JPH09223425A - Nb−Ti合金超電導線材の製造方法 - Google Patents

Nb−Ti合金超電導線材の製造方法

Info

Publication number
JPH09223425A
JPH09223425A JP8029589A JP2958996A JPH09223425A JP H09223425 A JPH09223425 A JP H09223425A JP 8029589 A JP8029589 A JP 8029589A JP 2958996 A JP2958996 A JP 2958996A JP H09223425 A JPH09223425 A JP H09223425A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
heat treatment
superconducting wire
wire
matrix
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.)
Pending
Application number
JP8029589A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiko Inoue
康彦 井上
Masamichi Chiba
政道 千葉
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 JP8029589A priority Critical patent/JPH09223425A/ja
Publication of JPH09223425A publication Critical patent/JPH09223425A/ja
Pending 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

  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Nb−Ti合金フィラメントの断線を防止す
ると同時に、フィラメントの均一性を高めることにより
8Tという高い外部磁場中においても高いJc(具体的
には、1100A/mm2 以上)を維持することのでき
るNb−Ti合金超電導線材の製造方法を提供する。 【解決手段】 Cuマトリックス中に多数のNb−Ti
合金フィラメントを埋設した後、熱間押出と熱処理・伸
線加工を施すNb−Ti合金超電導線材の製造方法にお
いて、前記Nb−Ti合金フィラメントをTi及びCu
のいずれとも反応しない材料で被覆してCuマトリック
ス中に埋設すると共に、上記熱間押出を400〜900
℃の温度範囲で行い、その後400〜600℃の温度範
囲で6〜24時間の熱処理と伸線加工を繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、核磁気共鳴(NM
R)装置に用いられる超電導マグネットの素材として有
用なNb−Ti合金超電導線材の製造方法に関するもの
であり、特にNb−Ti合金フィラメントの断線を防止
することに加えて、臨界電流密度(Jc)を向上させる
ことができ、しかもフィラメントの均一性が良好であり
超電導マグネットとした際の時間的電流減衰が少ないN
b−Ti合金超電導線材の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】合金系超電導線材は加工性が良好であ
り、通常の伸線加工によって線材化できるので、早くか
ら実用化されており、また比較的安価で取り扱いも容易
であることから、各種の超電導材料が開発されている現
在でも、上記NMR装置等において、4.2Kで8T
(テスラ)程度の磁界が要求される超電導マグネット用
材料として使用されている。尚、上記合金系超電導材料
として最初に実用化されたのはNb−Zr合金であった
が、現在では超電導特性や加工性等の観点から、Nb−
Ti合金が合金系超電導線材として汎用されている。
【0003】上記Nb−Ti合金を用いて超電導線材を
製造するにあたっては、多数のNb−Ti合金フィラメ
ントを、安定化の為のCuマトリックス中に埋設した状
態で熱間押出を施し、次いで熱処理と伸線加工を繰り返
すことが一般的である。
【0004】但し、熱間押出や熱処理時の温度が高過ぎ
ると、マトリックスのCuとNb−Ti合金のTiとが
反応してCuTi化合物を形成し、該CuTi化合物は
加工性が悪く、伸線加工を施してもそのままの形状及び
寸法を維持することにより、断線の原因となることが指
摘されている。
【0005】そこでNb−Ti合金フィラメントとCu
マトリックス間に、Ti及びCuのいずれとも反応しな
い材料を介在させることにより拡散に対するバリア層と
してCuTi化合物の生成を防止するNb−Ti合金超
電導線材の製造方法が提案されている(例えば、特公平
6−3690号,特開平62−234807号,特開昭
63−124310号等)。
【0006】これらの方法によれば、伸線加工中の断線
防止は可能である。しかしながら、8Tという高い磁場
においては高いJcが得られなかった。例えば、特開昭
63−124310号公報の技術によれば、5Tの磁場
では1000A/mm2 を超えるJcが得られている
が、外部磁場が高くなるとJcが急激に下がり、8Tで
は1000A/mm2 を大幅に下回っている。また特公
平6−3690号公報でも5Tの外部磁場では高いJc
が得られているが、8Tという高い磁界中では、やはり
Jcが大幅に低下するものであった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に着
目してなされたものであって、Nb−Ti合金フィラメ
ントの断線を防止すると同時に、フィラメントの均一性
を高めることにより8Tという高い外部磁場中において
も高いJc(具体的には、1100A/mm2 以上)を
維持することのできるNb−Ti合金超電導線材の製造
方法を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決した本
発明の製造方法とは、Cuマトリックス中に多数のNb
−Ti合金フィラメントを埋設した後、熱間押出と熱処
理・伸線加工を施すNb−Ti合金超電導線材の製造方
法において、前記Nb−Ti合金フィラメントをTi及
びCuのいずれとも反応しない材料で被覆してCuマト
リックス中に埋設すると共に、上記熱間押出を400〜
900℃の温度範囲で行い、その後400〜600℃の
温度範囲で6〜24時間の熱処理および伸線加工を行う
ことを要旨とするものである。尚、Nb−Ti合金フィ
ラメントの被覆材料としては、Nb,Ta,V,Nb−
Ta合金,Nb−V合金,Nb−Zr合金,Nb−Hf
合金よりなる群から選ばれる1種を用いれば良い。
【0009】
【発明の実施の形態】Nb−Ti合金超電導線材では、
その超電導特性の重要な指標のひとつであるJcを高め
る為には、磁束をピン止めするピンニングセンターの形
成を目的として、不純物や析出物または格子欠陥や転位
等の不均質点がNb−Ti合金内部に導入されるのが一
般的であり、Nb−Ti合金を熱処理することによっ
て、超電導相(β相)の中に常電導相(α−Ti相)を
析出させることが有効であることが知られている。つま
り熱処理前に減面加工を施して歪エネルギーを蓄えてα
−Ti相が析出し易い状態とし、その後熱処理を施すこ
とによりα−Ti相を析出させるのである。
【0010】しかしながら、前記した従来の製造方法で
は、熱処理温度と熱処理時間が規定されておらず、上記
α−Ti相の有するピンニングセンターとしての役割を
十分に利用しているとは言えず、バリア層の存在は主と
して拡散防止層として機能しているだけであり、8Tと
いう高い磁場において1100A/mm2 以上の高いJ
cを維持できる超電導線材の製造方法に関しては、全く
開示されていなかった。
【0011】本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、バリ
ア付き複合ビレットの押出工程以降の製造条件を制御す
れば、ピンニング効果に優れたピンニングセンターを多
数析出させることによって、高い磁場においても高いJ
cを維持できる超電導線材を製造できることを見出し、
本発明方法に想到したものである。
【0012】まず本発明では、バリア付き複合ビレット
を400〜900℃の温度範囲で押出すことによって、
押出比(押出前後のビレット断面積比)を大きくとり、
Nb−Ti合金に歪エネルギーを蓄えてα−Tiが析出
し易い状態にするものである。本発明は押出比の下限を
設定するものではないが、押出比は8以上が好ましく、
大きければ大きい程、歪エネルギーを蓄える上で有効で
ある。
【0013】また押出温度が、400℃未満では押出比
を十分にとることが困難であり、一方900℃を超える
とマトリックスのCuが軟化しすぎて正常な押出ができ
ないので、押出温度は400〜900℃に規定した。
【0014】上記押出工程に次いで、本発明では400
〜600℃で6〜24時間の熱処理工程と伸線工程を繰
り返すことにより、ピンニングサイトとして必要十分な
α−Tiを析出させるものである。熱処理温度が400
℃未満では十分なα−Tiが析出せず、高いJcや、フ
ィラメントとしての優れた均一性を得ることができな
い。一方600℃を超えると、熱処理時間との関連でα
−Tiが過剰に析出して伸線途中に断線する頻度が高く
なる。従って、熱処理温度は400〜600℃に設定し
た。また熱処理時間は、6時間未満では十分なα−Ti
が析出せず、高いJcや、フィラメントとしての優れた
均一性を得ることができない。一方24時間を超える
と、熱処理温度との関連でα−Tiが過剰に析出して伸
線途中に断線する頻度が高くなる。従って、熱処理時間
は6〜24時間に設定した。
【0015】熱処理は繰り返す回数が多い程良く、上記
熱処理時間と熱処理温度との関係で適宜設定すればよい
が、多過ぎても生産性を損なうので3〜5回程度行うこ
とが推奨される。
【0016】フィラメントとするNb−Ti合金の組成
としては、加工性,超電導特性,経済性等の観点から汎
用されているNbに50〜70%のTiが添加されてい
るNb−Ti合金を用いれば良い。
【0017】Nb−Ti合金フィラメントの被覆材料と
しては、Nb,Ta,V,Nb−Ta合金,Nb−V合
金,Nb−Zr合金,Nb−Hf合金よりなる群から選
ばれる1種を用いれば、Cuマトリックスに対するバリ
ア層とすることができ、しかもNb−Ti合金フィラメ
ントに悪影響を与えることがない。尚、Nb−Ta合金
は全率固溶体であり、NbとTaの組成比にかかわらず
加工性は良好であるので組成比は任意に設定すれば良い
が、Nb−V合金,Nb−Zr合金,Nb−Hf合金を
用いる場合には、V,Zr,Hfの含有率が高過ぎると
加工性が劣化するので含有率は5%以下とすることが望
ましい。
【0018】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【0019】
【実施例】実施例1 φ6mm×200mmのNb−Ti合金ロッドに厚さ2
5μmのNbシートを3回巻きつけた55本の線材を、
予め穿孔されているφ67mm×200mmの無酸素銅
に埋設し、両端に無酸素銅の蓋を溶接して複合ビレット
とした。
【0020】この複合ビレットを600℃、押出比20
で押出し、その後熱処理と伸線を繰り返してφ1mmの
Nb−Ti合金超電導線材とした。熱処理温度は500
℃、熱処理時間は12時間とし、合計4回の熱処理と伸
線を繰り返した。
【0021】このようにして得られた線材の断面を顕微
鏡で観察したところ、Nb−Ti合金フィラメントの周
囲には厚さ約1μmのNbが切れめなく付着しており、
他の生成物は認められなかった。
【0022】上記線材の超電導特性を調べたところ、外
部磁場8TにおいてJcは1230A/mm2 ,n値は
52であった。尚、n値とはNb−Ti合金フィラメン
トの健全加工性の指標となり、その値が大きい程、フィ
ラメント径が均一であり、マグネットとした際の時間的
電流減衰が小さいことが知られている。
【0023】実施例2 表1に示す様に、押出温度,押出比,熱処理温度,熱処
理時間を種々変更したこと以外は実施例1と同様にし
て、超電導線材を作製し、Jc及びn値を測定した。結
果は表1に併記する。
【0024】
【表1】
【0025】No.1〜6は本発明の条件を全て満足す
る本発明例であり、いずれもJcが高くn値が大きい。
一方No.7〜14は、本発明の条件を満足しない比較
例であり、Jc及びn値が低かった。特に、バリア層の
ないNo.7とNo.11では断線が発生し、また押出
温度が高過ぎたNo.10では、異常押出が発生した。
【0026】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、Nb−Ti合金フィラメントの断線を防止すると共
に、8Tという高い磁場においてもJcが高く、しかも
フィラメントの均一性を高めて超電導マグネットの時間
的電流減衰を少なくするNb−Ti合金超電導線材の製
造方法が提供できることとなった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Cuマトリックス中に多数のNb−Ti
    合金フィラメントを埋設した後、熱間押出と熱処理・伸
    線加工を施すNb−Ti合金超電導線材の製造方法にお
    いて、 前記Nb−Ti合金フィラメントをTi及びCuのいず
    れとも反応しない材料で被覆してCuマトリックス中に
    埋設すると共に、 上記熱間押出を400〜900℃の温度範囲で行い、 その後400〜600℃の温度範囲で6〜24時間の熱
    処理および伸線加工を行うことを特徴とするフィラメン
    トの均一性に優れたNb−Ti合金超電導線材の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 Ti及びCuのいずれとも反応しない材
    料として、Nb,Ta,V,Nb−Ta合金,Nb−V
    合金,Nb−Zr合金,Nb−Hf合金よりなる群から
    選ばれる1種を用いる請求項1に記載の製造方法。
JP8029589A 1996-02-16 1996-02-16 Nb−Ti合金超電導線材の製造方法 Pending JPH09223425A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8029589A JPH09223425A (ja) 1996-02-16 1996-02-16 Nb−Ti合金超電導線材の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8029589A JPH09223425A (ja) 1996-02-16 1996-02-16 Nb−Ti合金超電導線材の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09223425A true JPH09223425A (ja) 1997-08-26

Family

ID=12280272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8029589A Pending JPH09223425A (ja) 1996-02-16 1996-02-16 Nb−Ti合金超電導線材の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09223425A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006100150A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 National Institute For Materials Science 難加工性超伝導合金多芯線の製造方法
JP2015176808A (ja) * 2014-03-17 2015-10-05 日立金属株式会社 複合導体
CN113061792A (zh) * 2019-12-24 2021-07-02 南京达迈科技实业有限公司 一种低温超导Nb-Ti合金毛细管及其制备方法
CN114535343A (zh) * 2022-04-26 2022-05-27 西部宝德科技股份有限公司 钛纤维制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006100150A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 National Institute For Materials Science 難加工性超伝導合金多芯線の製造方法
JP2015176808A (ja) * 2014-03-17 2015-10-05 日立金属株式会社 複合導体
CN113061792A (zh) * 2019-12-24 2021-07-02 南京达迈科技实业有限公司 一种低温超导Nb-Ti合金毛细管及其制备方法
CN113061792B (zh) * 2019-12-24 2022-04-05 南京达迈科技实业有限公司 一种低温超导Nb-Ti合金毛细管及其制备方法
CN114535343A (zh) * 2022-04-26 2022-05-27 西部宝德科技股份有限公司 钛纤维制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100761607B1 (ko) Nb₃Sn 초전도 선재 제조용 전구체, Nb₃Sn 초전도선재 및 이를 제조하는 방법
JP2007141796A (ja) 超電導線材製造用NbまたはNb基合金棒およびNb3Sn超電導線材の製造方法
JPH0419918A (ja) Nb↓3Al系超電導線材の製造方法並びに製造装置
JP2006156343A (ja) 超伝導素子の製造方法
US6470564B1 (en) Method of manufacturing aluminum-stabilized superconducting wire
JPH09223425A (ja) Nb−Ti合金超電導線材の製造方法
JPS5823110A (ja) Nb↓3Sn複合超電導体の製造法
US5504984A (en) Methods of manufacturing Nb3 Al superconducting wire and coil
JP3588628B2 (ja) Nb3Al極細多芯超伝導線の製造方法
US4094059A (en) Method for producing composite superconductors
JP3433937B2 (ja) 超伝導性合金を製造する方法
US5374320A (en) Nb-Ti alloy type superconducting wire
US6376099B1 (en) CU-containing NB3A1 multifilamentary superconductive wire and process for producing the same
JP5557086B2 (ja) Nb3Al超電導線材
JP4754158B2 (ja) アルミニウムを主成分とする低温安定化材を含む超伝導性導体
JP2006147535A (ja) 超伝導素子の製造方法
JPH0619930B2 (ja) ニオブ・チタン極細多芯超電導線
JP2861545B2 (ja) Nb系化合物超電導コイルの製造方法
JPH02148620A (ja) Nb↓3Al超電導線の製造方法
JP2000164053A (ja) アルミニウム安定化超電導線の製造方法
JPH0581945A (ja) NbTi系超電導線の製造方法
JP2001052547A (ja) Nb3Al化合物系超電導線およびその製造方法
JPH0963371A (ja) Nb−Ti合金超電導線材の製造方法
JPH06290651A (ja) Nb3X系超電導線材およびその製造方法
Ikeno et al. Development of Nb3Sn Superconducting Wire Using an In-Situ Processed Large Ingot

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030729