JPS59226414A - V↓3Ga繊維分散型超電導線材の製造法 - Google Patents
V↓3Ga繊維分散型超電導線材の製造法Info
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- JPS59226414A JPS59226414A JP58098787A JP9878783A JPS59226414A JP S59226414 A JPS59226414 A JP S59226414A JP 58098787 A JP58098787 A JP 58098787A JP 9878783 A JP9878783 A JP 9878783A JP S59226414 A JPS59226414 A JP S59226414A
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- producing
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はV3 Ga繊維分散型超電導線材の製造法に関
する。
する。
従来技術
強磁界発生用電磁石の巻線材として使用される超電導線
材としては、従来Nb−Ti系の合金線材が主として用
いられているが、この合金線材は発生磁界の限度が8.
5 T’(8,5テス2二85000ガウス)であり、
これ以上の強磁界を必要とする場合は、臨界磁界の高い
化合物系超電導体を用いる必要がある。しかし、化合物
系超電導体は、化合物特有の可塑性に欠ける点が実用化
に際しての大きな障害になっていたが、近年表面拡散法
及び複合加工法などの拡散を利用した方法が発明され、
VaGa(臨界温度Tc=約15に、臨界磁界Hc2=
約21T)、Nba8n (臨界温度Tc=約18に、
臨界磁界HC2=約22T)の化合物超電導線材が実用
化されるようになった。この内複合加工法は、例えばV
aGaにおいては、バナジウムと銅−ガリウム合金とを
密着させ、線状またはテープ状に加工した後、熱処理に
よって銅−ガリウム合金中のガリウムを選択的にバナジ
ウムと反応させてVa Ga化合物層を境界面に生成さ
せる方法で、固体拡散法の1種である。
材としては、従来Nb−Ti系の合金線材が主として用
いられているが、この合金線材は発生磁界の限度が8.
5 T’(8,5テス2二85000ガウス)であり、
これ以上の強磁界を必要とする場合は、臨界磁界の高い
化合物系超電導体を用いる必要がある。しかし、化合物
系超電導体は、化合物特有の可塑性に欠ける点が実用化
に際しての大きな障害になっていたが、近年表面拡散法
及び複合加工法などの拡散を利用した方法が発明され、
VaGa(臨界温度Tc=約15に、臨界磁界Hc2=
約21T)、Nba8n (臨界温度Tc=約18に、
臨界磁界HC2=約22T)の化合物超電導線材が実用
化されるようになった。この内複合加工法は、例えばV
aGaにおいては、バナジウムと銅−ガリウム合金とを
密着させ、線状またはテープ状に加工した後、熱処理に
よって銅−ガリウム合金中のガリウムを選択的にバナジ
ウムと反応させてVa Ga化合物層を境界面に生成さ
せる方法で、固体拡散法の1種である。
この固体拡散法を利用して、銅−ガリウム合金マトリッ
クス中に多数のバナジウム棒を埋め込んだ複合体を線状
に加工して熱処理することにより、 VaGa化合物極
細多芯線の製造が可能となった。また、NbaSn化合
物極細多芯線が同様にして製造される。
クス中に多数のバナジウム棒を埋め込んだ複合体を線状
に加工して熱処理することにより、 VaGa化合物極
細多芯線の製造が可能となった。また、NbaSn化合
物極細多芯線が同様にして製造される。
しかし、この複合加工法では、最初に複合体を作る複雑
な作業を必要とし、また銅−ガリウム合金は加工中著し
く加工硬化するため、約40〜50係の断面縮小率毎に
中間焼鈍を必要とし、実用的な長尺線材を作るには焼鈍
回数が極めて多くなる。従って、このような複合線材は
合金線材に比較して製造コストが著しく高くなり、製造
法も複雑である難点があった。
な作業を必要とし、また銅−ガリウム合金は加工中著し
く加工硬化するため、約40〜50係の断面縮小率毎に
中間焼鈍を必要とし、実用的な長尺線材を作るには焼鈍
回数が極めて多くなる。従って、このような複合線材は
合金線材に比較して製造コストが著しく高くなり、製造
法も複雑である難点があった。
一方、最近、この難点を克服したイン・サイチュー法が
開発された。イン・サイチュー法は、銅−バナジウムニ
元合金をアーク溶解等により溶製して、銅マトリツクス
内にバナジウムのデンドライト粒子が一様に分散したイ
ンゴットを作製する。この合金は加工性に優れ、中間焼
鈍を全く必要とせずに任意の径の細線に加工し得られる
。この加工により、バナジウム粒子は大きな変形を受は
極めて細長い繊維状となって、線状のなかに多数分散さ
れたものとなる。この線材表面にガリウムを電気メッキ
、溶融メッキ等により付着させ、これを熱処理すると、
ガリウムが内部に拡散してバナジウム繊維と反応してV
a Gaの極微細な不連続繊維を多数含んだ線材となる
。このようにして得ら廊たVa Ga線材は、複合加工
法によるVa Ga線材よりも優れた超電導臨界電流密
度Jcを有し、また含有繊維は径が細く間隙も狭いため
繊維自体が強化の役目を果して線材自身の強度を高める
と共に曲げや引張りなどによる歪に対しても臨界電流な
どの超電導特性の劣化を少なくし得られる。
開発された。イン・サイチュー法は、銅−バナジウムニ
元合金をアーク溶解等により溶製して、銅マトリツクス
内にバナジウムのデンドライト粒子が一様に分散したイ
ンゴットを作製する。この合金は加工性に優れ、中間焼
鈍を全く必要とせずに任意の径の細線に加工し得られる
。この加工により、バナジウム粒子は大きな変形を受は
極めて細長い繊維状となって、線状のなかに多数分散さ
れたものとなる。この線材表面にガリウムを電気メッキ
、溶融メッキ等により付着させ、これを熱処理すると、
ガリウムが内部に拡散してバナジウム繊維と反応してV
a Gaの極微細な不連続繊維を多数含んだ線材となる
。このようにして得ら廊たVa Ga線材は、複合加工
法によるVa Ga線材よりも優れた超電導臨界電流密
度Jcを有し、また含有繊維は径が細く間隙も狭いため
繊維自体が強化の役目を果して線材自身の強度を高める
と共に曲げや引張りなどによる歪に対しても臨界電流な
どの超電導特性の劣化を少なくし得られる。
しかしながら、この方法で得、られた線材でも18T以
上の強磁界では臨界電流密度の減少が急激であり、ミラ
ー型核融合装置をはじめとする、超強磁界マグネットの
だめの線材としては、なお強磁界でのJc値の改善がの
ぞまれていた。
上の強磁界では臨界電流密度の減少が急激であり、ミラ
ー型核融合装置をはじめとする、超強磁界マグネットの
だめの線材としては、なお強磁界でのJc値の改善がの
ぞまれていた。
発明の目的
本発明は上に述べた従来法における欠点を解消した強磁
界での臨界電流密度が顕著に改良されたイン・サイチー
−型Vs Ga超電導線材を製造する方法を提供するこ
とを目的とする。
界での臨界電流密度が顕著に改良されたイン・サイチー
−型Vs Ga超電導線材を製造する方法を提供するこ
とを目的とする。
発明の構成
本発明の方法は、鏑に10〜70原子夷のバナジウムお
よび0.1〜10原子係のアルミニウムを加えた3元銅
基合金を溶製後、線引き、圧延あるいは管引きにより線
、テープあるいは管状に加工した後、該加工材の表面に
、電気メッキ、溶融メッキ等によってガリウムを付着さ
せて400〜700Cの熱処理を行ない、銅基母相内に
Va Gaの極細繊維を分散生成させる方法である。
よび0.1〜10原子係のアルミニウムを加えた3元銅
基合金を溶製後、線引き、圧延あるいは管引きにより線
、テープあるいは管状に加工した後、該加工材の表面に
、電気メッキ、溶融メッキ等によってガリウムを付着さ
せて400〜700Cの熱処理を行ない、銅基母相内に
Va Gaの極細繊維を分散生成させる方法である。
銅にバナジウムと共に特定量のアルミニウムを添加する
ことにより、生成するVaGa相の臨界磁界HC2が向
上する。さらにアルミニウムは、ガリウムの線材中心部
までの拡散、浸透を促進する作用を有し、ガリウム濃度
が線材全断面について均質である線材の作製を容易にす
る。これにより線材全断面当りの臨界電流密度Jcは全
磁界領域で高められるが、特に強磁界で顕著に高い値が
得られる。
ことにより、生成するVaGa相の臨界磁界HC2が向
上する。さらにアルミニウムは、ガリウムの線材中心部
までの拡散、浸透を促進する作用を有し、ガリウム濃度
が線材全断面について均質である線材の作製を容易にす
る。これにより線材全断面当りの臨界電流密度Jcは全
磁界領域で高められるが、特に強磁界で顕著に高い値が
得られる。
銅基合金中のバナジウムの含量は10〜70原子係であ
ることが必要である。lO原原子上り少ないと線材内部
の■繊維密度が小さくなり、繊維間距離が長くなって超
電導性が保持されなくなる。また70原子係を超えると
、ガリウムの線材内部への均一な拡散が困難となって超
電導性及び機械的特性を著しく損うようになる。
ることが必要である。lO原原子上り少ないと線材内部
の■繊維密度が小さくなり、繊維間距離が長くなって超
電導性が保持されなくなる。また70原子係を超えると
、ガリウムの線材内部への均一な拡散が困難となって超
電導性及び機械的特性を著しく損うようになる。
アルミニウムの添加量は、0.1〜10原子係であるこ
とが必要である。0.1原子係より少ないと有効な特性
改善を行うことができなく、10原子係を超えると加工
性が悪くなる。
とが必要である。0.1原子係より少ないと有効な特性
改善を行うことができなく、10原子係を超えると加工
性が悪くなる。
熱処理の温度は400〜700Cの範囲が適当である。
400Cより低い温度ではガリウムが十分内部まで拡散
せず、また700Cを超えるとVa(hの結晶粒が粗大
化し超電導特性が劣化する。
せず、また700Cを超えるとVa(hの結晶粒が粗大
化し超電導特性が劣化する。
熱処理時間は1〜300時間の範囲が適当である。1時
間より短かい熱処理時間ではVaGaはほとんど生成さ
れず、また300時間を超えると■3伽の結晶粒の粗大
化が進み超電導特性が劣化する。
間より短かい熱処理時間ではVaGaはほとんど生成さ
れず、また300時間を超えると■3伽の結晶粒の粗大
化が進み超電導特性が劣化する。
実施例
バナジウムにそれぞれ3a9原子係のアルミニウムを含
む合金をアーク溶解で溶製し、これらを銅と複合して消
耗電極型アーク溶解の電極棒を作製した。また比較のた
めにアルミニウムを含有しない電極棒も同時に作製した
。これらを溶解して外径40M$、長さ70笥のインゴ
ット(組成を原子係テ表ワスト、−’tttぞれ約Cu
−34%V −1cl)A4、Cu −33%V−2
%AJ3 、 Cu −32%V−3%M、およびCu
−35%V)とし、溝ロール、線引き、千ロールなど
によって中間焼鈍なしに幅3■、厚100μmのテープ
に加工した。次いでこのテープをガリウム溶融浴中に連
続的に浸漬して約10μm厚のガリウム膜を付着させ、
500Cで100時間の拡散熱処理を加えてVa Ga
超電導線材を作製した。第1表には、4,2にで16T
および20Tの磁界中における線材全断面積についての
臨界電流密度Jcおよび超電導遷移温度Tcを示す。こ
の結果が示すようにアルミニウムの添加によって全磁界
領域でJcが改善され、特に高磁界での上昇率が大きい
ことが分る。
む合金をアーク溶解で溶製し、これらを銅と複合して消
耗電極型アーク溶解の電極棒を作製した。また比較のた
めにアルミニウムを含有しない電極棒も同時に作製した
。これらを溶解して外径40M$、長さ70笥のインゴ
ット(組成を原子係テ表ワスト、−’tttぞれ約Cu
−34%V −1cl)A4、Cu −33%V−2
%AJ3 、 Cu −32%V−3%M、およびCu
−35%V)とし、溝ロール、線引き、千ロールなど
によって中間焼鈍なしに幅3■、厚100μmのテープ
に加工した。次いでこのテープをガリウム溶融浴中に連
続的に浸漬して約10μm厚のガリウム膜を付着させ、
500Cで100時間の拡散熱処理を加えてVa Ga
超電導線材を作製した。第1表には、4,2にで16T
および20Tの磁界中における線材全断面積についての
臨界電流密度Jcおよび超電導遷移温度Tcを示す。こ
の結果が示すようにアルミニウムの添加によって全磁界
領域でJcが改善され、特に高磁界での上昇率が大きい
ことが分る。
これはアルミニウムの添加によ゛って臨界磁界lIc2
が高められたことによる。
が高められたことによる。
発明の効果
本発明の方法によると、イン−サイチュー法におけるV
a Gaの極細繊維を含む超電導線材を容易に得られる
利点を有すると共に、更に次のような優れた効果を有す
る。
a Gaの極細繊維を含む超電導線材を容易に得られる
利点を有すると共に、更に次のような優れた効果を有す
る。
(1) バナジウムを含有する銅基合金へアルミニウ
ムを含ませることによってイン・サイチュー線材の高磁
界での臨界電流密度Jcを高め得られる。
ムを含ませることによってイン・サイチュー線材の高磁
界での臨界電流密度Jcを高め得られる。
(2) アルミニウム添加により、ガリウムの均一拡
散が容易にできるので、断面積の大きい大容量の線材を
製造することができる。
散が容易にできるので、断面積の大きい大容量の線材を
製造することができる。
本発明の方法によって得られた超電導線材は、電気機械
、エネルギー貯蔵、核融合炉、高エネルギー物理用粒子
加速器などの各種超電導機器の性能を著しく高め得られ
る。
、エネルギー貯蔵、核融合炉、高エネルギー物理用粒子
加速器などの各種超電導機器の性能を著しく高め得られ
る。
Claims (1)
- 銅に19〜70原子係のバナジウムおよび0.1〜10
原子係のMを加えた3元合金を溶製後、線引き、圧延あ
るいは管引きにより線、テープあるいは管状に加工した
後、ガリウムを付着させ、400〜700Cで熱処理を
行い、銅基母相内に■3龜の極細繊維を分散生成させる
ことを特徴とするVaGa超電導線材の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58098787A JPS59226414A (ja) | 1983-06-04 | 1983-06-04 | V↓3Ga繊維分散型超電導線材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58098787A JPS59226414A (ja) | 1983-06-04 | 1983-06-04 | V↓3Ga繊維分散型超電導線材の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59226414A true JPS59226414A (ja) | 1984-12-19 |
JPH0315285B2 JPH0315285B2 (ja) | 1991-02-28 |
Family
ID=14229079
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58098787A Granted JPS59226414A (ja) | 1983-06-04 | 1983-06-04 | V↓3Ga繊維分散型超電導線材の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59226414A (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5529528A (en) * | 1978-08-21 | 1980-03-01 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | Preparation of crosslinkable ethylene-propylene rubber composition |
JPS577027A (en) * | 1980-06-16 | 1982-01-14 | Tokyo Shibaura Electric Co | Device for manufacturing identification mark |
JPS57120658A (en) * | 1981-01-21 | 1982-07-27 | Natl Res Inst For Metals | Manufacture of superconductive compound wire rod |
-
1983
- 1983-06-04 JP JP58098787A patent/JPS59226414A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5529528A (en) * | 1978-08-21 | 1980-03-01 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | Preparation of crosslinkable ethylene-propylene rubber composition |
JPS577027A (en) * | 1980-06-16 | 1982-01-14 | Tokyo Shibaura Electric Co | Device for manufacturing identification mark |
JPS57120658A (en) * | 1981-01-21 | 1982-07-27 | Natl Res Inst For Metals | Manufacture of superconductive compound wire rod |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0315285B2 (ja) | 1991-02-28 |
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