JPH0458413A - Ｎｂ↓３Ｓｎ多芯超電導線の製造方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、超電導線の製造方法にかかり、特にパイプ法
によるＮｂ３Ｓｎ多芯超電導線の製造方法の改良に関す
る。

［従来の技術］ Ｎｂ３Ｓｎ超電導線の製造方法として、従来よりパイプ
法によるものか知られている（特公昭５５−１８５４７
号公報）。

このパイプ法は、Ｓｎロッドの外周にＣｕ管、Ｎｂ管お
よび安定材となるＣｕ管を順次被覆した断面六角形状の
複合線の複数本を、さらにＣｕ管中に収容して冷間加工
を施した後、Ｎｂ３Ｓｎ生成の熱処理を施すもので、Ｃ
ｕ−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上、非常に高い臨界電流
密度（Ｊｃ）の導体が得られるという利点を有する。

しかしながら、上記のパイプ法においては、減面加工度
か１０４を越えるような高加工度の場合にＮｂ管の不均
一な変形により管壁の破断や断線を生し易く、熱処理の
際にＳｎがマトリックス中に拡散し、臨界電流値や残留
比抵抗比（以下ＲＲＲと称する。）の低下を招くという
問題を生ずる。

このようなパイプ法の欠点を解消する方法として、本出
願人等はＮｂ管中に０．１〜５　ａｔ％のＴｉを含有せ
しめる方法を先に出願した（特願昭５８−２０４２０９
号）。

上記の改良されたパイプ法においては、Ｎｂ管へのＴ１
添加による加工性の改善および１４〜１５Ｔ程度の高磁
界での臨界電流密度の向上が著しく、現在ＮＭＲ用の線
材や高磁界発生マグネット用線材として広く使用されて
おり、この線材を用いて１６．７Ｔの世界最高水準の磁
界発生も実現されている。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、上記の方法において、拡散熱処理時に’
Ｎｂパイプ中のＴｊが安定化Ｃｕ中へ拡散し、ＲＲＲが
大幅に低下するという超電導コイルとして好ましく−な
い現象を生ずることか判明した。

このようなＲＲＲの低下を防ぐために、熱処理時間を短
縮したり、熱処理温度を低くしたりする等の消極的方法
が採用されているが、この場合臨界電流密度か低下する
という問題を生ずる。

本発明は、以上述べた難点を解消するためになされたも
ので、断線やＲＲＲの低下を防止して細線化を可能にす
るとともに、高いＪｃを有するバイブ法によるＮｂ３　
Ｓｎ多芯超電導線の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］ 上記目的を達成するために、本発明のＮｂ３Ｓｎ多芯超
電導線の製造方法は、軸方向に複数の貫通孔遮蔽層を介
して安定化材を配置するとともに、前記貫通孔内にＮｂ
管の内部にＣｕ被覆ＳｎロットまたはＣｕ−３ｎ合金ロ
ッドを収容した複合ロッドを挿入して複合体を形成した
後、前記複合体に静水圧押出加工および伸線加工を施し
、次いてＮＪ　Ｓｎ生成の熱処理を施すものである。

本発明においてビレットの組成としてＣｕ−（９〜３０
）　ｗｔ％Ｎｉを選定したのは、Ｎｉの添加量が９−・
ｔ％未満ではＮｂ管の破断を生して熱処理後のＲＲＲが
低下し易いためてあり、一方３ｏνｔ％を越えると加工
性が低下して断線し易く細線化か困難となるためである
。

上記のＮｂ管として１ｌｌｂ基合金管を用いることもて
き、またこの内部に収容されるＣｕ被ｆｆ２ｓｎロツド
のＣｕ対Ｓｎの面積比またはＣｕ−３ｎ　合金ロッドの
Ｓ　ｎ　ｅｘ度は凡１ｂとの反応性および加工性の観点
がら選択される。

また遮蔽層としてはＮｂ、　Ｔａやこれらの合金を用い
ることができる。

［作用］ 本発明の方法においては、Ｃｕ−Ｎｊ合金ビレットに形
成された貫通孔内にＮｂ管を介してＣＩＪ％　Ｓｎが収
容されるため、Ｎｂ管が均一に変形され、これによりＮ
ｂ管を破断せずに細線化か可能になる。

Ｃ実施例コ 以下、本発明の一実施例について説明する。

第２図は、本発明の方法による熱処理前の複合部材の断
面を示したもので、Ｎｂ管１の内側にＣｕ２を被覆した
Ｓｎロッド３を収容した複合体４をＣｕ−Ｎｉ合金ビレ
ット５中に配置し、その外側にＮｂ遮蔽層６および安定
化Ｃｕ７を順次配置した構造を有する。

この複合部材は減面加工後、６００〜８００℃てＮｂ３
　Ｓｎ生成の熱処理か施され、第１図に示すようにＣｕ
−Ｎ１合金マトリックス５中にＮｂ３Ｓｎ層８が環状に
生成される。

なお、第１図で符号９はＣｕ−３ｎ合金部分を示す。

具体例 外径６８關φのＣｕ−１０ｖｔ％Ｎｉ合金ビレットの断
面の同心円上に　８．２＋ｎｍφの孔を３７ケ所ビレツ
トの軸方向に平行に形成した。この孔内にＮｂ管を収容
し、さらにその内部にＣｕ被覆Ｓｎロッドを挿入した。

この場合孔内に収容されたＮｂ、　　（（：ｕ＋　Ｓｎ
）の断面積比は１．０であった。このビレットの外側に
外径７゜、５市φ、内径６８．５ｍ＋ｓφのＮｂ管およ
び外径９５ｍｍφ、内径７１ｍｍφのＣｕ管を配置して
複合ビレットを形成した。

次いて上記の複合ビレットの両端を密封した後、静水圧
押出加工および冷間伸線加工を施して外径０　、２０９
　ｍｍφの線材を製造した。この線材の断面を観察した
結果ＮｂフィラメントおよびＮｂ４蔽層の破断は認めら
れず、またそのフィラメント径は１７．６μｍφてあっ
た。

上記線材に　７２５℃で７２時間の熱処理を施して製造
したＮｂ３Ｓｎ超電導線の臨界電流密度（ｌｃ）は１５
Ｔて６００Ａ　／　ｍｆｆ１　（ａｔ　４．２Ｋ）であ
った。尚上記のビレットから最終線径に亘る加工度は２
．ＯＸ　１０である。

比較例１ 外φｌ　３　、　Ｏ＋ｗ径のＣｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ合金
管内にＮｂ管を収容し、さらにその内部にＣｕ被覆Ｓｎ
口・ソドを挿入した。この場合Ｃｕ−Ｎｊ合金管内のＮ
ｂ　：　　（Ｃｕ十Ｓｎ）の断面積比は１０であった。

次いでこれに減面加工を施して対辺間距離８．８ｍｍの
断面六角形の線材を製造した後、この線材の３７本を外
径６８ＩＩＩＩＩφ、内径６２ｍ＋ｓφのＣｕ−１０ν
ｔ％Ｎｉ合金管内に稠密に充填し、Ｃｕ−Ｎｉ合金管と
の間の空間部にＣｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ合金スペーサを配
置するとともに、その外側に外径７０．５ｍｍφ、内径
６８．５ｍｍφのＮｂ管および外径９５ｍｍφ、内径７
１　ｍｍφのＣｕ管を配置して複合ビレットを形成した
。この複合ビレットに静水圧押出加工および冷間伸線加
工を施したところ、外径０．９４ｍｍφてＮｂ管の破損
を生じ、さらに外径０．５８ｍｍφて断線した。

尚Ｎｂフィラメント径は線径０．９４ｍｍφて８１μｍ
φ、線径０．５８ｍ＋ｍφて５０μｍφであった。

比較例２ 実施例におけるＣｕ−１０ｗｔ％Ｎ１１ｌａ金の代りに
Ｃｕ　−３５ｗｔ％Ｎｉ合金を用い、以下同様にして冷
間伸線加工までの工程を施した結果、外径φ　ｌ　、　
８　ｍｍで断線し、これ以下の加工は不可能であった。

〔発明の効果］ 以上述べたように本発明の方法によれば、次のような効
果か得られる。

（イ）　Ｎｂ管の変形が均一に進行するため細線化が可
能になる。

（ロ）細線化の過程でＮｂ管の破断を生じないため熱処
理後のＲＲＲの低下を防止することができる。

即ち従来の断面六角形状のシングル線をＣｕ管内に組み
込むＣｕマトリックス法に比較してＪｃ値は同等てＲＲ
Ｒは約５倍（約１００）　、フィラメント径は約１１５
まで細くすることか可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法によって製造されるＮｂ３Ｓｎ超
電導線の一実施例を示す断面図、第２図はその熱処理前
の状態を示す断面図である。 コ・・・・・・・・・Ｎｂ管 ２・・・・　・　Ｃｕ管 ３・・・・・・・・・Ｓｎロッド ５・・・・・・・Ｃｕ−Ｎｉ合金ビレット６・・・・・
・・・Ｎｂ遮蔽層 ７・・・・・・・・Ｃｕ安定化層 ８・・・・・・・・−Ｎｂ３　Ｓｒ！層逼ゝ ＝、！唖ノ 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸方向に複数の貫通孔を有するＣｕ−（９〜３０）ｗｔ
   ％Ｎｉ合金よりなるビレットの外側に遮蔽層を介して安
   定化材を配置するとともに、前記貫通孔内にＮｂ管の内
   部にＣｕ被覆ＳｎロッドまたはＣｕ−Ｓｎ合金ロッドを
   収容した複合ロッドを挿入して複合体を形成した後、前
   記複合体に静水圧加工および伸線加工を施し、次いでＮ
   ｂ＿３Ｓｎ生成の熱処理を施すことを特徴とするＮｂ＿
   ３Ｓｎ多芯超電導線の製造方法。