JPH06176640A - 超電導素材の製造方法及びＮｂ−Ａｌ系超電導線 - Google Patents
超電導素材の製造方法及びＮｂ−Ａｌ系超電導線Info
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- JPH06176640A JPH06176640A JP4350504A JP35050492A JPH06176640A JP H06176640 A JPH06176640 A JP H06176640A JP 4350504 A JP4350504 A JP 4350504A JP 35050492 A JP35050492 A JP 35050492A JP H06176640 A JPH06176640 A JP H06176640A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Wire Processing (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複合加工方式により一次素線の多芯化を繰り
返して高次の素線としてもＮb3Ａl系超電導相の断面占
有面積に優れて臨界電流密度等の超電導特性に優れるＮ
b−Ａl系超電導線を形成しうる超電導素材の製造方法を
得ること。 【構成】 Ａl系コアをＮb層で被覆した一次素線をＮb
層内に多芯状態で有する二次素線を開始素線として、素
線（３）の複数本とＡl系溶融液（２）をＮb管（１）内
に充填しその冷却後に伸線加工して次の素線とする操作
を必要回数繰り返す超電導素材の製造方法、前記超電導
素材の加熱処理物からなるＮb−Ａl系超電導線、及びＮ
b管又はＮb壁で区分したＮb管内にＡl系溶融液を充填し
てＡl系コアをＮb層で被覆した素線又はその素線をＮb
層内に多芯状態で有する素線を得る超電導素材の製造方
法。 【効果】 伸線加工時の断線を大幅に抑制でき、製造工
程数を減らせる。
返して高次の素線としてもＮb3Ａl系超電導相の断面占
有面積に優れて臨界電流密度等の超電導特性に優れるＮ
b−Ａl系超電導線を形成しうる超電導素材の製造方法を
得ること。 【構成】 Ａl系コアをＮb層で被覆した一次素線をＮb
層内に多芯状態で有する二次素線を開始素線として、素
線（３）の複数本とＡl系溶融液（２）をＮb管（１）内
に充填しその冷却後に伸線加工して次の素線とする操作
を必要回数繰り返す超電導素材の製造方法、前記超電導
素材の加熱処理物からなるＮb−Ａl系超電導線、及びＮ
b管又はＮb壁で区分したＮb管内にＡl系溶融液を充填し
てＡl系コアをＮb層で被覆した素線又はその素線をＮb
層内に多芯状態で有する素線を得る超電導素材の製造方
法。 【効果】 伸線加工時の断線を大幅に抑制でき、製造工
程数を減らせる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｎb3Ａl系超電導相の
占有面積が多くて臨界電流密度等の超電導特性に優れる
超電導線を得ることができる超電導素材の製造方法、及
びそのＮb−Ａl系超電導線に関する。
占有面積が多くて臨界電流密度等の超電導特性に優れる
超電導線を得ることができる超電導素材の製造方法、及
びそのＮb−Ａl系超電導線に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｎb細線の束をＮb管内に収容して
空隙を縮小させた後Ａl溶融液を充填しそれをＣu管によ
る被覆下に伸線加工して多芯構造のＮb−Ａl系超電導素
材の製造方法が知られていた(特開昭６０−１６０５１
４号公報)。
空隙を縮小させた後Ａl溶融液を充填しそれをＣu管によ
る被覆下に伸線加工して多芯構造のＮb−Ａl系超電導素
材の製造方法が知られていた(特開昭６０−１６０５１
４号公報)。
【０００３】しかしながら、空隙の縮小工程を要するほ
か、Ｎb細線間に溶融Ａlが侵入しにくくて実質的にはＮ
b細線束の外周とＮb管との間にＡlが存在するものが得
られ、Ｎb細線とＡlとの接触面積が少なくて形成される
Ｎb−Ａl系超電導相量が少なく得られるＮb−Ａl系超電
導線が臨界電流密度に乏しい問題点があった。また得ら
れるＮb−Ａl系超電導線が大きい交流損失を示し、部分
的なクエンチでも全体として影響を受けやすい問題点も
あった。
か、Ｎb細線間に溶融Ａlが侵入しにくくて実質的にはＮ
b細線束の外周とＮb管との間にＡlが存在するものが得
られ、Ｎb細線とＡlとの接触面積が少なくて形成される
Ｎb−Ａl系超電導相量が少なく得られるＮb−Ａl系超電
導線が臨界電流密度に乏しい問題点があった。また得ら
れるＮb−Ａl系超電導線が大きい交流損失を示し、部分
的なクエンチでも全体として影響を受けやすい問題点も
あった。
【０００４】一方、Ａlやその合金からなるＡl系コアを
Ｎb層で被覆した一次素線の束をＮb管内に収容後伸線加
工して多芯構造の二次素線とし、それを開始素線として
素線束のＮb管内への収容及び伸線加工を必要回数繰り
返す超電導素材の製造方法が知られていた。かかる複合
加工法（ニオブチューブ法）は、素線の高次多芯化を容
易に行いうる利点を有し、その超電導素材を加熱処理し
て得られるＮb3Ａl系超電導線がＮbとＡlの大きい接触
面積による大きいＮb−Ａl系超電導相量の生成で臨界電
流密度に優れ、多芯化によるＮb−Ａl系超電導相の区分
構造により交流損失が小さく、クエンチも芯毎に独立的
に生じることとなって全体として影響を受けにくい利点
を有する。
Ｎb層で被覆した一次素線の束をＮb管内に収容後伸線加
工して多芯構造の二次素線とし、それを開始素線として
素線束のＮb管内への収容及び伸線加工を必要回数繰り
返す超電導素材の製造方法が知られていた。かかる複合
加工法（ニオブチューブ法）は、素線の高次多芯化を容
易に行いうる利点を有し、その超電導素材を加熱処理し
て得られるＮb3Ａl系超電導線がＮbとＡlの大きい接触
面積による大きいＮb−Ａl系超電導相量の生成で臨界電
流密度に優れ、多芯化によるＮb−Ａl系超電導相の区分
構造により交流損失が小さく、クエンチも芯毎に独立的
に生じることとなって全体として影響を受けにくい利点
を有する。
【０００５】しかしながら、素線をＮb管内に収容する
際に例えその断面を高充填に有利な六角形に成形したと
しても素線間や素線・Ｎb管間に隙間が発生して充填率
に乏しく、一次素線を所定径、例えば１００nm程度とす
るまでに要する素線の複合回数（高次多芯化）が増大し
多工程を要する問題点があった。また、隙間の発生が伸
線加工度を低下させるなど加工性を害すると共に伸線加
工時に断線を多発し、かかる隙間を減じないほかは実質
的に伸線加工に供することができない問題点もあった。
際に例えその断面を高充填に有利な六角形に成形したと
しても素線間や素線・Ｎb管間に隙間が発生して充填率
に乏しく、一次素線を所定径、例えば１００nm程度とす
るまでに要する素線の複合回数（高次多芯化）が増大し
多工程を要する問題点があった。また、隙間の発生が伸
線加工度を低下させるなど加工性を害すると共に伸線加
工時に断線を多発し、かかる隙間を減じないほかは実質
的に伸線加工に供することができない問題点もあった。
【０００６】さらに、三次素線以上の各素線の外周に位
置するＮb管に基づくＮb層がＮb3Ａl系超電導相の形成
に寄与せず、従って複合化を繰り返して一次素線を高次
に多芯化するほど超電導相の形成に寄与しないＮb層が
増大し、超電導線の断面積に占めるＮb3Ａl系超電導相
の面積が飛躍的に減少して臨界電流密度を低下させる問
題点があつた。ちなみに三次素線を用いた四次の超電導
素材では、超電導相の形成に寄与しないＮb層の断面占
有面積が約９０％にも及ぶときがある。
置するＮb管に基づくＮb層がＮb3Ａl系超電導相の形成
に寄与せず、従って複合化を繰り返して一次素線を高次
に多芯化するほど超電導相の形成に寄与しないＮb層が
増大し、超電導線の断面積に占めるＮb3Ａl系超電導相
の面積が飛躍的に減少して臨界電流密度を低下させる問
題点があつた。ちなみに三次素線を用いた四次の超電導
素材では、超電導相の形成に寄与しないＮb層の断面占
有面積が約９０％にも及ぶときがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、複合加工方
式により一次素線の多芯化を繰り返して高次の素線とし
てもＮb3Ａl系超電導相の断面占有面積に優れて臨界電
流密度等の超電導特性に優れるＮb−Ａl系超電導線を形
成しうる超電導素材の製造方法の開発を課題とする。
式により一次素線の多芯化を繰り返して高次の素線とし
てもＮb3Ａl系超電導相の断面占有面積に優れて臨界電
流密度等の超電導特性に優れるＮb−Ａl系超電導線を形
成しうる超電導素材の製造方法の開発を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ａl系コアを
Ｎb層で被覆した一次素線をＮb層内に多芯状態で有する
二次素線を開始素線として、素線の複数本とＡl系溶融
液をＮb管内に充填しその冷却後に伸線加工して次の素
線とする操作を必要回数繰り返すことを特徴とする超電
導素材の製造方法、及びかかる超電導素材の加熱処理物
からなることを特徴とするＮb−Ａl系超電導線を提供す
るものである。
Ｎb層で被覆した一次素線をＮb層内に多芯状態で有する
二次素線を開始素線として、素線の複数本とＡl系溶融
液をＮb管内に充填しその冷却後に伸線加工して次の素
線とする操作を必要回数繰り返すことを特徴とする超電
導素材の製造方法、及びかかる超電導素材の加熱処理物
からなることを特徴とするＮb−Ａl系超電導線を提供す
るものである。
【０００９】また本発明は、Ｎb管内にＡl系溶融液を充
填してＡl系コアをＮb層で被覆した素線を得ることを特
徴とする超電導素材の製造方法、及びＮb壁で区分した
Ｎb管内にＡl系溶融液を充填してＡl系コアをＮb層で被
覆した素線をＮb層内に多芯状態で有する素線を得るこ
とを特徴とする超電導素材の製造方法を提供するもので
ある。
填してＡl系コアをＮb層で被覆した素線を得ることを特
徴とする超電導素材の製造方法、及びＮb壁で区分した
Ｎb管内にＡl系溶融液を充填してＡl系コアをＮb層で被
覆した素線をＮb層内に多芯状態で有する素線を得るこ
とを特徴とする超電導素材の製造方法を提供するもので
ある。
【００１０】
【作用】Ｎb管内に複数の素線とＡl系溶融液を充填する
上記の方法により、管・素線間や素線間にＡl系成分を
効率よく供給できて隙間の発生を防止でき、伸線加工時
の加工性や断線防止性を向上できて一次素線を所定径に
少ない複合回数で効率よく細線化できる。ちなみに隙間
による断線の多発で実質的に伸線加工に供することがで
きなかった場合でも、Ａl系溶融液の充填による隙間回
避で直径６mmから０．５mmへの伸線加工でも２〜３回の
断線頻度に減じることができる。また各回の充填Ａlが
Ｎb3Ａl系超電導相の形成に寄与して超電導素材の断面
積における、機械的強度や安定性、交流損失等に影響す
るマトリクスとＡl系の含有割合、ひいては超電導層比
を容易に制御することができる。
上記の方法により、管・素線間や素線間にＡl系成分を
効率よく供給できて隙間の発生を防止でき、伸線加工時
の加工性や断線防止性を向上できて一次素線を所定径に
少ない複合回数で効率よく細線化できる。ちなみに隙間
による断線の多発で実質的に伸線加工に供することがで
きなかった場合でも、Ａl系溶融液の充填による隙間回
避で直径６mmから０．５mmへの伸線加工でも２〜３回の
断線頻度に減じることができる。また各回の充填Ａlが
Ｎb3Ａl系超電導相の形成に寄与して超電導素材の断面
積における、機械的強度や安定性、交流損失等に影響す
るマトリクスとＡl系の含有割合、ひいては超電導層比
を容易に制御することができる。
【００１１】前記の結果、素線の高次化に際してＮb3Ａ
l系超電導相の形成に寄与しない部分の介在を低減で
き、Ｎb3Ａl系超電導相の形成に寄与する部分が多く占
めて一次素線の多芯化を繰り返して高次の素線としても
Ｎb3Ａl系超電導相の断面占有面積に優れて臨界電流密
度等の超電導特性に優れるＮb−Ａl系超電導線を形成し
うる超電導素材が得られる。
l系超電導相の形成に寄与しない部分の介在を低減で
き、Ｎb3Ａl系超電導相の形成に寄与する部分が多く占
めて一次素線の多芯化を繰り返して高次の素線としても
Ｎb3Ａl系超電導相の断面占有面積に優れて臨界電流密
度等の超電導特性に優れるＮb−Ａl系超電導線を形成し
うる超電導素材が得られる。
【００１２】またＮb管又はＮb壁で区分したＮb管内に
Ａl系溶融液を充填する上記の方法により、Ａl系コアを
Ｎb層で被覆した一次素線、又はかかる一次素線をＮb層
内に多芯状態で有する二次素線を効率的に得ることがで
き、伸線加工でそれをより細線化する場合にも隙間がな
いことより加工性に優れて断線が生じにくい。
Ａl系溶融液を充填する上記の方法により、Ａl系コアを
Ｎb層で被覆した一次素線、又はかかる一次素線をＮb層
内に多芯状態で有する二次素線を効率的に得ることがで
き、伸線加工でそれをより細線化する場合にも隙間がな
いことより加工性に優れて断線が生じにくい。
【００１３】
【実施例】本発明の製造方法は、図１に例示の如くＡl
−Ｎb系の多芯素線からなる二次素線３を開始素線とし
て、素線の複数本とＡl系溶融液２をＮb管１内に充填し
その冷却後に伸線加工して次の素線とする操作を必要回
数繰り返して超電導素材を得るものである。
−Ｎb系の多芯素線からなる二次素線３を開始素線とし
て、素線の複数本とＡl系溶融液２をＮb管１内に充填し
その冷却後に伸線加工して次の素線とする操作を必要回
数繰り返して超電導素材を得るものである。
【００１４】開始素線のＡl−Ｎb系の多芯素線として
は、図２に例示の如くＡlやその合金からなるＡl系コア
３４をＮb層３３で被覆した一次素線３２をＮb層３１の
内部に多芯状態で有する二次素線３が用いられる。
は、図２に例示の如くＡlやその合金からなるＡl系コア
３４をＮb層３３で被覆した一次素線３２をＮb層３１の
内部に多芯状態で有する二次素線３が用いられる。
【００１５】前記の一次素線に用いる、Ａl系コアをＮb
層で被覆した形態の素線は、例えばＡl系線をＮb管内に
装填して伸線処理する方法、あるいはＮb管内にＡl系溶
融液を充填し必要に応じて伸線処理により細線化する方
法などの適宜な方法で形成したものであってよい。
層で被覆した形態の素線は、例えばＡl系線をＮb管内に
装填して伸線処理する方法、あるいはＮb管内にＡl系溶
融液を充填し必要に応じて伸線処理により細線化する方
法などの適宜な方法で形成したものであってよい。
【００１６】また前記の二次素線に用いる、Ｎb層内に
一次素線を多芯状態で有する素線は、例えば一次素線の
多数本をＮb管内に充填して伸線処理する方法、その場
合に一次素線に加えてＡl系溶融液もＮb管内に充填する
方法、あるいは図３に例示の如くＮb壁３６で区分した
Ｎb管３５内にＡl系溶融液３７を充填し必要に応じて伸
線処理により細線化する方法などの適宜な方法で形成し
たものであってよい。後者のＮb壁区分のＮb管内にＡl
系溶融液を充填する方法は、一次素線のＡl系芯径が小
さいため工程数が少なくて製造効率に優れる利点を有す
る。なおＮb壁で区分したＮb管は、例えばＮbロッドの
長さ方向に複数の貫通細孔を形成する方式、太いＮb管
に細いＮb管の束を収容する方式などの適宜な方式で形
成することができる。
一次素線を多芯状態で有する素線は、例えば一次素線の
多数本をＮb管内に充填して伸線処理する方法、その場
合に一次素線に加えてＡl系溶融液もＮb管内に充填する
方法、あるいは図３に例示の如くＮb壁３６で区分した
Ｎb管３５内にＡl系溶融液３７を充填し必要に応じて伸
線処理により細線化する方法などの適宜な方法で形成し
たものであってよい。後者のＮb壁区分のＮb管内にＡl
系溶融液を充填する方法は、一次素線のＡl系芯径が小
さいため工程数が少なくて製造効率に優れる利点を有す
る。なおＮb壁で区分したＮb管は、例えばＮbロッドの
長さ方向に複数の貫通細孔を形成する方式、太いＮb管
に細いＮb管の束を収容する方式などの適宜な方式で形
成することができる。
【００１７】本発明において用いる一次素線や二次素
線、さらには二次素線を高次多芯化してなるＮb管収容
用の素線は、任意な断面形態とすることができるが、Ｎ
b管内に少ない空隙率で収容して高い充填率を達成する
点よりは断面六角形とすることが好ましい。
線、さらには二次素線を高次多芯化してなるＮb管収容
用の素線は、任意な断面形態とすることができるが、Ｎ
b管内に少ない空隙率で収容して高い充填率を達成する
点よりは断面六角形とすることが好ましい。
【００１８】Ｎb管内に素線の複数本とＡl系溶融液を充
填する方式は、例えばＮb管内に素線を収容後その隙間
にＡl系溶融液を充填する方式など任意である。素線・
Ｎb管間や素線間における隙間にＡl系溶融液が空隙なく
充填された状態が好ましい。Ｎb管内に収容する素線の
数は適宜に決定してよいが、一般には１０〜３００本程
度とされる。
填する方式は、例えばＮb管内に素線を収容後その隙間
にＡl系溶融液を充填する方式など任意である。素線・
Ｎb管間や素線間における隙間にＡl系溶融液が空隙なく
充填された状態が好ましい。Ｎb管内に収容する素線の
数は適宜に決定してよいが、一般には１０〜３００本程
度とされる。
【００１９】上記においてＡl系溶融液の形成には、Ａl
又はＡl合金が用いられる。そのＡl合金としては、例え
ばＡl−Ｍg合金、Ａl−Ａg合金、Ａl−Ｃu合金、Ａl−
Ｃu−Ｇe合金、Ａl−Ａg−Ｇe合金などの適宜なものを
用いてよい。またＡl系溶融液には粉末状や短繊維状等
の適宜な形態のＮbを分散させることもできる。Ｎbの添
加は、Ａl系溶融液の冷却固化物の伸線加工性をＮb管に
近付けて伸線加工時の断線防止に有効で、添加したＮb
はＮb3Ａl系超電導相の形成にも寄与する。従ってＮbの
添加量は、目的とする硬度等に応じて適宜に決定される
が一般には、Ａl又はＡl合金１００重量部あたり１〜３
０重量部である。
又はＡl合金が用いられる。そのＡl合金としては、例え
ばＡl−Ｍg合金、Ａl−Ａg合金、Ａl−Ｃu合金、Ａl−
Ｃu−Ｇe合金、Ａl−Ａg−Ｇe合金などの適宜なものを
用いてよい。またＡl系溶融液には粉末状や短繊維状等
の適宜な形態のＮbを分散させることもできる。Ｎbの添
加は、Ａl系溶融液の冷却固化物の伸線加工性をＮb管に
近付けて伸線加工時の断線防止に有効で、添加したＮb
はＮb3Ａl系超電導相の形成にも寄与する。従ってＮbの
添加量は、目的とする硬度等に応じて適宜に決定される
が一般には、Ａl又はＡl合金１００重量部あたり１〜３
０重量部である。
【００２０】Ｎb管又はＮb壁区分のＮb管に充填するＡl
系溶融液の温度は、Ｎbとの短時間での合金化を予防す
る点より融点〜９００℃、就中８００〜８５０℃が好ま
しい。Ａl成分がＮbと化合物を形成すると伸線加工性が
著しく低下して断線しやすくなる。従ってＡl系溶融液
にＮbを分散させる場合にも合金化させないことが好ま
しい。
系溶融液の温度は、Ｎbとの短時間での合金化を予防す
る点より融点〜９００℃、就中８００〜８５０℃が好ま
しい。Ａl成分がＮbと化合物を形成すると伸線加工性が
著しく低下して断線しやすくなる。従ってＡl系溶融液
にＮbを分散させる場合にも合金化させないことが好ま
しい。
【００２１】Ａl系溶融液の充填に際しては、凝固によ
る充填不足を予防するためＮb管又はＮb壁区分のＮb管
を予熱しておいてもよい。予熱温度は、Ａl又はＡl合金
の融点ないしその近傍が一般的であり、融点直下が好ま
しい。またＡl系溶融液の充填に際しては、速やかな充
填処理等を目的として図４に例示の如く減圧注入方式を
採ることもできる。図４において、４は排気チューブ、
５は真空ポンプであり、他の符号は図１の場合に準じ
る。
る充填不足を予防するためＮb管又はＮb壁区分のＮb管
を予熱しておいてもよい。予熱温度は、Ａl又はＡl合金
の融点ないしその近傍が一般的であり、融点直下が好ま
しい。またＡl系溶融液の充填に際しては、速やかな充
填処理等を目的として図４に例示の如く減圧注入方式を
採ることもできる。図４において、４は排気チューブ、
５は真空ポンプであり、他の符号は図１の場合に準じ
る。
【００２２】なお超電導相の生成の点より好ましいＡl
系溶融液の充填層は、伸線加工対象の各段階の素線にお
ける一次素線のＡl系コア径と可及的に等しい厚さのも
のである。これによりＮb3Ａl系超電導相を生成させる
ための加熱処理条件を素材内で統一化することができ、
加熱処理不足による超電導相の未生成問題、又は加熱処
理過剰による超電導相の結晶粒の粗大化による超電導特
性の低下問題を回避しやすくなる。
系溶融液の充填層は、伸線加工対象の各段階の素線にお
ける一次素線のＡl系コア径と可及的に等しい厚さのも
のである。これによりＮb3Ａl系超電導相を生成させる
ための加熱処理条件を素材内で統一化することができ、
加熱処理不足による超電導相の未生成問題、又は加熱処
理過剰による超電導相の結晶粒の粗大化による超電導特
性の低下問題を回避しやすくなる。
【００２３】本発明においては、Ｎb管内に素線の複数
本とＡl系溶融液を充填しその冷却後に伸線加工する操
作を、先ずは上記した開始素線に対して行ったのち、そ
れにより得られた伸線加工物を次の素線に用いて必要回
数繰り返して、従って開始素線のＡl系コア径を順次細
線化しつつその高次多芯化を図って、目的とするＡl系
コア径等を有する超電導素材とされる。
本とＡl系溶融液を充填しその冷却後に伸線加工する操
作を、先ずは上記した開始素線に対して行ったのち、そ
れにより得られた伸線加工物を次の素線に用いて必要回
数繰り返して、従って開始素線のＡl系コア径を順次細
線化しつつその高次多芯化を図って、目的とするＡl系
コア径等を有する超電導素材とされる。
【００２４】伸線加工は適宜な方式で行ってよいが、一
般には加熱によるＮbＡl3やＮb2Ａl等の加工性や超電導
特性等を阻害する物質の生成を防止できる冷間伸線方式
が好ましい。冷間伸線方式としては、ダイス方式、溝ロ
ール方式、スエージング方式やホージング方式等の冷間
鍛造方式、それらを併用する方式などがあげられる。
般には加熱によるＮbＡl3やＮb2Ａl等の加工性や超電導
特性等を阻害する物質の生成を防止できる冷間伸線方式
が好ましい。冷間伸線方式としては、ダイス方式、溝ロ
ール方式、スエージング方式やホージング方式等の冷間
鍛造方式、それらを併用する方式などがあげられる。
【００２５】伸線加工では素線が複数のダイスや冷間鍛
造機等を介して順次細くされるが、その際の一加工あた
りにおける減面率は適宜に決定してよい。一般的には５
〜２５％の減面率とされる。細線化の程度も適宜に決定
してよいが、一般には０．１〜２mmとされ、これが次の
伸線加工用の素線として、あるいは超電導素材としてＮ
b−Ａl系超電導線の形成に供される。
造機等を介して順次細くされるが、その際の一加工あた
りにおける減面率は適宜に決定してよい。一般的には５
〜２５％の減面率とされる。細線化の程度も適宜に決定
してよいが、一般には０．１〜２mmとされ、これが次の
伸線加工用の素線として、あるいは超電導素材としてＮ
b−Ａl系超電導線の形成に供される。
【００２６】図５に伸線加工の工程例を示した。これに
よれば、伸線対象の素材７が送出ロール６より供給され
つつダイス８，８１，８２，８３を介し細線化されて細
線７１，７２，７３へと順次細くされ、その細線７３が
鍛造機９を介し冷間鍛造されて素線１０とされ巻取ロー
ル１１に巻取られる。巻取られた素線１０は、次の伸線
加工用の素線として、あるいは所定数の一次素線の多芯
化が達成されている場合には超電導素材としてＮb−Ａl
系超電導線の形成に供される。
よれば、伸線対象の素材７が送出ロール６より供給され
つつダイス８，８１，８２，８３を介し細線化されて細
線７１，７２，７３へと順次細くされ、その細線７３が
鍛造機９を介し冷間鍛造されて素線１０とされ巻取ロー
ル１１に巻取られる。巻取られた素線１０は、次の伸線
加工用の素線として、あるいは所定数の一次素線の多芯
化が達成されている場合には超電導素材としてＮb−Ａl
系超電導線の形成に供される。
【００２７】本発明において用いる一次素線や二次素
線、さらにはその複合高次化素線を収容するためのＮb
管は、必要に応じて銅や銅合金からなるＣu系のもので
被覆されていてもよい。Ｃu系被覆層を設けることによ
り、伸線加工を素線等の破損なく効率的に行え、その優
れた伸線加工性により素線を容易に高次化できて一次素
線の多芯化を効率的に行うことができると共に、機械的
強度や安定性の向上、交流損失の防止等に有利なマトリ
クスを形成することができる。なおＣu系被覆層は伸線
加工後等の適宜な段階で除去することもできる。その除
去は、エッチング方式や薬剤による溶出方式、切削方式
などの適宜な方式で行ってよい。
線、さらにはその複合高次化素線を収容するためのＮb
管は、必要に応じて銅や銅合金からなるＣu系のもので
被覆されていてもよい。Ｃu系被覆層を設けることによ
り、伸線加工を素線等の破損なく効率的に行え、その優
れた伸線加工性により素線を容易に高次化できて一次素
線の多芯化を効率的に行うことができると共に、機械的
強度や安定性の向上、交流損失の防止等に有利なマトリ
クスを形成することができる。なおＣu系被覆層は伸線
加工後等の適宜な段階で除去することもできる。その除
去は、エッチング方式や薬剤による溶出方式、切削方式
などの適宜な方式で行ってよい。
【００２８】本発明において、形成する超電導素材は任
意に決定でき、従って前記操作の繰り返し回数も任意で
ある。一般にはＮb−Ａl系超電導相でないマトリクス部
分の不足による機械的強度や安定性の低下防止又は交流
損失の点より、１０〜３００本程度の一次素線を多芯化
した、断面におけるＡl系／Ｎb面積比が０．２〜２０％
／９９．８〜８０％の二次素線を開始素線として、その
二次素線を単位とした芯数１０芯〜１万芯、直径０．１
〜２mm、断面に占める二次素線部分／Ａl系溶融液の充
填層の面積比１／９〜９／１、断面におけるＡl系／Ｎb
面積比２〜２０％／９８〜８０％程度のものからなる超
電導素材とされる。
意に決定でき、従って前記操作の繰り返し回数も任意で
ある。一般にはＮb−Ａl系超電導相でないマトリクス部
分の不足による機械的強度や安定性の低下防止又は交流
損失の点より、１０〜３００本程度の一次素線を多芯化
した、断面におけるＡl系／Ｎb面積比が０．２〜２０％
／９９．８〜８０％の二次素線を開始素線として、その
二次素線を単位とした芯数１０芯〜１万芯、直径０．１
〜２mm、断面に占める二次素線部分／Ａl系溶融液の充
填層の面積比１／９〜９／１、断面におけるＡl系／Ｎb
面積比２〜２０％／９８〜８０％程度のものからなる超
電導素材とされる。
【００２９】Ｎb−Ａl系超電導線は、超電導素材を必要
に応じ円形、矩形、テープ状等の目的とする断面形状に
加工後、それを加熱処理することにより得ることができ
る。加熱条件は、超電導素材におけるＡl系コア径や混
合粉末層の厚さなどにより適宜に決定されるが、一般に
は７００〜１６００℃の温度範囲で加熱される。
に応じ円形、矩形、テープ状等の目的とする断面形状に
加工後、それを加熱処理することにより得ることができ
る。加熱条件は、超電導素材におけるＡl系コア径や混
合粉末層の厚さなどにより適宜に決定されるが、一般に
は７００〜１６００℃の温度範囲で加熱される。
【００３０】加熱処理により、最終的に包囲したＮb管
の伸線加工層の内部に存在する、例えば一次素線に基づ
くＡl系コア（３４）やその被覆Ｎb層（３３）、二次素
線に基づく外周Ｎb層（３１）、Ａl系溶融液（２）の充
填層などのＮb部とＡl系部の隣接部分にそれらの全部又
は一部が反応してＮb3Ａl系超電導相を形成する。
の伸線加工層の内部に存在する、例えば一次素線に基づ
くＡl系コア（３４）やその被覆Ｎb層（３３）、二次素
線に基づく外周Ｎb層（３１）、Ａl系溶融液（２）の充
填層などのＮb部とＡl系部の隣接部分にそれらの全部又
は一部が反応してＮb3Ａl系超電導相を形成する。
【００３１】加熱処理で生成するＮb3Ａl系超電導相は
通例、含有Ａl系成分の４倍程度である。従って超電導
素材の断面積に占めるＡl系部分を調節することによ
り、得られる超電導線におけるＮb3Ａl系超電導相の含
有割合を制御することができる。例えば、多芯素線層の
Ｎb／Ａl比を９８％／２％、Ａl系溶融液の充填層によ
るＮb／Ａl比を８０％／２０％と仮定すると、Ａl系溶
融液の充填層の割合を変化させることによりＡl比を２
〜２０％の範囲で可変できるので、それに対応してＮb3
Ａl系超電導相が８〜８０％の範囲で断面積を占める超
電導線が得られる。
通例、含有Ａl系成分の４倍程度である。従って超電導
素材の断面積に占めるＡl系部分を調節することによ
り、得られる超電導線におけるＮb3Ａl系超電導相の含
有割合を制御することができる。例えば、多芯素線層の
Ｎb／Ａl比を９８％／２％、Ａl系溶融液の充填層によ
るＮb／Ａl比を８０％／２０％と仮定すると、Ａl系溶
融液の充填層の割合を変化させることによりＡl比を２
〜２０％の範囲で可変できるので、それに対応してＮb3
Ａl系超電導相が８〜８０％の範囲で断面積を占める超
電導線が得られる。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、Ａl系溶融液の充填で
隙間の発生を防止できて伸線加工性を向上でき断線を大
幅に抑制できると共に、高充填率により加工度が向上し
て少ない複合回数で所定のコア径に細線化でき工程数を
減らすことができて超電導素材の製造効率に優れてい
る。また超電導相の生成に寄与するＡl系物質の含有割
合が増大し、一次素線の多芯化を繰り返して高次の素線
としてもＮb3Ａl系超電導相の占有面積に優れて臨界電
流密度等の超電導特性に優れるＮb−Ａl系超電導線を効
率よく得ることができる。
隙間の発生を防止できて伸線加工性を向上でき断線を大
幅に抑制できると共に、高充填率により加工度が向上し
て少ない複合回数で所定のコア径に細線化でき工程数を
減らすことができて超電導素材の製造効率に優れてい
る。また超電導相の生成に寄与するＡl系物質の含有割
合が増大し、一次素線の多芯化を繰り返して高次の素線
としてもＮb3Ａl系超電導相の占有面積に優れて臨界電
流密度等の超電導特性に優れるＮb−Ａl系超電導線を効
率よく得ることができる。
【図１】超電導素材を例示した説明断面図
【図２】二次素線を例示した説明断面図
【図３】他の二次素線を例示した斜視説明図
【図４】Ａl系溶融液の充填方式を例示した説明図
【図５】伸線加工を例示した説明断面図
１，３５：Ｎb管 ３６：Ｎb壁 ２，３７：充填したＡl系溶融液 ３：二次素線（開始素線） ３１：Ｎb層 ３２：一次素線 ３３：Ｎb層 ３４：Ａl系コア
Claims (4)
- 【請求項１】 Ａl系コアをＮb層で被覆した一次素線を
Ｎb層内に多芯状態で有する二次素線を開始素線とし
て、素線の複数本とＡl系溶融液をＮb管内に充填しその
冷却後に伸線加工して次の素線とする操作を必要回数繰
り返すことを特徴とする超電導素材の製造方法。 - 【請求項２】 Ｎb管内にＡl系溶融液を充填してＡl系
コアをＮb層で被覆した素線を得ることを特徴とする超
電導素材の製造方法。 - 【請求項３】 Ｎb壁で区分したＮb管内にＡl系溶融液
を充填してＡl系コアをＮb層で被覆した素線をＮb層内
に多芯状態で有する素線を得ることを特徴とする超電導
素材の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の超電導素材の加熱処理
物からなることを特徴とするＮb−Ａl系超電導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4350504A JPH06176640A (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 超電導素材の製造方法及びＮｂ−Ａｌ系超電導線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4350504A JPH06176640A (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 超電導素材の製造方法及びＮｂ−Ａｌ系超電導線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06176640A true JPH06176640A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=18410942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4350504A Pending JPH06176640A (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 超電導素材の製造方法及びＮｂ−Ａｌ系超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06176640A (ja) |
-
1992
- 1992-12-03 JP JP4350504A patent/JPH06176640A/ja active Pending
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