JPH0855527A - Nb3 Sn超電導線の製造方法 - Google Patents

Nb3 Sn超電導線の製造方法

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JPH0855527A
JPH0855527A JP4092026A JP9202692A JPH0855527A JP H0855527 A JPH0855527 A JP H0855527A JP 4092026 A JP4092026 A JP 4092026A JP 9202692 A JP9202692 A JP 9202692A JP H0855527 A JPH0855527 A JP H0855527A
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JP
Japan
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pipe
billet
metal
composite
wire
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JP4092026A
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English (en)
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Wataru Ishikawa
渡 石川
Kadomasa Sato
矩正 佐藤
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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    • 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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超電導特性に優れたNb3 Sn超電導線を効
率よく製造する方法を提供する。 【構成】 Cu,Nb,Snの金属材料からなる金属複
合ビレットに延伸加工を施して金属複合線材となし、こ
の金属複合線材に所定の加熱処理を施すNb3 Sn超電
導線の製造方法において、前記金属複合ビレット8を、
Cu製管4内にCu金属箔1とSn金属箔2の積層体3
を稠密に充填した複合ビレットAの外周にNb製管6と
Cu製管14を順次複合して複合ビレットBとなし、この
複合ビレットBに延伸加工を施して複合線材5となし、
この複合線材5をCu製管24内に多数本充填して作製す
る。 【効果】 金属複合ビレット8は、Cu,Nb,Snの
パイプ状又は箔状の金属材料から構成されていて加工性
に優れ、従って前記金属複合ビレット8を延伸加工し加
熱処理して得られるNb3 Sn超電導線は、品質が良好
で超電導特性に優れたものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、品質が良好で、超電導
特性に優れたNb3 Sn超電導線を効率よく製造する方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】Nb3 Sn,V3 Ga,Nb3 Al等の
3 Bの化学式で示される化合物超電導体はA15型化合
物超電導体と称され、Nb−Ti合金超電導体と共にそ
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。ところで、
前述の化合物超電導体は材質が硬くて脆い為、合金材の
ように直接線材に加工することができず、その為、例え
ばCu−Sn合金(ブロンズ)製管内にNb製棒材を充
填して複合ビレットとなし、この複合ビレットを延伸加
工して所望形状の複合線材となし、この複合線材に所定
の加熱処理を施して、Cu−Sn合金製管材中のSnを
Nb棒材に熱拡散させてNb3 Sn超電導体相を反応生
成させるブロンズ法等により製造されている。しかしな
がら、前述のブロンズ法では、複合ビレットの外装とな
るCu−Sn合金は加工硬化量が大きく、従って延伸加
工中に何度も中間焼鈍を施す必要があり、生産性に劣る
ものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
Cu,Nb,Snの加工性の良い金属材料からなる金属
複合ビレットを作製し、この金属複合ビレットを途中に
焼鈍を入れずに、所定形状の線材にまで延伸加工したの
ち、最終工程でこの線材に所定の加熱処理を施してNb
3 Sn超電導体相を反応生成させる内部拡散法が提案さ
れた。この内部拡散法は、原料のSn金属を粉末とな
し、この粉末をCuの金属粉末と混合してCu製管内に
充填して複合ビレットを作製し、この複合ビレットの外
周にNb製管とCu製管を順次複合し、これを延伸加工
して得た複合線材をCu製管内に多数本充填して金属複
合ビレットとなし、この金属複合ビレットに延伸加工を
施して金属複合線材となし、この金属複合線材に所定の
加熱処理を施してNb3 Sn超電導線を製造する方法で
あるが、この方法では延伸加工工程において、内部のC
uとSnの原料粉末が均一に流動変形せずに、加工線材
に蛇腹状の縊れが生じて目的とする細線にまで加工でき
ず、又加工ができたとしても得られる超電導線は超電導
特性に劣るものであった。
【0004】
【課題を解決する為の手段】本発明はこのような状況に
鑑み鋭意研究を行った結果なされたもので、その目的と
するところは、品質が良好で、超電導特性に優れたNb
3 Sn超電導線を効率よく製造する方法を提供すること
にある。即ち、本発明は、Cu,Nb,Snの金属材料
からなる金属複合ビレットに延伸加工を施して所望形状
の金属複合線材となし、この金属複合線材に所定の加熱
処理を施してCuマトリックス中にNb3 Sn超電導体
相を形成せしめるNb3Sn超電導線の製造方法におい
て、前記金属複合ビレットを、Cu製管内にCu金属箔
とSn金属箔の積層体を稠密に充填した複合ビレットA
の外周にNb製管とCu製管を順次複合して複合ビレッ
トBとなし、この複合ビレットBに延伸加工を施して複
合線材となし、この複合線材をCu製管内に多数本充填
して作製することを特徴とするものである。
【0005】本発明方法は、内部拡散法にて、Cu製管
内に充填する原料のCuとSnの金属材料に、各々の金
属箔を用いて複合ビレット又は金属複合ビレットの加工
性を高めるようにしたものである。以下に本発明を図を
参照して具体的に説明する。図1イ〜トは、本発明にて
用いる金属複合ビレットの作製方法の態様例を示す工程
説明図である。Cuの金属箔1とSnの金属箔2をそれ
ぞれ1枚づつ重ね合わせ(図イ)、これをSnの金属箔
2を内側にして渦巻状に巻上げて積層体3となし(図
ロ)、この積層体3を銅製管4内に充填して複合ビレッ
トAとなし(図ハ)、この複合ビレットAをスエージャ
ー等により圧縮加工して内部の積層体3の密度を高めて
複合素材5となし(図ニ)、次にこの複合素材5の外周
にNb製管6とCu製管14を複合して複合ビレットBと
なし(図ホ)、この複合ビレットBを延伸加工して断面
六角の線材7となし(図ヘ)、この六角線材7をCu製
管24内に稠密充填して金属複合ビレット8を作製する
(図ト)。
【0006】本発明方法において、Cu金属箔とSn金
属箔の集積体は、前述のようにCu金属箔とSn金属箔
とを重ね合わせ、これを渦巻状に巻上げる方法の他、葛
状に折り曲げる等の任意の方法により形成される。又積
層体のCu金属箔とSn金属箔との比率は、Sn金属箔
の比率が50%未満では、反応生成するNb3 Snの密度
が低過ぎて高い臨界電流密度(Jc)が得られず、又S
n金属箔の比率が95%を超えると複合ビレットの加工性
が低下するので、50〜95%の範囲に入るように調整する
のが好ましい。
【0007】本発明方法において、Cu金属箔とSn金
属箔の積層体とNb製管の間にCu製管を介在させるの
は、Sn金属箔がNb製管に接触すると、延伸加工中の
加工発熱により非超電導体相のNb3 Snが反応生成し
て、得られるNb3 Sn超電導線の超電導特性が低下す
る為である。従ってSn金属箔を内側にしCu金属箔を
表面に露出させた積層体であれば、Nb製管に直接充填
しても差支えない。又Cu製管内に充填する複合線材
は、その断面を六角形状となして充填密度を高めること
が望ましい。
【0008】本発明方法において、複合ビレットAは、
内部が金属箔の積層体の為充填密度が低く、従ってこの
複合ビレットAの延伸加工は、始めにスエージング加工
や冷間静水圧圧縮(CIP処理)等の圧縮量の大きい加
工を入れるのが好ましい。又金属箔の積層体を予めHI
P処理して圧縮成形体となしてからCu製管内に充填す
る方法も有効である。又複合線材を充填した金属複合ビ
レットについても、延伸加工の始めに前記の圧縮量の大
きい延伸加工を入れるのが、品質上好ましい。本発明方
法は、金属複合ビレットを延伸加工して得られる金属複
合線材を、再びCu製管に多数本充填して金属複合ビレ
ットとなし、これを延伸加工する工程を所望回施す超多
芯超電導線の製造にも適用できる。
【0009】
【作用】本発明方法では、Cu,Nb,Snの金属材料
からなる金属複合ビレットに延伸加工を施して所望形状
の金属複合線材となし、この金属複合線材に所定の加熱
処理を施してCuマトリックス中にNb3 Sn超電導体
相を形成せしめるNb3Sn超電導線の製造方法におい
て、前記金属複合ビレットを、Cu製管内にCu金属箔
とSn金属箔の積層体を稠密に充填した複合ビレットA
の外周にNb製管とCu製管を順次複合して複合ビレッ
トBとなし、この複合ビレットBに延伸加工を施して複
合線材となし、この複合線材をCu製管内に多数本充填
して作製するので、前記金属複合ビレットは、Cu,N
b,Snのパイプ状又は箔状の金属材料から構成されて
いて加工性に優れ、従って前記金属複合ビレットを延伸
加工し加熱処理して得られるNb3 Sn超電導線は、品
質が良好で超電導特性に優れたものとなる。
【0010】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 実施例1 厚さ20μmのCu箔と厚さ50μmのSn箔とを1枚ずつ
重ね合わせ、これをSn箔を内側にして渦巻き状に巻き
上げて直径26mmφの積層体となし、この積層体を内径27
mmφ,外径30mmφの純Cu製管内に充填したのち、前記
Cu製管の両端を電子ビーム溶接により0.001Torr にて
真空封止して複合ビレットAを作製した。次にこの複合
ビレットAをスエージング加工して高密度化したのち、
引抜加工を施して10mmφの複合素材となし、この複合素
材の外周に内径10mmφ,外径14mmφのNb製管及び内径
14mmφ,外径18mmφのCu製管を複合して複合ビレット
Bとなし、次いでこれを8mmφまでスエージング加工
し、次いで引抜加工、伸線加工を順次施して対辺2mmの
断面六角形の線材となした。次にこの六角線材を内形50
mmφ,外径55mmφの純Cu製管内に 350本充填し、前記
純Cu製管の両端を電子ビーム溶接により真空封止して
金属複合ビレットを作製し、次いでこの金属複合ビレッ
トを、スエージング加工と引抜加工を順次施して 0.5mm
φの金属複合線材となし、この金属複合線材に高純度ア
ルゴンガス雰囲気中で 750℃× 200時間の加熱処理を施
して、前述のSn金属箔のSnとNb製管のNbとを反
応させCuマトリックス中にNb3 Snの超電導体相を
生成せしめて、Nb3 Sn超電導線を製造した。
【0011】比較例1 内径27mmφ,外径30mmφの純Cu製管内に、Cu金属粉
末とSn金属粉末との混合粉体の圧粉体を複数個充填し
て複合ビレットAを作製した他は、実施例1と同じ方法
により 0.5mmφのNb3 Sn超電導線を製造した。この
ようにして得られたNb3 Sn超電導線について、Jc
を液体He中( 4.2K)で、種々の磁場下で測定した。
結果は表1に示した。
【0012】
【表1】
【0013】表1より明らかなように、本発明方法品
(No1)は、品質が良好で、高磁場下においても高いJ
c値が得られた。これに対し、比較例品のNo2は、金属
複合ビレットを伸線加工する際に、2〜4mmφの間で断
線が多発して 0.5mmφにまで伸線することができなかっ
た。これは、Cu製管内にCuとSnを金属粉末の形態
で充填した為、延伸加工時の変形が均一になされなかっ
た為である。以上芯数が 350本の多芯Nb3 Sn超電導
線について説明したが、本発明方法は、前記の金属複合
線材を更にCu製管内に多数本充填して延伸加工する工
程を繰り返し施す超多芯超電導線の製造に適用しても、
同様の高品質、高超電導特性のNb3 Sn超電導線が得
られる。
【0014】
【効果】以上述べたように、本発明方法によれば、品質
良好で、超電導特性に優れたNb3 Sn超電導線を効率
よく製造することができ、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にて用いる金属複合ビレットを製造する
方法の態様例を示す工程説明図である。
【符号の説明】
1 Cu金属箔 2 Sn金属箔 3 積層体 4,14,24 Cu製管 5 複合素材 6 Nb製管 7 六角線材 8 金属複合ビレット A,B 複合ビレット
【手続補正書】
【提出日】平成6年11月29日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Cu,Nb,Snの金属材料からなる金
    属複合ビレットに延伸加工を施して所望形状の金属複合
    線材となし、この金属複合線材に所定の加熱処理を施し
    てCuマトリックス中にNb3 Sn超電導体相を形成せ
    しめるNb3Sn超電導線の製造方法において、前記金
    属複合ビレットを、Cu製管内にCu金属箔とSn金属
    箔の積層体を稠密に充填した複合ビレットAの外周にN
    b製管とCu製管を順次複合して複合ビレットBとな
    し、この複合ビレットBに延伸加工を施して複合線材と
    なし、この複合線材をCu製管内に多数本充填して作製
    することを特徴とするNb3 Sn超電導線の製造方法。
JP4092026A 1992-03-18 1992-03-18 Nb3 Sn超電導線の製造方法 Pending JPH0855527A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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