JPH05242742A - 超電導線及びその製造方法 - Google Patents
超電導線及びその製造方法Info
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- JPH05242742A JPH05242742A JP4041442A JP4144292A JPH05242742A JP H05242742 A JPH05242742 A JP H05242742A JP 4041442 A JP4041442 A JP 4041442A JP 4144292 A JP4144292 A JP 4144292A JP H05242742 A JPH05242742 A JP H05242742A
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】臨界電流密度などの超電導特性が改善された超
電導線を得る。 【構成】環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体と、前記環状
のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体の内側に隣接する内側Ｃｕ
Ｓｎ合金と、前記環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体の外
側に隣接する外側ＣｕＳｎ合金とを具備する多芯Ｎｂ3
Ｓｎ化合物超電導線であって、前記環状のＮｂ3 Ｓｎ化
合物超電導体が前記内側及び外側の両方のＣｕＳｎ合金
からのＳｎの拡散により生成されたものであり、かつ前
記外側ＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度を前記内側ＣｕＳｎ合金
よりも高くする。
電導線を得る。 【構成】環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体と、前記環状
のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体の内側に隣接する内側Ｃｕ
Ｓｎ合金と、前記環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体の外
側に隣接する外側ＣｕＳｎ合金とを具備する多芯Ｎｂ3
Ｓｎ化合物超電導線であって、前記環状のＮｂ3 Ｓｎ化
合物超電導体が前記内側及び外側の両方のＣｕＳｎ合金
からのＳｎの拡散により生成されたものであり、かつ前
記外側ＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度を前記内側ＣｕＳｎ合金
よりも高くする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超電導線及びその製造方
法に関する。
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導フィラメ
ントを複数本有する多芯構造のＮｂ3Ｓｎ化合物超電導
線は、例えば以下に説明する（１）〜（５）の方法によ
り製造される。
ントを複数本有する多芯構造のＮｂ3Ｓｎ化合物超電導
線は、例えば以下に説明する（１）〜（５）の方法によ
り製造される。
【０００３】（１）ブロンズ法 この方法は、図６（ａ）に示すように、ＣｕＳｎ合金マ
トリックス１中に多数のＮｂ棒２を挿入した複合体３を
線引き加工及び焼なまし等により線状に加工した後、拡
散熱処理を施して環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体４を
生成させることにより、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製
造するものである。
トリックス１中に多数のＮｂ棒２を挿入した複合体３を
線引き加工及び焼なまし等により線状に加工した後、拡
散熱処理を施して環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体４を
生成させることにより、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製
造するものである。
【０００４】（２）外部拡散法 この方法は、図６（ｂ）に示すように、Ｃｕマトリック
ス５中に多数のＮｂ棒２を挿入した複合体６を線引き加
工等により線状に加工し、この線材をＳｎ層７で被覆し
た後、拡散熱処理を施して環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電
導体４を生成させることにより、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電
導線を製造するものである。
ス５中に多数のＮｂ棒２を挿入した複合体６を線引き加
工等により線状に加工し、この線材をＳｎ層７で被覆し
た後、拡散熱処理を施して環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電
導体４を生成させることにより、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電
導線を製造するものである。
【０００５】（３）内部拡散法 この方法は、図６（ｃ）に示すように、Ｃｕマトリック
ス５中にＳｎ棒８を中心部に、多数のＮｂ棒２をその周
囲に挿入した複合体９を線引き加工により線状に加工し
た後、拡散熱処理を施して環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電
導体４を生成させることにより、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電
導線を製造するものである。
ス５中にＳｎ棒８を中心部に、多数のＮｂ棒２をその周
囲に挿入した複合体９を線引き加工により線状に加工し
た後、拡散熱処理を施して環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電
導体４を生成させることにより、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電
導線を製造するものである。
【０００６】（４）チューブ法 この方法は、図７（ａ）に示すように、Ｃｕマトリック
ス５中に、Ｓｎ棒８の周囲に第１のＣｕ管１０、Ｎｂ管
１１及び第２のＣｕ管１２を順次配置した複合棒１３を
多数挿入して複合体１４とし、この複合体１４を線引き
加工等により線状に加工した後、拡散熱処理を施して環
状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体４を生成させることによ
り、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造するものである。
ス５中に、Ｓｎ棒８の周囲に第１のＣｕ管１０、Ｎｂ管
１１及び第２のＣｕ管１２を順次配置した複合棒１３を
多数挿入して複合体１４とし、この複合体１４を線引き
加工等により線状に加工した後、拡散熱処理を施して環
状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体４を生成させることによ
り、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造するものである。
【０００７】（５）インサイチュ法 この方法は、図７（ｂ）に示すように、多数本のＣｕ−
Ｎｂ合金棒１５を埋め込んだＣｕ管１６内に銅棒１７を
バリア層１８を介して挿入して複合体１９とし、この複
合体１９を線引き加工等により線状に加工し、この線材
の外側にＳｎ層７をメッキした後、拡散熱処理を施して
Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導体４とＣｕＳｎ合金マトリック
ス１とを生成させることにより、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電
導線を製造するものである。
Ｎｂ合金棒１５を埋め込んだＣｕ管１６内に銅棒１７を
バリア層１８を介して挿入して複合体１９とし、この複
合体１９を線引き加工等により線状に加工し、この線材
の外側にＳｎ層７をメッキした後、拡散熱処理を施して
Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導体４とＣｕＳｎ合金マトリック
ス１とを生成させることにより、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電
導線を製造するものである。
【０００８】しかしながら、上述した従来の環状Ｎｂ3
Ｓｎ化合物超電導体からなる超電導フィラメントを有す
るＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線の製造では、Ｎｂ体に対し
てＳｎが一方向から拡散して環状Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電
導体が生成される。こうして生成される環状Ｎｂ3 Ｓｎ
化合物超電導体は、厚さ方向に大きなＳｎ濃度差が生じ
るためＮｂとＳｎの化学量論組成が損なわれている。そ
の結果、臨界電流密度を十分に高めることが困難である
という問題点があった。なお、Ｓｎ拡散反応の厚さを薄
くすれば、化学量論組成に近似した環状Ｎｂ3 Ｓｎ化合
物超電導体を生成することが可能となるが、線材断面積
に占めるＮｂ3 Ｓｎの割合が減少して導体電流密度が低
下するため本質的な解決には至らない。
Ｓｎ化合物超電導体からなる超電導フィラメントを有す
るＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線の製造では、Ｎｂ体に対し
てＳｎが一方向から拡散して環状Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電
導体が生成される。こうして生成される環状Ｎｂ3 Ｓｎ
化合物超電導体は、厚さ方向に大きなＳｎ濃度差が生じ
るためＮｂとＳｎの化学量論組成が損なわれている。そ
の結果、臨界電流密度を十分に高めることが困難である
という問題点があった。なお、Ｓｎ拡散反応の厚さを薄
くすれば、化学量論組成に近似した環状Ｎｂ3 Ｓｎ化合
物超電導体を生成することが可能となるが、線材断面積
に占めるＮｂ3 Ｓｎの割合が減少して導体電流密度が低
下するため本質的な解決には至らない。
【０００９】また、上述した従来のチューブ法等では、
Ｎｂ管の内側と外側の金属層のＳｎ濃度が極端に異なっ
ている状態で複合加工しているため、各基材相互の変形
抵抗差が大きくなっている。その結果、Ｎｂ管が不均一
に変形されて断線に至るという問題点もあった。
Ｎｂ管の内側と外側の金属層のＳｎ濃度が極端に異なっ
ている状態で複合加工しているため、各基材相互の変形
抵抗差が大きくなっている。その結果、Ｎｂ管が不均一
に変形されて断線に至るという問題点もあった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】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、臨界電流密度など
の超電導特性が改善された超電導線及びその製造方法を
提供しようとするものである。
点を解決するためになされたもので、臨界電流密度など
の超電導特性が改善された超電導線及びその製造方法を
提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、環状のＮｂ3
Ｓｎ化合物超電導体と、前記環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超
電導体の内側に隣接する内側ＣｕＳｎ合金と、前記環状
のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体の外側に隣接する外側Ｃｕ
Ｓｎ合金とを具備する多芯Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線で
あって、前記環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体が前記内
側及び外側の両方のＣｕＳｎ合金からのＳｎの拡散によ
り生成されたものであり、かつ前記外側ＣｕＳｎ合金の
Ｓｎ濃度が前記内側ＣｕＳｎ合金よりも高いことを特徴
する超電導線である。
Ｓｎ化合物超電導体と、前記環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超
電導体の内側に隣接する内側ＣｕＳｎ合金と、前記環状
のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体の外側に隣接する外側Ｃｕ
Ｓｎ合金とを具備する多芯Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線で
あって、前記環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体が前記内
側及び外側の両方のＣｕＳｎ合金からのＳｎの拡散によ
り生成されたものであり、かつ前記外側ＣｕＳｎ合金の
Ｓｎ濃度が前記内側ＣｕＳｎ合金よりも高いことを特徴
する超電導線である。
【００１２】上述したＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線は、例
えば以下に説明する方法により製造できる。
えば以下に説明する方法により製造できる。
【００１３】まず、環状のＮｂ又はＮｂ合金の外側に隣
接するようにＣｕＳｎ合金を配置すると共に、前記環状
のＮｂ又はＮｂ合金の内側に隣接するように前記外側Ｃ
ｕＳｎ合金よりもＳｎ濃度が高いＣｕＳｎ合金を配置し
た後、線引き加工、減面加工等の複合加工を施す。次い
で、前記外側ＣｕＳｎ合金にＳｎを供給しながら拡散熱
処理を施して環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体を生成さ
せることにより、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造す
る。なお、この製造工程において前記外側ＣｕＳｎ合金
にＳｎを供給しながら拡散熱処理を施すには、拡散熱処
理前に前記外側ＣｕＳｎ合金に接触するようにＳｎを配
置すればよい。
接するようにＣｕＳｎ合金を配置すると共に、前記環状
のＮｂ又はＮｂ合金の内側に隣接するように前記外側Ｃ
ｕＳｎ合金よりもＳｎ濃度が高いＣｕＳｎ合金を配置し
た後、線引き加工、減面加工等の複合加工を施す。次い
で、前記外側ＣｕＳｎ合金にＳｎを供給しながら拡散熱
処理を施して環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体を生成さ
せることにより、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造す
る。なお、この製造工程において前記外側ＣｕＳｎ合金
にＳｎを供給しながら拡散熱処理を施すには、拡散熱処
理前に前記外側ＣｕＳｎ合金に接触するようにＳｎを配
置すればよい。
【００１４】前記外側ＣｕＳｎ合金としては、Ｓｎ濃度
が３〜１３重量％であるものを用いることが望ましい。
この理由は、そのＳｎ濃度を３重量％未満にすると臨界
電流密度などの超電導特性を改善することが困難となる
恐れがある。一方、そのＳｎ濃度が１３重量％を越える
と外側ＣｕＳｎ合金自体の加工性が悪化するため断線等
を招く恐れがある。
が３〜１３重量％であるものを用いることが望ましい。
この理由は、そのＳｎ濃度を３重量％未満にすると臨界
電流密度などの超電導特性を改善することが困難となる
恐れがある。一方、そのＳｎ濃度が１３重量％を越える
と外側ＣｕＳｎ合金自体の加工性が悪化するため断線等
を招く恐れがある。
【００１５】前記内側ＣｕＳｎ合金としては、Ｓｎ濃度
が８０重量％以上であるものを用いることが望ましい。
が８０重量％以上であるものを用いることが望ましい。
【００１６】
【作用】本発明によれば、環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電
導体は、その内側及び外側に隣接する両方のＣｕＳｎ合
金からのＳｎの拡散により生成されたものであることに
よって、厚さ方向のＳｎ濃度が均一化して化学量論組成
に近似したものとなる。その結果、超電導特性が改善さ
れ、特に臨界電流密度が高められた超電導線を得ること
ができる。更に、前記外側ＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度が前
記内側ＣｕＳｎ合金よりも高いことによって、環状Ｎｂ
3 Ｓｎ化合物超電導体の内側よりも外側の方が電気抵抗
が大きくなってＮｂ3 Ｓｎ化合物フィラメント間の電気
抵抗値が増大するため、近接効果による超電導特性の低
下を抑制できる。その結果、超電導特性がより改善さ
れ、特にヒステリシス損失などの交流損失が低減された
超電導線を得ることができる。
導体は、その内側及び外側に隣接する両方のＣｕＳｎ合
金からのＳｎの拡散により生成されたものであることに
よって、厚さ方向のＳｎ濃度が均一化して化学量論組成
に近似したものとなる。その結果、超電導特性が改善さ
れ、特に臨界電流密度が高められた超電導線を得ること
ができる。更に、前記外側ＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度が前
記内側ＣｕＳｎ合金よりも高いことによって、環状Ｎｂ
3 Ｓｎ化合物超電導体の内側よりも外側の方が電気抵抗
が大きくなってＮｂ3 Ｓｎ化合物フィラメント間の電気
抵抗値が増大するため、近接効果による超電導特性の低
下を抑制できる。その結果、超電導特性がより改善さ
れ、特にヒステリシス損失などの交流損失が低減された
超電導線を得ることができる。
【００１７】また、本発明に係る方法によれば、まず、
環状のＮｂ又はＮｂ合金の外側に隣接するようにＣｕＳ
ｎ合金を配置すると共に、前記環状のＮｂ又はＮｂ合金
の内側に隣接するように前記外側ＣｕＳｎ合金よりもＳ
ｎ濃度が高いＣｕＳｎ合金を配置した後、複合加工す
る。次いで、前記外側ＣｕＳｎ合金にＳｎを供給しなが
ら拡散熱処理を施す。これにより、環状のＮｂ3 Ｓｎ化
合物超電導体をその内側及び外側に隣接する両方のＣｕ
Ｓｎ合金からのＳｎの拡散により生成させることができ
ると共に、内側ＣｕＳｎ合金ではＮｂ3 Ｓｎ生成反応に
よりＳｎが減少するのみであるのに対し、外側ＣｕＳｎ
合金ではＮｂ3 Ｓｎ生成反応によりＳｎが減少する一方
で外部からＳｎが供給されるため、外側ＣｕＳｎ合金の
Ｓｎ濃度を内側ＣｕＳｎ合金よりも高めることができ
る。その結果、臨界電流密度などの超電導特性が改善さ
れた超電導線を製造できる。また、かかる方法は、環状
のＮｂ又はＮｂ合金の内側及び外側の両方にＳｎを含有
する合金を配置して複合加工するため、従来のチューブ
法等と比べて各基材相互の変形抵抗差が緩和され、その
結果、環状のＮｂ又はＮｂ合金の変形や断線の発生を防
止することが可能となる。
環状のＮｂ又はＮｂ合金の外側に隣接するようにＣｕＳ
ｎ合金を配置すると共に、前記環状のＮｂ又はＮｂ合金
の内側に隣接するように前記外側ＣｕＳｎ合金よりもＳ
ｎ濃度が高いＣｕＳｎ合金を配置した後、複合加工す
る。次いで、前記外側ＣｕＳｎ合金にＳｎを供給しなが
ら拡散熱処理を施す。これにより、環状のＮｂ3 Ｓｎ化
合物超電導体をその内側及び外側に隣接する両方のＣｕ
Ｓｎ合金からのＳｎの拡散により生成させることができ
ると共に、内側ＣｕＳｎ合金ではＮｂ3 Ｓｎ生成反応に
よりＳｎが減少するのみであるのに対し、外側ＣｕＳｎ
合金ではＮｂ3 Ｓｎ生成反応によりＳｎが減少する一方
で外部からＳｎが供給されるため、外側ＣｕＳｎ合金の
Ｓｎ濃度を内側ＣｕＳｎ合金よりも高めることができ
る。その結果、臨界電流密度などの超電導特性が改善さ
れた超電導線を製造できる。また、かかる方法は、環状
のＮｂ又はＮｂ合金の内側及び外側の両方にＳｎを含有
する合金を配置して複合加工するため、従来のチューブ
法等と比べて各基材相互の変形抵抗差が緩和され、その
結果、環状のＮｂ又はＮｂ合金の変形や断線の発生を防
止することが可能となる。
【００１８】
【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。
【００１９】実施例１ まず、図１（ａ）に示すように外径１５ｍｍ、内径１３
ｍｍの焼鈍されたＣｕ−５重量％Ｓｎ合金からなる第１
のＣｕＳｎ合金管２１内に外径１２．９ｍｍ、内径５ｍ
ｍのＮｂ管２２を挿入し、更に前記Ｎｂ管２２内に直径
４．９ｍｍのＣｕ−９５重量％Ｓｎ合金からなるＣｕＳ
ｎ棒２３を挿入する。つづいて、これらを室温下で線引
き加工することによって、図１（ｂ）に示すような直径
３ｍｍの複合材２４を形成した。
ｍｍの焼鈍されたＣｕ−５重量％Ｓｎ合金からなる第１
のＣｕＳｎ合金管２１内に外径１２．９ｍｍ、内径５ｍ
ｍのＮｂ管２２を挿入し、更に前記Ｎｂ管２２内に直径
４．９ｍｍのＣｕ−９５重量％Ｓｎ合金からなるＣｕＳ
ｎ棒２３を挿入する。つづいて、これらを室温下で線引
き加工することによって、図１（ｂ）に示すような直径
３ｍｍの複合材２４を形成した。
【００２０】次いで、図２（ａ）に示すように外径３５
ｍｍ、内径２５ｍｍの焼鈍されたＣｕ−５重量％Ｓｎ合
金からなる第２のＣｕＳｎ合金管２５内の中心部に、直
径９．９ｍｍのＣｕ棒２６を外径１２ｍｍ、内径１０ｍ
ｍのＴａ管２７内に挿入した状態で配置し、更に前記第
２のＣｕ−５重量％Ｓｎ合金管２５と前記Ｔａ管２７と
の空間に前記複合材２４を３６本挿入する。つづいて、
これらをスエージング機を用いて減面加工することによ
って、図２（ｂ）に示すような直径１ｍｍの線材２８を
形成した。
ｍｍ、内径２５ｍｍの焼鈍されたＣｕ−５重量％Ｓｎ合
金からなる第２のＣｕＳｎ合金管２５内の中心部に、直
径９．９ｍｍのＣｕ棒２６を外径１２ｍｍ、内径１０ｍ
ｍのＴａ管２７内に挿入した状態で配置し、更に前記第
２のＣｕ−５重量％Ｓｎ合金管２５と前記Ｔａ管２７と
の空間に前記複合材２４を３６本挿入する。つづいて、
これらをスエージング機を用いて減面加工することによ
って、図２（ｂ）に示すような直径１ｍｍの線材２８を
形成した。
【００２１】次いで、前記線材２８の外周に厚さ２０μ
ｍのＳｎメッキ層を形成する。つづいて、これを温度４
００℃で１００時間加熱し、更に温度６９０℃で３０時
間加熱して拡散熱処理することによって、図３に示すよ
うに内側に隣接するＣｕＳｎ合金２９及び外側に隣接す
るＣｕＳｎ合金３０からのＳｎの拡散により環状のＮｂ
3 Ｓｎ化合物超電導体３１が生成されたＮｂ3 Ｓｎ化合
物超電導線を製造した。
ｍのＳｎメッキ層を形成する。つづいて、これを温度４
００℃で１００時間加熱し、更に温度６９０℃で３０時
間加熱して拡散熱処理することによって、図３に示すよ
うに内側に隣接するＣｕＳｎ合金２９及び外側に隣接す
るＣｕＳｎ合金３０からのＳｎの拡散により環状のＮｂ
3 Ｓｎ化合物超電導体３１が生成されたＮｂ3 Ｓｎ化合
物超電導線を製造した。
【００２２】実施例２〜４、比較例１及び参照例１ 実施例１で用いたＣｕ−５重量％Ｓｎ合金からなる第
１，２のＣｕＳｎ合金管２１，２５に代えて下記表１に
示すＳｎ濃度のＣｕＳｎ合金又はＣｕからなる材質のも
のを用いると共に、実施例１で用いたＣｕＳｎ合金棒２
３に代えて同表１に示すＳｎ濃度のＣｕＳｎ合金又はＳ
ｎからなる材質のものを用いた以外、実施例１と同様に
Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造した。なお、参照例１
では、複合加工中に断線が発生したため所期のＮｂ3 Ｓ
ｎ化合物超電導線を製造できなかった。
１，２のＣｕＳｎ合金管２１，２５に代えて下記表１に
示すＳｎ濃度のＣｕＳｎ合金又はＣｕからなる材質のも
のを用いると共に、実施例１で用いたＣｕＳｎ合金棒２
３に代えて同表１に示すＳｎ濃度のＣｕＳｎ合金又はＳ
ｎからなる材質のものを用いた以外、実施例１と同様に
Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造した。なお、参照例１
では、複合加工中に断線が発生したため所期のＮｂ3 Ｓ
ｎ化合物超電導線を製造できなかった。
【００２３】こうした実施例１〜４、比較例１及び参照
例１の超電導線の製造工程において、複合加工性は下記
表１に示すとおりであった。
例１の超電導線の製造工程において、複合加工性は下記
表１に示すとおりであった。
【００２４】得られた実施例１〜４及び比較例１の超電
導線について、環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体の内側
及び外側に隣接するＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度を調べた。
その結果を下記表１に示す。
導線について、環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体の内側
及び外側に隣接するＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度を調べた。
その結果を下記表１に示す。
【００２５】また、得られた実施例１〜４及び比較例１
の超電導線について、液体ヘリウム（４．２Ｋ）中、１
０Ｔの磁界下での臨界電流（Ｉｃ値）を測定した。その
結果を下記表１に併記する。
の超電導線について、液体ヘリウム（４．２Ｋ）中、１
０Ｔの磁界下での臨界電流（Ｉｃ値）を測定した。その
結果を下記表１に併記する。
【００２６】
【表１】 表１から明らかなように実施例１〜４の超電導線は、比
較例１の超電導線と比べて高磁界下でのＩｃ値が大きい
ことがわかる。これは、内側及び外側に隣接する両方の
ＣｕＳｎ合金からのＳｎ拡散により化学量論組成が改善
された環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体が生成されてい
ること、及び外側ＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度が内側ＣｕＳ
ｎ合金よりも高くなってＮｂ3 Ｓｎ化合物フィラメント
間の電気抵抗値が増大されていることによるものであ
る。
較例１の超電導線と比べて高磁界下でのＩｃ値が大きい
ことがわかる。これは、内側及び外側に隣接する両方の
ＣｕＳｎ合金からのＳｎ拡散により化学量論組成が改善
された環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体が生成されてい
ること、及び外側ＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度が内側ＣｕＳ
ｎ合金よりも高くなってＮｂ3 Ｓｎ化合物フィラメント
間の電気抵抗値が増大されていることによるものであ
る。
【００２７】なお、実施例１〜４の超電導線において外
側ＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度が内側ＣｕＳｎ合金よりも高
くなっているのは、拡散熱処理時において内側ＣｕＳｎ
合金ではＮｂ3 Ｓｎ生成反応によりＳｎが減少するのみ
であるのに対し、外側ＣｕＳｎ合金ではＮｂ3 Ｓｎ生成
反応によりＳｎが減少する一方で外部の前記Ｓｎメッキ
層からＳｎが拡散して供給されたことによるものであ
る。
側ＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度が内側ＣｕＳｎ合金よりも高
くなっているのは、拡散熱処理時において内側ＣｕＳｎ
合金ではＮｂ3 Ｓｎ生成反応によりＳｎが減少するのみ
であるのに対し、外側ＣｕＳｎ合金ではＮｂ3 Ｓｎ生成
反応によりＳｎが減少する一方で外部の前記Ｓｎメッキ
層からＳｎが拡散して供給されたことによるものであ
る。
【００２８】実施例５ まず、実施例１と同様に外径１５ｍｍ、内径１３ｍｍの
焼鈍されたＣｕ−５重量％Ｓｎ合金からなるＣｕＳｎ合
金管２１内に外径１２．９ｍｍ、内径５ｍｍのＮｂ管２
２を挿入し、更に前記Ｎｂ管２２内に直径４．９ｍｍの
Ｃｕ−９５重量％Ｓｎ合金からなるＣｕＳｎ棒２３を挿
入する。つづいて、これらを室温下で線引き加工するこ
とによって、実施例１と同様な直径３ｍｍの複合材２４
を形成した（図１図示）。
焼鈍されたＣｕ−５重量％Ｓｎ合金からなるＣｕＳｎ合
金管２１内に外径１２．９ｍｍ、内径５ｍｍのＮｂ管２
２を挿入し、更に前記Ｎｂ管２２内に直径４．９ｍｍの
Ｃｕ−９５重量％Ｓｎ合金からなるＣｕＳｎ棒２３を挿
入する。つづいて、これらを室温下で線引き加工するこ
とによって、実施例１と同様な直径３ｍｍの複合材２４
を形成した（図１図示）。
【００２９】次いで、図４（ａ）に示すように外径４０
ｍｍ、内径２３ｍｍのＣｕ管４１内に外径２２．９ｍ
ｍ、内径１８ｍｍのＴａ管４２を挿入し、更に前記Ｔａ
管４２内に前記複合材２４を２５本挿入する。つづい
て、前記Ｔａ管４２と前記複合材２４との空隙に粒径１
００μｍのＳｎ粉末４３を充填する。ひきつづき、これ
らを温度３００℃で２０時間の焼鈍を施しながら減面加
工することによって、図４（ｂ）に示すような直径０．
９ｍｍの線材４４を形成した。
ｍｍ、内径２３ｍｍのＣｕ管４１内に外径２２．９ｍ
ｍ、内径１８ｍｍのＴａ管４２を挿入し、更に前記Ｔａ
管４２内に前記複合材２４を２５本挿入する。つづい
て、前記Ｔａ管４２と前記複合材２４との空隙に粒径１
００μｍのＳｎ粉末４３を充填する。ひきつづき、これ
らを温度３００℃で２０時間の焼鈍を施しながら減面加
工することによって、図４（ｂ）に示すような直径０．
９ｍｍの線材４４を形成した。
【００３０】次いで、前記線材４４を温度４００℃で１
００時間加熱し、更に温度６９５℃で４８時間加熱して
拡散熱処理することによって、図５に示すように内側に
隣接するＣｕＳｎ合金４５及び外側に隣接するＣｕＳｎ
合金４６からのＳｎの拡散により環状のＮｂ3 Ｓｎ化合
物超電導体４７が生成されたＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線
を製造した。
００時間加熱し、更に温度６９５℃で４８時間加熱して
拡散熱処理することによって、図５に示すように内側に
隣接するＣｕＳｎ合金４５及び外側に隣接するＣｕＳｎ
合金４６からのＳｎの拡散により環状のＮｂ3 Ｓｎ化合
物超電導体４７が生成されたＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線
を製造した。
【００３１】実施例６，７及び比較例２ 実施例５で用いたＣｕ−５重量％Ｓｎ合金からなるＣｕ
Ｓｎ合金管２１に代えて下記表２に示すＳｎ濃度のＣｕ
Ｓｎ合金又はＣｕからなる材質のものを用いると共に、
実施例５で用いたＣｕ−９５重量％Ｓｎ合金からなるＣ
ｕＳｎ合金棒２３に代えて同表２に示すＳｎ濃度のＣｕ
Ｓｎ合金又はＳｎからなる材質のものを用いた以外、実
施例５と同様にＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造した。
Ｓｎ合金管２１に代えて下記表２に示すＳｎ濃度のＣｕ
Ｓｎ合金又はＣｕからなる材質のものを用いると共に、
実施例５で用いたＣｕ−９５重量％Ｓｎ合金からなるＣ
ｕＳｎ合金棒２３に代えて同表２に示すＳｎ濃度のＣｕ
Ｓｎ合金又はＳｎからなる材質のものを用いた以外、実
施例５と同様にＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造した。
【００３２】こうした実施例５〜７、比較例２の超電導
線の製造工程において、複合加工性は下記表２に示すと
おりであった。
線の製造工程において、複合加工性は下記表２に示すと
おりであった。
【００３３】得られた実施例５〜７及び比較例２の超電
導線について、環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体の内側
及び外側に隣接するＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度を調べた。
その結果を下記表２に示す。
導線について、環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体の内側
及び外側に隣接するＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度を調べた。
その結果を下記表２に示す。
【００３４】また、得られた実施例５〜７及び比較例２
の超電導線について、液体ヘリウム（４．２Ｋ）中、１
０Ｔの磁界下での臨界電流（Ｉｃ値）を測定し、更に
０．５Ｔの磁界下での１サイクルのヒステリシス損失を
測定した。これらの結果を下記表２に併記する。
の超電導線について、液体ヘリウム（４．２Ｋ）中、１
０Ｔの磁界下での臨界電流（Ｉｃ値）を測定し、更に
０．５Ｔの磁界下での１サイクルのヒステリシス損失を
測定した。これらの結果を下記表２に併記する。
【００３５】
【表２】 表２から明らかなように実施例５〜７の超電導線は、比
較例２の超電導線と比べて高磁界下でのＩｃ値が大き
く、しかもヒステリシス損失が小さいことがわかる。こ
れは、内側及び外側に隣接する両方のＣｕＳｎ合金から
のＳｎ拡散により化学量論組成が改善された環状のＮｂ
3 Ｓｎ化合物超電導体が生成されていること、及び外側
ＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度が内側ＣｕＳｎ合金よりも高く
なってＮｂ3 Ｓｎ化合物フィラメント間の電気抵抗値が
増大されていることによるものである。
較例２の超電導線と比べて高磁界下でのＩｃ値が大き
く、しかもヒステリシス損失が小さいことがわかる。こ
れは、内側及び外側に隣接する両方のＣｕＳｎ合金から
のＳｎ拡散により化学量論組成が改善された環状のＮｂ
3 Ｓｎ化合物超電導体が生成されていること、及び外側
ＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度が内側ＣｕＳｎ合金よりも高く
なってＮｂ3 Ｓｎ化合物フィラメント間の電気抵抗値が
増大されていることによるものである。
【００３６】なお、実施例５〜７超電導線において外側
ＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度が内側ＣｕＳｎ合金よりも高く
なっているのは、拡散熱処理時において内側ＣｕＳｎ合
金ではＮｂ3 Ｓｎ生成反応によりＳｎが減少するのみで
あるのに対し、外側ＣｕＳｎ合金ではＮｂ3 Ｓｎ生成反
応によりＳｎが減少する一方で前記Ｓｎ粉末からＳｎが
拡散して供給されたことによるものである。
ＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度が内側ＣｕＳｎ合金よりも高く
なっているのは、拡散熱処理時において内側ＣｕＳｎ合
金ではＮｂ3 Ｓｎ生成反応によりＳｎが減少するのみで
あるのに対し、外側ＣｕＳｎ合金ではＮｂ3 Ｓｎ生成反
応によりＳｎが減少する一方で前記Ｓｎ粉末からＳｎが
拡散して供給されたことによるものである。
【００３７】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば臨界
電流密度などの超電導特性が改善された超電導線及びそ
の製造方法を提供することができる。
電流密度などの超電導特性が改善された超電導線及びそ
の製造方法を提供することができる。
【図１】実施例１のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線の製造工
程を示す説明図。
程を示す説明図。
【図２】実施例１のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線の製造工
程を示す説明図。
程を示す説明図。
【図３】実施例１のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を示す説
明図。
明図。
【図４】実施例５のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線の製造工
程を示す説明図。
程を示す説明図。
【図５】実施例５のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を示す説
明図。
明図。
【図６】従来のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線の製造工程を
示す説明図。
示す説明図。
【図７】従来のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線の製造工程を
示す説明図。
示す説明図。
２１，２５…ＣｕＳｎ合金管、２２…Ｎｂ管、２３…Ｃ
ｕＳｎ棒、２４…複合材、２６…Ｃｕ棒、２７，４２…
Ｔａ管、２８，４４…線材、２９，４５…内側ＣｕＳｎ
合金、３０，４６…外側ＣｕＳｎ合金、３１，４７…環
状Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導体、４１…Ｃｕ管、４３…Ｓ
ｎ粉末。
ｕＳｎ棒、２４…複合材、２６…Ｃｕ棒、２７，４２…
Ｔａ管、２８，４４…線材、２９，４５…内側ＣｕＳｎ
合金、３０，４６…外側ＣｕＳｎ合金、３１，４７…環
状Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導体、４１…Ｃｕ管、４３…Ｓ
ｎ粉末。
Claims (3)
- 【請求項１】 環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体と、前
記環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導体の内側に隣接する内
側ＣｕＳｎ合金と、前記環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導
体の外側に隣接する外側ＣｕＳｎ合金とを具備する多芯
Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線であって、前記環状のＮｂ3
Ｓｎ化合物超電導体が前記内側及び外側の両方のＣｕＳ
ｎ合金からのＳｎの拡散により生成されたものであり、
かつ前記外側ＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度が前記内側ＣｕＳ
ｎ合金よりも高いことを特徴する超電導線。 - 【請求項２】 多芯Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線の製造方
法において、環状のＮｂ又はＮｂ合金の外側に隣接する
ようにＣｕＳｎ合金を配置すると共に、前記環状のＮｂ
又はＮｂ合金の内側に隣接するように前記外側ＣｕＳｎ
合金よりもＳｎ濃度が高いＣｕＳｎ合金を配置した後、
複合加工する工程と、前記外側ＣｕＳｎ合金にＳｎを供
給しながら拡散熱処理を施して環状のＮｂ3 Ｓｎ化合物
超電導体を生成させる工程とを具備することを特徴とす
る超電導線の製造方法。 - 【請求項３】 前記外側ＣｕＳｎ合金としてＳｎ濃度が
３〜１３重量％であるものを用いることを特徴とする請
求項２記載の超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4041442A JP3059570B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 超電導線及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4041442A JP3059570B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 超電導線及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05242742A true JPH05242742A (ja) | 1993-09-21 |
| JP3059570B2 JP3059570B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=12608487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4041442A Expired - Lifetime JP3059570B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 超電導線及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3059570B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4901670A (en) * | 1988-08-22 | 1990-02-20 | Santa Barbara Research Center | Elemental mercury source for metal-organic chemical vapor deposition |
| JP2007027089A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Bruker Biospin Ag | 銅包含物を含む超伝導エレメント及び複合材料及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-02-27 JP JP4041442A patent/JP3059570B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4901670A (en) * | 1988-08-22 | 1990-02-20 | Santa Barbara Research Center | Elemental mercury source for metal-organic chemical vapor deposition |
| JP2007027089A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Bruker Biospin Ag | 銅包含物を含む超伝導エレメント及び複合材料及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3059570B2 (ja) | 2000-07-04 |
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