全体のブロンズ比が
２．２〜４．０であるＮｂ3 Ｓｎ超電導線。 - 【請求項２】 Ｃｕ−Ｓｎ系合金マトリックス部材とＮ
ｂ芯材とを含むブロンズ比が１．５〜２．２の単芯複合
素線と、Ｃｕ−Ｓｎ系合金マトリックス部材とを含む、
ブロンズ比２．２〜４．０の複合ビレットに延伸加工を
施して複合線材を作製し、前記複合線材に熱処理を施す
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7218953A JP3063025B2 (ja) | 1994-10-26 | 1995-08-28 | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26275194 | 1994-10-26 | ||
| JP6-262751 | 1994-10-26 | ||
| JP7218953A JP3063025B2 (ja) | 1994-10-26 | 1995-08-28 | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08180752A JPH08180752A (ja) | 1996-07-12 |
| JP3063025B2 true JP3063025B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=26522842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7218953A Expired - Fee Related JP3063025B2 (ja) | 1994-10-26 | 1995-08-28 | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3063025B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5308683B2 (ja) * | 2008-01-29 | 2013-10-09 | 株式会社神戸製鋼所 | ブロンズ法Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材製造用ＮｂまたはＮｂ基合金棒、Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材製造用前駆体およびその製造方法、並びにＮｂ３Ｓｎ超電導線材 |
| JP5671324B2 (ja) | 2010-12-14 | 2015-02-18 | 株式会社Ｓｈカッパープロダクツ | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材の前駆体、Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材の前駆体の製造方法、Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材、及び超電導マグネットシステム |
| CN102142301B (zh) * | 2010-12-30 | 2012-09-26 | 西部超导材料科技有限公司 | 一种300～1000芯复合超导坯料组装方法 |
| EP3745428B1 (en) * | 2017-12-28 | 2023-08-02 | Joint-Stock Company "TVEL" | Blank for manufacturing a superconducting composite wire based on nb3sn |
| CN116460165B (zh) * | 2023-06-20 | 2024-03-19 | 西安聚能超导线材科技有限公司 | 一种钽管制备方法、钽管及超导线材 |
| CN116612930B (zh) * | 2023-07-20 | 2023-09-15 | 西安聚能超导线材科技有限公司 | 一种Nb3Sn超导线制备方法及超导线 |
| CN116682612A (zh) * | 2023-08-03 | 2023-09-01 | 西安聚能超导线材科技有限公司 | 一种增强青铜法Nb3Sn超导线材的制备方法 |
-
1995
- 1995-08-28 JP JP7218953A patent/JP3063025B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH08180752A (ja) | 1996-07-12 |
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