JPH05182534A - 交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線 - Google Patents
交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線Info
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- JPH05182534A JPH05182534A JP3344735A JP34473591A JPH05182534A JP H05182534 A JPH05182534 A JP H05182534A JP 3344735 A JP3344735 A JP 3344735A JP 34473591 A JP34473591 A JP 34473591A JP H05182534 A JPH05182534 A JP H05182534A
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】Ｊｃの改善と交流損失の低減化の両方を達成し
た交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線を得る。 【構成】マトリックス中に埋め込んだ複数本のＮｂＴｉ
合金フィラメントからなる直径０．０５〜０．５μｍの
フィラメント群を、互いに隣接するフィラメント群間の
距離が近接効果による結合電流を生じない距離となるよ
うにマトリックス中に複数埋め込んだ構造を有する。
た交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線を得る。 【構成】マトリックス中に埋め込んだ複数本のＮｂＴｉ
合金フィラメントからなる直径０．０５〜０．５μｍの
フィラメント群を、互いに隣接するフィラメント群間の
距離が近接効果による結合電流を生じない距離となるよ
うにマトリックス中に複数埋め込んだ構造を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は交流用ＮｂＴｉ合金系超
電導線に関する。
電導線に関する。
【０００２】
【従来の技術】交流用の超電導線としては、ＮｂＴｉ合
金系超電導線が一般的に用いられている。前記交流用Ｎ
ｂＴｉ合金系超電導線は、パルス用等のＮｂＴｉ合金系
超電導線のＮｂＴｉ極細多芯構造と本質的な相違はない
が、交流通電時に問題となるヒステリシス損失や結合損
失等の交流損失を低減するために以下に説明する種々の
対策がなされている。
金系超電導線が一般的に用いられている。前記交流用Ｎ
ｂＴｉ合金系超電導線は、パルス用等のＮｂＴｉ合金系
超電導線のＮｂＴｉ極細多芯構造と本質的な相違はない
が、交流通電時に問題となるヒステリシス損失や結合損
失等の交流損失を低減するために以下に説明する種々の
対策がなされている。
【０００３】即ち、例えばＮｂＴｉ合金系超電導線に正
弦波形の外部振幅が加わった時のヒステリシス損失は、
下記式（１）により算出される。
弦波形の外部振幅が加わった時のヒステリシス損失は、
下記式（１）により算出される。
【０００４】 Ｐｈ＝（８／３π）・ｆ・λ・Ｊｃ・ｄ・Ｂｍ …（１） （ただし、式（１）中のＰｈはヒステリシス損失、ｆは
周波数、λは超電導線材中の超電導体の占積率、Ｊｃは
臨界電流密度、ｄはＮｂＴｉ合金フィラメントの直径、
Ｂｍは外部磁場の振幅をそれぞれ示す） 式（１）から明らかなようにヒステリシス損失Ｐｈは、
線材の断面積当りに流れる臨界電流密度Ｊｃ及びフィラ
メント径ｄに比例する。従って、使用条件として周波数
ｆと外部磁場の振幅Ｂｍとが決まっている場合、前記ヒ
ステリシス損失Ｐｈを小さくするためには、前記臨界電
流密度Ｊｃ或いは前記フィラメント径ｄを小さくすれば
よい。ところが、前記臨界電流密度Ｊｃを小さくすると
線材一本当りに流せる電流容量が小さくなって実用性が
損なわれる。このため、前記フィラメント径ｄを小さく
することが前記ヒステリシス損失Ｐｈを小さくするのに
有効な対策となっている。このため、近年、ＮｂＴｉ合
金系超電導線としてフィラメント径を０．１〜０．５μ
ｍ程度と小さくしたものが開発されている。
周波数、λは超電導線材中の超電導体の占積率、Ｊｃは
臨界電流密度、ｄはＮｂＴｉ合金フィラメントの直径、
Ｂｍは外部磁場の振幅をそれぞれ示す） 式（１）から明らかなようにヒステリシス損失Ｐｈは、
線材の断面積当りに流れる臨界電流密度Ｊｃ及びフィラ
メント径ｄに比例する。従って、使用条件として周波数
ｆと外部磁場の振幅Ｂｍとが決まっている場合、前記ヒ
ステリシス損失Ｐｈを小さくするためには、前記臨界電
流密度Ｊｃ或いは前記フィラメント径ｄを小さくすれば
よい。ところが、前記臨界電流密度Ｊｃを小さくすると
線材一本当りに流せる電流容量が小さくなって実用性が
損なわれる。このため、前記フィラメント径ｄを小さく
することが前記ヒステリシス損失Ｐｈを小さくするのに
有効な対策となっている。このため、近年、ＮｂＴｉ合
金系超電導線としてフィラメント径を０．１〜０．５μ
ｍ程度と小さくしたものが開発されている。
【０００５】また、ＮｂＴｉ合金系超電導線の結合損失
Ｐｃはツイストピッチｌｐの２乗に比例し、超電導線の
マトリックスの比抵抗ρの逆数に比例する。従って、前
記結合損失Ｐｃを小さくするためには、前記ツイストピ
ッチｌｐを小さくし、かつ前記比抵抗ρを大きくすれば
よい。前記比抵抗ρを大きくするためには、一般的には
ＣｕＮｉ合金をマトリックス材として使用することが行
なわれている。また、ツイストピッチｌｐは線材の直径
の５〜１０倍程度までしか小さくできないため、前記ツ
イストピッチｌｐを小さくするためには該線材の直径を
小さくする必要がある。このため、現状ではＮｂＴｉ合
金系超電導線の直径は０．１〜０．２ｍｍ程度の範囲か
ら選ばれている。
Ｐｃはツイストピッチｌｐの２乗に比例し、超電導線の
マトリックスの比抵抗ρの逆数に比例する。従って、前
記結合損失Ｐｃを小さくするためには、前記ツイストピ
ッチｌｐを小さくし、かつ前記比抵抗ρを大きくすれば
よい。前記比抵抗ρを大きくするためには、一般的には
ＣｕＮｉ合金をマトリックス材として使用することが行
なわれている。また、ツイストピッチｌｐは線材の直径
の５〜１０倍程度までしか小さくできないため、前記ツ
イストピッチｌｐを小さくするためには該線材の直径を
小さくする必要がある。このため、現状ではＮｂＴｉ合
金系超電導線の直径は０．１〜０．２ｍｍ程度の範囲か
ら選ばれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線は、フィラメン
ト径が０．１〜０．５μｍ程度と極めて細くなっている
ことから、パルス用等のＮｂＴｉ合金系超電導線で行な
われているα−Ｔｉ析出のための熱処理を施すとＮｂＴ
ｉ合金フィラメント界面においてＮｂＴｉとマトリック
ス材とが拡散反応してＮｂＴｉ合金フィラメントに大き
なダメージを受ける。その結果、前記熱処理を施すこと
ができないため、ＮｂＴｉ合金フィラメント内部に強い
ピンニング点となる常電導相を導入することができず、
Ｊｃが低くなる。例えば１Ｔの磁場下におけるＪｃは最
大約５０００Ａ／ｍｍ2 であり、３Ｔの磁場下における
Ｊｃは最大約２０００Ａ／ｍｍ2 である。一方、パルス
用のＮｂＴｉ合金系超電導線では、前記熱処理を施すこ
とによって３Ｔの磁場下におけるＪｃを４０００Ａ／ｍ
ｍ2 程度まで高めることができる。
た従来の交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線は、フィラメン
ト径が０．１〜０．５μｍ程度と極めて細くなっている
ことから、パルス用等のＮｂＴｉ合金系超電導線で行な
われているα−Ｔｉ析出のための熱処理を施すとＮｂＴ
ｉ合金フィラメント界面においてＮｂＴｉとマトリック
ス材とが拡散反応してＮｂＴｉ合金フィラメントに大き
なダメージを受ける。その結果、前記熱処理を施すこと
ができないため、ＮｂＴｉ合金フィラメント内部に強い
ピンニング点となる常電導相を導入することができず、
Ｊｃが低くなる。例えば１Ｔの磁場下におけるＪｃは最
大約５０００Ａ／ｍｍ2 であり、３Ｔの磁場下における
Ｊｃは最大約２０００Ａ／ｍｍ2 である。一方、パルス
用のＮｂＴｉ合金系超電導線では、前記熱処理を施すこ
とによって３Ｔの磁場下におけるＪｃを４０００Ａ／ｍ
ｍ2 程度まで高めることができる。
【０００７】従って、従来の交流用ＮｂＴｉ合金系超電
導線は、Ｊｃの改善が殆どなされていないためＪｃが極
めて低くなっている。このため、１Ｔ以上の磁場下で十
分な電流容量を得るには多数の超電導線材をよりあわせ
て用いなければならず、交流線材としての中・高磁界応
用において設計の自由度が小さいという問題点があっ
た。
導線は、Ｊｃの改善が殆どなされていないためＪｃが極
めて低くなっている。このため、１Ｔ以上の磁場下で十
分な電流容量を得るには多数の超電導線材をよりあわせ
て用いなければならず、交流線材としての中・高磁界応
用において設計の自由度が小さいという問題点があっ
た。
【０００８】このようなことから、ＮｂＴｉ合金系超電
導線では、マトリックス中に埋め込まれているＮｂＴｉ
合金フィラメントの表面がピンニング点として作用する
ため、フィラメント径を０．１μｍ程度まで細くし、か
つフィラメント数を増やすことによって線材中のフィラ
メントの表面積を増大させてＪｃを改善し、特に１〜２
Ｔの磁場下におけるＪｃを大巾に向上させたものが提案
されている。しかしながら、こうしてＪｃを改善したＮ
ｂＴｉ合金系超電導線は、フィラメント同士が非常に接
近していることから近接効果によってフィラメント間が
超電導電流で結合されて見かけ上の有効フィラメント径
が大きくなるため、交流用に適用した場合においてヒス
テリシス損失の著しい増大を招く。
導線では、マトリックス中に埋め込まれているＮｂＴｉ
合金フィラメントの表面がピンニング点として作用する
ため、フィラメント径を０．１μｍ程度まで細くし、か
つフィラメント数を増やすことによって線材中のフィラ
メントの表面積を増大させてＪｃを改善し、特に１〜２
Ｔの磁場下におけるＪｃを大巾に向上させたものが提案
されている。しかしながら、こうしてＪｃを改善したＮ
ｂＴｉ合金系超電導線は、フィラメント同士が非常に接
近していることから近接効果によってフィラメント間が
超電導電流で結合されて見かけ上の有効フィラメント径
が大きくなるため、交流用に適用した場合においてヒス
テリシス損失の著しい増大を招く。
【０００９】本発明は、従来の問題点を解決するために
なされたもので、Ｊｃの改善と交流損失の低減化の両方
を達成した交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線を提供しよう
とするものである。
なされたもので、Ｊｃの改善と交流損失の低減化の両方
を達成した交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線を提供しよう
とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、マトリックス
中に埋め込んだ複数本のＮｂＴｉ合金フィラメントから
なる直径０．０５〜０．５μｍのフィラメント群を、互
いに隣接するフィラメント群間の距離が近接効果による
結合電流を生じない距離となるようにマトリックス中に
複数埋め込んだ構造を有することを特徴とする交流用Ｎ
ｂＴｉ合金系超電導線である。
中に埋め込んだ複数本のＮｂＴｉ合金フィラメントから
なる直径０．０５〜０．５μｍのフィラメント群を、互
いに隣接するフィラメント群間の距離が近接効果による
結合電流を生じない距離となるようにマトリックス中に
複数埋め込んだ構造を有することを特徴とする交流用Ｎ
ｂＴｉ合金系超電導線である。
【００１１】前記マトリックスは、例えばＣｕＮｉ合金
により形成できる。
により形成できる。
【００１２】前記フィラメント群の直径を限定した理由
は、その直径を０．０５μｍ未満にすると線材中のＮｂ
Ｔｉの占積率が低下して十分な電流容量が得られない。
一方、その直径が０．５μｍを越えると該フィラメント
群を構成する各フィラメント間の電磁気的な結合によっ
て形成される有効フィラメント径が大きくなって交流損
失の増大を招く。
は、その直径を０．０５μｍ未満にすると線材中のＮｂ
Ｔｉの占積率が低下して十分な電流容量が得られない。
一方、その直径が０．５μｍを越えると該フィラメント
群を構成する各フィラメント間の電磁気的な結合によっ
て形成される有効フィラメント径が大きくなって交流損
失の増大を招く。
【００１３】前記互いに隣接するフィラメント群間の距
離は、例えばマトリックスがＣｕ−１０ａｔ％Ｎｉ合金
により形成されている場合には０．１０〜０．３０μｍ
とすることが望ましい。また、マトリックスがＣｕ−３
０ａｔ％Ｎｉ合金により形成されている場合には０．０
５〜０．３０μｍとすることが望ましい。これらの理由
は、その距離をそれぞれ前記下限値未満にするとフィラ
メント群間に近接効果による結合電流を生じて交流損失
の増大を招く恐れがある。一方、その距離が前記上限値
を越えるとフィラメントの表面積が減少し、表面でのピ
ンニング力が小さくなったり、或いは線材中のＮｂＴｉ
の占積率が低下するため十分な電流容量が得られない恐
れがある。
離は、例えばマトリックスがＣｕ−１０ａｔ％Ｎｉ合金
により形成されている場合には０．１０〜０．３０μｍ
とすることが望ましい。また、マトリックスがＣｕ−３
０ａｔ％Ｎｉ合金により形成されている場合には０．０
５〜０．３０μｍとすることが望ましい。これらの理由
は、その距離をそれぞれ前記下限値未満にするとフィラ
メント群間に近接効果による結合電流を生じて交流損失
の増大を招く恐れがある。一方、その距離が前記上限値
を越えるとフィラメントの表面積が減少し、表面でのピ
ンニング力が小さくなったり、或いは線材中のＮｂＴｉ
の占積率が低下するため十分な電流容量が得られない恐
れがある。
【００１４】
【作用】本発明によれば、マトリックス中に埋め込んだ
複数本のＮｂＴｉ合金フィラメントからなる直径０．０
５〜０．５μｍのフィラメント群を、互いに隣接するフ
ィラメント群間の距離が近接効果による結合電流を生じ
ない距離となるようにマトリックス中に複数埋め込んだ
ことによって、Ｊｃの改善と交流損失の低減化の両方を
達成した交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線を得ることがで
きる。
複数本のＮｂＴｉ合金フィラメントからなる直径０．０
５〜０．５μｍのフィラメント群を、互いに隣接するフ
ィラメント群間の距離が近接効果による結合電流を生じ
ない距離となるようにマトリックス中に複数埋め込んだ
ことによって、Ｊｃの改善と交流損失の低減化の両方を
達成した交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線を得ることがで
きる。
【００１５】即ち、前記各フィラメント群を構成する複
数本のＮｂＴｉ合金フィラメントが磁界中において近接
効果によって電磁気的に結合され、あたかも一つのフィ
ラメントのように振舞う。こうしたフィラメント群内で
はＮｂＴｉ合金フィラメント及びマトリックスからなる
超電導相と常電導相との界面が数多く存在してピン密度
が高くなっているため、Ｊｃを改善できる。また、フィ
ラメント群の直径を０．０５〜０．５μｍと小さくし、
しかも互いに隣接するフィラメント群間の距離が近接効
果による結合電流を生じない距離となるようにマトリッ
クス中に前記フィラメント群を複数埋め込んだことによ
って該フィラメント群間の電磁気的な結合が防止される
ため、ヒステリシス損失等の交流損失を十分に低減でき
る。従って、Ｊｃの改善と交流損失の低減化の両方を達
成した交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線を得ることができ
る。
数本のＮｂＴｉ合金フィラメントが磁界中において近接
効果によって電磁気的に結合され、あたかも一つのフィ
ラメントのように振舞う。こうしたフィラメント群内で
はＮｂＴｉ合金フィラメント及びマトリックスからなる
超電導相と常電導相との界面が数多く存在してピン密度
が高くなっているため、Ｊｃを改善できる。また、フィ
ラメント群の直径を０．０５〜０．５μｍと小さくし、
しかも互いに隣接するフィラメント群間の距離が近接効
果による結合電流を生じない距離となるようにマトリッ
クス中に前記フィラメント群を複数埋め込んだことによ
って該フィラメント群間の電磁気的な結合が防止される
ため、ヒステリシス損失等の交流損失を十分に低減でき
る。従って、Ｊｃの改善と交流損失の低減化の両方を達
成した交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線を得ることができ
る。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
【００１７】実施例１ まず、図１（ａ）に示すように直径４５ｍｍのＣｕ−１
０重量％Ｎｉ合金インゴット１に、直径５ｍｍの穴を互
いに隣接する穴間の距離ａが１ｍｍとなるように７個形
成した。つづいて、これらの穴に直径４．９ｍｍのＮｂ
−４６．５重量％Ｔｉ合金棒２をそれぞれ挿入する。ひ
きつづき、これらに電子ビームで蓋をした後、熱間押出
しと冷間伸線加工を施す。これにより、図１（ｂ）に示
すような外径１．０ｍｍφの複合材３を形成する。
０重量％Ｎｉ合金インゴット１に、直径５ｍｍの穴を互
いに隣接する穴間の距離ａが１ｍｍとなるように７個形
成した。つづいて、これらの穴に直径４．９ｍｍのＮｂ
−４６．５重量％Ｔｉ合金棒２をそれぞれ挿入する。ひ
きつづき、これらに電子ビームで蓋をした後、熱間押出
しと冷間伸線加工を施す。これにより、図１（ｂ）に示
すような外径１．０ｍｍφの複合材３を形成する。
【００１８】次いで、図２（ａ）に示すように前記複合
材３を１２５０本まとめて外径４５ｍｍφ、内径３８ｍ
ｍφの第１のＣｕＮｉ合金管４内に挿入する。つづい
て、これらに電子ビームで蓋をした後、熱間押出しと冷
間伸線加工を施す。これにより、図２（ｂ）に示すよう
な対辺距離が３．１ｍｍの六角状の素線５を形成する。
材３を１２５０本まとめて外径４５ｍｍφ、内径３８ｍ
ｍφの第１のＣｕＮｉ合金管４内に挿入する。つづい
て、これらに電子ビームで蓋をした後、熱間押出しと冷
間伸線加工を施す。これにより、図２（ｂ）に示すよう
な対辺距離が３．１ｍｍの六角状の素線５を形成する。
【００１９】次いで、図３（ａ）に示すように前記素線
５を１２１本まとめて外径４５ｍｍφ、内径３８ｍｍφ
の第２のＣｕＮｉ合金管６内に挿入する。つづいて、こ
れらに電子ビームで蓋をした後、熱間押出しと冷間伸線
加工を施す。これにより、図３（ｂ）に示すような直径
０．２ｍｍのＮｂＴｉ合金系超電導線７を製造した。
５を１２１本まとめて外径４５ｍｍφ、内径３８ｍｍφ
の第２のＣｕＮｉ合金管６内に挿入する。つづいて、こ
れらに電子ビームで蓋をした後、熱間押出しと冷間伸線
加工を施す。これにより、図３（ｂ）に示すような直径
０．２ｍｍのＮｂＴｉ合金系超電導線７を製造した。
【００２０】こうして得られたＮｂＴｉ合金系超電導線
７は、ＣｎＮｉ合金マトリックス中に埋め込まれた７本
のＮｂＴｉ合金フィラメントからなる直径０．１μｍの
フィラメント群がＣｎＮｉ合金マトリックス中に１２５
０×１２１個埋め込まれ、かつ互いに隣接するフィラメ
ント群間の距離が０．１８μｍとなっている。
７は、ＣｎＮｉ合金マトリックス中に埋め込まれた７本
のＮｂＴｉ合金フィラメントからなる直径０．１μｍの
フィラメント群がＣｎＮｉ合金マトリックス中に１２５
０×１２１個埋め込まれ、かつ互いに隣接するフィラメ
ント群間の距離が０．１８μｍとなっている。
【００２１】参照例１ 最終の熱間押出しと冷間伸線加工による線材の縮径度合
をより大きくした以外、実施例１と同様にして直径０．
１ｍｍのＮｂＴｉ合金系超電導線を製造した。
をより大きくした以外、実施例１と同様にして直径０．
１ｍｍのＮｂＴｉ合金系超電導線を製造した。
【００２２】こうして得られたＮｂＴｉ合金系超電導線
は、ＣｎＮｉ合金マトリックス中に埋め込まれた７本の
ＮｂＴｉ合金フィラメントからなる直径０．０５μｍの
フィラメント群がＣｎＮｉ合金マトリックス中に１２５
０×１２１個埋め込まれ、かつ互いに隣接するフィラメ
ント群間の距離が０．０９μｍとなっている。
は、ＣｎＮｉ合金マトリックス中に埋め込まれた７本の
ＮｂＴｉ合金フィラメントからなる直径０．０５μｍの
フィラメント群がＣｎＮｉ合金マトリックス中に１２５
０×１２１個埋め込まれ、かつ互いに隣接するフィラメ
ント群間の距離が０．０９μｍとなっている。
【００２３】比較例１ まず、図４（ａ）に示すように直径４５ｍｍのＣｕ−１
０重量％Ｎｉ合金インゴット１１に直径１６ｍｍの穴を
形成した。つづいて、この穴に直径１５．９ｍｍのＮｂ
−４６．５重量％Ｔｉ合金棒１２を挿入する。ひきつづ
き、これらに電子ビームで蓋をした後、熱間押出しと冷
間伸線加工を施す。これにより、図４（ｂ）に示すよう
な外径１．０ｍｍφの複合材１３を形成する。
０重量％Ｎｉ合金インゴット１１に直径１６ｍｍの穴を
形成した。つづいて、この穴に直径１５．９ｍｍのＮｂ
−４６．５重量％Ｔｉ合金棒１２を挿入する。ひきつづ
き、これらに電子ビームで蓋をした後、熱間押出しと冷
間伸線加工を施す。これにより、図４（ｂ）に示すよう
な外径１．０ｍｍφの複合材１３を形成する。
【００２４】次いで、前記複合材１３を用いて実施例と
同様にＣｕＮｉ合金管内への挿入、熱間押出しと冷間伸
線加工等を施すことにより、直径０．２ｍｍのＮｂＴｉ
合金系超電導線を製造した。
同様にＣｕＮｉ合金管内への挿入、熱間押出しと冷間伸
線加工等を施すことにより、直径０．２ｍｍのＮｂＴｉ
合金系超電導線を製造した。
【００２５】こうして得られたＮｂＴｉ合金系超電導線
は、直径０．１μｍのＮｂＴｉ合金フィラメントがＣｎ
Ｎｉ合金マトリックス中に１２５０×１２１個埋め込ま
れ、かつ互いに隣接するフィラメント間の距離が０．１
８μｍとなっている。
は、直径０．１μｍのＮｂＴｉ合金フィラメントがＣｎ
Ｎｉ合金マトリックス中に１２５０×１２１個埋め込ま
れ、かつ互いに隣接するフィラメント間の距離が０．１
８μｍとなっている。
【００２６】比較例２ 最終の熱間押出しと冷間伸線加工による線材の縮径度合
をより大きくした以外、比較例１と同様にして直径０．
１ｍｍのＮｂＴｉ合金系超電導線を製造した。
をより大きくした以外、比較例１と同様にして直径０．
１ｍｍのＮｂＴｉ合金系超電導線を製造した。
【００２７】こうして得られたＮｂＴｉ合金系超電導線
は、直径０．０５μｍのＮｂＴｉ合金フィラメントがＣ
ｎＮｉ合金マトリックス中に１２５０×１２１個埋め込
まれ、かつ互いに隣接するフィラメント間の距離が０．
０９μｍとなっている。
は、直径０．０５μｍのＮｂＴｉ合金フィラメントがＣ
ｎＮｉ合金マトリックス中に１２５０×１２１個埋め込
まれ、かつ互いに隣接するフィラメント間の距離が０．
０９μｍとなっている。
【００２８】実施例１、参照例１及び比較例１，２のＮ
ｂＴｉ合金系超電導線について、それぞれ液体へリウム
中、１Ｔ，２Ｔ，３Ｔの磁界下での臨界電流密度（Ｊ
ｃ）を測定し、更に０．５Ｔの磁界下でのヒステリシス
損失（Ｐｈ）を測定した。これらの結果を下記表１に示
す。
ｂＴｉ合金系超電導線について、それぞれ液体へリウム
中、１Ｔ，２Ｔ，３Ｔの磁界下での臨界電流密度（Ｊ
ｃ）を測定し、更に０．５Ｔの磁界下でのヒステリシス
損失（Ｐｈ）を測定した。これらの結果を下記表１に示
す。
【００２９】
【表１】 表１から明らかなように実施例１のＮｂＴｉ合金系超電
導線は、比較例１，２と比べてＪｃ値が大巾に向上し、
しかもヒステリシス損失が小さいことがわかる。これ
は、直径０．１μｍのフィラメント群を構成する７本の
ＮｂＴｉ合金フィラメントが電磁気的に結合されて一つ
のフィラメントのように振舞って、その内部ではＮｂＴ
ｉ合金フィラメント及びＣｎＮｉ合金マトリックスから
なる超電導相と常電導相との界面が数多く存在してピン
密度が高くなっているためＪｃが改善されたこと、及び
前記フィラメント群の直径が０．１μｍと小さく、しか
も互いに隣接するフィラメント群間の距離が近接効果に
よる結合電流を生じない距離である０．１８μｍとなっ
ているためフィラメント群間の電磁気的な結合が防止さ
れてヒステリス損失が十分に低減されたことによるもの
である。
導線は、比較例１，２と比べてＪｃ値が大巾に向上し、
しかもヒステリシス損失が小さいことがわかる。これ
は、直径０．１μｍのフィラメント群を構成する７本の
ＮｂＴｉ合金フィラメントが電磁気的に結合されて一つ
のフィラメントのように振舞って、その内部ではＮｂＴ
ｉ合金フィラメント及びＣｎＮｉ合金マトリックスから
なる超電導相と常電導相との界面が数多く存在してピン
密度が高くなっているためＪｃが改善されたこと、及び
前記フィラメント群の直径が０．１μｍと小さく、しか
も互いに隣接するフィラメント群間の距離が近接効果に
よる結合電流を生じない距離である０．１８μｍとなっ
ているためフィラメント群間の電磁気的な結合が防止さ
れてヒステリス損失が十分に低減されたことによるもの
である。
【００３０】これに対し、比較例１，２のＮｂＴｉ合金
系超電導線は、ＮｂＴｉ合金フィラメント表面だけのピ
ンニング利用であるためＪｃ値が小さくなっている。特
に比較例２のＮｂＴｉ合金系超電導線では、互いに隣接
するフィラメント間の距離が近接効果による結合電流を
生じる距離である０．０９μｍとなっているためフィラ
メント間が電磁気的に結合してヒステリシス損失が大き
くなり、更に超電導特性の低下によって２Ｔ，３Ｔの磁
界下でのＪｃ値もより小さくなっている。
系超電導線は、ＮｂＴｉ合金フィラメント表面だけのピ
ンニング利用であるためＪｃ値が小さくなっている。特
に比較例２のＮｂＴｉ合金系超電導線では、互いに隣接
するフィラメント間の距離が近接効果による結合電流を
生じる距離である０．０９μｍとなっているためフィラ
メント間が電磁気的に結合してヒステリシス損失が大き
くなり、更に超電導特性の低下によって２Ｔ，３Ｔの磁
界下でのＪｃ値もより小さくなっている。
【００３１】また、参照例１のＮｂＴｉ合金系超電導線
は、互いに隣接するフィラメント群間の距離が近接効果
による結合電流を生じる距離である０．０９μｍとなっ
ているためフィラメント群間が電磁気的に結合してヒス
テリシス損失が大きくなり、更に超電導特性の低下によ
って２Ｔ，３Ｔの磁界下でのＪｃ値も小さくなってい
る。
は、互いに隣接するフィラメント群間の距離が近接効果
による結合電流を生じる距離である０．０９μｍとなっ
ているためフィラメント群間が電磁気的に結合してヒス
テリシス損失が大きくなり、更に超電導特性の低下によ
って２Ｔ，３Ｔの磁界下でのＪｃ値も小さくなってい
る。
【００３２】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によればＪｃ
の改善と交流損失の低減化の両方を達成し、ひいては設
計自由度の増大が可能な交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線
を提供することができる。
の改善と交流損失の低減化の両方を達成し、ひいては設
計自由度の増大が可能な交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線
を提供することができる。
【図１】実施例１のＮｂＴｉ合金系超電導線の製造工程
を示す説明図。
を示す説明図。
【図２】実施例１のＮｂＴｉ合金系超電導線の製造工程
を示す説明図。
を示す説明図。
【図３】実施例１のＮｂＴｉ合金系超電導線の製造工程
を示す説明図。
を示す説明図。
【図４】比較例１のＮｂＴｉ合金系超電導線の製造工程
を示す説明図。
を示す説明図。
１…ＣｕＮｉ合金インゴット（マトリックス）、２…Ｎ
ｂＴｉ合金棒、３…複合材、４，６…ＣｕＮｉ合金管
（マトリックス）、７…ＮｂＴｉ合金系超電導線。
ｂＴｉ合金棒、３…複合材、４，６…ＣｕＮｉ合金管
（マトリックス）、７…ＮｂＴｉ合金系超電導線。
【手続補正書】
【提出日】平成５年１月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】前記互いに隣接するフィラメント群間の距
離は、例えばマトリックスがＣｕ−１０重量％Ｎｉ合金
により形成されている場合には０．１０〜０．３０μｍ
とすることが望ましい。また、マトリックスがＣｕ−３
０重量％Ｎｉ合金により形成されている場合には０．０
５〜０．３０μｍとすることが望ましい。これらの理由
は、その距離をそれぞれ前記下限値未満にするとフィラ
メント群間に近接効果による結合電流を生じて交流損失
の増大を招く恐れがある。一方、その距離が前記上限値
を越えるとフィラメントの表面積が減少し、表面でのピ
ンニング力が小さくなったり、或いは線材中のＮｂＴｉ
の占積率が低下するため十分な電流容量が得られない恐
れがある。
離は、例えばマトリックスがＣｕ−１０重量％Ｎｉ合金
により形成されている場合には０．１０〜０．３０μｍ
とすることが望ましい。また、マトリックスがＣｕ−３
０重量％Ｎｉ合金により形成されている場合には０．０
５〜０．３０μｍとすることが望ましい。これらの理由
は、その距離をそれぞれ前記下限値未満にするとフィラ
メント群間に近接効果による結合電流を生じて交流損失
の増大を招く恐れがある。一方、その距離が前記上限値
を越えるとフィラメントの表面積が減少し、表面でのピ
ンニング力が小さくなったり、或いは線材中のＮｂＴｉ
の占積率が低下するため十分な電流容量が得られない恐
れがある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】こうして得られたＮｂＴｉ合金系超電導線
７は、ＣｕＮｉ合金マトリックス中に埋め込まれた７本
のＮｂＴｉ合金フィラメントからなる直径０．１μｍの
フィラメント群がＣｕＮｉ合金マトリックス中に１２５
０×１２１個埋め込まれ、かつ互いに隣接するフィラメ
ント群間の距離が０．１８μｍとなっている。
７は、ＣｕＮｉ合金マトリックス中に埋め込まれた７本
のＮｂＴｉ合金フィラメントからなる直径０．１μｍの
フィラメント群がＣｕＮｉ合金マトリックス中に１２５
０×１２１個埋め込まれ、かつ互いに隣接するフィラメ
ント群間の距離が０．１８μｍとなっている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】こうして得られたＮｂＴｉ合金系超電導線
は、ＣｕＮｉ合金マトリックス中に埋め込まれた７本の
ＮｂＴｉ合金フィラメントからなる直径０．０５μｍの
フィラメント群がＣｕＮｉ合金マトリックス中に１２５
０×１２１個埋め込まれ、かつ互いに隣接するフィラメ
ント群間の距離が０．０９μｍとなっている。
は、ＣｕＮｉ合金マトリックス中に埋め込まれた７本の
ＮｂＴｉ合金フィラメントからなる直径０．０５μｍの
フィラメント群がＣｕＮｉ合金マトリックス中に１２５
０×１２１個埋め込まれ、かつ互いに隣接するフィラメ
ント群間の距離が０．０９μｍとなっている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】こうして得られたＮｂＴｉ合金系超電導線
は、直径０．１μｍのＮｂＴｉ合金フィラメントがＣｕ
Ｎｉ合金マトリックス中に１２５０×１２１個埋め込ま
れ、かつ互いに隣接するフィラメント間の距離が０．１
８μｍとなっている。
は、直径０．１μｍのＮｂＴｉ合金フィラメントがＣｕ
Ｎｉ合金マトリックス中に１２５０×１２１個埋め込ま
れ、かつ互いに隣接するフィラメント間の距離が０．１
８μｍとなっている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】こうして得られたＮｂＴｉ合金系超電導線
は、直径０．０５μｍのＮｂＴｉ合金フィラメントがＣ
ｕＮｉ合金マトリックス中に１２５０×１２１個埋め込
まれ、かつ互いに隣接するフィラメント間の距離が０．
０９μｍとなっている。
は、直径０．０５μｍのＮｂＴｉ合金フィラメントがＣ
ｕＮｉ合金マトリックス中に１２５０×１２１個埋め込
まれ、かつ互いに隣接するフィラメント間の距離が０．
０９μｍとなっている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】
【表１】 表１から明らかなように実施例１のＮｂＴｉ合金系超電
導線は、比較例１，２と比べてＪｃ値が大巾に向上し、
しかもヒステリシス損失が小さいことがわかる。これ
は、直径０．１μｍのフィラメント群を構成する７本の
ＮｂＴｉ合金フィラメントが電磁気的に結合されて一つ
のフィラメントのように振舞って、その内部ではＮｂＴ
ｉ合金フィラメント及びＣｕＮｉ合金マトリックスから
なる超電導相と常電導相との界面が数多く存在してピン
密度が高くなっているためＪｃが改善されたこと、及び
前記フィラメント群の直径が０．１μｍと小さく、しか
も互いに隣接するフィラメント群間の距離が近接効果に
よる結合電流を生じない距離である０．１８μｍとなっ
ているためフィラメント群間の電磁気的な結合が防止さ
れてヒステリシス損失が十分に低減されたことによるも
のである。
導線は、比較例１，２と比べてＪｃ値が大巾に向上し、
しかもヒステリシス損失が小さいことがわかる。これ
は、直径０．１μｍのフィラメント群を構成する７本の
ＮｂＴｉ合金フィラメントが電磁気的に結合されて一つ
のフィラメントのように振舞って、その内部ではＮｂＴ
ｉ合金フィラメント及びＣｕＮｉ合金マトリックスから
なる超電導相と常電導相との界面が数多く存在してピン
密度が高くなっているためＪｃが改善されたこと、及び
前記フィラメント群の直径が０．１μｍと小さく、しか
も互いに隣接するフィラメント群間の距離が近接効果に
よる結合電流を生じない距離である０．１８μｍとなっ
ているためフィラメント群間の電磁気的な結合が防止さ
れてヒステリシス損失が十分に低減されたことによるも
のである。
Claims (1)
- 【請求項１】 マトリックス中に埋め込んだ複数本のＮ
ｂＴｉ合金フィラメントからなる直径０．０５〜０．５
μｍのフィラメント群を、互いに隣接するフィラメント
群間の距離が近接効果による結合電流を生じない距離と
なるようにマトリックス中に複数埋め込んだ構造を有す
ることを特徴とする交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3344735A JPH05182534A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3344735A JPH05182534A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05182534A true JPH05182534A (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=18371573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3344735A Pending JPH05182534A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 交流用ＮｂＴｉ合金系超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05182534A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230099529A1 (en) * | 2020-02-24 | 2023-03-30 | University Of Houston System | Hybrid round superconductor wires |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP3344735A patent/JPH05182534A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230099529A1 (en) * | 2020-02-24 | 2023-03-30 | University Of Houston System | Hybrid round superconductor wires |
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