JPH06187856A - アルミ安定化超電導線の製造方法 - Google Patents
アルミ安定化超電導線の製造方法Info
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- JPH06187856A JPH06187856A JP4285382A JP28538292A JPH06187856A JP H06187856 A JPH06187856 A JP H06187856A JP 4285382 A JP4285382 A JP 4285382A JP 28538292 A JP28538292 A JP 28538292A JP H06187856 A JPH06187856 A JP H06187856A
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- superconducting
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- superconducting wire
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- 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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超電導特性及び強度に優れ、大型マグネット
に適用可能なアルミ安定化超電導線の製造方法を提供す
る。 【構成】 銅マトリックス中に超電導フィラメントを埋
込んだ超電導線１を複数本撚合せた超電導撚線２の外周
にアルミ安定化材３を被覆してアルミ安定化超電導線材
４となし、このアルミ安定化超電導線材４に所定の減面
加工を施すアルミ安定化超電導線の製造方法において、
アルミ安定化超電導線材に、幅方向の寸法変化率を３％
以内に抑え、厚さ方向の寸法を減少させて減面加工を施
す。 【効果】 幅方向の寸法変化を抑え、厚さ方向から減面
加工を施すので、アルミ安定化超電導線材４内部の超電
導撚線２の乱れや超電導線１とアルミ安定化材３間の密
着性の低下が防止され、従ってアルミ安定化超電導線の
強度を、超電導特性を低下させずに高めることができ
る。
に適用可能なアルミ安定化超電導線の製造方法を提供す
る。 【構成】 銅マトリックス中に超電導フィラメントを埋
込んだ超電導線１を複数本撚合せた超電導撚線２の外周
にアルミ安定化材３を被覆してアルミ安定化超電導線材
４となし、このアルミ安定化超電導線材４に所定の減面
加工を施すアルミ安定化超電導線の製造方法において、
アルミ安定化超電導線材に、幅方向の寸法変化率を３％
以内に抑え、厚さ方向の寸法を減少させて減面加工を施
す。 【効果】 幅方向の寸法変化を抑え、厚さ方向から減面
加工を施すので、アルミ安定化超電導線材４内部の超電
導撚線２の乱れや超電導線１とアルミ安定化材３間の密
着性の低下が防止され、従ってアルミ安定化超電導線の
強度を、超電導特性を低下させずに高めることができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導特性及び強度に
優れ、素粒子検出用大型マグネット等の導体に適用可能
なアルミ安定化超電導線を製造する方法に関する。
優れ、素粒子検出用大型マグネット等の導体に適用可能
なアルミ安定化超電導線を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、超電導マグネットの導体には、銅
マトリクス中にＮｂＴｉ超電導フィラメントを埋込んだ
超電導線を所要本数撚合せ、これに銅安定化材を押出被
覆した銅安定化超電導線が用いられていた。ところで、
近年、安定化材を銅からアルミに替えたアルミ安定化超
電導線が実用化されてきた。その理由は、アルミは銅に
比べて、残留抵抗比が大きい為熱的電気的安定性に優
れること、軽量なこと、質量が小さく素粒子透過性
に優れる為素粒子検出用マグネットの導体として好適な
こと、等である。
マトリクス中にＮｂＴｉ超電導フィラメントを埋込んだ
超電導線を所要本数撚合せ、これに銅安定化材を押出被
覆した銅安定化超電導線が用いられていた。ところで、
近年、安定化材を銅からアルミに替えたアルミ安定化超
電導線が実用化されてきた。その理由は、アルミは銅に
比べて、残留抵抗比が大きい為熱的電気的安定性に優
れること、軽量なこと、質量が小さく素粒子透過性
に優れる為素粒子検出用マグネットの導体として好適な
こと、等である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
安定化超電導線は、安定化材となすアルミの強度が低い
為、大型マグネット用導体に使用した場合、電磁力によ
り導体が変形してしまうという問題があり、この為、ア
ルミ安定化材にアルミ合金を用いたり、アルミ安定化超
電導線材を冷間で減面加工してアルミ安定化材を加工硬
化させる方法が検討されたが、後者の加工硬化法では、
得られたアルミ安定化超電導線の臨界電流密度（Ｊｃ）
が低下するという問題が生じた。
安定化超電導線は、安定化材となすアルミの強度が低い
為、大型マグネット用導体に使用した場合、電磁力によ
り導体が変形してしまうという問題があり、この為、ア
ルミ安定化材にアルミ合金を用いたり、アルミ安定化超
電導線材を冷間で減面加工してアルミ安定化材を加工硬
化させる方法が検討されたが、後者の加工硬化法では、
得られたアルミ安定化超電導線の臨界電流密度（Ｊｃ）
が低下するという問題が生じた。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】本発明は、前述のようなア
ルミ安定化超電導線材を減面加工するとＪｃ値が低下す
る原因について鋭意研究を行い、その原因は、減面加工
によりアルミ安定化超電導線材内部の超電導撚線の配列
が乱れ、又は超電導線とアルミ安定化材との密着性が低
下する為であり、この配列が乱れ又密着性が低下する現
象は、アルミ安定化超電導線材が直交する２方向から圧
縮変形する時に起きることを知見し、更に研究を進めて
本発明を完成するに至ったものである。
ルミ安定化超電導線材を減面加工するとＪｃ値が低下す
る原因について鋭意研究を行い、その原因は、減面加工
によりアルミ安定化超電導線材内部の超電導撚線の配列
が乱れ、又は超電導線とアルミ安定化材との密着性が低
下する為であり、この配列が乱れ又密着性が低下する現
象は、アルミ安定化超電導線材が直交する２方向から圧
縮変形する時に起きることを知見し、更に研究を進めて
本発明を完成するに至ったものである。
【０００５】即ち、本発明は、銅マトリックス中に超電
導フィラメントを埋込んだ超電導線を複数本撚合せた超
電導撚線の外周にアルミ安定化材を被覆してアルミ安定
化超電導線材となし、このアルミ安定化超電導線材に所
定の減面加工を施すアルミ安定化超電導線の製造方法に
おいて、アルミ安定化超電導線材に、幅方向の寸法変化
率を３％以内に抑え、厚さ方向の寸法を減少させて減面
加工を施すことを特徴とするアルミ安定化超電導線の製
造方法である。
導フィラメントを埋込んだ超電導線を複数本撚合せた超
電導撚線の外周にアルミ安定化材を被覆してアルミ安定
化超電導線材となし、このアルミ安定化超電導線材に所
定の減面加工を施すアルミ安定化超電導線の製造方法に
おいて、アルミ安定化超電導線材に、幅方向の寸法変化
率を３％以内に抑え、厚さ方向の寸法を減少させて減面
加工を施すことを特徴とするアルミ安定化超電導線の製
造方法である。
【０００６】本発明において、アルミ安定化超電導線材
とは、図１にその断面図を例示したように、超電導線１
を２列に撚合せた超電導撚線２の周囲にアルミ安定化材
３を押出被覆したものであり、本発明はこのアルミ安定
化超電導線材４に、幅方向の寸法変化率を３％以内に抑
え、厚さ方向の寸法を減少させて減面加工を施すもので
ある。本発明において、アルミ安定化超電導線材に施す
減面加工の幅方向の寸法変化率〔減面加工前後の幅寸法
をａ，ｂとなした時の（ａ−ｂ）／ａの百分率〕を３％
以内に抑えた理由は、幅方向の寸法変化率が３％を超え
ると、撚線に乱れが生じる為である。本発明において、
減面加工率が20％程度になると厚さ方向のみの減面加工
でも超電導撚線の配列に乱れが生じて超電導特性が低下
し、又強度的には５％以上の減面加工率が要求され、従
って減面加工率は、５〜15％程度が特に好ましい。アル
ミ安定化材には、高純度アルミの他、高純度アルミに微
量のＺｎ，Ｓｉ，Ａｇ，Ｃｕ等の元素を含有させたアル
ミ合金が適用される。減面加工方法としては、圧延，引
抜き等の通常の減面加工法が適用される。圧延法による
場合は、張力を付与して幅方向への広がりを抑える。本
発明方法は、断面矩形のアルミ安定化超電導線のみなら
ず、断面が楔型をしたキーストン型のアルミ安定化超電
導線の製造に適用しても同様の効果が得られるものであ
る。
とは、図１にその断面図を例示したように、超電導線１
を２列に撚合せた超電導撚線２の周囲にアルミ安定化材
３を押出被覆したものであり、本発明はこのアルミ安定
化超電導線材４に、幅方向の寸法変化率を３％以内に抑
え、厚さ方向の寸法を減少させて減面加工を施すもので
ある。本発明において、アルミ安定化超電導線材に施す
減面加工の幅方向の寸法変化率〔減面加工前後の幅寸法
をａ，ｂとなした時の（ａ−ｂ）／ａの百分率〕を３％
以内に抑えた理由は、幅方向の寸法変化率が３％を超え
ると、撚線に乱れが生じる為である。本発明において、
減面加工率が20％程度になると厚さ方向のみの減面加工
でも超電導撚線の配列に乱れが生じて超電導特性が低下
し、又強度的には５％以上の減面加工率が要求され、従
って減面加工率は、５〜15％程度が特に好ましい。アル
ミ安定化材には、高純度アルミの他、高純度アルミに微
量のＺｎ，Ｓｉ，Ａｇ，Ｃｕ等の元素を含有させたアル
ミ合金が適用される。減面加工方法としては、圧延，引
抜き等の通常の減面加工法が適用される。圧延法による
場合は、張力を付与して幅方向への広がりを抑える。本
発明方法は、断面矩形のアルミ安定化超電導線のみなら
ず、断面が楔型をしたキーストン型のアルミ安定化超電
導線の製造に適用しても同様の効果が得られるものであ
る。
【０００７】
【作用】本発明では、アルミ安定化超電導線材に施す減
面加工を、幅方向の寸法変化率を３％以内に抑え、厚さ
方向の寸法を減少させて施すので、アルミ安定化超電導
線材内部の超電導撚線が乱れたり、或いは超電導撚線と
アルミ安定化材との間の密着性が低下したりせず、従っ
てアルミ安定化超電導線の強度を、超電導特性を低下さ
せずに高めることができる。
面加工を、幅方向の寸法変化率を３％以内に抑え、厚さ
方向の寸法を減少させて施すので、アルミ安定化超電導
線材内部の超電導撚線が乱れたり、或いは超電導撚線と
アルミ安定化材との間の密着性が低下したりせず、従っ
てアルミ安定化超電導線の強度を、超電導特性を低下さ
せずに高めることができる。
【０００８】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 実施例１ 外径60mmφ、内径50mmφの無酸素銅製パイプ内に、銅マ
トリックス中にＮｂＴｉ合金超電導線材を埋込んだ単心
超電導線を1200本充填して複合ビレットとなした。次に
この複合ビレットを熱間で押出して複合押出材となし、
この複合押出材に圧延及び引抜加工を施して12mmφの多
芯ＮｂＴｉ超電導線材を作製した。次いでこの多芯Ｎｂ
Ｔｉ合金超電導線材を伸線加工して1.0 mmφのストラン
ドとなし、このストランドを10本２層に撚合せて平角成
形撚線となした。次にこの平角成形撚線に安定化材とし
て99.9993 ％の高純度アルミ材を熱間で押出被覆して、
断面寸法が 4.9×43.8mmのアルミ安定化超電導線材を製
造した。
る。 実施例１ 外径60mmφ、内径50mmφの無酸素銅製パイプ内に、銅マ
トリックス中にＮｂＴｉ合金超電導線材を埋込んだ単心
超電導線を1200本充填して複合ビレットとなした。次に
この複合ビレットを熱間で押出して複合押出材となし、
この複合押出材に圧延及び引抜加工を施して12mmφの多
芯ＮｂＴｉ超電導線材を作製した。次いでこの多芯Ｎｂ
Ｔｉ合金超電導線材を伸線加工して1.0 mmφのストラン
ドとなし、このストランドを10本２層に撚合せて平角成
形撚線となした。次にこの平角成形撚線に安定化材とし
て99.9993 ％の高純度アルミ材を熱間で押出被覆して、
断面寸法が 4.9×43.8mmのアルミ安定化超電導線材を製
造した。
【０００９】実施例２ 実施例１において、アルミ安定化材にＣｕを微量含有さ
せたアルミ合金を用いた他は、実施例１と同じ方法によ
りアルミ安定化超電導線材を製造した。 比較例１ 実施例１又は実施例２において、アルミ安定化超電導線
材の断面寸法を 4.6×46.6mm又は 4.4×48.6mmとなした
他は、実施例１又は実施例２と夫々同じ方法によりアル
ミ安定化超電導線材を製造した。 比較例２ 比較例１において、アルミ安定化超電導線材の断面寸法
を 4.4×48.6mmとなした他は、比較例１と同じ方法によ
りアルミ安定化超電導線材を製造した。このようにして
得られた各々のアルミ安定化超電導線材をダイスにて引
抜加工して所定形状のアルミ安定化超電導線となし、こ
のアルミ安定化超電導線について、臨界電流密度（Ｊ
ｃ）を測定した。結果を表１及び表２に示した。尚、Ｊ
ｃ値は、減面加工前のアルミ安定化超電導線材のＪｃ値
に対する減少率で示した。
せたアルミ合金を用いた他は、実施例１と同じ方法によ
りアルミ安定化超電導線材を製造した。 比較例１ 実施例１又は実施例２において、アルミ安定化超電導線
材の断面寸法を 4.6×46.6mm又は 4.4×48.6mmとなした
他は、実施例１又は実施例２と夫々同じ方法によりアル
ミ安定化超電導線材を製造した。 比較例２ 比較例１において、アルミ安定化超電導線材の断面寸法
を 4.4×48.6mmとなした他は、比較例１と同じ方法によ
りアルミ安定化超電導線材を製造した。このようにして
得られた各々のアルミ安定化超電導線材をダイスにて引
抜加工して所定形状のアルミ安定化超電導線となし、こ
のアルミ安定化超電導線について、臨界電流密度（Ｊ
ｃ）を測定した。結果を表１及び表２に示した。尚、Ｊ
ｃ値は、減面加工前のアルミ安定化超電導線材のＪｃ値
に対する減少率で示した。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】表１より明らかなように、本発明方法品
（No１〜６）は、いずれもＪｃ値の減少率が低いもので
あった。No３はＪｃ値の減少率がやや増加したが、これ
は厚さ方向のみとは言え、減面加工率が20％と大きく、
超電導撚線の配列に僅かながら乱れが生じた為である。
各々のアルミ安定化材について 0.2％耐力を測定したと
ころ、いずれも５Kg/mm2以上であり、強度的にも仕様を
満足するものであった。他方、比較例品（No７〜12）
は、表２に示したように、Ｊｃ値の減少率が大きかっ
た。これは厚さ方向と幅方向の２方向から圧縮加工を施
した為である。このＪｃ減少率は幅方向の減面率が大き
い程増加した。Ｊｃ測定後のサンプルについて組織観察
を行ったところ、図２に示したように超電導撚線の素線
１間に不規則に間隔があき、又アルミ安定化材３と超電
導線１との境界に剥離部分が認められた。以上、減面加
工を引抜加工により行った場合について説明したが、圧
延等の他の加工法にて行った場合にも、同様の効果が得
られる。又本発明方法はキーストン形状（断面楔型）の
アルミ安定化超電導線の製造にも適用できる。
（No１〜６）は、いずれもＪｃ値の減少率が低いもので
あった。No３はＪｃ値の減少率がやや増加したが、これ
は厚さ方向のみとは言え、減面加工率が20％と大きく、
超電導撚線の配列に僅かながら乱れが生じた為である。
各々のアルミ安定化材について 0.2％耐力を測定したと
ころ、いずれも５Kg/mm2以上であり、強度的にも仕様を
満足するものであった。他方、比較例品（No７〜12）
は、表２に示したように、Ｊｃ値の減少率が大きかっ
た。これは厚さ方向と幅方向の２方向から圧縮加工を施
した為である。このＪｃ減少率は幅方向の減面率が大き
い程増加した。Ｊｃ測定後のサンプルについて組織観察
を行ったところ、図２に示したように超電導撚線の素線
１間に不規則に間隔があき、又アルミ安定化材３と超電
導線１との境界に剥離部分が認められた。以上、減面加
工を引抜加工により行った場合について説明したが、圧
延等の他の加工法にて行った場合にも、同様の効果が得
られる。又本発明方法はキーストン形状（断面楔型）の
アルミ安定化超電導線の製造にも適用できる。
【００１３】
【効果】以上述べたように、本発明によれば、Ｊｃ等の
超電導特性を低下させずに、アルミ安定化超電導線の強
度を高めることができ、依って大型マグネット用導体に
適用可能であり、工業上顕著な効果を奏する。
超電導特性を低下させずに、アルミ安定化超電導線の強
度を高めることができ、依って大型マグネット用導体に
適用可能であり、工業上顕著な効果を奏する。
【図１】アルミ安定化超電導線材の断面説明図である。
【図２】従来法により減面加工したアルミ安定化超電導
線の断面説明図である。
線の断面説明図である。
１ 超電導線 ２ 超電導撚線 ３ アルミ安定化材 ４ アルミ安定化超電導線材
Claims (1)
- 【請求項１】 銅マトリックス中に超電導フィラメント
を埋込んだ超電導線を複数本撚合せた超電導撚線の外周
にアルミ安定化材を被覆してアルミ安定化超電導線材と
なし、このアルミ安定化超電導線材に所定の減面加工を
施すアルミ安定化超電導線の製造方法において、アルミ
安定化超電導線材に、幅方向の寸法変化率を３％以内に
抑え、厚さ方向の寸法を減少させて減面加工を施すこと
を特徴とするアルミ安定化超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4285382A JPH06187856A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | アルミ安定化超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4285382A JPH06187856A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | アルミ安定化超電導線の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06187856A true JPH06187856A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=17690824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4285382A Pending JPH06187856A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | アルミ安定化超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06187856A (ja) |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP4285382A patent/JPH06187856A/ja active Pending
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