JPH04277415A - 交流用Nb3Sn超電導線の製造方法 - Google Patents

交流用Nb3Sn超電導線の製造方法

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JPH04277415A
JPH04277415A JP3038558A JP3855891A JPH04277415A JP H04277415 A JPH04277415 A JP H04277415A JP 3038558 A JP3038558 A JP 3038558A JP 3855891 A JP3855891 A JP 3855891A JP H04277415 A JPH04277415 A JP H04277415A
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JP
Japan
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alloy
superconducting wire
tube
wire
based metal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3038558A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidemoto Suzuki
鈴木 英元
Masamitsu Ichihara
市原 政光
Nobuo Aoki
伸夫 青木
Tomoyuki Kumano
智幸 熊野
Ichiro Noguchi
一朗 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SWCC Corp
Original Assignee
Showa Electric Wire and Cable Co
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Publication date
Application filed by Showa Electric Wire and Cable Co filed Critical Showa Electric Wire and Cable Co
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Publication of JPH04277415A publication Critical patent/JPH04277415A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Wire Processing (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【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、特に極細多芯構造の交流用Nb3 Sn超電導線の
製造方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】Nb3 Sn超電導線の製造方法として
、複合加工法の一種であるニオブ・チューブ法(または
パイプ法)によるものが知られている(特開昭52−1
6997号公報)。  この方法は、Snロッドの外側
にCu管、Nb管および安定化材となるCu管を順次被
覆した複合線の多数本をさらにCu管中に収容して冷間
加工を施した後、Nb3 Sn生成の熱処理を施すもの
で、Cu−Sn合金を用いるいわゆるブロンズ法の欠点
である多数回の中間焼鈍を不要とする利点を有する。
【0003】しかしながら上記のニオブ・チューブ法に
おいては、加工度が104 を越えるような高加工を施
すとNb管の破断や断線を生じ易いためNbフィラメン
トの細線化が困難であり、Nbフィラメントの外径は6
0〜80μm 程度が加工限度である。従ってその用途
は直流機器に限定されるという難点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年、超電導線の製造
技術の進歩に伴って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、(イ)ヒシテリシス
ロスを低減するためにフィラメント径を小さくすること
、(ロ)ツィストピッチを短くすること、(ハ)フィラ
メント間のカップリングロスを低減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重要となる
【0005】従来、上記のニオブ・チューブ法による超
電導線においても交流用の線材の開発が進められており
、上記(イ)および(ハ)の観点からマトリックスにC
u−Ni合金を採用することによりフィラメントの細線
化が試みられているが、この場合においてもフィラメン
トの不均一変形や破断等の理由により、Nbフィラメン
トの外径はφ 3〜4 μm 程度が加工限度である。
【0006】本発明は以上の問題を解決するためになさ
れたもので、ニオブ・チューブ法によりフィラメントを
極細線化することのできる多芯構造の交流用Nb3 S
n超電導線の製造方法を提供することをその目的とする
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の交流用Nb3 Sn超電導線の製造方法は
、Sn系金属の外側にCu系金属管およびNb系金属管
を順次配置してなる複合体の多数本をCu−Ni合金マ
トリックス中に配置した後、減面加工を施し、次いでN
b3 Sn生成の熱処理を施す超電導線の製造方法にお
いて、前記Cu系金属管としてCu−Mn合金、Cu−
Sn合金またはアルミナ分散銅からなる管体を用い、か
つ減面加工によりNb系金属管の外径をφ2μm以下に
成形するものである。
【0008】本発明において、Cu系金属管としてCu
−Mn合金、Cu−Sn合金またはアルミナ分散銅から
なる管体を用いるのは以下の理由による。
【0009】即ち、ニオブ・チューブ法においてNb系
金属管内部のCu系金属管にCu合金を採用するに当た
っては、(a)内部のSnとの合金化を防止するため、
中間焼鈍なしで最終線径まで加工可能であること(Sn
と合金化すると、ブロンズ化により加工硬化度が大きく
なり加工性が低下する。)、(b)最終線径で熱処理を
施す際に、NbとSnの反応を阻害しない組成を有する
ことが必要である。
【0010】本発明者等は、各種のCu合金について上
記の観点から実験をおこなった結果、  Cu−Ni合
金…加工性は良好であるが、熱処理時にNbとSnの反
応を阻害する。
【0011】Cu−P合金…Cu−Ni合金と同様であ
る。
【0012】Cu−Ag合金…加工性が低く、中間焼鈍
が必要である。
【0013】Cu−Si合金…Cu−Ag合金と同様で
ある。
【0014】Cu−Mn合金…加工性は良好であり、熱
処理時のNbとSnの反応性も良好である。
【0015】Cu−Sn合金…Cu−Mn合金と同様で
ある。
【0016】Cu−Al2 O3 合金…Cu−Mn合
金と同様であると等の知見を得た。
【0017】さらに、上記のCu−Mn合金、Cu−S
n合金およびアルミナ分散銅について調査した結果、C
u−( 1〜8 )wt%Mn合金、Cu−( 1〜3
 )wt%  Sn合金およびCu−( 5〜18)w
t%Al2 O3 合金が最適であることが明らかとな
った。即ち、Cu−Mn合金の場合、Mn量が 1wt
%未満であると、Nb管の不均一変形を抑制して極細フ
ィラメントを得ることが困難となり、 8wt%を越え
るとフィラメントの断線を生ずる。 一方、Cu−Sn合金およびアルミナ分散銅の場合にも
同様にそれぞれ1または 5wt%未満であると、極細
フィラメントを得ることが困難となり、またそれぞれ3
または18wt%を越えると中間焼鈍を施さずに加工す
ることが困難となる。加工性の観点から、特に好ましい
範囲はCu−(2〜5 )wt%Mn、Cu−(1.5
 〜2 )wt%SnおよびCu−(10〜15)wt
%Al2 O3 である。
【0018】本発明におけるSn系金属およびNb系金
属管としてはSn、Nbの他、これらの合金、例えばT
i添加Nb合金等を用いることができ、またマトリック
スのCu−Ni合金としては30wt%以下のNiを添
加したCu合金が用いられる。
【0019】
【作用】上記構成により、本発明の交流用Nb3 Sn
超電導線の製造方法によれば、Cu系金属管の材料にC
u−Mn合金、Cu−Sn合金またはアルミナ分散銅を
用いることにより、Nb系金属管の不均一変形を抑制し
て中間焼鈍なしで極細フィラメントに加工可能である上
、熱処理を施す際にNbとSnの反応を阻害することが
ないため、特性の優れた交流用超電導線を製造すること
ができ、外径φ 2μm 以下、特に外径φ 1μm 
程度以下の極細フィラメントを得ることが可能となる。
【0020】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。
【0021】実施例1 外径φ16mm、内径φ8.1mm のCu−5 wt
%Mn合金管内にSnロッドを収容して冷間加工した複
合線を、外径φ8 mm、内径φ4 mmのNb管内に
収容し、  このNb管の外側に外径φ10.3mm、
内径φ8.1mm のCu−10wt%Ni合金管を配
置した後、冷間加工を施して断面六角形のシングル線を
製造した。この場合、Nb管内のSn濃度は約20wt
%である。
【0022】次に、上記のシングル線の 108本を、
その側面を当接して外径φ49mm、内径φ43.5m
mのCu−10wt%Ni合金管内に充填した後、冷間
加工を施して断面六角形の一次マルチ線を製造した。こ
の一次マルチ線の108本を、その側面を当接して外径
φ49mm、内径φ43.5mmのCu−10wt%N
i合金管内に充填してダブルスタッグ構造とした後、静
水圧押出加工および伸線加工を施して外径φ0.209
mm 、フィラメント径φ1μmの線材を容易に得た。   上記の線材に 700℃×50時間の熱処理を施し
て極細多芯構造のNb3 Sn超電導線を製造し、その
特性を測定した結果、臨界電流密度(Jc)は2Tで6
600A/mm2 、また交流損失は 122kW/m
3 (at  50Hz±0.5 T)の値が得られた
【0023】実施例2 実施例1におけるCu−5 wt%Mn合金管の代りに
アルミナ分散銅からなるCu−15wt%Al2 O3
 合金管を用い、他は同様にして外径φ0.209mm
 、フィラメント径φ1μmの極細多芯構造のNb3 
Sn超電導線を製造した。  この超電導線の特性を測
定した結果、臨界電流密度(Jc)は2Tで6500A
/mm2 、また交流損失は130 kW/m3 (a
t  50Hz±0.5 T)の値が得られた。
【0024】
【発明の効果】以上述べたように本発明の交流用Nb3
 Sn超電導線の製造方法によれば、ニオブ・チューブ
法におけるNb系金属管の不均一変形を抑制して、外径
φ2 μm以下の極細フィラメントに加工することが可
能となり、交流損失が小さい等の特性の優れた超電導線
を製造することができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  Sn系金属の外側にCu系金属管およ
    びNb系金属管を順次配置してなる複合体の多数本をC
    u−Ni合金マトリックス中に配置した後、減面加工を
    施し、次いでNb3 Sn生成の熱処理を施す超電導線
    の製造方法において、前記Cu系金属管としてCu−M
    n合金、Cu−Sn合金またはアルミナ分散銅からなる
    管体を用い、かつ減面加工によりNb系金属管の外径を
    φ2 μm 以下に成形することを特徴とする交流用N
    b3 Sn超電導線の製造方法。
  2. 【請求項2】  Cu−Mn合金は、1〜8wt%のM
    nを含有してなる請求項1記載の交流用Nb3 Sn超
    電導線の製造方法。
  3. 【請求項3】  Cu−Sn合金は、1〜3wt%のS
    nを含有してなる請求項1記載の交流用Nb3 Sn超
    電導線の製造方法。
  4. 【請求項4】  アルミナ分散銅は、5 〜18wt%
    のAl2 O3 を含有してなる請求項1記載の交流用
    Nb3 Sn超電導線の製造方法。
JP3038558A 1991-03-05 1991-03-05 交流用Nb3Sn超電導線の製造方法 Withdrawn JPH04277415A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105513712A (zh) * 2015-11-25 2016-04-20 西部超导材料科技股份有限公司 一种高临界电流密度Nb3Sn超导线材的制备方法

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CN105513712A (zh) * 2015-11-25 2016-04-20 西部超导材料科技股份有限公司 一种高临界电流密度Nb3Sn超导线材的制备方法

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