JPH0470721B2 - - Google Patents
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- JPH0470721B2 JPH0470721B2 JP56002767A JP276781A JPH0470721B2 JP H0470721 B2 JPH0470721 B2 JP H0470721B2 JP 56002767 A JP56002767 A JP 56002767A JP 276781 A JP276781 A JP 276781A JP H0470721 B2 JPH0470721 B2 JP H0470721B2
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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)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は内部冷却型化合物超電導線の製造方法
の改良に関するものである。 ［従来の技術］ 一般に超電導線を冷却する方式として、超電導
線を液体ヘリウムに浸漬する方法と、超臨界ヘリ
ウムを強制的に導体内部に循環させる内部冷却方
式とがある。 ところで、従来の内部冷却型化合物超電導線の
製造では、第１図Ａに示すようにステンレス銅な
どの外壁管１内に複合素線２を引込み約700℃に
て30〜100時間拡散熱処理を行つていたものであ
る。なお、この複合素線２は第１図Ｂに示すよう
にブロンズ（マトリツクス）５内にニオブ芯線６
を埋め込み、その外側に拡散バリヤー４及び安定
化銅３を被覆して構成しているものである。 ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような製造方法による場合
には次のような欠点を有するものであつた。 (1) 複合素線２の集合体を管１内に引き込む際
に、素線２と管１相互の摩擦が大きく、複合素
線と管材との間に焼付現象を生じ、複合素線に
断線事故を生じる。 (2) 拡散熱処理を行うに際し、基材（外壁管又は
複合素線）の酸化を防止する目的で高真空中ま
たは不活性ガス中にて処理するものであるが、
複合素線の外部が純銅であつたり又はステンレ
ス鋼であるため拡散接合し、基材相互が融着す
る。その結果、細い複合素線を集合して可撓性
に富む導体にもかかわらず、基材相互が融着し
て一体化になるため可撓性を著しく阻害する。
即ち、導体の特性を劣化させない許容曲げ径が
計算値より遥かに大きくなり、マグネツト設計
や巻線作業性を困難にしているものである。 本発明は、かかる欠点を解決するためになされ
たもので、拡散熱処理を行つても複合素線と外壁
管とが融着しない化合物超電導線の製造方法を提
供しようとするものである。 ［課題を解決するための手段］ 本発明は、多数本の複合素線の外周を外壁管に
て包被し、拡散熱処理を行つて内部冷却型化合物
超電導線を製造する方法において、前記包被を行
う前に外壁管の内周面、及び複合素線の外周の両
方を酸化物にて被覆し、前記拡散熱処理を外壁管
内の酸素分圧を10-6以上として行うことを特徴と
する化合物超電導線の製造方法である。 本発明方法は拡散熱処理を行うにおいて外壁管
内面に酸化被膜を設けるか或いは複合素線の外周
に酸化物層を設けるものであるが、この酸化物と
しては例えばCuO、CuO＋Cu2Ｏ、Ａ2O3、
MgO、α−Fe2O3、（Cr，Fe）2O3、NiCr2O4など
が挙げられ、又これらの酸化物を混合したもの或
いは層状にしたものでもよい。また、酸化物の膜
厚は基材との密着性及び熱伝導性を阻害しない程
度であればよく、通常1μｍ前後である。 また、拡散熱処理に際して前記酸化物の分解を
避けるために外壁管内の酸素分圧を10-6以上、通
常10-2〜10-6に保持して行うものである。酸素分
圧をこのような数値に限定した理由は、上記の酸
化物中最も分解し易い銅酸化物を基準にしたもの
である。即ち、銅酸化物は800℃以下の温度で酸
素分圧が10-6以下（３×10-3mmHg）高真空の下
で保持されると分解し、純銅または亜酸化銅にな
る。その結果、銅と銅或いは銅とステンレス鋼が
接触する部分で拡散接合がおこり相互に融着する
のでこれを防止するためである。 ［作用］ 本発明の化合物超電導線の製造方法によれば、
複合素線と外壁管との間に酸化物を介在させるこ
とによつて、複合素線を外壁管内に引き込む際の
摩擦が小さくなるため複合素線の損傷や焼付けに
よる断線を防止できる。この後、特定の酸素分圧
下で拡散熱処理を行うことによつて、該熱処理時
における前記酸化物の分解が抑制されて複合素線
と外壁管との融着を防止できる。このため、拡散
熱処理後の冷却過程における熱膨脹係数の差によ
る超電導化合物の損傷を著しく低減できると共
に、曲げに対する歪みが複合素線と外壁管との独
立に作用するため超電導線の耐曲げ特性を著しく
改善できる。 ［実施例］ 次に、本発明の実施例について説明する。 第２図Ｂに示すように安定化銅３の内側に拡散
バリヤーとしてニオブ管４を配し、その内側に
Cu−Sn合金マトリツクス５内に10000本のニオブ
芯線６を内臓せしめて外形0.6mmφ、長さ4000m
の複合素線９を２本得た。 なお、安定化銅、ニオブ管、マトリツクス及び
ニオブ芯線の比率は、50％、10％、30％及び10％
である。 しかして、複合素線９の内１本について化学処
理を行つてその周囲に酸化銅被膜８を形成せしめ
た後、183本に分割し、多重撚線を行つて約20m
のケーブル（ｘ）とした。また、比較試料として
前記未処理の複合素線を同様に多重撚線して約
20mのケーブル（ｙ）とした。 一方、第２図Ａに示すように外径12mm、内径11
mm、長さ約20mのステンレス鋼管１を２本用意
し、その内の１本を650℃の大気中で10分間熱処
理を行つて管の内外表面に酸化膜を形成せしめて
ケーブル用管Ｘとした。また、他のステンレス鋼
管は洗浄して比較ケーブル用管Ｙとした。 次に、Ｘ管内にケーブル（ｘ）を引込みターク
スヘツドを用いて外寸法12mm×12mmに成型加工し
て本発明用ケーブルとした。また、Ｙ管内にケー
ブル（ｙ）を引込んで同様外寸法12mm×12mmに成
型加工して比較用ケーブルとした。 しかして、本発明用ケーブルの両端部を分圧コ
ントローラを備えた排気系にセツトし、別の排気
系に属する真空電気炉中にセツトした。また、比
較例用ケーブルは両端開放のまま真空電気炉中に
入れセツトした。これらのケーブルを700℃の温
度にて36時間保持した後、室温まで冷却した。 なお、本発明用ケーブルは熱処理する間、酸素
分圧１〜５×10-5（３×10-2〜1.5×10-1mmHg）に
管理され、電気炉内の真空度は１〜４×10-5mm
Hgに管理された。 こうして得た本発明ケーブル及び比較例ケーブ
ルの一部を10Tの外部磁場のもとで4.2Kにおける
臨界電流及びケーブル曲げ直径の違いによる臨界
電流を測定した。その結果は第１表に示す通りで
ある。
の改良に関するものである。 ［従来の技術］ 一般に超電導線を冷却する方式として、超電導
線を液体ヘリウムに浸漬する方法と、超臨界ヘリ
ウムを強制的に導体内部に循環させる内部冷却方
式とがある。 ところで、従来の内部冷却型化合物超電導線の
製造では、第１図Ａに示すようにステンレス銅な
どの外壁管１内に複合素線２を引込み約700℃に
て30〜100時間拡散熱処理を行つていたものであ
る。なお、この複合素線２は第１図Ｂに示すよう
にブロンズ（マトリツクス）５内にニオブ芯線６
を埋め込み、その外側に拡散バリヤー４及び安定
化銅３を被覆して構成しているものである。 ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような製造方法による場合
には次のような欠点を有するものであつた。 (1) 複合素線２の集合体を管１内に引き込む際
に、素線２と管１相互の摩擦が大きく、複合素
線と管材との間に焼付現象を生じ、複合素線に
断線事故を生じる。 (2) 拡散熱処理を行うに際し、基材（外壁管又は
複合素線）の酸化を防止する目的で高真空中ま
たは不活性ガス中にて処理するものであるが、
複合素線の外部が純銅であつたり又はステンレ
ス鋼であるため拡散接合し、基材相互が融着す
る。その結果、細い複合素線を集合して可撓性
に富む導体にもかかわらず、基材相互が融着し
て一体化になるため可撓性を著しく阻害する。
即ち、導体の特性を劣化させない許容曲げ径が
計算値より遥かに大きくなり、マグネツト設計
や巻線作業性を困難にしているものである。 本発明は、かかる欠点を解決するためになされ
たもので、拡散熱処理を行つても複合素線と外壁
管とが融着しない化合物超電導線の製造方法を提
供しようとするものである。 ［課題を解決するための手段］ 本発明は、多数本の複合素線の外周を外壁管に
て包被し、拡散熱処理を行つて内部冷却型化合物
超電導線を製造する方法において、前記包被を行
う前に外壁管の内周面、及び複合素線の外周の両
方を酸化物にて被覆し、前記拡散熱処理を外壁管
内の酸素分圧を10-6以上として行うことを特徴と
する化合物超電導線の製造方法である。 本発明方法は拡散熱処理を行うにおいて外壁管
内面に酸化被膜を設けるか或いは複合素線の外周
に酸化物層を設けるものであるが、この酸化物と
しては例えばCuO、CuO＋Cu2Ｏ、Ａ2O3、
MgO、α−Fe2O3、（Cr，Fe）2O3、NiCr2O4など
が挙げられ、又これらの酸化物を混合したもの或
いは層状にしたものでもよい。また、酸化物の膜
厚は基材との密着性及び熱伝導性を阻害しない程
度であればよく、通常1μｍ前後である。 また、拡散熱処理に際して前記酸化物の分解を
避けるために外壁管内の酸素分圧を10-6以上、通
常10-2〜10-6に保持して行うものである。酸素分
圧をこのような数値に限定した理由は、上記の酸
化物中最も分解し易い銅酸化物を基準にしたもの
である。即ち、銅酸化物は800℃以下の温度で酸
素分圧が10-6以下（３×10-3mmHg）高真空の下
で保持されると分解し、純銅または亜酸化銅にな
る。その結果、銅と銅或いは銅とステンレス鋼が
接触する部分で拡散接合がおこり相互に融着する
のでこれを防止するためである。 ［作用］ 本発明の化合物超電導線の製造方法によれば、
複合素線と外壁管との間に酸化物を介在させるこ
とによつて、複合素線を外壁管内に引き込む際の
摩擦が小さくなるため複合素線の損傷や焼付けに
よる断線を防止できる。この後、特定の酸素分圧
下で拡散熱処理を行うことによつて、該熱処理時
における前記酸化物の分解が抑制されて複合素線
と外壁管との融着を防止できる。このため、拡散
熱処理後の冷却過程における熱膨脹係数の差によ
る超電導化合物の損傷を著しく低減できると共
に、曲げに対する歪みが複合素線と外壁管との独
立に作用するため超電導線の耐曲げ特性を著しく
改善できる。 ［実施例］ 次に、本発明の実施例について説明する。 第２図Ｂに示すように安定化銅３の内側に拡散
バリヤーとしてニオブ管４を配し、その内側に
Cu−Sn合金マトリツクス５内に10000本のニオブ
芯線６を内臓せしめて外形0.6mmφ、長さ4000m
の複合素線９を２本得た。 なお、安定化銅、ニオブ管、マトリツクス及び
ニオブ芯線の比率は、50％、10％、30％及び10％
である。 しかして、複合素線９の内１本について化学処
理を行つてその周囲に酸化銅被膜８を形成せしめ
た後、183本に分割し、多重撚線を行つて約20m
のケーブル（ｘ）とした。また、比較試料として
前記未処理の複合素線を同様に多重撚線して約
20mのケーブル（ｙ）とした。 一方、第２図Ａに示すように外径12mm、内径11
mm、長さ約20mのステンレス鋼管１を２本用意
し、その内の１本を650℃の大気中で10分間熱処
理を行つて管の内外表面に酸化膜を形成せしめて
ケーブル用管Ｘとした。また、他のステンレス鋼
管は洗浄して比較ケーブル用管Ｙとした。 次に、Ｘ管内にケーブル（ｘ）を引込みターク
スヘツドを用いて外寸法12mm×12mmに成型加工し
て本発明用ケーブルとした。また、Ｙ管内にケー
ブル（ｙ）を引込んで同様外寸法12mm×12mmに成
型加工して比較用ケーブルとした。 しかして、本発明用ケーブルの両端部を分圧コ
ントローラを備えた排気系にセツトし、別の排気
系に属する真空電気炉中にセツトした。また、比
較例用ケーブルは両端開放のまま真空電気炉中に
入れセツトした。これらのケーブルを700℃の温
度にて36時間保持した後、室温まで冷却した。 なお、本発明用ケーブルは熱処理する間、酸素
分圧１〜５×10-5（３×10-2〜1.5×10-1mmHg）に
管理され、電気炉内の真空度は１〜４×10-5mm
Hgに管理された。 こうして得た本発明ケーブル及び比較例ケーブ
ルの一部を10Tの外部磁場のもとで4.2Kにおける
臨界電流及びケーブル曲げ直径の違いによる臨界
電流を測定した。その結果は第１表に示す通りで
ある。
【表】
また、本発明ケーブル及び比較例ケーブルにつ
いてステンレス鋼管を切開いたところ、本発明ケ
ーブルは複合素線の表面に酸化銅膜を被覆させて
いるため容易にほぐすことができた。しかし、比
較例ケーブルは基材相互の融着が著しくほとんど
一体化していた。 ［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明方法は複数本の複合
素線の外周を外壁管にて該複合素線と該外壁管と
の接触部に酸化物が介在されるように包被した
後、特定の酸素分圧の下で拡散熱処理を施してい
るため次のような効果を有するものである。 (1) 複合素線を外壁管内に引き込む際に、複合素
線と外壁管との接触部に酸化物が介在されてい
るため、外壁管との摩擦による損傷や焼付けに
よる複合素線の断線がなくなる。 (2) 拡散熱処理する際にも酸化物が介在されるた
め複合素線と外壁管との融着が全くなく、拡散
熱処理後の冷却過程における熱膨脹係数の差に
よる超電導化合物の損傷が著しく減少する。 (3) 曲げに対する歪みが複合素線と外壁管とに独
立に作用し、ケーブル全体に加わる見掛けの歪
以下の歪しか超電導線に負荷されない。従つ
て、導体の曲げ特性は素線の曲げ特性で決めら
れ、耐曲げ特性が著しく改善される。
いてステンレス鋼管を切開いたところ、本発明ケ
ーブルは複合素線の表面に酸化銅膜を被覆させて
いるため容易にほぐすことができた。しかし、比
較例ケーブルは基材相互の融着が著しくほとんど
一体化していた。 ［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明方法は複数本の複合
素線の外周を外壁管にて該複合素線と該外壁管と
の接触部に酸化物が介在されるように包被した
後、特定の酸素分圧の下で拡散熱処理を施してい
るため次のような効果を有するものである。 (1) 複合素線を外壁管内に引き込む際に、複合素
線と外壁管との接触部に酸化物が介在されてい
るため、外壁管との摩擦による損傷や焼付けに
よる複合素線の断線がなくなる。 (2) 拡散熱処理する際にも酸化物が介在されるた
め複合素線と外壁管との融着が全くなく、拡散
熱処理後の冷却過程における熱膨脹係数の差に
よる超電導化合物の損傷が著しく減少する。 (3) 曲げに対する歪みが複合素線と外壁管とに独
立に作用し、ケーブル全体に加わる見掛けの歪
以下の歪しか超電導線に負荷されない。従つ
て、導体の曲げ特性は素線の曲げ特性で決めら
れ、耐曲げ特性が著しく改善される。
第１図は従来方法による化合物超電導線を示す
ものであり、第１図Ａはその概略説明図、第１図
Ｂは複合線の概略説明図、第２図は本発明方法の
一例による化合物超電導線を示すものであり、第
２図Ａはその概略説明図、第２図Ｂは複合線の概
略説明図である。 １……外壁管、２……複合素線、３……安定化
銅、４……バリヤー、５……マトリツクス、６…
…ニオブ芯線、７……酸化物被膜、８……酸化物
層、９……複合素線。
ものであり、第１図Ａはその概略説明図、第１図
Ｂは複合線の概略説明図、第２図は本発明方法の
一例による化合物超電導線を示すものであり、第
２図Ａはその概略説明図、第２図Ｂは複合線の概
略説明図である。 １……外壁管、２……複合素線、３……安定化
銅、４……バリヤー、５……マトリツクス、６…
…ニオブ芯線、７……酸化物被膜、８……酸化物
層、９……複合素線。
Claims (1)
- １ 多数本の複合素線の外周を外壁管にて包被
し、拡散熱処理を行つて内部冷却型化合物超電導
線を製造する方法において、前記包被を行う前に
外壁菅の内周面、及び複合素線の外周の両方を酸
化物にて被覆し、前記拡散熱処理を外壁管内の酸
素分圧を10-6以上として行うことを特徴とする化
合物超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56002767A JPS57115715A (en) | 1981-01-12 | 1981-01-12 | Method of producing compound superconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56002767A JPS57115715A (en) | 1981-01-12 | 1981-01-12 | Method of producing compound superconductor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57115715A JPS57115715A (en) | 1982-07-19 |
| JPH0470721B2 true JPH0470721B2 (ja) | 1992-11-11 |
Family
ID=11538483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56002767A Granted JPS57115715A (en) | 1981-01-12 | 1981-01-12 | Method of producing compound superconductor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57115715A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2700249B2 (ja) * | 1988-05-31 | 1998-01-19 | 昭和電線電纜株式会社 | 高残留抵抗比を有するＮｂ▲下３▼Ｓｎ多心超電導線の製造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4946887A (ja) * | 1972-09-11 | 1974-05-07 | ||
| JPS5260093A (en) * | 1975-11-12 | 1977-05-18 | Hitachi Ltd | Compound complex super conductor manufacturing method |
| JPS5588206A (en) * | 1978-12-25 | 1980-07-03 | Japan Atomic Energy Res Inst | Superconductive wire |
| JPS55104462A (en) * | 1979-02-01 | 1980-08-09 | Mitsubishi Metal Corp | Oxygen-free copper wire base material |
| JPH094064A (ja) * | 1995-06-15 | 1997-01-07 | Sekisui Chem Co Ltd | 構造物の接合構造 |
-
1981
- 1981-01-12 JP JP56002767A patent/JPS57115715A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4946887A (ja) * | 1972-09-11 | 1974-05-07 | ||
| JPS5260093A (en) * | 1975-11-12 | 1977-05-18 | Hitachi Ltd | Compound complex super conductor manufacturing method |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57115715A (en) | 1982-07-19 |
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