JPH0432111A - 化合物超電導線の製造方法 - Google Patents
化合物超電導線の製造方法Info
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- JPH0432111A JPH0432111A JP2134932A JP13493290A JPH0432111A JP H0432111 A JPH0432111 A JP H0432111A JP 2134932 A JP2134932 A JP 2134932A JP 13493290 A JP13493290 A JP 13493290A JP H0432111 A JPH0432111 A JP H0432111A
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、改良された化合物超電導線の製造方法に関し
、臨界電流密度を向上させることを目的とするものであ
る。
、臨界電流密度を向上させることを目的とするものであ
る。
〔従来の技術］
Ｎｂ３Ｓｎ、ＶＩＧａのような化合物超電導材料は、硬
く脆いため合金材のように直接線材に加工することがで
きず、表面拡散法又は複合加工法（ブロンズ法）により
実用線材が製造されている。
く脆いため合金材のように直接線材に加工することがで
きず、表面拡散法又は複合加工法（ブロンズ法）により
実用線材が製造されている。
このうちブロンズ法はＮ ｂ ／ Ｃｕ −Ｓ ｎ複合
体の固体間の拡散を利用するため、極細多芯線のような
複雑な断面構造の線材を製造できる。従来のブロンズ法
によるＮｂｚＳｎ化合物超電導線の製造方法は、おもに
ダブルスタック方式という方法が用いられ、第２図（ａ
）、伽）、（Ｃ）に示すように、１本ないし複数本のＮ
ｂ棒１をＣｕ−１４，３％Ｓｎブロンズ管２中に挿入し
て、押出し、引抜き、圧延などによる加工と、中間焼鈍
を繰り返して製造した１次素線３を同じ長さに切断し、
このようにして得られた複数本の１次素線３をブロンズ
管中に再び挿入し、押出し、引抜き、圧延、伸線などの
加工と中間焼鈍を繰り返して２次素線４を製作し、再度
複数本の２次素線４をブロンズ管中に挿入して伸線する
工程を繰り返してブロンズ６中にＮｂフィラメント７が
分散した複合線５を製作し、最後に拡散熱処理を施して
Ｎｂ、Ｓｎ超電導線を得る。このようにして得られたＮ
ｂ、Ｓ ｎ超電導線はＮｂフィラメントの径を数−程
度にまですることが可能であり、Ｎｂｚｓｎの超電導層
はブロンズマトリックスとＮｂフィラメントの界面にＳ
ｎの拡散により生成する。
体の固体間の拡散を利用するため、極細多芯線のような
複雑な断面構造の線材を製造できる。従来のブロンズ法
によるＮｂｚＳｎ化合物超電導線の製造方法は、おもに
ダブルスタック方式という方法が用いられ、第２図（ａ
）、伽）、（Ｃ）に示すように、１本ないし複数本のＮ
ｂ棒１をＣｕ−１４，３％Ｓｎブロンズ管２中に挿入し
て、押出し、引抜き、圧延などによる加工と、中間焼鈍
を繰り返して製造した１次素線３を同じ長さに切断し、
このようにして得られた複数本の１次素線３をブロンズ
管中に再び挿入し、押出し、引抜き、圧延、伸線などの
加工と中間焼鈍を繰り返して２次素線４を製作し、再度
複数本の２次素線４をブロンズ管中に挿入して伸線する
工程を繰り返してブロンズ６中にＮｂフィラメント７が
分散した複合線５を製作し、最後に拡散熱処理を施して
Ｎｂ、Ｓｎ超電導線を得る。このようにして得られたＮ
ｂ、Ｓ ｎ超電導線はＮｂフィラメントの径を数−程
度にまですることが可能であり、Ｎｂｚｓｎの超電導層
はブロンズマトリックスとＮｂフィラメントの界面にＳ
ｎの拡散により生成する。
尚、Ｔｉ又はＴａをＮｂ棒又はブロンズ管に添加すると
、生成するＮｂ５Ｓｎの結晶粒の微細化に効果があり、
従ってピンニング効果が高まり、臨界電流密度が高くな
る。
、生成するＮｂ５Ｓｎの結晶粒の微細化に効果があり、
従ってピンニング効果が高まり、臨界電流密度が高くな
る。
また、最近になり、Ｎｂ管にＳｎを封入し、冷間加工で
所望の形状にし、拡散処理をするチューブ法が注目され
ている。この方法ではＳｎを大量に取り込めるため、Ｎ
ｂ、Ｓｎ層を厚くすることができる。
所望の形状にし、拡散処理をするチューブ法が注目され
ている。この方法ではＳｎを大量に取り込めるため、Ｎ
ｂ、Ｓｎ層を厚くすることができる。
［発明が解決しようとする課題〕
しかしながら従来の化合物超電導線の製造方法には次の
ような問題点があった。即ち、１）ブロンズ法は量産性
に優れているが、臨界電流密度は、Ｎｂ、Ｓｎの場合、
１６Ｔにおいて高々２０ＯＡ／−であり、高磁界用の超
電導線に対する要求に応じることができない。
ような問題点があった。即ち、１）ブロンズ法は量産性
に優れているが、臨界電流密度は、Ｎｂ、Ｓｎの場合、
１６Ｔにおいて高々２０ＯＡ／−であり、高磁界用の超
電導線に対する要求に応じることができない。
２）チューブ法では、Ｎ ｂ、Ｓ ｎの場合、１６Ｔに
おいて６００Ａ／−の高い臨界電流密度を得ることがで
きるが、量産性に問題がある。
おいて６００Ａ／−の高い臨界電流密度を得ることがで
きるが、量産性に問題がある。
本発明は上記問題点を解決した化合物超電導線の製造方
法を提供するもので、複合加工法を用いたＡ１５型Ａ、
Ｂ化合物からなる化合物超電導線の製造方法において、
ＡまたはＡの合金からなる棒状体に該棒状体と異なる材
質の金属薄板を巻き、次いで複数の前記棒状体をＡから
なる管に挿入し、次いで前記管にＨＩＰ処理、減面加工
を施して複合線を形成し、次いで該複合線をＢを含む合
金体中に挿入して複合加工及び拡散熱処理を施すことを
第１発明とし、ＡはＮｂからなり、金属薄板はＴａまた
はＴｉからなることを第２発明とし、ＨＩＰ処理を金属
薄板の融点以上の温度で施すことを第３発明とするもの
である。
法を提供するもので、複合加工法を用いたＡ１５型Ａ、
Ｂ化合物からなる化合物超電導線の製造方法において、
ＡまたはＡの合金からなる棒状体に該棒状体と異なる材
質の金属薄板を巻き、次いで複数の前記棒状体をＡから
なる管に挿入し、次いで前記管にＨＩＰ処理、減面加工
を施して複合線を形成し、次いで該複合線をＢを含む合
金体中に挿入して複合加工及び拡散熱処理を施すことを
第１発明とし、ＡはＮｂからなり、金属薄板はＴａまた
はＴｉからなることを第２発明とし、ＨＩＰ処理を金属
薄板の融点以上の温度で施すことを第３発明とするもの
である。
上述のような製造方法でＡをＮｂとし、ＢをＳｎとする
Ｎｂ、Ｓｎ化合物超電導線を製造する場合について説明
する。この場合、ＮｂまたはＮｂ合金棒に例えばＴａの
金属薄板を巻いた複数の棒状体をＮｂ管に挿入し、この
Ｎｂ管にＨＩＰ （熱間等方圧加工）処理を施すと、そ
の断面はＮｂ中にＴａが網目状に配置された状態になっ
ている。
Ｎｂ、Ｓｎ化合物超電導線を製造する場合について説明
する。この場合、ＮｂまたはＮｂ合金棒に例えばＴａの
金属薄板を巻いた複数の棒状体をＮｂ管に挿入し、この
Ｎｂ管にＨＩＰ （熱間等方圧加工）処理を施すと、そ
の断面はＮｂ中にＴａが網目状に配置された状態になっ
ている。
ＨＩＰ処理によるマイクロアロイングにより、ＴａはＮ
ｂ中に拡散し、Ｎ ｂ ／ Ｔ ａ界面に直角にＴａの
濃度勾配が生じている。次いで、減面加工を施して複合
線を形成し、この複合線にＳｎを拡散させると、Ｎｂｚ
Ｓｎが形成される。その際、Ｔａ濃度の高い部分にはＴ
ａ５Ｓｎが形成され、この物質は液体Ｈｅ温度では非超
ｉｔ導状態にあるため、Ｎ１ｇＳｎ層の中に綱目状に存
在して所謂ピン止め点として機能する。また、Ｎｂ中に
拡散したＴａはＮｂｚＳｎの結晶粒の微細化に効果があ
り、これらの相乗効果として高い臨界電流密度が得られ
る。尚、ＨＩＰ処理を金属薄板の融点直上で行うと、金
属薄板とＮｂの合金化を迅速に行うことができる。
ｂ中に拡散し、Ｎ ｂ ／ Ｔ ａ界面に直角にＴａの
濃度勾配が生じている。次いで、減面加工を施して複合
線を形成し、この複合線にＳｎを拡散させると、Ｎｂｚ
Ｓｎが形成される。その際、Ｔａ濃度の高い部分にはＴ
ａ５Ｓｎが形成され、この物質は液体Ｈｅ温度では非超
ｉｔ導状態にあるため、Ｎ１ｇＳｎ層の中に綱目状に存
在して所謂ピン止め点として機能する。また、Ｎｂ中に
拡散したＴａはＮｂｚＳｎの結晶粒の微細化に効果があ
り、これらの相乗効果として高い臨界電流密度が得られ
る。尚、ＨＩＰ処理を金属薄板の融点直上で行うと、金
属薄板とＮｂの合金化を迅速に行うことができる。
以下２図面に示した実施例に基づいて本発明の詳細な説
明する。
明する。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る化合物超電導線の
製造方法の一実施例の工程を示したものである。その工
程は次の通りである。即ち、１）９．８ｍｍφのＮｂ棒
１１に０．１ａｍ厚さのＴａ箔１２を巻き、この棒を２
８５本、内径１７８ｍｍφ、厚さ５ｍのＮｂ管１３に挿
入し、該Ｎｂ管の両端をＮｂの蓋を付けて電子ビーム溶
接した（第１図（ａ））。
製造方法の一実施例の工程を示したものである。その工
程は次の通りである。即ち、１）９．８ｍｍφのＮｂ棒
１１に０．１ａｍ厚さのＴａ箔１２を巻き、この棒を２
８５本、内径１７８ｍｍφ、厚さ５ｍのＮｂ管１３に挿
入し、該Ｎｂ管の両端をＮｂの蓋を付けて電子ビーム溶
接した（第１図（ａ））。
２）上記複合材に２０００℃Ｘ １ ｈｒ、 ２０ ｋ
ｇ／ ｔＪの条件でＨＩＰ処理を施し、１６０閣φに縮
径した。
ｇ／ ｔＪの条件でＨＩＰ処理を施し、１６０閣φに縮
径した。
３）次に、上記複合材１４を外径２０５■φ、内径１６
５ｍφのＣｕ管１５に挿入し、両端をＣｕの蓋を付けて
電子ビーム溶接し、９００°Ｃ１２０ｋｇ／−でＨＩＰ
処理して外径を２００園φに縮径し、さらに、９００°
Ｃで３０ｆｆＩ１１に押し出した（第１図（ｂ））。
５ｍφのＣｕ管１５に挿入し、両端をＣｕの蓋を付けて
電子ビーム溶接し、９００°Ｃ１２０ｋｇ／−でＨＩＰ
処理して外径を２００園φに縮径し、さらに、９００°
Ｃで３０ｆｆＩ１１に押し出した（第１図（ｂ））。
３′）上記押し出し材を抽伸、伸線、整直、切断し、外
側のＣｕを溶解して９ｍｍφの複合棒とした。
側のＣｕを溶解して９ｍｍφの複合棒とした。
この複合棒２０を１３０本、Ｃｕ −１４，３％Ｓｎ−
〇、２％Ｔｉ合金のビレット１６に開けた９、５薗φの
穴に挿入した後、両端を共材で蓋をし、電子ビーム溶接
をした。このビレット１６を６５０℃で３０■φに押し
出し、抽伸、焼鈍、伸線を繰り返し、４． Ｏｍφに整
直、切断してブロンズ／Ｎｂ複合線とした（第１図（Ｃ
））。
〇、２％Ｔｉ合金のビレット１６に開けた９、５薗φの
穴に挿入した後、両端を共材で蓋をし、電子ビーム溶接
をした。このビレット１６を６５０℃で３０■φに押し
出し、抽伸、焼鈍、伸線を繰り返し、４． Ｏｍφに整
直、切断してブロンズ／Ｎｂ複合線とした（第１図（Ｃ
））。
４）次に、外径２１０ｍφ、内径１８０ａｏφのＣｕｔ
１７に、外径１７８園φ、内径１７０ｍ＋φのＮｂｂ管
８を挿入して二重管とし、この中に前記ブロンズ／Ｎｂ
複合線１９を１５６０本挿入し、両端をＣｕｌを付けて
電子ビーム溶接した（第１図（ｄ））。
１７に、外径１７８園φ、内径１７０ｍ＋φのＮｂｂ管
８を挿入して二重管とし、この中に前記ブロンズ／Ｎｂ
複合線１９を１５６０本挿入し、両端をＣｕｌを付けて
電子ビーム溶接した（第１図（ｄ））。
５）上記複合材を６５０°Ｃで２０ ｋｇ／ｗＪ、１０
分の条件でＨＩＰ処理を施し、２００ｍｍφに外削し、
６５０ ”Ｃで３０ｍφに押し出した。以後、減面加工
と焼鈍を繰り返し、２Ｘ３ｇ＋の複合線とした。
分の条件でＨＩＰ処理を施し、２００ｍｍφに外削し、
６５０ ”Ｃで３０ｍφに押し出した。以後、減面加工
と焼鈍を繰り返し、２Ｘ３ｇ＋の複合線とした。
６）この複合線に６９０”ＣＸ３日の拡散熱処理を施し
た後、１６ＴＴ：臨界電流密度を測定したところ、４０
０Ａ／−の値が得られた。この値は、従来の単なるＮｂ
棒をブロンズ管に挿入して同様の方法で製作した超電導
線の臨界電流密度、２００Ａ／−に比較して倍の高い値
であワた。
た後、１６ＴＴ：臨界電流密度を測定したところ、４０
０Ａ／−の値が得られた。この値は、従来の単なるＮｂ
棒をブロンズ管に挿入して同様の方法で製作した超電導
線の臨界電流密度、２００Ａ／−に比較して倍の高い値
であワた。
尚、本発明は上記実施例に限定されず、Ｖ、ＧＧａなど
他のＡ１５型化合物超電導線の製造に適用出来ることは
言うまでもない。
他のＡ１５型化合物超電導線の製造に適用出来ることは
言うまでもない。
以上説明したように本発明によれば、ＡまたはＡの合金
からなる棒状体に金属薄板を巻き、次いで複数の前記棒
状体をＡからなる管に挿入し、次いで前記管にＨＩＰ処
理、減面加工を施して複合線を形成し、次いで該複合線
をＢを含む合金体中に挿入して複合加工及び拡散熱処理
を施すことによりＡ１５型Ａ３Ｂ化合物超電導線を製造
するため、Ａ３Ｂ化合物中にビン止め点が形成され、ま
た該化合物の結晶粒が微細化し、臨界電流密度が向上す
るという優れた効果がある。
からなる棒状体に金属薄板を巻き、次いで複数の前記棒
状体をＡからなる管に挿入し、次いで前記管にＨＩＰ処
理、減面加工を施して複合線を形成し、次いで該複合線
をＢを含む合金体中に挿入して複合加工及び拡散熱処理
を施すことによりＡ１５型Ａ３Ｂ化合物超電導線を製造
するため、Ａ３Ｂ化合物中にビン止め点が形成され、ま
た該化合物の結晶粒が微細化し、臨界電流密度が向上す
るという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る化合物超電導線の
製造方法の一実施例の工程説明図であり、第２図（ａ）
〜（ｃ）は従来の製造方法の工程説明図である。 １．１１・−Ｎｂ棒、 ２−ブロンズ管、 ３−・・
１次素線、 ４−２次素線、 ５−複合線、 ６ブロン
ズ、 ７・−Ｎｂフィラメント、 １２−・Ｔａ箔
、 １３ 、 １８−Ｎ ｂ管、 １４−複合材、１
５ 、 １１−−−Ｃｕ管、 １６−・−ビレット、
１９・−ブロンズ／Ｎｂ複合線、 ２〇−複合棒
。
製造方法の一実施例の工程説明図であり、第２図（ａ）
〜（ｃ）は従来の製造方法の工程説明図である。 １．１１・−Ｎｂ棒、 ２−ブロンズ管、 ３−・・
１次素線、 ４−２次素線、 ５−複合線、 ６ブロン
ズ、 ７・−Ｎｂフィラメント、 １２−・Ｔａ箔
、 １３ 、 １８−Ｎ ｂ管、 １４−複合材、１
５ 、 １１−−−Ｃｕ管、 １６−・−ビレット、
１９・−ブロンズ／Ｎｂ複合線、 ２〇−複合棒
。
Claims (3)
- （１）複合加工法を用いたＡ１５型Ａ＿３Ｂ化合物から
なる化合物超電導線の製造方法において、ＡまたはＡの
合金からなる棒状体に該棒状体と異なる材質の金属薄板
を巻き、次いで複数の前記棒状体をＡからなる管に挿入
し、次いで前記管にＨＩＰ処理、減面加工を施して複合
線を形成し、次いで該複合線をＢを含む合金体中に挿入
して複合加工及び拡散熱処理を施すことを特徴とする化
合物超電導線の製造方法。 - （２）ＡはＮｂからなり、金属薄板はＴａまたはＴｉか
らなることを特徴とする請求項１記載の化合物超電導線
の製造方法。 - （３）ＨＩＰ処理を金属薄板の融点以上の温度で施すこ
とを特徴とする請求項１記載の化合物超電導線の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2134932A JPH0432111A (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 化合物超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2134932A JPH0432111A (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 化合物超電導線の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0432111A true JPH0432111A (ja) | 1992-02-04 |
Family
ID=15139932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2134932A Pending JPH0432111A (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 化合物超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0432111A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111604503A (zh) * | 2020-06-12 | 2020-09-01 | 钢铁研究总院 | 一种FeCrAl不锈钢复合管坯及其制备方法 |
-
1990
- 1990-05-24 JP JP2134932A patent/JPH0432111A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111604503A (zh) * | 2020-06-12 | 2020-09-01 | 钢铁研究总院 | 一种FeCrAl不锈钢复合管坯及其制备方法 |
| CN111604503B (zh) * | 2020-06-12 | 2022-03-29 | 钢铁研究总院 | 一种FeCrAl不锈钢复合管坯及其制备方法 |
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