JP4034802B2 - 超電導線材製造用NbまたはNb基合金棒およびNb3Sn超電導線材の製造方法 - Google Patents
超電導線材製造用NbまたはNb基合金棒およびNb3Sn超電導線材の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4034802B2 JP4034802B2 JP2005337821A JP2005337821A JP4034802B2 JP 4034802 B2 JP4034802 B2 JP 4034802B2 JP 2005337821 A JP2005337821 A JP 2005337821A JP 2005337821 A JP2005337821 A JP 2005337821A JP 4034802 B2 JP4034802 B2 JP 4034802B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- based alloy
- superconducting wire
- wire
- producing
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
- C22C27/02—Alloys based on vanadium, niobium, or tantalum
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
- H01B12/02—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by their form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/02—Alloys based on copper with tin as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0184—Manufacture or treatment of devices comprising intermetallic compounds of type A-15, e.g. Nb3Sn
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49014—Superconductor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
(a)前記熱間加工または冷間加工された円柱状のNbまたはNb基合金棒を用い、Cu若しくはCu基合金およびSn若しくはSn基合金と、或いはCu−Sn基合金と複合化して超電導線材製造用複合材とする工程と、
(b)前記複合化された超電導線材製造用複合材を、縮径加工して線材化して超電導線材製造用前駆体線材とする工程と、
(c)前記超電導線材製造用前駆体線材を熱処理して超電導相を形成する工程と、
を含んでなる点に要旨を有するものである。
(a)前記熱間加工または冷間加工された円柱若しくは略円柱状のNbまたはNb基合金棒を用い、Cu若しくはCu基合金およびSn若しくはSn基合金と、或いはCu−Sn基合金と複合化して超電導線材製造用複合材料とする工程、
(b)前記複合化された超電導線材製造用複合材料を、縮径加工して線材化して超電導線材製造用前駆体線材とする工程と、
(c)前記超電導線材製造用前駆体線材を熱処理して超電導相を形成する工程と、
この製造方法においては、円柱若しくは略円柱状のNbまたはNb基合金棒を、例えばCu若しくはCu基合金およびSn若しくはSn基合金と、或はCu−Sn基合金と複合化して前記超電導線材製造用複合材(前記図1、2)とすることによってブロンズ法または内部拡散法に適用できるものとなる。また、円柱若しくは略円柱状のNbまたはNb基合金棒を用い、これを円筒状若しくは円筒状に加工した後、Cu若しくはCu基合金およびSn若しくはSn基合金と複合化して前記超電導線材製造用複合材(前記図3、4)とすることによって、粉末法またはチューブ法に適用できるものとなる。尚、粉末法を適用するに当っては、Snを主体とする粉末(例えば、Ta−Sn粉末)を用いることになるがあるが、複合化するときのSn基合金とはこうした粉末をも含む趣旨である。
内径が300mmの円筒状鋳型を用いてNb棒を鋳造し、下記(A)または(B)の条件にて最終径が14mmとなるまで圧延を行なった。このとき得られたNb棒は、EB(エレクトロンビーム)による溶解条件制御、具体的には、ビームの強度、ビームの断面積、ビーム出力と溶解回数、および溶解時の真空度等を制御することによって不可避的不純物を低減したものであり、C:30ppm、N:20ppm、O:20ppm、H:10ppmである。圧延後のNb棒における平均結晶粒径を測定したところ、いずれの条件で得られたものも100μmであった。
(A)圧延断面形状が円形の圧延装置で4パス熱間圧延後、圧延断面形状が楕円形の圧延装置で4パス熱間圧延(Nb棒A)
(B)圧延断面形状が円形の圧延装置で4パス熱間圧延(Nb棒B)
液体ヘリウム中で18Tの外部磁場の下、試料(超電導線材)に通電し、4端子法によって発生電圧を計測し、この値が0.1μV/cmの電界が発生した電流値(臨界電流Ic)を線材の非Cu部当りの断面積で除して臨界電流密度Jcを求めた。
臨界電流を求めたのと同じ計測によって得られた(Ic−V)曲線において、0.1μV/cmと1.0μV/cmの間のデータを両対数表示し、その傾きとして求めた。尚、上記電流と電圧の関係は、経験的に下記(1)式のような近似式で表されるが、この式に基づいてnの値(即ち、「n値」)を求めたものである。
V=Vc(Iop/Ic)n…(1)
但し、IopおよびIcは、夫々マグネットの運転電流、線材の臨界電流であり、VcはIcを定義する基準電圧である。
液体ヘリウム中で外部磁場を±3T掃引してピックアップコイル法により得られた磁化曲線の面積として求めた。
内径が300mmの円筒状鋳型を用いてNb−7.5質量%Ta合金棒を鋳造し、下記(C)または(D)の条件にて最終径が55mmとなるまで圧延を行なった。このとき得られたNb棒は、EBによる溶解条件を制御することによって不可避的不純物を低減したものであり、C:20ppm、N:20ppm、O:30ppm、H:10ppmである。圧延後のNb合金棒における平均結晶粒径を測定したところ、いずれの条件で得られたものも150μmであった。
(C)圧延断面形状が円形の圧延装置で4パス熱間圧延後、圧延断面形状が矩形の圧延装置で4パス熱間圧延(Nb基合金棒C)
(D)圧延断面形状が円形の圧延装置で4パス熱間圧延(Nb基合金棒D)
2,9 NbまたはNb基合金からなる芯材
3,10 NbまたはNb基合金からなるパイプ状部材
4,8 SnまたはSn基合金からなる芯材
5,6 Cuパイプ
7 CuまたはCu基合金からなる母材
11 粉末コア部
Claims (8)
- 超電導線材を製造するために用いられるNbまたはNb基合金棒であって、断面が円形である鋳型にて鋳造した後、断面形状が円形である加工装置によって熱間加工または冷間加工し、円柱状に形成されたものであることを特徴とする超電導線材製造用NbまたはNb基合金棒。
- 熱間加工または冷間加工を行なうに際して、全工程を円形に維持されるように形成されてなる請求項1に記載の超電導線材製造用NbまたはNb基合金棒。
- 平均結晶粒径が5〜100μmである請求項1または2に記載の超電導線材製造用NbまたはNb基合金棒。
- 炭素、窒素、酸素および水素よりなる群から選ばれる1種または2種以上の元素の濃度が200ppm以下である請求項1〜3のいずれかに記載の超電導線材製造用NbまたはNb基合金棒。
- Ti,Ta,ZrおよびHfよりなる群から選択される1種または2種以上を0.1〜20質量%含有するものである請求項1〜4に記載の超電導線材製造用NbまたはNb基合金棒。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の超電導線材製造用NbまたはNb基合金棒を用いてNb3Sn系超電導線材を製造するに当り、
(a)前記熱間加工または冷間加工された円柱状のNbまたはNb基合金棒を用い、Cu若しくはCu基合金およびSn若しくはSn基合金と、或いはCu−Sn基合金と複合化して超電導線材製造用複合材とする工程と、
(b)前記複合化された超電導線材製造用複合材を、縮径加工して線材化して超電導線材製造用前駆体線材とする工程と、
(c)前記超電導線材製造用前駆体線材を熱処理して超電導相を形成する工程と、
を含んでなることを特徴とするNb3Sn超電導線材の製造方法。 - 円柱状のNbまたはNb基合金棒を、Cu若しくはCu基合金およびSn若しくはSn基合金と、或はCu−Sn基合金と複合化して前記超電導線材製造用複合材とするブロンズ法または内部拡散法が適用される請求項6に記載の製造方法。
- 円柱状のNbまたはNb基合金棒を用い、これを円筒状に加工した後、Cu若しくはCu基合金およびSn若しくはSn基合金と複合化して前記超電導線材製造用複合材とする粉末法またはチューブ法が適用される請求項6に記載の製造方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005337821A JP4034802B2 (ja) | 2005-11-22 | 2005-11-22 | 超電導線材製造用NbまたはNb基合金棒およびNb3Sn超電導線材の製造方法 |
CN2006800434771A CN101313373B (zh) | 2005-11-22 | 2006-11-01 | 超导线材制造用Nb类棒状材料及Nb3Sn超导线材的制造方法 |
KR1020087012101A KR20080061403A (ko) | 2005-11-22 | 2006-11-01 | 초전도 선재 제조용 Nb계 막대 형상재 및 Nb3Sn초전도 선재의 제조 방법 |
US12/083,247 US20090258788A1 (en) | 2005-11-22 | 2006-11-01 | Nb-Based Rod Material for Producing Superconducting Wire Material and Method of Producing Nb3Sn Superconducting Wire Material |
PCT/JP2006/321839 WO2007060819A1 (ja) | 2005-11-22 | 2006-11-01 | 超電導線材製造用Nb系棒状材およびNb3Sn超電導線材の製造方法 |
EP06822768A EP1953769A1 (en) | 2005-11-22 | 2006-11-01 | Nb-CONTAINING ROD-SHAPED MATERIAL FOR USE IN MANUFACTURE OF SUPERCONDUCTING WIRE AND METHOD FOR MANUFACTURE OF Nb3Sn SUPERCONDUCTING WIRE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005337821A JP4034802B2 (ja) | 2005-11-22 | 2005-11-22 | 超電導線材製造用NbまたはNb基合金棒およびNb3Sn超電導線材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007141796A JP2007141796A (ja) | 2007-06-07 |
JP4034802B2 true JP4034802B2 (ja) | 2008-01-16 |
Family
ID=38067055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005337821A Expired - Fee Related JP4034802B2 (ja) | 2005-11-22 | 2005-11-22 | 超電導線材製造用NbまたはNb基合金棒およびNb3Sn超電導線材の製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090258788A1 (ja) |
EP (1) | EP1953769A1 (ja) |
JP (1) | JP4034802B2 (ja) |
KR (1) | KR20080061403A (ja) |
CN (1) | CN101313373B (ja) |
WO (1) | WO2007060819A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
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 |
CN102082009B (zh) * | 2010-12-28 | 2012-05-30 | 西部超导材料科技有限公司 | 一种青铜法Nb3Sn超导线材的制备工艺 |
GB2498999A (en) * | 2012-02-02 | 2013-08-07 | Siemens Plc | Mechanical superconducting switch |
EP2808873A1 (de) * | 2013-05-28 | 2014-12-03 | Nexans | Elektrisch leitfähiger Draht und Verfahren zu seiner Herstellung |
RU2547814C1 (ru) * | 2013-12-04 | 2015-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "НАНОЭЛЕКТРО" | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Nb3Sn СВЕРХПРОВОДНИКА МЕТОДОМ ВНУТРЕННЕГО ИСТОЧНИКА ОЛОВА |
DE102015203305A1 (de) * | 2015-02-24 | 2016-08-25 | Bruker Eas Gmbh | Halbzeugdraht mit PIT-Elementen für einen Nb3Sn-haltigen Supraleiterdraht und Verfahren zur Herstellung des Halbzeugdrahts |
GB2540729B (en) * | 2015-05-01 | 2018-03-21 | Oxford Instruments Nanotechnology Tools Ltd | Superconducting magnet |
CN106298059B (zh) * | 2016-08-11 | 2017-12-22 | 西部超导材料科技股份有限公司 | 一种内锡法Nb3Sn复合超导线材最终坯料的组装方法 |
CN110722014B (zh) * | 2019-10-21 | 2021-04-09 | 青岛理工大学 | 一种Nb锭坯、Nb棒的制备方法及其应用 |
CN111105901B (zh) * | 2019-12-23 | 2022-03-08 | 福建师范大学 | 一种改良型青铜法Nb3Sn超导线材的制备方法 |
CN111262051B (zh) * | 2020-03-13 | 2021-01-29 | 中国科学院电工研究所 | 一种内锡工艺的Nb3Sn超导线接头及其制备方法 |
CN115747597B (zh) * | 2022-11-23 | 2024-02-27 | 西部超导材料科技股份有限公司 | 一种NbTaHf合金铸锭及其制备方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5424109B2 (ja) * | 1973-02-27 | 1979-08-18 | ||
US3838503A (en) * | 1972-07-12 | 1974-10-01 | Atomic Energy Commission | Method of fabricating a composite multifilament intermetallic type superconducting wire |
JPS5216997A (en) | 1975-07-31 | 1977-02-08 | Toshiba Corp | Processing method of multi-superconductor |
JPS62174354A (ja) | 1986-01-25 | 1987-07-31 | Natl Res Inst For Metals | Ti添加Nb3Sn複合超電導線材の製造法 |
JPH03238158A (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Nb―Ti系合金のアーク溶解鋳造方法 |
JPH03283320A (ja) | 1990-03-30 | 1991-12-13 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | Nb↓3Sn多芯超電導線の製造方法 |
JP2865798B2 (ja) * | 1990-04-20 | 1999-03-08 | 株式会社フジクラ | Cu−Nb合金導体からなるマグネットワイヤの製造方法 |
WO2001096620A2 (en) * | 2000-05-22 | 2001-12-20 | Cabot Corporation | High purity niobium and products containing the same, and methods of making the same |
US6583362B2 (en) * | 2001-11-05 | 2003-06-24 | General Electric Company | Zirconia-stabilized multi-filamentary niobium-tin superconducting wire |
ITTO20020927A1 (it) * | 2002-10-23 | 2004-04-24 | Europa Metalli Spa | Metodo di composizione a freddo di un semilavorato per l'ottenimento di cavi superconduttori ad elevate prestazioni, in particolare in niobio-titanio. |
JP2004342561A (ja) * | 2003-05-19 | 2004-12-02 | Kobe Steel Ltd | Nb▲3▼Sn超電導線材 |
JP4523861B2 (ja) * | 2005-03-10 | 2010-08-11 | 株式会社神戸製鋼所 | Nb3Sn超電導線材の製造方法 |
-
2005
- 2005-11-22 JP JP2005337821A patent/JP4034802B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-11-01 KR KR1020087012101A patent/KR20080061403A/ko not_active Application Discontinuation
- 2006-11-01 CN CN2006800434771A patent/CN101313373B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-11-01 EP EP06822768A patent/EP1953769A1/en not_active Withdrawn
- 2006-11-01 US US12/083,247 patent/US20090258788A1/en not_active Abandoned
- 2006-11-01 WO PCT/JP2006/321839 patent/WO2007060819A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20080061403A (ko) | 2008-07-02 |
CN101313373A (zh) | 2008-11-26 |
CN101313373B (zh) | 2011-09-07 |
JP2007141796A (ja) | 2007-06-07 |
WO2007060819A1 (ja) | 2007-05-31 |
EP1953769A1 (en) | 2008-08-06 |
US20090258788A1 (en) | 2009-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4034802B2 (ja) | 超電導線材製造用NbまたはNb基合金棒およびNb3Sn超電導線材の製造方法 | |
JP4523861B2 (ja) | Nb3Sn超電導線材の製造方法 | |
EP2696381B1 (en) | Niobium-titanium based superconducting wire | |
JP4227143B2 (ja) | Nb3Sn超電導線材およびそのための前駆体 | |
EP1780812A2 (en) | Internal diffusion process Nb3Sn superconducting wire | |
JP2007214002A (ja) | Nb3Sn超電導線材の製造方法およびそのための前駆体 | |
EP2713413A2 (en) | Nb3Sn superconducting wire and precursor of same | |
JP7148103B2 (ja) | Nb3Sn超伝導線材用前駆体、その製造方法、および、それを用いたNb3Sn超伝導線材の製造方法 | |
US7887644B2 (en) | Superconductive elements containing copper inclusions, and a composite and a method for their production | |
JP4193194B2 (ja) | Nb3Sn超伝導線材の製造方法 | |
JP4727914B2 (ja) | Nb3Sn超電導線材およびその製造方法 | |
JP4791346B2 (ja) | Nb3Sn超電導線材およびそのための前駆体並びに前駆体用Nb複合単芯線 | |
Hishinuma et al. | Study of RHQT-processed Nb3Al multifilamentary rectangular tape strand to be applied to a fusion magnet | |
JP5069948B2 (ja) | 超電導線材製造用NbまたはNb基合金シートおよび超電導線材製造用前駆体 | |
JP4723327B2 (ja) | 粉末法Nb3Sn超電導線材の製造方法およびそのための前駆体 | |
JP2004342561A (ja) | Nb▲3▼Sn超電導線材 | |
JP4476800B2 (ja) | Nb3Sn超電導線材の製造方法 | |
JP2003115226A (ja) | Nb▲3▼Sn超電導線材の製造方法 | |
JP2001357734A (ja) | Nb▲3▼Sn超電導線材およびそれを用いた超電導マグネット | |
JP2007220493A (ja) | Nb3Sn超電導線材の製造方法およびそのための前駆体 | |
JP2008047386A (ja) | Nb3Sn超電導線材およびその製造方法 | |
JP2007173102A (ja) | Nb3Sn超電導線材製造用前駆体およびその製造方法 | |
JP2006085986A (ja) | Nb3Sn超電導線材の製造方法およびそのための複合線材 | |
JP2004214018A (ja) | Nb3Sn線材の製造方法 | |
JPH0528859A (ja) | Nb3Sn系超電導線材の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070402 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071023 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071025 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101102 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4034802 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131102 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |