JPH0789453B2 - Ｎｂ―Ｔｉ合金系超電導線 - Google Patents
Ｎｂ―Ｔｉ合金系超電導線Info
- Publication number
- JPH0789453B2 JPH0789453B2 JP60063314A JP6331485A JPH0789453B2 JP H0789453 B2 JPH0789453 B2 JP H0789453B2 JP 60063314 A JP60063314 A JP 60063314A JP 6331485 A JP6331485 A JP 6331485A JP H0789453 B2 JPH0789453 B2 JP H0789453B2
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- Japan
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- alloy
- superconducting wire
- filament
- diameter
- base material
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、Nb−Ti合金系超電導線に関するものである。
従来のNb−Ti合金系超電導線は、第２図に示すように、
非超電導体であるCu（またはCu合金）基材１中に、超電
導体である多数のNb−Ti合金系フイラメント２が埋め込
まれたものである。
非超電導体であるCu（またはCu合金）基材１中に、超電
導体である多数のNb−Ti合金系フイラメント２が埋め込
まれたものである。
このような超電導線を製造するには、Cu基材とNb−Ti合
金との複合体を熱間押出する工程が必要であるが、その
際Nb−Ti合金とCuが反応し、界面に加工性の悪いCu−Ti
化合物が形成される。また熱間押出後の複合体はさらに
減面加工されるが、その過程における中間熱処理でも上
記のような反応が起こり、界面にCu−Ti化合物が形成さ
れる。このようにCu基材とNb−Ti合金との間に加工性の
悪いCu−Ti化合物が形成されると、Nb−Ti合金系フイラ
メントの断線が生じやすくなることはもとより、同フィ
ラメントの長手方向における断面積の不均一性や加工歪
の不均一性が生じるため、臨界電流密度が低下するとい
う問題がある。
金との複合体を熱間押出する工程が必要であるが、その
際Nb−Ti合金とCuが反応し、界面に加工性の悪いCu−Ti
化合物が形成される。また熱間押出後の複合体はさらに
減面加工されるが、その過程における中間熱処理でも上
記のような反応が起こり、界面にCu−Ti化合物が形成さ
れる。このようにCu基材とNb−Ti合金との間に加工性の
悪いCu−Ti化合物が形成されると、Nb−Ti合金系フイラ
メントの断線が生じやすくなることはもとより、同フィ
ラメントの長手方向における断面積の不均一性や加工歪
の不均一性が生じるため、臨界電流密度が低下するとい
う問題がある。
ところでCu基材とNb−Ti合金との間に加工性の悪いCu−
Ti化合物が形成されることを抑制するために、Nb−Ti合
金系フィラメントにNbバリアを被覆したNb−Ti合金系超
電導線が提案されている（米国特許第4044457号）。こ
うすれば熱間押出の過程における中間熱処理において、
上記NbバリアがNb−Ti合金系フィラメントとCu（または
Cu合金）基材との接触を断ち、Cu−Ti化合物の形成を抑
制するのである。しかしながらNb−Ti合金系フィラメン
トに単体Nbを被覆すると、Nb−Ti合金とNb単体の加工性
が異なるため、複合加工中に強加工を受けるとNb層の厚
さのバラツキや破損が生じる可能性がある。こうなると
Ti等の拡散に対するバリアとしての働きが不十分になっ
たり、該フィラメントの長手方向における断面積の不均
一性や加工歪の不均一性が大きくなる、という問題が生
ずる。特にNb−Ti合金系フィラメントを極細化したNb−
Ti合金系超電導線の場合、Nb層の破損や厚さのバラツキ
の影響がより深刻になる。なおNb層を厚くすれば破損し
にくくなるが、非超電導体であるNbの占積率が増大して
しまう。
Ti化合物が形成されることを抑制するために、Nb−Ti合
金系フィラメントにNbバリアを被覆したNb−Ti合金系超
電導線が提案されている（米国特許第4044457号）。こ
うすれば熱間押出の過程における中間熱処理において、
上記NbバリアがNb−Ti合金系フィラメントとCu（または
Cu合金）基材との接触を断ち、Cu−Ti化合物の形成を抑
制するのである。しかしながらNb−Ti合金系フィラメン
トに単体Nbを被覆すると、Nb−Ti合金とNb単体の加工性
が異なるため、複合加工中に強加工を受けるとNb層の厚
さのバラツキや破損が生じる可能性がある。こうなると
Ti等の拡散に対するバリアとしての働きが不十分になっ
たり、該フィラメントの長手方向における断面積の不均
一性や加工歪の不均一性が大きくなる、という問題が生
ずる。特にNb−Ti合金系フィラメントを極細化したNb−
Ti合金系超電導線の場合、Nb層の破損や厚さのバラツキ
の影響がより深刻になる。なおNb層を厚くすれば破損し
にくくなるが、非超電導体であるNbの占積率が増大して
しまう。
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するた
めになされたもので、CuまたはCu合金基材中に多数のNb
−Ti合金系フィラメントが埋め込まれているNb−Ti合金
系超電導線において、NbおよびTaの合計が95％以上であ
るNb−Ta合金が被覆厚0.003〜0.05μｍで上記Nb−Ti合
金系フィラメントに被覆されていることを特徴とするも
のである。
めになされたもので、CuまたはCu合金基材中に多数のNb
−Ti合金系フィラメントが埋め込まれているNb−Ti合金
系超電導線において、NbおよびTaの合計が95％以上であ
るNb−Ta合金が被覆厚0.003〜0.05μｍで上記Nb−Ti合
金系フィラメントに被覆されていることを特徴とするも
のである。
第１図は、本発明のNb−Ti合金系超電導線の一例を示し
ており、１はCu基材、２はNb−Ti合金系フィラメント、
３はNb−Ta合金の被覆である。
ており、１はCu基材、２はNb−Ti合金系フィラメント、
３はNb−Ta合金の被覆である。
上記Nb−Ta合金の被覆は、CuまたはCu合金基材とNb−Ti
合金系フィラメントとの接触を断ち、Cu−Ti化合物の生
成を阻止する働きをする。Nb自体とTa自体は何れもCuと
反応しない元素で、Nb−Ta合金もCuと反応しない。Nb−
Ta合金は、Nb単体より加工性が悪いが、該フィラメント
を形成するNb−Ti合金と加工性が近似しているから、Nb
−Ta合金層を薄くしても、減面加工の際、厚さのバラツ
キが生じにくく、また破損も生じにくい。加えてNb−Ta
合金は単体Nbと異なり電気抵抗が大きいので、Nb−Ta合
金層はフィラメント間の電気抵抗を高め、交流損失を低
減する効果もある。
合金系フィラメントとの接触を断ち、Cu−Ti化合物の生
成を阻止する働きをする。Nb自体とTa自体は何れもCuと
反応しない元素で、Nb−Ta合金もCuと反応しない。Nb−
Ta合金は、Nb単体より加工性が悪いが、該フィラメント
を形成するNb−Ti合金と加工性が近似しているから、Nb
−Ta合金層を薄くしても、減面加工の際、厚さのバラツ
キが生じにくく、また破損も生じにくい。加えてNb−Ta
合金は単体Nbと異なり電気抵抗が大きいので、Nb−Ta合
金層はフィラメント間の電気抵抗を高め、交流損失を低
減する効果もある。
なお上記Nb−Ta合金層を形成するNb−Ta合金は、NbとTa
以外の他の元素が含まれていてもよいが、Cuと反応する
元素の含有量は少ない方が望ましく、NbとTaの合計が95
％以上であることが望ましい。なおNb−Ta合金層の厚さ
は、厚すぎると非超電導体であるNb−Ta合金の占積率が
増大してしまうので、あまり厚くない方がよい。一方あ
まり薄いと、CuまたはCu合金基材とNb−Ti合金系フィラ
メントとの接触を断つ効果と、交流損失を低減する効果
が不十分になるからその厚さは0.003〜0.05μｍがよ
い。以上のような本発明の構成によれば、Nb−Ti合金系
フィラメントの直径が10μｍ以下の極細化した銅被覆Nb
−Ti超電導線であっても、長手方向にほぼ均一なNb−Ti
合金系フィラメントが得られ、また該フィラメントの断
線も抑制させることができる。
以外の他の元素が含まれていてもよいが、Cuと反応する
元素の含有量は少ない方が望ましく、NbとTaの合計が95
％以上であることが望ましい。なおNb−Ta合金層の厚さ
は、厚すぎると非超電導体であるNb−Ta合金の占積率が
増大してしまうので、あまり厚くない方がよい。一方あ
まり薄いと、CuまたはCu合金基材とNb−Ti合金系フィラ
メントとの接触を断つ効果と、交流損失を低減する効果
が不十分になるからその厚さは0.003〜0.05μｍがよ
い。以上のような本発明の構成によれば、Nb−Ti合金系
フィラメントの直径が10μｍ以下の極細化した銅被覆Nb
−Ti超電導線であっても、長手方向にほぼ均一なNb−Ti
合金系フィラメントが得られ、また該フィラメントの断
線も抑制させることができる。
実施例１ 60mmφ、Nb−50wt％Ti合金棒の外周に、厚さ0.3mm、外
径61mmのNb−Ta合金管を被覆したものを、外径99.5mm、
内径61.5mmの高純度銅管内に挿入して複合棒をつくり、
この複合棒を750℃において１時間保持したのち30mmφ
に押出した。なお上記Nb−Ta合金管の組成はNb−0.22wt
％Ta合金であった。なおNb−50wt％Ti合金棒の径に対す
るNb−Ta合金管の厚さの比（被覆率）は0.005である。
次にこの押出材を3mmφに伸線加工した。かくして得た
素線1300本を外径145mm、内径120mmの純度銅管内に挿入
して複合母材をつくり、これを熱間押出により80mmφと
した。次にこの押出材を冷間加工と中間熱処理の組み合
わせにより減面加工し、0.78mmφの超電導線を得た。な
お表１に記すNb−Ta合金層の（およその）厚さは、製造
した超電導線のNb−Ti合金系フィラメントの径に上記被
覆率（0.005）をかけて算出した。
径61mmのNb−Ta合金管を被覆したものを、外径99.5mm、
内径61.5mmの高純度銅管内に挿入して複合棒をつくり、
この複合棒を750℃において１時間保持したのち30mmφ
に押出した。なお上記Nb−Ta合金管の組成はNb−0.22wt
％Ta合金であった。なおNb−50wt％Ti合金棒の径に対す
るNb−Ta合金管の厚さの比（被覆率）は0.005である。
次にこの押出材を3mmφに伸線加工した。かくして得た
素線1300本を外径145mm、内径120mmの純度銅管内に挿入
して複合母材をつくり、これを熱間押出により80mmφと
した。次にこの押出材を冷間加工と中間熱処理の組み合
わせにより減面加工し、0.78mmφの超電導線を得た。な
お表１に記すNb−Ta合金層の（およその）厚さは、製造
した超電導線のNb−Ti合金系フィラメントの径に上記被
覆率（0.005）をかけて算出した。
比較例１ 60mmφ、Nb−50wt％Ti合金棒を、外径99.5mmの高純度銅
間内に挿入して複合棒をつくり、この複合棒を750℃に
おいて１時間保持したのち、30mmφに押出した。以後、
実施例１と同様にして0.78mmφの超電導線を得た。
間内に挿入して複合棒をつくり、この複合棒を750℃に
おいて１時間保持したのち、30mmφに押出した。以後、
実施例１と同様にして0.78mmφの超電導線を得た。
この両者の比較試験の結果は第１表のとおりであった。
実施例２ 60mmφ、Nb−40wt％Ti−25wt％Ta合金棒の外周に、厚さ
0.4mm外径61mmのNb−Ta合金管を被覆したものを、外径9
9.5mm、内径61.5mmのCu−30wt％Ni合金管内に挿入して
複合棒をつくり、この複合棒を800℃において１時間保
持したのち、30mmφに押出した。なお上記Nb−Ta合金管
の組成はNb−2wt％Ta合金であった。次にこの押出材を
伸線加工して3mmφとした。かくして得た素線1300本を
外径145mm、内径120mmのCu−30wt％Ｎ合金管内に挿入し
て複合母材をつくり、これを熱間押出により80mmφとし
た。次にこの押出材を冷間加工と中間熱処理の組み合わ
せにより減面加工し、0.3mmφの超電導線を得た。
0.4mm外径61mmのNb−Ta合金管を被覆したものを、外径9
9.5mm、内径61.5mmのCu−30wt％Ni合金管内に挿入して
複合棒をつくり、この複合棒を800℃において１時間保
持したのち、30mmφに押出した。なお上記Nb−Ta合金管
の組成はNb−2wt％Ta合金であった。次にこの押出材を
伸線加工して3mmφとした。かくして得た素線1300本を
外径145mm、内径120mmのCu−30wt％Ｎ合金管内に挿入し
て複合母材をつくり、これを熱間押出により80mmφとし
た。次にこの押出材を冷間加工と中間熱処理の組み合わ
せにより減面加工し、0.3mmφの超電導線を得た。
比較例２ 60mmφ、Nb−40wt％Ti−25wt％Ta合金棒を、外径99.5m
m、内径60.5mmのCu−30wt％Ni合金管内に挿入して複合
棒をつくり、この複合棒を800℃において１時間保持し
たのち、30mmφに押出した。以後、実施例２と同様にし
て0.3mmφの超電導線を得た。
m、内径60.5mmのCu−30wt％Ni合金管内に挿入して複合
棒をつくり、この複合棒を800℃において１時間保持し
たのち、30mmφに押出した。以後、実施例２と同様にし
て0.3mmφの超電導線を得た。
この両者の比較試験の結果は第２表のとおりであった。
〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、CuまたはCu合金基
材とNb−Ti合金系フィラメントとの界面に介在する層が
Nb−Ti合金と加工性が近似したNb−Ta合金からなってい
るため、そのNb−Ta合金層が薄くても、熱間押出や熱処
理工程において破損やその厚さのバラツキが生じにく
い。このためNb−Ti合金系フィラメントとCuまたはCu合
金基材との反応による難加工性のCu−Ti化合物の形成が
十分に抑制され、長手方向にほぼ一様な断面積のNb−Ti
合金系フィラメントが得られると共に、フィラメントの
極細化も可能となり、またフィラメントの断線もほとん
どなくなる。したがって臨界電流密度の高いNb−Ti合金
系超電導線が得られる利点がある。
材とNb−Ti合金系フィラメントとの界面に介在する層が
Nb−Ti合金と加工性が近似したNb−Ta合金からなってい
るため、そのNb−Ta合金層が薄くても、熱間押出や熱処
理工程において破損やその厚さのバラツキが生じにく
い。このためNb−Ti合金系フィラメントとCuまたはCu合
金基材との反応による難加工性のCu−Ti化合物の形成が
十分に抑制され、長手方向にほぼ一様な断面積のNb−Ti
合金系フィラメントが得られると共に、フィラメントの
極細化も可能となり、またフィラメントの断線もほとん
どなくなる。したがって臨界電流密度の高いNb−Ti合金
系超電導線が得られる利点がある。
第１図は本発明に係わる超電導線の概略断面図、第２図
は従来の超電導線の概略断面図である。 １〜Cu基材、２〜Nb−Ti合金系フィラメント、３〜Nb−
Ta合金
は従来の超電導線の概略断面図である。 １〜Cu基材、２〜Nb−Ti合金系フィラメント、３〜Nb−
Ta合金
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審判の合議体 審判長 森田 信一 審判官 杉崎 一也 審判官 柿沢 恵子 (56)参考文献 特開 昭58−158806（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】CuまたはCu合金基材中に多数のNb−Ti合金
系フィラメントが埋め込まれているNb−Ti合金系超電導
線において、NbおよびTaの合計が95％以上であるNb−Ta
合金が被覆厚0.003〜0.05μｍで上記Nb−Ti合金系フィ
ラメントに被覆されていることを特徴とするNb−Ti合金
系超電導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60063314A JPH0789453B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | Ｎｂ―Ｔｉ合金系超電導線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60063314A JPH0789453B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | Ｎｂ―Ｔｉ合金系超電導線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61224215A JPS61224215A (ja) | 1986-10-04 |
| JPH0789453B2 true JPH0789453B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=13225692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60063314A Expired - Lifetime JPH0789453B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | Ｎｂ―Ｔｉ合金系超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789453B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0642335B2 (ja) * | 1985-05-02 | 1994-06-01 | 住友電気工業株式会社 | ＮｂＴｉ極細多芯超電導線の製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4044457A (en) * | 1976-04-01 | 1977-08-30 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Method of fabricating composite superconducting wire |
| JPH063690B2 (ja) * | 1984-02-14 | 1994-01-12 | 住友電気工業株式会社 | 銅被覆ΝｂＴｉ超電導線 |
| JPH063691B2 (ja) * | 1984-02-14 | 1994-01-12 | 住友電気工業株式会社 | 銅被覆ΝｂＴｉ超電導線 |
| JPH063693B2 (ja) * | 1984-10-23 | 1994-01-12 | 住友電気工業株式会社 | ＮｂＴｉ極細多芯超電導線の製造法 |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP60063314A patent/JPH0789453B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61224215A (ja) | 1986-10-04 |
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