JPH054765B2 - - Google Patents
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- JPH054765B2 JPH054765B2 JP61114456A JP11445686A JPH054765B2 JP H054765 B2 JPH054765 B2 JP H054765B2 JP 61114456 A JP61114456 A JP 61114456A JP 11445686 A JP11445686 A JP 11445686A JP H054765 B2 JPH054765 B2 JP H054765B2
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Classifications
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- 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
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、安定化超電導線に関するものであ
り、特に多芯線部の合金マトリツクス中の元素が
安定化材部に拡散して汚染するのを防止するため
のバリア層（以下、拡散バリア層という）の改良
されな安定化超電導線に関するものである。
り、特に多芯線部の合金マトリツクス中の元素が
安定化材部に拡散して汚染するのを防止するため
のバリア層（以下、拡散バリア層という）の改良
されな安定化超電導線に関するものである。
［従来の技術］
核融合、エネルギ貯蔵、分析用NMRマグネツ
ト等への超電導の応用においては、高磁界での性
能な良好な超電導線が要望されている。高磁界用
の実用超電導線としては、Nb3SnやV3Gaなどの
化合物系超電導線が用いられている。これらの化
合物系超電導線は、通常いわゆる“ブロンズ法”
によつて作製されている。化合物系超電導材は加
工後の熱処理によつて形成されており、Nb3Snの
場合には、Cu−Sn合金マトリツクス中のNb多芯
線を熱処理しNbとマトリツクス中のSnの拡散反
応によりNb3Snを形成させている。また、V3Ga
の場合には、Cu−Ga合金マトリツクス中のＶ多
芯線を熱処理しＶとマトリツクス中のGaの拡散
反応によりV3Gaを形成させている。
ト等への超電導の応用においては、高磁界での性
能な良好な超電導線が要望されている。高磁界用
の実用超電導線としては、Nb3SnやV3Gaなどの
化合物系超電導線が用いられている。これらの化
合物系超電導線は、通常いわゆる“ブロンズ法”
によつて作製されている。化合物系超電導材は加
工後の熱処理によつて形成されており、Nb3Snの
場合には、Cu−Sn合金マトリツクス中のNb多芯
線を熱処理しNbとマトリツクス中のSnの拡散反
応によりNb3Snを形成させている。また、V3Ga
の場合には、Cu−Ga合金マトリツクス中のＶ多
芯線を熱処理しＶとマトリツクス中のGaの拡散
反応によりV3Gaを形成させている。
第４図に、従来の安定化超電導線の斜視図を示
す。第４図において、多芯線部１のまわりには安
定化材部４が位置している。該安定化材部４と多
芯部１との間には、拡散バリア層６が設けられて
いる。拡散バリア層を構成する材質としては、伸
線加工の際に破断等の欠陥を生じないよう良好な
塑性加工性を有し、かつ安定化材部中に拡散しに
くい材質であることが望ましい。従来、これらの
要求を満足する物質としてNbまたはTa等の金属
が用いられる。
す。第４図において、多芯線部１のまわりには安
定化材部４が位置している。該安定化材部４と多
芯部１との間には、拡散バリア層６が設けられて
いる。拡散バリア層を構成する材質としては、伸
線加工の際に破断等の欠陥を生じないよう良好な
塑性加工性を有し、かつ安定化材部中に拡散しに
くい材質であることが望ましい。従来、これらの
要求を満足する物質としてNbまたはTa等の金属
が用いられる。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、拡散バリア層として用いるため
には、NbまたはTaを相当の厚みの層とする必要
があり、しかもこれらの金属が高価であるため、
超電導線のコストが高くなるという問題があつ
た。
には、NbまたはTaを相当の厚みの層とする必要
があり、しかもこれらの金属が高価であるため、
超電導線のコストが高くなるという問題があつ
た。
また、拡散バリア層としてNbを用い多芯線部
合金マトリツクスとしてCu−Sn合金を用いた場
合には、多芯線部内に大きな結合損が発生すると
いう問題も生じた。これは、合金マトリツクス中
のSnが拡散バリア層のNbにまで拡散し、Nbと
反応して拡散バリア層との境界面で円筒状の
Nb3Sn超電導層を形成することによる。この
Nb3Sn超電導層は変動磁界にさらされると、大き
なヒステリシス損失を発生し、また多芯線部内に
大きな結合損失を発生して、結果として超電導線
の効率を著しく低下させる。
合金マトリツクスとしてCu−Sn合金を用いた場
合には、多芯線部内に大きな結合損が発生すると
いう問題も生じた。これは、合金マトリツクス中
のSnが拡散バリア層のNbにまで拡散し、Nbと
反応して拡散バリア層との境界面で円筒状の
Nb3Sn超電導層を形成することによる。この
Nb3Sn超電導層は変動磁界にさらされると、大き
なヒステリシス損失を発生し、また多芯線部内に
大きな結合損失を発生して、結果として超電導線
の効率を著しく低下させる。
それゆえに、この発明の目的は、安定化材部へ
の合金マトリツクス中の元素の拡散が有効に防止
され、かつヒステリシス損失の低減された安価に
製造可能な安定化超電導線を提供することにあ
る。
の合金マトリツクス中の元素の拡散が有効に防止
され、かつヒステリシス損失の低減された安価に
製造可能な安定化超電導線を提供することにあ
る。
［問題点を解決するための手段］
この発明の安定化超電導線は、化合物系超電導
材からなる多数のフイラメントを合金マトリツク
ス中に配置した多芯線部と、該多芯線部のまわり
に位置する安定化材部と、該安定化材部と多芯線
部との間に設けられる拡散バリア層とを備えてお
り、該拡散バリア層が安定化材部側に設けられる
Nb層と多芯線部側に設けられるCu−Ni合金とか
ら構成されるNb／Cu−Ni複合層であることを特
徴としている。
材からなる多数のフイラメントを合金マトリツク
ス中に配置した多芯線部と、該多芯線部のまわり
に位置する安定化材部と、該安定化材部と多芯線
部との間に設けられる拡散バリア層とを備えてお
り、該拡散バリア層が安定化材部側に設けられる
Nb層と多芯線部側に設けられるCu−Ni合金とか
ら構成されるNb／Cu−Ni複合層であることを特
徴としている。
［作用］
この発明で拡散バリア層として用いられる
Nb／Cu−Ni複合層は、Ni成分を含むため、Sn
との拡散反応で超電導を示さないNb−Ni−Sn系
の化合物を形成し、Nb3Sn超電導化合物を形成し
ない。また、合金マトリツクス中の元素の安定化
材部への拡散は、Nb層によつて有効に防止され
る。
Nb／Cu−Ni複合層は、Ni成分を含むため、Sn
との拡散反応で超電導を示さないNb−Ni−Sn系
の化合物を形成し、Nb3Sn超電導化合物を形成し
ない。また、合金マトリツクス中の元素の安定化
材部への拡散は、Nb層によつて有効に防止され
る。
［実施例］
第１図は、この発明の一実施例を示す断面図で
ある。第１図において、多芯線部１のまわりに
は、安定化材部４が位置しており、該安定化材部
４と多芯線部１との間には拡散バリア層が設けら
れている。該拡散バリア層は、多芯線部１側に設
けられるCu−Ni合金層２、および安定化材部４
側に設けられるNb層３から構成される２層構造
のNb／Cu−Ni複合層となつている。
ある。第１図において、多芯線部１のまわりに
は、安定化材部４が位置しており、該安定化材部
４と多芯線部１との間には拡散バリア層が設けら
れている。該拡散バリア層は、多芯線部１側に設
けられるCu−Ni合金層２、および安定化材部４
側に設けられるNb層３から構成される２層構造
のNb／Cu−Ni複合層となつている。
第２図は、第１図と同じく、Cu−Ni合金層２
およびNb層３から構成されるNb／Cu−Ni複合
層が拡散バリア層として用いられる超電導線を示
しており、多芯線部１が複数備えられている超電
導線について示している。
およびNb層３から構成されるNb／Cu−Ni複合
層が拡散バリア層として用いられる超電導線を示
しており、多芯線部１が複数備えられている超電
導線について示している。
この発明の安定化超電導線を作製する方法とし
ては、複合ビレツトの押出しによる作製方法があ
る。以下、この作製方法について説明する。
ては、複合ビレツトの押出しによる作製方法があ
る。以下、この作製方法について説明する。
第３図に、この複合ビレツトの分解斜視図を示
す。安定化材部としてのCuパイプ８の内側に、
Nbシート９ｂを外側に巻いたCu−10重量％Ni合
金パイプ９ａを挿入しCu−13重量％Snマトリツ
クスNb多芯部（Nb芯55本）の六角棒１０を151
本稠密に充填して、複合ビレツト７を組立てた。
真空チヤンバ中で内部を真空引きした後、上下に
電子ビームで蓋を溶接した。
す。安定化材部としてのCuパイプ８の内側に、
Nbシート９ｂを外側に巻いたCu−10重量％Ni合
金パイプ９ａを挿入しCu−13重量％Snマトリツ
クスNb多芯部（Nb芯55本）の六角棒１０を151
本稠密に充填して、複合ビレツト７を組立てた。
真空チヤンバ中で内部を真空引きした後、上下に
電子ビームで蓋を溶接した。
次に、複合ビレツト７を30mm径に押出した後、
中間軟化を繰返しながら伸線加工し、1.2mm径の
線材とした。この線材において、拡散バリア層の
厚みは、約10μｍであつた。
中間軟化を繰返しながら伸線加工し、1.2mm径の
線材とした。この線材において、拡散バリア層の
厚みは、約10μｍであつた。
さらに、Nb3Sn超電導化合物層を形成させるた
め、700℃、100時間の熱処理を行なつた。その
後、金属顕微鏡による線材の断面観察と、Ｘ線マ
イクロアナライザによる組成分析を行なつた、
Cu−13重量％Snマトリツクス中のNb多芯線は、
SnとNbの反応によりNb3Snの超電導層になつて
いることが確認された。一方、多芯線部と拡散バ
リア層との境界では、Nb3Sn超電導化合物は形成
されず、その代わりにNb−NI−Sn系の化合物の
形成が確認された。また、安定化材部にはSnが
ほとんど存在せず、Snの拡散が有効に防止され
ていることも確認された。さらに、この超電導線
は均一に塑性変形しており、局所的な破断等の欠
陥は認められなかつた。
め、700℃、100時間の熱処理を行なつた。その
後、金属顕微鏡による線材の断面観察と、Ｘ線マ
イクロアナライザによる組成分析を行なつた、
Cu−13重量％Snマトリツクス中のNb多芯線は、
SnとNbの反応によりNb3Snの超電導層になつて
いることが確認された。一方、多芯線部と拡散バ
リア層との境界では、Nb3Sn超電導化合物は形成
されず、その代わりにNb−NI−Sn系の化合物の
形成が確認された。また、安定化材部にはSnが
ほとんど存在せず、Snの拡散が有効に防止され
ていることも確認された。さらに、この超電導線
は均一に塑性変形しており、局所的な破断等の欠
陥は認められなかつた。
以上の実施例では、化合物系超電導材として
Nb3Snを用いたが、これの代わりにV3Gaを化合
物系超電導材として用いた場合にも、同様の結果
が得られた。すなわち、安定化材部への金属マト
リツクス中のGaの拡散は有効に防止され、伸線
加工の際均一に塑性変形し局所的な破断等の欠陥
は認められなかつた。またNb3Alについても同様
の結果が得られた。
Nb3Snを用いたが、これの代わりにV3Gaを化合
物系超電導材として用いた場合にも、同様の結果
が得られた。すなわち、安定化材部への金属マト
リツクス中のGaの拡散は有効に防止され、伸線
加工の際均一に塑性変形し局所的な破断等の欠陥
は認められなかつた。またNb3Alについても同様
の結果が得られた。
［発明の効果］
この発明の安定化超電導線では、安定化材部側
に設けられるNb層と多芯線部側に設けられるCu
−Ni合金層とから構成されるNb／Cu−Ni複合
層が拡散バリア層として設けられている。
に設けられるNb層と多芯線部側に設けられるCu
−Ni合金層とから構成されるNb／Cu−Ni複合
層が拡散バリア層として設けられている。
このようにNb層と多芯線部の合金マトリツク
スとの間に、Cu−Ni合金層が設けられているた
め、従来のように拡散バリア層との界面で円筒状
のNb3Sn超電導層が形成されることはない。
スとの間に、Cu−Ni合金層が設けられているた
め、従来のように拡散バリア層との界面で円筒状
のNb3Sn超電導層が形成されることはない。
したがつて、ヒステリシス損失の増大を有効に
防止することができ、超電導線の効率の低下を防
止することができる。また、Nb／Cu−Ni複合層
におけるNb層は、従来の拡散バリア層としての
Nb層よりも厚みが薄い。したがつて、この発明
では高価なNbの使用量を従来よりも少なくする
ことができる。さらに、Nb／Cu−Ni複合層は、
塑性加工性が優れており、伸線加工等の際に破断
等の欠陥を生じることもない。
防止することができ、超電導線の効率の低下を防
止することができる。また、Nb／Cu−Ni複合層
におけるNb層は、従来の拡散バリア層としての
Nb層よりも厚みが薄い。したがつて、この発明
では高価なNbの使用量を従来よりも少なくする
ことができる。さらに、Nb／Cu−Ni複合層は、
塑性加工性が優れており、伸線加工等の際に破断
等の欠陥を生じることもない。
この発明の安定化超電導線は、高磁界用超電導
導体を始め、その他の超電導の応用分野に広く利
用され得るものである。
導体を始め、その他の超電導の応用分野に広く利
用され得るものである。
第１図は、この発明の一実施例を示す断面図で
ある。第２図は、この発明の他の実施例を示す断
面図である。第３図は、複合ビレツトの分解斜視
図である。第４図は、従来の安定化超電導線を示
す斜視図である。 図において、１は多芯線部、２はCu−Ni合金
層、３はNb層、４は安定化材部を示す。
ある。第２図は、この発明の他の実施例を示す断
面図である。第３図は、複合ビレツトの分解斜視
図である。第４図は、従来の安定化超電導線を示
す斜視図である。 図において、１は多芯線部、２はCu−Ni合金
層、３はNb層、４は安定化材部を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 化合物系超電導材からなる多数のフイラメン
トを合金マトリツクス中に配置した多芯線部と、
該多芯線部のまわりに位置する安定化材部と、該
安定化材部と多芯線部との間に設けられる拡散バ
リア層とを備える安定化超電導線において、 前記拡散バリア層が安定化材部側に設けられる
Nb層と多芯線部側に設けられるCu−Ni合金層と
から構成されるNb／Cu−Ni複合層であることを
特徴とする、安定化超電導線。 ２ 前記化合物系超電導材がNb3Snであることを
特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の安定化
超電導線。 ３ 前記化合物系超電導材がV3Gaであることを
特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の安定化
超電導線。 ４ 前記化合物系超電導材がNb3Alであることを
特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の安定化
超電導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61114456A JPS62271306A (ja) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | 安定化超電導線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61114456A JPS62271306A (ja) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | 安定化超電導線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62271306A JPS62271306A (ja) | 1987-11-25 |
| JPH054765B2 true JPH054765B2 (ja) | 1993-01-20 |
Family
ID=14638180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61114456A Granted JPS62271306A (ja) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | 安定化超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62271306A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135479A (en) * | 1977-04-28 | 1978-11-27 | Hitachi Cable Ltd | Super-conductive compound conductor |
| JPS5784511A (en) * | 1980-11-17 | 1982-05-26 | Mitsubishi Electric Corp | Composite superconductive material |
| JPS607014A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | 昭和電線電纜株式会社 | Ｎｂ↓３Ｓｎ超電導線の製造方法 |
| JPS6049512A (ja) * | 1983-08-29 | 1985-03-18 | 古河電気工業株式会社 | 安定化超電導導体 |
| JPS60253114A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-13 | 昭和電線電纜株式会社 | Ｎｂ↓３Ｓｎ超電導線の製造方法 |
-
1986
- 1986-05-19 JP JP61114456A patent/JPS62271306A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135479A (en) * | 1977-04-28 | 1978-11-27 | Hitachi Cable Ltd | Super-conductive compound conductor |
| JPS5784511A (en) * | 1980-11-17 | 1982-05-26 | Mitsubishi Electric Corp | Composite superconductive material |
| JPS607014A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | 昭和電線電纜株式会社 | Ｎｂ↓３Ｓｎ超電導線の製造方法 |
| JPS6049512A (ja) * | 1983-08-29 | 1985-03-18 | 古河電気工業株式会社 | 安定化超電導導体 |
| JPS60253114A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-13 | 昭和電線電纜株式会社 | Ｎｂ↓３Ｓｎ超電導線の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62271306A (ja) | 1987-11-25 |
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