JPH04277414A - Ｎｂ３Ａｌ多芯超電導線の製造方法 - Google Patents
Ｎｂ３Ａｌ多芯超電導線の製造方法Info
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- JPH04277414A JPH04277414A JP3038557A JP3855791A JPH04277414A JP H04277414 A JPH04277414 A JP H04277414A JP 3038557 A JP3038557 A JP 3038557A JP 3855791 A JP3855791 A JP 3855791A JP H04277414 A JPH04277414 A JP H04277414A
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超電導線の製造方法に係
り、特に臨界電流密度（Ｊｃ）等の特性の優れた極細多
芯構造のＮｂ３ Ａｌ超電導線の製造方法の改良に関す
る。
り、特に臨界電流密度（Ｊｃ）等の特性の優れた極細多
芯構造のＮｂ３ Ａｌ超電導線の製造方法の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】金属系の化合物系超電導体の一種である
Ｎｂ３ Ａｌは、Ｎｂ３ ＳｎやＶ３ Ｇａ等に比較し
て臨界温度（Ｔｃ）および臨界磁場（Ｈｃ２ ）が高く
、優れた特性を有しているが、化学量論的組成のＮｂ３
Ａｌは１７００℃以上の温度でのみ安定であるため、
長尺の線材を製造することが困難である。
Ｎｂ３ Ａｌは、Ｎｂ３ ＳｎやＶ３ Ｇａ等に比較し
て臨界温度（Ｔｃ）および臨界磁場（Ｈｃ２ ）が高く
、優れた特性を有しているが、化学量論的組成のＮｂ３
Ａｌは１７００℃以上の温度でのみ安定であるため、
長尺の線材を製造することが困難である。
【０００３】このような難点を解決するため、（イ）ジ
ェリーロール法や粉末冶金法等によりＮｂとＡｌの拡散
距離を極めて短くして比較的低温の１０００℃以下の温
度で熱処理を施す方法の他、（ロ）レーザビーム照射法
等により熱処理を施し、直ちに急冷する方法が検討され
ている。
ェリーロール法や粉末冶金法等によりＮｂとＡｌの拡散
距離を極めて短くして比較的低温の１０００℃以下の温
度で熱処理を施す方法の他、（ロ）レーザビーム照射法
等により熱処理を施し、直ちに急冷する方法が検討され
ている。
【０００４】一方、超電導線の製造技術の進歩により、
その応用機器の開発が進められており、トランスや発電
機等に使用される交流用超電導線の開発が要求されてい
る。このような交流用超電導線に要求される性質を満足
するためには、ヒシテリシスロスを低減するするために
フィラメント径を小さくし、またフィラメント間のカッ
プリングロスを低減するとともにフィラメント同志の接
触を防止するために比抵抗値の高い材料をマトリックス
に採用することが必要となる。
その応用機器の開発が進められており、トランスや発電
機等に使用される交流用超電導線の開発が要求されてい
る。このような交流用超電導線に要求される性質を満足
するためには、ヒシテリシスロスを低減するするために
フィラメント径を小さくし、またフィラメント間のカッ
プリングロスを低減するとともにフィラメント同志の接
触を防止するために比抵抗値の高い材料をマトリックス
に採用することが必要となる。
【０００５】このため、マトリックスにＮｂまたはＮｂ
合金を採用する方法が検討されており、この方法は加工
性および比抵抗値の問題を解決する有力な方法の一つと
考えられている。
合金を採用する方法が検討されており、この方法は加工
性および比抵抗値の問題を解決する有力な方法の一つと
考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｎｂま
たはＮｂ合金をマトリックスに採用する場合には、Ｎｂ
とＡｌとの硬度差が大きいため、上記（イ）の方法では
必要とする高加工度の成形が困難であり、一方（ロ）の
方法では急冷により結晶粒が微細化されるものの、従来
は空冷または水冷したテーブル上でレーザビームの照射
が行われているため、冷却速度が不十分で、従って結晶
粒の微細化も不十分となり、Ｊｃ値も ４００〜
４５０Ａ／ｍｍ２ （ａｔ １２Ｔ）程度に止まると
いう難点があった。
たはＮｂ合金をマトリックスに採用する場合には、Ｎｂ
とＡｌとの硬度差が大きいため、上記（イ）の方法では
必要とする高加工度の成形が困難であり、一方（ロ）の
方法では急冷により結晶粒が微細化されるものの、従来
は空冷または水冷したテーブル上でレーザビームの照射
が行われているため、冷却速度が不十分で、従って結晶
粒の微細化も不十分となり、Ｊｃ値も ４００〜
４５０Ａ／ｍｍ２ （ａｔ １２Ｔ）程度に止まると
いう難点があった。
【０００７】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたもので、加工性を改善するとともに熱処理直後の冷
却速度を大きくして結晶粒を十分に微細化せしめ、特性
の優れた極細多芯構造のＮｂ３ Ａｌ超電導線を製造す
る方法を提供することをその目的とする。
れたもので、加工性を改善するとともに熱処理直後の冷
却速度を大きくして結晶粒を十分に微細化せしめ、特性
の優れた極細多芯構造のＮｂ３ Ａｌ超電導線を製造す
る方法を提供することをその目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のＮｂ３Ａｌ多芯超電導線の製造方法は、Ｎ
ｂまたはＮｂ合金マトリックス中に多数のＡｌ合金線を
配置した複合体に減面加工を施して線材化した後、前記
線材にエネルギービームを照射し、直ちに液化ガスによ
り急冷し、次いで熱処理を施すものである。
に、本発明のＮｂ３Ａｌ多芯超電導線の製造方法は、Ｎ
ｂまたはＮｂ合金マトリックス中に多数のＡｌ合金線を
配置した複合体に減面加工を施して線材化した後、前記
線材にエネルギービームを照射し、直ちに液化ガスによ
り急冷し、次いで熱処理を施すものである。
【０００９】上記のＡｌ合金線としては、ＮｂとＡｌと
の硬度差を小さくして加工性を向上させるために適度な
硬度を有し、かつＮｂ３ Ａｌの生成を阻害しない合金
、例えばＮｂと選択的に反応するＮｉ等を含まないＡｌ
−Ｇｅ合金やＡｌ−Ｍｇ合金等が用いられる。
の硬度差を小さくして加工性を向上させるために適度な
硬度を有し、かつＮｂ３ Ａｌの生成を阻害しない合金
、例えばＮｂと選択的に反応するＮｉ等を含まないＡｌ
−Ｇｅ合金やＡｌ−Ｍｇ合金等が用いられる。
【００１０】また、エネルギービームとしては電子ビー
ムやレーザビーム等が用いられる。さらに、エネルギー
ビーム照射後の冷却に用いられる液化ガスとしては、液
体酸素、液体窒素または液体ヘリウムが用いられるが、
冷却速度が大きい程特性が向上するため、液体ヘリウム
が最も有利である。
ムやレーザビーム等が用いられる。さらに、エネルギー
ビーム照射後の冷却に用いられる液化ガスとしては、液
体酸素、液体窒素または液体ヘリウムが用いられるが、
冷却速度が大きい程特性が向上するため、液体ヘリウム
が最も有利である。
【００１１】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。
【００１２】外径φ８．０ ｍｍ、内径φ４．０ ｍｍ
のＮｂ管内に、外径φ３．９ ｍｍのＡｌ−５ ｗｔ％
Ｍｇ合金線を収容し、このＮｂ管の外側に外径φ９．１
ｍｍ、内径φ８．１ ｍｍのＣｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ合
金管を配置した後、縮径加工を施して対辺間距離１．１
４ｍｍの断面六角形の複合線ａを製造した。
のＮｂ管内に、外径φ３．９ ｍｍのＡｌ−５ ｗｔ％
Ｍｇ合金線を収容し、このＮｂ管の外側に外径φ９．１
ｍｍ、内径φ８．１ ｍｍのＣｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ合
金管を配置した後、縮径加工を施して対辺間距離１．１
４ｍｍの断面六角形の複合線ａを製造した。
【００１３】次いで、この複合線ａの外周のＣｕ−Ｎｉ
合金を化学的処理により除去した複合線ｂの ９３１本
を、その側面を当接して外径φ３８ｍｍ、内径φ３１ｍ
ｍのＮｂ管内に充填し、その外側に外径φ４５ｍｍ、内
径φ３８．１ｍｍのＣｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ合金管を配置
した後、静水圧押出加工を施して外径φ１８．０ｍｍに
成形し、次いで伸線加工を施して対辺間距離１．１８ｍ
ｍの断面六角形の複合線ｃを製造した。
合金を化学的処理により除去した複合線ｂの ９３１本
を、その側面を当接して外径φ３８ｍｍ、内径φ３１ｍ
ｍのＮｂ管内に充填し、その外側に外径φ４５ｍｍ、内
径φ３８．１ｍｍのＣｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ合金管を配置
した後、静水圧押出加工を施して外径φ１８．０ｍｍに
成形し、次いで伸線加工を施して対辺間距離１．１８ｍ
ｍの断面六角形の複合線ｃを製造した。
【００１４】この複合線ｃの外周のＣｕ−Ｎｉ合金を化
学的処理により除去した複合線ｄの９３１本を外径φ３
８ｍｍ、内径φ３３ｍｍのＮｂ管内に充填し、その外側
に外径φ４５ｍｍ、内径φ３８．１ｍｍのＣｕ−１０ｗ
ｔ％Ｎｉ合金管を配置した後、静水圧押出加工および伸
線加工を施して外径φ１．６５ｍｍの複合線ｅを製造し
た。
学的処理により除去した複合線ｄの９３１本を外径φ３
８ｍｍ、内径φ３３ｍｍのＮｂ管内に充填し、その外側
に外径φ４５ｍｍ、内径φ３８．１ｍｍのＣｕ−１０ｗ
ｔ％Ｎｉ合金管を配置した後、静水圧押出加工および伸
線加工を施して外径φ１．６５ｍｍの複合線ｅを製造し
た。
【００１５】この複合線ｅの外周のＣｕ−Ｎｉ合金を化
学的処理により除去した外径φ１．４ｍｍの複合線ｆに
、種々の条件で冷却しながら電子ビームを照射した。
学的処理により除去した外径φ１．４ｍｍの複合線ｆに
、種々の条件で冷却しながら電子ビームを照射した。
【００１６】図１はその照射装置１を示したもので、２
は電子銃、３は冷却器である。
は電子銃、３は冷却器である。
【００１７】複合線ｆは送出機４のボビン上に巻回され
、ガイドローラ５、６を経て巻取機７のボビンに巻取ら
れる。上記のガイドローラ５、６間で複合線ｆは冷却器
３に接して走行し、上部から電子銃２から発射された電
子ビーム２ａにより照射され、同時に冷却器３内に配置
された冷却チャンネル３ａ内に圧送された冷却媒体によ
り冷却される。
、ガイドローラ５、６を経て巻取機７のボビンに巻取ら
れる。上記のガイドローラ５、６間で複合線ｆは冷却器
３に接して走行し、上部から電子銃２から発射された電
子ビーム２ａにより照射され、同時に冷却器３内に配置
された冷却チャンネル３ａ内に圧送された冷却媒体によ
り冷却される。
【００１８】冷却媒体として、液体窒素および液体ヘリ
ウムを用いて製造した超電導線のＪｃ値を空冷および水
冷の場合と比較して図２に示した。
ウムを用いて製造した超電導線のＪｃ値を空冷および水
冷の場合と比較して図２に示した。
【００１９】この場合の照射条件は、加速電圧８０ｋＶ
、ビーム電流６０ｍＡ、照射速度１５００ｍｍ／ｍｉｎ
であり、照射後 ７５０℃×７２時間の熱処理を施し
た。
、ビーム電流６０ｍＡ、照射速度１５００ｍｍ／ｍｉｎ
であり、照射後 ７５０℃×７２時間の熱処理を施し
た。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の方法によれ
ば、加工性が向上するとともに熱処理直後の大きな冷却
速度により結晶粒が十分に微細化され、特性の優れた極
細多芯構造のＮｂ３ Ａｌ超電導線を製造することがで
きる。また本発明の方法により製造された超電導線は交
流用に適する。
ば、加工性が向上するとともに熱処理直後の大きな冷却
速度により結晶粒が十分に微細化され、特性の優れた極
細多芯構造のＮｂ３ Ａｌ超電導線を製造することがで
きる。また本発明の方法により製造された超電導線は交
流用に適する。
【図１】本発明の方法に用いられる照射装置の概略図で
ある。
ある。
【図２】本発明の方法により製造された超電導線の臨界
電流密度と冷却条件の関係を示すグラフである。
電流密度と冷却条件の関係を示すグラフである。
１………照射装置
２………電子銃
３………冷却器
ｆ………複合線線
Claims (2)
- 【請求項１】 ＮｂまたはＮｂ合金マトリックス中に
多数のＡｌ合金線を配置した複合体に減面加工を施して
線材化した後、前記線材にエネルギービームを照射し、
直ちに液化ガスにより急冷し、次いで熱処理を施すこと
を特徴とするＮｂ３ Ａｌ多芯超電導線の製造方法。 - 【請求項２】 液化ガスは、液体窒素または液体ヘリ
ウムである請求項１記載のＮｂ３ Ａｌ多芯超電導線の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038557A JPH04277414A (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | Ｎｂ３Ａｌ多芯超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038557A JPH04277414A (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | Ｎｂ３Ａｌ多芯超電導線の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04277414A true JPH04277414A (ja) | 1992-10-02 |
Family
ID=12528596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3038557A Withdrawn JPH04277414A (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | Ｎｂ３Ａｌ多芯超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04277414A (ja) |
-
1991
- 1991-03-05 JP JP3038557A patent/JPH04277414A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |