JP3107320B2 - 超電導線材の接続方法 - Google Patents
超電導線材の接続方法Info
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- JP3107320B2 JP3107320B2 JP03305292A JP30529291A JP3107320B2 JP 3107320 B2 JP3107320 B2 JP 3107320B2 JP 03305292 A JP03305292 A JP 03305292A JP 30529291 A JP30529291 A JP 30529291A JP 3107320 B2 JP3107320 B2 JP 3107320B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超電導線材の接続方法、
特にブロンズ法により製造されるＮｂ3 Ｓｎ超電導線材
の接続方法に関する。
特にブロンズ法により製造されるＮｂ3 Ｓｎ超電導線材
の接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法には表面
拡散法、ブロンズ法、インサイチュ（ｉｎ ｓｉｔｕ）
法、粉末法等があるが、工業的規模での超電導線の製造
にはブロンズ法が用いられている。
拡散法、ブロンズ法、インサイチュ（ｉｎ ｓｉｔｕ）
法、粉末法等があるが、工業的規模での超電導線の製造
にはブロンズ法が用いられている。
【０００３】ブロンズ法で製造される超電導線は図２の
ような構造を有している．すなわち、超電導線１は、Ｎ
ｂフィラメント２をブロンズ（Ｃｕ−Ｓｎ合金）のマト
リックス３中に埋め込み、外周をＮｂバリア４で被覆し
てサブマルチ線５とし、複数のサブマルチ線５をＣｕ安
定化材６の中に埋め込んで構成されている。図示しない
が、Ｎｂフィラメント２の表面に加熱拡散によりＮｂ3
Ｓｎ層が形成され、この層が超電導性を有する。
ような構造を有している．すなわち、超電導線１は、Ｎ
ｂフィラメント２をブロンズ（Ｃｕ−Ｓｎ合金）のマト
リックス３中に埋め込み、外周をＮｂバリア４で被覆し
てサブマルチ線５とし、複数のサブマルチ線５をＣｕ安
定化材６の中に埋め込んで構成されている。図示しない
が、Ｎｂフィラメント２の表面に加熱拡散によりＮｂ3
Ｓｎ層が形成され、この層が超電導性を有する。
【０００４】ブロンズ法で製造される、図２に示した構
造の超電導線（実際にはＮｂ3 Ｓｎ層が形成されていな
いもの）を接続するには、従来、図３に示すように、Ｃ
ｕ安定化材６ａ，６ｂ、Ｎｂバリア４ａ ，４ｂ、ブロ
ンズマトリックス３ａ，３ｂを硝酸等で溶解し、所要の
長さのＮｂフィラメント２ａ，２ｂを露出させ、露出し
たＮｂフィラメント２ａ，２ｂを撚り合わせて接合し、
Ｃｕ安定化材６ａ，６ｂの末端部と撚り合わせ部にブロ
ンズ管３１を被せ、その外側から、内部の撚り合わせた
Ｎｂフィラメント２ａ，２ｂとともに圧縮し、一体化さ
せる。その後、全体を加熱し、Ｎｂフィラメント２ａ，
２ｂの外周にＮｂ3 Ｓｎ層を生成させ、超電導性をもた
せる．
造の超電導線（実際にはＮｂ3 Ｓｎ層が形成されていな
いもの）を接続するには、従来、図３に示すように、Ｃ
ｕ安定化材６ａ，６ｂ、Ｎｂバリア４ａ ，４ｂ、ブロ
ンズマトリックス３ａ，３ｂを硝酸等で溶解し、所要の
長さのＮｂフィラメント２ａ，２ｂを露出させ、露出し
たＮｂフィラメント２ａ，２ｂを撚り合わせて接合し、
Ｃｕ安定化材６ａ，６ｂの末端部と撚り合わせ部にブロ
ンズ管３１を被せ、その外側から、内部の撚り合わせた
Ｎｂフィラメント２ａ，２ｂとともに圧縮し、一体化さ
せる。その後、全体を加熱し、Ｎｂフィラメント２ａ，
２ｂの外周にＮｂ3 Ｓｎ層を生成させ、超電導性をもた
せる．
【０００５】あるいは、ブロンズ管の代わりにＮｂ粉末
とＳｎ粉末の混合物を詰めたＮｂ管（スリーブ）を用
い、同様に圧縮成形して接合させた後、加熱拡散処理を
行う方法もある。この場合超電導化合物は、Ｎｂフィラ
メント表面、Ｎｂ管内面、Ｎｂ粉末の表面に生成する。
とＳｎ粉末の混合物を詰めたＮｂ管（スリーブ）を用
い、同様に圧縮成形して接合させた後、加熱拡散処理を
行う方法もある。この場合超電導化合物は、Ｎｂフィラ
メント表面、Ｎｂ管内面、Ｎｂ粉末の表面に生成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の方法で
は、Ｎｂフィラメントとブロンズ管の接触部にのみＮｂ
3 Ｓｎ層が生成されるから、接続部において充分な超電
導特性を得ることはできない。
は、Ｎｂフィラメントとブロンズ管の接触部にのみＮｂ
3 Ｓｎ層が生成されるから、接続部において充分な超電
導特性を得ることはできない。
【０００７】また、後者の方法では、加熱処理の際、Ｓ
ｎ粉末がＮｂ粉末より先に溶融し、Ｎｂ管内に空隙が生
じ、Ｎｂ粉末とＳｎ粉末の接触が充分行われないため、
Ｎｂ3 Ｓｎの連続した層が形成されず、やはり満足な超
電導接続はできない。
ｎ粉末がＮｂ粉末より先に溶融し、Ｎｂ管内に空隙が生
じ、Ｎｂ粉末とＳｎ粉末の接触が充分行われないため、
Ｎｂ3 Ｓｎの連続した層が形成されず、やはり満足な超
電導接続はできない。
【０００８】また、いずれの方法も接続がＮｂフィラメ
ントとブロンズ管またはニオブ管とで主に構成されるた
め、接続部の機械的強度が低い。
ントとブロンズ管またはニオブ管とで主に構成されるた
め、接続部の機械的強度が低い。
【０００９】それ故、本発明の目的は、接続部の充分な
超電導特性が得られる、ブロンズ法で製造される超電導
線材（超電導線を生成し得る線材をも包含する。以下同
様）の接続方法を実現することにある。
超電導特性が得られる、ブロンズ法で製造される超電導
線材（超電導線を生成し得る線材をも包含する。以下同
様）の接続方法を実現することにある。
【００１０】また、本発明の目的は、接続部の機械的強
度のすぐれた、ブロンズ法で製造される超電導線材の接
続方法を実現することにある。
度のすぐれた、ブロンズ法で製造される超電導線材の接
続方法を実現することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明では、接続部の充
分な超電導特性が得られ、また接続部の機械的強度の優
れたＮｂ3 Ｓｎ超電導線材の接続方法を実現するため、
接続すべき超電導線材の対応する端部を、それぞれ、線
材の軸に対し傾斜した、実質的に互いに平行な面に沿っ
て切断し、切り口付近のＮｂフィラメント以外の部分
を、平行な傾斜面が保たれる程度に除去して、Ｎｂフィ
ラメントの末端付近を突出させ、前記端部をＮｂスリー
ブ内に挿入して前記切り口を接触させ、前記Ｎｂスリー
ブを所定の温度に加熱した状態でその外側から前記端部
とともに圧縮成形して接合部を形成し、しかる後超電導
線材と前記接合部または前記接合部をＮｂ3 Ｓｎの生成
するのに充分な温度で加熱する。
分な超電導特性が得られ、また接続部の機械的強度の優
れたＮｂ3 Ｓｎ超電導線材の接続方法を実現するため、
接続すべき超電導線材の対応する端部を、それぞれ、線
材の軸に対し傾斜した、実質的に互いに平行な面に沿っ
て切断し、切り口付近のＮｂフィラメント以外の部分
を、平行な傾斜面が保たれる程度に除去して、Ｎｂフィ
ラメントの末端付近を突出させ、前記端部をＮｂスリー
ブ内に挿入して前記切り口を接触させ、前記Ｎｂスリー
ブを所定の温度に加熱した状態でその外側から前記端部
とともに圧縮成形して接合部を形成し、しかる後超電導
線材と前記接合部または前記接合部をＮｂ3 Ｓｎの生成
するのに充分な温度で加熱する。
【００１２】線材のＮｂフィラメント以外の部分のう
ち、ブロンズは硝酸等を用いて溶解することにより、除
去することができる。ブロンズの外周に通常設けられる
Ｃｕ等の安定材も、硝酸等を用いて溶解し、除去するこ
とができる。Ｎｂバリアは、硝酸では溶解されないが、
残存していても差し支えない。
ち、ブロンズは硝酸等を用いて溶解することにより、除
去することができる。ブロンズの外周に通常設けられる
Ｃｕ等の安定材も、硝酸等を用いて溶解し、除去するこ
とができる。Ｎｂバリアは、硝酸では溶解されないが、
残存していても差し支えない。
【００１３】Ｎｂフィラメントを露出させる部分の長さ
は、通常１００〜５００μｍ程度が適当である。
は、通常１００〜５００μｍ程度が適当である。
【００１４】接合部付近の圧縮成形は、通常３０〜６０
ｋｇ／ｍｍ2 の荷重で行う。１２０ｋｇ／ｍｍ2 を超え
る荷重では、線材の長手方向の変形（伸び）が起こり、
好ましくない。圧縮成形は、高温で行うのが好ましく、
３００〜５００℃の温度が適当である。
ｋｇ／ｍｍ2 の荷重で行う。１２０ｋｇ／ｍｍ2 を超え
る荷重では、線材の長手方向の変形（伸び）が起こり、
好ましくない。圧縮成形は、高温で行うのが好ましく、
３００〜５００℃の温度が適当である。
【００１５】Ｎｂ3 Ｓｎ生成のための加熱は通常、６０
０〜７００℃の温度で１００〜２００時間行う。
０〜７００℃の温度で１００〜２００時間行う。
【００１６】本発明は、加熱処理により超電導線を形成
し得る線材の接続ばかりでなく、すでに超電導特性を有
する線材、すなわち超電導線の接続にも適用できる。
し得る線材の接続ばかりでなく、すでに超電導特性を有
する線材、すなわち超電導線の接続にも適用できる。
【００１７】
【作用】本発明の接続方法では、線材の軸に対し斜めに
切断した切り口に突出したＮｂフィラメントが互いに接
触するとともに、切り口に露出したブロンズとも接触す
るから、ブロンズがＳｎの供給源となって、接合後に行
う加熱処理においてＮｂ3 Ｓｎの連続層がＮｂフィラメ
ントの表面に生成し、これにより超電導接続が行われ
る。斜めに切断した両側の線材の切り口をＮｂスリーブ
に挿入することにより、この切り口を介しての接合が確
実に行われる。
切断した切り口に突出したＮｂフィラメントが互いに接
触するとともに、切り口に露出したブロンズとも接触す
るから、ブロンズがＳｎの供給源となって、接合後に行
う加熱処理においてＮｂ3 Ｓｎの連続層がＮｂフィラメ
ントの表面に生成し、これにより超電導接続が行われ
る。斜めに切断した両側の線材の切り口をＮｂスリーブ
に挿入することにより、この切り口を介しての接合が確
実に行われる。
【００１８】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明のさらに具体的
な説明とする。 〔実施例１〕本発明による超電導線材の接続方法の一例
を図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図１（Ａ）に示すよう
に、まず、接続すべき超電導線材１ａ，１ｂは、軸に対
し約３５度傾斜した平行な平面１１ａ，１１ｂに沿って
切断される（以下、平面１１ａ，１１ｂを切断面と言
う）。超電導線材１ａ，１ｂ中のサブマルチ線を５ａ，
５ｂで示す。
な説明とする。 〔実施例１〕本発明による超電導線材の接続方法の一例
を図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図１（Ａ）に示すよう
に、まず、接続すべき超電導線材１ａ，１ｂは、軸に対
し約３５度傾斜した平行な平面１１ａ，１１ｂに沿って
切断される（以下、平面１１ａ，１１ｂを切断面と言
う）。超電導線材１ａ，１ｂ中のサブマルチ線を５ａ，
５ｂで示す。
【００１９】切断面１１ａ，１１ｂ付近のブロンズマト
リックス３ａ，３ｂ及びその外側のＣｕ安定化材６ａ，
６ｂを室温において硝酸で溶解して、図１（Ｂ）に示す
ように、Ｎｂフィラメント２ａ，２ｂを約２００μｍ突
出させる。処理された新たな切り口を１２ａ，１２ｂで
示す。
リックス３ａ，３ｂ及びその外側のＣｕ安定化材６ａ，
６ｂを室温において硝酸で溶解して、図１（Ｂ）に示す
ように、Ｎｂフィラメント２ａ，２ｂを約２００μｍ突
出させる。処理された新たな切り口を１２ａ，１２ｂで
示す。
【００２０】次に、図１（Ｃ）に示すように、傾斜した
切り口１２ａ，１２ｂを持つ線材の端末をＮｂスリーブ
１３に挿入し、超電導線材１ａ，１ｂ（以下、線材１
ａ，１ｂと記す）を両側から押し込んで、突出した末端
部のＮｂフィラメント２ａ，２ｂを互いに接触させる。
さらに、Ｎｂスリーブ１３を外側から圧縮して、線材１
ａ，１ｂの端末部とともに圧縮成形し、それらを一体化
させる。圧縮成形は４５ｋｇ／ｍｍ2 の荷重により温度
４５０℃で３０分間行った。
切り口１２ａ，１２ｂを持つ線材の端末をＮｂスリーブ
１３に挿入し、超電導線材１ａ，１ｂ（以下、線材１
ａ，１ｂと記す）を両側から押し込んで、突出した末端
部のＮｂフィラメント２ａ，２ｂを互いに接触させる。
さらに、Ｎｂスリーブ１３を外側から圧縮して、線材１
ａ，１ｂの端末部とともに圧縮成形し、それらを一体化
させる。圧縮成形は４５ｋｇ／ｍｍ2 の荷重により温度
４５０℃で３０分間行った。
【００２１】こうして線材１ａ，１ｂは接合され、Ｎｂ
フィラメント２ａ，２ｂ、ブロンズマトリックス３ａ，
３ｂ、Ｎｂバリア４ａ，４ｂ、Ｃｕ安定化材６ａ，６ｂ
がそれぞれ互いに接触する。
フィラメント２ａ，２ｂ、ブロンズマトリックス３ａ，
３ｂ、Ｎｂバリア４ａ，４ｂ、Ｃｕ安定化材６ａ，６ｂ
がそれぞれ互いに接触する。
【００２２】この状態ではＮｂフィラメント２ａ，２ｂ
の表面にはまだＮｂ3 Ｓｎが生成していないので、線材
１ａ，１ｂは接合部を含め超電導性をもっていないか
ら、線材１ａ，１ｂを接合部とともに、６８０℃で２０
０時間加熱し、ブロンズマトリックス３ａ，３ｂ中のＳ
ｎとの反応により、Ｎｂフィラメント２ａ，２ｂ（接合
部を含む）の表面に連続したＮｂ3 Ｓｎ層を生成させ
る。これで超電導線材１ａ，１ｂの接続が完了する。
の表面にはまだＮｂ3 Ｓｎが生成していないので、線材
１ａ，１ｂは接合部を含め超電導性をもっていないか
ら、線材１ａ，１ｂを接合部とともに、６８０℃で２０
０時間加熱し、ブロンズマトリックス３ａ，３ｂ中のＳ
ｎとの反応により、Ｎｂフィラメント２ａ，２ｂ（接合
部を含む）の表面に連続したＮｂ3 Ｓｎ層を生成させ
る。これで超電導線材１ａ，１ｂの接続が完了する。
【００２３】
【発明の効果】本発明の超電導線材の接続方法による
と、ブロンズ法で製造される超電導線材（超電導線を生
成し得る線材をも包含する）の接続部において充分な超
電導特性が得られる。
と、ブロンズ法で製造される超電導線材（超電導線を生
成し得る線材をも包含する）の接続部において充分な超
電導特性が得られる。
【００２４】また、ブロンズ法で製造される超電導線材
を本発明により接続した接続部は、機械的強度がすぐれ
ている。
を本発明により接続した接続部は、機械的強度がすぐれ
ている。
【図１】図１（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明による超電導
線材の接続方法の一実施例を示す断面図である。
線材の接続方法の一実施例を示す断面図である。
【図２】図２は、ブロンズ法により製造される超電導線
材の説明図である。
材の説明図である。
【図３】図３は、従来の超電導線材の接続方法を示す説
明図である。
明図である。
１ 超電導線、超電導線材 ２ Ｎｂフィラメント ２ａ，２ｂ Ｎｂフィラメント ３ ブロンズマトリックス ３ａ，３ｂ ブロンズマトリックス ４ Ｎｂバリア ４ａ，４ｂ Ｎｂバリア ５ サブマルチ線 ５ａ，５ｂ サブマルチ線 ６ Ｃｕ安定化材 ６ａ，６ｂ Ｃｕ安定化材 １１ａ，１１ｂ 切断面 １２ａ，１２ｂ 切り口 １３ Ｎｂスリーブ ３１ ブロンズ管
Claims (1)
- 【請求項１】複数のＮｂフィラメントとその外周を囲む
Ｃｕ−Ｓｎ合金から成り、超電導性のＮｂ3 Ｓｎ層を表
面に生成し得るまたは生成した線材の接続方法におい
て、 前記線材の接続すべき端部を、それぞれ、線材の軸に対
し傾斜した、実質的に互いに平行な平面に沿って切断
し、 この切断面付近のＮｂフィラメント以外の部分を除去し
て、Ｎｂフィラメントの末端部付近を僅かに突出させ、 前記端部付近をＮｂスリーブ内に挿入して前記切断面を
前記Ｎｂスリーブ内で接触させ、 前記Ｎｂスリーブを所定の温度に加熱した状態でその外
側から前記端部とともに圧縮成形して接合部を形成し、 前記線材と前記接合部または前記接合部を、Ｎｂ 3 Ｓｎ
が生成するのに充分な温度に加熱することを特徴とす
る、超電導線材の接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03305292A JP3107320B2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 超電導線材の接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03305292A JP3107320B2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 超電導線材の接続方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121107A JPH05121107A (ja) | 1993-05-18 |
| JP3107320B2 true JP3107320B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=17943348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03305292A Expired - Fee Related JP3107320B2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 超電導線材の接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3107320B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105048237B (zh) * | 2015-08-20 | 2018-04-10 | 西北有色金属研究院 | 一种MgB2超导线材的连接方法 |
| JP7294040B2 (ja) * | 2018-11-12 | 2023-06-20 | 住友電気工業株式会社 | 超電導線材接続構造及び超電導線材接続構造の製造方法 |
| CN110212393B (zh) * | 2019-03-21 | 2024-02-20 | 安费诺电子装配（厦门）有限公司 | 一种直线斜切线缆剥皮装置 |
-
1991
- 1991-10-24 JP JP03305292A patent/JP3107320B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05121107A (ja) | 1993-05-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |