JPS58145019A - 化合物超電導線材の製造方法 - Google Patents
化合物超電導線材の製造方法Info
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- JPS58145019A JPS58145019A JP57027684A JP2768482A JPS58145019A JP S58145019 A JPS58145019 A JP S58145019A JP 57027684 A JP57027684 A JP 57027684A JP 2768482 A JP2768482 A JP 2768482A JP S58145019 A JPS58145019 A JP S58145019A
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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
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は化合物超電導線材の製造方法に関する。
超電導線材は核融合、加速器、エネルギー貯蔵または物
性研究用などの高磁界を必要とする機器には不可欠な材
料となっているが、最近。
性研究用などの高磁界を必要とする機器には不可欠な材
料となっているが、最近。
特に１０Ｔ（テスラ）以上の高磁界で使用でき。
かつ、信頼性の高い線材が要望されている。そこで、最
近ではＮ ｂ ３ Ｓ ｎ＋ Ｖ２Ｏａなどで代表され
る超電導化合物が常電導母相中に連続した繊維として多
数埋設された構成をもつ、いわゆる連続繊維形化合物超
電導線材をこの種の材料として用いているが、超電導特
性が優れている反面。
近ではＮ ｂ ３ Ｓ ｎ＋ Ｖ２Ｏａなどで代表され
る超電導化合物が常電導母相中に連続した繊維として多
数埋設された構成をもつ、いわゆる連続繊維形化合物超
電導線材をこの種の材料として用いているが、超電導特
性が優れている反面。
機械的引張力や曲げに対して非常にもろい。このためこ
の線材はその製造時やコイル巻回作業上における信頼性
に乏しいという欠点があった。
の線材はその製造時やコイル巻回作業上における信頼性
に乏しいという欠点があった。
そこで、最近では、極細の超電導化合物繊維を非連続に
極めて近接させた状態で母相中に多数埋設し、近接効果
またはフィラメント効果などによって超電導電流が流れ
る。いわゆる非連続繊維形超電導線材が提案されている
が、超電導特性が従来より低く、シかも製造信頼性も低
く量産できないので実用化には到っていない。
極めて近接させた状態で母相中に多数埋設し、近接効果
またはフィラメント効果などによって超電導電流が流れ
る。いわゆる非連続繊維形超電導線材が提案されている
が、超電導特性が従来より低く、シかも製造信頼性も低
く量産できないので実用化には到っていない。
即ち、 Ｎｂ３Ｓｎ化合物からなる非連続繊維形超電
導線材を例にとれば、まず、 Ｎｂの粉末を２０００
〜２４００℃の超高温で加圧焼成して多孔質のＮｂ棒を
形成し、このＮｂ棒をＳＨの溶融浴に浸漬し外部からａ
ｎをＮｔ）棒の孔に浸透させ。
導線材を例にとれば、まず、 Ｎｂの粉末を２０００
〜２４００℃の超高温で加圧焼成して多孔質のＮｂ棒を
形成し、このＮｂ棒をＳＨの溶融浴に浸漬し外部からａ
ｎをＮｔ）棒の孔に浸透させ。
次にこのＮｂ棒を伸線して最終寸法で熱処理することに
よってＮｂと８ｎとを反応させてＮ ｂ ３ ｓｎを得
ることにより製造されている。しかしながら、使用され
るＮｂ粉末はその表面が化学的に清浄でかつ平均面径が
できるだけ小さくなければ（約２０μｍ以下）後の伸線
加工中に断線することが多い。オだ、加圧焼成加工は、
温度が非常に高いのでＮｂ粉末表面の酸化が促進され。
よってＮｂと８ｎとを反応させてＮ ｂ ３ ｓｎを得
ることにより製造されている。しかしながら、使用され
るＮｂ粉末はその表面が化学的に清浄でかつ平均面径が
できるだけ小さくなければ（約２０μｍ以下）後の伸線
加工中に断線することが多い。オだ、加圧焼成加工は、
温度が非常に高いのでＮｂ粉末表面の酸化が促進され。
焼結と後の伸線加工を困難にするし、特殊な装置のため
焼成された多孔質丸棒のサイズも極めて小さなものに制
限され量産には適していない。
焼成された多孔質丸棒のサイズも極めて小さなものに制
限され量産には適していない。
さらに、 Ｎｂ３Ｓｎ化合物線材はＮｂと８ｎの反応
においてＯｕを同時に介在させた場合には、 Ｎｂ３Ｓ
ｎ生成温度が低くなり生成速度も速くなるので。
においてＯｕを同時に介在させた場合には、 Ｎｂ３Ｓ
ｎ生成温度が低くなり生成速度も速くなるので。
その臨界電流密度も高いことが知られている。
しかるに、従来の上記した製造法はＯｕを介在させない
ので、臨界電流密度が低いものであった。
ので、臨界電流密度が低いものであった。
本発明は上記した点に鑑みてなされたもので。
機械的強度が大きい上に超電導特性が優れ、しかも量産
性に優れた化合物、超電導線材を得ることができる製造
方法？提供することを目的とする。
性に優れた化合物、超電導線材を得ることができる製造
方法？提供することを目的とする。
即ち９本発明はＮｂ系またはｖ系の金属層とＣｕ 系金
属層からなる複合体を得る工程と、この複合体をＯｕ系
金金属層溶融温度以上でかつＮｂ 系またはＶ系金属層
の溶融温度以下に保持した後室温に冷却して多孔質棒状
体を得る工程と、この多孔質棒状体に溶融状態の８ｎ、
Ｇａ。
属層からなる複合体を得る工程と、この複合体をＯｕ系
金金属層溶融温度以上でかつＮｂ 系またはＶ系金属層
の溶融温度以下に保持した後室温に冷却して多孔質棒状
体を得る工程と、この多孔質棒状体に溶融状態の８ｎ、
Ｇａ。
Ａｌ または５ｎ−Ｏｕ、 Ｇａ−０ｕ、Ａ／−Ｃｕ
合金を浸透させた後断面縮小加工と化合物生成熱処理
を施す工程とを含むことを特徴とする化合物超電導線材
の製造方法である。
合金を浸透させた後断面縮小加工と化合物生成熱処理
を施す工程とを含むことを特徴とする化合物超電導線材
の製造方法である。
以下実施例に基づき詳細に説明する。
実施例１゜
第１図に示すように、Ｎｂ心線からなる金属心線（１）
をＯｕからなる母相（２）に１９本埋設して０ｕ−Ｎｂ
複合多心線を得、この複合多心線を０．１８朋φま
で伸線したこのときのＮｂ心線（１）の平均径及び間隔
は０．０２ｉｎと０．０１ｍｍであった。
をＯｕからなる母相（２）に１９本埋設して０ｕ−Ｎｂ
複合多心線を得、この複合多心線を０．１８朋φま
で伸線したこのときのＮｂ心線（１）の平均径及び間隔
は０．０２ｉｎと０．０１ｍｍであった。
次に、この心線＋ＩＩを長さが約１〜３關になるように
切断加工して短尺複合線にした後この短尺複合線を集め
てプレス加工を行い、直径３０１に１長さ３ｏｏｍｘの
棒状体を得た。次に、このＯｕとＮｂ心線からなる棒状
体（３）を第２図に示すようなるつは（４）に入れ、真
空中で１２００℃の温度でＯｕとＮｂからなる棒状体の
構成成分のうちＯｕのみを溶融させる。（Ｎｂの溶融温
度は約２４５０℃）溶融したＯｕはＮｂ心線表面に付着
するとともに溶融金属溜（５）に流れ落ち棒状体（３）
におけるＮｂ心線同志はＯｕによって固着されなおかつ
内部に多数の小さな空孔を持つ多孔質棒状体を形成する
（第３図）。ここで、（６）はＯｕとＮｌ）心線からな
る多孔質棒状体、（７）け Ｏｕである。
切断加工して短尺複合線にした後この短尺複合線を集め
てプレス加工を行い、直径３０１に１長さ３ｏｏｍｘの
棒状体を得た。次に、このＯｕとＮｂ心線からなる棒状
体（３）を第２図に示すようなるつは（４）に入れ、真
空中で１２００℃の温度でＯｕとＮｂからなる棒状体の
構成成分のうちＯｕのみを溶融させる。（Ｎｂの溶融温
度は約２４５０℃）溶融したＯｕはＮｂ心線表面に付着
するとともに溶融金属溜（５）に流れ落ち棒状体（３）
におけるＮｂ心線同志はＯｕによって固着されなおかつ
内部に多数の小さな空孔を持つ多孔質棒状体を形成する
（第３図）。ここで、（６）はＯｕとＮｌ）心線からな
る多孔質棒状体、（７）け Ｏｕである。
この多孔質棒状体を約５００℃に保持したａｎ浴中に５
分間浸漬することによってその内部に日ｎを浸透させ、
Ｏｕ、Ｎｂおよびａｎ からなる複合棒状体（８）を
得た。第４図に横断面を示すように、この複合棒状体に
外径３４ｍｘ内径３１ｍｍのＴａパイプを被覆すると共
にこのＴａパイプ（９）の外側に安定化を目的として外
径５０鮨、内径３５龍のＯｕパイプＱｌを被覆し、冷間
にて縮径加工を行ない直径０．５ｖｎｘ、長さ約１８０
０＠の線材を得た。この伸線工程において全く断線が生
じなかった。多孔質棒状体においてＮｂ心線はほとんど
の部分においてＯｕによって被覆されており温度も１２
００℃ と従来法圧おける２０００〜２４００℃に比べ
ると低いことがらＮｂ心線の酸化も少ない。また、Ｎｂ
心線同志は被覆したＣｕ同志によって強固に接着されて
いることなどの理由で従来法に比べ著しく伸線性が同上
した。
分間浸漬することによってその内部に日ｎを浸透させ、
Ｏｕ、Ｎｂおよびａｎ からなる複合棒状体（８）を
得た。第４図に横断面を示すように、この複合棒状体に
外径３４ｍｘ内径３１ｍｍのＴａパイプを被覆すると共
にこのＴａパイプ（９）の外側に安定化を目的として外
径５０鮨、内径３５龍のＯｕパイプＱｌを被覆し、冷間
にて縮径加工を行ない直径０．５ｖｎｘ、長さ約１８０
０＠の線材を得た。この伸線工程において全く断線が生
じなかった。多孔質棒状体においてＮｂ心線はほとんど
の部分においてＯｕによって被覆されており温度も１２
００℃ と従来法圧おける２０００〜２４００℃に比べ
ると低いことがらＮｂ心線の酸化も少ない。また、Ｎｂ
心線同志は被覆したＣｕ同志によって強固に接着されて
いることなどの理由で従来法に比べ著しく伸線性が同上
した。
１だ簡単な真空溶解設備で大量生産できる特長を持って
いる。この得られた線材の断面を顕微鏡で観察したとこ
ろ線長手方向に引伸はされて形成されたＮｂ、 Ｏｎ、
Ｓｎの各繊維は混在した状態で線材を構成していた。
いる。この得られた線材の断面を顕微鏡で観察したとこ
ろ線長手方向に引伸はされて形成されたＮｂ、 Ｏｎ、
Ｓｎの各繊維は混在した状態で線材を構成していた。
最後に０以上の工程にて得られた線材に７５０℃で３０
分間熱処理を施し、 Ｎｂ繊維の表面にＮｂ３Ｓｎを生
成させてＮ ｂ５ Ｓｎ化合物超電導線材を製造した。
分間熱処理を施し、 Ｎｂ繊維の表面にＮｂ３Ｓｎを生
成させてＮ ｂ５ Ｓｎ化合物超電導線材を製造した。
この得られた超電導線材を、液体ヘリウム中に種々の条
件を付与すると共に曲げ歪を加えない状態で配置し、バ
イアス磁界を変化させながら臨界電流値を測定したとこ
ろ、［ｌＴで臨界電流密度は８Ｔで９００Ａ／關、１０
Ｔで６８０ Ａ／扉ＩＩ２と、従来法で製造された線材
に比べ約３０チ以上高い値であった。また０本発明に係
る上記線材に曲げ歪みを与えながら臨界電流密度を測定
したところ、約２チの歪までほとんど低下せず良好な結
果を示した。このように１本発明に係る線材は超電導特
性及び機械的特性が非常に優れていた。
件を付与すると共に曲げ歪を加えない状態で配置し、バ
イアス磁界を変化させながら臨界電流値を測定したとこ
ろ、［ｌＴで臨界電流密度は８Ｔで９００Ａ／關、１０
Ｔで６８０ Ａ／扉ＩＩ２と、従来法で製造された線材
に比べ約３０チ以上高い値であった。また０本発明に係
る上記線材に曲げ歪みを与えながら臨界電流密度を測定
したところ、約２チの歪までほとんど低下せず良好な結
果を示した。このように１本発明に係る線材は超電導特
性及び機械的特性が非常に優れていた。
本実施例において、短尺複合線に埋設されたＮｂ 心線
の数を変化させた如、母相であるＯｕの代わり［Ｃ！ｕ
−８ｎ−またけＣ！ｕ−Ｇａ、 Ｃ！ｕ−Ｉｎ。
の数を変化させた如、母相であるＯｕの代わり［Ｃ！ｕ
−８ｎ−またけＣ！ｕ−Ｇａ、 Ｃ！ｕ−Ｉｎ。
０ｕ−Ａｌ 合金Ｋ したり、多孔質棒状体に浸透させ
るＳ ｎ Ｖｒ−Ｏｕ ｒ Ｇ ＆ ＋Ｉｎ、 ｋｌ、
Ｐｂなどを添加することも有効である。
るＳ ｎ Ｖｒ−Ｏｕ ｒ Ｇ ＆ ＋Ｉｎ、 ｋｌ、
Ｐｂなどを添加することも有効である。
実施例２゜
平均直径約８０μｍのＮｂ粉末とＣｕ粉末を２：１の割
合で混合・成形加工を行い直径３ｈｔｓ長さ３００＋ｍ
の棒状体を得た。また、予めＮｂ粉末の表面にＣＵ層を
付着することもいっそう有効である。次に、実施例１．
と同様にこのＯｕとＮｂ からなる棒状体を第２図に示
すようなるつホ（４）に入れ、真空中で１３００℃の温
度でＯｕのみを溶融させ、 ＯｕとＮｂからなる多孔
質棒状を得た。これを約５００℃に保持したａｎ浴中に
浸漬スることによってＳｎをその内部に浸透させＯｕ、
Ｎｂ、およびｓｎからなる複合棒状体とした。この複合
棒状体を実施例１と同様に安定化のためのＣｕパイプと
拡散障壁のＴａパイプと組合せて直径０．５胃麓まで伸
線し最終寸法でＮｂ３Ｓｎ生成熱処理を行った。その結
果伸線は極めて容易に行なわれ、超電導特性も実施例１
と同様従来法に比べ非常に良好であった。
合で混合・成形加工を行い直径３ｈｔｓ長さ３００＋ｍ
の棒状体を得た。また、予めＮｂ粉末の表面にＣＵ層を
付着することもいっそう有効である。次に、実施例１．
と同様にこのＯｕとＮｂ からなる棒状体を第２図に示
すようなるつホ（４）に入れ、真空中で１３００℃の温
度でＯｕのみを溶融させ、 ＯｕとＮｂからなる多孔
質棒状を得た。これを約５００℃に保持したａｎ浴中に
浸漬スることによってＳｎをその内部に浸透させＯｕ、
Ｎｂ、およびｓｎからなる複合棒状体とした。この複合
棒状体を実施例１と同様に安定化のためのＣｕパイプと
拡散障壁のＴａパイプと組合せて直径０．５胃麓まで伸
線し最終寸法でＮｂ３Ｓｎ生成熱処理を行った。その結
果伸線は極めて容易に行なわれ、超電導特性も実施例１
と同様従来法に比べ非常に良好であった。
実施例で述べたＮ ｂ５ Ｓｎ線材の他に同様の方法で
製造される他の化合物線材ＶｓＧａ、 Ｎｂ５Ａｌ。
製造される他の化合物線材ＶｓＧａ、 Ｎｂ５Ａｌ。
Ｎｂ３Ｇａ、 Ｎｂ３Ｇａなどにも適用できるのはむろ
んであり同様の効果を得ることができる。
んであり同様の効果を得ることができる。
捷た。上記した実施例において素材のＮｂ、 Ｖ。
Ｏｕ、 ａｎ、 Ｇａ、 ＆／ などに有害ならざる成
分を添加すること、短尺複合線、粉末における構成や混
合方法、あるいは棒状体の酸形方法、あるいはａｎなど
の浸透方法などは種々考えられるが。
分を添加すること、短尺複合線、粉末における構成や混
合方法、あるいは棒状体の酸形方法、あるいはａｎなど
の浸透方法などは種々考えられるが。
いずれにおいても９本発明の効果が損われるわけではな
い。
い。
以上説明したように本発明によれば、超電導特性及び耐
曲げ性や耐引張シ性などの機種的特性が優れ、しかも安
定化のための高純度のＣｕあるいはＡｅなどをパイプ状
等にして多孔質棒状体に容易に付着させることができる
。また。
曲げ性や耐引張シ性などの機種的特性が優れ、しかも安
定化のための高純度のＣｕあるいはＡｅなどをパイプ状
等にして多孔質棒状体に容易に付着させることができる
。また。
線材の寸法を制限するような特殊な装置を必要とせず、
特性の優れた線材が工業的な規模で量産でき、従来より
も伸線性が著［２〈向上１−で。
特性の優れた線材が工業的な規模で量産でき、従来より
も伸線性が著［２〈向上１−で。
極めて安定に製造できる顕著な特長を持っている。そし
てこのような量産性、超電導特性及び機械的特性が優れ
ている化合物線材は例えば超電導マグナツトに利用した
場合には経済的で高性能のマクフ・ットを得ることがで
きるので、その利用分野は飛繭的に増大する。
てこのような量産性、超電導特性及び機械的特性が優れ
ている化合物線材は例えば超電導マグナツトに利用した
場合には経済的で高性能のマクフ・ットを得ることがで
きるので、その利用分野は飛繭的に増大する。
卯、１図は本発明の実施例における短尺複合線の断面図
、第２図は溶解前のるつは構成図、第３図は溶解後のる
つぼ構成図、第４図ケ、マ安定化Ｏｕ付Ｎ ｂ３ Ｓｎ
線材横断面図である。 （１１・・−Ｎｂ心線、 ｆ２１・・・Ｏｕ母相、
（３１−ＣｕとＮｂ心線からなる棒状体、（４）・・
・るっは、（５）・・・溶融金属溜、（６）・・・多孔
質棒状体、（７）・・・Ｏｕ、 （８１・・・複合棒
状体、（９）・・・’ｒａバイブ、ａ（ト・・Ｃｕバイ
ブ代理人 葛 野 信 − （１盲） 第１図 第２図
、第２図は溶解前のるつは構成図、第３図は溶解後のる
つぼ構成図、第４図ケ、マ安定化Ｏｕ付Ｎ ｂ３ Ｓｎ
線材横断面図である。 （１１・・−Ｎｂ心線、 ｆ２１・・・Ｏｕ母相、
（３１−ＣｕとＮｂ心線からなる棒状体、（４）・・
・るっは、（５）・・・溶融金属溜、（６）・・・多孔
質棒状体、（７）・・・Ｏｕ、 （８１・・・複合棒
状体、（９）・・・’ｒａバイブ、ａ（ト・・Ｃｕバイ
ブ代理人 葛 野 信 − （１盲） 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ｌＩ Ｎｂ系 またはＶ系の金属層とＣｕ系金属層
からなる複合体を得る工程と、この複合体をＣｕ 系金
属層の溶融温度以上でかっＮｂ系またはＶ系金属層の溶
融温度以下に保持した後室温に冷却して多孔質棒状体を
得る工程と。 この多孔質棒状体に溶融状態のｓｎ、 Ｇａ、Ａｌまた
は５ｎ−Ｃ！ｕ、 Ｇａ−Ｃｕ、 Ａ／−Ｏｕ
合金を浸透させた後断面縮小加工と化合物生成熱処理を
施す工程とを含むことを特徴とする化合物超電導線材の
製造方法。 （２）上記複合体を得る工程においてＮｂ系またはＶ系
金属層が繊維形状であり、 Ｃｕ系金属層は少なくとも
一部がＮｂ系またはＶ系金属層に密着構成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の化合物超
電導線材の製造方法。 （３）上記複合体を得る工程においてＮｂ系またけＶ系
金属層が粉末形状であり、Ｃｕ系金属層は少なくとも一
部がＮｂ系またはＶ系金属層に密着構成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の化合物超電導
線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57027684A JPS58145019A (ja) | 1982-02-23 | 1982-02-23 | 化合物超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57027684A JPS58145019A (ja) | 1982-02-23 | 1982-02-23 | 化合物超電導線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58145019A true JPS58145019A (ja) | 1983-08-29 |
| JPH0252365B2 JPH0252365B2 (ja) | 1990-11-13 |
Family
ID=12227788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57027684A Granted JPS58145019A (ja) | 1982-02-23 | 1982-02-23 | 化合物超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58145019A (ja) |
-
1982
- 1982-02-23 JP JP57027684A patent/JPS58145019A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0252365B2 (ja) | 1990-11-13 |
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