JPH08195133A - Nb3Sn超電導線材の製造方法 - Google Patents

Nb3Sn超電導線材の製造方法

Info

Publication number
JPH08195133A
JPH08195133A JP7004340A JP434095A JPH08195133A JP H08195133 A JPH08195133 A JP H08195133A JP 7004340 A JP7004340 A JP 7004340A JP 434095 A JP434095 A JP 434095A JP H08195133 A JPH08195133 A JP H08195133A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
outer diameter
pipe
alloy
present
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP7004340A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Miyatake
孝之 宮武
Takayoshi Miyazaki
隆好 宮崎
Yasuhiko Inoue
康彦 井上
Isakazu Matsukura
功和 枩倉
Masamichi Chiba
政道 千葉
Masao Shimada
雅生 嶋田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP7004340A priority Critical patent/JPH08195133A/ja
Publication of JPH08195133A publication Critical patent/JPH08195133A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Nb3 Sn超電導線材を製造する方法の提
供。 【構成】 Cu−Sn基合金中にNb基体を配して線
材とした後、熱処理によりCu−Sn基合金とNb基体
の界面にNb3 Sn金属間化合物を生成させて得られる
Nb3 Sn超電導線材の製造において、Nbまたは0.
1〜15重量%のTaを含有するNb基体と、0.01
〜1重量%のTiを含有するCu−5〜15重量%Sn
基合金の間に中間層として0.03〜4重量%のHf、
Zr、Al、Mg、Ga、In、Geまたはこれらの複
合物を有するCu基体を配することを特徴とするNb3
Sn超電導線材の製造方法。 【効果】 極細多芯線への加工も容易で、超電導特性
の優れたNb3 Sn超電導線材が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、強磁場発生装置に使用
するNb3 Sn超電導線材の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、実用に供されている強磁場発生装
置に使用するNb3 Sn超電導線材の製造には、主とし
てブロンズ法と呼ばれる方法が採用されている。この方
法は、Cu−Sn合金体とNbを組み合わせた複合体を
減面加工し、最終形状まで加工した後熱処理によってN
bとCu−Sn合金の界面にNb3 Snを形成させるも
のである。
【0003】当初は、純NbとCu−Sn2元合金を用
いてNb3 Sn線材を製造していたが、この材料構成の
場合、10Tを超える磁場では臨界電流が急速に低下す
る欠点を有していた。これを改善するために、Nb体ま
たはCu−Sn合金に第3金属元素を添加する方法が開
発された。ここで用いられる金属元素を例示すると、N
b体にはTi、Zr、Hf、Ta、Si、Geの添加、
そしてCu−Sn基体はCu−Sn2元合金またはさら
にこれにGaまたはAl、あるいはTi、Zr、Hf、
Geの添加が知られている(特公昭55−29528号
公報、特公昭60−422号公報、特公昭60−423
号公報、特願昭58−23110号(特開昭59−14
8435号公報)、特開平3−281751号公報)。
また、NbにTaを添加してNb3 Snを生成すること
も知られている(Advances in Cryog
enic Engineering,第26巻(198
0年)第442ページ)。これらを実用に供する場合、
ほとんどの元素の添加はNb体、Cu−Sn合金の一方
に行なわれるにとどまっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年、さらに高磁場で
の臨界電流特性の改善を目的に複数元素を同時に添加す
ることがなされてきた。これら複数元素の添加方法の一
例としては、Nb体にはTaを、Cu−Sn合金にはT
i、Al、Gaを添加した事例がある(特公昭61−5
0135号公報)。 このようなNb体とCu−Sn合
金への同時の第3元素の添加は、Nb体またはCu−S
n合金の一方にだけの添加では特性改善の限界があった
ため行なわれたものであるが、その限界を決める理由と
は、Nb、Cu−Sn合金へ第3元素を添加すると、素
材を線材にする加工性の劣化を生じるため、十分な特性
を得るだけの添加量が確保できなかったからである。そ
して、大型核融合炉等の要請には、未だ満足する程度の
超電導特性を確保できる特性を示す材料は得られていな
い。
【0005】すなわち、さらなる超電導特性の改善のた
めに2種以上の元素添加を行なうと両者ともに著しく加
工性が劣化する欠点があった。そして、この加工性の劣
化により添加元素の種類が制限されていた。本発明は、
前記従来技術における問題点を解消し、強磁場中での特
性を改善されたNb3 Sn超電導線材の製造方法、具体
的には、線材製造における極細多芯線への加工も容易
で、超電導特性の優れたNb3 Sn超電導線材の製造方
法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、Nb、Cu−
Sn合金へ第3元素を添加するにあたり、両者の中間層
として前記第3元素を含むCu基体を介在させて線材と
した後、熱処理することが効果的であることを知見し、
本発明を完成するに至った。前記知見に基づいてなされ
た本発明は、Cu−Sn基合金中にNb基体を配して線
材とした後、熱処理によりCu−Sn基合金とNb基体
の界面にNb3 Sn金属間化合物を生成させて得られる
Nb3 Sn超電導線材の製造において、Nbまたは0.
1〜15重量%のTaを含有するNb基体と、0.01
〜1重量%のTiを含有するCu−5〜15重量%Sn
基合金の間に中間層として0.03〜4重量%のHf、
Zr、Al、Mg、Ga、In、Geまたはこれらの複
合物を有するCu基体を配することを特徴とするNb3
Sn超電導線材の製造方法を要旨としている。
【0007】
【作用】本発明の構成と作用を説明する。本発明製造方
法に係る超電導線材素材の、化学成分組成範囲限定理由
を以下に説明する。 Nb体中に含ませるTa量:本発明製造方法で用いるN
b基体中に含ませるTa量は0.1〜15重量%の範囲
内であることが必要である。Ta量が0.1重量%より
少ないと添加効果がなく、15重量%を超えると超電導
特性が劣化するほか、Nb基体の線材への加工性も悪く
なる。特に好ましい範囲は1〜7重量%である。
【0008】Cu−Sn合金中に含ませるSn量、Ti
量:本発明製造方法で用いるCu−Sn合金中に含ませ
るSn量は5〜15重量%の範囲内であることが必要で
ある。Sn量が5重量%より少ないと、熱処理によるN
3 Snの生成が極めて遅くなるとともに超電導特性も
著しく低くなる。また、15重量%を超えるとCu−S
n合金の加工性が著しく悪くなり線材化が出来なくな
る。特に好ましい範囲は12〜14重量%である。ま
た、Cu−Sn合金中に含ませるTi量は0.01〜1
重量%の範囲内であることが必要である。0.01重量
%より少ないと添加効果がなく、1重量%を超えるとC
u−Sn合金の線材への加工性の劣化が顕著になるとと
もに、超電導特性にも悪影響を与える。Tiの特に好ま
しい含有量範囲は0.1〜0.5重量%である。
【0009】Cu基体中に含ませるHf、Zr、Al、
Mg、Ga、In、Ge量:本発明製造方法で用いるC
u基体中に含ませるHf、Zr、Al、Mg、Ga、I
n、Ge量は0.01〜4重量%の範囲内であることが
必要である。これらの量の下限より少ないと添加効果が
なく、上限を超えるとCu−Sn合金の線材への加工性
の劣化が顕著になるとともに、超電導特性にも悪影響を
与える。これら成分の特に好ましい含有量範囲は0.1
〜1重量%である。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を説明するが、これによって
本発明はなんら限定されるものではない。 実施例1 外径7mm、内径3.2mmのCu−13%Sn−0.
2%Tiパイプに、外径3.2mm、内径2.8mmの
Cu−1%Mgパイプを挿入し、さらにxの値を色々に
変更した外径2.8mmのNb−x%Ta合金棒を組み
込み、これらの複合体を溝ロールおよび線引加工により
外径0.5mmに加工した。これらの線材をArガス雰
囲気中で700℃×100h熱処理を行なった。熱処理
後の線材の臨界電流Icを12Tの外部磁場中で通電法
で測定した。また、比較材として外径7mm、内径2.
8mmのCu−13%Snパイプに、外径2.8mmの
Nb−5%Ta合金棒を組み込んだ複合体と、外径7m
m、内径2.8mmのCu−13%Sn−0.2%Ti
パイプに、外径2.8mmのNb−5%Ta合金棒を組
み込んだ複合体を作製し、前記と同一の方法で線材化お
よび熱処理を施したのち、これらの臨界電流Icを12
Tの外部磁場中で通電法で測定した。本発明方法で製造
したNb−x%Ta/Cu−1%Mg/Cu−13%S
n−0.2%Ti線材の結果を表1に、本発明方法と同
一の方法で調整した比較材の結果を表2に示した。
【0011】
【表1】
【0012】
【表2】
【0013】これら表1、表2のデータから、比較材に
比べ本発明で得られた超電導線材の臨界電流Icが格段
に優れていることは明白である。
【0014】実施例2 外径7mm、内径3.2mmのCu−13%Sn−0.
2%Tiパイプに、外径3.2mm、内径2.8mmの
Cu−y%Mg(y=0.00、0.05、0.45、
0.91、4.73)パイプを挿入し、さらに外径2.
8mmのNb−1%Ta合金棒を組み込み、これらの複
合体を溝ロールおよび線引加工により外径0.5mmに
加工した。伸線した線材のうち、y=4.73の線材は
外径1.3mmで断線した。最終径まで伸線できた線材
を、Arガス雰囲気中で700℃×100h熱処理を行
なった。熱処理後の線材の臨界電流Icを12Tの外部
磁場中で通電法で測定した。本発明方法で製造したNb
−1%Ta/Cu−y%Mg/Cu−13%Sn−0.
2%Ti線材の結果を表3に示した。
【0015】
【表3】
【0016】表3から、比較材に比べ、本発明で得られ
た超電導線材の臨界電流Icが格段に優れていることは
明白である。
【0017】実施例3 外径7mm、内径3.2mmのCu−13%Sn−0.
2%Tiパイプに、外径3.2mm、内径2.8mmの
Cu−1%M(M=Hf、Zr、Al、Mg、Ga、I
n、Ge、Zn、Ta、Si、Mn、P)パイプを挿入
し、さらに外径2.8mmのNb−1%Ta合金棒を組
み込み、これらの複合体を溝ロールおよび線引加工によ
り外径0.5mmに加工した。これらの線材をArガス
雰囲気中で700℃×100h熱処理を行なった。熱処
理後の線材の臨界電流Icを12Tの外部磁場中で通電
法で測定した。本発明方法で製造したNb−1%Ta/
Cu−1%M/Cu−13%Sn−0.2%Ti線材の
結果を表4に示した。
【0018】
【表4】
【0019】表4から、比較材に比べ、本発明で得られ
た超電導線材の臨界電流Icが格段に優れていることは
明白である。
【0020】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるから、極細多芯線への加工も容易で、超電導特性の
優れたNb3 Sn超電導線材を製造することが可能とな
り、産業上極めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 枩倉 功和 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 千葉 政道 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 嶋田 雅生 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Cu−Sn基合金中にNb基体を配して
    線材とした後、熱処理によりCu−Sn基合金とNb基
    体の界面にNb3 Sn金属間化合物を生成させて得られ
    るNb3 Sn超電導線材の製造において、Nbまたは
    0.1〜15重量%のTaを含有するNb基体と、0.
    01〜1重量%のTiを含有するCu−5〜15重量%
    Sn基合金の間に中間層として0.03〜4重量%のH
    f、Zr、Al、Mg、Ga、In、Geまたはこれら
    の複合物を有するCu基体を配することを特徴とするN
    3 Sn超電導線材の製造方法。
JP7004340A 1995-01-13 1995-01-13 Nb3Sn超電導線材の製造方法 Withdrawn JPH08195133A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7004340A JPH08195133A (ja) 1995-01-13 1995-01-13 Nb3Sn超電導線材の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7004340A JPH08195133A (ja) 1995-01-13 1995-01-13 Nb3Sn超電導線材の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08195133A true JPH08195133A (ja) 1996-07-30

Family

ID=11581714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7004340A Withdrawn JPH08195133A (ja) 1995-01-13 1995-01-13 Nb3Sn超電導線材の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08195133A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100596998B1 (ko) * 2004-09-16 2006-07-06 케이. 에이. 티. (주) Nb3Sn 초전도 선재의 전구체용 Sn계 합금과 그 제조 방법
CN107723503A (zh) * 2017-09-14 2018-02-23 西安理工大学 一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法
CN107794405A (zh) * 2017-09-27 2018-03-13 西安理工大学 一种细晶粒铜锡合金及其制备方法
CN115287558A (zh) * 2022-06-29 2022-11-04 西部超导材料科技股份有限公司 一种通过施加电流缩短Nb3Sn线材热处理周期的方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100596998B1 (ko) * 2004-09-16 2006-07-06 케이. 에이. 티. (주) Nb3Sn 초전도 선재의 전구체용 Sn계 합금과 그 제조 방법
CN107723503A (zh) * 2017-09-14 2018-02-23 西安理工大学 一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法
CN107723503B (zh) * 2017-09-14 2019-06-18 西安理工大学 一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法
CN107794405A (zh) * 2017-09-27 2018-03-13 西安理工大学 一种细晶粒铜锡合金及其制备方法
CN115287558A (zh) * 2022-06-29 2022-11-04 西部超导材料科技股份有限公司 一种通过施加电流缩短Nb3Sn线材热处理周期的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0377608B2 (ja)
JPS6260847A (ja) 多線条の超伝導線材の製造法
JPS6215967B2 (ja)
JPH08195133A (ja) Nb3Sn超電導線材の製造方法
JPS5823110A (ja) Nb↓3Sn複合超電導体の製造法
JP3856073B2 (ja) Cu−Ag合金の製造方法
JP3648676B2 (ja) 超伝導材用補助材料
JP3510351B2 (ja) A3 b型化合物超電導線の製造方法
JP3848449B2 (ja) 酸化物超電導線の製造方法
JPH0636331B2 (ja) Nb▲下3▼A1化合物超電導線材の製造法
JPH0259572B2 (ja)
Xu et al. Development of internal-tin diffusion multifilamentary Nb/sub 3/Sn conductors including hydrostatic extrusion
JP3046828B2 (ja) Nb▲下3▼Sn複合超電導体の製造方法
JPS59209210A (ja) Nb↓3Sn化合物超伝導線およびその製造方法
JPS6150135B2 (ja)
JPH0528860A (ja) Nb3Sn系超電導線材の製造方法
JPH05334920A (ja) Nb3 Sn超電導線
JPH0620536A (ja) Nb3 Sn化合物超電導線及びその製造方法
JPH03283322A (ja) Nb↓3A1超電導線の製造方法
JPH08287749A (ja) Nb3Sn系化合物超電導線材
JP3031477B2 (ja) Nb▲下3▼Sn超電導線材の製造方法
JPS5952643A (ja) 複合材料
JPS60235308A (ja) 化合物超電導線の製造方法
JPH03147213A (ja) Nb↓3Al超電導線の製造方法
JPH06196030A (ja) Nb3 Al化合物の製造方法

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: 20020402