JP5904482B2 - Nb3Al超伝導線の前駆体線及びNb3Al超伝導線並びにNb3Al超伝導線の前駆体線の製造方法及びNb3Al超伝導線の製造方法 - Google Patents
Nb3Al超伝導線の前駆体線及びNb3Al超伝導線並びにNb3Al超伝導線の前駆体線の製造方法及びNb3Al超伝導線の製造方法 Download PDFInfo
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Description
(1)前駆体線の伸線加工を阻害しない良好な伸線加工性(塑性変形能)を有すること、
(2)Nb/Al複合体フィラメント領域をbcc相過飽和固溶体フィラメントにいったん変換するために自己通電加熱方式によって1900℃以上で5秒以内で行うreel−to−reelの通線・熱処理中に前駆体線がクリープ破断しないように高温でも良好な力学特性を有して力学的補強材として作用すること、
(3)通線・熱処理中にNb/Al複合体フィラメント領域と反応しないこと、すなわち、急冷した後の過飽和固溶体の生成を阻害しないだけでなく、最終的なNb3Alに固溶して超伝導特性を劣化させないこと、
が挙げられる。
(1)Nbにほぼ匹敵する冷間伸線加工性、
(2)Nbより融点が高いことから約1950℃ではNbよりもむしろ高いクリープ強度、
(3)通線・熱処理中におけるNb/Al複合体領域との非反応性、
などの好都合な性質を兼ね備える。
フィラメント被覆層を設けた構成となっている。
<実施形態1>
(第1工程)
まず、第1工程として、図11に示すCu/Ta/(Nb/Al複合体)シングル線を成形した。
(第2工程)
次に、第2工程では、図11に示すように、内部安定化材フィラメント六角線と、六角シングル線を併せて前駆体線を成形した。
<実施形態2>
(第1工程)
まず、第1工程として、Cu/Ta/(Nb/Al複合体)六角シングル線を成形する。
(第2工程)
第2工程として、Cuダミーフィラメント被覆層16で被覆したTaダミーフィラメント9は円柱状のTaロッドをCuパイプの中に挿入して伸線加工し、上記Cu/Ta/(Nb/Al複合体)六角シングル線成形に使用した同一寸法の六角ダイスで伸線して成形した。
<実施形態3>
高融点金属であるNbやTaと比べて格段に柔らかく延性に富むCuやAgをフィラメント間バリアに採用していることが本発明の様々な効果の源である。従来駆体線の伸線加工性を劣化させる原因であったTa/Ta界面がなくなることとTaと比べて格段に柔らかく延性に富むCuまたはAgをフィラメント間バリアに用いることがあいまって、前駆体線の伸線加工性を顕著に改善できることを実施形態1及び実施形態2で述べた。
2 外皮:Ta
3 Nb/Al複合体フィラメント領域
4 フィラメント間バリア:Nb
5 フィラメント間バリア:Ta
6 フィラメント間バリア:Cu
7 フィラメント間バリア:Ag
8 ダミーフィラメント:Nb
9 ダミーフィラメント:Ta
10 内部安定化材フィラメント:Cu
11 内部安定化材フィラメント:Ag
12 内部安定化材フィラメント被覆層:Nb
13 内部安定化材フィラメント被覆層:Ta
14 隔壁:Nb
15 隔壁:Ta
16 ダミーフィラメント被覆層:Cu
17 ダミーフィラメント被覆層:Ag
Claims (14)
- NbとAlとのモル比が3:1で混合されたNbとAlの複合体からなるNb/Al複合体フィラメント領域と、超伝導フィラメントの電磁的結合を有効に断ち切るために前記Nb/Al複合体フィラメント領域の外側に被覆されるCu又はAgからなるフィラメント間バリア材と、前記フィラメント間バリア材が前記Nb/Al複合体フィラメント領域と反応して非超伝導化合物を生成するのを防止するために前記Nb/Al複合体フィラメント領域と前記フィラメント間バリア材との間に設けられるNb又はTaからなる隔壁を備えたシングル線を複数集合させた集合体の周囲を、Nb又はTaからなる外皮で被覆して構成され、前記シングル線におけるCu又はAgの体積率が7〜25%であり、前記フィラメント間バリア材にCuを用いた場合には、前記隔壁に厚さが5μm以上のTaを隔壁材として用い、また前記フィラメント間バリア材にAgを用いた場合には、前記隔壁に厚さが1μm以上のNb又はTaを隔壁材として用いることを特徴とする、急熱急冷変態法によるNb3Al超伝導線製造用の前駆体線。
- 前記集合体の内部に、Nb又はTaからなる内部安定化材フィラメント被覆層で被覆されたCu又はAgからなる内部安定化材フィラメントを配置したことを特徴とする請求項1に記載のNb3Al超伝導線製造用の前駆体線。
- 前記集合体の内部に、Cu又はAgからなるダミーフィラメント被覆層で被覆したNb又はTaからなるダミーフィラメントを配置したことを特徴とする請求項1に記載のNb3Al超伝導線製造用の前駆体線。
- 前記フィラメント間バリアにCuを用いたときに、前記外皮の材質をTaとすることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のNb3Al超伝導線製造用の前駆体線。
- 前記フィラメント間バリアにAgを用いたときに、前記外皮の材質をNb又はTaとすることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のNb3Al超伝導線製造用の前駆体線。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載のNb 3 Al超伝導線製造用の前駆体線のNb/Al複合体フィラメント領域が急熱急冷変態法によりNb 3 Alフィラメントに変換されていることを特徴とするNb 3 Al超伝導線。
- 請求項1に記載のNb 3 Al超伝導線製造用の前駆体線を製造する方法であって、NbとAlとのモル比が3:1で混合されたNbとAlとの複合体からなるNb/Al複合体フィラメント領域を、隔壁とするためのNb又はTaからなる金属シートで巻き込み、これをフィラメント間バリア層とするためのCu又はAgからなるパイプに充填して六角シングル線に伸線加工した後、複数本に切断し、次いでこの六角シングル線複数本を集合体とし、この集合体の周りを外皮とするためのNb又はTaからなる金属シートで巻き込み、これをCuパイプ又はCu合金パイプに充填して細線に伸線加工し、最外層のCu又はCu合金をエッチングにより除去することを特徴とするNb 3 Al超伝導線製造用の前駆体線の製造方法。
- 前記集合体を、前記六角シングル線と、Nb又はTaからなる内部安定化材フィラメント被覆層で被覆したCu又はAgからなる内部安定化材フィラメントを伸線加工した内部安定化材フィラメント六角線とで構成することを特徴とする請求項7に記載のNb 3 Al超伝導線製造用の前駆体線の製造方法。
- 前記集合体の中心部を前記内部安定化材フィラメント六角線とし、その周囲を前記六角シングル線とすることを特徴とする請求項8に記載のNb 3 Al超伝導線製造用の前駆体線の製造方法。
- 前記集合体を、前記六角シングル線と、Cu又はAgからなるダミーフィラメント被覆層で被覆したNb又はTaからなるダミーフィラメントを伸線加工したダミーフィラメント六角線とで構成することを特徴とする請求項7に記載のNb 3 Al超伝導線製造用の前駆体線の製造方法。
- 前記集合体の中心部を前記ダミーフィラメント六角線とし、その周囲を前記六角シングル線とすることを特徴とする請求項10に記載のNb3Al超伝導線製造用の前駆体線の製造方法。
- 前記フィラメント間バリアにCuを用いたときに、前記外皮の材質をTaとすることを特徴とする請求項7から11のいずれか一項に記載のNb3Al超伝導線製造用の前駆体線の製造方法。
- 前記フィラメント間バリアにAgを用いたときに、前記外皮の材質をNb又はTaとすることを特徴とする請求項7から11のいずれか一項に記載のNb3Al超伝導線製造用の前駆体線の製造方法。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載のNb 3 Al超伝導線製造用の前駆体線を、1900℃以上で5秒以内の熱処理後に、500℃以下に急冷し、その後700〜900℃で追加熱処理することを特徴とするNb 3 Al超伝導線の製造方法。
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