JPS59211909A - 複合超電導体 - Google Patents
複合超電導体Info
- Publication number
- JPS59211909A JPS59211909A JP58084857A JP8485783A JPS59211909A JP S59211909 A JPS59211909 A JP S59211909A JP 58084857 A JP58084857 A JP 58084857A JP 8485783 A JP8485783 A JP 8485783A JP S59211909 A JPS59211909 A JP S59211909A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- cupronickel
- superconductor
- filament
- 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.)
- Granted
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-
- 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】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、交流磁場などの磁場変動があってもマトリッ
クス中−発生する渦電流損を少なくするための三層構造
からなる導体構成をもつ複合超電ム 2 導体の改良に関する。
クス中−発生する渦電流損を少なくするための三層構造
からなる導体構成をもつ複合超電ム 2 導体の改良に関する。
複合超電導体では、゛ム速な磁場変動に対して超電導体
間、っ合電流゛ヵ、流ゎ。、い導、率、。C8゜ム電漏
が発生して発熱による焼損現象が生じる欠これらの問題
点に鑑みて、特開昭48−559.5号□jan誉ツィ
哀)L7M)11組、。オ、。
間、っ合電流゛ヵ、流ゎ。、い導、率、。C8゜ム電漏
が発生して発熱による焼損現象が生じる欠これらの問題
点に鑑みて、特開昭48−559.5号□jan誉ツィ
哀)L7M)11組、。オ、。
によって、結合電流のループを切断することが行更に、
窩導電率のCju等からなる安定化材の渦電流に対して
は複合超電導線表面に導電率の低い金超電導素mri1
1にも導電率の低い金属を配し渦電流−の低減化をはか
つている。
窩導電率のCju等からなる安定化材の渦電流に対して
は複合超電導線表面に導電率の低い金超電導素mri1
1にも導電率の低い金属を配し渦電流−の低減化をはか
つている。
よって押出成形薔るとともに目的の線径に伸線して熱−
理工程等を経由して長尺材として製造されるのであり、
欠のような理由から健全で長尺な三應 8 層構造超電導体を得ることができなかった。
理工程等を経由して長尺材として製造されるのであり、
欠のような理由から健全で長尺な三應 8 層構造超電導体を得ることができなかった。
即ち、従来例における超電導体のセル構成材としてのキ
ュプロニッケA/バ一般的なものが使用されてお9、こ
の一般的なキュプロニッケルは、耐食性の見地から不純
物としてFe 1〜1.8Wtg6含んでおり、中高温
領域(350°〜7009C)での熱処理により加工性
に悪影響をおよぼす析出が生じるのである。
ュプロニッケA/バ一般的なものが使用されてお9、こ
の一般的なキュプロニッケルは、耐食性の見地から不純
物としてFe 1〜1.8Wtg6含んでおり、中高温
領域(350°〜7009C)での熱処理により加工性
に悪影響をおよぼす析出が生じるのである。
このため、導電率の低い金属としてFe量を規制しない
一般的なキュプロニッケtvf超電導素線問および超電
導体表面に配した従来の複合超電導体を静水圧押圧し、
抽伸、熱処理するとき、Fe成分の析出が生じ、伸線途
中で断線等の事故が発生するものであった。
一般的なキュプロニッケtvf超電導素線問および超電
導体表面に配した従来の複合超電導体を静水圧押圧し、
抽伸、熱処理するとき、Fe成分の析出が生じ、伸線途
中で断線等の事故が発生するものであった。
そこで、本発明は、単芯線およびストランド外層に用い
られる0n−10%Ni 合金が、一般に350℃〜7
00℃で延性が低下するいわゆる中高温脆化が知られて
いるところから、Cu −Ni合金の溶解にあたっては
、この脆化に影響をおよばず不純物元素である Fe、
P、 Hlo、Cのうち、特<Fed規制することに
よって、複合超電導体(線)の破断要因となるキュプロ
ニッケル特有のインクローション(Inolusion
)の発生を防止したことを目的とする。
られる0n−10%Ni 合金が、一般に350℃〜7
00℃で延性が低下するいわゆる中高温脆化が知られて
いるところから、Cu −Ni合金の溶解にあたっては
、この脆化に影響をおよばず不純物元素である Fe、
P、 Hlo、Cのうち、特<Fed規制することに
よって、複合超電導体(線)の破断要因となるキュプロ
ニッケル特有のインクローション(Inolusion
)の発生を防止したことを目的とする。
而して、本発明にあつ・では、少なくとも1本の長手方
向に延びる超電導体フィラメント又はサブ−フィラメン
ト束の各々がマトリックス材により包囲されかつ該マト
リックス材と良く電気的に接触されており、しかもこの
マトリックス材はより低い導電率をもつ材料によって包
囲された高い導電率をもつ金属から咋られた長手方向に
延びる複数の七μからなる複合起電導体において、セ/
I/ヲ構成する金属が、Ni 5〜55 wt%を含み
、Fe Q、5wt%以下に規制した残部実質的VCO
uよりなるキュプロニッケyから構成されていることを
特徴とする。
向に延びる超電導体フィラメント又はサブ−フィラメン
ト束の各々がマトリックス材により包囲されかつ該マト
リックス材と良く電気的に接触されており、しかもこの
マトリックス材はより低い導電率をもつ材料によって包
囲された高い導電率をもつ金属から咋られた長手方向に
延びる複数の七μからなる複合起電導体において、セ/
I/ヲ構成する金属が、Ni 5〜55 wt%を含み
、Fe Q、5wt%以下に規制した残部実質的VCO
uよりなるキュプロニッケyから構成されていることを
特徴とする。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。なお、
以下に記載されている「96」はwt%全意味する。
以下に記載されている「96」はwt%全意味する。
第1図は三層構造フイラメン) (41’i示しており
、l5 (1)は超電導体フィラメントであり、20ミクロン以
下のNbT iよりな9、長手方向に延びている。
、l5 (1)は超電導体フィラメントであり、20ミクロン以
下のNbT iよりな9、長手方向に延びている。
(2)はマトリックス材であp、Ou、例えば無酸素銅
よりなり、前記超電導体で若フメント(1)又はサブ−
フィラメント束の各々がこのマトリックス材(2)によ
り包囲され、かつ該マトリックス材(2)と良く電気的
に接触されている。
よりなり、前記超電導体で若フメント(1)又はサブ−
フィラメント束の各々がこのマトリックス材(2)によ
り包囲され、かつ該マトリックス材(2)と良く電気的
に接触されている。
(3)はセルであり、キュプロニッケル合一からなる。
即ち、マトリックス材(2)はより低い導電率をもつ材
料によって包囲された高い導電率をもつ金属つまシ、キ
ュプロニッケル合金で作られた長手方向に延びるセル(
3)で包囲されている。
料によって包囲された高い導電率をもつ金属つまシ、キ
ュプロニッケル合金で作られた長手方向に延びるセル(
3)で包囲されている。
而して、前記超電導体フィラメント(1)、マトリック
ス材(2)、セル(3)よりなる三層構造フィラメント
(4)の多数本が第2図(1)で示す如(Ouよりなる
心材(5)の囲りにハニカム構造配列とされ、銅又はキ
ュプロニッケル合金よりなる最外層(6)で包囲され、
ここに、ストランド(7)が構成されている。なお、心
材(5)の有無は任意である。
ス材(2)、セル(3)よりなる三層構造フィラメント
(4)の多数本が第2図(1)で示す如(Ouよりなる
心材(5)の囲りにハニカム構造配列とされ、銅又はキ
ュプロニッケル合金よりなる最外層(6)で包囲され、
ここに、ストランド(7)が構成されている。なお、心
材(5)の有無は任意である。
6
ところで、本発明にあっては、セA/(31を構成する
金属が、Ni 5〜35%を含み、Fe □、5%以下
に規制された残部実質的にOuよりなるキュプロニッケ
ルで構成したのである。
金属が、Ni 5〜35%を含み、Fe □、5%以下
に規制された残部実質的にOuよりなるキュプロニッケ
ルで構成したのである。
ここにおいて、低導電率金属としてFe成分を0.01
〜1.45iS含んだキュプロニッケルを用い、押出、
抽伸等によ滲、0.7−/X 15000m’(断線0
回の時)の三層構造線を試作し、Fe成分の影響による
健全伸・練性!調李したところ・1°を0・8NLJ−
上含むキュプロニッケルの三層構造超電導線では下6表
−1で示す如く断線が多発したが、Feが0.54以下
の三層構造超電導線では断線頻度が激減し、Fsy −
6s □、1%以下では断線現象は生じなか・、つたの
である、 4 即ち、NbTi よりなる超電導体フィラメント(1
)、Cuよりなるマトリックス材(2)、Fe成分e
0.01〜1.496f含むキュプロニジケルよりなる
七1v(3)から盆るo、、y! x 1500m/の
三層構造フィラメント(4)の試作結果は次の通9であ
る・1i’1 〔表−1〕 従って、Fe成分ヲ0.5%以下に規制することは断線
事故防止の見地から意義がある。
〜1.45iS含んだキュプロニッケルを用い、押出、
抽伸等によ滲、0.7−/X 15000m’(断線0
回の時)の三層構造線を試作し、Fe成分の影響による
健全伸・練性!調李したところ・1°を0・8NLJ−
上含むキュプロニッケルの三層構造超電導線では下6表
−1で示す如く断線が多発したが、Feが0.54以下
の三層構造超電導線では断線頻度が激減し、Fsy −
6s □、1%以下では断線現象は生じなか・、つたの
である、 4 即ち、NbTi よりなる超電導体フィラメント(1
)、Cuよりなるマトリックス材(2)、Fe成分e
0.01〜1.496f含むキュプロニジケルよりなる
七1v(3)から盆るo、、y! x 1500m/の
三層構造フィラメント(4)の試作結果は次の通9であ
る・1i’1 〔表−1〕 従って、Fe成分ヲ0.5%以下に規制することは断線
事故防止の見地から意義がある。
次に、Ni成分を5〜35%にした理由は、Niは導電
率をコントロールするために添加するものであるから、
Niが596以下であると導電率が充分には低くならず
、交流損失をおさえられないからである。又、Ni 3
5%以上になると、Niは強磁性体であるから、これ自
体から磁性がでてくるし、又加工性が悪くなるからであ
る。
率をコントロールするために添加するものであるから、
Niが596以下であると導電率が充分には低くならず
、交流損失をおさえられないからである。又、Ni 3
5%以上になると、Niは強磁性体であるから、これ自
体から磁性がでてくるし、又加工性が悪くなるからであ
る。
更に、本発明者等は、Feおよび他の不純物元素の低減
化を図った三層構造超電導線を押出し、抽伸により製作
したところ、0.84 J x 110DD m’の断
線ない面品質の複合超電導体を得る仁とができた。
化を図った三層構造超電導線を押出し、抽伸により製作
したところ、0.84 J x 110DD m’の断
線ない面品質の複合超電導体を得る仁とができた。
このときのセ〃、つマク、キュプロニッケルの成分を示
すと欠の通りである。
すと欠の通りである。
なお、−殻材としてのキュプロニッケルの不純物元素は
、耐食性を考慮シテ、Fe 1.0〜1.8 *、Pb
< 0.054、Mllo、2〜1.0%、Zn <
0.54、P < 0.01 %、0<0.05%であ
るが、本発明にあっては、wR線要因となるFe、等の
不純物元素を規制したのである。
、耐食性を考慮シテ、Fe 1.0〜1.8 *、Pb
< 0.054、Mllo、2〜1.0%、Zn <
0.54、P < 0.01 %、0<0.05%であ
るが、本発明にあっては、wR線要因となるFe、等の
不純物元素を規制したのである。
而して、不純物元素としてのPb 、 Mn 、 Zn
は前述通り[JISで定められているが、本発明にあっ
ては、Pb 、 Mn 、Znは前述のJI8規格の範
囲内であればよく、又、Pは0.003〜0.005
g6、Cは0.002〜0.01 優の範囲内であって
もよく、要はFeを0.5%以下に規制して断線要因を
なくしたものであれば上い。
は前述通り[JISで定められているが、本発明にあっ
ては、Pb 、 Mn 、Znは前述のJI8規格の範
囲内であればよく、又、Pは0.003〜0.005
g6、Cは0.002〜0.01 優の範囲内であって
もよく、要はFeを0.5%以下に規制して断線要因を
なくしたものであれば上い。
而して、本発明者等は1メガジユール(IMJ )9
超電導エネルギー実験装置のパルスマグネット用導体と
して、(3uNi /Cu /NbTi (D 5層構
造ス) ? ノド13本からなる成形撚線4−9 ”
s単重295 r4を欠の要領で製作した。
して、(3uNi /Cu /NbTi (D 5層構
造ス) ? ノド13本からなる成形撚線4−9 ”
s単重295 r4を欠の要領で製作した。
単芯線およびストランド外層に用いた0u−1o96N
i合金は、一般に3500〜7oロ℃で延性が低下する
いわゆる中昏高温脆化が知られている。0uNi合金の
溶解にあたっては、この脆化に影響をおよぼす不純物元
素Fe、 P、 Oのそれぞれを両速した通)の制御を
行うとともに、3層構造線の破断要因となる0uNi合
金特有のInclusion の発生防止に留意した
。また低銅比の3層構造線における臨界電流と抵抗比の
向上を両立させる目的で加工熱処理工程の低温化をはか
った。たとえば0uNi /Cu/NbTiの複合ビレ
ットは、単芯および多芯ビレットとも静水圧押出プレス
を用いて550 ’C以下で押出し、Cju中へのNi
の拡散を防止した。撚線には、線材の後方張力制御が容
易なプラネタリ−型撚線機を用h、占積率82g6で圧
縮成形した。素線および撚線の長尺化により3層構造超
電導成形撚線の連続 tO 5に−の製造技術が確立できた。
i合金は、一般に3500〜7oロ℃で延性が低下する
いわゆる中昏高温脆化が知られている。0uNi合金の
溶解にあたっては、この脆化に影響をおよぼす不純物元
素Fe、 P、 Oのそれぞれを両速した通)の制御を
行うとともに、3層構造線の破断要因となる0uNi合
金特有のInclusion の発生防止に留意した
。また低銅比の3層構造線における臨界電流と抵抗比の
向上を両立させる目的で加工熱処理工程の低温化をはか
った。たとえば0uNi /Cu/NbTiの複合ビレ
ットは、単芯および多芯ビレットとも静水圧押出プレス
を用いて550 ’C以下で押出し、Cju中へのNi
の拡散を防止した。撚線には、線材の後方張力制御が容
易なプラネタリ−型撚線機を用h、占積率82g6で圧
縮成形した。素線および撚線の長尺化により3層構造超
電導成形撚線の連続 tO 5に−の製造技術が確立できた。
而して、前記超電導成形撚線の諸元は表−2の通夛であ
る。
る。
〔表−2〕
そして、前記表−2の諸元からなるケーブル断面を参考
写真11C,三層構造フィラメントの八二A 11 カム構造集合体の拡大を参考写g2にそれぞれ示してお
り、撚線および素線の臨界電流密度を第3図に示してい
る。
写真11C,三層構造フィラメントの八二A 11 カム構造集合体の拡大を参考写g2にそれぞれ示してお
り、撚線および素線の臨界電流密度を第3図に示してい
る。
この第3図から明らかな如く、素線間の臨界電流密度J
eのバラツキは小さく、[1(ケーブル)の臨界電流密
度Joは素線のJcの平均値110OA、−(at6T
)に等しいことが解る。また、臨界電流は目標1700
ム(at 6T )に対し1800A、抵抗比は目標1
30以上に対し155であシ、臨界電流と抵抗比の向上
を両立させることができた。
eのバラツキは小さく、[1(ケーブル)の臨界電流密
度Joは素線のJcの平均値110OA、−(at6T
)に等しいことが解る。また、臨界電流は目標1700
ム(at 6T )に対し1800A、抵抗比は目標1
30以上に対し155であシ、臨界電流と抵抗比の向上
を両立させることができた。
以上、詳述した通り本発明によれば、超電導体を数1D
μ第径以下の細い芯線(フィラメント)に分割し、1本
の心線が担う電流容jiを小さくして、超電導体の磁化
エネルギーを低下させ、フラックス・ジャンプ(磁束跳
WIi)による常電導化を防ぎ本質的に安定化された超
電導it!(体)1に得ることかで門るのであり、その
ざい、超電導線の機械的強度を考え、ツイストピッチを
あまり小さくできないときに有効であるフィラメントを
電気抵抗がOuよりも3〜4桁高いキュプロニッケルで
鼓覆するとき、該ニッケルの不純物元素であるFeを0
.5%以下に規制したので、断線のない良品質のものと
して得ることができる。
μ第径以下の細い芯線(フィラメント)に分割し、1本
の心線が担う電流容jiを小さくして、超電導体の磁化
エネルギーを低下させ、フラックス・ジャンプ(磁束跳
WIi)による常電導化を防ぎ本質的に安定化された超
電導it!(体)1に得ることかで門るのであり、その
ざい、超電導線の機械的強度を考え、ツイストピッチを
あまり小さくできないときに有効であるフィラメントを
電気抵抗がOuよりも3〜4桁高いキュプロニッケルで
鼓覆するとき、該ニッケルの不純物元素であるFeを0
.5%以下に規制したので、断線のない良品質のものと
して得ることができる。
また、キュプロニッケルのNi成分はこれが5〜55g
6とされているので、交流損失をおさえることができる
し、加工性も良好になる専の利点がある。
6とされているので、交流損失をおさえることができる
し、加工性も良好になる専の利点がある。
図面は本発明の一実施例を示し、第1図は三層構造フィ
ラメントの横断説明図、第2図は撚線ストランドの横断
説明図、第3図は撚線(ケーブル)および素線の臨界電
流密度を示すグラフである。 (1)・・・超電導体フイツメン)、+2)・・・マト
リックス材、(3)・・・セル。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所
ラメントの横断説明図、第2図は撚線ストランドの横断
説明図、第3図は撚線(ケーブル)および素線の臨界電
流密度を示すグラフである。 (1)・・・超電導体フイツメン)、+2)・・・マト
リックス材、(3)・・・セル。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 L 少なくとも1本の長手方向に延びる超電導体フィラ
メント又はサブ−フィラメント束の各々がマトリックス
材により包囲されかつ該マトリックス材と良く電気的に
接触iれておp、しかもこのマトリックス材iよフ低龜
導電率をもつ材料によって包囲された高い導電率をもつ
金属から作られた長手方向に延び諷複数のセルからなる
複合超電導体において、 セルを構成する金属が、Ni 5〜55 vt%を含み
、Fe Q、5wt%以下に規制した残部実質的(3u
よルなるキュプロニッケルから構成されてい暮トiを特
徴とするi合超電導体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58084857A JPS59211909A (ja) | 1983-05-14 | 1983-05-14 | 複合超電導体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58084857A JPS59211909A (ja) | 1983-05-14 | 1983-05-14 | 複合超電導体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59211909A true JPS59211909A (ja) | 1984-11-30 |
JPH0430124B2 JPH0430124B2 (ja) | 1992-05-20 |
Family
ID=13842477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58084857A Granted JPS59211909A (ja) | 1983-05-14 | 1983-05-14 | 複合超電導体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59211909A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991002364A1 (fr) * | 1989-08-09 | 1991-02-21 | Tokai University | Fil supraconducteur |
CN103421985A (zh) * | 2013-09-11 | 2013-12-04 | 河南师范大学 | 一种无磁性、高强度的织构Cu基三元合金基带的制备方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5075393A (ja) * | 1973-11-06 | 1975-06-20 |
-
1983
- 1983-05-14 JP JP58084857A patent/JPS59211909A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5075393A (ja) * | 1973-11-06 | 1975-06-20 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991002364A1 (fr) * | 1989-08-09 | 1991-02-21 | Tokai University | Fil supraconducteur |
US5837941A (en) * | 1989-08-09 | 1998-11-17 | Tokai University | Superconductor wire |
CN103421985A (zh) * | 2013-09-11 | 2013-12-04 | 河南师范大学 | 一种无磁性、高强度的织构Cu基三元合金基带的制备方法 |
CN103421985B (zh) * | 2013-09-11 | 2015-06-03 | 河南师范大学 | 一种无磁性、高强度的织构Cu基三元合金基带的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0430124B2 (ja) | 1992-05-20 |
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