JPH06309969A - Ｎｂ３ Ｓｎ超電導線の製造方法 - Google Patents
Ｎｂ３ Ｓｎ超電導線の製造方法Info
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- JPH06309969A JPH06309969A JP5121950A JP12195093A JPH06309969A JP H06309969 A JPH06309969 A JP H06309969A JP 5121950 A JP5121950 A JP 5121950A JP 12195093 A JP12195093 A JP 12195093A JP H06309969 A JPH06309969 A JP H06309969A
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- composite
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- superconducting wire
- composite billet
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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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- Wire Processing (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 ブロンズマトリックス１とＮｂ芯材２とから
なる素線にＡｌからなる中間層４とその外周にＳｎから
なる被覆層５を設けて被覆素線６を形成し、次いで該被
覆素線６をＣｕ外装管に充填して複合ビレットを形成
し、更に該複合ビレットに延伸加工を施して複合線材を
製造した後、熱処理を施して、ＳｎとＮｂとを反応させ
てＮｂ3 Ｓｎを生成させるＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方
法。 【効果】 優れた特性を有するＮｂ3 Ｓｎ超電導線が加
工性よく製造できる。
なる素線にＡｌからなる中間層４とその外周にＳｎから
なる被覆層５を設けて被覆素線６を形成し、次いで該被
覆素線６をＣｕ外装管に充填して複合ビレットを形成
し、更に該複合ビレットに延伸加工を施して複合線材を
製造した後、熱処理を施して、ＳｎとＮｂとを反応させ
てＮｂ3 Ｓｎを生成させるＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方
法。 【効果】 優れた特性を有するＮｂ3 Ｓｎ超電導線が加
工性よく製造できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は加工性を低下させること
なく、優れた特性を有するＮｂ3 Ｓｎ超電導線を製造す
る方法に関する。
なく、優れた特性を有するＮｂ3 Ｓｎ超電導線を製造す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｎｂ3 Ｓｎ、Ｖ3 Ｇａ、Ｎｂ3 Ａｌ等の
Ａ3 Ｂ型化合物超電導体（Ａ１５型化合物超電導体とも
称される）による超電導線はＮｂ−Ｔｉ超電導線と共に
その応用研究が強力に押し進められており、磁気浮上列
車、高エネルギー粒子加速器、医療診断用核磁気共鳴映
像装置等への実用化が急速に展開している。
Ａ3 Ｂ型化合物超電導体（Ａ１５型化合物超電導体とも
称される）による超電導線はＮｂ−Ｔｉ超電導線と共に
その応用研究が強力に押し進められており、磁気浮上列
車、高エネルギー粒子加速器、医療診断用核磁気共鳴映
像装置等への実用化が急速に展開している。
【０００３】ところで、Ａ3 Ｂ型化合物超電導体は材質
が硬く脆いため、直接線材に加工することができず、そ
のため線材に加工してからＡ3 Ｂ型化合物超電導体を反
応生成させる複合加工法が用いられている。この複合加
工法によるＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法としてブロン
ズ法が知られている。この方法を簡単に説明すると、先
ずＣｕ−Ｓｎ合金（以下ブロンズと称する）棒に穴を１
個または複数個あけ、その中にＮｂ芯材を挿入して１次
複合ビレットを形成する。次いで１次複合ビレットに延
伸加工を施して、図１に示すようなブロンズマトリック
ス１とＮｂ芯材２とからなる素線３を製造する。次いで
この素線３をＣｕ外装管の中に充填して複合ビレットを
形成し、これに延伸加工を施して複合線材を製造する。
次いでこの複合線材に熱処理を施して、ＮｂとＳｎとを
反応させてＮｂ3 Ｓｎを生成させるＮｂ3 Ｓｎ超電導線
の製造方法である。
が硬く脆いため、直接線材に加工することができず、そ
のため線材に加工してからＡ3 Ｂ型化合物超電導体を反
応生成させる複合加工法が用いられている。この複合加
工法によるＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法としてブロン
ズ法が知られている。この方法を簡単に説明すると、先
ずＣｕ−Ｓｎ合金（以下ブロンズと称する）棒に穴を１
個または複数個あけ、その中にＮｂ芯材を挿入して１次
複合ビレットを形成する。次いで１次複合ビレットに延
伸加工を施して、図１に示すようなブロンズマトリック
ス１とＮｂ芯材２とからなる素線３を製造する。次いで
この素線３をＣｕ外装管の中に充填して複合ビレットを
形成し、これに延伸加工を施して複合線材を製造する。
次いでこの複合線材に熱処理を施して、ＮｂとＳｎとを
反応させてＮｂ3 Ｓｎを生成させるＮｂ3 Ｓｎ超電導線
の製造方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線の
臨界電流密度等の超電導特性を向上させるためには、Ｎ
ｂ3 Ｓｎの生成量を多くする必要がある。上述したブロ
ンズ法において、Ｎｂ3Ｓｎの反応生成に必要なＳｎが
より多く供給されるようにするには、上記一次複合ビレ
ットを構成するブロンズ棒の含有するＳｎ濃度を高める
方法が考えられる。しかしながら、ブロンズはＳｎ濃度
が高いと加工性が著しく低下するので、上記１次複合ビ
レットまたは２次複合ビレットに延伸加工を施すことが
困難になったり、延伸加工ができたとしても、製造コス
トが高いものになっていた。
臨界電流密度等の超電導特性を向上させるためには、Ｎ
ｂ3 Ｓｎの生成量を多くする必要がある。上述したブロ
ンズ法において、Ｎｂ3Ｓｎの反応生成に必要なＳｎが
より多く供給されるようにするには、上記一次複合ビレ
ットを構成するブロンズ棒の含有するＳｎ濃度を高める
方法が考えられる。しかしながら、ブロンズはＳｎ濃度
が高いと加工性が著しく低下するので、上記１次複合ビ
レットまたは２次複合ビレットに延伸加工を施すことが
困難になったり、延伸加工ができたとしても、製造コス
トが高いものになっていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる状況に鑑
み、鋭意研究を行った結果なされたもので、その目的
は、延伸加工が容易で製造コストが低く、しかも優れた
特性を有するＮｂ3 Ｓｎ超電導線を製造する方法を提供
することにある。即ち、本発明における請求項１記載の
発明は、Ｃｕ−Ｓｎ合金マトリックスとＮｂ芯材とから
なる素線に、ＡｌまたはＡｌ合金からなる中間層を設け
た後、該中間層の外周にＳｎまたはＳｎ合金からなる被
覆層とを設けて被覆素線とし、更に当該被覆素線をＣｕ
外装管に充填して複合ビレットを形成した後、当該複合
ビレットに延伸加工を施して複合線材となし、次いで当
該複合線材に熱処理を施して、ＮｂとＳｎとを反応させ
てＮｂ3 Ｓｎを生成させることを特徴とするＮｂ3 Ｓｎ
超電導線の製造方法である。また請求項２記載の発明
は、前記中間層または被覆層を電気めっき、無電解めっ
きまたは溶融めっきにより形成することを特徴とするＮ
ｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法である。
み、鋭意研究を行った結果なされたもので、その目的
は、延伸加工が容易で製造コストが低く、しかも優れた
特性を有するＮｂ3 Ｓｎ超電導線を製造する方法を提供
することにある。即ち、本発明における請求項１記載の
発明は、Ｃｕ−Ｓｎ合金マトリックスとＮｂ芯材とから
なる素線に、ＡｌまたはＡｌ合金からなる中間層を設け
た後、該中間層の外周にＳｎまたはＳｎ合金からなる被
覆層とを設けて被覆素線とし、更に当該被覆素線をＣｕ
外装管に充填して複合ビレットを形成した後、当該複合
ビレットに延伸加工を施して複合線材となし、次いで当
該複合線材に熱処理を施して、ＮｂとＳｎとを反応させ
てＮｂ3 Ｓｎを生成させることを特徴とするＮｂ3 Ｓｎ
超電導線の製造方法である。また請求項２記載の発明
は、前記中間層または被覆層を電気めっき、無電解めっ
きまたは溶融めっきにより形成することを特徴とするＮ
ｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法である。
【０００６】
【作用】本発明の請求項１記載のＮｂ3 Ｓｎ超電導線の
製造方法では、図１に示すような素線３に、図２に示す
ようにＡｌまたはＡｌ合金からなる中間層４を設け、更
にその外周にＳｎまたはＳｎ合金からなる被覆層５を設
けて被覆素線６を形成する。次いでこの被覆素線６を図
３に示すようにＣｕ外装管７に充填して２次複合ビレッ
ト８を形成する。なお、図３にはＣｕ外装管７に充填さ
れた被覆素線６の一部が示されている。次いで、該２次
複合ビレット８に延伸加工を施すことで複合線材を製造
する。この際、延伸加工の途中に施す中間焼鈍におい
て、前記被覆層５に含まれるＳｎが素線３の中に侵入す
ることを上記中間層４が拡散障壁になって抑制してい
る。このため、素線３を構成するブロンズマトリックス
１は、Ｓｎ濃度の増加による加工性の低下を生じない。
製造方法では、図１に示すような素線３に、図２に示す
ようにＡｌまたはＡｌ合金からなる中間層４を設け、更
にその外周にＳｎまたはＳｎ合金からなる被覆層５を設
けて被覆素線６を形成する。次いでこの被覆素線６を図
３に示すようにＣｕ外装管７に充填して２次複合ビレッ
ト８を形成する。なお、図３にはＣｕ外装管７に充填さ
れた被覆素線６の一部が示されている。次いで、該２次
複合ビレット８に延伸加工を施すことで複合線材を製造
する。この際、延伸加工の途中に施す中間焼鈍におい
て、前記被覆層５に含まれるＳｎが素線３の中に侵入す
ることを上記中間層４が拡散障壁になって抑制してい
る。このため、素線３を構成するブロンズマトリックス
１は、Ｓｎ濃度の増加による加工性の低下を生じない。
【０００７】一方、ＮｂとＳｎとを反応させてＮｂ3 Ｓ
ｎを生成させる熱処理においては、熱処理温度が高く、
かつ熱処理時間も長いため、前記中間層４はＳｎの拡散
障壁とはならず、前記被覆層５に含まれるＳｎは前記素
線３の中に拡散する。このため、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体の
生成に必要なＳｎの供給は十分になり、十分なＮｂ3Ｓ
ｎの生成量が得られる。このため、優れた特性を有する
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線が製造できる。
ｎを生成させる熱処理においては、熱処理温度が高く、
かつ熱処理時間も長いため、前記中間層４はＳｎの拡散
障壁とはならず、前記被覆層５に含まれるＳｎは前記素
線３の中に拡散する。このため、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体の
生成に必要なＳｎの供給は十分になり、十分なＮｂ3Ｓ
ｎの生成量が得られる。このため、優れた特性を有する
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線が製造できる。
【０００８】本発明の請求項２記載のＮｂ3 Ｓｎ超電導
線の製造方法では、電気めっきまたは溶融めっき法を用
いることで容易に前記中間層４または被覆層５を形成す
ることができる。
線の製造方法では、電気めっきまたは溶融めっき法を用
いることで容易に前記中間層４または被覆層５を形成す
ることができる。
【０００９】
【実施例】次に本発明を実施例により詳細に説明する。
本発明例を図１〜３を参照しながら以下に説明する。表
１に示すＳｎ濃度で、径４５．５ｍｍのブロンズ製棒に
径７．２ｍｍの貫通した穴を等間隔であけ、この穴にＴ
ｉを０．２ｗｔ％含有させた径７ｍｍのＮｂ芯材を挿入
し、前後端にブロンズ製の蓋をＥＢ溶接により真空封止
して被せて１次複合ビレットを形成した。この１次複合
ビレットにＨＩＰ処理を施した後、熱間押出と冷間伸線
による延伸加工を施して径１．１ｍｍの素線３を製造し
た。この素線３の断面は図１に示すようにブロンズマト
リックス１とＮｂ芯材２とからなっている。次にこの素
線３に電気めっきによってＡｌからなる中間層４を形成
し、更にその外側に電気めっきによってＳｎからなる被
覆層５を形成して被覆素線６を形成した。中間層４およ
び被覆層５の厚さを表１に示す。次いで外径４５．５ｍ
ｍ、内径３５ｍｍの無酸素銅からなるＣｕ外装管７の内
面に厚さ０．２５ｍｍのＴａ箔を配置し、更にその内側
に上記被覆素線６を８５０本充填した後、前後端に無酸
素銅製の蓋をＥＢ溶接により真空封止して被せて２次複
合ビレット８を形成した。この２次複合ビレット８にＨ
ＩＰ処理を施した後、熱間押出と冷間伸線による延伸加
工を施して径０．８ｍｍの複合線材を製造した。なお、
図３にはＣｕ外装管７に充填された被覆素線６の一部を
示し、上記Ｔａ箔は省略してある。以上のようにして製
造した本発明例Ｎｏ１〜６の複合線材はそれぞれ合計約
２００ｍの長さになった。また上記製造工程の内、２次
複合ビレットに延伸加工を施して複合線材を製造する工
程で、表１に記す回数で断線が発生した。
本発明例を図１〜３を参照しながら以下に説明する。表
１に示すＳｎ濃度で、径４５．５ｍｍのブロンズ製棒に
径７．２ｍｍの貫通した穴を等間隔であけ、この穴にＴ
ｉを０．２ｗｔ％含有させた径７ｍｍのＮｂ芯材を挿入
し、前後端にブロンズ製の蓋をＥＢ溶接により真空封止
して被せて１次複合ビレットを形成した。この１次複合
ビレットにＨＩＰ処理を施した後、熱間押出と冷間伸線
による延伸加工を施して径１．１ｍｍの素線３を製造し
た。この素線３の断面は図１に示すようにブロンズマト
リックス１とＮｂ芯材２とからなっている。次にこの素
線３に電気めっきによってＡｌからなる中間層４を形成
し、更にその外側に電気めっきによってＳｎからなる被
覆層５を形成して被覆素線６を形成した。中間層４およ
び被覆層５の厚さを表１に示す。次いで外径４５．５ｍ
ｍ、内径３５ｍｍの無酸素銅からなるＣｕ外装管７の内
面に厚さ０．２５ｍｍのＴａ箔を配置し、更にその内側
に上記被覆素線６を８５０本充填した後、前後端に無酸
素銅製の蓋をＥＢ溶接により真空封止して被せて２次複
合ビレット８を形成した。この２次複合ビレット８にＨ
ＩＰ処理を施した後、熱間押出と冷間伸線による延伸加
工を施して径０．８ｍｍの複合線材を製造した。なお、
図３にはＣｕ外装管７に充填された被覆素線６の一部を
示し、上記Ｔａ箔は省略してある。以上のようにして製
造した本発明例Ｎｏ１〜６の複合線材はそれぞれ合計約
２００ｍの長さになった。また上記製造工程の内、２次
複合ビレットに延伸加工を施して複合線材を製造する工
程で、表１に記す回数で断線が発生した。
【００１０】以上のようにして得られた複合線材に６５
０℃×１００時間の熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎ超電導線
を製造した。また従来例の複合線材には、上記素線３に
Ａｌからなる中間層４とＳｎからなる被覆層５のいずれ
も設けず、その他の点では上記本発明例と同様にして製
造した。また、本発明例の場合と同様、２次複合ビレッ
トに延伸加工を施して複合線材を製造する際に発生した
断線回数を表１に示した。以上のようにして製造した本
発明例および従来例のＮｂ3 Ｓｎ超電導線の臨界電流密
度（Ｊｃ）を１０Ｔ、１２Ｔ、１４Ｔで測定した。結果
を表１に示す。
０℃×１００時間の熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎ超電導線
を製造した。また従来例の複合線材には、上記素線３に
Ａｌからなる中間層４とＳｎからなる被覆層５のいずれ
も設けず、その他の点では上記本発明例と同様にして製
造した。また、本発明例の場合と同様、２次複合ビレッ
トに延伸加工を施して複合線材を製造する際に発生した
断線回数を表１に示した。以上のようにして製造した本
発明例および従来例のＮｂ3 Ｓｎ超電導線の臨界電流密
度（Ｊｃ）を１０Ｔ、１２Ｔ、１４Ｔで測定した。結果
を表１に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】表１からわかるように本発明例は従来例よ
り臨界電流密度が高く優れた特性を有するＮｂ3 Ｓｎ超
電導線である。また本発明例は、従来例より断線回数も
少なく、加工性に優れている。
り臨界電流密度が高く優れた特性を有するＮｂ3 Ｓｎ超
電導線である。また本発明例は、従来例より断線回数も
少なく、加工性に優れている。
【００１３】
【効果】本発明によるＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法を
用いれば、臨界電流密度が高く優れた超電導特性を有す
るＮｂ3 Ｓｎ超電導線が加工性よく製造できる。本発明
は高特性なＮｂ3 Ｓｎ超電導線を低コストで提供し、超
電導磁石等の高特性化と低コスト化を実現し、工業上著
しい貢献をなすものである。
用いれば、臨界電流密度が高く優れた超電導特性を有す
るＮｂ3 Ｓｎ超電導線が加工性よく製造できる。本発明
は高特性なＮｂ3 Ｓｎ超電導線を低コストで提供し、超
電導磁石等の高特性化と低コスト化を実現し、工業上著
しい貢献をなすものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の素線を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例の被覆素線を示す説明図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施例の２次複合ビレットを示す説明
図である。
図である。
１ ブロンズマトリックス ２ Ｎｂ芯材 ３ 素線 ４ 中間層 ５ 被覆層 ６ 被覆素線 ７ Ｃｕ外装管 ８ ２次複合ビレット
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃｕ−Ｓｎ合金マトリックスとＮｂ芯材
とからなる素線に、ＡｌまたはＡｌ合金からなる中間層
を設けた後、該中間層の外周にＳｎまたはＳｎ合金から
なる被覆層を設けて被覆素線とし、更に当該被覆素線を
Ｃｕ外装管に充填して複合ビレットを形成した後、当該
複合ビレットに延伸加工を施して複合線材となし、次い
で当該複合線材に熱処理を施して、ＮｂとＳｎとを反応
させてＮｂ3 Ｓｎを生成させることを特徴とするＮｂ3
Ｓｎ超電導線の製造方法。 - 【請求項２】 前記中間層または被覆層を電気めっき、
無電解めっきまたは溶融めっきにより形成することを特
徴とする請求項１記載のＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5121950A JPH06309969A (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | Ｎｂ３ Ｓｎ超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5121950A JPH06309969A (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | Ｎｂ３ Ｓｎ超電導線の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06309969A true JPH06309969A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14823936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5121950A Pending JPH06309969A (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | Ｎｂ３ Ｓｎ超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06309969A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001509739A (ja) * | 1996-12-20 | 2001-07-24 | コンポジット マテリアルズ テクノロジー インコーポレイテッド | 拘束フィラメントの電解アノードおよび製造方法 |
-
1993
- 1993-04-26 JP JP5121950A patent/JPH06309969A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001509739A (ja) * | 1996-12-20 | 2001-07-24 | コンポジット マテリアルズ テクノロジー インコーポレイテッド | 拘束フィラメントの電解アノードおよび製造方法 |
| JP4741044B2 (ja) * | 1996-12-20 | 2011-08-03 | コンポジット マテリアルズ テクノロジー インコーポレイテッド | 電解コンデンサ用アノードおよび製造方法 |
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