JP4697240B2 - Nb3Sn超電導線材の製造方法 - Google Patents
Nb3Sn超電導線材の製造方法 Download PDFInfo
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Description
直径10mmのSn−2質量%Ti製の丸棒を芯材2とし、この周囲にSn合金からなる芯材2とCuシート4を接触させるため、まず厚さ100μmのCuシート4を2周巻き付け、次に厚さ200μmのNb−5質量%Taシート3をCuシート4と重ねて、これを約16周巻き重ねてジェリーロール層5を形成した。さらに、その周りに拡散バリア層6として厚さ200μmのNb−5質量%Taシートを5周巻き、これをCu安定化層7となる内径23mm、外径26mmのCuパイプに入れて、図1の一次複合線材1を作製した。
直径10mmのSn−2質量%Ti製の丸棒を芯材2とし、この周囲にNb−5質量%Taシート3とCuシート4をあらかじめ圧延加工して一体化した厚さ300μmの複合シートを約16周巻き重ねてジェリーロール層5を形成した。さらにその周りに拡散バリア層6として厚さ200μmのNb−5質量%Taシートを5周巻き、これをCu安定化層7となる内径23mm、外径26mmの銅パイプに入れて一次複合線材1を作製した。
長さ15mm以上30mm以下に切断したNb合金シート23を、それぞれ数mmの間隔をおいてCuシート22上に重ねて、これを圧延加工して一体化した複合シート24を作製し、直径10mmのSn−2質量%Ti製の丸棒からなる芯材2の周囲に厚さ300μmの複合シート24を約16周巻き重ねてジェリーロール層25を形成した。これにより、Cuシート22が径方向にも一部連続した構造となり、径方向にもSnの拡散が可能となる。
実施例1で用いたSn合金芯材2の代わりに、Sn合金の周囲にあらかじめCuを被覆した芯材を用いて、実施例1と同様にNb3Sn超電導線材を作製した。作製したNb3Sn超電導線材を用い、実施例1と同様にして臨界電流値を測定したところ、実施例1と同程度の高いnon−Cu Jcが得られた。
2 芯材
3 NbまたはNb合金シート
4 CuまたはCu合金シート
5 ジェリーロール層
6 拡散バリア層
7 Cu安定化層
Claims (7)
- 芯材の周囲に金属シートを巻き付けて、Nb3Snを形成するためのジェリーロール層を形成し、これを縮径加工した後に熱処理してNb3Snを生成するNb3Sn超電導線材の製造方法であって、
前記芯材としてSnまたはSn合金を用い、
前記芯材にCuまたはCu合金シートを直接接触させて巻き付け、
前記芯材に直接接触させて巻き付けた前記CuまたはCu合金シートの周囲に、さらにNbまたはNb合金シートと前記CuまたはCu合金シートとを重ね合わせて巻き付け、
前記NbまたはNb合金シートと前記CuまたはCu合金シートの厚みの比率(NbまたはNb合金シートの厚み/CuまたはCu合金シートの厚み)が、1以上4以下であり、
前記ジェリーロール層中のNbと前記芯材中のSnとの体積比率(Nbの体積/Snの体積)が1.5以上2.5以下となるように、
前記ジェリーロール層を形成することを特徴とするNb3Sn超電導線材の製造方法。 - 前記NbまたはNb合金シートと前記CuまたはCu合金シートとを重ね合わせて巻き付けて形成する層は、前記NbまたはNb合金シートと前記CuまたはCu合金シートとをあらかじめ重ね合わせて圧延加工して一体化して複合シートを形成し、前記複合シートを巻き付けて形成した層であることを特徴とする請求項1に記載のNb 3 Sn超電導線材の製造方法。
- 前記NbまたはNb合金シートと前記CuまたはCu合金シートとを重ね合わせて巻き付けて形成する層は、前記NbまたはNb合金シートを所定の長さに短冊に切断したうえで所定の間隔で前記CuまたはCu合金シートに重ね合わせて貼り合わせ、これを圧延加工して一体化して複合シートを形成し、前記複合シートを巻き付けて形成した層であることを特徴とする請求項1に記載のNb 3 Sn超電導線材の製造方法。
- 前記芯材のSn合金に含まれる元素が、Ti、Zr、Ta、V、Cuのグループから選択される1種類または2種以上の元素からなる請求項1〜3いずれかに記載のNb3Sn超電導線材の製造方法。
- 前記Cu合金シートに含まれる元素が、Sn、Zn、Si、Al、Ni、Fe、Agのグループから選択される1種類または2種以上の元素からなる請求項1〜4いずれかに記載のNb3Sn超電導線材の製造方法。
- 前記Nb合金シートに含まれる元素が、Ta、Ti、Zr、Vのグループから選択される1種類または2種以上の元素からなる請求項1〜5いずれかに記載のNb3Sn超電導線材の製造方法。
- 前記芯材の周囲に前記ジェリーロール層を形成した後、これを伸線加工して縮径し、150℃以上650℃以下の温度領域を50時間以上150時間以下の時間をかけて昇温した後、さらに650℃以上750℃以下の温度で100時間以上200時間以下の条件で熱処理する請求項1〜6いずれかに記載のNb3Sn超電導線材の製造方法。
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