JPH0982149A - 強度および加工性に優れたＮｂ▲３▼Ｓｎ超電導線材 - Google Patents
強度および加工性に優れたＮｂ▲３▼Ｓｎ超電導線材Info
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- JPH0982149A JPH0982149A JP7237100A JP23710095A JPH0982149A JP H0982149 A JPH0982149 A JP H0982149A JP 7237100 A JP7237100 A JP 7237100A JP 23710095 A JP23710095 A JP 23710095A JP H0982149 A JPH0982149 A JP H0982149A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超電導マグネットに要求される十分な強度を
有し、且つ加工性の点でも良好で、工業的規模で製造す
ることのできるＮｂ3 Ｓｎ超電導線材を提供する。 【解決手段】 Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材群、安定化銅部、
および拡散バリア層を含んでなるＮｂ3 Ｓｎ超電導線材
において、（１）Ｎｂ基合金（但し、Ｃｕ−Ｎｂ系合金
を除く）、（２）Ｖ基合金（但し、Ｃｕ−Ｖ系合金を除
く）、（３）Ｎｂの含有量が１５〜７０重量％であるＣ
ｕ−Ｎｂ系合金、および（４）Ｖの含有量が１５〜７０
重量％であるＣｕ−Ｖ系合金よりなる群から選択される
１種以上の合金が、体積率で１０〜３５％含む様に構成
されたものである。
有し、且つ加工性の点でも良好で、工業的規模で製造す
ることのできるＮｂ3 Ｓｎ超電導線材を提供する。 【解決手段】 Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材群、安定化銅部、
および拡散バリア層を含んでなるＮｂ3 Ｓｎ超電導線材
において、（１）Ｎｂ基合金（但し、Ｃｕ−Ｎｂ系合金
を除く）、（２）Ｖ基合金（但し、Ｃｕ−Ｖ系合金を除
く）、（３）Ｎｂの含有量が１５〜７０重量％であるＣ
ｕ−Ｎｂ系合金、および（４）Ｖの含有量が１５〜７０
重量％であるＣｕ−Ｖ系合金よりなる群から選択される
１種以上の合金が、体積率で１０〜３５％含む様に構成
されたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超電導マグネット
の構成素材に用いられるＮｂ3 Ｓｎ超電導線材に関し、
殊に安定した高磁場臨界電流特性を備えているのは勿論
のこと、強度および加工性にも優れたＮｂ3 Ｓｎ超電導
線材に関するものである。
の構成素材に用いられるＮｂ3 Ｓｎ超電導線材に関し、
殊に安定した高磁場臨界電流特性を備えているのは勿論
のこと、強度および加工性にも優れたＮｂ3 Ｓｎ超電導
線材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超電導物質によって実現される永久電流
現象を利用し、電力を消費せずに大電流を流し、コイル
状にして磁場を発生させる超電導マグネットは、核磁気
共鳴（ＮＭＲ）装置等の各種物性測定装置の他、磁場浮
上列車や核融合装置等への応用が進められている。そし
て上記の様な超電導マグネットの構成素材としては、従
来からＮｂ3 ＳｎやＶ3 Ｇａ等の超電導線材が使用され
ている。
現象を利用し、電力を消費せずに大電流を流し、コイル
状にして磁場を発生させる超電導マグネットは、核磁気
共鳴（ＮＭＲ）装置等の各種物性測定装置の他、磁場浮
上列車や核融合装置等への応用が進められている。そし
て上記の様な超電導マグネットの構成素材としては、従
来からＮｂ3 ＳｎやＶ3 Ｇａ等の超電導線材が使用され
ている。
【０００３】上記超電導線材のうち、実用に供せられる
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材は、いわゆるブロンズ法と呼ばれ
る複合加工法によって主に製造されている。上記ブロン
ズ法の一般的方法を、図面を用いて更に詳細に説明す
る。
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材は、いわゆるブロンズ法と呼ばれ
る複合加工法によって主に製造されている。上記ブロン
ズ法の一般的方法を、図面を用いて更に詳細に説明す
る。
【０００４】まず図１に示す様に、Ｃｕ−Ｓｎ合金製の
ビレットケース１（線状母材）にＮｂ線２を埋設した
後、端部を電子ビーム溶接して複合ビレット３（単芯型
複合ビレット）を組み立てる。該複合ビレットを熱間静
水圧押出し等で一体化と減面加工を同時に行ない、さら
に冷間加工によって所定の寸法まで伸線加工する。この
とき、冷間伸線加工により、Ｃｕ−Ｓｎ合金は著しく加
工硬化するため、加工率３０〜６０％程度の加工毎に加
工硬化ひずみを除去するための中間焼鈍が伸線工程に必
要となる。その後熱処理（６００〜７００℃）によっ
て、Ｃｕ−Ｓｎ合金製線状母材１とＮｂ線２の界面にＮ
ｂ3 Ｓｎを生成させてＮｂ3 Ｓｎ超電導線材とする。
ビレットケース１（線状母材）にＮｂ線２を埋設した
後、端部を電子ビーム溶接して複合ビレット３（単芯型
複合ビレット）を組み立てる。該複合ビレットを熱間静
水圧押出し等で一体化と減面加工を同時に行ない、さら
に冷間加工によって所定の寸法まで伸線加工する。この
とき、冷間伸線加工により、Ｃｕ−Ｓｎ合金は著しく加
工硬化するため、加工率３０〜６０％程度の加工毎に加
工硬化ひずみを除去するための中間焼鈍が伸線工程に必
要となる。その後熱処理（６００〜７００℃）によっ
て、Ｃｕ−Ｓｎ合金製線状母材１とＮｂ線２の界面にＮ
ｂ3 Ｓｎを生成させてＮｂ3 Ｓｎ超電導線材とする。
【０００５】以上が単芯型超電導線材の場合であるが、
多芯型超電導線材の場合は図２に示す様に複数のＮｂ線
２をＣｕ−Ｓｎ合金のビレットケース１ａ製（線状母
材）に埋設して１次多芯ビレット８を構成し、これを複
数本円筒状に束ねて線材群１０とし、図３に示す様に、
ＣｕやＣｕ−Ｓｎ合金からなる円筒状の外層ケース９
（最外層）に挿入し、単芯型の場合と同様の方法で伸線
して、最終形状において３０００〜１００００本のＮｂ
線２が含まれた２次多芯ビレット１１（複合ビレット）
を構成する。また上記の様な単芯型超電導線材を、多数
本束ねて線材群１０とし、これを前記外層ケース９に挿
入し、以下上記と同様にして２次多芯ビレット１１（複
合ビレット）を構成する場合もある。
多芯型超電導線材の場合は図２に示す様に複数のＮｂ線
２をＣｕ−Ｓｎ合金のビレットケース１ａ製（線状母
材）に埋設して１次多芯ビレット８を構成し、これを複
数本円筒状に束ねて線材群１０とし、図３に示す様に、
ＣｕやＣｕ−Ｓｎ合金からなる円筒状の外層ケース９
（最外層）に挿入し、単芯型の場合と同様の方法で伸線
して、最終形状において３０００〜１００００本のＮｂ
線２が含まれた２次多芯ビレット１１（複合ビレット）
を構成する。また上記の様な単芯型超電導線材を、多数
本束ねて線材群１０とし、これを前記外層ケース９に挿
入し、以下上記と同様にして２次多芯ビレット１１（複
合ビレット）を構成する場合もある。
【０００６】２次多芯ビレット１１では、前記図３に示
した様に、その中央部に安定化材となる線・棒状の無酸
素銅７（安定化銅）が組み込まれており、前記１次多芯
ビレット８の線材群１０と無酸素銅７の間には、Ｃｕ−
Ｓｎ合金からなる筒状の内部層５、およびＮｂ3 Ｓｎ生
成のための拡散熱処理時にＳｎの拡散バリア層６となる
円筒状のＮｂ層またはＴａ層が形成されている。
した様に、その中央部に安定化材となる線・棒状の無酸
素銅７（安定化銅）が組み込まれており、前記１次多芯
ビレット８の線材群１０と無酸素銅７の間には、Ｃｕ−
Ｓｎ合金からなる筒状の内部層５、およびＮｂ3 Ｓｎ生
成のための拡散熱処理時にＳｎの拡散バリア層６となる
円筒状のＮｂ層またはＴａ層が形成されている。
【０００７】尚、前記図３では、中央部に安定化材とな
る線・棒状の無酸素銅７（安定化銅）が組み込まれた構
成を示したけれども、安定化銅の構成は前記図４に示し
たものにかぎらず、例えば図４に示す様に、中央部に無
酸素銅７を組み込まずに外層ケース９を無酸素銅製と
し、この外層ケース９に安定化銅としての機能を発揮さ
せる様な２次多芯ビレット１１の構成を採用する場合も
ある。この場合には、外層ケース９と線材群１０の間に
拡散バリア層６ａが形成される。
る線・棒状の無酸素銅７（安定化銅）が組み込まれた構
成を示したけれども、安定化銅の構成は前記図４に示し
たものにかぎらず、例えば図４に示す様に、中央部に無
酸素銅７を組み込まずに外層ケース９を無酸素銅製と
し、この外層ケース９に安定化銅としての機能を発揮さ
せる様な２次多芯ビレット１１の構成を採用する場合も
ある。この場合には、外層ケース９と線材群１０の間に
拡散バリア層６ａが形成される。
【０００８】図３または図４のいずれの構成を採用する
にしても、拡散バリア層６，６ａは前記無酸素銅７また
は無酸素銅製外層ケース９がＳｎによって汚染されるこ
とを防ぐ作用を発揮する。図３または図４に示された２
次多芯ビレット１１は、最終的に、熱処理によってＣｕ
−Ｓｎ合金製線状母材１ａとＮｂ線２の界面からＮｂ 3
Ｓｎを生成させ、Ｎｂ線２をＮｂ3 Ｓｎ化して多芯型Ｎ
ｂ3 Ｓｎ超電導線材とする。
にしても、拡散バリア層６，６ａは前記無酸素銅７また
は無酸素銅製外層ケース９がＳｎによって汚染されるこ
とを防ぐ作用を発揮する。図３または図４に示された２
次多芯ビレット１１は、最終的に、熱処理によってＣｕ
−Ｓｎ合金製線状母材１ａとＮｂ線２の界面からＮｂ 3
Ｓｎを生成させ、Ｎｂ線２をＮｂ3 Ｓｎ化して多芯型Ｎ
ｂ3 Ｓｎ超電導線材とする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記の様な多芯型Ｎｂ
3 Ｓｎ超電導線材は、脆弱な金属間化合物であるＮｂ3
Ｓｎが超電導電流を担っているので、歪みによる超電導
特性の劣化が著しくなる。一方、超電導マグネットで磁
場を発生させる場合、超電導マグネットを構成する超電
導線材にはフープ力と呼ばれる外向きの電磁力が働く。
特に、ソレノイドコイルで構成された超電導マグネット
では、局所磁場、マグネットの電流密度およびマグネッ
ト中心からの半径の積によって局所的な電磁力が決定さ
れる。従って、超電導マグネットに働く電磁力は、マグ
ネットが高電磁場化すればするほど大きくなるし、コン
パクト化の為に電流密度を増加させても大きくなる。ま
たマグネットの磁場発生空間を大きくしても、前記電磁
力は大きくなる。前記Ｎｂ線２の全体を全てＮｂ3 Ｓｎ
化させた場合には、このＮｂ3 Ｓｎが金属間化合物で脆
いため、ときには前記フープ力によりＮｂ3 Ｓｎに割れ
が発生し、線材ひいてはマグネットの特性を大きく劣化
させることがある。
3 Ｓｎ超電導線材は、脆弱な金属間化合物であるＮｂ3
Ｓｎが超電導電流を担っているので、歪みによる超電導
特性の劣化が著しくなる。一方、超電導マグネットで磁
場を発生させる場合、超電導マグネットを構成する超電
導線材にはフープ力と呼ばれる外向きの電磁力が働く。
特に、ソレノイドコイルで構成された超電導マグネット
では、局所磁場、マグネットの電流密度およびマグネッ
ト中心からの半径の積によって局所的な電磁力が決定さ
れる。従って、超電導マグネットに働く電磁力は、マグ
ネットが高電磁場化すればするほど大きくなるし、コン
パクト化の為に電流密度を増加させても大きくなる。ま
たマグネットの磁場発生空間を大きくしても、前記電磁
力は大きくなる。前記Ｎｂ線２の全体を全てＮｂ3 Ｓｎ
化させた場合には、このＮｂ3 Ｓｎが金属間化合物で脆
いため、ときには前記フープ力によりＮｂ3 Ｓｎに割れ
が発生し、線材ひいてはマグネットの特性を大きく劣化
させることがある。
【００１０】こうしたことから、超電導マグネットの高
強度化は、該マグネットの高性能化に常につきまとう課
題であり、現在実用に供せられる超電導マグネットに
は、０．２％耐力で２００ＭＰａ以上の強度が要求され
ている。こうした観点からして、高性能な超電導マグネ
ットに使用されるＮｂ3 Ｓｎ超電導線材にも、上記に様
な強度要求を満足するものでなければならない。
強度化は、該マグネットの高性能化に常につきまとう課
題であり、現在実用に供せられる超電導マグネットに
は、０．２％耐力で２００ＭＰａ以上の強度が要求され
ている。こうした観点からして、高性能な超電導マグネ
ットに使用されるＮｂ3 Ｓｎ超電導線材にも、上記に様
な強度要求を満足するものでなければならない。
【００１１】Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材の高強度化を図る為
の一つの手法として、Ｎｂ線２の全てを完全にＮｂ3 Ｓ
ｎ化させずに、Ｎｂ線２の中央部に延性で強度の高いＮ
ｂ芯を残留させ、周囲のみＮｂ3 Ｓｎ化させる手法があ
る。しかしながら、この様にして得られるＮｂ3 Ｓｎ超
電導線材は、０．２％耐力で２００ＭＰａを超える様な
十分な強度を発揮するに至っていない。また残留Ｎｂ芯
の線材断面内での残留の仕方が不均一となり易く、電磁
力等の外力によって生じる歪みのために、臨界電流Ｊｃ
やｎ値等の劣化を招くという欠点もある。
の一つの手法として、Ｎｂ線２の全てを完全にＮｂ3 Ｓ
ｎ化させずに、Ｎｂ線２の中央部に延性で強度の高いＮ
ｂ芯を残留させ、周囲のみＮｂ3 Ｓｎ化させる手法があ
る。しかしながら、この様にして得られるＮｂ3 Ｓｎ超
電導線材は、０．２％耐力で２００ＭＰａを超える様な
十分な強度を発揮するに至っていない。また残留Ｎｂ芯
の線材断面内での残留の仕方が不均一となり易く、電磁
力等の外力によって生じる歪みのために、臨界電流Ｊｃ
やｎ値等の劣化を招くという欠点もある。
【００１２】尚本発明者らは、残留Ｎｂ芯の残留の仕方
が不均一となり易いという課題を解決する技術として、
特願平５−１０９５９４号，同６−２７６７９７号，同
６−２７８１４７号等の技術を既に提案している。
が不均一となり易いという課題を解決する技術として、
特願平５−１０９５９４号，同６−２７６７９７号，同
６−２７８１４７号等の技術を既に提案している。
【００１３】一方、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材の高強化に取
り組んだ技術としては、例えば特開平３−１７１５１４
号には、強度メンバーとしてのＴａ基合金をＮｂ3 Ｓｎ
線材中に配設することも提案されているが、Ｔａ基合金
は加工性の点で問題があり、伸線加工時等に断線が発生
し易く、この様な線材を工業的規模で製造することは極
めて困難である。
り組んだ技術としては、例えば特開平３−１７１５１４
号には、強度メンバーとしてのＴａ基合金をＮｂ3 Ｓｎ
線材中に配設することも提案されているが、Ｔａ基合金
は加工性の点で問題があり、伸線加工時等に断線が発生
し易く、この様な線材を工業的規模で製造することは極
めて困難である。
【００１４】本発明は、上記の様な従来のＮｂ3 Ｓｎ超
電導線材の有する技術的課題を解決する為になされたも
のであって、その目的は、安定した高磁場臨界電流特性
を備えているのは勿論のこと、超電導マグネットに要求
される十分な強度を有し、且つ加工性の点でも良好で、
工業的規模で製造することができる様なＮｂ3 Ｓｎ超電
導線材を提供することにある。
電導線材の有する技術的課題を解決する為になされたも
のであって、その目的は、安定した高磁場臨界電流特性
を備えているのは勿論のこと、超電導マグネットに要求
される十分な強度を有し、且つ加工性の点でも良好で、
工業的規模で製造することができる様なＮｂ3 Ｓｎ超電
導線材を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明とは、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材群、安定化銅部、およ
び拡散バリア層を含んでなるＮｂ3 Ｓｎ超電導線材にお
いて、（１）Ｎｂ基合金（但し、Ｃｕ−Ｎｂ系合金を除
く）、（２）Ｖ基合金（但し、Ｃｕ−Ｖ系合金を除
く）、（３）Ｎｂの含有量が１５〜７０重量％であるＣ
ｕ−Ｎｂ系合金、および（４）Ｖの含有量が１５〜７０
重量％であるＣｕ−Ｖ系合金よりなる群から選択される
１種以上の合金が、体積率で１０〜３５％含む様に構成
されたものである点に要旨を有するＮｂ3 Ｓｎ超電導線
材である。
発明とは、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材群、安定化銅部、およ
び拡散バリア層を含んでなるＮｂ3 Ｓｎ超電導線材にお
いて、（１）Ｎｂ基合金（但し、Ｃｕ−Ｎｂ系合金を除
く）、（２）Ｖ基合金（但し、Ｃｕ−Ｖ系合金を除
く）、（３）Ｎｂの含有量が１５〜７０重量％であるＣ
ｕ−Ｎｂ系合金、および（４）Ｖの含有量が１５〜７０
重量％であるＣｕ−Ｖ系合金よりなる群から選択される
１種以上の合金が、体積率で１０〜３５％含む様に構成
されたものである点に要旨を有するＮｂ3 Ｓｎ超電導線
材である。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明者らは、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導
線材において、優れた加工性と高強度化を実現させるべ
く、様々な角度から検討した。その結果、上記（１）〜
（４）から選ばれる１種以上の合金が、体積率で１０〜
３５％含む様に構成すれば、上記目的が見事に達成され
ることを見出し、本発明を完成した。
線材において、優れた加工性と高強度化を実現させるべ
く、様々な角度から検討した。その結果、上記（１）〜
（４）から選ばれる１種以上の合金が、体積率で１０〜
３５％含む様に構成すれば、上記目的が見事に達成され
ることを見出し、本発明を完成した。
【００１７】本発明のＮｂ3 Ｓｎ超電導線材において
は、上記の如く、上記（１）〜（４）から選ばれる１種
以上の合金の体積率が１０〜３５％とする必要がある
が、これは下記の理由による。即ち、体積率が１０％未
満の場合には、線材の強度が不十分であり、３５％を超
えると線材の加工性に著しい悪影響を及ぼし、伸線加工
中に断線が生じ易くなる。また本発明における体積率と
は、線材断面における面積率と同義である。
は、上記の如く、上記（１）〜（４）から選ばれる１種
以上の合金の体積率が１０〜３５％とする必要がある
が、これは下記の理由による。即ち、体積率が１０％未
満の場合には、線材の強度が不十分であり、３５％を超
えると線材の加工性に著しい悪影響を及ぼし、伸線加工
中に断線が生じ易くなる。また本発明における体積率と
は、線材断面における面積率と同義である。
【００１８】本発明で用いる（１）Ｎｂ基合金および
（２）Ｖ基合金としては、夫々純Ｎｂおよび純Ｖが挙げ
られ、これらを使用することによって本発明の目的が達
成されるが、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒ等の成分を含むものであ
っても良い。但し、これらの成分を含む場合は、線材の
良好な加工性を確保するという観点から３％程度にまで
抑えるべきである。また上記Ｎｂ基合金やＶ基合金にＣ
ｕを添加したものは、下記に示す様にその性質が全く異
なるものとなるので、本発明におけるＮｂ基合金やＶ基
合金は、Ｃｕを含むＣｕ−Ｎｂ系合金やＣｕ−Ｖ系合金
は含まない。
（２）Ｖ基合金としては、夫々純Ｎｂおよび純Ｖが挙げ
られ、これらを使用することによって本発明の目的が達
成されるが、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒ等の成分を含むものであ
っても良い。但し、これらの成分を含む場合は、線材の
良好な加工性を確保するという観点から３％程度にまで
抑えるべきである。また上記Ｎｂ基合金やＶ基合金にＣ
ｕを添加したものは、下記に示す様にその性質が全く異
なるものとなるので、本発明におけるＮｂ基合金やＶ基
合金は、Ｃｕを含むＣｕ−Ｎｂ系合金やＣｕ−Ｖ系合金
は含まない。
【００１９】本発明では、（３）Ｃｕ−Ｎｂ系合金や
（４）Ｃｕ−Ｖ系合金も使用することができるが、これ
らの合金中のＮｂやＶの含有量は１５〜７０重量％とす
る必要がある。即ち、これらの含有量が１５重量％未満
であると線材の強度が改善されず、７０重量％を超える
と線材の加工性が悪くなり、伸線加工中に断線が生じ易
くなる。
（４）Ｃｕ−Ｖ系合金も使用することができるが、これ
らの合金中のＮｂやＶの含有量は１５〜７０重量％とす
る必要がある。即ち、これらの含有量が１５重量％未満
であると線材の強度が改善されず、７０重量％を超える
と線材の加工性が悪くなり、伸線加工中に断線が生じ易
くなる。
【００２０】図５は本発明のＮｂ3 Ｓｎ超電導線材の一
構成例の断面を示す図であり、その基本的な構成は前記
図４に示した構成に類似し、対応する部分には同一の参
照符号が付してある。即ち、図５に示したＮｂ3 Ｓｎ超
電導線材では、中央部に無酸素銅７を組み込まずに、外
層ケース９が安定化銅の機能を発揮するものであり、従
って外層ケース９の内側に拡散バリア層６ａが形成され
たものである。
構成例の断面を示す図であり、その基本的な構成は前記
図４に示した構成に類似し、対応する部分には同一の参
照符号が付してある。即ち、図５に示したＮｂ3 Ｓｎ超
電導線材では、中央部に無酸素銅７を組み込まずに、外
層ケース９が安定化銅の機能を発揮するものであり、従
って外層ケース９の内側に拡散バリア層６ａが形成され
たものである。
【００２１】図５に示した構成においては、線材の中央
部と前記（１），（２）のいずれかの合金からなる補強
部材１５が設けられている。尚補強部材１５として前記
（３），（４）のいずれかの合金を用いる場合、補強部
材１５の周囲に拡散バリア層６を設ける必要がある。何
故ならば、Ｃｕ−Ｓｎ合金のＳｎがＣｕ−Ｎｂ系合金や
Ｃｕ−Ｖ系合金に拡散し、Ｓｎ量が減少してしまうた
め、超電導相であるＮｂ 3 Ｓｎ量が減少してしまう。拡
散バリア層６ａ（または６）は前述の如く、ＮｂやＴａ
から構成されるのが一般的であるが、Ｔａを用いると、
補強部材１５との複合加工がより困難となるためＴａの
使用は望ましくない。
部と前記（１），（２）のいずれかの合金からなる補強
部材１５が設けられている。尚補強部材１５として前記
（３），（４）のいずれかの合金を用いる場合、補強部
材１５の周囲に拡散バリア層６を設ける必要がある。何
故ならば、Ｃｕ−Ｓｎ合金のＳｎがＣｕ−Ｎｂ系合金や
Ｃｕ−Ｖ系合金に拡散し、Ｓｎ量が減少してしまうた
め、超電導相であるＮｂ 3 Ｓｎ量が減少してしまう。拡
散バリア層６ａ（または６）は前述の如く、ＮｂやＴａ
から構成されるのが一般的であるが、Ｔａを用いると、
補強部材１５との複合加工がより困難となるためＴａの
使用は望ましくない。
【００２２】一方、拡散バリア層６ａをＮｂまたはＶ製
とした場合には、拡散バリア層６の体積率も、本発明で
規定する体積率に含める必要がある。従って、この場合
には、補強部材１５と拡散バリア層６ａとの合計の体積
率が１５〜３５％となる様に構成される。
とした場合には、拡散バリア層６の体積率も、本発明で
規定する体積率に含める必要がある。従って、この場合
には、補強部材１５と拡散バリア層６ａとの合計の体積
率が１５〜３５％となる様に構成される。
【００２３】また本発明で規定する前記（１）〜（４）
の合金のうち、純Ｖも拡散バリア層６ａの素材となり得
るものであるので、Ｎｂの代わりにＶで拡散バリア層６
ａを形成した場合も、該拡散バリア層６ａが占める体積
率も本発明で規定する体積率のうちに含める必要があ
る。
の合金のうち、純Ｖも拡散バリア層６ａの素材となり得
るものであるので、Ｎｂの代わりにＶで拡散バリア層６
ａを形成した場合も、該拡散バリア層６ａが占める体積
率も本発明で規定する体積率のうちに含める必要があ
る。
【００２４】ところで拡散バリア層６ａ（または６）
は、線材中に示す体積率が５％程度までに形成されるの
が通常であるが、上記趣旨からすれば、次の様な構成を
採用しても本発明の目的を達成することができる。即
ち、前記図４に示した構成において、本発明で規定する
（１）〜（４）の合金のうち、拡散バリア層６ａの素材
として使用できるＮｂやＶを使用し、且つ拡散バリア層
６ａの厚みを大きくして、その体積率が１０〜３５％と
なる様にしても良い。また前記図５に示した補強部材１
５は、線材の中央部に限らず例えば図６に示す様に、Ｃ
ｕ製外層ケース９と拡散バリア層６ａの間に形成する様
にしても良い。
は、線材中に示す体積率が５％程度までに形成されるの
が通常であるが、上記趣旨からすれば、次の様な構成を
採用しても本発明の目的を達成することができる。即
ち、前記図４に示した構成において、本発明で規定する
（１）〜（４）の合金のうち、拡散バリア層６ａの素材
として使用できるＮｂやＶを使用し、且つ拡散バリア層
６ａの厚みを大きくして、その体積率が１０〜３５％と
なる様にしても良い。また前記図５に示した補強部材１
５は、線材の中央部に限らず例えば図６に示す様に、Ｃ
ｕ製外層ケース９と拡散バリア層６ａの間に形成する様
にしても良い。
【００２５】こうした観点からして、図７に示す様な構
成も本発明の実施の形態として挙げられる。即ち、この
構成は、基本的には前記図３と図４を組合せたものであ
り、無酸素銅７と内層５の間、および線材群１０とＣｕ
製外層ケース９の間に、拡散バリア層６，６ａを形成す
ると共に、これら拡散バリア層６，６ａをＮｂやＶで構
成する。そして拡散バリア層６，６ａの全体積率が本発
明で規定する範囲内（１０〜３５％）とすることによっ
て、本発明の目的が達成される。
成も本発明の実施の形態として挙げられる。即ち、この
構成は、基本的には前記図３と図４を組合せたものであ
り、無酸素銅７と内層５の間、および線材群１０とＣｕ
製外層ケース９の間に、拡散バリア層６，６ａを形成す
ると共に、これら拡散バリア層６，６ａをＮｂやＶで構
成する。そして拡散バリア層６，６ａの全体積率が本発
明で規定する範囲内（１０〜３５％）とすることによっ
て、本発明の目的が達成される。
【００２６】また本発明によれば、上記各種の構成を採
用することによって、強度と加工性を兼ね備えたＮｂ3
Ｓｎ超電導線材が実現できる。従って本発明によれば、
Ｎｂ芯を残留せずともＮｂを全てＮｂ3 Ｓｎ化させれば
良い。
用することによって、強度と加工性を兼ね備えたＮｂ3
Ｓｎ超電導線材が実現できる。従って本発明によれば、
Ｎｂ芯を残留せずともＮｂを全てＮｂ3 Ｓｎ化させれば
良い。
【００２７】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。
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。
【００２８】
【実施例】下記の手順によって、前記図５に示す断面形
状のＮｂ3 Ｓｎ超電導線材を作成した。まず対辺長さが
１．８ｍｍの六角断面に加工した単芯線を作成した。こ
のとき、Ｃｕ−Ｓｎ合金製線状母材１とＮｂ線２の体積
比が２．５となる様にした。
状のＮｂ3 Ｓｎ超電導線材を作成した。まず対辺長さが
１．８ｍｍの六角断面に加工した単芯線を作成した。こ
のとき、Ｃｕ−Ｓｎ合金製線状母材１とＮｂ線２の体積
比が２．５となる様にした。
【００２９】次に、上記単芯線を複数束ねて線材群１０
とし、これを図５に示した様に、外径：６５ｍｍ、内
径：５８ｍｍの銅パイプ（外層ケース９）に挿入し、更
に体積率で５％の拡散バリア層６ａをＮｂで形成した。
そして補強部材１５として、様々な合金（または金属）
を用い、その体積率を変化させて、複合ビレット１１を
構成した。このとき、補強部材１５を用いないもの、補
強部材１５としてＴａを体積率で１０％，２０％で配置
したものについても比較例として作成した。
とし、これを図５に示した様に、外径：６５ｍｍ、内
径：５８ｍｍの銅パイプ（外層ケース９）に挿入し、更
に体積率で５％の拡散バリア層６ａをＮｂで形成した。
そして補強部材１５として、様々な合金（または金属）
を用い、その体積率を変化させて、複合ビレット１１を
構成した。このとき、補強部材１５を用いないもの、補
強部材１５としてＴａを体積率で１０％，２０％で配置
したものについても比較例として作成した。
【００３０】そしてすべての複合ビレットを６００℃で
熱間静水圧押出しを行なって、外径：２０ｍｍとし、そ
の後加工率５０％毎に６００℃１時間の中間焼鈍を行い
ながら、外径：０．７ｍｍまで伸線加工した。
熱間静水圧押出しを行なって、外径：２０ｍｍとし、そ
の後加工率５０％毎に６００℃１時間の中間焼鈍を行い
ながら、外径：０．７ｍｍまで伸線加工した。
【００３１】得られた線材を、各３０ｃｍ切り出し、コ
イル形状及び真空中で６５０℃で１００時間のＮｂ3 Ｓ
ｎ生成熱処理を施し、液体ヘリウム中で１２Ｔでの臨界
電流Ｉｃとｎ値（超電導状態から常電導状態への転移の
鋭さを示す値）を測定した。また４．２Ｋでの０．２％
耐力を引張試験で評価した。これらの結果を、補強部材
１５の種類、体積率（補強部材１５と拡散バリア層の和
の体積率）と共に表１に示す。尚表１においては、各試
料でＮｂ3 Ｓｎ超電導部（線材群１０）の量が異なるの
で、臨界電流Ｉｃを直接比較せずに、単芯線の体積割合
により臨界電流密度Ｊｃを測定し、このＪｃによって比
較した。
イル形状及び真空中で６５０℃で１００時間のＮｂ3 Ｓ
ｎ生成熱処理を施し、液体ヘリウム中で１２Ｔでの臨界
電流Ｉｃとｎ値（超電導状態から常電導状態への転移の
鋭さを示す値）を測定した。また４．２Ｋでの０．２％
耐力を引張試験で評価した。これらの結果を、補強部材
１５の種類、体積率（補強部材１５と拡散バリア層の和
の体積率）と共に表１に示す。尚表１においては、各試
料でＮｂ3 Ｓｎ超電導部（線材群１０）の量が異なるの
で、臨界電流Ｉｃを直接比較せずに、単芯線の体積割合
により臨界電流密度Ｊｃを測定し、このＪｃによって比
較した。
【００３２】
【表１】
【００３３】表１から明らかな様に、本発明で規定する
要件を満足する実施例のものは、加工性および強度にお
いて優れていることがわかる。またＪｃやｎ値等の超電
導特性においても良好である。
要件を満足する実施例のものは、加工性および強度にお
いて優れていることがわかる。またＪｃやｎ値等の超電
導特性においても良好である。
【００３４】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、安
定した高磁場臨界電流特性を備え、しかも超電導マグネ
ットに要求される十分な強度を有し、且つ加工性の点で
も良好で工業的規模で製造することができるＮｂ3 Ｓｎ
超電導線材が実現できた。
定した高磁場臨界電流特性を備え、しかも超電導マグネ
ットに要求される十分な強度を有し、且つ加工性の点で
も良好で工業的規模で製造することができるＮｂ3 Ｓｎ
超電導線材が実現できた。
【図１】ブロンズ法による単芯型複合ビレットの断面を
示す図である。
示す図である。
【図２】ブロンズ法による１次多芯ビレット８の断面を
示す図である。
示す図である。
【図３】ブロンズ法による２次多芯ビレット１１の断面
を示す図である。
を示す図である。
【図４】ブロンブ法による２次多芯ビレット１１の他の
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図５】本発明のＮｂ3 Ｓｎ超電導線材の一構成例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図６】本発明のＮｂ3 Ｓｎ超電導線材の他の構成例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図７】本発明のＮｂ3 Ｓｎ超電導線材の更に他の構成
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
１ ビレットケース（Ｃｕ−Ｓｎ合金性線状母材） ２ Ｎｂ線 ３ 混合ビレット（単芯型複合ビレット） ５ 内部層 ６，６ａ 拡散バリア層 ７ 無酸素銅（安定化銅） ８ １次多芯ビレット ９ 外層ケース（最外層） １０ 線材群 １１ ２次多芯ビレット（複合ビレット） １５ 補強部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 康彦 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
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材群、安定化銅部、
および拡散バリア層を含んでなるＮｂ3 Ｓｎ超電導線材
において、（１）Ｎｂ基合金（但し、Ｃｕ−Ｎｂ系合金
を除く）、（２）Ｖ基合金（但し、Ｃｕ−Ｖ系合金を除
く）、（３）Ｎｂの含有量が１５〜７０重量％であるＣ
ｕ−Ｎｂ系合金、および（４）Ｖの含有量が１５〜７０
重量％であるＣｕ−Ｖ系合金よりなる群から選択される
１種以上の合金が、体積率で１０〜３５％含む様に構成
されたものであることを特徴とする強度および加工性に
優れたＮｂ3 Ｓｎ超電導線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7237100A JPH0982149A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 強度および加工性に優れたＮｂ▲３▼Ｓｎ超電導線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7237100A JPH0982149A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 強度および加工性に優れたＮｂ▲３▼Ｓｎ超電導線材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0982149A true JPH0982149A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=17010423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7237100A Withdrawn JPH0982149A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 強度および加工性に優れたＮｂ▲３▼Ｓｎ超電導線材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0982149A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008083065A (ja) * | 2007-12-04 | 2008-04-10 | Hitachi Ltd | 二ホウ化マグネシウムを用いたｎｍｒ装置用プローブ |
| JP2011192639A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-29 | Kobe Steel Ltd | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材製造用前駆体およびＮｂ３Ｓｎ超電導線材 |
| WO2013031830A1 (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 | Ｎｂ3Ｓｎ超電導線材製造用前駆体およびＮｂ3Ｓｎ超電導線材 |
| WO2023189275A1 (ja) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 古河電気工業株式会社 | 化合物超電導前駆体素線、化合物超電導前駆体撚線および化合物超電導撚線 |
-
1995
- 1995-09-14 JP JP7237100A patent/JPH0982149A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008083065A (ja) * | 2007-12-04 | 2008-04-10 | Hitachi Ltd | 二ホウ化マグネシウムを用いたｎｍｒ装置用プローブ |
| JP2011192639A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-29 | Kobe Steel Ltd | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材製造用前駆体およびＮｂ３Ｓｎ超電導線材 |
| WO2013031830A1 (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 | Ｎｂ3Ｓｎ超電導線材製造用前駆体およびＮｂ3Ｓｎ超電導線材 |
| WO2023189275A1 (ja) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 古河電気工業株式会社 | 化合物超電導前駆体素線、化合物超電導前駆体撚線および化合物超電導撚線 |
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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: 20021203 |