JPH0211732A - Nb↓3Sn多心超電導線の製造方法 - Google Patents
Nb↓3Sn多心超電導線の製造方法Info
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- JPH0211732A JPH0211732A JP63160303A JP16030388A JPH0211732A JP H0211732 A JPH0211732 A JP H0211732A JP 63160303 A JP63160303 A JP 63160303A JP 16030388 A JP16030388 A JP 16030388A JP H0211732 A JPH0211732 A JP H0211732A
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-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は超電導線の製造方法に係り、特にパイプ法によ
るNb3 Sn超電導線の安定性を改善した製造方法に
関する。
るNb3 Sn超電導線の安定性を改善した製造方法に
関する。
[従来の技術]
従来、Nb3 Sn超電導線の製造方法としてパイプ法
によるものが知られている。この方法は、Nb管内部に
Cu被覆Snロッドを収容するとともに、このNb管の
外側にCuを配置した複合体に断面減少加工を施した後
、Nb管内部のCu、!:Snの拡散熱処理およびNb
3 Sn生成の熱処理を施すことにより、Nb3 Sn
超電導線を製造するもので(特開昭52−16997号
公報) 、Cu−Sn合金を用いるブロンズ法で必要と
する多数の中間焼鈍を全く必要としない上、高い臨界電
流密度の線材が得られる利点を有する。
によるものが知られている。この方法は、Nb管内部に
Cu被覆Snロッドを収容するとともに、このNb管の
外側にCuを配置した複合体に断面減少加工を施した後
、Nb管内部のCu、!:Snの拡散熱処理およびNb
3 Sn生成の熱処理を施すことにより、Nb3 Sn
超電導線を製造するもので(特開昭52−16997号
公報) 、Cu−Sn合金を用いるブロンズ法で必要と
する多数の中間焼鈍を全く必要としない上、高い臨界電
流密度の線材が得られる利点を有する。
この方法で多心線、いわゆるマルチ線を製造する場合に
は、熱処理前の複合体に断面減少加工を施して、断面が
略正六角形の複合線を製造し、この複合線の多数本をそ
の側面を当接してCu管内に収容した後、静水圧押出加
工、スウエージング加工、冷間伸線加工等により所定形
状の線材に加工し、次いで拡散熱処理およびNb3Sn
生成の熱処理を施す方法が採用されている。
は、熱処理前の複合体に断面減少加工を施して、断面が
略正六角形の複合線を製造し、この複合線の多数本をそ
の側面を当接してCu管内に収容した後、静水圧押出加
工、スウエージング加工、冷間伸線加工等により所定形
状の線材に加工し、次いで拡散熱処理およびNb3Sn
生成の熱処理を施す方法が採用されている。
ところで上記の複合線の最外層のCuおよびCu管は安
定化材として機能するもので、この安定化材の役割は、
超電導フィラメントの局部的な常電導への転移によるク
ウェンチの発生を抑え、安定な超電導状態を維持するこ
とにあり、比抵抗値が小さい程、より安定な導体である
といえる。
定化材として機能するもので、この安定化材の役割は、
超電導フィラメントの局部的な常電導への転移によるク
ウェンチの発生を抑え、安定な超電導状態を維持するこ
とにあり、比抵抗値が小さい程、より安定な導体である
といえる。
[発明が解決しようとする課8]
上記の方法においては、安定化材として一般に無酸素銅
か使用されているが、そのRRR、すなわち、(室温で
の抵抗/臨界温度(Tc )直上での抵抗)の値が10
0程度までが限度であり、これ以上の値を必要とする場
合には十分な安定性が1りられないという問題があった
。
か使用されているが、そのRRR、すなわち、(室温で
の抵抗/臨界温度(Tc )直上での抵抗)の値が10
0程度までが限度であり、これ以上の値を必要とする場
合には十分な安定性が1りられないという問題があった
。
すなわち、超電導線の構造は主として超電導部分の面積
と安定化銅の面積で決定されるか、安定化銅の比抵抗は
ほぼ一定であるため、高磁界コイルにおいては、コイル
の安定性をある程度犠牲にして高磁界特性を優先にした
設計か行われる。このため銅比を1.0程度とし、コイ
ルの蓄積エネルギーをできるたけ外部に放出し、導体の
温度上昇を小さくするように製作される。
と安定化銅の面積で決定されるか、安定化銅の比抵抗は
ほぼ一定であるため、高磁界コイルにおいては、コイル
の安定性をある程度犠牲にして高磁界特性を優先にした
設計か行われる。このため銅比を1.0程度とし、コイ
ルの蓄積エネルギーをできるたけ外部に放出し、導体の
温度上昇を小さくするように製作される。
前述の安定化材、すなわマトリックスには、通常無酸素
銅が採用されているか、この場合には十分な安定性が得
られず、また安定化材の一部に高純度アルミニウムを用
いた場合には、加工性か低下し細線化か困難となる。
銅が採用されているか、この場合には十分な安定性が得
られず、また安定化材の一部に高純度アルミニウムを用
いた場合には、加工性か低下し細線化か困難となる。
本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、
多心構造のNb3Sn超電導線の臨界電流値(Ic )
を低下させずに、安定性を向上させることのできる改良
された製造方法を提供することをその目的とする。
多心構造のNb3Sn超電導線の臨界電流値(Ic )
を低下させずに、安定性を向上させることのできる改良
された製造方法を提供することをその目的とする。
[課題を解決するための手段]
本発明のNb3 Sn多心超電導線の製造方法は、Cu
マトリックス内に複数本のNb管を配置し、前記Nb管
内部にCu彼覆Snロットを収容した複合体に断面減少
加工を施した後、Nb3 Sn生成の熱処理を施すこと
により超電導線を製造する場合に、前記Cu7トリツク
スの一部を99.9999%以上の純度を有する高純度
のCuに置換えたことを特徴とする。
マトリックス内に複数本のNb管を配置し、前記Nb管
内部にCu彼覆Snロットを収容した複合体に断面減少
加工を施した後、Nb3 Sn生成の熱処理を施すこと
により超電導線を製造する場合に、前記Cu7トリツク
スの一部を99.9999%以上の純度を有する高純度
のCuに置換えたことを特徴とする。
本発明における高純度のCuはCu7トリツクス、すな
わち線材の中央部に配置することかでき、この場合、そ
の外側に遮蔽利を配置してSn等の拡散時の汚染から防
止することか効果的である。さらにCuマトリックスの
外層を遮蔽材を介して配置することもできる。もちろん
上記の高純度のCuをマトリックスの外層に遮蔽材を介
して配置してもよい。
わち線材の中央部に配置することかでき、この場合、そ
の外側に遮蔽利を配置してSn等の拡散時の汚染から防
止することか効果的である。さらにCuマトリックスの
外層を遮蔽材を介して配置することもできる。もちろん
上記の高純度のCuをマトリックスの外層に遮蔽材を介
して配置してもよい。
上記の遮蔽材としては、Nb、 Taあるいはこれらの
合金を用いることができる。またマトリックスには通常
無酸素銅か用いられるか、Nb管には1゛i等の元素を
添加した合金を用いることもてきる。
合金を用いることができる。またマトリックスには通常
無酸素銅か用いられるか、Nb管には1゛i等の元素を
添加した合金を用いることもてきる。
[作用]
本発明においては、マトリックス内に高純度のCuを配
置することにより、複合体の加工性も良好であり、線祠
としての残留抵抗比(RRR;室温の抵抗/臨界温度直
上の抵抗)を高くすることかでき、したかって安定性を
向上させることかできる。
置することにより、複合体の加工性も良好であり、線祠
としての残留抵抗比(RRR;室温の抵抗/臨界温度直
上の抵抗)を高くすることかでき、したかって安定性を
向上させることかできる。
すなわち一般に無酸素銅では熱処理後RRRは100程
度であるが、6N (99,9999%)以上の高純度
のCuでは5000〜10000程度の値が得られる。
度であるが、6N (99,9999%)以上の高純度
のCuでは5000〜10000程度の値が得られる。
その結果、実質的に高純度のCuに置換えられたマトリ
ックス部の面積が50〜100倍に増加した効果を発揮
できる。
ックス部の面積が50〜100倍に増加した効果を発揮
できる。
[実施例]
以下本発明の一実施例について説明する。
第1図は複合体1の断面を示したもので、Cuマトリッ
クス2内には複数本のNb管3が配置されており、この
Nb管3内にはCu管4およびSnロッド5か収容され
ている。上記のCuマトリックス2の中心部はTa管6
を被覆した6N以上の純度を有する高純度Cu7が配置
されており、このように構成された複合体1に静水圧押
出加工や伸線加工等の断面減少加工を施した後、755
℃以下の温度で熱処理を施すことにより多心超電導線が
製造される。第2図に示すように、この超電導線8のフ
ィラメント部は無酸素銅マトリックス9中に多数の管状
のNl)フィラメント10か配置され、このフィラメン
トの内側にNb3 Snl 1か環状に生成された構造
を有する。なお、NbB Sn層の内側はCu−Sn合
金12である。
クス2内には複数本のNb管3が配置されており、この
Nb管3内にはCu管4およびSnロッド5か収容され
ている。上記のCuマトリックス2の中心部はTa管6
を被覆した6N以上の純度を有する高純度Cu7が配置
されており、このように構成された複合体1に静水圧押
出加工や伸線加工等の断面減少加工を施した後、755
℃以下の温度で熱処理を施すことにより多心超電導線が
製造される。第2図に示すように、この超電導線8のフ
ィラメント部は無酸素銅マトリックス9中に多数の管状
のNl)フィラメント10か配置され、このフィラメン
トの内側にNb3 Snl 1か環状に生成された構造
を有する。なお、NbB Sn層の内側はCu−Sn合
金12である。
さらに上記のNb3Sn生成の熱処理に先立ってCuと
Snの合金化のための拡散熱処理を施すことも有効であ
る。
Snの合金化のための拡散熱処理を施すことも有効であ
る。
具体例
外径19.0mmφ、内径17.0mmφのTa管内に
外径IG、5mmφ、純度99.9999%以上の高純
度Cuを収容し、上記のTa管の外側に対辺間距離2.
1.3mmの断面正六角形のシングル線の840本をそ
の側面を当接して稠密に配置した後、これらを外径80
mmφ、内径71m…φの無酸素Cu管内へ収容して複
合体を構成した。
外径IG、5mmφ、純度99.9999%以上の高純
度Cuを収容し、上記のTa管の外側に対辺間距離2.
1.3mmの断面正六角形のシングル線の840本をそ
の側面を当接して稠密に配置した後、これらを外径80
mmφ、内径71m…φの無酸素Cu管内へ収容して複
合体を構成した。
上記のシングル線はSnロットの外周に、無酸素Cu管
、Nb管および無酸素Cu管を順次配置し、これに断面
減少加工を施して正六角形断面に成形したものでNb管
内のCuとSnの量は、これらが拡散後Cu30vt%
Snとなるように選定した。
、Nb管および無酸素Cu管を順次配置し、これに断面
減少加工を施して正六角形断面に成形したものでNb管
内のCuとSnの量は、これらが拡散後Cu30vt%
Snとなるように選定した。
上記の複合体に断面減少加工を施し、2mm X4mm
の平角線を製造した後、710°C×30時間の熱処理
を施してNb3 Sn多心超電導線を製造した。この超
電導線の臨界電流値(Ic)は15T(テスラ)で25
00A 、銅比0.9Aであり、その残留抵抗比(1傭
R)は200以上であった。
の平角線を製造した後、710°C×30時間の熱処理
を施してNb3 Sn多心超電導線を製造した。この超
電導線の臨界電流値(Ic)は15T(テスラ)で25
00A 、銅比0.9Aであり、その残留抵抗比(1傭
R)は200以上であった。
比較例
対辺間距離2.13+nmの断面正六角形の無酸素Cu
線の85本をその側面を当接して稠密に配置し、この外
側に実施例と同一のシングル線の840本を密接に配置
した後、これらを外径80mmφ、内径71…mφの無
酸素Cu管内へ収容して複合体を構成した。以後、実施
例と同様の方法により製造した超電導線のIcは15T
テ2500A 、銅比0.9 、RRI? Li10
0 テあった。
線の85本をその側面を当接して稠密に配置し、この外
側に実施例と同一のシングル線の840本を密接に配置
した後、これらを外径80mmφ、内径71…mφの無
酸素Cu管内へ収容して複合体を構成した。以後、実施
例と同様の方法により製造した超電導線のIcは15T
テ2500A 、銅比0.9 、RRI? Li10
0 テあった。
[発明の効果]
以上述べたように本発明によれば、パイプ法により多心
構造の超電導線を製造する場合に、銅比を1.0程度の
設51を行っても、加工性や臨界電流値を低下させずに
、その残留抵抗比を大きくすることかてき、安定性を向
上させることができる。
構造の超電導線を製造する場合に、銅比を1.0程度の
設51を行っても、加工性や臨界電流値を低下させずに
、その残留抵抗比を大きくすることかてき、安定性を向
上させることができる。
第1図は本発明の方法に用いられる断面減少加工前の複
合体の一実施例を示す断面図、第2図は本発明によって
製造されるNb3 Sn多心超電導線のフィラメント部
の一実施例を示す断面図である。 1・・・・・・複合体 2・・・・・・・・Cu7トリツクス 3 ・ ・・・ Nl+菅 4・・・・・・・・Cu管 5・・・・・Snロッド 6・・・・・・・Ta管 7・・・・・・・・高純度Cu 8・・・・・・・・超電導線 9・・・・・・無酸素銅マトリックス 10・・・・・・・・・Nbフィラメント]]・・・・
・・・Nb3 Sn層
合体の一実施例を示す断面図、第2図は本発明によって
製造されるNb3 Sn多心超電導線のフィラメント部
の一実施例を示す断面図である。 1・・・・・・複合体 2・・・・・・・・Cu7トリツクス 3 ・ ・・・ Nl+菅 4・・・・・・・・Cu管 5・・・・・Snロッド 6・・・・・・・Ta管 7・・・・・・・・高純度Cu 8・・・・・・・・超電導線 9・・・・・・無酸素銅マトリックス 10・・・・・・・・・Nbフィラメント]]・・・・
・・・Nb3 Sn層
Claims (1)
- Cuマトリックス内に複数本のNb管を配置し、前記N
b管内部にCu被覆Snロッドを収容した複合体に断面
減少加工を施した後、Nb_3Sn生成の熱処理を施す
ことにより超電導線を製造する方法において、前記Cu
マトリックスの一部を99.9999%以上の純度を有
する高純度のCuに置換えたことを特徴とするNb_3
Sn多心超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63160303A JPH0211732A (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | Nb↓3Sn多心超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63160303A JPH0211732A (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | Nb↓3Sn多心超電導線の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0211732A true JPH0211732A (ja) | 1990-01-16 |
Family
ID=15712043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63160303A Pending JPH0211732A (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | Nb↓3Sn多心超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0211732A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100761607B1 (ko) * | 2005-03-10 | 2007-09-27 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | Nb₃Sn 초전도 선재 제조용 전구체, Nb₃Sn 초전도선재 및 이를 제조하는 방법 |
JP2008084547A (ja) * | 2006-09-25 | 2008-04-10 | Kobe Steel Ltd | Nb3Sn超電導線材およびそのための前駆体 |
-
1988
- 1988-06-28 JP JP63160303A patent/JPH0211732A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100761607B1 (ko) * | 2005-03-10 | 2007-09-27 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | Nb₃Sn 초전도 선재 제조용 전구체, Nb₃Sn 초전도선재 및 이를 제조하는 방법 |
JP2008084547A (ja) * | 2006-09-25 | 2008-04-10 | Kobe Steel Ltd | Nb3Sn超電導線材およびそのための前駆体 |
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