JPS59209210A - Nb↓3Sn化合物超伝導線およびその製造方法 - Google Patents
Nb↓3Sn化合物超伝導線およびその製造方法Info
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- JPS59209210A JPS59209210A JP58083864A JP8386483A JPS59209210A JP S59209210 A JPS59209210 A JP S59209210A JP 58083864 A JP58083864 A JP 58083864A JP 8386483 A JP8386483 A JP 8386483A JP S59209210 A JPS59209210 A JP S59209210A
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- 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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- 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】
発明の技術分野
本発明はNbgS%化合物超伝導線、とくに強磁場発生
装置に用いられる極細多芯Nb5S%化合物超伝導線お
よびその製造方法に関するものである。
装置に用いられる極細多芯Nb5S%化合物超伝導線お
よびその製造方法に関するものである。
技術の背景
Nb 7’(合金系化合物超伝導線は、安定化材である
CSとの複合加工が容易にできるため、各種の超伝導材
料の中で最も多く製造されているが、81以上の高磁界
では臨界電流密度が低下し、 Nb5Sn。
CSとの複合加工が容易にできるため、各種の超伝導材
料の中で最も多く製造されているが、81以上の高磁界
では臨界電流密度が低下し、 Nb5Sn。
VBGa等のA15型化合物系超伝導材料が必要となっ
てくる。V、GαとNb5S%を比較すると、V3Ga
の方が、14T以上の高磁界での臨界電流密度がNb
3S%より高いが、Gαの価格が高いため、工業生産上
不適で現在Nb5f1%が10〜16T高磁界用のマグ
ネットに使用されておF)、Nb5S%の高磁界特性を
向上させる研究がなされている。
てくる。V、GαとNb5S%を比較すると、V3Ga
の方が、14T以上の高磁界での臨界電流密度がNb
3S%より高いが、Gαの価格が高いため、工業生産上
不適で現在Nb5f1%が10〜16T高磁界用のマグ
ネットに使用されておF)、Nb5S%の高磁界特性を
向上させる研究がなされている。
Nb、S%の高磁界特性を向上させる方法として、Nb
3SnへのTt添加が有効でおることが知られてぃる。
3SnへのTt添加が有効でおることが知られてぃる。
(1980年8月20日〜6o日、 NTAOAdva
ncedStudy In5titute O%Th#
5ain%cv And TaohnologyOf
Sxparoondxettng Materi
alg、 )従来技術と問題点 Nb5S%にTtf添加する従来例および問題点を次に
示す。
ncedStudy In5titute O%Th#
5ain%cv And TaohnologyOf
Sxparoondxettng Materi
alg、 )従来技術と問題点 Nb5S%にTtf添加する従来例および問題点を次に
示す。
従来例1:CS中に10〜14.5重量%の8%を含有
する合金中に、7’(io、01〜5重量%添加したN
b合金の棒を多数本配置して形成した複合体を、減面加
工後熱処理によ1)NbSn化合物を生成させる。
する合金中に、7’(io、01〜5重量%添加したN
b合金の棒を多数本配置して形成した複合体を、減面加
工後熱処理によ1)NbSn化合物を生成させる。
第1図は、合金単体および合金に11を添加した場合の
加工度と引張り強さの関係を示す。特性1はN&単体で
、特性2は従来例1のNbに11を添加したNb合金の
場合である。この特性から解るようにNbの加工硬化が
激しくナシ、減面加工中に断線が多発する。また、拡散
反応によるNb5S%の生成を効率よくするために、N
bの径e10*m以下にしなければならないが、この方
法でNbにT(を添加すると、Nbの不均一変形によ多
導体方向のNbフィラメントの径が変化し、臨界電流密
度が低下する。
加工度と引張り強さの関係を示す。特性1はN&単体で
、特性2は従来例1のNbに11を添加したNb合金の
場合である。この特性から解るようにNbの加工硬化が
激しくナシ、減面加工中に断線が多発する。また、拡散
反応によるNb5S%の生成を効率よくするために、N
bの径e10*m以下にしなければならないが、この方
法でNbにT(を添加すると、Nbの不均一変形によ多
導体方向のNbフィラメントの径が変化し、臨界電流密
度が低下する。
従来例2 : Cu中に10〜14.5重量%のStS
と、0.01〜5重量%の7’(を含有する合金中に複
数本のNbの棒を配置した複合体を減面加工した後、熱
処理によF)Nb58%を生成させる。この方法でCs
Sn合金中にTdを添加すると、第1図の特性3に示す
CsSn合金の場合、加工硬化挙動を示し40チごとに
約500°Cで1時間の軟化を必要としたものが、第1
図の特性4のように加工硬度が更に激しくなシ、30%
加工ごとに軟化しなければならなくなシ、工業生産上極
めて高価となる。またCuS%合金の粒界に析出物を生
じ、軟化熱処理中に粒界での割れの発生することがらシ
、製造上の歩留シが極めて悪い。
と、0.01〜5重量%の7’(を含有する合金中に複
数本のNbの棒を配置した複合体を減面加工した後、熱
処理によF)Nb58%を生成させる。この方法でCs
Sn合金中にTdを添加すると、第1図の特性3に示す
CsSn合金の場合、加工硬化挙動を示し40チごとに
約500°Cで1時間の軟化を必要としたものが、第1
図の特性4のように加工硬度が更に激しくなシ、30%
加工ごとに軟化しなければならなくなシ、工業生産上極
めて高価となる。またCuS%合金の粒界に析出物を生
じ、軟化熱処理中に粒界での割れの発生することがらシ
、製造上の歩留シが極めて悪い。
従来例3:Nbパイプ中に、0%に90〜98重!−%
の8%と11.01〜5重量%のT(を含有する合金の
棒を挿入した複合体を引伸加工したもの、またはら中に
90〜98重量%の8%と、001〜5重量%の11を
含有する合金の棒と、 Nbの棒を混合して配置したも
のを0%パイプに挿入して引伸加工したもの、またはこ
れらを複数本束ねてcmパイプに挿入後、引伸加工した
ものを熱処理によFJNbBSnを生成させる。この断
面図を図式的に第2図に示す。
の8%と11.01〜5重量%のT(を含有する合金の
棒を挿入した複合体を引伸加工したもの、またはら中に
90〜98重量%の8%と、001〜5重量%の11を
含有する合金の棒と、 Nbの棒を混合して配置したも
のを0%パイプに挿入して引伸加工したもの、またはこ
れらを複数本束ねてcmパイプに挿入後、引伸加工した
ものを熱処理によFJNbBSnを生成させる。この断
面図を図式的に第2図に示す。
8はNb、9はT1を添加し九sn合金、10は(sr
である。
である。
この場合、第1図の特性5に示すS%金合金強度は非常
に弱いため、Nb対Ss合金の割合が5対1でなけれは
減面加工が不可能であシ、高価なNbf。
に弱いため、Nb対Ss合金の割合が5対1でなけれは
減面加工が不可能であシ、高価なNbf。
多量に消費し、価格が高くなるという欠点が1、また減
面加工ができたとしても、C聾合金の径は30μ毒以下
にすることは難かしく、この線材を用いたマグネットは
安定性が悪く、さらにCx合金の径が大きいことによp
Nb、s%の歪に対する劣化が非常に激しくなり、40
%歪で臨界電流はほとんど零になる。
面加工ができたとしても、C聾合金の径は30μ毒以下
にすることは難かしく、この線材を用いたマグネットは
安定性が悪く、さらにCx合金の径が大きいことによp
Nb、s%の歪に対する劣化が非常に激しくなり、40
%歪で臨界電流はほとんど零になる。
以上従来例について述べてきたように、T(を添加する
ことによシ高磁界特性が向上することは実験室の規模で
、とくにNb単芯線とCs合金で実証されているが、工
業上の実用化段階における超伝導線材としては加工が極
めて困難なこと、高価となること、該超伝導線材を巻線
に使用する強磁場発生装置用のマグネットとして安定性
が悪いこと、歪に対する劣化が激しいことなど種々の欠
点がめった。
ことによシ高磁界特性が向上することは実験室の規模で
、とくにNb単芯線とCs合金で実証されているが、工
業上の実用化段階における超伝導線材としては加工が極
めて困難なこと、高価となること、該超伝導線材を巻線
に使用する強磁場発生装置用のマグネットとして安定性
が悪いこと、歪に対する劣化が激しいことなど種々の欠
点がめった。
発明の目的
本発明は従来の欠点を解決するもので、 SnまたはS
%合金中に含有するT(が0.01〜5重量%で、複合
体におけるsnとへの構成比が重量で16対100から
35対100の範囲におることを特徴とし、その目的は
、複合体の加工性、製造歩留シを向上し、歪に対して強
化したNbBFn化合物超伝導線およびその製造方法を
提供することにめる。以下実施例について説明する。
%合金中に含有するT(が0.01〜5重量%で、複合
体におけるsnとへの構成比が重量で16対100から
35対100の範囲におることを特徴とし、その目的は
、複合体の加工性、製造歩留シを向上し、歪に対して強
化したNbBFn化合物超伝導線およびその製造方法を
提供することにめる。以下実施例について説明する。
発明の実施例
本発明において、SnまたはS%合金中に含有するT(
の濃度を0.01〜5重量%に選定した根拠は、[L0
1重量%未満ではTtの添加による臨界電流密度の増加
が僅かでらり、5重量%を超えるとSfL合金が硬化し
、引伸加工が不可能となるためである。また複合体にお
ける8%とCsの構成比を重量で16対100から35
対100の範囲に選定した根拠は、16対100以下で
はS%の量が少いことによシ、生成するNb3Snの量
が少くなって、このため臨界電流密度が低下し、また3
5対100以上では、複合体において強度の低いSt&
の割合が多くなシ、減面加工率を大きくとれないことに
よる。本発明は、該それぞれの範囲のS%とC%の構成
比において、TtをS%合金に添加することにより、r
te添加しない場合に比較し、複合体の加工性が飛躍的
に向上する。次に実施例について説明する。
の濃度を0.01〜5重量%に選定した根拠は、[L0
1重量%未満ではTtの添加による臨界電流密度の増加
が僅かでらり、5重量%を超えるとSfL合金が硬化し
、引伸加工が不可能となるためである。また複合体にお
ける8%とCsの構成比を重量で16対100から35
対100の範囲に選定した根拠は、16対100以下で
はS%の量が少いことによシ、生成するNb3Snの量
が少くなって、このため臨界電流密度が低下し、また3
5対100以上では、複合体において強度の低いSt&
の割合が多くなシ、減面加工率を大きくとれないことに
よる。本発明は、該それぞれの範囲のS%とC%の構成
比において、TtをS%合金に添加することにより、r
te添加しない場合に比較し、複合体の加工性が飛躍的
に向上する。次に実施例について説明する。
径が14.5mmdのNb棒を外径22mmφ、内径1
6ramφのCuパイプに挿入し、1mmφに引伸加工
後、181本に切断してこれらを外径19mmφ、内径
16mmφのC14パイプに挿入し、径が1.7m毒φ
になるまで引伸加工する。これを6本に切断したものを
、Tt f:2重量%含有する1、7 gLgn−の8
%合金線とともに外径5.8mm−1内径5.3 tn
m #のCsパイプに挿入する。このとき、8%合金線
を中心に、 CsとNbの複合体を周囲に配置する。こ
の構成の複合体全体を径が1.6 mmφに引伸加工し
た後、61本に切断し、厚み0.2 turn tのN
bシートでおおい、外径22愼情φ。
6ramφのCuパイプに挿入し、1mmφに引伸加工
後、181本に切断してこれらを外径19mmφ、内径
16mmφのC14パイプに挿入し、径が1.7m毒φ
になるまで引伸加工する。これを6本に切断したものを
、Tt f:2重量%含有する1、7 gLgn−の8
%合金線とともに外径5.8mm−1内径5.3 tn
m #のCsパイプに挿入する。このとき、8%合金線
を中心に、 CsとNbの複合体を周囲に配置する。こ
の構成の複合体全体を径が1.6 mmφに引伸加工し
た後、61本に切断し、厚み0.2 turn tのN
bシートでおおい、外径22愼情φ。
内径16倶倶φのCsbバイブに挿入して引伸加工し、
0.8mm−にする。この場合中間軟化の必要もなく断
線もない。得られた複合体の断面を図式的に第3図に示
す。11はNb、12はCm115はNb、14は7’
(を添加したS%合金、15はCuである。この複合体
ヲ400°Cで200時間熱処理することによシ、S%
およびTi e 0%中に拡散させ、さらに700°C
で150時間熱処理することによF)Nbの周囲にNb
BSnを生成させる。こ\で得られたNb、S%の径は
1.5μ常の細径で、一般にNbS3%の径が小さいほ
ど歪に対して強いことが知られておシ、本実施例の線材
は0.9チの歪まで臨界電流密度は劣化しない。
0.8mm−にする。この場合中間軟化の必要もなく断
線もない。得られた複合体の断面を図式的に第3図に示
す。11はNb、12はCm115はNb、14は7’
(を添加したS%合金、15はCuである。この複合体
ヲ400°Cで200時間熱処理することによシ、S%
およびTi e 0%中に拡散させ、さらに700°C
で150時間熱処理することによF)Nbの周囲にNb
BSnを生成させる。こ\で得られたNb、S%の径は
1.5μ常の細径で、一般にNbS3%の径が小さいほ
ど歪に対して強いことが知られておシ、本実施例の線材
は0.9チの歪まで臨界電流密度は劣化しない。
本実施例においては、従来例1のようにNbにT(を添
加していないので、Nbの不均一変形の度合は少くなっ
ており、また従来例2のように複合体中にT(全添加し
たC%S%合金が含有されていないので、軟化をする必
要もなく、cILEl?1合金の粒界割れも発生せず、
さらに従来例3では、生成するNbS3%の径を30μ
毒以下にすることは雛かしいが、本発明では複合体にN
bと14を添加したS%合金とCsが含有されておシ、
第1図の特性6のように、NbとSn合金の強度差を、
その中間の強度であるC%が補うことによルNbの径は
5μ情以下の細径まで伸線することが可能となシ、本発
明の線材を巻線に用いた高磁界発生用のマグネットは、
安定性が非常に向上する。またSsにT4を添加しない
場合、高磁界において、臨界電流密度がS%にT(を添
加した場合に比し低いうえに、第1図の特性7のように
、T(を添加しないS%は強度は非常に弱いため、Nb
の径を10μ濯以下にすることは不可能である。本発明
におけるNb合金は、95重量−以上の純度のものであ
p、Cs合金は95重量−以上のものでメジ、またS%
合金は85重量−以上のものでおる。
加していないので、Nbの不均一変形の度合は少くなっ
ており、また従来例2のように複合体中にT(全添加し
たC%S%合金が含有されていないので、軟化をする必
要もなく、cILEl?1合金の粒界割れも発生せず、
さらに従来例3では、生成するNbS3%の径を30μ
毒以下にすることは雛かしいが、本発明では複合体にN
bと14を添加したS%合金とCsが含有されておシ、
第1図の特性6のように、NbとSn合金の強度差を、
その中間の強度であるC%が補うことによルNbの径は
5μ情以下の細径まで伸線することが可能となシ、本発
明の線材を巻線に用いた高磁界発生用のマグネットは、
安定性が非常に向上する。またSsにT4を添加しない
場合、高磁界において、臨界電流密度がS%にT(を添
加した場合に比し低いうえに、第1図の特性7のように
、T(を添加しないS%は強度は非常に弱いため、Nb
の径を10μ濯以下にすることは不可能である。本発明
におけるNb合金は、95重量−以上の純度のものであ
p、Cs合金は95重量−以上のものでメジ、またS%
合金は85重量−以上のものでおる。
発明の効果
以上述べたように、本発明によれば、Nb!S%に11
を添加することにより高磁界特性を向上させる場合、超
伝導線材にするための複合体の加工性。
を添加することにより高磁界特性を向上させる場合、超
伝導線材にするための複合体の加工性。
製造歩留りが向上し、歪に対しても強いNb5S%化金
物超伝導線が得られ、とくに強磁場発生装置用のマグネ
ット巻線等に用いてその効果大である。
物超伝導線が得られ、とくに強磁場発生装置用のマグネ
ット巻線等に用いてその効果大である。
第1図は各種金属の加工硬化特性を示す図、第2図は従
来例5によシ得られる複合体の断面を図式的に示す図、
第3図は本発明にょシ得られる複合体の断面を図式的に
示す図である。 1、2.3.4.5.6.7・・・それぞれNb 、
Ttを添加したNb合金、 Cu5s合金+ Ts e
添加したCs5n合金。 T(を添加したS%合金+Cx+Snの引張強度特性、
8・・・Nb、9・・・Tif添加したS%合金、1o
・・・Ox、11・・・Nb、12・・・C%、13・
・・Nb、14・・・Ttを添加したSn合金、15・
・・C藝 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人 弁理士 玉 蟲 久 五 部 第1図 加工度(1!n ’)/s、 ) 第2図 □
来例5によシ得られる複合体の断面を図式的に示す図、
第3図は本発明にょシ得られる複合体の断面を図式的に
示す図である。 1、2.3.4.5.6.7・・・それぞれNb 、
Ttを添加したNb合金、 Cu5s合金+ Ts e
添加したCs5n合金。 T(を添加したS%合金+Cx+Snの引張強度特性、
8・・・Nb、9・・・Tif添加したS%合金、1o
・・・Ox、11・・・Nb、12・・・C%、13・
・・Nb、14・・・Ttを添加したSn合金、15・
・・C藝 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人 弁理士 玉 蟲 久 五 部 第1図 加工度(1!n ’)/s、 ) 第2図 □
Claims (2)
- (1) NbまたはNb合金と、CssまたはCm合金
と、S%またはS%金合金からなる複合体を拡散熱処理
して生成したNb5S%化合物超伝導層よシなるNb3
Si%化合物超伝導線において、前記拡散熱処理前の複
合体におけるS%またはS外合金中に’Itをα01〜
5重量%含有し、該複合体におけるS%とCSの構成比
が重量で16対100から35対100の間にあること
を特徴とするNb5Sn化合物超伝導線。 - (2) 7V6 s S%化合物超伝導線の製造方法に
おいて、T4を0.01〜5重量%含有するS%または
S%金合金0%とNbとの複合体を束ね、引伸加工によ
シS%とCsの構成比を重量で16対100から35対
100の範囲の複合体を形成する工程と、該複合体を減
面加工した後、拡散熱処理によf)Nh、S%化合物超
伝導層を生成する工程からなることを特徴とするNb5
Sn化合物超伝導線の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58083864A JPS59209210A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | Nb↓3Sn化合物超伝導線およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58083864A JPS59209210A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | Nb↓3Sn化合物超伝導線およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59209210A true JPS59209210A (ja) | 1984-11-27 |
Family
ID=13814536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58083864A Pending JPS59209210A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | Nb↓3Sn化合物超伝導線およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59209210A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6086704A (ja) * | 1983-10-18 | 1985-05-16 | 科学技術庁金属材料技術研究所長 | Νb↓3Sn超電導線材の製造法 |
JPH01140521A (ja) * | 1987-08-25 | 1989-06-01 | Natl Res Inst For Metals | Nb↓3A1化合物超電導線材の製造法 |
JP2007509466A (ja) * | 2003-10-17 | 2007-04-12 | オックスフォード スーパーコンダクティング テクノロジー | Tiソース・ロッドを用いて(Nb,Ti)3Snワイヤを製造するための方法 |
-
1983
- 1983-05-13 JP JP58083864A patent/JPS59209210A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6086704A (ja) * | 1983-10-18 | 1985-05-16 | 科学技術庁金属材料技術研究所長 | Νb↓3Sn超電導線材の製造法 |
JPH0349163B2 (ja) * | 1983-10-18 | 1991-07-26 | Kagaku Gijutsucho Kinzoku Zairyo Gijutsu Kenkyu Shocho | |
JPH01140521A (ja) * | 1987-08-25 | 1989-06-01 | Natl Res Inst For Metals | Nb↓3A1化合物超電導線材の製造法 |
JP2007509466A (ja) * | 2003-10-17 | 2007-04-12 | オックスフォード スーパーコンダクティング テクノロジー | Tiソース・ロッドを用いて(Nb,Ti)3Snワイヤを製造するための方法 |
JP4728245B2 (ja) * | 2003-10-17 | 2011-07-20 | オックスフォード スーパーコンダクティング テクノロジー | Tiソース・ロッドを用いて(Nb,Ti)3Snワイヤを製造するための方法 |
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