JPH0745135A - Ａ３ ｂ型化合物超電導線およびその製造方法 - Google Patents
Ａ３ ｂ型化合物超電導線およびその製造方法Info
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- JPH0745135A JPH0745135A JP5143891A JP14389193A JPH0745135A JP H0745135 A JPH0745135 A JP H0745135A JP 5143891 A JP5143891 A JP 5143891A JP 14389193 A JP14389193 A JP 14389193A JP H0745135 A JPH0745135 A JP H0745135A
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 Ｃｕ−Ｓｎ合金棒に穴をあけ、各々の穴にＡ
ｇが被覆されたＮｂ棒を複数本挿入した後延伸加工を施
して素線を製造し、次いで無酸素銅管に前記素線を所定
本数充填してなした複合ビレットに延伸加工を施してな
した複合線材にＳｎの拡散熱処理を施して製造したＡ3
Ｂ型化合物超電導線およびその製造方法。 【効果】 複合線材のＮｂフィラメントの内部がＡｇか
らなる隔壁層により区画化されており、この隔壁層がＳ
ｎの拡散熱処理の際、Ｓｎの拡散パスになると共に、Ｎ
ｂ3 Ｓｎの結晶粒の微細化を促し、更に隔壁層がピン止
め点として有効に働くことで、高い臨界電流密度を有す
る高特性のＡ3 Ｂ型化合物超電導線が得られる。
ｇが被覆されたＮｂ棒を複数本挿入した後延伸加工を施
して素線を製造し、次いで無酸素銅管に前記素線を所定
本数充填してなした複合ビレットに延伸加工を施してな
した複合線材にＳｎの拡散熱処理を施して製造したＡ3
Ｂ型化合物超電導線およびその製造方法。 【効果】 複合線材のＮｂフィラメントの内部がＡｇか
らなる隔壁層により区画化されており、この隔壁層がＳ
ｎの拡散熱処理の際、Ｓｎの拡散パスになると共に、Ｎ
ｂ3 Ｓｎの結晶粒の微細化を促し、更に隔壁層がピン止
め点として有効に働くことで、高い臨界電流密度を有す
る高特性のＡ3 Ｂ型化合物超電導線が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高い臨界電流密度を有す
る高性能なＡ3 Ｂ型化合物超電導線とその製造方法に関
するものである。
る高性能なＡ3 Ｂ型化合物超電導線とその製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｎｂ3 Ｓｎ、Ｎｂ3 Ａｌ、Ｖ3 Ｇ
ａ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）は金属間化合物であり加工が極めて困
難であるため、超電導線材を製造するには、上記Ａ3 Ｂ
型化合物超電導体を構成する高融点金属Ａと低融点金属
Ｂとからなる複合ビレットに延伸加工を施して複合線材
とし、次いで、前記高融点金属Ａ中に前記低融点金属Ｂ
を拡散、反応させる拡散熱処理により上記Ａ3 Ｂ型化合
物超電導体を反応生成させる製造方法が採用されてい
る。以下にＡ3 Ｂ型化合物超電導線の例としてＮｂ3 Ｓ
ｎ超電導線の製造方法について説明する。まずマトリッ
クスとしてＣｕ−Ｓｎ合金（以下ブロンズと称する）製
の棒に穴をあけ、その中にＮｂ芯材を挿入して複合ビレ
ットを形成し、次いで延伸加工を施し複合線材とする。
この複合線材は、マトリックス中にＮｂフィラメントが
埋め込まれた構造になっている。次いでこの複合線材に
５５０℃〜６００℃程度に加熱する拡散熱処理を施して
ブロンズ中のＳｎをＮｂフィラメント中に拡散、反応さ
せてＮｂ3 Ｓｎを生成させる製造方法（ブロンズ法）が
知られている。また、加工性が悪いブロンズを用いない
で、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｂ等からなる複合ビレットを製造
し、延伸加工後、拡散熱処理を施す製造方法も検討され
ている。これらの製造方法は、Ｎｂ3 Ｓｎ以外のＡ3 Ｂ
型化合物超電導体の場合にも同様に適用できる。
ａ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）は金属間化合物であり加工が極めて困
難であるため、超電導線材を製造するには、上記Ａ3 Ｂ
型化合物超電導体を構成する高融点金属Ａと低融点金属
Ｂとからなる複合ビレットに延伸加工を施して複合線材
とし、次いで、前記高融点金属Ａ中に前記低融点金属Ｂ
を拡散、反応させる拡散熱処理により上記Ａ3 Ｂ型化合
物超電導体を反応生成させる製造方法が採用されてい
る。以下にＡ3 Ｂ型化合物超電導線の例としてＮｂ3 Ｓ
ｎ超電導線の製造方法について説明する。まずマトリッ
クスとしてＣｕ−Ｓｎ合金（以下ブロンズと称する）製
の棒に穴をあけ、その中にＮｂ芯材を挿入して複合ビレ
ットを形成し、次いで延伸加工を施し複合線材とする。
この複合線材は、マトリックス中にＮｂフィラメントが
埋め込まれた構造になっている。次いでこの複合線材に
５５０℃〜６００℃程度に加熱する拡散熱処理を施して
ブロンズ中のＳｎをＮｂフィラメント中に拡散、反応さ
せてＮｂ3 Ｓｎを生成させる製造方法（ブロンズ法）が
知られている。また、加工性が悪いブロンズを用いない
で、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｂ等からなる複合ビレットを製造
し、延伸加工後、拡散熱処理を施す製造方法も検討され
ている。これらの製造方法は、Ｎｂ3 Ｓｎ以外のＡ3 Ｂ
型化合物超電導体の場合にも同様に適用できる。
【０００３】超電導体の特性には、臨界電流密度（Ｊ
ｃ）、臨界磁界（Ｈｃ）、遷移温度、磁化率、交流損失
等が知られている。臨界磁界（Ｈｃ）や磁化率は超電導
体自体の材料物性値であり、超電導線の構造や加工方法
による影響は少ない。一方、臨界電流密度は超電導線の
構造にも影響され、超電導体内の磁束の移動を妨げるピ
ン止め力によっても向上させることが可能である。この
ピン止め力は、超電導体である材料内の不純物や結晶粒
界がピン止め点となって働くといわれている。そのた
め、従来、結晶粒界を微細化させることにより、ピン止
め力を高めることが検討されていた。
ｃ）、臨界磁界（Ｈｃ）、遷移温度、磁化率、交流損失
等が知られている。臨界磁界（Ｈｃ）や磁化率は超電導
体自体の材料物性値であり、超電導線の構造や加工方法
による影響は少ない。一方、臨界電流密度は超電導線の
構造にも影響され、超電導体内の磁束の移動を妨げるピ
ン止め力によっても向上させることが可能である。この
ピン止め力は、超電導体である材料内の不純物や結晶粒
界がピン止め点となって働くといわれている。そのた
め、従来、結晶粒界を微細化させることにより、ピン止
め力を高めることが検討されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】高融点金属Ａ中に低融
点金属Ｂを拡散、反応させる上記拡散熱処理において、
マトリックス中の低融点金属Ｂはフィラメントの外側か
ら浸入し、前記高融点金属Ａと反応することでＡ3 Ｂ型
化合物超電導体が生成する。この際、前記フィラメント
の外周部から中心部へとＡ3 Ｂ型化合物超電導体の成長
が進行する。従って該フィラメントの外周部に生成した
Ａ3 Ｂ型化合物超電導体の結晶粒界および成長中の結晶
の界面が低融点金属Ｂの拡散パスとなる。このため、拡
散速度が遅くなり、また中心部に近くなるほど前記低融
点金属Ｂの供給が不十分になってしまい、Ａ3 Ｂ型化合
物超電導体の化学量論的組成より低融点金属の量が少な
い化合物が生成してしまう等、Ａ3 Ｂ型化合物超電導体
の結晶組成に不均一が生じていた。この結果、臨界磁界
や臨界電流密度が低くなる等、超電導特性が劣化する、
という問題があった。
点金属Ｂを拡散、反応させる上記拡散熱処理において、
マトリックス中の低融点金属Ｂはフィラメントの外側か
ら浸入し、前記高融点金属Ａと反応することでＡ3 Ｂ型
化合物超電導体が生成する。この際、前記フィラメント
の外周部から中心部へとＡ3 Ｂ型化合物超電導体の成長
が進行する。従って該フィラメントの外周部に生成した
Ａ3 Ｂ型化合物超電導体の結晶粒界および成長中の結晶
の界面が低融点金属Ｂの拡散パスとなる。このため、拡
散速度が遅くなり、また中心部に近くなるほど前記低融
点金属Ｂの供給が不十分になってしまい、Ａ3 Ｂ型化合
物超電導体の化学量論的組成より低融点金属の量が少な
い化合物が生成してしまう等、Ａ3 Ｂ型化合物超電導体
の結晶組成に不均一が生じていた。この結果、臨界磁界
や臨界電流密度が低くなる等、超電導特性が劣化する、
という問題があった。
【０００５】Ａ3 Ｂ型化合物超電導体の結晶粒を微細化
させれば、ピン止め力が高まる。しかし、結晶粒界のみ
によるピン止め力では不十分であり、結晶粒界を微細化
しても臨界電流密度の向上には限界があった。前記結晶
粒を微細化させる方法として、上記拡散熱処理を低い温
度で施すことが考えられるが、この場合、十分なＡ3Ｂ
型化合物超電導体の生成量を得るためには長時間の拡散
熱処理時間を要するためコストが高くなる。加えて、低
温長時間の拡散熱処理を施したためＡ3 Ｂ型化合物超電
導体の化学量論組成からずれた化合物の発生量が増大
し、超電導特性が劣化する、という問題も発生してい
た。
させれば、ピン止め力が高まる。しかし、結晶粒界のみ
によるピン止め力では不十分であり、結晶粒界を微細化
しても臨界電流密度の向上には限界があった。前記結晶
粒を微細化させる方法として、上記拡散熱処理を低い温
度で施すことが考えられるが、この場合、十分なＡ3Ｂ
型化合物超電導体の生成量を得るためには長時間の拡散
熱処理時間を要するためコストが高くなる。加えて、低
温長時間の拡散熱処理を施したためＡ3 Ｂ型化合物超電
導体の化学量論組成からずれた化合物の発生量が増大
し、超電導特性が劣化する、という問題も発生してい
た。
【０００６】
【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、Ａ3 Ｂ型化合物超電導体を構成する低融点金属Ｂの
拡散を速めると共にその供給を十分にすることで、Ａ3
Ｂ型化合物超電導体の化学量論的組成よりずれた化合物
の生成を低減し、均一なＡ3 Ｂ型化合物超電導体を成長
させると共に、その結晶粒を微細化させ、更に前記フィ
ラメント内部に有効なピン止め点を配置することで十分
なピン止め力を得たＡ3 Ｂ型化合物超電導線を提供する
ことにある。即ち本発明における請求項１記載の発明
は、マトリックスとＡ3 Ｂ型化合物超電導体フィラメン
トとからなる超電導線であって、前記Ａ3 Ｂ型化合物超
電導体フィラメントの内部がＡｇ、Ａｇ合金、Ｍｇ、Ｍ
ｇ合金の内１種または２種以上からなる隔壁層によって
区画化されていることを特徴とするＡ3 Ｂ型化合物超電
導線である。また、請求項２記載の発明は、前記隔壁層
の厚さが５ｎｍ以上１００ｎｍ以下で、かつ前記Ａ3 Ｂ
型化合物超電導体フィラメントに対する前記隔壁層の体
積占有率が３％以上３０％以下であることを特徴とする
請求項１記載のＡ 3 Ｂ型化合物超電導線である。請求項
３記載の発明は、前記Ａ3 Ｂ型化合物超電導体がＮｂ3
Ｓｎ超電導体であることを特徴とする請求項１または２
記載のＡ3Ｂ型化合物超電導線である。そして請求項４
記載の発明は、Ｃｕと、Ａ3 Ｂ型化合物超電導体を構成
する低融点金属Ｂとからなり、１つ以上の穴を有する金
属管に、前記Ａ3 Ｂ型化合物超電導体を構成する高融点
金属Ａからなり、Ａｇ、Ａｇ合金、ＭｇまたはＭｇ合金
の内の１種または２種以上からなる被覆層が形成された
高融点金属棒を複数本束ねて挿入して１次複合ビレット
を形成し、該１次複合ビレットに延伸加工を施して素線
となし、次いで前記素線をＣｕと前記低融点金属Ｂとか
らなり、１つ以上の穴を有する金属管に、前記素線を挿
入して２次複合ビレットを形成し、該２次複合ビレット
に延伸加工を施して複合線材となした後、該複合線材に
拡散熱処理を施して前記ＡとＢとを反応させてＡ3 Ｂ型
超電導体を生成させることを特徴とする請求項１〜３記
載のＡ3 Ｂ型化合物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、Ａ3 Ｂ型化合物超電導体を構成する低融点金属Ｂの
拡散を速めると共にその供給を十分にすることで、Ａ3
Ｂ型化合物超電導体の化学量論的組成よりずれた化合物
の生成を低減し、均一なＡ3 Ｂ型化合物超電導体を成長
させると共に、その結晶粒を微細化させ、更に前記フィ
ラメント内部に有効なピン止め点を配置することで十分
なピン止め力を得たＡ3 Ｂ型化合物超電導線を提供する
ことにある。即ち本発明における請求項１記載の発明
は、マトリックスとＡ3 Ｂ型化合物超電導体フィラメン
トとからなる超電導線であって、前記Ａ3 Ｂ型化合物超
電導体フィラメントの内部がＡｇ、Ａｇ合金、Ｍｇ、Ｍ
ｇ合金の内１種または２種以上からなる隔壁層によって
区画化されていることを特徴とするＡ3 Ｂ型化合物超電
導線である。また、請求項２記載の発明は、前記隔壁層
の厚さが５ｎｍ以上１００ｎｍ以下で、かつ前記Ａ3 Ｂ
型化合物超電導体フィラメントに対する前記隔壁層の体
積占有率が３％以上３０％以下であることを特徴とする
請求項１記載のＡ 3 Ｂ型化合物超電導線である。請求項
３記載の発明は、前記Ａ3 Ｂ型化合物超電導体がＮｂ3
Ｓｎ超電導体であることを特徴とする請求項１または２
記載のＡ3Ｂ型化合物超電導線である。そして請求項４
記載の発明は、Ｃｕと、Ａ3 Ｂ型化合物超電導体を構成
する低融点金属Ｂとからなり、１つ以上の穴を有する金
属管に、前記Ａ3 Ｂ型化合物超電導体を構成する高融点
金属Ａからなり、Ａｇ、Ａｇ合金、ＭｇまたはＭｇ合金
の内の１種または２種以上からなる被覆層が形成された
高融点金属棒を複数本束ねて挿入して１次複合ビレット
を形成し、該１次複合ビレットに延伸加工を施して素線
となし、次いで前記素線をＣｕと前記低融点金属Ｂとか
らなり、１つ以上の穴を有する金属管に、前記素線を挿
入して２次複合ビレットを形成し、該２次複合ビレット
に延伸加工を施して複合線材となした後、該複合線材に
拡散熱処理を施して前記ＡとＢとを反応させてＡ3 Ｂ型
超電導体を生成させることを特徴とする請求項１〜３記
載のＡ3 Ｂ型化合物超電導線の製造方法である。
【０００７】
【作用】以下に、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線を例として本発明
の作用を説明する。本発明のＮｂ3 Ｓｎ超電導線は、Ｎ
ｂフィラメントがＡｇ、Ａｇ合金、ＭｇまたはＭｇ合金
の内１種または２種以上からなる隔壁層により区画化さ
れているので、ＳｎをＮｂフィラメント中に拡散、反応
させてＮｂ3 Ｓｎを生成させる拡散熱処理において、マ
トリックス中のＳｎがＮｂフィラメントの内部に前記隔
壁層を拡散パスとして浸入し、その結果、Ｓｎの拡散速
度が速くなり、またＮｂフィラメントの中心部にも十分
にＳｎが供給されるようになる。このため、Ｎｂ3 Ｓｎ
の化学量論的組成からずれた化合物の生成が低減し、均
一な組成のＮｂ3 Ｓｎ超電導体が生成される。このよう
にして製造されたＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線は超電導特
性に優れ、またＳｎの拡散速度が速いため、上記拡散熱
処理に要する時間の短縮化が可能となる。
の作用を説明する。本発明のＮｂ3 Ｓｎ超電導線は、Ｎ
ｂフィラメントがＡｇ、Ａｇ合金、ＭｇまたはＭｇ合金
の内１種または２種以上からなる隔壁層により区画化さ
れているので、ＳｎをＮｂフィラメント中に拡散、反応
させてＮｂ3 Ｓｎを生成させる拡散熱処理において、マ
トリックス中のＳｎがＮｂフィラメントの内部に前記隔
壁層を拡散パスとして浸入し、その結果、Ｓｎの拡散速
度が速くなり、またＮｂフィラメントの中心部にも十分
にＳｎが供給されるようになる。このため、Ｎｂ3 Ｓｎ
の化学量論的組成からずれた化合物の生成が低減し、均
一な組成のＮｂ3 Ｓｎ超電導体が生成される。このよう
にして製造されたＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線は超電導特
性に優れ、またＳｎの拡散速度が速いため、上記拡散熱
処理に要する時間の短縮化が可能となる。
【０００８】Ａｇ、Ａｇ合金、ＭｇまたはＭｇ合金はＮ
ｂに殆ど固溶しないため、Ｎｂ3 Ｓｎの組成に殆ど影響
を及ぼさず、また上記拡散熱処理を施しても上記隔壁層
は殆どそのままの状態で残存する。このため、極細化し
たＮｂフィラメントの内部が前記隔壁層によって極めて
細かく区画化され、その結果Ｎｂ3 Ｓｎの結晶粒が微細
化する。更にＡｇ、Ａｇ合金、Ｍｇ、Ｍｇ合金はいずれ
も常伝導体であるため、これらの金属からなる隔壁層は
フィラメント内部でピン止め点となる。このため本発明
の製造方法によるＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線は高いピン
止め力を有し、超電導特性に優れたものとなる。
ｂに殆ど固溶しないため、Ｎｂ3 Ｓｎの組成に殆ど影響
を及ぼさず、また上記拡散熱処理を施しても上記隔壁層
は殆どそのままの状態で残存する。このため、極細化し
たＮｂフィラメントの内部が前記隔壁層によって極めて
細かく区画化され、その結果Ｎｂ3 Ｓｎの結晶粒が微細
化する。更にＡｇ、Ａｇ合金、Ｍｇ、Ｍｇ合金はいずれ
も常伝導体であるため、これらの金属からなる隔壁層は
フィラメント内部でピン止め点となる。このため本発明
の製造方法によるＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線は高いピン
止め力を有し、超電導特性に優れたものとなる。
【０００９】前記Ｎｂフィラメントの体積に対する前記
隔壁層の体積率は３％以上３０％以下であることが望ま
しい。３％以下であるとＳｎの拡散パスとしての作用が
不十分で、前記フィラメント内部に十分にＳｎが供給で
きず、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導体の生成量が少なくなっ
てしまう。一方３０％を越えると逆にＮｂ3 Ｓｎ化合物
超電導体の占める体積が減り製造したＮｂ3 Ｓｎ化合物
超電導線の特性が劣化してしまう。
隔壁層の体積率は３％以上３０％以下であることが望ま
しい。３％以下であるとＳｎの拡散パスとしての作用が
不十分で、前記フィラメント内部に十分にＳｎが供給で
きず、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導体の生成量が少なくなっ
てしまう。一方３０％を越えると逆にＮｂ3 Ｓｎ化合物
超電導体の占める体積が減り製造したＮｂ3 Ｓｎ化合物
超電導線の特性が劣化してしまう。
【００１０】前記隔壁層の厚さはＮｂフィラメント内部
で一様である必要はない。前記隔壁層がピン止め点とし
て有効に働くためには、厚さ５ｎｍ以上１００ｎｍ以下
であることが望ましい。その理由としては、５ｎｍ未満
であると超電導体内の磁束格子間隔より小さくなり、一
方１００ｎｍを越えると磁束格子間隔より大きくなって
しまうからである、と考えられる。他方、ＳｎをＮｂフ
ィラメント中に拡散、反応させてＮｂ3 Ｓｎを生成させ
る上記拡散熱処理において、隔壁層は厚い方がＳｎの拡
散パスとして有効に働く。このため、フィラメントの外
部から内部にＳｎが速やかに供給されるように、隔壁層
の厚さを部分的に厚くすることも有効である。例えば、
Ｎｂフィラメントの外周付近の隔壁層の厚さを厚くする
と、マトリックス中のＳｎがＮｂフィラメントの内部に
浸入しやすくなる。
で一様である必要はない。前記隔壁層がピン止め点とし
て有効に働くためには、厚さ５ｎｍ以上１００ｎｍ以下
であることが望ましい。その理由としては、５ｎｍ未満
であると超電導体内の磁束格子間隔より小さくなり、一
方１００ｎｍを越えると磁束格子間隔より大きくなって
しまうからである、と考えられる。他方、ＳｎをＮｂフ
ィラメント中に拡散、反応させてＮｂ3 Ｓｎを生成させ
る上記拡散熱処理において、隔壁層は厚い方がＳｎの拡
散パスとして有効に働く。このため、フィラメントの外
部から内部にＳｎが速やかに供給されるように、隔壁層
の厚さを部分的に厚くすることも有効である。例えば、
Ｎｂフィラメントの外周付近の隔壁層の厚さを厚くする
と、マトリックス中のＳｎがＮｂフィラメントの内部に
浸入しやすくなる。
【００１１】以上、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を例とし
て本発明の作用を説明したが、Ｎｂ 3 Ｓｎ以外のＮｂ3
Ａｌ、Ｖ3 Ｇａ等、Ａ3 Ｂ型化合物超電導体によるＡ3
Ｂ型化合物超電導線においても同様の効果が得られる。
て本発明の作用を説明したが、Ｎｂ 3 Ｓｎ以外のＮｂ3
Ａｌ、Ｖ3 Ｇａ等、Ａ3 Ｂ型化合物超電導体によるＡ3
Ｂ型化合物超電導線においても同様の効果が得られる。
【００１２】
【実施例】次に本発明を実施例により詳細に説明する。 （本発明例および従来例）隔壁層をＡｇで形成したＮｂ
フィラメントを有するＮｂ3 Ｓｎ超電導線を例として本
発明の実施例を図１〜５を参照しながら説明する。外径
４５．３ｍｍ、内径４０．３ｍｍのＡｇ管に径４０ｍｍ
のＮｂ材を挿入した後、前後端にＡｇ製蓋を溶接により
真空封止して被せ、更にＨＩＰ処理を施し、次いでこれ
に延伸加工を施しＮｂ２の周囲にＡｇ被覆層１を有する
径０．５ｍｍのＡｇ被覆Ｎｂ棒３を準備した。次に、径
５．７ｍｍの穴５をなるべく等間隔に３７ヶ所設けた外
径４５．３ｍｍのＣｕ−１４．３ｗｔ％Ｓｎ合金からな
るブロンズ管４の各々の穴５に、上記Ａｇ被覆Ｎｂ棒３
を１２１本ずつ充填した後、該ブロンズ管４の前後端に
Ｃｕ−１４．３％Ｓｎ合金製の蓋を被せ、ＨＩＰ処理し
て１次複合ビレットとなした。なお、図３はＡｇ被覆Ｎ
ｂ棒３を穴５に充填した様子を示した説明図である（穴
５に挿入されたＡｇ被覆Ｎｂ棒３の数は１２１本より少
なく描いてある）。次にこの１次複合ビレットに延伸加
工を施し、径０．８８ｍｍの素線６を製造した。次いで
図４に示すように外径４５．３ｍｍ、内径２９．５ｍｍ
の無酸素銅管７の内面に厚さ１ｍｍのＴａ拡散バリヤー
を配置し、その内側に上記素線６を６００本充填し２次
複合ビレット８となした。なお、図４には上記Ｔａ拡散
バリヤーは省略してある。また、充填された素線６は、
その一部のみが示されている。次いで２次複合ビレット
８に延伸加工を施し、径０．９２ｍｍの複合線材を製造
し、この複合線材に６００℃×２１６時間の拡散熱処理
を施しＮｂ3 Ｓｎ超電導線を製造した。こうして得られ
たＮｂ3 Ｓｎ超電導線は、前記複合線材中のＮｂフィラ
メントが前記拡散熱処理を施すことでＮｂ3Ｓｎ超電導
体フィラメントに変わったものである。このＮｂ3 Ｓｎ
超電導線の断面を顕微鏡で観察したところ、Ｎｂ3 Ｓｎ
超電導体フィラメントはＡｇの隔壁層により区画化され
たものになっていた。また顕微鏡での観察によりＡｇ隔
壁層の厚さとＮｂ3 Ｓｎ超電導体フィラメントに対する
Ａｇ隔壁層の体積率を調べた結果、それぞれ約４．０ｎ
ｍ、約９．９Ｖｏｌ％となった。
フィラメントを有するＮｂ3 Ｓｎ超電導線を例として本
発明の実施例を図１〜５を参照しながら説明する。外径
４５．３ｍｍ、内径４０．３ｍｍのＡｇ管に径４０ｍｍ
のＮｂ材を挿入した後、前後端にＡｇ製蓋を溶接により
真空封止して被せ、更にＨＩＰ処理を施し、次いでこれ
に延伸加工を施しＮｂ２の周囲にＡｇ被覆層１を有する
径０．５ｍｍのＡｇ被覆Ｎｂ棒３を準備した。次に、径
５．７ｍｍの穴５をなるべく等間隔に３７ヶ所設けた外
径４５．３ｍｍのＣｕ−１４．３ｗｔ％Ｓｎ合金からな
るブロンズ管４の各々の穴５に、上記Ａｇ被覆Ｎｂ棒３
を１２１本ずつ充填した後、該ブロンズ管４の前後端に
Ｃｕ−１４．３％Ｓｎ合金製の蓋を被せ、ＨＩＰ処理し
て１次複合ビレットとなした。なお、図３はＡｇ被覆Ｎ
ｂ棒３を穴５に充填した様子を示した説明図である（穴
５に挿入されたＡｇ被覆Ｎｂ棒３の数は１２１本より少
なく描いてある）。次にこの１次複合ビレットに延伸加
工を施し、径０．８８ｍｍの素線６を製造した。次いで
図４に示すように外径４５．３ｍｍ、内径２９．５ｍｍ
の無酸素銅管７の内面に厚さ１ｍｍのＴａ拡散バリヤー
を配置し、その内側に上記素線６を６００本充填し２次
複合ビレット８となした。なお、図４には上記Ｔａ拡散
バリヤーは省略してある。また、充填された素線６は、
その一部のみが示されている。次いで２次複合ビレット
８に延伸加工を施し、径０．９２ｍｍの複合線材を製造
し、この複合線材に６００℃×２１６時間の拡散熱処理
を施しＮｂ3 Ｓｎ超電導線を製造した。こうして得られ
たＮｂ3 Ｓｎ超電導線は、前記複合線材中のＮｂフィラ
メントが前記拡散熱処理を施すことでＮｂ3Ｓｎ超電導
体フィラメントに変わったものである。このＮｂ3 Ｓｎ
超電導線の断面を顕微鏡で観察したところ、Ｎｂ3 Ｓｎ
超電導体フィラメントはＡｇの隔壁層により区画化され
たものになっていた。また顕微鏡での観察によりＡｇ隔
壁層の厚さとＮｂ3 Ｓｎ超電導体フィラメントに対する
Ａｇ隔壁層の体積率を調べた結果、それぞれ約４．０ｎ
ｍ、約９．９Ｖｏｌ％となった。
【００１３】上記製造方法において、Ａｇ被覆層１の厚
さおよびＡｇ被覆Ｎｂ棒３の径を種種変えて製造し、Ａ
ｇ隔壁層の厚さとＮｂ3 Ｓｎ超電導体フィラメントに対
するＡｇ隔壁層の体積率が異なるＮｂ3 Ｓｎ超電導線を
製造した。また従来例としては、Ａｇ被覆Ｎｂ棒３の代
わりにＡｇを被覆していないＮｂ棒を用い、その他は実
施例と同様にして製造した。これら実施例および従来例
の複合線材の径はいずれも０．９２ｍｍにした。次に、
これらＮｂ3 Ｓｎ超電導線の１２Ｔでの臨界電流密度
（Ｊｃ）を測定した。この結果を、Ａｇ隔壁層の厚さお
よびＮｂ3 Ｓｎ超電導体フィラメントに対するＡｇ隔壁
層の体積率をパラメタとして図５にグラフを示す。な
お、横軸はＡｇ隔壁層の厚さ（対数目盛り）、縦軸はＪ
ｃを示している。
さおよびＡｇ被覆Ｎｂ棒３の径を種種変えて製造し、Ａ
ｇ隔壁層の厚さとＮｂ3 Ｓｎ超電導体フィラメントに対
するＡｇ隔壁層の体積率が異なるＮｂ3 Ｓｎ超電導線を
製造した。また従来例としては、Ａｇ被覆Ｎｂ棒３の代
わりにＡｇを被覆していないＮｂ棒を用い、その他は実
施例と同様にして製造した。これら実施例および従来例
の複合線材の径はいずれも０．９２ｍｍにした。次に、
これらＮｂ3 Ｓｎ超電導線の１２Ｔでの臨界電流密度
（Ｊｃ）を測定した。この結果を、Ａｇ隔壁層の厚さお
よびＮｂ3 Ｓｎ超電導体フィラメントに対するＡｇ隔壁
層の体積率をパラメタとして図５にグラフを示す。な
お、横軸はＡｇ隔壁層の厚さ（対数目盛り）、縦軸はＪ
ｃを示している。
【００１４】図５から明らかなように、本発明例による
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線の臨界電流密度は従来例より高いも
のになった。また、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体フィラメントに
対するＡｇの体積率が３％〜３０％の範囲で、かつＡｇ
の隔壁層の厚さが５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲のものは特
に高い臨界電流密度を有してした。
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線の臨界電流密度は従来例より高いも
のになった。また、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体フィラメントに
対するＡｇの体積率が３％〜３０％の範囲で、かつＡｇ
の隔壁層の厚さが５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲のものは特
に高い臨界電流密度を有してした。
【００１５】
【効果】本発明のＡ3 Ｂ型化合物超電導線は、Ａ3 Ｂ型
化合物超電導体フィラメントがＡｇ、Ａｇ合金、Ｍｇま
たはＭｇ合金からなる隔壁層により区画化された断面構
造を有しているので、Ａ3 Ｂ型化合物超電導体を反応生
成させる拡散熱処理において、隔壁層が低融点金属Ｂの
拡散パスとして働き、高融点金属Ａに低融点金属Ｂが速
やかにかつ十分に供給されるため、Ａ3 Ｂ型化合物超電
導体の化学量論的組成からずれた化合物の生成が低減
し、より均一に近い組成のＡ3 Ｂ型化合物超電導体フィ
ラメントを有するものである。また、前記隔壁層がＡ3
Ｂ型化合物超電導体の結晶粒の微細化を促し、更に前記
隔壁層が同時にピン止め点としても有効に働くため、臨
界電流密度が高いものになっている。このように本発明
のＡ3Ｂ型化合物超電導線は、高い臨界電流値を有し、
超電導特性が優れたものであり、高性能な超電導マグネ
ットの製造を可能とする等、著しい産業上の貢献をなす
ものである。
化合物超電導体フィラメントがＡｇ、Ａｇ合金、Ｍｇま
たはＭｇ合金からなる隔壁層により区画化された断面構
造を有しているので、Ａ3 Ｂ型化合物超電導体を反応生
成させる拡散熱処理において、隔壁層が低融点金属Ｂの
拡散パスとして働き、高融点金属Ａに低融点金属Ｂが速
やかにかつ十分に供給されるため、Ａ3 Ｂ型化合物超電
導体の化学量論的組成からずれた化合物の生成が低減
し、より均一に近い組成のＡ3 Ｂ型化合物超電導体フィ
ラメントを有するものである。また、前記隔壁層がＡ3
Ｂ型化合物超電導体の結晶粒の微細化を促し、更に前記
隔壁層が同時にピン止め点としても有効に働くため、臨
界電流密度が高いものになっている。このように本発明
のＡ3Ｂ型化合物超電導線は、高い臨界電流値を有し、
超電導特性が優れたものであり、高性能な超電導マグネ
ットの製造を可能とする等、著しい産業上の貢献をなす
ものである。
【図１】実施例のＡｇ被覆Ｎｂ棒の断面を示す説明図で
ある。
ある。
【図２】実施例のブロンズ管の断面を示す説明図であ
る。
る。
【図３】実施例のブロンズ管に設けた穴にＡｇ被覆Ｎｂ
棒を充填した断面を示す説明図である。
棒を充填した断面を示す説明図である。
【図４】実施例の２次複合ビレットの断面を示す説明図
である。
である。
【図５】本発明例および従来例の臨界電流密度を示すグ
ラフである。
ラフである。
１ Ａｇ被覆層 ２ Ｎｂ ３ Ａｇ被覆Ｎｂ棒 ４ ブロンズ管 ５ 穴 ６ 素線 ７ 無酸素銅管 ８ ２次複合ビレット
Claims (4)
- 【請求項１】 マトリックスとＡ3 Ｂ型化合物超電導体
フィラメントとからなる超電導線であって、前記Ａ3 Ｂ
型化合物超電導体フィラメントの内部がＡｇ、Ａｇ合
金、Ｍｇ、Ｍｇ合金の内１種または２種以上からなる隔
壁層によって区画化されていることを特徴とするＡ3 Ｂ
型化合物超電導線。 - 【請求項２】 前記隔壁層の厚さが５ｎｍ以上１００ｎ
ｍ以下で、かつ前記Ａ3 Ｂ型化合物超電導体フィラメン
トに対する前記隔壁層の体積占有率が３％以上３０％以
下であることを特徴とする請求項１記載のＡ3 Ｂ型化合
物超電導線。 - 【請求項３】 前記Ａ3 Ｂ型化合物超電導体がＮｂ3 Ｓ
ｎ超電導体であることを特徴とする請求項１または２記
載のＡ3 Ｂ型化合物超電導線。 - 【請求項４】 Ｃｕと、Ａ3 Ｂ型化合物超電導体を構成
する低融点金属Ｂとからなり、１つ以上の穴を有する金
属管に、前記Ａ3 Ｂ型化合物超電導体を構成する高融点
金属Ａからなり、Ａｇ、Ａｇ合金、ＭｇまたはＭｇ合金
の内の１種または２種以上からなる被覆層が形成された
高融点金属棒を複数本束ねて挿入して１次複合ビレット
を形成し、該１次複合ビレットに延伸加工を施して素線
となし、次いで前記素線をＣｕと前記低融点金属Ｂとか
らなり、１つ以上の穴を有する金属管に、前記素線を挿
入して２次複合ビレットを形成し、該２次複合ビレット
に延伸加工を施して複合線材となした後、該複合線材に
拡散熱処理を施して前記ＡとＢとを反応させてＡ3 Ｂ型
超電導体を生成させることを特徴とする請求項１〜３記
載のＡ3 Ｂ型化合物超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5143891A JPH0745135A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | Ａ３ ｂ型化合物超電導線およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5143891A JPH0745135A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | Ａ３ ｂ型化合物超電導線およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0745135A true JPH0745135A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=15349449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5143891A Pending JPH0745135A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | Ａ３ ｂ型化合物超電導線およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745135A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005145012A (ja) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Honda Motor Co Ltd | 金属部材の製造方法 |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP5143891A patent/JPH0745135A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005145012A (ja) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Honda Motor Co Ltd | 金属部材の製造方法 |
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