JPH0745142A - 超電導線材の製造方法 - Google Patents
超電導線材の製造方法Info
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- JPH0745142A JPH0745142A JP5153439A JP15343993A JPH0745142A JP H0745142 A JPH0745142 A JP H0745142A JP 5153439 A JP5153439 A JP 5153439A JP 15343993 A JP15343993 A JP 15343993A JP H0745142 A JPH0745142 A JP H0745142A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 全体的に均一な超電導体化（超電導体の生
成）が可能で、大形の超電導マグネットなどの構成に適
する超電導線材の製造方法の提供。 【構成】 超電導体を生成する成分４を中心軸的ないし
同心円的に安定化などに機能する外周被覆体３内に配置
して成る同軸線状体に、前記超電導体の生成に支障を及
ぼさない環境下で、前記超電導体の生成温度をジュール
発熱させる電流を印加する工程を具備して成ることを特
徴とする。
成）が可能で、大形の超電導マグネットなどの構成に適
する超電導線材の製造方法の提供。 【構成】 超電導体を生成する成分４を中心軸的ないし
同心円的に安定化などに機能する外周被覆体３内に配置
して成る同軸線状体に、前記超電導体の生成に支障を及
ぼさない環境下で、前記超電導体の生成温度をジュール
発熱させる電流を印加する工程を具備して成ることを特
徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超電導線材の製造方法に
係り、特に均一な超電導体化（超電導体の生成）が可能
で、大形の超電導マグネットなどの構成に適する超電導
線材の製造方法に関する。
係り、特に均一な超電導体化（超電導体の生成）が可能
で、大形の超電導マグネットなどの構成に適する超電導
線材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、超電導線材としては、金属間化合
物超電導線材および酸化物超電導線材が知られている。
たとえば、金属間化合物超電導線材としては、外周面が
超電導性を呈するNb3 Sn化したNb線を、安定材などとし
て機能するCuマトリックスに埋め込みもしくは被覆した
構成のものが知られている。そして、この種の金属間化
合物超電導線材は、たとえば次のような方法で製造され
ている。すなわち、超電導体としてNb3 Snマルチ超電導
線材の場合を例示すると、図１に断面構造を示すごと
く、 Cu-Sn線（芯線）１外周面に、Nb管２，Cuもしくは
Cu−Ni管（外周被覆体）３を順次嵌合ないし被覆し、こ
の嵌合体ないし被覆体をスウェージングマシンなどによ
り、一体化加工して所定の外径まで減面（縮径）加工を
施しながら、外形が正六角形のロッドに成型する。次い
で、前記で得た外形が正六角形のロッド複数本を、安定
化材もしくはマトリックスとして機能するCu管内に挿入
して、スウェージングマシンなどにより一体化加工して
所定の外径まで減面（縮径）加工を施す。こうして所定
の外径まで減面した時点で、不活性ガス雰囲気下で熱処
理（ 600〜 730℃）を施し、前記芯線の一部を成すSnを
外周面上のNb層（管）２と反応させて、図２に断面構造
を示すごとく、対接するNb層２面側をNb3 Sn超電導体４
化させることにより所要の化合物超電導線材を製造して
いる。そして、前記製造方法は、たとえばNb3 Alを超電
導体としたNb3 Alマルチ超電導線材の場合も、熱処理温
度が若干高いが（ 750〜 900℃）ほぼ同様である。な
お、図２において、Nb層２の一部は拡散防止層２′を成
し， Cu-Ni層３のときはCuにNiを10〜30％含有させた合
金マトリックスを成し，これらのCu系層３は安定化材を
成している。ここで、安定化材を成すCu系層３は、Nb3
Sn超電導体２が常電導に転移したとき電流が流れ、超電
導線材の焼損を防止する作用を有する。
物超電導線材および酸化物超電導線材が知られている。
たとえば、金属間化合物超電導線材としては、外周面が
超電導性を呈するNb3 Sn化したNb線を、安定材などとし
て機能するCuマトリックスに埋め込みもしくは被覆した
構成のものが知られている。そして、この種の金属間化
合物超電導線材は、たとえば次のような方法で製造され
ている。すなわち、超電導体としてNb3 Snマルチ超電導
線材の場合を例示すると、図１に断面構造を示すごと
く、 Cu-Sn線（芯線）１外周面に、Nb管２，Cuもしくは
Cu−Ni管（外周被覆体）３を順次嵌合ないし被覆し、こ
の嵌合体ないし被覆体をスウェージングマシンなどによ
り、一体化加工して所定の外径まで減面（縮径）加工を
施しながら、外形が正六角形のロッドに成型する。次い
で、前記で得た外形が正六角形のロッド複数本を、安定
化材もしくはマトリックスとして機能するCu管内に挿入
して、スウェージングマシンなどにより一体化加工して
所定の外径まで減面（縮径）加工を施す。こうして所定
の外径まで減面した時点で、不活性ガス雰囲気下で熱処
理（ 600〜 730℃）を施し、前記芯線の一部を成すSnを
外周面上のNb層（管）２と反応させて、図２に断面構造
を示すごとく、対接するNb層２面側をNb3 Sn超電導体４
化させることにより所要の化合物超電導線材を製造して
いる。そして、前記製造方法は、たとえばNb3 Alを超電
導体としたNb3 Alマルチ超電導線材の場合も、熱処理温
度が若干高いが（ 750〜 900℃）ほぼ同様である。な
お、図２において、Nb層２の一部は拡散防止層２′を成
し， Cu-Ni層３のときはCuにNiを10〜30％含有させた合
金マトリックスを成し，これらのCu系層３は安定化材を
成している。ここで、安定化材を成すCu系層３は、Nb3
Sn超電導体２が常電導に転移したとき電流が流れ、超電
導線材の焼損を防止する作用を有する。
【０００３】一方、超電導性領域が比較的高温であるこ
とから、実用上多くの関心が寄せられている酸化物超電
導線材の場合は、たとえばAg，Au，Pt，Pdもしくはこれ
らの合金製チューブ内に、酸化物超電導造体、たとえば
Y1 Ba2 Cu3 O 7-x 、もしくはBi2 Sr2 Ca1 Cu2 O8-x
を生成する成分粉末を充填し、空気中など酸素ガスを含
む雰囲気中で加熱溶融した（ 840〜 890℃）後、徐冷・
凝固させて、酸化物結晶粒界の界面接合の良好化や良好
な配向性化よって製造している。
とから、実用上多くの関心が寄せられている酸化物超電
導線材の場合は、たとえばAg，Au，Pt，Pdもしくはこれ
らの合金製チューブ内に、酸化物超電導造体、たとえば
Y1 Ba2 Cu3 O 7-x 、もしくはBi2 Sr2 Ca1 Cu2 O8-x
を生成する成分粉末を充填し、空気中など酸素ガスを含
む雰囲気中で加熱溶融した（ 840〜 890℃）後、徐冷・
凝固させて、酸化物結晶粒界の界面接合の良好化や良好
な配向性化よって製造している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記製
造方法による超電導線材の場合は、実用上次のような不
都合な問題がある。たとえばNb3 Snを超電導体とする場
合、この金属間化合物Nb3 Snは機械的に非常に脆いた
め、Nb3 Snの超電導体層を生成させた後、その線材を曲
げたり、あるいは叩いたりしてコイル化などすると、前
記Nb3 Sn超電導体層に容易にひび割れなどが生じ、いわ
ゆる断線となって電流が流れなくなる。したがって、Nb
3 SnやNb3 Al、あるいは酸化物超電導体など機械的強度
に劣る超電導体層を有する超電導線材を素材とし、コイ
ルなど形成（構成）する場合は、熱処理による超電導性
の付与に先立って、すなわちスウェージングマシンなど
により所定の外径まで減面加工した時点で、所要のコイ
ルに巻装してから、所要の熱処理を施して、Nb3 SnやNb
3 Alの超電導体化などを行っている。
造方法による超電導線材の場合は、実用上次のような不
都合な問題がある。たとえばNb3 Snを超電導体とする場
合、この金属間化合物Nb3 Snは機械的に非常に脆いた
め、Nb3 Snの超電導体層を生成させた後、その線材を曲
げたり、あるいは叩いたりしてコイル化などすると、前
記Nb3 Sn超電導体層に容易にひび割れなどが生じ、いわ
ゆる断線となって電流が流れなくなる。したがって、Nb
3 SnやNb3 Al、あるいは酸化物超電導体など機械的強度
に劣る超電導体層を有する超電導線材を素材とし、コイ
ルなど形成（構成）する場合は、熱処理による超電導性
の付与に先立って、すなわちスウェージングマシンなど
により所定の外径まで減面加工した時点で、所要のコイ
ルに巻装してから、所要の熱処理を施して、Nb3 SnやNb
3 Alの超電導体化などを行っている。
【０００５】ところで、前記コイルなどが小形の場合は
未だよいが、たとえば核融合炉用など大形化するに伴
い、電気炉などの加熱炉の大形化も必要となる。しか
し、この加熱炉の大形化は、所要の熱処理温度に到達ま
でに、長時間を要するばかりでなく、炉内温度をほぼ一
様に設定保持することも事実上至難といえる。つまり、
被処理体を全体的に均一な、超電導体の生成温度に保持
することが困難なため、生成する超電導体（層）の厚さ
が不均一化などし、特性的なバラツキなどを招来し易
く、設計通りに超電導コイルとして機能しない場合が往
々起こる。
未だよいが、たとえば核融合炉用など大形化するに伴
い、電気炉などの加熱炉の大形化も必要となる。しか
し、この加熱炉の大形化は、所要の熱処理温度に到達ま
でに、長時間を要するばかりでなく、炉内温度をほぼ一
様に設定保持することも事実上至難といえる。つまり、
被処理体を全体的に均一な、超電導体の生成温度に保持
することが困難なため、生成する超電導体（層）の厚さ
が不均一化などし、特性的なバラツキなどを招来し易
く、設計通りに超電導コイルとして機能しない場合が往
々起こる。
【０００６】この点さらに詳述すると、たとえば核融合
炉用のコイル素材として注目されるNb3 Al超電導体系の
径 0.8mmの超電導線材は、 820℃， 2〜10時間の熱処理
で、臨界電流密度Jc 1000A／mm2 （磁場 8テラス）に達
するが、熱処理時間が10時間を超えると臨界電流密度Jc
が急激に低下する。このような特性を有する超電導線材
で、たとえば径70mm程度の小形マグネットにコイリング
し、これを熱処理炉に収容して、所要の熱処理を施こす
場合は、小形マグネット全体をほぼ一様（均一）に加熱
し得る。しかし、マグネットが大形化するほど熱処理炉
に収容した場合、不均一な温度分布が起こり易く、全体
がほぼ一様（均一）に加熱されるには、10時間以上の長
時間を要する。そして、前記したように、 820℃での熱
処理において、その熱処理時間が10時間を超えると、臨
界電流密度Jcが急激に低下するので、設計値通りのマグ
ネットを製造し得ないことになる。
炉用のコイル素材として注目されるNb3 Al超電導体系の
径 0.8mmの超電導線材は、 820℃， 2〜10時間の熱処理
で、臨界電流密度Jc 1000A／mm2 （磁場 8テラス）に達
するが、熱処理時間が10時間を超えると臨界電流密度Jc
が急激に低下する。このような特性を有する超電導線材
で、たとえば径70mm程度の小形マグネットにコイリング
し、これを熱処理炉に収容して、所要の熱処理を施こす
場合は、小形マグネット全体をほぼ一様（均一）に加熱
し得る。しかし、マグネットが大形化するほど熱処理炉
に収容した場合、不均一な温度分布が起こり易く、全体
がほぼ一様（均一）に加熱されるには、10時間以上の長
時間を要する。そして、前記したように、 820℃での熱
処理において、その熱処理時間が10時間を超えると、臨
界電流密度Jcが急激に低下するので、設計値通りのマグ
ネットを製造し得ないことになる。
【０００７】一方、酸化物超電導体、たとえばBi2 Sr2
Ca1 Cu2 O8-x を生成させる熱処理は、 950℃で15分間
保持した後、約 5℃／hrの速度で 750℃まで降温してか
ら徐冷する方法が採られている。この場合も、小形マグ
ネットなら、比較的容易に全体をほぼ一様（均一）に加
熱し得るが、マグネットが大形化するほど熱処理炉に収
容したとき、不均一な温度分布が起こり易く、全体がほ
ぼ一様（均一）に加熱処理し得ない。したがって、コイ
リングされた超電導線材においては、酸化物超電導体
化、換言するとBi2 Sr2 Ca1 Cu2 O8-x などの生成が、
全体的に一様（均一）に進行しないことになり、結果的
に設計通りの臨界電流密度Jcや磁場を得ることができな
い。
Ca1 Cu2 O8-x を生成させる熱処理は、 950℃で15分間
保持した後、約 5℃／hrの速度で 750℃まで降温してか
ら徐冷する方法が採られている。この場合も、小形マグ
ネットなら、比較的容易に全体をほぼ一様（均一）に加
熱し得るが、マグネットが大形化するほど熱処理炉に収
容したとき、不均一な温度分布が起こり易く、全体がほ
ぼ一様（均一）に加熱処理し得ない。したがって、コイ
リングされた超電導線材においては、酸化物超電導体
化、換言するとBi2 Sr2 Ca1 Cu2 O8-x などの生成が、
全体的に一様（均一）に進行しないことになり、結果的
に設計通りの臨界電流密度Jcや磁場を得ることができな
い。
【０００８】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、全体的に均一な超電導体化（超電導体の生成）が可
能で、大形の超電導マグネットなどの構成に適する超電
導線材の製造方法の提供を目的とする。
で、全体的に均一な超電導体化（超電導体の生成）が可
能で、大形の超電導マグネットなどの構成に適する超電
導線材の製造方法の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の超電導線材の製
造方法は、超電導体を生成する成分を中心軸的ないし同
心円的に安定化などに機能する外周被覆体内に配置して
成る同軸線状体に、前記超電導体の生成に支障を及ぼさ
ない環境下で、前記超電導体の生成温度をジュール発熱
させる電流を印加する工程を具備して成ることを特徴と
する。
造方法は、超電導体を生成する成分を中心軸的ないし同
心円的に安定化などに機能する外周被覆体内に配置して
成る同軸線状体に、前記超電導体の生成に支障を及ぼさ
ない環境下で、前記超電導体の生成温度をジュール発熱
させる電流を印加する工程を具備して成ることを特徴と
する。
【００１０】本発明において、電流を印加する同軸線状
体としては、たとえば (a) Cu-Sn線（芯線）の外周面
に、Nb管もしくはAl管，Cu管もしくはCu−Ni管（外周被
覆体）を順次嵌合ないし被覆し、この嵌合体ないし被覆
体をスウェージングマシンなどにより、一体化加工して
所定の外径まで減面（縮径）加工を施したもの、 (b)前
記 (a)で減面（縮径）加工を施しながら外形を正六角形
のロッドに成型し、この正六角形のロッド複数本を安定
化材もしくはマトリックスとして機能するCu管内に挿入
して、スウェージングマシンなどにより一体化加工して
所定の外径まで減面（縮径）加工を施したもの、 (c)Sn
線（芯線）の外周面に、Cu管、Nb管もしくはAl管，Cu管
もしくはCu−Ni管（外周被覆体）を順次嵌合ないし被覆
し、この嵌合体ないし被覆体をスウェージングマシンな
どにより、一体化加工して所定の外径まで減面（縮径）
加工を施したもの、 (d)前記 (c)で減面（縮径）加工を
施しながら外形を正六角形のロッドに成型し、この正六
角形のロッド複数本を安定化材もしくはマトリックスと
して機能するCu管内に挿入して、スウェージングマシン
などにより一体化加工して所定の外径まで減面（縮径）
加工を施したもの、あるいは (e)Ag，Au，Pt，Pdもしく
はこれらの合金製チューブ内に、酸化物超電導造体、た
とえば Y1 Ba2 Cu3 O 7-x 、もしくはBi2 Sr2 Ca1 Cu2
O8-x などを生成する成分粉末を充填したものが挙げら
れる。なお、前記 (c)および (d)の場合、芯線を成すSn
とその外周面に配置されたCu管（層）を、予め Cu-Sn合
金化しておくことにより、本発明をより効率的に達成し
得る。
体としては、たとえば (a) Cu-Sn線（芯線）の外周面
に、Nb管もしくはAl管，Cu管もしくはCu−Ni管（外周被
覆体）を順次嵌合ないし被覆し、この嵌合体ないし被覆
体をスウェージングマシンなどにより、一体化加工して
所定の外径まで減面（縮径）加工を施したもの、 (b)前
記 (a)で減面（縮径）加工を施しながら外形を正六角形
のロッドに成型し、この正六角形のロッド複数本を安定
化材もしくはマトリックスとして機能するCu管内に挿入
して、スウェージングマシンなどにより一体化加工して
所定の外径まで減面（縮径）加工を施したもの、 (c)Sn
線（芯線）の外周面に、Cu管、Nb管もしくはAl管，Cu管
もしくはCu−Ni管（外周被覆体）を順次嵌合ないし被覆
し、この嵌合体ないし被覆体をスウェージングマシンな
どにより、一体化加工して所定の外径まで減面（縮径）
加工を施したもの、 (d)前記 (c)で減面（縮径）加工を
施しながら外形を正六角形のロッドに成型し、この正六
角形のロッド複数本を安定化材もしくはマトリックスと
して機能するCu管内に挿入して、スウェージングマシン
などにより一体化加工して所定の外径まで減面（縮径）
加工を施したもの、あるいは (e)Ag，Au，Pt，Pdもしく
はこれらの合金製チューブ内に、酸化物超電導造体、た
とえば Y1 Ba2 Cu3 O 7-x 、もしくはBi2 Sr2 Ca1 Cu2
O8-x などを生成する成分粉末を充填したものが挙げら
れる。なお、前記 (c)および (d)の場合、芯線を成すSn
とその外周面に配置されたCu管（層）を、予め Cu-Sn合
金化しておくことにより、本発明をより効率的に達成し
得る。
【００１１】また、本発明において、超電導体の生成に
支障を及ぼさない環境とは、いわゆる超電導体化を進行
させる雰囲気などを指し、生成する超電導体がNb3 Snや
Nb3Alの場合は、たとえばAr，He， N2 などの不活性ガ
ス、あるいは液化 N2 ，液化Heなど液化ガスであり、生
成する超電導体が酸化物系の場合は、たとえば空気，Ar
-O2 系など O2 を含むガスである。
支障を及ぼさない環境とは、いわゆる超電導体化を進行
させる雰囲気などを指し、生成する超電導体がNb3 Snや
Nb3Alの場合は、たとえばAr，He， N2 などの不活性ガ
ス、あるいは液化 N2 ，液化Heなど液化ガスであり、生
成する超電導体が酸化物系の場合は、たとえば空気，Ar
-O2 系など O2 を含むガスである。
【００１２】一方、超電導体の生成温度は、超電導体の
種類（組成）によって異なるため、Nb3 Sn(600〜 730
℃），Nb3 Al(750〜 900℃），酸化物系(840〜 890℃）
対応する温度をジュール発熱させることになる。そし
て、前記同軸線状体にジュール発熱させるため印加する
電流は、同軸線状体の構成，材質，形状，大きさ，長さ
などによっても異なるが、生成する超電導体がNb3 Sn系
の場合は 100〜2000A/mm2程度、Nb3 Al系の場合は 100
〜2000A/mm2 程度、酸化物系の場合は 100〜1500A/mm2
程度にそれぞれ選択する。
種類（組成）によって異なるため、Nb3 Sn(600〜 730
℃），Nb3 Al(750〜 900℃），酸化物系(840〜 890℃）
対応する温度をジュール発熱させることになる。そし
て、前記同軸線状体にジュール発熱させるため印加する
電流は、同軸線状体の構成，材質，形状，大きさ，長さ
などによっても異なるが、生成する超電導体がNb3 Sn系
の場合は 100〜2000A/mm2程度、Nb3 Al系の場合は 100
〜2000A/mm2 程度、酸化物系の場合は 100〜1500A/mm2
程度にそれぞれ選択する。
【００１３】
【作用】本発明に係る超電導線材の製造方法において
は、素材としての同軸線状体に所要の電流を流し、ジュ
ール熱により超電導体層を生成させる。そして、この通
電によるジュール発熱は、大形のマグネットにコイリン
グされている場合でも、全体的に均一な温度分布を容易
に呈することになる。したがって、前記コイリングされ
た素材としての同軸線状体は、全長に亘って一様に超電
導体層化が達成されるので、設計通りの臨界電流密度Jc
の確保が可能となる。特に、酸化物系超電導体のよう
に、比較的高温・短時間の熱処理で超電導体層化がなさ
れる場合、長尺，大形のマグネットとに拘らず、設計通
りの臨界電流密度Jcを確保し得る。しかも、超電導体層
を生成する所要の温度に到達するまでの時間は、電気炉
などの場合に比べて大幅に低減もしくは不要となるの
で、経済的である。
は、素材としての同軸線状体に所要の電流を流し、ジュ
ール熱により超電導体層を生成させる。そして、この通
電によるジュール発熱は、大形のマグネットにコイリン
グされている場合でも、全体的に均一な温度分布を容易
に呈することになる。したがって、前記コイリングされ
た素材としての同軸線状体は、全長に亘って一様に超電
導体層化が達成されるので、設計通りの臨界電流密度Jc
の確保が可能となる。特に、酸化物系超電導体のよう
に、比較的高温・短時間の熱処理で超電導体層化がなさ
れる場合、長尺，大形のマグネットとに拘らず、設計通
りの臨界電流密度Jcを確保し得る。しかも、超電導体層
を生成する所要の温度に到達するまでの時間は、電気炉
などの場合に比べて大幅に低減もしくは不要となるの
で、経済的である。
【００１４】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。
【００１５】実施例１ 純Snから成る芯線を純Cu層、純Nb層および純Cu層で順次
同心円的に被覆一体化して成る直径 1.0mm，長さ1000mm
の同軸線状体を用意した。次いで、この同軸線状体を液
体 N2 中に浸漬し、100Aの電流を 1分間づつ 5回通電し
て、芯線を成す純Snおよび純Sn周面に対接している純Cu
層とを Cu-Sn合金化した。その後、前記合金化処理した
同軸線状体に、230Aの電流を 3秒間づつ 5回通電を繰り
返して、前記合金化（ Cu-Sn合金）層周面に対接してい
る純Nb層とにより、超電導体層を成すNb3 Sn層を生成さ
せて、金属間化合物超電導線材を得た。
同心円的に被覆一体化して成る直径 1.0mm，長さ1000mm
の同軸線状体を用意した。次いで、この同軸線状体を液
体 N2 中に浸漬し、100Aの電流を 1分間づつ 5回通電し
て、芯線を成す純Snおよび純Sn周面に対接している純Cu
層とを Cu-Sn合金化した。その後、前記合金化処理した
同軸線状体に、230Aの電流を 3秒間づつ 5回通電を繰り
返して、前記合金化（ Cu-Sn合金）層周面に対接してい
る純Nb層とにより、超電導体層を成すNb3 Sn層を生成さ
せて、金属間化合物超電導線材を得た。
【００１６】上記で得た金属間化合物超電導線材を、4.
2 K の液体He中，14テラスの磁場で臨界電流密度Jcを測
定したところ、400A／mm2 であった。
2 K の液体He中，14テラスの磁場で臨界電流密度Jcを測
定したところ、400A／mm2 であった。
【００１７】比較のため、従来の熱処理を施した場合、
すなわち電気炉（ 3×10-6torr，725℃，10時間）で熱
処理して、超電導体層を成すNb3 Sn層を生成させて、金
属間化合物超電導線材を得た。そして、この金属間化合
物超電導線材を、4.2 K の液体He中，14テラスの磁場で
臨界電流密度Jcを測定したところ、440A／mm2 であり、
前記この発明の実施例で得た金属間化合物超電導線材
は、ほとんど同等の性能を有することが分かる。
すなわち電気炉（ 3×10-6torr，725℃，10時間）で熱
処理して、超電導体層を成すNb3 Sn層を生成させて、金
属間化合物超電導線材を得た。そして、この金属間化合
物超電導線材を、4.2 K の液体He中，14テラスの磁場で
臨界電流密度Jcを測定したところ、440A／mm2 であり、
前記この発明の実施例で得た金属間化合物超電導線材
は、ほとんど同等の性能を有することが分かる。
【００１８】なお、上記実施例では、芯線を成す純Snお
よび純Sn周面に対接している純Cu層とを Cu-Sn合金化し
た後、同軸線状体に230Aの電流を 3秒間づつ 5回通電を
繰り返して、超電導体層を成すNb3 Sn層を生成させた
が、前記 Cu-Sn合金化を行わずに、始めからNbとSnとの
合金化反応温度に相当するジュール熱を得るためには、
1900Aの通電が必要であった。つまり、NbとSnとの合金
化を含めた一工程で、金属間化合物超電導線材を製造し
得るが、経済的ないし作業性などを考慮すると、Snの融
点 (231 ℃）以上の温度で、予め熱処理しておくことが
望ましい。
よび純Sn周面に対接している純Cu層とを Cu-Sn合金化し
た後、同軸線状体に230Aの電流を 3秒間づつ 5回通電を
繰り返して、超電導体層を成すNb3 Sn層を生成させた
が、前記 Cu-Sn合金化を行わずに、始めからNbとSnとの
合金化反応温度に相当するジュール熱を得るためには、
1900Aの通電が必要であった。つまり、NbとSnとの合金
化を含めた一工程で、金属間化合物超電導線材を製造し
得るが、経済的ないし作業性などを考慮すると、Snの融
点 (231 ℃）以上の温度で、予め熱処理しておくことが
望ましい。
【００１９】実施例２ 純Snから成る芯線を純Cu層、純Nb層および純Cu層で順次
同心円的に被覆一体化して成る直径 1.0mmの同軸線状体
を用意した。次いで、この同軸線状体を長さ 200mm，内
径30mmの巻き枠に数10ターン巻き、ソレノイド型マグネ
ットを作製した。前記作製したソレノイド型マグネット
に、Arガス雰囲気中で15秒間，220Aを数回繰り返し通電
し、ジュール熱によりソレノイド型マグネットを形成し
ている同軸線状体の芯線を成す純Snおよび純Sn周面に対
接している純Cu層とを Cu-Sn合金化する一方、この合金
化（ Cu-Sn合金）層周面に対接している純Nb層とによ
り、超電導体層を成すNb3 Sn層を生成させて、金属間化
合物超電導線材化した。
同心円的に被覆一体化して成る直径 1.0mmの同軸線状体
を用意した。次いで、この同軸線状体を長さ 200mm，内
径30mmの巻き枠に数10ターン巻き、ソレノイド型マグネ
ットを作製した。前記作製したソレノイド型マグネット
に、Arガス雰囲気中で15秒間，220Aを数回繰り返し通電
し、ジュール熱によりソレノイド型マグネットを形成し
ている同軸線状体の芯線を成す純Snおよび純Sn周面に対
接している純Cu層とを Cu-Sn合金化する一方、この合金
化（ Cu-Sn合金）層周面に対接している純Nb層とによ
り、超電導体層を成すNb3 Sn層を生成させて、金属間化
合物超電導線材化した。
【００２０】上記で得たソレノイド型マグネットを構成
する各層の金属間化合物超電導線材を取り出し（切り出
し）、4.2 K の液体He中，14テラスの磁場で臨界電流密
度Jcを測定したところ、全体的に570A／mm2 であった。
する各層の金属間化合物超電導線材を取り出し（切り出
し）、4.2 K の液体He中，14テラスの磁場で臨界電流密
度Jcを測定したところ、全体的に570A／mm2 であった。
【００２１】実施例３ 肉厚 mm，外径 1mmのAg管内にBi2 Sr2 Ca1 Cu2 O8-x
を生成する成分粉末を充填して成る同軸線状体を用意
し、空気雰囲気下で、500Aの直流電流を 1秒間づつ 5回
通電した。その後、電流を180Aに変え 5.2時間通電し
て、酸化物超電導線材を得た。この酸化物超電導線材に
ついて、4.2 K の液体He中， 1テラスの磁場で臨界電流
密度Jcを測定したところ、880A／mm2 であった。
を生成する成分粉末を充填して成る同軸線状体を用意
し、空気雰囲気下で、500Aの直流電流を 1秒間づつ 5回
通電した。その後、電流を180Aに変え 5.2時間通電し
て、酸化物超電導線材を得た。この酸化物超電導線材に
ついて、4.2 K の液体He中， 1テラスの磁場で臨界電流
密度Jcを測定したところ、880A／mm2 であった。
【００２２】比較のため、従来の熱処理を施した場合、
すなわち電気炉（空気雰囲気， 840℃，50時間）で熱処
理して得た酸化物超電導線材について、同一条件で臨界
電流密度Jcを測定したところ、 1100A／mm2 であり、こ
の発明の実施例で得た酸化物超電導線材は、ほとんど同
等の性能を有することが分かる。
すなわち電気炉（空気雰囲気， 840℃，50時間）で熱処
理して得た酸化物超電導線材について、同一条件で臨界
電流密度Jcを測定したところ、 1100A／mm2 であり、こ
の発明の実施例で得た酸化物超電導線材は、ほとんど同
等の性能を有することが分かる。
【００２３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種の条件を
適宜選択・設定してもよい。たとえば、当初用いるSn芯
線やNb棒の径，Cu層（管）の厚さ、あるいはマルチ化の
程度など使用目的に応じて適宜選択することも可能であ
る。
のでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種の条件を
適宜選択・設定してもよい。たとえば、当初用いるSn芯
線やNb棒の径，Cu層（管）の厚さ、あるいはマルチ化の
程度など使用目的に応じて適宜選択することも可能であ
る。
【００２４】
【発明の効果】上記説明したように、本発明に係る超電
導線材の製造方法は、いわゆる超電導体化（もしくは超
電導体生成）の熱処理を、素材としての同軸線状体に通
電し、ジュール熱を利用して行うことを要点としてい
る。そして、前記超電導体生成の熱処理は、素材である
同軸線状体の組成や構成などを考慮して、通電容量を適
宜変えるだけで、大形，小形に拘らず、設計仕様値の臨
界電流密度Jcを呈する超電導線材、ないしこれを用いた
超電導マグネットを用意に得ることが可能となった。
導線材の製造方法は、いわゆる超電導体化（もしくは超
電導体生成）の熱処理を、素材としての同軸線状体に通
電し、ジュール熱を利用して行うことを要点としてい
る。そして、前記超電導体生成の熱処理は、素材である
同軸線状体の組成や構成などを考慮して、通電容量を適
宜変えるだけで、大形，小形に拘らず、設計仕様値の臨
界電流密度Jcを呈する超電導線材、ないしこれを用いた
超電導マグネットを用意に得ることが可能となった。
【図１】金属間化合物超電導線材の製造に用いる同軸線
状体の構造例を示す断面図。
状体の構造例を示す断面図。
【図２】金属間化合物超電導線材の構造例を示す断面
図。
図。
１…Cu−Sn芯線 ２…Nb管 ２′…Nb拡散防止層
３…Cu管もしくはCu−Ni合金管（安定化材層） ４
…Nb3 Sn超電導体
３…Cu管もしくはCu−Ni合金管（安定化材層） ４
…Nb3 Sn超電導体
Claims (1)
- 【請求項１】 超電導体を生成する成分を中心軸的ない
し同心円的に安定化などに機能する外周被覆体内に配置
して成る同軸線状体に、前記超電導体の生成に支障を及
ぼさない環境下で、前記超電導体の生成温度をジュール
発熱させる電流を印加する工程を具備して成ることを特
徴とする超電導線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5153439A JPH0745142A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5153439A JPH0745142A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 超電導線材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0745142A true JPH0745142A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=15562559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5153439A Withdrawn JPH0745142A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745142A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1701390A3 (en) * | 2005-03-10 | 2008-12-03 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Precursor for fabricating Nb3Sn superconducting wire, and Nb3Sn superconducting wire, and method for fabricating same |
-
1993
- 1993-06-24 JP JP5153439A patent/JPH0745142A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1701390A3 (en) * | 2005-03-10 | 2008-12-03 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Precursor for fabricating Nb3Sn superconducting wire, and Nb3Sn superconducting wire, and method for fabricating same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000905 |