JPH11238418A - 化合物系超電導線 - Google Patents
化合物系超電導線Info
- Publication number
- JPH11238418A JPH11238418A JP10042602A JP4260298A JPH11238418A JP H11238418 A JPH11238418 A JP H11238418A JP 10042602 A JP10042602 A JP 10042602A JP 4260298 A JP4260298 A JP 4260298A JP H11238418 A JPH11238418 A JP H11238418A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diameter
- wire
- filament
- filaments
- superconducting
- 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- Withdrawn
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- 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
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 伸線による異変形がない超電導フィラメント
を有し、臨界電流の向上が可能で、交流用として優れた
化合物系超電導線の提供。 【解決手段】 金属あるいは合金基地４０の内部に無数
の超電導フィラメント４２が配列されてなる芯部３２
と、安定化部３６とが少なくとも備えられてなる化合物
系超電導線において、前記芯部３２の中心から外側に向
かってＴａフィラメント４１が放射線状に配列されてい
る化合物系超電導線３１。
を有し、臨界電流の向上が可能で、交流用として優れた
化合物系超電導線の提供。 【解決手段】 金属あるいは合金基地４０の内部に無数
の超電導フィラメント４２が配列されてなる芯部３２
と、安定化部３６とが少なくとも備えられてなる化合物
系超電導線において、前記芯部３２の中心から外側に向
かってＴａフィラメント４１が放射線状に配列されてい
る化合物系超電導線３１。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超電導交流励磁コ
イル、変圧器、限流器などの超電線を用いた交流機器等
に利用される化合物系超電導線に関する。
イル、変圧器、限流器などの超電線を用いた交流機器等
に利用される化合物系超電導線に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、化合物系超電導線は、超電導体
からなる芯部の外周に安定化部などからなる付属部を設
けた構造となっている。このような化合物系超電導線の
一種にＮｂ3Ｓｎ系超電導線が知られている。図５は、
Ｎｂ3Ｓｎ系超電導線の例を示すものである。このＮｂ3
Ｓｎ系超電導線１は、Ｃｕ−Ｓｎ合金からなる基地の内
部に無数の極細のＮｂ3Ｓｎ超電導フィラメントが配列
されてなる芯部２の外周に、ＴａあるいはＮｂからなる
拡散防止層３を介してＣｕ−Ｎｂ合金からなる補強層４
が設けられ、さらにこの外周にＣｕなどからなる安定化
層５が設けられたものである。このような構造のＮｂ3
Ｓｎ系超電導線１は、補強層を有してない構造の超電導
線と比べて外部からの補強の必要がないため、コンパク
トな交流機器の作製など好適に用いられていた。
からなる芯部の外周に安定化部などからなる付属部を設
けた構造となっている。このような化合物系超電導線の
一種にＮｂ3Ｓｎ系超電導線が知られている。図５は、
Ｎｂ3Ｓｎ系超電導線の例を示すものである。このＮｂ3
Ｓｎ系超電導線１は、Ｃｕ−Ｓｎ合金からなる基地の内
部に無数の極細のＮｂ3Ｓｎ超電導フィラメントが配列
されてなる芯部２の外周に、ＴａあるいはＮｂからなる
拡散防止層３を介してＣｕ−Ｎｂ合金からなる補強層４
が設けられ、さらにこの外周にＣｕなどからなる安定化
層５が設けられたものである。このような構造のＮｂ3
Ｓｎ系超電導線１は、補強層を有してない構造の超電導
線と比べて外部からの補強の必要がないため、コンパク
トな交流機器の作製など好適に用いられていた。
【０００３】ところでこのようなＮｂ3Ｓｎ系超電導線
１において、特に、交流用として用いられるものは、交
流通電時の結合損失を減らすため、超電導フィラメント
の直径が１μｍ以下とする必要がある。そのため従来の
交流用の超電導線は、一般に以下のようにして製造され
ていた。まず、図６（Ａ）に示すようなＮｂからなるロ
ッド状の芯材１０の外周にＣｕ−Ｓｎ合金からなる管体
１１を被せ、全体を縮径して図６（Ｂ）に示すような複
合体１４を得る。次いで、図６（Ｃ）に示すように前記
複合体１４を複数本集合してＣｕ−Ｓｎ合金の管体１５
に挿入し、さらに縮径し、図６（Ｄ）に示す一次素線１
６を得る。次いで、この一次素線１６を図６（Ｅ）に示
すように複数本集合してＣｕ−Ｓｎ合金からなる管体１
７に挿入し、更に縮径して図６（Ｆ）に示すような二次
素線１８を作製する。
１において、特に、交流用として用いられるものは、交
流通電時の結合損失を減らすため、超電導フィラメント
の直径が１μｍ以下とする必要がある。そのため従来の
交流用の超電導線は、一般に以下のようにして製造され
ていた。まず、図６（Ａ）に示すようなＮｂからなるロ
ッド状の芯材１０の外周にＣｕ−Ｓｎ合金からなる管体
１１を被せ、全体を縮径して図６（Ｂ）に示すような複
合体１４を得る。次いで、図６（Ｃ）に示すように前記
複合体１４を複数本集合してＣｕ−Ｓｎ合金の管体１５
に挿入し、さらに縮径し、図６（Ｄ）に示す一次素線１
６を得る。次いで、この一次素線１６を図６（Ｅ）に示
すように複数本集合してＣｕ−Ｓｎ合金からなる管体１
７に挿入し、更に縮径して図６（Ｆ）に示すような二次
素線１８を作製する。
【０００４】次いで、前記二次素線１８を複数本集合し
て、図６（Ｇ）に示すようにＣｕのパイプ２０に挿入し
た後、このパイプ２０の外方に拡散防止層３となるべき
ＴａあるいはＮｂからなる拡散防止管２２を被せ、つい
で該拡散防止管２２の外周に補強層４となるべきＣｕ−
Ｎｂ合金からなる補強管２３を被せ、ついで該補強管２
３の外周に安定化層５となるべきＣｕなどからなる被覆
管２４を被せ、さらに全体を最終的に得るべき直径まで
縮径した後、拡散熱処理を行うことにより、二次素線１
８の内部のＮｂの極細フィラメントとＳｎを反応させて
Ｎｂ3Ｓｎ超電導フィラメントを生成させることによ
り、図５に示すようなＮｂ3Ｓｎ系超電導線１を製造し
ていた。この際、超電導線１の線径が０．１〜０．３ｍ
ｍ程度となったとき交流用として適切な直径が１μｍ以
下の超電導フィラメントが得られられると考えられてい
た。
て、図６（Ｇ）に示すようにＣｕのパイプ２０に挿入し
た後、このパイプ２０の外方に拡散防止層３となるべき
ＴａあるいはＮｂからなる拡散防止管２２を被せ、つい
で該拡散防止管２２の外周に補強層４となるべきＣｕ−
Ｎｂ合金からなる補強管２３を被せ、ついで該補強管２
３の外周に安定化層５となるべきＣｕなどからなる被覆
管２４を被せ、さらに全体を最終的に得るべき直径まで
縮径した後、拡散熱処理を行うことにより、二次素線１
８の内部のＮｂの極細フィラメントとＳｎを反応させて
Ｎｂ3Ｓｎ超電導フィラメントを生成させることによ
り、図５に示すようなＮｂ3Ｓｎ系超電導線１を製造し
ていた。この際、超電導線１の線径が０．１〜０．３ｍ
ｍ程度となったとき交流用として適切な直径が１μｍ以
下の超電導フィラメントが得られられると考えられてい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の化
合物系超電導線においては、直径が１μｍ以下の超電導
フィラメントを得るために、素線の集合、縮径加工を繰
り返して伸線するために製造工程が長くなり、Ｎｂフィ
ラメントの直径がサブミクロン近くになると、Ｎｂフィ
ラメントの径が長さ方向における各位置において不均一
になる異変形（ソーセージング現象）が起ることがあっ
た。このような異変形が起ると、得られる超電導フィラ
メントにも異変形が起り、超電導線の臨界電流が低下し
てしまうため、得られる超電導線の超電導特性に不満が
あった。
合物系超電導線においては、直径が１μｍ以下の超電導
フィラメントを得るために、素線の集合、縮径加工を繰
り返して伸線するために製造工程が長くなり、Ｎｂフィ
ラメントの直径がサブミクロン近くになると、Ｎｂフィ
ラメントの径が長さ方向における各位置において不均一
になる異変形（ソーセージング現象）が起ることがあっ
た。このような異変形が起ると、得られる超電導フィラ
メントにも異変形が起り、超電導線の臨界電流が低下し
てしまうため、得られる超電導線の超電導特性に不満が
あった。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、伸線による異変形がない超電導フィラメントを有
し、臨界電流の向上が可能で、交流用として優れた化合
物系超電導線を提供することにある。
で、伸線による異変形がない超電導フィラメントを有
し、臨界電流の向上が可能で、交流用として優れた化合
物系超電導線を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明にあっては、金属
あるいは合金基地の内部に無数の超電導フィラメントが
配列されてなる芯部と、安定化部とが少なくとも備えら
れてなる化合物系超電導線において、前記芯部の中心か
ら外側に向かってＴａフィラメントが放射線状に配列さ
れていることを特徴とする化合物系超電導線を前記課題
の解決手段とした。
あるいは合金基地の内部に無数の超電導フィラメントが
配列されてなる芯部と、安定化部とが少なくとも備えら
れてなる化合物系超電導線において、前記芯部の中心か
ら外側に向かってＴａフィラメントが放射線状に配列さ
れていることを特徴とする化合物系超電導線を前記課題
の解決手段とした。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の化合物超電導線を
Ｎｂ3Ｓｎ系超電導線に適用した一実施形態について説
明する。図１は、本発明の実施形態のＮｂ3Ｓｎ系超電
導線の例を示す断面図であり、図中符号３１はＮｂ3Ｓ
ｎ系超電導線である。このＮｂ3Ｓｎ系超電導線３１
は、芯部３２と、これの外周に設けられた拡散防止層３
３と、該拡散防止層３３の外周に設けられたクッション
層３４と、該クッション層３４の外周に設けられた補強
層３５と、さらにこの補強層３５の外周に設けられた安
定化層（安定化部）３６とから概略構成されている。前
記芯部３２は、Ｃｕ−Ｓｎ合金からなる基地４０の内部
に配列された複数本のＴａフィラメント４１と無数のＮ
ｂ3Ｓｎ超電導フィラメント４２とから構成されてお
り、Ｔａフィラメント４１が芯部３２の中心から外側に
向かって＊状（アステリスク記号状）や十字状などの放
射線状（図面では＊状）に配列された構造のものであ
る。
Ｎｂ3Ｓｎ系超電導線に適用した一実施形態について説
明する。図１は、本発明の実施形態のＮｂ3Ｓｎ系超電
導線の例を示す断面図であり、図中符号３１はＮｂ3Ｓ
ｎ系超電導線である。このＮｂ3Ｓｎ系超電導線３１
は、芯部３２と、これの外周に設けられた拡散防止層３
３と、該拡散防止層３３の外周に設けられたクッション
層３４と、該クッション層３４の外周に設けられた補強
層３５と、さらにこの補強層３５の外周に設けられた安
定化層（安定化部）３６とから概略構成されている。前
記芯部３２は、Ｃｕ−Ｓｎ合金からなる基地４０の内部
に配列された複数本のＴａフィラメント４１と無数のＮ
ｂ3Ｓｎ超電導フィラメント４２とから構成されてお
り、Ｔａフィラメント４１が芯部３２の中心から外側に
向かって＊状（アステリスク記号状）や十字状などの放
射線状（図面では＊状）に配列された構造のものであ
る。
【０００９】前記拡散防止層３３は、ＴａあるいはＮｂ
からなるものである。前記クッション層３４は、Ｃｕな
どのクッション材からなるものであり、その厚みは１５
〜１７μｍ程度である。前記補強層３５は、Ｃｕ−Ｎｂ
合金などの補強材からなるものである。前記安定化層３
６は、Ｃｕ、Ａｌなどの金属材料などの安定化材からな
るものである。
からなるものである。前記クッション層３４は、Ｃｕな
どのクッション材からなるものであり、その厚みは１５
〜１７μｍ程度である。前記補強層３５は、Ｃｕ−Ｎｂ
合金などの補強材からなるものである。前記安定化層３
６は、Ｃｕ、Ａｌなどの金属材料などの安定化材からな
るものである。
【００１０】次に、図１に示したＮｂ3Ｓｎ系超電導線
の製造例について説明する。Ｎｂ3Ｓｎ系超電導線３１
を製造するには、まず、図２（Ａ）に示すようにＮｂロ
ッドからなる芯材５０にＣｕ−Ｓｎ合金からなる管体５
１を被せた後、スウェージング加工、引抜加工などの縮
径加工によって所望の直径まで縮径して図２（Ｂ）に示
す複合体５４を作製する。前記芯材５０としては、Ｎｂ
またはＮｂをＴｉに添加してなるものを用いるのが望ま
しく、Ｔｉが添加されていると無添加の場合と比べて高
磁界における臨界電流特性が向上する。なお、管体５１
は図面に示すような単管状のものに限るものではなく、
柱状体に複数の透孔が形成された形状のものなどを用
い、複数の透孔の各々に芯材５０を挿入して複合材を形
成することもできる。
の製造例について説明する。Ｎｂ3Ｓｎ系超電導線３１
を製造するには、まず、図２（Ａ）に示すようにＮｂロ
ッドからなる芯材５０にＣｕ−Ｓｎ合金からなる管体５
１を被せた後、スウェージング加工、引抜加工などの縮
径加工によって所望の直径まで縮径して図２（Ｂ）に示
す複合体５４を作製する。前記芯材５０としては、Ｎｂ
またはＮｂをＴｉに添加してなるものを用いるのが望ま
しく、Ｔｉが添加されていると無添加の場合と比べて高
磁界における臨界電流特性が向上する。なお、管体５１
は図面に示すような単管状のものに限るものではなく、
柱状体に複数の透孔が形成された形状のものなどを用
い、複数の透孔の各々に芯材５０を挿入して複合材を形
成することもできる。
【００１１】次いで、前記複合体５４を複数本集合して
Ｃｕ−Ｓｎ合金の管体５５に図２（Ｃ）に示すように収
納して縮径し、図２（Ｄ）に示す一次素線５６を作製
し、次いで、この一次素線５６を図２（Ｅ）に示すよう
に複数本集合してＣｕ−Ｓｎ合金からなる管体５７に挿
入し、更に縮径加工を施して図２（Ｆ）に示すような二
次素線５８を作製する。この二次素線５８の内部構造
は、Ｃｕ−Ｓｎ合金からなる基地の内部にＮｂからなる
極細のフィラメントが多数分散された構造となってい
る。
Ｃｕ−Ｓｎ合金の管体５５に図２（Ｃ）に示すように収
納して縮径し、図２（Ｄ）に示す一次素線５６を作製
し、次いで、この一次素線５６を図２（Ｅ）に示すよう
に複数本集合してＣｕ−Ｓｎ合金からなる管体５７に挿
入し、更に縮径加工を施して図２（Ｆ）に示すような二
次素線５８を作製する。この二次素線５８の内部構造
は、Ｃｕ−Ｓｎ合金からなる基地の内部にＮｂからなる
極細のフィラメントが多数分散された構造となってい
る。
【００１２】一方、Ｔａロッドからなる芯材６０にＣｕ
からなる管体６１を被せた後、スウェージング加工、引
抜加工などの縮径加工によって所望の直径まで縮径して
図２（Ｇ）に示すＴａ複合線６２を作製する。なお、Ｔ
ａ複合線６２としては、Ｃｕからなる基地の内部にＴａ
フィラメントが多数分散された構造のものであってもよ
い。
からなる管体６１を被せた後、スウェージング加工、引
抜加工などの縮径加工によって所望の直径まで縮径して
図２（Ｇ）に示すＴａ複合線６２を作製する。なお、Ｔ
ａ複合線６２としては、Ｃｕからなる基地の内部にＴａ
フィラメントが多数分散された構造のものであってもよ
い。
【００１３】次いで、図３に示すように複数本の二次素
線５８と複数本のＴａ複合線６２を集合して集合体６２
ａを作製するが、この際、Ｔａ複合線６２が集合体６２
ａの中心から外側に向かって＊状や十字状などの放射線
状（図面では＊状）に配列されるようにする。なお、前
記二次素線５８形成用として用いたＣｕ−Ｓｎ合金のＳ
ｎ濃度が低い場合には、前記集合体６２ａの外周にＳｎ
のメッキ層を形成した後、以下の工程に用いても良い。
続いて、図３に示すように前記集合体６２ａの外周に拡
散防止層となるべきＴａあるいはＮｂからなる拡散防止
管６３を被せた後、この拡散防止管６３の外周にクッシ
ョン材からなる管体６４を被せ、続いて該管体６４の外
周に補強材からなる補強管６５を被せ、さらに該補強管
６５の外周に安定化材からなる被覆管６６を被せ、更に
全体を最終的に得るべき直径（０．１〜０．３ｍｍ程
度）まで縮径加工により伸線し、素線を形成する。
線５８と複数本のＴａ複合線６２を集合して集合体６２
ａを作製するが、この際、Ｔａ複合線６２が集合体６２
ａの中心から外側に向かって＊状や十字状などの放射線
状（図面では＊状）に配列されるようにする。なお、前
記二次素線５８形成用として用いたＣｕ−Ｓｎ合金のＳ
ｎ濃度が低い場合には、前記集合体６２ａの外周にＳｎ
のメッキ層を形成した後、以下の工程に用いても良い。
続いて、図３に示すように前記集合体６２ａの外周に拡
散防止層となるべきＴａあるいはＮｂからなる拡散防止
管６３を被せた後、この拡散防止管６３の外周にクッシ
ョン材からなる管体６４を被せ、続いて該管体６４の外
周に補強材からなる補強管６５を被せ、さらに該補強管
６５の外周に安定化材からなる被覆管６６を被せ、更に
全体を最終的に得るべき直径（０．１〜０．３ｍｍ程
度）まで縮径加工により伸線し、素線を形成する。
【００１４】前記管体６４の厚みは、目的とする超電導
線線径によって異るが、１０μｍ以上が好ましく、より
好ましくは１５μｍ以上〜２０μｍ以下とされる。管体
６４の厚みが１０μｍ未満であると薄過ぎて前記管体６
４自身にクラックが生じたり、あるいは拡散防止管６３
までクラックが生じてしまう恐れがあり、伸線できる長
さを大幅に向上させることができない。また、２０μｍ
を超えて厚くしてももはや効果の増大は期待できず、目
的とする超電導線内のＣｕの割合が多くなりすぎて超電
導部分の割合が少なくなる。
線線径によって異るが、１０μｍ以上が好ましく、より
好ましくは１５μｍ以上〜２０μｍ以下とされる。管体
６４の厚みが１０μｍ未満であると薄過ぎて前記管体６
４自身にクラックが生じたり、あるいは拡散防止管６３
までクラックが生じてしまう恐れがあり、伸線できる長
さを大幅に向上させることができない。また、２０μｍ
を超えて厚くしてももはや効果の増大は期待できず、目
的とする超電導線内のＣｕの割合が多くなりすぎて超電
導部分の割合が少なくなる。
【００１５】前記補強管６５をなす補強材としてＣｕ−
Ｎｂ合金が用いられた場合、補強管６５はＣｕの金属マ
トリックスの内部にＮｂフィラメントが多数分散配列さ
れた構造を有している。この補強管６５は、ＣｕとＮｂ
の両元素が互いにほとんど固溶しないという性質を有す
ることを利用して製造されたもので、Ｃｕ−Ｎｂ合金を
その溶湯から鋳造した際に、Ｃｕマトリックス中にＮｂ
樹枝状晶が生成された鋳塊を得ることができ、この鋳塊
を冷間線引加工することでＮｂ樹枝状晶を引き延ばして
フィラメント状に加工することができ、これによりＣｕ
のマトリックスの内部にＮｂフィラメントが分散配列さ
れた構造が得られる。このＮｂフィラメントは、Ｃｕの
マトリックス中に分散配列されるが、このＮｂフィラメ
ントがＣｕのマトリックスを強化するので、補強管６５
はＣｕからなるものより耐力が向上する。更に、Ｎｂは
Ｃｕにほとんど固溶しないので、補強管６５の導電率が
低下することもなく、補強管６５の導電率は充分に高い
ものとなる。
Ｎｂ合金が用いられた場合、補強管６５はＣｕの金属マ
トリックスの内部にＮｂフィラメントが多数分散配列さ
れた構造を有している。この補強管６５は、ＣｕとＮｂ
の両元素が互いにほとんど固溶しないという性質を有す
ることを利用して製造されたもので、Ｃｕ−Ｎｂ合金を
その溶湯から鋳造した際に、Ｃｕマトリックス中にＮｂ
樹枝状晶が生成された鋳塊を得ることができ、この鋳塊
を冷間線引加工することでＮｂ樹枝状晶を引き延ばして
フィラメント状に加工することができ、これによりＣｕ
のマトリックスの内部にＮｂフィラメントが分散配列さ
れた構造が得られる。このＮｂフィラメントは、Ｃｕの
マトリックス中に分散配列されるが、このＮｂフィラメ
ントがＣｕのマトリックスを強化するので、補強管６５
はＣｕからなるものより耐力が向上する。更に、Ｎｂは
Ｃｕにほとんど固溶しないので、補強管６５の導電率が
低下することもなく、補強管６５の導電率は充分に高い
ものとなる。
【００１６】ここで縮径加工を施して伸線するとき、前
述のようにＴａ複合線６２が集合体６２ａの中心から外
側に向かって放射線状に配列すると、Ｔａ複合線６２中
のＴａの強度が高いために、Ｎｂフィラメントの直径が
サブミクロン近くになっても、Ｎｂフィラメントに異変
形が起るのを防止でき、これによって後工程の拡散熱処
理により得られる超電導フィラメント４２に異変形が起
ることがなく、良好な超電導フィラメント４２が得られ
る。また、縮径加工を施して伸線するとき、Ｔａあるい
はＮｂからなるからなる拡散防止管６３と、Ｃｕ−Ｎｂ
合金からなる補強管６５との間にＣｕからなる管体６４
を介在すると、隣合う金属層間の整合が良好となるの
で、縮径加工が容易となり、伸線できる長さを大幅に向
上させることができ、線長さが大幅に長い素線が得られ
る。
述のようにＴａ複合線６２が集合体６２ａの中心から外
側に向かって放射線状に配列すると、Ｔａ複合線６２中
のＴａの強度が高いために、Ｎｂフィラメントの直径が
サブミクロン近くになっても、Ｎｂフィラメントに異変
形が起るのを防止でき、これによって後工程の拡散熱処
理により得られる超電導フィラメント４２に異変形が起
ることがなく、良好な超電導フィラメント４２が得られ
る。また、縮径加工を施して伸線するとき、Ｔａあるい
はＮｂからなるからなる拡散防止管６３と、Ｃｕ−Ｎｂ
合金からなる補強管６５との間にＣｕからなる管体６４
を介在すると、隣合う金属層間の整合が良好となるの
で、縮径加工が容易となり、伸線できる長さを大幅に向
上させることができ、線長さが大幅に長い素線が得られ
る。
【００１７】最後に、前記素線を５００〜６５０℃で数
十時間〜数百時間加熱する拡散熱処理を行うことによ
り、図１に示すようなＮｂ3Ｓｎ系超電導線３１を製造
することができる。
十時間〜数百時間加熱する拡散熱処理を行うことによ
り、図１に示すようなＮｂ3Ｓｎ系超電導線３１を製造
することができる。
【００１８】このようにして得られたＮｂ3Ｓｎ系超電
導線３１にあっては、Ｃｕ−Ｓｎ合金からなる基地４０
の内部に無数のＮｂ3Ｓｎ超電導フィラメント４２が配
列されてなる芯部３２の外周上に安定化層３６が設けら
れてなる化合物系超電導線において、前記芯部３２の中
心から外側に向かってＴａフィラメント４１が放射線状
に配列されたことにより、その製造の際に縮径加工を施
して伸線するとき、Ｔａフィラメント４１をなすＴａの
強度が高いために、Ｎｂフィラメントの直径がサブミク
ロン近くになっても、Ｎｂフィラメントに異変形が起る
のを防止でき、伸線による異変形がない良好なＮｂ3Ｓ
ｎ超電導フィラメント４２を有することができ、また、
Ｔａフィラメント４１をなすＴａがＮｂ3Ｓｎ超電導フ
ィラメント４２に必要なＳｎと反応せず、さらにＴａフ
ィラメント４１は放射線状に配列されているので、Ｓｎ
を外部メッキにて供給するときのＳｎの拡散を阻害しな
いので、従来の交流用の超電導線に比べて臨界電流が向
上し、超電導特性が優れる。また、前記Ｔａが非超電導
体であるので、交流通電時の結合損失を増加させず、交
流用の超電導線として特性が優れており、交流用に好適
に用いることができる。さらに、前記Ｔａは強度が高い
ため、拡散熱処理後の歪み特性が向上し、機械的強度が
優れる。
導線３１にあっては、Ｃｕ−Ｓｎ合金からなる基地４０
の内部に無数のＮｂ3Ｓｎ超電導フィラメント４２が配
列されてなる芯部３２の外周上に安定化層３６が設けら
れてなる化合物系超電導線において、前記芯部３２の中
心から外側に向かってＴａフィラメント４１が放射線状
に配列されたことにより、その製造の際に縮径加工を施
して伸線するとき、Ｔａフィラメント４１をなすＴａの
強度が高いために、Ｎｂフィラメントの直径がサブミク
ロン近くになっても、Ｎｂフィラメントに異変形が起る
のを防止でき、伸線による異変形がない良好なＮｂ3Ｓ
ｎ超電導フィラメント４２を有することができ、また、
Ｔａフィラメント４１をなすＴａがＮｂ3Ｓｎ超電導フ
ィラメント４２に必要なＳｎと反応せず、さらにＴａフ
ィラメント４１は放射線状に配列されているので、Ｓｎ
を外部メッキにて供給するときのＳｎの拡散を阻害しな
いので、従来の交流用の超電導線に比べて臨界電流が向
上し、超電導特性が優れる。また、前記Ｔａが非超電導
体であるので、交流通電時の結合損失を増加させず、交
流用の超電導線として特性が優れており、交流用に好適
に用いることができる。さらに、前記Ｔａは強度が高い
ため、拡散熱処理後の歪み特性が向上し、機械的強度が
優れる。
【００１９】なお、前記実施形態においては、芯部３２
と、安定化層（安定化部）３６との間に、拡散防止層３
３とクッション層３４と補強層３５などの付属部が介在
されている場合について説明したが、これらの付属部は
必ずしも設ける必要がなく、目的とする超電導線の特性
によって適宜変更可能である。また、安定化層（安定化
部）３６が最外層に設けられる場合について説明した
が、必ずしもこの限りでなく、最外層以外の場所に設け
られていてもよい。また、Ｎｂ3Ｓｎ系超電導線に本発
明の化合物系超電導線を適用した例について説明した
が、本発明の化合系超電導線をＮｂ3Ｓｎの他、Ｎｂ3Ｇ
ａ、Ｎｂ3Ｇｅ、Ｎｂ3Ａｌ、Ｖ3Ｇａ、Ｎｂ−Ｔｉなど
の超電導線に適用してもよいのは勿論である。
と、安定化層（安定化部）３６との間に、拡散防止層３
３とクッション層３４と補強層３５などの付属部が介在
されている場合について説明したが、これらの付属部は
必ずしも設ける必要がなく、目的とする超電導線の特性
によって適宜変更可能である。また、安定化層（安定化
部）３６が最外層に設けられる場合について説明した
が、必ずしもこの限りでなく、最外層以外の場所に設け
られていてもよい。また、Ｎｂ3Ｓｎ系超電導線に本発
明の化合物系超電導線を適用した例について説明した
が、本発明の化合系超電導線をＮｂ3Ｓｎの他、Ｎｂ3Ｇ
ａ、Ｎｂ3Ｇｅ、Ｎｂ3Ａｌ、Ｖ3Ｇａ、Ｎｂ−Ｔｉなど
の超電導線に適用してもよいのは勿論である。
【００２０】
【実施例】以下、本発明を、実施例および比較例によ
り、具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみ
に限定されるものではない。 （実施例）直径１０ｍｍのＮｂ−１．２ｗｔ％Ｔｉロッ
ドをＣｕ−１３ｗｔ％Ｓｎ合金からなる外径１６ｍｍ、
内径１１ｍｍの管体に挿入し、縮径して直径１．０ｍｍ
の複合体を得た。次にこの複合体を１９本集合し、Ｃｕ
−８ｗｔ％Ｓｎ合金からなる外径９ｍｍ、内径６ｍｍの
管体に挿入し、縮径加工を行って直径１．０ｍｍの一次
素線を得た。次いで、この一次素線を６１本集合し、Ｃ
ｕ−８ｗｔ％Ｓｎ合金からなる外径９ｍｍ、内径７ｍｍ
の管体に挿入し、縮径加工を行って直径１．０ｍｍの二
次素線を作製した。一方、直径１０ｍｍのＴａロッド
を、外径１１ｍｍ、内径１０ｍｍのＣｕからなる管体に
挿入し、縮径して直径１．０ｍｍのＴａ複合線を得た。
り、具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみ
に限定されるものではない。 （実施例）直径１０ｍｍのＮｂ−１．２ｗｔ％Ｔｉロッ
ドをＣｕ−１３ｗｔ％Ｓｎ合金からなる外径１６ｍｍ、
内径１１ｍｍの管体に挿入し、縮径して直径１．０ｍｍ
の複合体を得た。次にこの複合体を１９本集合し、Ｃｕ
−８ｗｔ％Ｓｎ合金からなる外径９ｍｍ、内径６ｍｍの
管体に挿入し、縮径加工を行って直径１．０ｍｍの一次
素線を得た。次いで、この一次素線を６１本集合し、Ｃ
ｕ−８ｗｔ％Ｓｎ合金からなる外径９ｍｍ、内径７ｍｍ
の管体に挿入し、縮径加工を行って直径１．０ｍｍの二
次素線を作製した。一方、直径１０ｍｍのＴａロッド
を、外径１１ｍｍ、内径１０ｍｍのＣｕからなる管体に
挿入し、縮径して直径１．０ｍｍのＴａ複合線を得た。
【００２１】次いで、前述のようにして作製した１８本
の二次素線と、１９本のＴａ複合線を集合して集合体を
作製した。このとき、Ｔａ複合線が集合体の中心から外
側に向かって放射線状に配列されるようにした。続い
て、この集合体の外周に、外径８ｍｍ、内径７ｍｍのＴ
ａからなる拡散防止管を被せ、ついでこの拡散防止管の
外周に外径９ｍｍ、内径８ｍｍのＣｕからなる管体を被
せた後、この管体の外周に外径１３ｍｍ、内径９ｍｍの
Ｃｕ−２０ｗｔ％Ｎｂからなる補強管を被せ、さらにこ
の補強管の外周に外径１４ｍｍ、内径１３ｍｍのＣｕか
らなる被覆管を被せた後、全体を径０．２ｍｍまで縮径
した後、６７５℃で１０日間加熱する拡散熱処理を行う
ことにより、線長１ｋｍのＣｕ−Ｎｂ／（Ｎｂ，Ｔｉ）
3Ｓｎ超電導線を得た。このようにして得られた超電導
線の芯部には、Ｃｕ−Ｓｎ合金からなる基地の内部に径
０．３μｍの（Ｎｂ，Ｔｉ）3Ｓｎ超電導フィラメント
が配列されており、又、径１０μｍのＴａフィラメント
が芯部の中心から外側に向かって放射線状に配列された
構造のものであった。ここで得られた超電導線の超電導
フィラメントの占積率は、１３％であった。
の二次素線と、１９本のＴａ複合線を集合して集合体を
作製した。このとき、Ｔａ複合線が集合体の中心から外
側に向かって放射線状に配列されるようにした。続い
て、この集合体の外周に、外径８ｍｍ、内径７ｍｍのＴ
ａからなる拡散防止管を被せ、ついでこの拡散防止管の
外周に外径９ｍｍ、内径８ｍｍのＣｕからなる管体を被
せた後、この管体の外周に外径１３ｍｍ、内径９ｍｍの
Ｃｕ−２０ｗｔ％Ｎｂからなる補強管を被せ、さらにこ
の補強管の外周に外径１４ｍｍ、内径１３ｍｍのＣｕか
らなる被覆管を被せた後、全体を径０．２ｍｍまで縮径
した後、６７５℃で１０日間加熱する拡散熱処理を行う
ことにより、線長１ｋｍのＣｕ−Ｎｂ／（Ｎｂ，Ｔｉ）
3Ｓｎ超電導線を得た。このようにして得られた超電導
線の芯部には、Ｃｕ−Ｓｎ合金からなる基地の内部に径
０．３μｍの（Ｎｂ，Ｔｉ）3Ｓｎ超電導フィラメント
が配列されており、又、径１０μｍのＴａフィラメント
が芯部の中心から外側に向かって放射線状に配列された
構造のものであった。ここで得られた超電導線の超電導
フィラメントの占積率は、１３％であった。
【００２２】（比較例）芯部にＴａフィラメントが配列
されていない以外は前記実施例と同様にしてＣｕ−Ｎｂ
／（Ｎｂ，Ｔｉ）3Ｓｎ超電導線を得た。ここで得られ
た超電導線の超電導フィラメントの占積率は、実施例の
ものと同じ値の１３％であった。
されていない以外は前記実施例と同様にしてＣｕ−Ｎｂ
／（Ｎｂ，Ｔｉ）3Ｓｎ超電導線を得た。ここで得られ
た超電導線の超電導フィラメントの占積率は、実施例の
ものと同じ値の１３％であった。
【００２３】上記実施例、比較例で得られた超電導線を
液体ヘリウムで冷却して通電した場合の臨界電流と磁場
との関係について調べた。その結果を図４に示す。図４
中、曲線は実施例で得られた超電導線の臨界電流と磁
場との関係を示す線であり、曲線は比較例で得られた
超電導線の臨界電流と磁場との関係を示す線である。図
４から明らかなように、Ｔａフィラメントが芯部の中心
から外側に向かって放射線状に配列された構造の実施例
の超電導線は、比較例の超電導線に比べて臨界電流が１
０％向上していることが分った。また、上記実施例、比
較例で得られた超電導線のヒステリシス損失を調べたと
ころ、両者はほぼ同じであった。
液体ヘリウムで冷却して通電した場合の臨界電流と磁場
との関係について調べた。その結果を図４に示す。図４
中、曲線は実施例で得られた超電導線の臨界電流と磁
場との関係を示す線であり、曲線は比較例で得られた
超電導線の臨界電流と磁場との関係を示す線である。図
４から明らかなように、Ｔａフィラメントが芯部の中心
から外側に向かって放射線状に配列された構造の実施例
の超電導線は、比較例の超電導線に比べて臨界電流が１
０％向上していることが分った。また、上記実施例、比
較例で得られた超電導線のヒステリシス損失を調べたと
ころ、両者はほぼ同じであった。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の化合物系超
電導線にあっては、金属あるいは合金基地の内部に無数
の超電導フィラメントが配列されてなる芯部と、安定化
部とが少なくとも備えられてなる化合物系超電導線にお
いて、前記芯部の中心から外側に向かってＴａフィラメ
ントが放射線状に配列されたことにより、その製造の際
に縮径加工を施して伸線するとき、Ｔａフィラメントを
なすＴａの強度が高いために、熱処理により超電導フィ
ラメントとなるフィラメントの直径がサブミクロン近く
になっても、このフィラメントに異変形が起るのを防止
でき、伸線による異変形がない良好な超電導フィラメン
トを有することができ、また、Ｔａフィラメントをなす
Ｔａが、メッキ法により拡散させる超電導金属間化合物
を構成する一種以上の金属元素と反応せず、さらにＴａ
フィラメントは放射線状に配列されているので、超電導
金属間化合物を構成する一種以上の金属元素を外部メッ
キにて供給するときの金属元素の拡散を阻害しないの
で、従来の交流用の化合物系超電導線に比べて臨界電流
が向上し、超電導特性が優れるという利点がある。ま
た、前記Ｔａが非超電導体であるので、交流通電時の結
合損失を増加させず、交流用の超電導線として特性が優
れており、交流用に好適に用いることができる。さら
に、前記Ｔａは強度が高いため、拡散熱処理後の歪み特
性が向上し、機械的強度が優れる。
電導線にあっては、金属あるいは合金基地の内部に無数
の超電導フィラメントが配列されてなる芯部と、安定化
部とが少なくとも備えられてなる化合物系超電導線にお
いて、前記芯部の中心から外側に向かってＴａフィラメ
ントが放射線状に配列されたことにより、その製造の際
に縮径加工を施して伸線するとき、Ｔａフィラメントを
なすＴａの強度が高いために、熱処理により超電導フィ
ラメントとなるフィラメントの直径がサブミクロン近く
になっても、このフィラメントに異変形が起るのを防止
でき、伸線による異変形がない良好な超電導フィラメン
トを有することができ、また、Ｔａフィラメントをなす
Ｔａが、メッキ法により拡散させる超電導金属間化合物
を構成する一種以上の金属元素と反応せず、さらにＴａ
フィラメントは放射線状に配列されているので、超電導
金属間化合物を構成する一種以上の金属元素を外部メッ
キにて供給するときの金属元素の拡散を阻害しないの
で、従来の交流用の化合物系超電導線に比べて臨界電流
が向上し、超電導特性が優れるという利点がある。ま
た、前記Ｔａが非超電導体であるので、交流通電時の結
合損失を増加させず、交流用の超電導線として特性が優
れており、交流用に好適に用いることができる。さら
に、前記Ｔａは強度が高いため、拡散熱処理後の歪み特
性が向上し、機械的強度が優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の化合物系超電導線の一実施形態を示
す拡大断面図である。
す拡大断面図である。
【図２】 （Ａ）〜（Ｇ）は、図１の化合物系超電導線
の製造例を説明するための断面図である。
の製造例を説明するための断面図である。
【図３】 図１の化合物系超電導線の製造例を説明する
ための断面図である。
ための断面図である。
【図４】 実施例、比較例で得られた超電導線の臨界電
流と磁場の関係を示す線図である。
流と磁場の関係を示す線図である。
【図５】 従来のＮｂ3Ｓｎ系超電導線の例を示す拡大
断面図である。
断面図である。
【図６】 （Ａ）〜（Ｇ）は、従来のＮｂ3Ｓｎ系超電
導線の製造例を工程順に示した断面図である。
導線の製造例を工程順に示した断面図である。
３１・・・超電導線、３２・・・芯部、３６・・・安定化層（安
定化部）、４０・・・基地、４１・・・Ｔａフィラメント、４
２・・・超電導フィラメント。
定化部）、４０・・・基地、４１・・・Ｔａフィラメント、４
２・・・超電導フィラメント。
Claims (1)
- 【請求項１】 金属あるいは合金基地の内部に無数の超
電導フィラメントが配列されてなる芯部と、安定化部と
が少なくとも備えられてなる化合物系超電導線におい
て、前記芯部の中心から外側に向かってＴａフィラメン
トが放射線状に配列されていることを特徴とする化合物
系超電導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10042602A JPH11238418A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 化合物系超電導線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10042602A JPH11238418A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 化合物系超電導線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11238418A true JPH11238418A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=12640609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10042602A Withdrawn JPH11238418A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 化合物系超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11238418A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1983582A2 (de) * | 2007-04-18 | 2008-10-22 | European Advanced Superconductors GmbH & Co. Kg | Multifilamentsupraleiter sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP2012243685A (ja) * | 2011-05-23 | 2012-12-10 | National Institute For Materials Science | Ｎｂ３Ａｌ超伝導線の前駆体線及びＮｂ３Ａｌ超伝導線並びにＮｂ３Ａｌ超伝導線の前駆体線の製造方法及びＮｂ３Ａｌ超伝導線の製造方法 |
| EP2752856A4 (en) * | 2011-08-30 | 2015-09-16 | Japan Superconductor Tech | PRELIMINARY MANUFACTURER OF A SUPERCONDUCTIVE NB3SN WIRE MATERIAL AND SUPERCONDUCTIVE NB3SN WIRE MATERIAL |
| JP2020161282A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 三菱電機株式会社 | 超電導線の接続構造および超電導線の接続方法 |
-
1998
- 1998-02-24 JP JP10042602A patent/JPH11238418A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1983582A2 (de) * | 2007-04-18 | 2008-10-22 | European Advanced Superconductors GmbH & Co. Kg | Multifilamentsupraleiter sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
| EP1983582A3 (de) * | 2007-04-18 | 2011-08-31 | European Advanced Superconductors GmbH & Co. KG | Multifilamentsupraleiter sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
| US8173901B2 (en) | 2007-04-18 | 2012-05-08 | European Advanced Superconductor Gmbh & Co. Kg | Multifilament superconductor, as well as method for its production |
| JP2012243685A (ja) * | 2011-05-23 | 2012-12-10 | National Institute For Materials Science | Ｎｂ３Ａｌ超伝導線の前駆体線及びＮｂ３Ａｌ超伝導線並びにＮｂ３Ａｌ超伝導線の前駆体線の製造方法及びＮｂ３Ａｌ超伝導線の製造方法 |
| EP2752856A4 (en) * | 2011-08-30 | 2015-09-16 | Japan Superconductor Tech | PRELIMINARY MANUFACTURER OF A SUPERCONDUCTIVE NB3SN WIRE MATERIAL AND SUPERCONDUCTIVE NB3SN WIRE MATERIAL |
| JP2020161282A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 三菱電機株式会社 | 超電導線の接続構造および超電導線の接続方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102587809B1 (ko) | 강화된 초전도성 와이어의 제작 | |
| JP2016195100A (ja) | Ｎｂ３Ｓｎを含有する超伝導線材のためのＰＩＴエレメントを有する半完成線材、及びこの半完成線材を製造する方法 | |
| US4195199A (en) | Superconducting composite conductor and method of manufacturing same | |
| JP2013062239A (ja) | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材及びその製造方法 | |
| US7505800B2 (en) | Superconductive element containing Nb3Sn | |
| JP4996084B2 (ja) | 超伝導素子の製造方法 | |
| JPH11238418A (ja) | 化合物系超電導線 | |
| US20110136672A1 (en) | Superconductors with improved mecanical strength | |
| JP3701349B2 (ja) | 超電導線の製造方法及び超電導線 | |
| JPH08180752A (ja) | Ｎｂ３ Ｓｎ超電導線およびその製造方法 | |
| JP3754522B2 (ja) | Ｎｂ▲３▼Ｓｎ超電導線材 | |
| EP1569285B1 (en) | Superconductive element containing Nb3Sn | |
| JPH0570888B2 (ja) | ||
| JP3585770B2 (ja) | 超電導導体およびその製造方法 | |
| JP2878390B2 (ja) | 超電導発電機用Ｎｂ▲下３▼Ｓｎ超電導線の製造方法 | |
| JPH05804B2 (ja) | ||
| JP3182978B2 (ja) | 永久電流で運転されるマグネット用Ｎｂ▲３▼Ｓｎ超電導線材およびその製造方法 | |
| JP2003045247A (ja) | 超電導線材 | |
| JP2742436B2 (ja) | 化合物系超電導撚線の製造方法 | |
| JP2001057118A (ja) | Ｎｂ３Ｓｎ化合物超電導線およびその製造方法 | |
| JPH087681A (ja) | Ａ３ ｂ型化合物超電導線およびその製造方法 | |
| JP3265618B2 (ja) | 化合物超電導線用の複合ビレット、及び化合物超電導線の製造方法 | |
| JPH05325664A (ja) | 化合物超電導線材 | |
| JP3086487B2 (ja) | Ｎｂ３Ｓｎ交流超電導線の製造方法 | |
| JP2742437B2 (ja) | 化合物系超電導撚線の製造方法 |
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: 20050510 |