JPH04315710A - Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材の製造方法 - Google Patents
Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材の製造方法Info
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- JPH04315710A JPH04315710A JP3108780A JP10878091A JPH04315710A JP H04315710 A JPH04315710 A JP H04315710A JP 3108780 A JP3108780 A JP 3108780A JP 10878091 A JP10878091 A JP 10878091A JP H04315710 A JPH04315710 A JP H04315710A
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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
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Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材の
製造方法に関し、詳細には優れた高磁場臨界電流特性、
耐歪特性を備えたＮｂ３Ｓｎ超電導線材の製造方法に関
するものである。
製造方法に関し、詳細には優れた高磁場臨界電流特性、
耐歪特性を備えたＮｂ３Ｓｎ超電導線材の製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｎｂ３ＳｎやＶ３Ｇａ等の超電導化合物
は、一般に加工性が悪く、直接の伸線加工によって細線
とするのは困難である。そこで加工し易い金属または合
金相を用いて変形し、その後拡散反応によって目的の化
合物とし、超電導線材をつくるという方法がとられてい
る。上記方法の代表例としては、複合加工法，インシチ
ュー法，粉末法が挙げられる。複合加工法はブロンズ法
とも呼ばれ、Ｃｕ−Ｓｎ合金中の加工穴にＮｂ線を装入
した後熱間押し出しによって細線化し、これに熱処理を
施してＮｂ中にＳｎを拡散させつつ中心部にＮｂ３Ｓｎ
を持つ超電導細線を作る方法である。しかしながら上記
方法を用いて極細多芯線を製造しようとする場合、Ｃｕ
−Ｓｎ合金が加工硬化する為、中間熱処理を必要とする
ことから極細フィラメントを得るのは難しく、したがっ
て耐歪特性において劣るという問題を有している。
は、一般に加工性が悪く、直接の伸線加工によって細線
とするのは困難である。そこで加工し易い金属または合
金相を用いて変形し、その後拡散反応によって目的の化
合物とし、超電導線材をつくるという方法がとられてい
る。上記方法の代表例としては、複合加工法，インシチ
ュー法，粉末法が挙げられる。複合加工法はブロンズ法
とも呼ばれ、Ｃｕ−Ｓｎ合金中の加工穴にＮｂ線を装入
した後熱間押し出しによって細線化し、これに熱処理を
施してＮｂ中にＳｎを拡散させつつ中心部にＮｂ３Ｓｎ
を持つ超電導細線を作る方法である。しかしながら上記
方法を用いて極細多芯線を製造しようとする場合、Ｃｕ
−Ｓｎ合金が加工硬化する為、中間熱処理を必要とする
ことから極細フィラメントを得るのは難しく、したがっ
て耐歪特性において劣るという問題を有している。
【０００３】インシチュー法は、Ｃｕ−Ｎｂ合金の鋳造
によって生成するＮｂのデンドライトを伸線加工して微
細な繊維状のＮｂとし、これにＳｎめっきを施して熱処
理することによりＳｎを拡散させ、Ｎｂ３Ｓｎ線材とす
る方法である。この方法によれば多芯化工程を設けなく
とも極細多芯線が得られ、加工が簡単であると同時に、
耐歪特性に優れた線材が製造可能である。しかしながら
Ｃｕ−Ｎｂ合金は極めて偏折しやすく、上記Ｎｂのデン
ドライトが均一に分散したインゴットを得るのが難しい
という問題を有している。
によって生成するＮｂのデンドライトを伸線加工して微
細な繊維状のＮｂとし、これにＳｎめっきを施して熱処
理することによりＳｎを拡散させ、Ｎｂ３Ｓｎ線材とす
る方法である。この方法によれば多芯化工程を設けなく
とも極細多芯線が得られ、加工が簡単であると同時に、
耐歪特性に優れた線材が製造可能である。しかしながら
Ｃｕ−Ｎｂ合金は極めて偏折しやすく、上記Ｎｂのデン
ドライトが均一に分散したインゴットを得るのが難しい
という問題を有している。
【０００４】粉末法はＮｂ粉末の圧粉体を予備焼結して
空隙を有する焼結体を得、該焼結体を溶融したＳｎ中に
浸漬して毛細管現象によりＳｎを上記空隙に浸透させ、
これを伸線加工した後熱処理を施して拡散反応によりＮ
ｂ３Ｓｎ線材とする方法である。該粉末法によれば均質
な大型ビレットを得ることができる。しかしながらＮｂ
粉末は表面に酸素を吸着しやすく、吸着した酸素が熱処
理によってＮｂに固溶されると硬化の原因となり加工性
を著しく損なうものであり、加工性を悪化させることの
ない様Ｎｂ粉末を取り扱うことは非常に難しい。
空隙を有する焼結体を得、該焼結体を溶融したＳｎ中に
浸漬して毛細管現象によりＳｎを上記空隙に浸透させ、
これを伸線加工した後熱処理を施して拡散反応によりＮ
ｂ３Ｓｎ線材とする方法である。該粉末法によれば均質
な大型ビレットを得ることができる。しかしながらＮｂ
粉末は表面に酸素を吸着しやすく、吸着した酸素が熱処
理によってＮｂに固溶されると硬化の原因となり加工性
を著しく損なうものであり、加工性を悪化させることの
ない様Ｎｂ粉末を取り扱うことは非常に難しい。
【０００５】上記の様に複合加工法，インシチュー法，
粉末法には夫々の課題が残されており、Ｎｂ３Ｓｎにつ
いての新しい線材化技術の開発が待望されている。
粉末法には夫々の課題が残されており、Ｎｂ３Ｓｎにつ
いての新しい線材化技術の開発が待望されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に着
目してなされたものであって、高磁場における高い臨界
電流密度と優れた耐歪特性を有するＮｂ３Ｓｎ超電導線
材を製造する新規な方法を提供しようとするものである
。
目してなされたものであって、高磁場における高い臨界
電流密度と優れた耐歪特性を有するＮｂ３Ｓｎ超電導線
材を製造する新規な方法を提供しようとするものである
。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明とは、Ｃｕ−Ｎｂ合金粉末を焼結して得た成形体をＣ
ｕケースまたはＣｕ合金（ただしＳｎは含まない）ケー
スに収納して複合ビレットをつくり、これを伸線加工し
て得た線材に、Ｓｎをメッキして加熱処理を行い、上記
線材中にＳｎを拡散させることを要旨とするものである
。
明とは、Ｃｕ−Ｎｂ合金粉末を焼結して得た成形体をＣ
ｕケースまたはＣｕ合金（ただしＳｎは含まない）ケー
スに収納して複合ビレットをつくり、これを伸線加工し
て得た線材に、Ｓｎをメッキして加熱処理を行い、上記
線材中にＳｎを拡散させることを要旨とするものである
。
【０００８】また上記成形体をＣｕ−Ｓｎ合金ケースに
収納して複合ビレットをつくった場合は、Ｓｎをメッキ
せずに加熱処理してＳｎを拡散させてもよい。
収納して複合ビレットをつくった場合は、Ｓｎをメッキ
せずに加熱処理してＳｎを拡散させてもよい。
【０００９】さらにＣｕ−Ｎｂ合金粉末とＣｕ−Ｓｎ合
金粉末からなる混合粉末をＣＩＰ成形し、得られた成形
体をＣｕケースまたはＣｕ合金ケースに挿入して複合ビ
レットをつくり、これを伸線加工して得た線材に、加熱
処理を行い上記線材中にＳｎを拡散させてもよい。
金粉末からなる混合粉末をＣＩＰ成形し、得られた成形
体をＣｕケースまたはＣｕ合金ケースに挿入して複合ビ
レットをつくり、これを伸線加工して得た線材に、加熱
処理を行い上記線材中にＳｎを拡散させてもよい。
【００１０】
【作用】本発明の方法においては、まず所定のＮｂ濃度
のＣｕ−Ｎｂ合金粉末を製造するものであり、粉末化に
あたっては不活性ガスによるガスアトマイズ法を用いれ
ばよい。
のＣｕ−Ｎｂ合金粉末を製造するものであり、粉末化に
あたっては不活性ガスによるガスアトマイズ法を用いれ
ばよい。
【００１１】次に上記合金粉末を充分混合し、焼結して
焼結成形体を製作する。本発明は焼結成形体を製作する
方法を限定するものではなく、機械的なプレスの後に焼
結する方法や冷間静水圧プレス成形の後焼結する方法、
熱間静水圧プレスにより焼結する方法等を例示できるが
、いずれの方法であっても、酸素の吸着を避けるための
特別の配慮が必要である。このようにして製作した成形
体とＣｕまたはＣｕ合金を用いて複合ビレットを製作し
て、静水圧押し出しや抽伸加工或はダイス伸線による減
面加工により線材とすればよい。この線材の表面にＳｎ
をメッキし加熱処理によりＳｎを線材の内部に拡散させ
Ｎｂと反応させればＮｂ３Ｓｎ超電導線材を得ることが
できる。
焼結成形体を製作する。本発明は焼結成形体を製作する
方法を限定するものではなく、機械的なプレスの後に焼
結する方法や冷間静水圧プレス成形の後焼結する方法、
熱間静水圧プレスにより焼結する方法等を例示できるが
、いずれの方法であっても、酸素の吸着を避けるための
特別の配慮が必要である。このようにして製作した成形
体とＣｕまたはＣｕ合金を用いて複合ビレットを製作し
て、静水圧押し出しや抽伸加工或はダイス伸線による減
面加工により線材とすればよい。この線材の表面にＳｎ
をメッキし加熱処理によりＳｎを線材の内部に拡散させ
Ｎｂと反応させればＮｂ３Ｓｎ超電導線材を得ることが
できる。
【００１２】次に本発明に係る他の製造方法について説
明する。Ｃｕ−Ｎｂ合金粉末を得る方法までは同じであ
り、該Ｃｕ−Ｎｂ合金粉末を、Ｃｕ−Ｓｎ合金粉末と混
合する。該Ｃｕ−Ｓｎ合金粉末の組成中にＴｉを添加し
てもよく、また該Ｃｕ−Ｓｎ合金粉末は、Ｃｕ−Ｎｂ合
金粉末と同様、不活性ガスアトマイズ法によって酸素吸
着のない清浄な粉末として得られる。次に混合粉末を用
いてＣＩＰを行う。ＣＩＰを行うにあたってはＮｂ箔ま
たはＴｉ箔を巻き付けたＣｕ丸棒を中心にし周囲は上記
混合粉末となる様ゴム型に入れた成形を行う。
明する。Ｃｕ−Ｎｂ合金粉末を得る方法までは同じであ
り、該Ｃｕ−Ｎｂ合金粉末を、Ｃｕ−Ｓｎ合金粉末と混
合する。該Ｃｕ−Ｓｎ合金粉末の組成中にＴｉを添加し
てもよく、また該Ｃｕ−Ｓｎ合金粉末は、Ｃｕ−Ｎｂ合
金粉末と同様、不活性ガスアトマイズ法によって酸素吸
着のない清浄な粉末として得られる。次に混合粉末を用
いてＣＩＰを行う。ＣＩＰを行うにあたってはＮｂ箔ま
たはＴｉ箔を巻き付けたＣｕ丸棒を中心にし周囲は上記
混合粉末となる様ゴム型に入れた成形を行う。
【００１３】得られた成形体の表面を整えた後、Ｃｕケ
ースまたはＣｕ合金ケースに挿入して複合ビレットを形
成する。該複合ビレットを用いて静水圧押し出し、抽伸
加工，伸線加工等の減面加工手段を用いて線材を製作す
る。該線材に加熱処理を施せば、前記成形体中のＳｎと
Ｎｂが反応して、Ｎｂ３Ｓｎを得ることができる。
ースまたはＣｕ合金ケースに挿入して複合ビレットを形
成する。該複合ビレットを用いて静水圧押し出し、抽伸
加工，伸線加工等の減面加工手段を用いて線材を製作す
る。該線材に加熱処理を施せば、前記成形体中のＳｎと
Ｎｂが反応して、Ｎｂ３Ｓｎを得ることができる。
【００１４】
実施例１
まず真空溶解により３２重量％のＮｂを含有するＣｕ−
Ｎｂ合金のインゴットを得、該インゴットを再度Ａｒガ
ス雰囲気中で溶解し、アトマイズ法によりＣｕ−Ｎｂ合
金の粉末を得、空気に接触することがないよう回収し、
Ａｒガス雰囲気のグローブボックス内でＶ型ミキサーに
より混合した。得られた混合粉末をＨＩＰカプセルに封
入し、真空脱気した後に、ＨＩＰによりＣｕ−Ｎｂ成形
体を製作した。次に該Ｃｕ−Ｎｂ成形体の中心部に穴を
あけＮｂ箔を巻いたＣｕ棒を挿入し、全体をＣｕケース
につめて図１に示す複合ビレットを製作した。図１にお
いて１はＣｕ−Ｎｂ成形体，２は無酸素銅，３はＮｂ箔
をそれぞれ示す。この複合ビレットを用いて熱間静水圧
押し出しを行い更に抽伸と伸線加工により０．７ｍｍ
径の線材を得た。該線材の表面に溶融法によりＳｎメッ
キを施し、反応熱処理（２００℃×５０時間後さらに７
００℃×５０時間加熱）により本発明のＮｂ３Ｓｎ線材
を製作した。
Ｎｂ合金のインゴットを得、該インゴットを再度Ａｒガ
ス雰囲気中で溶解し、アトマイズ法によりＣｕ−Ｎｂ合
金の粉末を得、空気に接触することがないよう回収し、
Ａｒガス雰囲気のグローブボックス内でＶ型ミキサーに
より混合した。得られた混合粉末をＨＩＰカプセルに封
入し、真空脱気した後に、ＨＩＰによりＣｕ−Ｎｂ成形
体を製作した。次に該Ｃｕ−Ｎｂ成形体の中心部に穴を
あけＮｂ箔を巻いたＣｕ棒を挿入し、全体をＣｕケース
につめて図１に示す複合ビレットを製作した。図１にお
いて１はＣｕ−Ｎｂ成形体，２は無酸素銅，３はＮｂ箔
をそれぞれ示す。この複合ビレットを用いて熱間静水圧
押し出しを行い更に抽伸と伸線加工により０．７ｍｍ
径の線材を得た。該線材の表面に溶融法によりＳｎメッ
キを施し、反応熱処理（２００℃×５０時間後さらに７
００℃×５０時間加熱）により本発明のＮｂ３Ｓｎ線材
を製作した。
【００１５】この線材を用いて臨界電流密度Ｊｃの測定
と限界歪εｉｒｒ の測定を実施した。結果は図２に示
す。 比較例としてインシチュー法により得られた線材の測定
結果を図２に併記する。図２から本発明に係るＮｂ３Ｓ
ｎ線材は高い臨界電流密度と優れた耐歪特性を有してい
ることが分かる。
と限界歪εｉｒｒ の測定を実施した。結果は図２に示
す。 比較例としてインシチュー法により得られた線材の測定
結果を図２に併記する。図２から本発明に係るＮｂ３Ｓ
ｎ線材は高い臨界電流密度と優れた耐歪特性を有してい
ることが分かる。
【００１６】実施例２
実施例１で製作したＣｕ−３２重量％Ｎｂ合金粉末と、
これと同様の方法で製作したＣｕ−１３重量％Ｓｎ−０
．５ 重量％Ｔｉ合金粉末とを３：１の割合で混合して
おく。一方Ｎｂ箔を巻き付けたＣｕ丸棒をブロンズパイ
プに挿入して芯金とし、これをゴム型の中心部に間隙を
残してセットし、該間隙に前記混合粉末を入れ、ＣＩＰ
成形した。得られた成形体の表面部分を削って整えた後
、上記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｔｉ合金粉末と同一成分の合金を外
側のケース材として図３に示す複合ビレットを得た。図
３において１はＣｕ−Ｎｂ及びＣｕ−Ｓｎ−Ｔｉ粉末成
形体，２は無酸素銅，３はＮｂ箔をそれぞれ示す。上記
複合ビレットを用いて静水圧押し出しを行ない、抽伸と
伸線加工により、また適宜中間焼鈍を行ないながら０．
７ｍｍ径の丸線に伸線した。
これと同様の方法で製作したＣｕ−１３重量％Ｓｎ−０
．５ 重量％Ｔｉ合金粉末とを３：１の割合で混合して
おく。一方Ｎｂ箔を巻き付けたＣｕ丸棒をブロンズパイ
プに挿入して芯金とし、これをゴム型の中心部に間隙を
残してセットし、該間隙に前記混合粉末を入れ、ＣＩＰ
成形した。得られた成形体の表面部分を削って整えた後
、上記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｔｉ合金粉末と同一成分の合金を外
側のケース材として図３に示す複合ビレットを得た。図
３において１はＣｕ−Ｎｂ及びＣｕ−Ｓｎ−Ｔｉ粉末成
形体，２は無酸素銅，３はＮｂ箔をそれぞれ示す。上記
複合ビレットを用いて静水圧押し出しを行ない、抽伸と
伸線加工により、また適宜中間焼鈍を行ないながら０．
７ｍｍ径の丸線に伸線した。
【００１７】この線材に反応熱処理（６８０℃，５０時
間）を行ない本発明に係るＮｂ３Ｓｎ超電導線材を得た
。該Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材を用いて臨界電流と歪特性の
測定を行った。結果は図４に示す。
間）を行ない本発明に係るＮｂ３Ｓｎ超電導線材を得た
。該Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材を用いて臨界電流と歪特性の
測定を行った。結果は図４に示す。
【００１８】図４から本発明に係るＮｂ３Ｓｎ超電導線
材は高い臨界電流密度と共に優れた耐歪特性を有するこ
とがわかる。
材は高い臨界電流密度と共に優れた耐歪特性を有するこ
とがわかる。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、極
めて微細なフィラメントが得られるので、耐歪特性に優
れると共に、高臨界電流密度のＮｂ３Ｓｎ線材が得られ
ることとなった。また同一フィラメント径の線材を得る
場合、従来の線材化技術と比べて加工度が少なくて済み
、製造工程の大幅な短縮が可能である。更にインシチュ
ー法に比べると大型ビレットであっても均一組織のビレ
ットを得ることができ均一な線材製作ができることとな
った。
めて微細なフィラメントが得られるので、耐歪特性に優
れると共に、高臨界電流密度のＮｂ３Ｓｎ線材が得られ
ることとなった。また同一フィラメント径の線材を得る
場合、従来の線材化技術と比べて加工度が少なくて済み
、製造工程の大幅な短縮が可能である。更にインシチュ
ー法に比べると大型ビレットであっても均一組織のビレ
ットを得ることができ均一な線材製作ができることとな
った。
【図１】本発明に係る複合ビレットの断面説明図である
。
。
【図２】実施例及び比較例の超電導特性を示すグラフで
ある。
ある。
【図３】本発明に係る複合ビレットの断面説明図である
。
。
【図４】実施例及び比較例の超電導特性を示すグラフで
ある。
ある。
１ Ｃｕ−Ｎｂ成形体
２ 無酸素銅
３ Ｎｂ箔
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｃｕ−Ｎｂ合金粉末を焼結して得た成
形体をＣｕケースまたはＣｕ合金（ただしＳｎは含まな
い）ケースに収納して複合ビレットをつくり、これを伸
線加工して得た線材に、Ｓｎをメッキして加熱処理を行
い、上記線材中にＳｎを拡散させることを特徴とするＮ
ｂ３Ｓｎ超電導線材の製造方法。 - 【請求項２】 Ｃｕ−Ｎｂ合金粉末を焼結して得た成
形体をＣｕ−Ｓｎケースに収納して複合ビレットをつく
り、これを伸線加工して得た線材に加熱処理を行い、上
記線材中にＳｎを拡散させることを特徴とするＮｂ３Ｓ
ｎ超電導線材の製造方法。 - 【請求項３】 Ｃｕ−Ｎｂ合金粉末とＣｕ−Ｓｎ合金
粉末からなる混合粉末をＣＩＰ成形し、得られた成形体
をＣｕケースまたはＣｕ合金ケースに挿入して複合ビレ
ットをつくり、これを伸線加工して得た線材に、加熱処
理を行い上記線材中にＳｎを拡散させることを特徴とす
るＮｂ３Ｓｎ超電導線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3108780A JPH04315710A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3108780A JPH04315710A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04315710A true JPH04315710A (ja) | 1992-11-06 |
Family
ID=14493292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3108780A Withdrawn JPH04315710A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04315710A (ja) |
-
1991
- 1991-04-12 JP JP3108780A patent/JPH04315710A/ja not_active Withdrawn
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