JPS5979504A - 化合物超電導テ−プの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 の改良に関するものである。

従来インサイチュ法による化合物超電導テープは第１図
（ａ）に示す如く不連続またけ半連続のＮｂ　３　Ｓ　
ｎのフィラメント１がブロンズのマトリックス２内に埋
込せれたテープ．？を１条づつ作製しているものである
。又第１図（ｂｌに示す如く上記のテープの上下面にハ
ンダ４を介して銅テープ５を貼着しているものである。

更にＮｂ　ｓ　Ｓ　ｎのフィラメントの長手方向におけ
る配列に閂しては、鋳造された時点での配列のま寸であ
り、相似的に断面を縮少したにすぎないものであった。

面して従来の製造方法においては、六一ブが１条毎に製
造されるため、ロソトによって該テープの特性にパラソ
キ並に長手方向の不均質が生じ、これによってコスト高
になると共に安定な製品をうろことができないものであ
った。又テープは厚さに対して幅が著しく犬であるため
外部磁界を受けて電流が偏向して流れ、その結果超電導
線としての磁気不安定性を有し電流容量を増大せしめる
ことができ庁いものでありた。

又通電中の発熱が大きくなり、これを冷却するだめの冷
媒例えば液体ヘリウムの消費量が犬きくならさるを得な
いものであった。

本発明はかかる欠点を改善せんとして鋭意研究を行った
結果、安定な特性を有し且つ均質なテープをうるための
化合物超電導テープの製造方法を見出したものである。

即ち本う６明方法はインサイチュ法により超電導性化合
物フィラメントを多数内蔵する化合物超電導デー７″を
製造する方法において、超電導化合物の未生成テープ（
幅ＷＯ）をテープの長手方向に沿って２以」二に切断分
割した後超電ノ、（ｉ、性化合物を生成するだめの拡散
熱処理を行い又は上記未生成テープ（幅ＷＯ）を上記拡
散熱処理を行った後テープの長手方向に沿って２以上に
切断分割し、ＰＪ［梁幅Ｗの化合物超電導テープ全うろ
ことを特徴とする化合物超電導テープの製造方法である
。

本発明は第２図に示す如く不連続または半連続のフィラ
メントを形成するためにインサイチュ法を採用する。例
えばインサイチュ法によるＮｂ　ｓ　Ｓｎチー７°をう
ろには、ＣｕとＮｂとを同時に溶解しＣｕマトリ、ジス
中にＮｂ粒子が無数に分散してなるインゴット又はＣｏ
粉末とＮｂ粉末とを金属パイプ内に充填したＣｕ−Ｎｂ
粉末充填体を断面減面加工して線状となし、これをこの
状態の寸ま或は所望のピッチによる捩り加工（ツイスト
加工）を施した後、テープ状に圧延してｒ１］Ｗ。

のテープにした後、その外周にＳｎメ、キを行い、拡散
熱７Ｉし理によりＳｎをＣｕマトリックス内部に拡散さ
せてＮｂと反応させＮｈ　ｓ　Ｓｎ　６をマトリックス
７中に形成するものである。なお必要に尾・して両面に
早口］８を介して安定化銅５を貼Ｒｉしてもよい一然る
後スリッタによって所望中Ｗのテープ’　９１９′＋９
″に切断するものである。なお７／ノ、　７　ｎ’　、
　ｔ＝−ｅ！’はその切断面である。

又第３図は上記において狐散熱処理前に安定化銅を拡散
バリヤー（’ｒａ）を介して内蔵せしめた後、圧延、Ｓ
ｎメッキ、拡散反応、スリッターによる切断の工程によ
り本発明化合物超電導テープをつるものである。

なお、第２図及び第３図の上記説明では、テープの切断
を、拡散熱処理によって超電導性化合物を生成した後、
っ１す、幅広の化合物超電導テープ（幅Ｗ。）を得た鏝
、行なっているが、本発明では、これに限らず、拡散熱
処理寸での時点である超重：導性化ば物が未生成のテー
プ０（幅Ｗｏ）を所望幅（Ｗ）に切断分割した後、拡散
熱処理を行なって化合物超電導テープ（幅Ｗ）を得るこ
ともできる。製造←がらｒよ、幅広の化合物超電線チー
７″を得た後、これを切断分割する前者の方法が好−ま
しい。

次に上述のツイスト加工をノイ０ず場合について。

詳細に説明する。

一般の超′成導線は超電導特性を安定化するために銅な
どの安定化金属中に超′屯ｍ体のフィラメントを多数本
埋込み、さらに全フィラメントが安定化金属中を長手方
向に所斌のピッチで周期的にツイストされた構造を採っ
ている。

このことは、インサイチー法で製造する化合物超電線に
ついても同じである。インサイチュ法で製造した化合物
超電導線では、超電導性化合物フィラメント（以下、フ
ィラメントと称す）は、所諾ブロンズ法によって製造し
た化合物超電導線のフィラメントが連続フィラメントで
あるのとは異なり、不連続又は半連続フィラメントであ
り、そのフィラメントの長さく１通常約２０〜２００ｍ
　である。

かかる不連続又は半連続フィラメン）ｋ非常に多本数内
蔵する化合物超電導線での超電導電流の流れ方は次の如
く推定されている。すなわち、インサイチュ法による超
電導線の隣接フィラメント間の間隔は平均０１μｍであ
るとされており、このような短い間隔では、フィラメン
トを流れた超電導電流はそのフィラメントの終端近傍で
隣接する次のフィラメントに移り、これを繰返しながら
超電導線の始端から終端までロスをほと／しど生じるこ
となく流ハて行くものと考えられている。

つ寸りフィラメント相互間の距離が０１μｍ程度以下の
極めて近接した状態では、フィラメントは短かくとも近
接効果によってあたかも連続フィラメントの如く振舞う
ものである。

すなわち連続フィラメントの多芯ツイスト超電導線の場
合と同様にインサイチー法による化合物超重、導線につ
いても全フィラメントがツイストされていることが好ま
しい。このことは、化合物超電導線が丸線の場合でもテ
ープ状の場合でも同じことである。

しかし、テープ状の場合、ブロンズ法などによる多芯フ
ィラメントのツイスト超電導テープでは、このテープを
長手方向に切断分割すると、全フィラメントはツイスト
されている／ζめツイストピッチ以下の長さに各フィラ
メントも切断さ；ｈｉＬｔい、Ｌかも隣接フィラメント
間の間隔が大きいため超電導電流が隣接フィラメントへ
移行するときに犬き々ノーール熱を発生し１、超ｆＪｉ
導デーゾとして実用に供さない・ものとなってしまう。

したがってブＩコノズ法などによる多芯フィラメントの
ツイスト超電導テープの幅の広いものを製造しておき、
これを所望幅に切断分割して小幅のテープとして用いる
ことができない。

しかるに、インサイチュ法による化合物超電導テープで
は、幅広テープをその長」・方向に所望幅に切断して小
幅テープとしても実用できることを見出Ｆ７たものであ
る。

すなわち、インサイチー法によるツイスト化合物超電導
テープでも長手方向に沿って切断分割すると、ツイスト
されている不連続又は半連続のフィラメントはその切断
面でやはり切断され短いフィラメントになるが、前述の
如く近接効果によって短いフィラメントを次りと超？１
１．導電流が移行して流れる。つまり両側の切断面で電
流は、あたかも平行反射面の間を光が鋸歯状に反転しな
がら多重反射しで前進する如く、フィラメントを流れて
一方の切断面に向って進み、この切断面で他方の切断面
に向う別のフィラメントに移行゛して流れ、これを両側
の切断面で繰返しながら前進すン、。このようにＥ１□
流妊切１：ｒｒ面で別のフィラメントに朴り渡る。つ脣
り′「０、流はｒｌＪ配列−４−る。

したかって、インザ１チー法によるツイスト化合物超′
ｌｉＪ、勇テーゾ（幅Ｗ。）全技手方向に沿って切断分
割してイＵた小幅テープ（幅Ｗ）のツイストビ′ッチは
切断幅に応じて短かくなり、で与えられる。よってｎ等
分した場合のツイストピッチは／７６／ｎとなる。勿論
本発明では等分に切断する場合に限らず、神々の幅のも
のに切ＨＪｉすね、げ、一度にか１ｊ々の幅のものを造
ることができる。

一方、通常の多芯テープの場合、曲げ状態で便用さ１す
るため、テープの最外フィラメントがＩＪ月１ノ［さハ
、局部的に電気的不連続となることがある。この状態か
らブロンズを介して損潟のないフィラメントに電流が再
配列するために！／１（２）式に示すツイストピッチｌ
′に限定する必要があることか知られている。

Ａ′）　５．８　ｘ　１ｏ−５ｘρ２　Ｘ　Ｗ　　−（
２）通常のブロンズ法多芯テープの」場合の許容しつる
発熱から算出するとρの上限は１０　　ｒ）／ｍである
。したがって、（２）式は（７，Ｊ’式となりブロンズ
法多芸テープの ／’）５．８Ｗ　　　　・・・−・（２）′ツイストピ
ッチはテープｉＪＷの５８倍以下には細かくツイストで
きないことを意味する。

しかるに、インサイチュ法において鋭意検討した結果、
ツイストピッチの下限をつきの如く見出したものであり
、ブロンズ法多芯テープの場合の１孜短ツイストビ、チ
ｅ′の６部民ト必苅であることが判った。

１〉６Ｎ　　　　　　　（３） したがって切断前のテープのツイストピッチｌＯとの関
係はつき゛の如くである。

Ａｏ：）ｎ４ 〉ｎ　×６　×ｌ′ 〉５×６×５８×Ｗ　　　（４） すなわち、切断前のテープのツイストピッチが、切断後
のテープのツイストピッチ（幾何学Ｗ　。

的くみて）の６×７倍以上必要である。この場合のツイ
ストピッチｌ。の上限値は、実用的な巻線直径を配慮す
ると１２０　×：が望ましい。

従ってこの下限値以下ではテープに抵抗発生が極めて大
きく殆んど電流を流すことが出来ない。−力士限値は上
述の電流再配列による不都合はないが、フィラメントが
実質的に平行であるため捩れの効果が期待されなくなる
限度を示すものである。即ちこの上限値以上ｑ（戻れに
よる場合は不安定性が発生し超電導特性を発揮すること
ができない。

次に本発明の実施例について説明する。

銅粉に３５重曖係のバナジウムを配合した混合粉を圧縮
しアーク炉にて溶解し、２５Ｗｍφのインゴットを得た
。このインコ″′７トを冷間加工によって］ＯｒＭｌφ
とし１００胴のピッチにより捩り加工を行った後圧延し
て厚さＯ，１５間Ｘ　ＭＥ　５０ｍ＋ｎのテープを得た
。このテープの両面に１９み］　ＯＪｉｍのＧａをメッ
キ１７．６００　’ＣＸ　５０時間加熱してＶ　３Ｃｘ
　ａ層を形成せしめた。然る後厚さ８μｎ１の銅テープ
を、半田を介して両面に貼着し厚さ０．１９＋ｒａＸ巾
５０団のテープをえた。次いで銅テープスリツタにて巾
５ｍｒｌに切断して本発明化合物超電導チーｆ（本発明
品）をえた。

一方、本発明品と比較するだめ（Ｃ上記と同様のインク
８．トを作成し、冷間加工によって］Ｏｍｍφとし、２
６ｍ１＋のピッチに捩り加工を行った後、圧延して厚さ
０．１５　ｍｍ　Ｘ　ｒｌ］　５０調のテープを曲た。

そノ１以後はこのテープについ−Ｃ１−記実施例と同様
にして、化付物超電導テープを得、これをＩｔ］　５　
＋ｍｎに切断し比較品１を得た。

また、本発明品と同様のインコ゛ノトヲ作成し、捩り加
工を行わずに冷間加工によって厚さ０．１５・・智×巾
５調のテープとし、このテープに厚さ１０μｍのＧａ金
メッキし、６００℃Ｘ５０時間加熱しＶ２Ｃ，テープと
した。しがる稜その両面に厚さ８μｍ×巾５順の銅テー
プを半田を介して貼着して比穀品２を得たう さらに、本発明品と同様のインゴットを作成し、捩り加
工を行わずに冷間加工によって厚さ０、］５ｍ＋ｒＩＸ
ｒｊ］５０ｍのテープを得た。それ以後はこのテープに
ついて上記実施例と同様にして。

化合物超電導テープを得、こゎを巾５ｍに切断し比較品
３を得た。

斯くして得た本発明品と比較例品とについて夫々性能を
測定した。その結果は第１表に示す通りである。

ヘト 以上詳述し、た如く本発明方法によれば次の如き効果を
有するものである。

（１）テープ巾の寸法精度が向上し７、優れた・ゼンケ
ーキコイルをつると共に磁気設計の精度が良好である。

Ｃａ　　１個の口、ドから均質なテープを複数条うるこ
とが出来る。

（３）捩れのピッチが規定されるため、電流ロスが少く
且つ′電流密度が搗く安定性の）［で１いテープをつる
。

【図面の簡単な説明】

第１図の（Ａ）及び（Ｂ）は従来の化合物超電導テープ
の斜視断面図、第２図及び第３図は本発明化合物超電導
テープの１例を示す斜視断面図である。 １・・・フィラメント、２・・・マトリックス、３テー
ゾ、４・・ハンダ、５・・・乍回テープ、５Ｎｈ３Ｓｎ
　、　　７−・−マトリックス、８・・・半田、９　、
９’。 ９″・・・本発明化合物超電導テープ、］　０　、１０
’切断面、１ノ・・・バリヤー、１２　、１２’、　１
２’・・本発明仕合物超隼導テープ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　インサイチュ法により超電導性化合物フィラ
   メントを多数内蔵する化合物超電導テープを製造する方
   法において、超電導性化合物の未生成チー７″（幅Ｗｏ
   ）をテープの長手方向に７９って２以上に切断分割した
   後超電導性化合物を生成するための拡散熱処理を行ない
   、又は上記未生成チーｆ（幅Ｗｏ）ｆ：上記拡散熱処理
   を行なった後テープの長手方向に沿って２以上に切断分
   割し、所望幅Ｗの化合物超電導テープを得ることを特徴
   とする化合物超電導テープの製造方法。
2. （２）切断前の上記テープのツイストピッチが切断テー
   プのツイストピッチの６　×Ｗ　６倍以上にしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の化合物超電導テ
   ープの製造方法。