JP6585519B2 - Nb3Sn超電導線材製造用前駆体、およびNb3Sn超電導線材の製造方法 - Google Patents
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外周に安定化銅層を設けた筒状拡散バリア層を有し、該筒状拡散バリア層内に複合線材群を有する複合部材からなるNb3Sn超電導線材の前駆体であって、
前記複合線材群は、下記(a)および(b)の2種類のエレメント線材を有しており、下記(a)のNbエレメント線材中のNb若しくはNb基合金芯と補強用金属芯との合計断面積に占める前記補強用金属芯の断面積の割合が15〜40面積%であることを特徴とする。
(a)複数のNb若しくはNb基合金芯と、単数または複数の補強用金属芯が、Cu若しくはCu基合金マトリクスに埋設された複数のNbエレメント線材、
(b)単数のSn若しくはSn基合金芯がCu若しくはCu基合金マトリクスに埋設された複数のSnエレメント線材。
下記の手順に従って、前記図4に準じた断面形状の前駆体を作製した。まず外径:32.8mm、内径:29.0mmのCu製パイプ内に、外径:28.0mmのNb芯を挿入した後、縮径加工して六角断面形状(六角対辺:2.3mm)のCu/Nb複合単芯線を作製して矯正後、1.0mの長さに裁断した。
温度4.2Kの液体ヘリウム中で、12T(テスラ)の外部磁場の下、試料としての超電導線材に通電し、4端子法によって発生電圧を測定し、この値が0.1μV/cmの電界が発生した臨界電流Icを測定し、この電流値を、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。
下記の手順に従って、前記図4に準じた断面形状の前駆体を作製した。まず外径:32.8mm、内径:29.0mmのCu製パイプ内に、外径:28.0mmのNb芯を挿入した後、縮径加工して六角断面形状(六角対辺:2.3mm)のCu/Nb複合単芯線を作製して矯正後、1.0mの長さに裁断した。
下記の手順に従って、前記図3に準じた断面形状の前駆体を作製した。まず外径:32.8mm、内径:29.0mmのCu製パイプ内に、外径:28.0mmのNb芯を挿入した後、縮径加工して六角断面形状(六角対辺:2.3mm)のCu/Nb複合単芯線を作製して矯正後、1.0mの長さに裁断した。
下記の手順に従って、前記図4に準じた断面形状の前駆体を作製した。まず外径:32.8mm、内径:29.0mmのCu製パイプ内に、外径:28.0mmのNb芯を挿入した後、縮径加工して六角断面形状(六角対辺:2.3mm)のCu/Nb複合単芯線を作製して矯正後、1.0mの長さに裁断した。
下記の手順に従って、前記図2に準じた断面形状の前駆体を作製した。まず外径:32.8mm、内径:29.0mmのCu製パイプ内に、外径:28.0mmのNb芯を挿入した後、縮径加工して六角断面形状(六角対辺:2.3mm)のCu/Nb複合単芯線を作製して矯正後、1.0mの長さに裁断した。これを121本(前記図2では19本)束ね、外径:32.8mm、内径:29.0mmのCu製パイプ内に挿入して伸線し、六角断面形状(六角対辺:2.0mm)のCu/Nb複合多芯線、即ちNbエレメント線材7を作製して矯正後、1.0mの長さに裁断した。
下記の手順に従って、前駆体を作製した。まず外径:32.8mm、内径:29.0mmのCu製パイプ内に、外径:28.0mmのNb芯を挿入した後、縮径加工して六角断面形状(六角対辺:2.3mm)のCu/Nb複合単芯線を作製して矯正後、1.0mの長さに裁断した。
下記の手順に従って、前駆体を作製した。まず外径:32.8mm、内径:29.0mmのCu製パイプ内に、外径:28.0mmのNb芯を挿入した後、縮径加工して六角断面形状(六角対辺:2.3mm)のCu/Nb複合単芯線を作製して矯正後、1.0mの長さに裁断した。
2 NbまたはNb基合金芯(Nb芯材)
3 SnまたはSn基合金芯(Sn芯材)
4 Cuマトリクス
4a 安定化銅層
6 拡散バリア層
7,7a Nbエレメント線材
8 Snエレメント線材
14 補強用金属芯
Claims (7)
- 外周に安定化銅層を設けた筒状拡散バリア層を有し、該筒状拡散バリア層内に複合線材群を有する複合部材からなるNb3Sn超電導線材の前駆体であって、
前記複合線材群は、下記(a)および(b)の2種類のエレメント線材を有しており、下記(a)のNbエレメント線材中のNb若しくはNb基合金芯と、補強用金属芯との合計断面積に占める前記補強用金属芯の断面積の割合が15〜40面積%であることを特徴とするNb3Sn超電導線材製造用前駆体。
(a)複数のNb若しくはNb基合金芯と、単数または複数の補強用金属芯が、Cu若しくはCu基合金マトリクスに埋設された複数のNbエレメント線材、
(b)単数のSn若しくはSn基合金芯がCu若しくはCu基合金マトリクスに埋設された複数のSnエレメント線材。 - 前記補強用金属芯は、前記Nbエレメント線材1本に対して1本である請求項1に記載のNb3Sn超電導線材製造用前駆体。
- 前記補強用金属芯は、前記Nbエレメント線材1本に対して複数本である請求項1に記載のNb3Sn超電導線材製造用前駆体。
- 前記補強用金属芯は、Ti,Ta,W,MoおよびHfよりなる群から選択される少なくとも1種を含む純金属または合金からなるものである請求項1〜3のいずれかに記載のNb3Sn超電導線材製造用前駆体。
- 前記補強用金属芯が、Cuとの反応性の高い材料であるときには、補強用金属芯の周囲に、Cuとの反応性の低い金属材が巻き付けられた構成とする請求項4に記載のNb3Sn超電導線材製造用前駆体。
- 前記Nbエレメント線材およびSnエレメント線材は、断面形状が六角形である請求項1〜5のいずれかに記載のNb3Sn超電導線材製造用前駆体。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の超電導線材製造用前駆体を、熱処理することによってNb3Sn超電導相を形成することを特徴とするNb3Sn超電導線材の製造方法。
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