JPH10144163A - Ｎｂ３Ａｌ系化合物超電導線材及びその製造方法 - Google Patents
Ｎｂ３Ａｌ系化合物超電導線材及びその製造方法Info
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- JPH10144163A JPH10144163A JP8303037A JP30303796A JPH10144163A JP H10144163 A JPH10144163 A JP H10144163A JP 8303037 A JP8303037 A JP 8303037A JP 30303796 A JP30303796 A JP 30303796A JP H10144163 A JPH10144163 A JP H10144163A
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- 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
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 化学量論に近いＮｂ3 Ａｌの生成効率が高
く、高磁界における臨界電流密度が高いＮｂ3 Ａｌ系化
合物超電導線材を提供するものである。 【解決手段】 純ＮｂまたはＮｂ基合金１と純Ａｌまた
はＡｌ基合金２からなるフィラメント状のＮｂ／Ａｌ複
合体３を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合体３とマトリック
スであるＮｂまたはＮｂ合金４の体積比（Ｎｂ／（Ｎｂ
／Ａｌ））が０．０２〜１．０となるようにＮｂ／Ａｌ
複合単芯線７を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合単芯線７に
自己通電加熱により１，５００〜２，０００℃の高温で
短時間に急速加熱を施した後、急速冷却してＮｂ−Ａｌ
過飽和固溶体を形成し、そのＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体に
６５０〜１，０５０℃の２次熱処理（時効熱処理）を施
すものである。
く、高磁界における臨界電流密度が高いＮｂ3 Ａｌ系化
合物超電導線材を提供するものである。 【解決手段】 純ＮｂまたはＮｂ基合金１と純Ａｌまた
はＡｌ基合金２からなるフィラメント状のＮｂ／Ａｌ複
合体３を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合体３とマトリック
スであるＮｂまたはＮｂ合金４の体積比（Ｎｂ／（Ｎｂ
／Ａｌ））が０．０２〜１．０となるようにＮｂ／Ａｌ
複合単芯線７を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合単芯線７に
自己通電加熱により１，５００〜２，０００℃の高温で
短時間に急速加熱を施した後、急速冷却してＮｂ−Ａｌ
過飽和固溶体を形成し、そのＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体に
６５０〜１，０５０℃の２次熱処理（時効熱処理）を施
すものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｎｂ3 Ａｌ系化合
物超電導線材及びその製造方法に係り、特に、２０Ｔ以
上の高磁界下での使用が可能なＮｂ3 Ａｌ系化合物超電
導線材及びその製造方法に関するものである。
物超電導線材及びその製造方法に係り、特に、２０Ｔ以
上の高磁界下での使用が可能なＮｂ3 Ａｌ系化合物超電
導線材及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｎｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材は、Ｎｂ
3 ＳｎおよびＮｂＴｉと比較して、高磁界における臨界
電流密度特性や耐歪み特性が良好である。特に、Ｎｂ3
Ａｌ系化合物超電導線材は高磁界特性に優れているた
め、物性研究用ＮＭＲ（核磁気共振）マグネットなどの
超電導材料として期待されている。
3 ＳｎおよびＮｂＴｉと比較して、高磁界における臨界
電流密度特性や耐歪み特性が良好である。特に、Ｎｂ3
Ａｌ系化合物超電導線材は高磁界特性に優れているた
め、物性研究用ＮＭＲ（核磁気共振）マグネットなどの
超電導材料として期待されている。
【０００３】Ｎｂ−Ａｌ平衡状態図（図示せず）から明
らかなように、Ｎｂ3 Ａｌは１，５００℃以上の高温で
反応が促進され、それ以下の温度では化学量論組成から
のずれが大きくなるため、臨界温度および上部臨界磁場
が低下する。
らかなように、Ｎｂ3 Ａｌは１，５００℃以上の高温で
反応が促進され、それ以下の温度では化学量論組成から
のずれが大きくなるため、臨界温度および上部臨界磁場
が低下する。
【０００４】以上のような特徴を有するＮｂ3 Ａｌの製
造方法として、次の２つの方法が挙げられる。
造方法として、次の２つの方法が挙げられる。
【０００５】 Ｎｂ／Ａｌ部を１，５００℃以上まで
加熱し、その後すぐに急冷することでＮｂ3 Ａｌ相を析
出させる析出法 ＮｂおよびＡｌを数十〜数百μｍオーダーまで微細
化し、析出法と比べて比較的低温である６００〜１，０
５０℃でＮｂ3 Ａｌを拡散反応させる析出法ここで、２
０Ｔ以上の高磁界中での使用を考えた場合、上部臨界磁
場の高いＮｂ3 Ａｌが必要となり、前述したの拡散法
で作製したＮｂ3 Ａｌは、化学量論からのずれが大きく
なり、その結果として上部臨界磁場が低くなるため、２
０Ｔ以上の高磁界下での実用的な使用は困難である。こ
のような理由により、化学量論に近く、かつ、上部臨界
磁場の高いＮｂ3 Ａｌは、の析出法による生成が望ま
れる。
加熱し、その後すぐに急冷することでＮｂ3 Ａｌ相を析
出させる析出法 ＮｂおよびＡｌを数十〜数百μｍオーダーまで微細
化し、析出法と比べて比較的低温である６００〜１，０
５０℃でＮｂ3 Ａｌを拡散反応させる析出法ここで、２
０Ｔ以上の高磁界中での使用を考えた場合、上部臨界磁
場の高いＮｂ3 Ａｌが必要となり、前述したの拡散法
で作製したＮｂ3 Ａｌは、化学量論からのずれが大きく
なり、その結果として上部臨界磁場が低くなるため、２
０Ｔ以上の高磁界下での実用的な使用は困難である。こ
のような理由により、化学量論に近く、かつ、上部臨界
磁場の高いＮｂ3 Ａｌは、の析出法による生成が望ま
れる。
【０００６】の析出法によるＮｂ3 Ａｌ系化合物超電
導線材の製造方法として、例えば、Ｎｂ／Ａｌ複合線材
（Ｎｂ／Ａｌ複合単芯線）を自己通電加熱によって短時
間で１，５００〜２，０００℃の高温に加熱し、その後
すぐに急冷（以後、自己通電加熱処理と呼ぶ）すること
で、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体を形成し、このＮｂ−Ａｌ
過飽和固溶体に２次熱処理（時効熱処理）を施すことで
Ｎｂ3 Ａｌ相を析出させる方法が考案されている。通電
加熱処理後のＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体には延性があり、
コイルなどの形成はこの段階で行うことができる。
導線材の製造方法として、例えば、Ｎｂ／Ａｌ複合線材
（Ｎｂ／Ａｌ複合単芯線）を自己通電加熱によって短時
間で１，５００〜２，０００℃の高温に加熱し、その後
すぐに急冷（以後、自己通電加熱処理と呼ぶ）すること
で、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体を形成し、このＮｂ−Ａｌ
過飽和固溶体に２次熱処理（時効熱処理）を施すことで
Ｎｂ3 Ａｌ相を析出させる方法が考案されている。通電
加熱処理後のＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体には延性があり、
コイルなどの形成はこの段階で行うことができる。
【０００７】Ｎｂ3 Ａｌの生成効率は、急熱急冷処理で
ある自己通電加熱処理における発熱の均一性に依存して
いる。そこで、Ｎｂ3 Ａｌの生成効率を向上するために
は、Ｎｂ／Ａｌ複合線材全体に亘って均一なＮｂ−Ａｌ
過飽和固溶体を生成させると共に、Ｎｂ／Ａｌ複合線材
におけるＮｂ／Ａｌ部を均一に発熱させる必要がある。
ある自己通電加熱処理における発熱の均一性に依存して
いる。そこで、Ｎｂ3 Ａｌの生成効率を向上するために
は、Ｎｂ／Ａｌ複合線材全体に亘って均一なＮｂ−Ａｌ
過飽和固溶体を生成させると共に、Ｎｂ／Ａｌ複合線材
におけるＮｂ／Ａｌ部を均一に発熱させる必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｎｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材においては、高融点金属
をマトリックスとしてＮｂ／Ａｌ複合線材を作製してい
るが、多数本のＮｂ／Ａｌ複合線材からなる多芯線材の
マトリックス比のみを考慮して作製していた。すなわ
ち、Ｎｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材におけるＮｂ3 Ａｌ
フィラメント間隔（以下、フィラメント間隔と呼ぶ）が
大きいと共に、Ｎｂ3 Ａｌフィラメント間の熱交換が良
好でなかった。
Ｎｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材においては、高融点金属
をマトリックスとしてＮｂ／Ａｌ複合線材を作製してい
るが、多数本のＮｂ／Ａｌ複合線材からなる多芯線材の
マトリックス比のみを考慮して作製していた。すなわ
ち、Ｎｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材におけるＮｂ3 Ａｌ
フィラメント間隔（以下、フィラメント間隔と呼ぶ）が
大きいと共に、Ｎｂ3 Ａｌフィラメント間の熱交換が良
好でなかった。
【０００９】また、主に、電流のルートとなる部分にお
いてＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体が生成されるため、Ｎｂ／
Ａｌ複合線材全体に亘って均一なＮｂ−Ａｌ過飽和固溶
体が生成しづらかった。このため、２次熱処理によるＮ
ｂ3 Ａｌの生成効率が低下し、臨界電流密度が低くなる
という問題を有していた。
いてＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体が生成されるため、Ｎｂ／
Ａｌ複合線材全体に亘って均一なＮｂ−Ａｌ過飽和固溶
体が生成しづらかった。このため、２次熱処理によるＮ
ｂ3 Ａｌの生成効率が低下し、臨界電流密度が低くなる
という問題を有していた。
【００１０】すなわち、従来のＮｂ3 Ａｌ系化合物超電
導線材においても比較的良好な臨界電流密度が得られて
はいたが、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体生成の不均一さのた
め、Ｎｂ3 Ａｌの生成効率が良好でなく、マグネットへ
の応用を考えた時、更なる臨界電流密度の向上が望まれ
ていた。
導線材においても比較的良好な臨界電流密度が得られて
はいたが、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体生成の不均一さのた
め、Ｎｂ3 Ａｌの生成効率が良好でなく、マグネットへ
の応用を考えた時、更なる臨界電流密度の向上が望まれ
ていた。
【００１１】そこで本発明は、上記課題を解決し、化学
量論に近いＮｂ3 Ａｌの生成効率が高く、高磁界におけ
る臨界電流密度が高いＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材及
びその製造方法を提供することにある。
量論に近いＮｂ3 Ａｌの生成効率が高く、高磁界におけ
る臨界電流密度が高いＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材及
びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、純ＮｂまたはＮｂ基合金と純Ａｌ
またはＡｌ基合金からなるフィラメント状のＮｂ／Ａｌ
複合体を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合体とマトリックス
であるＮｂまたはＮｂ合金の体積比（Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａ
ｌ））が０．０２〜１．０となるようにＮｂ／Ａｌ複合
単芯線を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合単芯線に自己通電
加熱により１，５００〜２，０００℃の高温で短時間に
急速加熱を施した後、急速冷却してＮｂ−Ａｌ過飽和固
溶体を形成し、そのＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体に６５０〜
１，０５０℃の２次熱処理（時効熱処理）を施したもの
である。
に請求項１の発明は、純ＮｂまたはＮｂ基合金と純Ａｌ
またはＡｌ基合金からなるフィラメント状のＮｂ／Ａｌ
複合体を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合体とマトリックス
であるＮｂまたはＮｂ合金の体積比（Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａ
ｌ））が０．０２〜１．０となるようにＮｂ／Ａｌ複合
単芯線を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合単芯線に自己通電
加熱により１，５００〜２，０００℃の高温で短時間に
急速加熱を施した後、急速冷却してＮｂ−Ａｌ過飽和固
溶体を形成し、そのＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体に６５０〜
１，０５０℃の２次熱処理（時効熱処理）を施したもの
である。
【００１３】請求項２の発明は、上記Ｎｂ／Ａｌ複合単
芯線が、ジェリーロール法、チューブ法、クラッドチッ
プ押出（ＣＣＥ）法、または粉末法などによって形成し
たＮｂ／Ａｌ複合体の外周に上記ＮｂまたはＮｂ合金を
被覆して形成したものである請求項１記載のＮｂ3 Ａｌ
系化合物超電導線材の製造方法である。
芯線が、ジェリーロール法、チューブ法、クラッドチッ
プ押出（ＣＣＥ）法、または粉末法などによって形成し
たＮｂ／Ａｌ複合体の外周に上記ＮｂまたはＮｂ合金を
被覆して形成したものである請求項１記載のＮｂ3 Ａｌ
系化合物超電導線材の製造方法である。
【００１４】請求項３の発明は、純ＮｂまたはＮｂ基合
金と純ＡｌまたはＡｌ基合金からなるフィラメント状の
Ｎｂ／Ａｌ複合体を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合体とマ
トリックスであるＮｂまたはＮｂ合金の体積比（Ｎｂ／
（Ｎｂ／Ａｌ））が０．０２〜１．０となるようにＮｂ
／Ａｌ複合単芯線を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合単芯線
に自己通電加熱により１，５００〜２，０００℃の高温
で短時間に急速加熱を施した後、急速冷却してＮｂ−Ａ
ｌ過飽和固溶体を形成し、そのＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体
に６５０〜１，０５０℃の２次熱処理（時効熱処理）を
施して形成したものである。
金と純ＡｌまたはＡｌ基合金からなるフィラメント状の
Ｎｂ／Ａｌ複合体を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合体とマ
トリックスであるＮｂまたはＮｂ合金の体積比（Ｎｂ／
（Ｎｂ／Ａｌ））が０．０２〜１．０となるようにＮｂ
／Ａｌ複合単芯線を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合単芯線
に自己通電加熱により１，５００〜２，０００℃の高温
で短時間に急速加熱を施した後、急速冷却してＮｂ−Ａ
ｌ過飽和固溶体を形成し、そのＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体
に６５０〜１，０５０℃の２次熱処理（時効熱処理）を
施して形成したものである。
【００１５】請求項４の発明は、上記純ＮｂまたはＮｂ
基合金と上記純ＡｌまたはＡｌ基合金の体積比（Ｎｂ／
Ａｌ）が２．５〜３．５である請求項３記載のＮｂ3 Ａ
ｌ系化合物超電導線材である。
基合金と上記純ＡｌまたはＡｌ基合金の体積比（Ｎｂ／
Ａｌ）が２．５〜３．５である請求項３記載のＮｂ3 Ａ
ｌ系化合物超電導線材である。
【００１６】上記数値範囲を限定した理由を以下に述べ
る。
る。
【００１７】Ｎｂ／Ａｌ複合体とマトリックスであるＮ
ｂまたはＮｂ合金の体積比（Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ））を
０．０２〜１．０としたのは、Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ）が
０．０２よりも小さいと多芯線とした場合における加工
性が悪化するためであり、Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ）が１．
０よりも大きいとＮｂ3 Ａｌ間の熱交換性が良好でなく
なり、性能向上への寄与度が低下するためである。
ｂまたはＮｂ合金の体積比（Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ））を
０．０２〜１．０としたのは、Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ）が
０．０２よりも小さいと多芯線とした場合における加工
性が悪化するためであり、Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ）が１．
０よりも大きいとＮｂ3 Ａｌ間の熱交換性が良好でなく
なり、性能向上への寄与度が低下するためである。
【００１８】以上の構成によれば、純ＮｂまたはＮｂ基
合金と純ＡｌまたはＡｌ基合金からなるフィラメント状
のＮｂ／Ａｌ複合体を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合体と
マトリックスであるＮｂまたはＮｂ合金の体積比（Ｎｂ
／（Ｎｂ／Ａｌ））が０．０２〜１．０となるようにＮ
ｂ／Ａｌ複合単芯線を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合単芯
線に自己通電加熱により１，５００〜２，０００℃の高
温で短時間に急速加熱を施した後、急速冷却してＮｂ−
Ａｌ過飽和固溶体を形成し、そのＮｂ−Ａｌ過飽和固溶
体に６５０〜１，０５０℃の２次熱処理（時効熱処理）
を施したため、化学量論に近いＮｂ3 Ａｌの生成効率が
高く、高磁界における臨界電流密度が高いＮｂ3 Ａｌ系
化合物超電導線材を得ることができる。
合金と純ＡｌまたはＡｌ基合金からなるフィラメント状
のＮｂ／Ａｌ複合体を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合体と
マトリックスであるＮｂまたはＮｂ合金の体積比（Ｎｂ
／（Ｎｂ／Ａｌ））が０．０２〜１．０となるようにＮ
ｂ／Ａｌ複合単芯線を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合単芯
線に自己通電加熱により１，５００〜２，０００℃の高
温で短時間に急速加熱を施した後、急速冷却してＮｂ−
Ａｌ過飽和固溶体を形成し、そのＮｂ−Ａｌ過飽和固溶
体に６５０〜１，０５０℃の２次熱処理（時効熱処理）
を施したため、化学量論に近いＮｂ3 Ａｌの生成効率が
高く、高磁界における臨界電流密度が高いＮｂ3 Ａｌ系
化合物超電導線材を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【００２０】本発明のＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材
は、多数本のＮｂ3 Ａｌフィラメントの周りにマトリッ
クスであるＮｂを配置してなるものである。Ｎｂ3 Ａｌ
フィラメントは、純ＮｂまたはＮｂ基合金と純Ａｌまた
はＡｌ基合金からなるフィラメント状のＮｂ／Ａｌ複合
体の外周に、マトリックスであるＮｂまたはＮｂ合金を
被覆してなるものである。
は、多数本のＮｂ3 Ａｌフィラメントの周りにマトリッ
クスであるＮｂを配置してなるものである。Ｎｂ3 Ａｌ
フィラメントは、純ＮｂまたはＮｂ基合金と純Ａｌまた
はＡｌ基合金からなるフィラメント状のＮｂ／Ａｌ複合
体の外周に、マトリックスであるＮｂまたはＮｂ合金を
被覆してなるものである。
【００２１】純ＮｂまたはＮｂ基合金と純ＡｌまたはＡ
ｌ基合金の体積比（Ｎｂ／Ａｌ）は、２．５〜３．５の
範囲が特に好ましい。
ｌ基合金の体積比（Ｎｂ／Ａｌ）は、２．５〜３．５の
範囲が特に好ましい。
【００２２】次に、本発明の製造方法を説明する。
【００２３】本発明のＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材の
一製造方法を図１に示す。図１（ａ）は、Ｎｂ3 Ａｌ系
化合物超電導線材の一製造方法のフローチャートを示
し、図１（ｂ）は、単芯ビレットの横断面図を示し、図
１（ｃ）は、Ｎｂ／Ａｌ複合単芯線の外観斜視図を示
し、図１（ｄ）は、多芯ビレットの外観斜視図を示し、
図１（ｅ）は、Ｎｂ／Ａｌ複合多芯線の横断面図を示し
ている。
一製造方法を図１に示す。図１（ａ）は、Ｎｂ3 Ａｌ系
化合物超電導線材の一製造方法のフローチャートを示
し、図１（ｂ）は、単芯ビレットの横断面図を示し、図
１（ｃ）は、Ｎｂ／Ａｌ複合単芯線の外観斜視図を示
し、図１（ｄ）は、多芯ビレットの外観斜視図を示し、
図１（ｅ）は、Ｎｂ／Ａｌ複合多芯線の横断面図を示し
ている。
【００２４】図１（ａ）、（ｂ）に示すように、所定の
幅、長さ、および厚さを有したＮｂシート１とＡｌシー
ト２を積層してＮｂ／Ａｌ積層体（図示せず）を形成す
る。このＮｂ／Ａｌ積層体を、巻芯３ａに、Ａｌシート
２を内側にしてジェリーロール状に巻き付けて、ジェリ
ーロール積層複合体（以下、Ｎｂ／Ａｌ複合体と呼ぶ）
３を形成する。このＮｂ／Ａｌ複合体３を、所定の長
さ、外径、および内径を有したＮｂ管（ＮｂまたはＮｂ
合金）４内に挿入した後、Ｎｂ／Ａｌ複合体３が挿入さ
れたＮｂ管４を、所定の長さ、外径、および内径を有し
たＣｕ管５内に挿入し、単芯ビレット６を形成する。
幅、長さ、および厚さを有したＮｂシート１とＡｌシー
ト２を積層してＮｂ／Ａｌ積層体（図示せず）を形成す
る。このＮｂ／Ａｌ積層体を、巻芯３ａに、Ａｌシート
２を内側にしてジェリーロール状に巻き付けて、ジェリ
ーロール積層複合体（以下、Ｎｂ／Ａｌ複合体と呼ぶ）
３を形成する。このＮｂ／Ａｌ複合体３を、所定の長
さ、外径、および内径を有したＮｂ管（ＮｂまたはＮｂ
合金）４内に挿入した後、Ｎｂ／Ａｌ複合体３が挿入さ
れたＮｂ管４を、所定の長さ、外径、および内径を有し
たＣｕ管５内に挿入し、単芯ビレット６を形成する。
【００２５】単芯ビレット６の形成方法としては、Ｎｂ
／Ａｌ複合体３をＮｂ管４内に挿入して形成する他に、
Ｎｂ／Ａｌ複合体３の外周にＮｂシートを巻き付けて形
成してもよいことは言うまでもない。
／Ａｌ複合体３をＮｂ管４内に挿入して形成する他に、
Ｎｂ／Ａｌ複合体３の外周にＮｂシートを巻き付けて形
成してもよいことは言うまでもない。
【００２６】この単芯ビレット６に、静水圧押出加工お
よびダイス伸線加工を施して六角線に形成した後、矯正
および切断を行うと共に、外皮であるＣｕを除去して、
図１（ｃ）に示すＮｂ／Ａｌ複合単芯線７を形成する。
よびダイス伸線加工を施して六角線に形成した後、矯正
および切断を行うと共に、外皮であるＣｕを除去して、
図１（ｃ）に示すＮｂ／Ａｌ複合単芯線７を形成する。
【００２７】Ｎｂ／Ａｌ複合単芯線７のＮｂ／Ａｌ複合
体３とマトリックスであるＮｂ管４の体積比（Ｎｂ／
（Ｎｂ／Ａｌ））ｍは、Ｎｂ／Ａｌ複合体３の径をｄ
ｆ、Ｎｂ／Ａｌ複合単芯線７の径をｄｓとした場合、 ｍ＝（ｄｓ2 −ｄｆ2 ）／ｄｆ2 で表される。ｍは、０．０２〜１．０の範囲であること
が特に好ましい。
体３とマトリックスであるＮｂ管４の体積比（Ｎｂ／
（Ｎｂ／Ａｌ））ｍは、Ｎｂ／Ａｌ複合体３の径をｄ
ｆ、Ｎｂ／Ａｌ複合単芯線７の径をｄｓとした場合、 ｍ＝（ｄｓ2 −ｄｆ2 ）／ｄｆ2 で表される。ｍは、０．０２〜１．０の範囲であること
が特に好ましい。
【００２８】図１（ａ）、（ｄ）に示すように、多数本
のＮｂ／Ａｌ複合単芯線７を束ねて所定の長さ、外径、
および内径を有したＮｂ管８内に挿入する。その後、多
数本のＮｂ／Ａｌ複合単芯線７が挿入されたＮｂ管８
を、所定の長さ、外径、および内径を有したＣｕ−Ｎｉ
管９内に挿入し、多芯ビレット１０を形成する。
のＮｂ／Ａｌ複合単芯線７を束ねて所定の長さ、外径、
および内径を有したＮｂ管８内に挿入する。その後、多
数本のＮｂ／Ａｌ複合単芯線７が挿入されたＮｂ管８
を、所定の長さ、外径、および内径を有したＣｕ−Ｎｉ
管９内に挿入し、多芯ビレット１０を形成する。
【００２９】この多芯ビレット１０に、静水圧押出加工
およびダイス伸線加工を施した後、外皮であるＣｕ−Ｎ
ｉを除去して、図１（ｅ）に示す多数本のＮｂ／Ａｌフ
ィラメントの周りにＮｂが配置されたＮｂ／Ａｌ複合多
芯線１１を形成する。
およびダイス伸線加工を施した後、外皮であるＣｕ−Ｎ
ｉを除去して、図１（ｅ）に示す多数本のＮｂ／Ａｌフ
ィラメントの周りにＮｂが配置されたＮｂ／Ａｌ複合多
芯線１１を形成する。
【００３０】このＮｂ／Ａｌ複合多芯線１１に、急熱急
冷処理装置によって急熱急冷処理を施してＮｂ／Ａｌ過
飽和固溶体を形成する。
冷処理装置によって急熱急冷処理を施してＮｂ／Ａｌ過
飽和固溶体を形成する。
【００３１】急熱急冷処理装置の一例の模式図を図２に
示す。
示す。
【００３２】図２に示すように、ほぼ真空に保持された
ケーシング２０ａ内に収納されてなる急熱急冷処理装置
２０は、供給リール２１、通電加熱部、急冷部、および
巻取リール２２からなる。
ケーシング２０ａ内に収納されてなる急熱急冷処理装置
２０は、供給リール２１、通電加熱部、急冷部、および
巻取リール２２からなる。
【００３３】供給リール２１から所定の速度（例えば、
１ｍ／ｓｅｃ）で供給されるＮｂ／Ａｌ複合多芯線１１
は、プーリー３１を介して通電加熱部を構成するＣｕ電
極リール２３ａ，２３ｂに送給される。Ｃｕ電極リール
２３ａ，２３ｂには定電圧の直流電源２８から延長され
るパワーリード２８ａ，２８ｂが接続され、Ｃｕ電極リ
ール２３ａにプラス、Ｃｕ電極リール２３ｂにマイナス
が印加されるている。
１ｍ／ｓｅｃ）で供給されるＮｂ／Ａｌ複合多芯線１１
は、プーリー３１を介して通電加熱部を構成するＣｕ電
極リール２３ａ，２３ｂに送給される。Ｃｕ電極リール
２３ａ，２３ｂには定電圧の直流電源２８から延長され
るパワーリード２８ａ，２８ｂが接続され、Ｃｕ電極リ
ール２３ａにプラス、Ｃｕ電極リール２３ｂにマイナス
が印加されるている。
【００３４】Ｎｂ／Ａｌ複合多芯線１１は、Ｃｕ電極リ
ール２３ａ−Ｃｕ電極リール２３ｂ間において、自己通
電加熱により１，５００〜２，０００℃の高温で短時間
に急速加熱される。
ール２３ａ−Ｃｕ電極リール２３ｂ間において、自己通
電加熱により１，５００〜２，０００℃の高温で短時間
に急速加熱される。
【００３５】この時、Ｃｕ電極リール２３ｂは、一部ま
たは全体がＧａ浴槽２４中の液体Ｇａ２５に浸漬されて
いるため、急速加熱されたＮｂ／Ａｌ複合多芯線１１
は、すぐに急速冷却されてＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体２６
が形成される。そのＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体２６を巻取
リール２２に巻き取る。
たは全体がＧａ浴槽２４中の液体Ｇａ２５に浸漬されて
いるため、急速加熱されたＮｂ／Ａｌ複合多芯線１１
は、すぐに急速冷却されてＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体２６
が形成される。そのＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体２６を巻取
リール２２に巻き取る。
【００３６】パワーリード２８ａの途中には試料電流計
２９、およびＣｕ電極リール２３ａ−Ｃｕ電極リール２
３ｂ間には試料電圧計３０が接続されており、試料電流
計２９および試料電圧計３０はそれぞれレコーダ２７に
接続されている。試料電流および試料電圧は、レコーダ
２７において常時計測されており、レコーダ２７に接続
された制御手段（図示せず）によって常時一定になるよ
うに制御されている。
２９、およびＣｕ電極リール２３ａ−Ｃｕ電極リール２
３ｂ間には試料電圧計３０が接続されており、試料電流
計２９および試料電圧計３０はそれぞれレコーダ２７に
接続されている。試料電流および試料電圧は、レコーダ
２７において常時計測されており、レコーダ２７に接続
された制御手段（図示せず）によって常時一定になるよ
うに制御されている。
【００３７】自己通電加熱処理において、電流はより抵
抗の小さい部分に選択的に流れる。ここで、Ｎｂ／Ａｌ
複合単芯線７において通電されにくい部分があると、こ
の部分での電気的な発熱が小さくなるためＮｂ−Ａｌ過
飽和固溶体が生成されづらくなる。
抗の小さい部分に選択的に流れる。ここで、Ｎｂ／Ａｌ
複合単芯線７において通電されにくい部分があると、こ
の部分での電気的な発熱が小さくなるためＮｂ−Ａｌ過
飽和固溶体が生成されづらくなる。
【００３８】しかし、本発明においては、Ｎｂ／Ａｌ複
合単芯線７のＮｂ／Ａｌ複合体３とＮｂ管４の体積比
（Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ））ｍを０．０２〜１．０と小さ
くし、Ｎｂ／Ａｌ複合体３の間隔を小さくしたため、通
電され易いＮｂ／Ａｌ複合体での発熱が周囲の各Ｎｂ／
Ａｌ複合体を加熱する。これによって、各Ｎｂ／Ａｌ複
合体の発熱は均一となり、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体が均
一に生成され易くなる。
合単芯線７のＮｂ／Ａｌ複合体３とＮｂ管４の体積比
（Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ））ｍを０．０２〜１．０と小さ
くし、Ｎｂ／Ａｌ複合体３の間隔を小さくしたため、通
電され易いＮｂ／Ａｌ複合体での発熱が周囲の各Ｎｂ／
Ａｌ複合体を加熱する。これによって、各Ｎｂ／Ａｌ複
合体の発熱は均一となり、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体が均
一に生成され易くなる。
【００３９】Ｃｕ電極リール２３ａとＣｕ電極リール２
３ｂの中心間距離Ｌは、１０ｃｍ未満が特に好ましい。
３ｂの中心間距離Ｌは、１０ｃｍ未満が特に好ましい。
【００４０】このＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体２６をコイル
巻きし、その後、２次熱処理（時効熱処理）を施すこと
によってＮｂ3 Ａｌ相を析出させてＮｂ3 Ａｌ系化合物
超電導線材を得る。
巻きし、その後、２次熱処理（時効熱処理）を施すこと
によってＮｂ3 Ａｌ相を析出させてＮｂ3 Ａｌ系化合物
超電導線材を得る。
【００４１】本発明のＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材の
製造方法によれば、Ｎｂ／Ａｌ複合体３のＮｂ／Ａｌ比
を化学量論付近（２．５〜３．５）とし、Ｎｂ／Ａｌ複
合単芯線７のＮｂ／Ａｌ複合体３とＮｂ管４の体積比
（Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ））ｍを０．０２〜１．０とした
ため、各Ｎｂ／Ａｌ複合体３の発熱が均一となり、より
広範囲に亘って良質のＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を均一に
生成することができると共に、Ｎｂ／Ａｌ複合単芯線７
の長手方向および径方向に対し、化学量論に近いＮｂ3
Ａｌ相を連続に析出することができる。
製造方法によれば、Ｎｂ／Ａｌ複合体３のＮｂ／Ａｌ比
を化学量論付近（２．５〜３．５）とし、Ｎｂ／Ａｌ複
合単芯線７のＮｂ／Ａｌ複合体３とＮｂ管４の体積比
（Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ））ｍを０．０２〜１．０とした
ため、各Ｎｂ／Ａｌ複合体３の発熱が均一となり、より
広範囲に亘って良質のＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を均一に
生成することができると共に、Ｎｂ／Ａｌ複合単芯線７
の長手方向および径方向に対し、化学量論に近いＮｂ3
Ａｌ相を連続に析出することができる。
【００４２】次に、本発明の他の実施の形態を説明す
る。
る。
【００４３】第１の実施の形態のＮｂ3 Ａｌ系化合物超
電導線材における単芯ビレットを作製するための説明図
を図３に示す。
電導線材における単芯ビレットを作製するための説明図
を図３に示す。
【００４４】図３に示すように、本実施の形態の単芯ビ
レットは、Ｎｂ合金棒４１の外周にＡｌ合金４２を被覆
してなるＮｂ／Ａｌ複合体４４を、Ｎｂ管４３内に挿入
してなるものである。
レットは、Ｎｂ合金棒４１の外周にＡｌ合金４２を被覆
してなるＮｂ／Ａｌ複合体４４を、Ｎｂ管４３内に挿入
してなるものである。
【００４５】第２の実施の形態のＮｂ3 Ａｌ系化合物超
電導線材における単芯ビレットを作製するための説明図
を図４に示す。
電導線材における単芯ビレットを作製するための説明図
を図４に示す。
【００４６】図４に示すように、本実施の形態の単芯ビ
レットは、Ａｌシート５２ａの上面に、順次、Ｎｂシー
ト５１ａ、Ａｌシート５２ｂ、Ｎｂシート５１ｂ…Ａｌ
シート５１ｎを積層してなるＮｂ／Ａｌ複合体（図中で
は３層構造）５４を、Ｎｂ管５３内に挿入してなるもの
である。
レットは、Ａｌシート５２ａの上面に、順次、Ｎｂシー
ト５１ａ、Ａｌシート５２ｂ、Ｎｂシート５１ｂ…Ａｌ
シート５１ｎを積層してなるＮｂ／Ａｌ複合体（図中で
は３層構造）５４を、Ｎｂ管５３内に挿入してなるもの
である。
【００４７】第３の実施の形態のＮｂ3 Ａｌ系化合物超
電導線材における単芯ビレットを作製するための説明図
を図５に示す。
電導線材における単芯ビレットを作製するための説明図
を図５に示す。
【００４８】図５に示すように、本実施の形態の単芯ビ
レットは、Ｎｂ粉末６１とＡｌ粉末６２との混合粉末
（Ｎｂ／Ａｌ複合体；図示せず）を、Ｎｂ管６３内に充
填してなるものである。
レットは、Ｎｂ粉末６１とＡｌ粉末６２との混合粉末
（Ｎｂ／Ａｌ複合体；図示せず）を、Ｎｂ管６３内に充
填してなるものである。
【００４９】第１〜第３の実施の形態において、Ｎｂ／
Ａｌ複合体におけるＮｂとＡｌの体積比（Ｎｂ／Ａｌ）
は、いずれも２．５〜３．５の範囲が特に好ましく、ま
た、Ｎｂ／Ａｌ複合単芯ビレットにおけるＮｂ／Ａｌ複
合体とＮｂ管の体積比（Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ））ｍは、
いずれも０．０２〜１．０が特に好ましい。
Ａｌ複合体におけるＮｂとＡｌの体積比（Ｎｂ／Ａｌ）
は、いずれも２．５〜３．５の範囲が特に好ましく、ま
た、Ｎｂ／Ａｌ複合単芯ビレットにおけるＮｂ／Ａｌ複
合体とＮｂ管の体積比（Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ））ｍは、
いずれも０．０２〜１．０が特に好ましい。
【００５０】すなわち、他の実施の形態の単芯ビレット
を用いたＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材においても、Ｎ
ｂ／Ａｌ複合体におけるＮｂとＡｌの体積比（Ｎｂ／Ａ
ｌ）を２．５〜３．５に、また、Ｎｂ／Ａｌ複合単芯ビ
レットにおけるＮｂ／Ａｌ複合体とＮｂ管の体積比（Ｎ
ｂ／（Ｎｂ／Ａｌ））ｍを０．０２〜１．０に制御して
いるため、本発明のＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材と同
様に、急熱急冷処理時におけるＮｂ／Ａｌ複合単芯線の
発熱が均一となり、これによって、より広範囲に亘って
良質のＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成することができ、
化学量論に近いＮｂ3 Ａｌの生成効率を向上することが
できる。
を用いたＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材においても、Ｎ
ｂ／Ａｌ複合体におけるＮｂとＡｌの体積比（Ｎｂ／Ａ
ｌ）を２．５〜３．５に、また、Ｎｂ／Ａｌ複合単芯ビ
レットにおけるＮｂ／Ａｌ複合体とＮｂ管の体積比（Ｎ
ｂ／（Ｎｂ／Ａｌ））ｍを０．０２〜１．０に制御して
いるため、本発明のＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材と同
様に、急熱急冷処理時におけるＮｂ／Ａｌ複合単芯線の
発熱が均一となり、これによって、より広範囲に亘って
良質のＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成することができ、
化学量論に近いＮｂ3 Ａｌの生成効率を向上することが
できる。
【００５１】
（実施例１）長さ３，１３６ｍｍ、厚さ９０μｍで、か
つ、所定の幅を有したＮｂシートと、長さ３，１３６ｍ
ｍ、厚さ３０μｍで、かつ、所定の幅を有したＡｌシー
トを積層してＮｂ／Ａｌ積層体を形成する。このＮｂ／
Ａｌ積層体を、直径６．０ｍｍのＮｂ巻芯に、Ａｌシー
トを内側にしてジェリーロール状に巻き付けて、ジェリ
ーロール積層複合体を形成する。このジェリーロール積
層複合体を、外径２３．６ｍｍ、内径２３．３ｍｍで、
かつ、所定の長さを有したＮｂ管に挿入した後、ジェリ
ーロール積層複合体が挿入されたＮｂ管を、所定の長
さ、外径、および内径を有したＣｕ管に挿入し、単芯ビ
レットを作製する。
つ、所定の幅を有したＮｂシートと、長さ３，１３６ｍ
ｍ、厚さ３０μｍで、かつ、所定の幅を有したＡｌシー
トを積層してＮｂ／Ａｌ積層体を形成する。このＮｂ／
Ａｌ積層体を、直径６．０ｍｍのＮｂ巻芯に、Ａｌシー
トを内側にしてジェリーロール状に巻き付けて、ジェリ
ーロール積層複合体を形成する。このジェリーロール積
層複合体を、外径２３．６ｍｍ、内径２３．３ｍｍで、
かつ、所定の長さを有したＮｂ管に挿入した後、ジェリ
ーロール積層複合体が挿入されたＮｂ管を、所定の長
さ、外径、および内径を有したＣｕ管に挿入し、単芯ビ
レットを作製する。
【００５２】この単芯ビレットに、静水圧押出加工およ
びダイス伸線加工を施して六角線に形成した後、矯正お
よび切断を行うと共に、外皮であるＣｕを除去して、Ｎ
ｂ／Ａｌ複合単芯線を作製する。
びダイス伸線加工を施して六角線に形成した後、矯正お
よび切断を行うと共に、外皮であるＣｕを除去して、Ｎ
ｂ／Ａｌ複合単芯線を作製する。
【００５３】４８本のＮｂ／Ａｌ複合単芯線を束ねて所
定の長さ、外径、および内径を有したＮｂ管に挿入す
る。その後、多数本のＮｂ／Ａｌ複合単芯線が挿入され
たＮｂ管を、所定の長さ、外径、および内径を有したＣ
ｕ−Ｎｉ管に挿入し、多芯ビレットを作製する。
定の長さ、外径、および内径を有したＮｂ管に挿入す
る。その後、多数本のＮｂ／Ａｌ複合単芯線が挿入され
たＮｂ管を、所定の長さ、外径、および内径を有したＣ
ｕ−Ｎｉ管に挿入し、多芯ビレットを作製する。
【００５４】この多芯ビレットに、静水圧押出加工、ダ
イス伸線加工およびツイスト加工を施した後、外皮であ
るＣｕ−Ｎｉを除去して、多数本のＮｂ／Ａｌフィラメ
ントの周りにＮｂが配置された直径０．８４ｍｍのＮｂ
／Ａｌ複合多芯線を作製する。ツイストピッチは３５ｍ
ｍとする。
イス伸線加工およびツイスト加工を施した後、外皮であ
るＣｕ−Ｎｉを除去して、多数本のＮｂ／Ａｌフィラメ
ントの周りにＮｂが配置された直径０．８４ｍｍのＮｂ
／Ａｌ複合多芯線を作製する。ツイストピッチは３５ｍ
ｍとする。
【００５５】このＮｂ／Ａｌ複合多芯線に、内部が２×
１０-5ｔｏｒｒ（約２．６６×１０-3Ｐａ）に保持され
た急熱急冷処理装置によって急熱急冷（常温→１，６０
０℃→４０℃）処理を施して、Ｎｂ／Ａｌ過飽和固溶体
を形成する。その後、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体に、８０
０℃×１０時間の２次熱処理（時効熱処理）を施すこと
によってＮｂ3 Ａｌ相を析出させてＮｂ3 Ａｌ系化合物
超電導線を作製する。
１０-5ｔｏｒｒ（約２．６６×１０-3Ｐａ）に保持され
た急熱急冷処理装置によって急熱急冷（常温→１，６０
０℃→４０℃）処理を施して、Ｎｂ／Ａｌ過飽和固溶体
を形成する。その後、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体に、８０
０℃×１０時間の２次熱処理（時効熱処理）を施すこと
によってＮｂ3 Ａｌ相を析出させてＮｂ3 Ａｌ系化合物
超電導線を作製する。
【００５６】（実施例２）長さ２，１０２ｍｍのＮｂシ
ートおよびＡｌシートおよび外径２３．６ｍｍ、内径１
９．４ｍｍ、かつ、所定の長さのＮｂ管を用い、実施例
１と同様にしてＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線を作製す
る。
ートおよびＡｌシートおよび外径２３．６ｍｍ、内径１
９．４ｍｍ、かつ、所定の長さのＮｂ管を用い、実施例
１と同様にしてＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線を作製す
る。
【００５７】（実施例３）長さ１，５４６ｍｍのＮｂシ
ートおよびＡｌシートおよび外径２３．６ｍｍ、内径１
６．９ｍｍ、かつ、所定の長さのＮｂ管を用い、実施例
１と同様にしてＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線を作製す
る。
ートおよびＡｌシートおよび外径２３．６ｍｍ、内径１
６．９ｍｍ、かつ、所定の長さのＮｂ管を用い、実施例
１と同様にしてＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線を作製す
る。
【００５８】（比較例１）長さ１，３５７ｍｍのＮｂシ
ートおよびＡｌシートおよび外径２３．６ｍｍ、内径１
６．０ｍｍ、かつ、所定の長さのＮｂ管を用い、実施例
１と同様にしてＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線を作製す
る。
ートおよびＡｌシートおよび外径２３．６ｍｍ、内径１
６．０ｍｍ、かつ、所定の長さのＮｂ管を用い、実施例
１と同様にしてＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線を作製す
る。
【００５９】（比較例２）長さ１，１９８ｍｍのＮｂシ
ートおよびＡｌシートおよび外径２３．６ｍｍ、内径１
５．２ｍｍ、かつ、所定の長さのＮｂ管を用い、実施例
１と同様にしてＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線を作製す
る。
ートおよびＡｌシートおよび外径２３．６ｍｍ、内径１
５．２ｍｍ、かつ、所定の長さのＮｂ管を用い、実施例
１と同様にしてＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線を作製す
る。
【００６０】（比較例３）長さ３，１６６ｍｍのＮｂシ
ートおよびＡｌシートを用い、実施例１と同様にしてＮ
ｂ3 Ａｌ系化合物超電導線を作製する。
ートおよびＡｌシートを用い、実施例１と同様にしてＮ
ｂ3 Ａｌ系化合物超電導線を作製する。
【００６１】（比較例４）長さ３，６９０ｍｍ、厚さ７
２μｍで、かつ、所定の幅を有したＮｂシートおよび長
さ３，６９０ｍｍ、厚さ３０μｍで、かつ、所定の幅を
有したＡｌシートを用い、実施例１と同様にしてＮｂ3
Ａｌ系化合物超電導線を作製する。
２μｍで、かつ、所定の幅を有したＮｂシートおよび長
さ３，６９０ｍｍ、厚さ３０μｍで、かつ、所定の幅を
有したＡｌシートを用い、実施例１と同様にしてＮｂ3
Ａｌ系化合物超電導線を作製する。
【００６２】（比較例５）長さ２，６８９ｍｍ、厚さ１
１０μｍで、かつ、所定の幅を有したＮｂシートおよび
長さ２，６８９ｍｍ、厚さ３０μｍで、かつ、所定の幅
を有したＡｌシートを用い、実施例１と同様にしてＮｂ
3 Ａｌ系化合物超電導線を作製する。
１０μｍで、かつ、所定の幅を有したＮｂシートおよび
長さ２，６８９ｍｍ、厚さ３０μｍで、かつ、所定の幅
を有したＡｌシートを用い、実施例１と同様にしてＮｂ
3 Ａｌ系化合物超電導線を作製する。
【００６３】実施例１〜３および比較例１〜５のＮｂ3
Ａｌ系化合物超電導線において、Ｎｂ／Ａｌ複合単芯線
におけるＮｂ／Ａｌ複合体とＮｂマトリックスの体積比
（Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ））ｍ、Ｎｂ／Ａｌ複合体におけ
るＮｂとＡｌの体積比（以下、Ｎｂ／Ａｌ比と呼ぶ）、
および外部磁場２２Ｔ、温度４．２Ｋにおける非マトリ
ックス部の臨界電流密度（Ａ／ｍｍ2 ）を表１に示す。
Ａｌ系化合物超電導線において、Ｎｂ／Ａｌ複合単芯線
におけるＮｂ／Ａｌ複合体とＮｂマトリックスの体積比
（Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ））ｍ、Ｎｂ／Ａｌ複合体におけ
るＮｂとＡｌの体積比（以下、Ｎｂ／Ａｌ比と呼ぶ）、
および外部磁場２２Ｔ、温度４．２Ｋにおける非マトリ
ックス部の臨界電流密度（Ａ／ｍｍ2 ）を表１に示す。
【００６４】ここで、Ｎｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材中
におけるＮｂ／Ａｌ複合多芯線とＮｂマトリックスの体
積比（（Ｎｂ／Ａｌ複合多芯線）／Ｎｂマトリックス）
は３．０であり、外部磁場２２Ｔ、温度４．２Ｋにおけ
る非マトリックス部の臨界電流密度は、１μＶ／ｃｍ基
準で求めた結果である。
におけるＮｂ／Ａｌ複合多芯線とＮｂマトリックスの体
積比（（Ｎｂ／Ａｌ複合多芯線）／Ｎｂマトリックス）
は３．０であり、外部磁場２２Ｔ、温度４．２Ｋにおけ
る非マトリックス部の臨界電流密度は、１μＶ／ｃｍ基
準で求めた結果である。
【００６５】
【表１】
【００６６】表１に示すように、実施例１〜３のＮｂ3
Ａｌ系化合物超電導線は、Ｎｂ／Ａｌ複合体とＮｂマト
リックスの体積比ｍがそれぞれ０．０２７、０．５０
６、０．９９７と規定範囲（０．０２〜１）内であり、
かつ、Ｎｂ／Ａｌ比も３．０と規定範囲（２．５〜３．
５）内であるため、臨界電流密度がいずれも１７０Ａ／
ｍｍ2 以上（１９８、１８５、１７３［Ａ／ｍｍ2 ］）
と高い値を示した。
Ａｌ系化合物超電導線は、Ｎｂ／Ａｌ複合体とＮｂマト
リックスの体積比ｍがそれぞれ０．０２７、０．５０
６、０．９９７と規定範囲（０．０２〜１）内であり、
かつ、Ｎｂ／Ａｌ比も３．０と規定範囲（２．５〜３．
５）内であるため、臨界電流密度がいずれも１７０Ａ／
ｍｍ2 以上（１９８、１８５、１７３［Ａ／ｍｍ2 ］）
と高い値を示した。
【００６７】これに対して、比較例１および比較例２の
Ｎｂ3 Ａｌ系化合物超電導線は、Ｎｂ／Ａｌ比は実施例
と同じ３．０であるものの、Ｎｂ／Ａｌ複合体とＮｂマ
トリックスの体積比ｍが、それぞれ１．２３７、１．４
８８と規定範囲より大きいため、臨界電流密度が１３
２、１２６Ａ／ｍｍ2 に止まった。
Ｎｂ3 Ａｌ系化合物超電導線は、Ｎｂ／Ａｌ比は実施例
と同じ３．０であるものの、Ｎｂ／Ａｌ複合体とＮｂマ
トリックスの体積比ｍが、それぞれ１．２３７、１．４
８８と規定範囲より大きいため、臨界電流密度が１３
２、１２６Ａ／ｍｍ2 に止まった。
【００６８】すなわち、Ｎｂ／Ａｌ複合体とＮｂマトリ
ックスの体積比ｍを０．０２〜１と制御していない比較
例１および比較例２に比べて、Ｎｂ／Ａｌ複合体とＮｂ
マトリックスの体積比ｍを０．０２〜１と制御した実施
例１〜３は、臨界電流密度が約３０〜５０％も向上し
た。
ックスの体積比ｍを０．０２〜１と制御していない比較
例１および比較例２に比べて、Ｎｂ／Ａｌ複合体とＮｂ
マトリックスの体積比ｍを０．０２〜１と制御した実施
例１〜３は、臨界電流密度が約３０〜５０％も向上し
た。
【００６９】また、比較例３のＮｂ3 Ａｌ系化合物超電
導線は、Ｎｂ／Ａｌ比が実施例１〜３と同じく３．０で
あるものの、Ｎｂ／Ａｌ複合体とＮｂマトリックスの体
積比ｍが０．０１８と規定範囲より小さいため、所定の
線径まで加工することができず、臨界電流密度の計測が
できなかった。
導線は、Ｎｂ／Ａｌ比が実施例１〜３と同じく３．０で
あるものの、Ｎｂ／Ａｌ複合体とＮｂマトリックスの体
積比ｍが０．０１８と規定範囲より小さいため、所定の
線径まで加工することができず、臨界電流密度の計測が
できなかった。
【００７０】さらに、比較例４および比較例５のＮｂ3
Ａｌ系化合物超電導線は、Ｎｂ／Ａｌ複合体とＮｂマト
リックスの体積比ｍを０．０２７と規定範囲内に制御し
ているものの、比較例４においてはＮｂ／Ａｌ比が規定
範囲よりも小さい２．４であり、比較例５においてはＮ
ｂ／Ａｌ比が規定範囲よりも大きい３．７であるため、
それぞれ臨界電流密度が７４、６３Ａ／ｍｍ2 に止まっ
ている。
Ａｌ系化合物超電導線は、Ｎｂ／Ａｌ複合体とＮｂマト
リックスの体積比ｍを０．０２７と規定範囲内に制御し
ているものの、比較例４においてはＮｂ／Ａｌ比が規定
範囲よりも小さい２．４であり、比較例５においてはＮ
ｂ／Ａｌ比が規定範囲よりも大きい３．７であるため、
それぞれ臨界電流密度が７４、６３Ａ／ｍｍ2 に止まっ
ている。
【００７１】本発明のＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材に
おいては、高磁界中においても高い臨界電流密度を得る
ことができるため、高磁界マグネットなどへの応用が十
分可能となる。
おいては、高磁界中においても高い臨界電流密度を得る
ことができるため、高磁界マグネットなどへの応用が十
分可能となる。
【００７２】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、Ｎｂ／Ａ
ｌ複合単芯線におけるＮｂ／Ａｌ複合体とＮｂマトリッ
クスの体積比（Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ））ｍを０．０２〜
１．０に制御し、かつ、Ｎｂ／Ａｌ複合体におけるＮｂ
とＡｌの体積比（Ｎｂ／Ａｌ）を２．５〜３．５に制御
しているため、化学量論に近いＮｂ3 Ａｌの生成効率が
高く、高磁界における臨界電流密度が高いＮｂ3 Ａｌ系
化合物超電導線材を得ることができるという優れた効果
を発揮する。
ｌ複合単芯線におけるＮｂ／Ａｌ複合体とＮｂマトリッ
クスの体積比（Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ））ｍを０．０２〜
１．０に制御し、かつ、Ｎｂ／Ａｌ複合体におけるＮｂ
とＡｌの体積比（Ｎｂ／Ａｌ）を２．５〜３．５に制御
しているため、化学量論に近いＮｂ3 Ａｌの生成効率が
高く、高磁界における臨界電流密度が高いＮｂ3 Ａｌ系
化合物超電導線材を得ることができるという優れた効果
を発揮する。
【図１】本発明のＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材の一製
造方法である。
造方法である。
【図２】急熱急冷処理装置の一例の模式図である。
【図３】第１の実施の形態のＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導
線材における単芯ビレットを作製するための説明図であ
る。
線材における単芯ビレットを作製するための説明図であ
る。
【図４】第２の実施の形態のＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導
線材における単芯ビレットを作製するための説明図であ
る。
線材における単芯ビレットを作製するための説明図であ
る。
【図５】第３の実施の形態のＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導
線材における単芯ビレットを作製するための説明図であ
る。
線材における単芯ビレットを作製するための説明図であ
る。
１ Ｎｂシート（純ＮｂまたはＮｂ基合金） ２ Ａｌシート（純ＡｌまたはＡｌ基合金） ３ ジェリーロール積層複合体（Ｎｂ／Ａｌ複合体） ４ Ｎｂ管（ＮｂまたはＮｂ合金） ７ Ｎｂ／Ａｌ複合単芯線
Claims (4)
- 【請求項１】 純ＮｂまたはＮｂ基合金と純Ａｌまたは
Ａｌ基合金からなるフィラメント状のＮｂ／Ａｌ複合体
を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合体とマトリックスである
ＮｂまたはＮｂ合金の体積比（Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ））
が０．０２〜１．０となるようにＮｂ／Ａｌ複合単芯線
を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合単芯線に自己通電加熱に
より１，５００〜２，０００℃の高温で短時間に急速加
熱を施した後、急速冷却してＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を
形成し、そのＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体に６５０〜１，０
５０℃の２次熱処理（時効熱処理）を施すことを特徴と
するＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材の製造方法。 - 【請求項２】 上記Ｎｂ／Ａｌ複合単芯線が、ジェリー
ロール法、チューブ法、クラッドチップ押出（ＣＣＥ）
法、または粉末法などによって形成したＮｂ／Ａｌ複合
体の外周に上記ＮｂまたはＮｂ合金を被覆して形成した
ものである請求項１記載のＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線
材の製造方法。 - 【請求項３】 純ＮｂまたはＮｂ基合金と純Ａｌまたは
Ａｌ基合金からなるフィラメント状のＮｂ／Ａｌ複合体
を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合体とマトリックスである
ＮｂまたはＮｂ合金の体積比（Ｎｂ／（Ｎｂ／Ａｌ））
が０．０２〜１．０となるようにＮｂ／Ａｌ複合単芯線
を形成し、そのＮｂ／Ａｌ複合単芯線に自己通電加熱に
より１，５００〜２，０００℃の高温で短時間に急速加
熱を施した後、急速冷却してＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を
形成し、そのＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体に６５０〜１，０
５０℃の２次熱処理（時効熱処理）を施して形成したこ
とを特徴とするＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導線材。 - 【請求項４】 上記純ＮｂまたはＮｂ基合金と上記純Ａ
ｌまたはＡｌ基合金の体積比（Ｎｂ／Ａｌ）が２．５〜
３．５である請求項３記載のＮｂ3 Ａｌ系化合物超電導
線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8303037A JPH10144163A (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | Ｎｂ３Ａｌ系化合物超電導線材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8303037A JPH10144163A (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | Ｎｂ３Ａｌ系化合物超電導線材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10144163A true JPH10144163A (ja) | 1998-05-29 |
Family
ID=17916172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8303037A Pending JPH10144163A (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | Ｎｂ３Ａｌ系化合物超電導線材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10144163A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116200690A (zh) * | 2023-01-29 | 2023-06-02 | 西南交通大学 | 多次瞬时高温热处理制备高载流Nb3Al超导线材的方法 |
-
1996
- 1996-11-14 JP JP8303037A patent/JPH10144163A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116200690A (zh) * | 2023-01-29 | 2023-06-02 | 西南交通大学 | 多次瞬时高温热处理制备高载流Nb3Al超导线材的方法 |
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