JPS60421B2 - Ｎｂ↓３Ｓｎ複合超電導体の製造法 - Google Patents
Ｎｂ↓３Ｓｎ複合超電導体の製造法Info
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- JPS60421B2 JPS60421B2 JP55034148A JP3414880A JPS60421B2 JP S60421 B2 JPS60421 B2 JP S60421B2 JP 55034148 A JP55034148 A JP 55034148A JP 3414880 A JP3414880 A JP 3414880A JP S60421 B2 JPS60421 B2 JP S60421B2
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/28—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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- C23C10/28—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
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- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はＮｂ３Ｓｎ超電導体の製造法の改良に関し、更
に詳しくはＨｆ、Ｇａ、ＡＩを含有させて、その特性を
改善した強磁界発生用等に適するＮＱＳｎ超電導体の製
造法に関するものである。
に詳しくはＨｆ、Ｇａ、ＡＩを含有させて、その特性を
改善した強磁界発生用等に適するＮＱＳｎ超電導体の製
造法に関するものである。
超電導線材を用いると電力消費ないこ大電流を流せ、し
かも強磁界まで超電導状態が保たれることから強磁界発
生用電磁石の巻線材としての利用が進められている。
かも強磁界まで超電導状態が保たれることから強磁界発
生用電磁石の巻線材としての利用が進められている。
このような超電導線材はその臨界温度（Ｔｃ）および臨
界磁界（Ｈｃ２）の高いほどその利用を容易にし、応用
範囲を広めることができる。現在もっとも多量に使用さ
れている線材はＮｂ−Ｔｉ系の合金線材であるが、該合
金線材では発生磁界の限度が８万５千ガウス（８．５テ
スラ）（テスラを以下Ｔで表わす）である。これ以上の
強磁界を必要とする場合には、臨界磁界Ｈｃ２の高い化
合物系超電導体を用いる必要がある。しかし、従来の化
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となっている。近年表面拡散法
および複合加工法などの拡散を利用した方法が相次いで
発明され、Ｎ広Ｓｎ（Ｔｃ＝約１郷、Ｈｃ２＝約２１Ｔ
）、Ｖ３０ａ（Ｔｃ＝約１斑、Ｈｃ２：約２の）の化合
物系超電導線村が実用化されている。表面拡散法として
は、例えばＮｂ（ニオブ）テープを溶融蜂ｎ（錫）裕中
に連続的に通過させてテープ表面にＳｎを付着させた後
、適当な温度で熱処理してＮｂとＳｎを反応させテープ
表面にＮＱＳｎ化合物層を生成させる方法がある。一方
複合加工法としては、例えばＮｂとＣｕ（銅）−Ｓｎ団
落合金体との複合体を加工、熱処理しＣｕ−Ｓｎ合金中
のＳｎを選択的にＮｂと反応させ、Ｎ広Ｓｎ化合物層を
境界面に生成させる方法があり、固体拡散の一種である
。ＮｂおよびＣｕ−Ｓｎ固溶合金体はともに十分な可塑
性を有するため熱処理を施す以前に、複合体のまま線材
として要求される線、テープ、管等の任意の形状に比較
的容易に加工でき、またＣｕ−Ｓｎ合金マトリックス中
に多数のＮｂ榛を埋め込んで細線加工することにより、
早い磁界変化に対して安定な極細多芯形式の線材とする
ことができる。このような表面拡散法および複合加工法
により作製されたＮｂ３Ｓｎ、Ｖ３０ａ化合物線材は、
すでに物性研究用の小型強磁界マグネットとして利用さ
れている。一方近年、核融合炉用、高エネルギー物理用
、エネルギー貯蔵用等の大型強磁界マグネットの開発が
進められており、これらに使用される超電導線材として
１５Ｔ以上の強磁界領域において大きい臨界電流をもち
、しかも磁界変化に対して安定な化合物極細多芯線の実
用化が急がれている。
界磁界（Ｈｃ２）の高いほどその利用を容易にし、応用
範囲を広めることができる。現在もっとも多量に使用さ
れている線材はＮｂ−Ｔｉ系の合金線材であるが、該合
金線材では発生磁界の限度が８万５千ガウス（８．５テ
スラ）（テスラを以下Ｔで表わす）である。これ以上の
強磁界を必要とする場合には、臨界磁界Ｈｃ２の高い化
合物系超電導体を用いる必要がある。しかし、従来の化
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となっている。近年表面拡散法
および複合加工法などの拡散を利用した方法が相次いで
発明され、Ｎ広Ｓｎ（Ｔｃ＝約１郷、Ｈｃ２＝約２１Ｔ
）、Ｖ３０ａ（Ｔｃ＝約１斑、Ｈｃ２：約２の）の化合
物系超電導線村が実用化されている。表面拡散法として
は、例えばＮｂ（ニオブ）テープを溶融蜂ｎ（錫）裕中
に連続的に通過させてテープ表面にＳｎを付着させた後
、適当な温度で熱処理してＮｂとＳｎを反応させテープ
表面にＮＱＳｎ化合物層を生成させる方法がある。一方
複合加工法としては、例えばＮｂとＣｕ（銅）−Ｓｎ団
落合金体との複合体を加工、熱処理しＣｕ−Ｓｎ合金中
のＳｎを選択的にＮｂと反応させ、Ｎ広Ｓｎ化合物層を
境界面に生成させる方法があり、固体拡散の一種である
。ＮｂおよびＣｕ−Ｓｎ固溶合金体はともに十分な可塑
性を有するため熱処理を施す以前に、複合体のまま線材
として要求される線、テープ、管等の任意の形状に比較
的容易に加工でき、またＣｕ−Ｓｎ合金マトリックス中
に多数のＮｂ榛を埋め込んで細線加工することにより、
早い磁界変化に対して安定な極細多芯形式の線材とする
ことができる。このような表面拡散法および複合加工法
により作製されたＮｂ３Ｓｎ、Ｖ３０ａ化合物線材は、
すでに物性研究用の小型強磁界マグネットとして利用さ
れている。一方近年、核融合炉用、高エネルギー物理用
、エネルギー貯蔵用等の大型強磁界マグネットの開発が
進められており、これらに使用される超電導線材として
１５Ｔ以上の強磁界領域において大きい臨界電流をもち
、しかも磁界変化に対して安定な化合物極細多芯線の実
用化が急がれている。
しかし、純ＮｂとＣｕ−Ｓｎ二元合金との複合体から作
製した通常のＮＱＳｎ化合物線材の磁界−電流密度特性
は１０Ｔ以上で急速に低下し、この線材によっては１汀
以上の磁界を発生し得る超電導マグネットを作製するこ
とが困難である。Ｖやａ超電導線材はＮｂ３Ｓｎよりも
強磁界中での特性が優れているが、材料の価格を考慮す
ると線材を大量に消費する大型設備に関してはＮｂ３Ｓ
ｎの強磁界中での特性を改善して使用する方が得策であ
る。Ｎｂ３Ｓｎ複合加工線材では、他の元素を添加する
ことがその臨界磁界Ｈｃ２および強磁界中での臨界電流
密顔ａＣを高めるうえに効果的な一つの方法と考えられ
る。最近、ＮｂにＨｆ（ハフニウム）を固熔させた二元
合金体と、Ｃｕ−Ｓｎ二元合金あるいはそれにさらにＧ
ａ（ガリウム）または山（アルミニウム）を固溶させた
三元Ｃｕ基合金体との複合体を加工、熱処理して強磁界
中の超電導特性が顕著に改良されたＮ広Ｓｎ超電導線材
を製造する方法が発見された。（特磯昭５３−１１２１
９１号）、Ｎｂ合金中のＨｆはＮらＳｎ相内に固溶して
臨界磁界Ｈｃ２を高めるとともにＬＮｂ３Ｓｎ層の拡散
生成速度を著しく早めてＮ広Ｓｎ層の厚さを増加し臨界
電流ｌｃを増大させる作用をする。また、Ｃｕ−Ｓｎ合
金中に添加されたＧａまたはＭもＳｎとともにＮｂ合金
体内に拡散して、生成されるＮはＳｎ相内に顕溶しその
臨界磁界Ｈｃ２を高める。このようなＨｆ、あるいはＨ
ｆおよびＧａ、あるいはＨｆおよびＮを含有させたＮｂ
ぶｎ複合加工線材の強磁界特性は著しく改善され、強磁
界ですぐれた臨界電流密度Ｊｃ値が得られている。しか
し上記の方法では、マトリックスとしてＣｕ−Ｓｎ−Ｇ
ａまたはＣｕ−Ｓｎ−山の三元Ｃｕ基団溶合金体を使用
しており、その良好な加工性を保持するためにはＳｎ＋
ＧａまたはＳｎ十ＡＩの濃度をＣｕ‘こ対する固溶領域
内に低く制限する必要がある。一方、線材の良好な超電
導特性を得るためにはマトリックス内のＳｎ＋Ｇａまた
はＳｎ＋ＡＩの濃度がなるべく高いことが望ましい。し
たがって、マトリックスの良好な加工性と線材のすぐれ
た超電導特性を両立させることが困難な欠点があった。
本発明はこのような欠点を解消し、加工が容易で、且つ
強磁界特性の優れたＮ公Ｓｎ複合超電導体の製造法を提
供するにある。
製した通常のＮＱＳｎ化合物線材の磁界−電流密度特性
は１０Ｔ以上で急速に低下し、この線材によっては１汀
以上の磁界を発生し得る超電導マグネットを作製するこ
とが困難である。Ｖやａ超電導線材はＮｂ３Ｓｎよりも
強磁界中での特性が優れているが、材料の価格を考慮す
ると線材を大量に消費する大型設備に関してはＮｂ３Ｓ
ｎの強磁界中での特性を改善して使用する方が得策であ
る。Ｎｂ３Ｓｎ複合加工線材では、他の元素を添加する
ことがその臨界磁界Ｈｃ２および強磁界中での臨界電流
密顔ａＣを高めるうえに効果的な一つの方法と考えられ
る。最近、ＮｂにＨｆ（ハフニウム）を固熔させた二元
合金体と、Ｃｕ−Ｓｎ二元合金あるいはそれにさらにＧ
ａ（ガリウム）または山（アルミニウム）を固溶させた
三元Ｃｕ基合金体との複合体を加工、熱処理して強磁界
中の超電導特性が顕著に改良されたＮ広Ｓｎ超電導線材
を製造する方法が発見された。（特磯昭５３−１１２１
９１号）、Ｎｂ合金中のＨｆはＮらＳｎ相内に固溶して
臨界磁界Ｈｃ２を高めるとともにＬＮｂ３Ｓｎ層の拡散
生成速度を著しく早めてＮ広Ｓｎ層の厚さを増加し臨界
電流ｌｃを増大させる作用をする。また、Ｃｕ−Ｓｎ合
金中に添加されたＧａまたはＭもＳｎとともにＮｂ合金
体内に拡散して、生成されるＮはＳｎ相内に顕溶しその
臨界磁界Ｈｃ２を高める。このようなＨｆ、あるいはＨ
ｆおよびＧａ、あるいはＨｆおよびＮを含有させたＮｂ
ぶｎ複合加工線材の強磁界特性は著しく改善され、強磁
界ですぐれた臨界電流密度Ｊｃ値が得られている。しか
し上記の方法では、マトリックスとしてＣｕ−Ｓｎ−Ｇ
ａまたはＣｕ−Ｓｎ−山の三元Ｃｕ基団溶合金体を使用
しており、その良好な加工性を保持するためにはＳｎ＋
ＧａまたはＳｎ十ＡＩの濃度をＣｕ‘こ対する固溶領域
内に低く制限する必要がある。一方、線材の良好な超電
導特性を得るためにはマトリックス内のＳｎ＋Ｇａまた
はＳｎ＋ＡＩの濃度がなるべく高いことが望ましい。し
たがって、マトリックスの良好な加工性と線材のすぐれ
た超電導特性を両立させることが困難な欠点があった。
本発明はこのような欠点を解消し、加工が容易で、且つ
強磁界特性の優れたＮ公Ｓｎ複合超電導体の製造法を提
供するにある。
本発明の方法は、Ｎｂに０．１〜３０原子％のＨｆを含
む合金体と、Ｃｕ‘こ０．１〜１０原子％のＳｎを含む
合金体との複合体を加工成形した後「拡散後のマトリッ
クス内の濃度に換算して０．１〜５０原子％になるよう
に、前記加工材の表面にＧａあるいはＡＩを付着させ、
３０〜７００ｑｏで１分〜２０独特間予備熱処理を行っ
た後、６００〜９００００で１分〜２００時間拡散熱処
理を行い複合体境界面にＮｂ３Ｓｎの化合物を生成させ
ることを特徴とするＮｂ３Ｓｎ複合超電導体の製造法に
ある。
む合金体と、Ｃｕ‘こ０．１〜１０原子％のＳｎを含む
合金体との複合体を加工成形した後「拡散後のマトリッ
クス内の濃度に換算して０．１〜５０原子％になるよう
に、前記加工材の表面にＧａあるいはＡＩを付着させ、
３０〜７００ｑｏで１分〜２０独特間予備熱処理を行っ
た後、６００〜９００００で１分〜２００時間拡散熱処
理を行い複合体境界面にＮｂ３Ｓｎの化合物を生成させ
ることを特徴とするＮｂ３Ｓｎ複合超電導体の製造法に
ある。
すなわち、Ｃｕ−Ｓｎ−ＧａあるいはＣｕ−Ｓｎ−Ｍ三
元合金マトリックスに比較して、加工性の良好なＣｕ−
Ｓｎ二元合金マトリックスとＮｂ−Ｈｆ合金体とを複合
一体化し、これを所望の形状に加工成形した後、該加工
成形材の表面にＧａまたはＡＩを付着させて拡散熱処理
することによって、複合体境界面にＨｆ、Ｇａ、ＡＩを
少量含む強磁界特性の優れたＮ＆Ｓｎ層を生成させるよ
うにした方法である。
元合金マトリックスに比較して、加工性の良好なＣｕ−
Ｓｎ二元合金マトリックスとＮｂ−Ｈｆ合金体とを複合
一体化し、これを所望の形状に加工成形した後、該加工
成形材の表面にＧａまたはＡＩを付着させて拡散熱処理
することによって、複合体境界面にＨｆ、Ｇａ、ＡＩを
少量含む強磁界特性の優れたＮ＆Ｓｎ層を生成させるよ
うにした方法である。
本発明の方法において使用するＮｂに含ませるＨｆ量は
、優れた超電導特性を得るために０．１原子％以上、ま
たＮｂ合金体の良好な加工性を保持する上から３０原子
％以下であることが必要である。特に好ましい量は１〜
１０原子％である。またＣｕに含ませるＳｎ量は、前記
のＨｆの場合と同様の理由から０．１〜１０原子％、好
ましくは５〜７原子％であることが必要である。前記Ｈ
ｆを含んだＮｂ基合金体を、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金体で被
覆した複合体を作り、線引き、圧延あるいは管引きなど
により、線、テープあるいは管などに加工する。
、優れた超電導特性を得るために０．１原子％以上、ま
たＮｂ合金体の良好な加工性を保持する上から３０原子
％以下であることが必要である。特に好ましい量は１〜
１０原子％である。またＣｕに含ませるＳｎ量は、前記
のＨｆの場合と同様の理由から０．１〜１０原子％、好
ましくは５〜７原子％であることが必要である。前記Ｈ
ｆを含んだＮｂ基合金体を、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金体で被
覆した複合体を作り、線引き、圧延あるいは管引きなど
により、線、テープあるいは管などに加工する。
この場合従来法における三元合金体を使用すると、一回
の蟻錨当り断面収縮率で３０％程度であったが、本発明
の方法においては二元合金体のマトリックスを用いるた
め、１回の中間嘘鈍当り断面収縮率で７５％程度の加工
が可能であり、中間暁錨の回数を著しく減少することが
できる。次に加工成形材の表面に、ＧａあるいはＡＩの
膜を付着させる。
の蟻錨当り断面収縮率で３０％程度であったが、本発明
の方法においては二元合金体のマトリックスを用いるた
め、１回の中間嘘鈍当り断面収縮率で７５％程度の加工
が可能であり、中間暁錨の回数を著しく減少することが
できる。次に加工成形材の表面に、ＧａあるいはＡＩの
膜を付着させる。
膜の付着は溶融メッキ、電気メッキ、真空蒸着などの方
法によって行う。その付着させる量は、拡散後のマトリ
ックス内の濃度に換算して０．１〜５０原子％になるよ
うな量である。付着量がこれより少し、とＧａあるいは
ＡＩがＮｂぶｎ中にほとんど拡散されないため超電導特
性の改善が得られず「また逆にこれより多いとマトリッ
クス内のＳｎ量が相対的に不足して充分な厚さのＮはＳ
ｎ層が得られない。次に予備熱処理を行う。
法によって行う。その付着させる量は、拡散後のマトリ
ックス内の濃度に換算して０．１〜５０原子％になるよ
うな量である。付着量がこれより少し、とＧａあるいは
ＡＩがＮｂぶｎ中にほとんど拡散されないため超電導特
性の改善が得られず「また逆にこれより多いとマトリッ
クス内のＳｎ量が相対的に不足して充分な厚さのＮはＳ
ｎ層が得られない。次に予備熱処理を行う。
この予備熱処理は付着させたＧａあるいはＡＩを歩留り
よくマトリックス内に拡散させるために行うものである
。しかし、ＧａあるいはＡＩ量が少し、場合は予備熱処
理を省略することができる。予備熱処理の温度は３０〜
７００℃で、その処理時間は１分〜２０畑時間である。
３０℃より低い温度、１分より少し、時間では、Ｇａあ
るいは山がマトリックス内に十分拡散しない。
よくマトリックス内に拡散させるために行うものである
。しかし、ＧａあるいはＡＩ量が少し、場合は予備熱処
理を省略することができる。予備熱処理の温度は３０〜
７００℃で、その処理時間は１分〜２０畑時間である。
３０℃より低い温度、１分より少し、時間では、Ｇａあ
るいは山がマトリックス内に十分拡散しない。
また逆に前記上限温度以上ではＳｎのみが先に芯と反応
し、ＮＧＳｎに対してＧａあるいはＡＩ含有による特性
改善の十分な効果を得ることができず、２０岬時間以上
の熱処理は、経済的に不利である。ついで、拡散熱処理
を行う。この拡散熱処理はＳｎ及び少量のＧａあるいは
ＡＩをＮ巧基合金体内に拡散させて、複合体境界面に少
量のＨｆ及び少量のＧａあるいはＮを含む超電導性の優
れたＮｂ３Ｓｎ化合物を生成させる処理である。拡散熱
処理の温度は６００〜９０００○であり、処理時間は１
分〜２０畑時間である。処理温度が低いと長時間を要し
、処理温度が高いと短時間でよい。処理温度が６００℃
より低いと十分なＮはＳｎ層を生成し得られず、９００
ｏｏを超えると、ＮなＳｎの結晶粒が粗大化し超電導特
性が劣化する。処理時間は低い温度では長時間を要し、
高い温度では短時間でよい。本発明の方法により作られ
るＨｆおよびＧａ、あるいはＨｆおよびＡＩを含ませた
Ｎ＆Ｓｎ超電導体は、いずれも臨界磁界Ｈｃ２が高く、
また強磁界中の臨界電流密度Ｊｃが、従来のＮはＳｎ線
村よりも大きい。
し、ＮＧＳｎに対してＧａあるいはＡＩ含有による特性
改善の十分な効果を得ることができず、２０岬時間以上
の熱処理は、経済的に不利である。ついで、拡散熱処理
を行う。この拡散熱処理はＳｎ及び少量のＧａあるいは
ＡＩをＮ巧基合金体内に拡散させて、複合体境界面に少
量のＨｆ及び少量のＧａあるいはＮを含む超電導性の優
れたＮｂ３Ｓｎ化合物を生成させる処理である。拡散熱
処理の温度は６００〜９０００○であり、処理時間は１
分〜２０畑時間である。処理温度が低いと長時間を要し
、処理温度が高いと短時間でよい。処理温度が６００℃
より低いと十分なＮはＳｎ層を生成し得られず、９００
ｏｏを超えると、ＮなＳｎの結晶粒が粗大化し超電導特
性が劣化する。処理時間は低い温度では長時間を要し、
高い温度では短時間でよい。本発明の方法により作られ
るＨｆおよびＧａ、あるいはＨｆおよびＡＩを含ませた
Ｎ＆Ｓｎ超電導体は、いずれも臨界磁界Ｈｃ２が高く、
また強磁界中の臨界電流密度Ｊｃが、従来のＮはＳｎ線
村よりも大きい。
しかも本発明の方法においては、ＧａあるいはＡＩを外
部から拡散させるため、これら添加元素を充分な量だけ
供給することが可能となり、ＮはＳｎ複合線材の強磁界
特性を著しく改善することができ、その結果発生磁界が
１５Ｔ以上の超電導マグネットの作製を容易にするＮＣ
Ｓｎ超電導体を製造することができる。また従来方法で
はマトリックス内のＳｎ＋ＧａあるいはＳｎ＋ＡＩの絶
対量を高めるために線村断面におけるマトリックスの占
める面積を大きくとる必要があった。本発明ではＧａあ
るいはＡＩを外部から拡散させるため、マトリックスの
断面積を従来よりも小さくすることができ、線材全断面
についての超電導電流密度を増大できる効果がある。さ
らに、Ｃｕ−Ｓ江二元合金はＣｕ−Ｓｎ−Ｇａあるいは
Ｃｕ−Ｓｎ−ＡＩ三元合金より加工性がすぐれているた
め、加工の際の中間焼鎚の回数を著しく減少でき、経済
的効果が大きい。さらに本発明の製造法における加工工
程は、従来の化合物超電導体に対する複合加工法とまっ
たく同じであるため、線、テープ、管等用途に応じた任
意の形状の超電導線材を作製することができ、とくにＣ
ｕ基合金中にＮｂ−Ｈｆ合金芯を多数含む極細多芯形式
の線材にすることができるためにフラックスジャンプや
磁界の時間変化に対する安定性の点でも有利な条件を備
えている。
部から拡散させるため、これら添加元素を充分な量だけ
供給することが可能となり、ＮはＳｎ複合線材の強磁界
特性を著しく改善することができ、その結果発生磁界が
１５Ｔ以上の超電導マグネットの作製を容易にするＮＣ
Ｓｎ超電導体を製造することができる。また従来方法で
はマトリックス内のＳｎ＋ＧａあるいはＳｎ＋ＡＩの絶
対量を高めるために線村断面におけるマトリックスの占
める面積を大きくとる必要があった。本発明ではＧａあ
るいはＡＩを外部から拡散させるため、マトリックスの
断面積を従来よりも小さくすることができ、線材全断面
についての超電導電流密度を増大できる効果がある。さ
らに、Ｃｕ−Ｓ江二元合金はＣｕ−Ｓｎ−Ｇａあるいは
Ｃｕ−Ｓｎ−ＡＩ三元合金より加工性がすぐれているた
め、加工の際の中間焼鎚の回数を著しく減少でき、経済
的効果が大きい。さらに本発明の製造法における加工工
程は、従来の化合物超電導体に対する複合加工法とまっ
たく同じであるため、線、テープ、管等用途に応じた任
意の形状の超電導線材を作製することができ、とくにＣ
ｕ基合金中にＮｂ−Ｈｆ合金芯を多数含む極細多芯形式
の線材にすることができるためにフラックスジャンプや
磁界の時間変化に対する安定性の点でも有利な条件を備
えている。
以上のように本発明の方法で得られるＮｂ３Ｓｎ超電導
線村を用いれば、１５Ｔ以上の強磁界を安定度良く発生
できるため、核融合炉、高エネルギー物理、エネルギー
貯蔵、磁気浮上列車「磁気分離、物性研究用等の各種強
磁界マグネットの巻線材として効果的に使用することが
できる。
線村を用いれば、１５Ｔ以上の強磁界を安定度良く発生
できるため、核融合炉、高エネルギー物理、エネルギー
貯蔵、磁気浮上列車「磁気分離、物性研究用等の各種強
磁界マグネットの巻線材として効果的に使用することが
できる。
実施例 １
純ＮｂあるいはＮｂに３原子％のＨｆを配合した素材を
、アルゴン雰囲気中でアーク溶解炉にて溶解し、これを
溝ロールおよびスヱージングにて３肋径まで加工して純
Ｎｂ榛またはＮｂ−Ｈｆ合金棒を作製した。
、アルゴン雰囲気中でアーク溶解炉にて溶解し、これを
溝ロールおよびスヱージングにて３肋径まで加工して純
Ｎｂ榛またはＮｂ−Ｈｆ合金棒を作製した。
これを外径８帆、内径３柳のＣｕ−６原子％Ｓｎ管に挿
入した複合体を溝ロールおよび線引きにより外径０．８
肋の細線に加工した。ついでその線をＧａの溶融溶中に
連続的に浸潰し、厚さ２０ム肌のＧａ膜を付着させたの
ち、Ｇａをマトリックス内に歩蟹りよく拡散させるため
にアルゴン雰囲気で４５０ｏｏで２即時間さらに７００
ｑ０でｌｑ時間の予備拡散熱処理を行った。そののち８
００℃で５０時間の拡散熱処理を行い第１表に示したよ
うな結果を得た。なお第１表最下段には純Ｎｂ芯を用い
、Ｇａあるいは山を添加しないで、拡散熱処理を行った
試料の特性を示した。これからわかるようにＧａを外部
拡散で添加した試料は臨界温度Ｔｃの向上に伴なし、臨
界磁界Ｈｃ２が高められるため強磁界中、特に１５Ｔ以
上での臨界電流密度Ｊｃが改善される。また芯材にＨｆ
を添加した試料ではＮｂ３Ｓｎの層厚が著しく増大し「
また臨界温度Ｔｃおよび強磁界中での臨界電流密度Ｊｃ
がいっそう高められている。実際に超電導線に流れる電
流はＮｂぶｎの層厚と臨界電流密度Ｊｃの積に比例する
のでＮｂ芯に対するＨｆ添加の効果は著しい。Ｇａの添
加はＮＣＳｎ層の生成速度をやや遅くしＮｂ３Ｓｎの層
厚を減少させるので本実施例のようにＮｂ−Ｈｆ合金芯
を利用するのが実用的に最も効果的である。第１表 実施例 ２ 実施例１と同様にして純ＮｂあるいはＮｂ−４原子％Ｈ
ｆ合金とＣｕ−６原子％Ｓｎ合金との複合線を作製した
のち、その表面に厚さ約２０ｒ肌のＡＩ膜を真空蒸着に
より付着させ、やはり同様な予備熱処理ののち８００ｏ
ｏで５０時間の拡散熱処理を行った。
入した複合体を溝ロールおよび線引きにより外径０．８
肋の細線に加工した。ついでその線をＧａの溶融溶中に
連続的に浸潰し、厚さ２０ム肌のＧａ膜を付着させたの
ち、Ｇａをマトリックス内に歩蟹りよく拡散させるため
にアルゴン雰囲気で４５０ｏｏで２即時間さらに７００
ｑ０でｌｑ時間の予備拡散熱処理を行った。そののち８
００℃で５０時間の拡散熱処理を行い第１表に示したよ
うな結果を得た。なお第１表最下段には純Ｎｂ芯を用い
、Ｇａあるいは山を添加しないで、拡散熱処理を行った
試料の特性を示した。これからわかるようにＧａを外部
拡散で添加した試料は臨界温度Ｔｃの向上に伴なし、臨
界磁界Ｈｃ２が高められるため強磁界中、特に１５Ｔ以
上での臨界電流密度Ｊｃが改善される。また芯材にＨｆ
を添加した試料ではＮｂ３Ｓｎの層厚が著しく増大し「
また臨界温度Ｔｃおよび強磁界中での臨界電流密度Ｊｃ
がいっそう高められている。実際に超電導線に流れる電
流はＮｂぶｎの層厚と臨界電流密度Ｊｃの積に比例する
のでＮｂ芯に対するＨｆ添加の効果は著しい。Ｇａの添
加はＮＣＳｎ層の生成速度をやや遅くしＮｂ３Ｓｎの層
厚を減少させるので本実施例のようにＮｂ−Ｈｆ合金芯
を利用するのが実用的に最も効果的である。第１表 実施例 ２ 実施例１と同様にして純ＮｂあるいはＮｂ−４原子％Ｈ
ｆ合金とＣｕ−６原子％Ｓｎ合金との複合線を作製した
のち、その表面に厚さ約２０ｒ肌のＡＩ膜を真空蒸着に
より付着させ、やはり同様な予備熱処理ののち８００ｏ
ｏで５０時間の拡散熱処理を行った。
得られた結果を実施例１の結果とともに第１表に示す。
Ｇａの場合と同様に、山を外部拡散で添加すると臨界温
度Ｔｃおよび鞄磁界中での臨界電流密度Ｊｃが改善され
る。また、実施例１と同様にＮｂ芯に対するＨｆの添加
はＮｂ３Ｓｎの層厚および臨界電流密度Ｊｃの増加に対
して著しい効果を示す。実施例１および２で用いた二元
マトリックスであるＣｕ−６原子％Ｓｎ合金は加工硬化
が小さく１回の膝錨あたり７５％の加工が可能である。
Ｇａの場合と同様に、山を外部拡散で添加すると臨界温
度Ｔｃおよび鞄磁界中での臨界電流密度Ｊｃが改善され
る。また、実施例１と同様にＮｂ芯に対するＨｆの添加
はＮｂ３Ｓｎの層厚および臨界電流密度Ｊｃの増加に対
して著しい効果を示す。実施例１および２で用いた二元
マトリックスであるＣｕ−６原子％Ｓｎ合金は加工硬化
が小さく１回の膝錨あたり７５％の加工が可能である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ニオブに０．１〜３０原子％のハフニウムを含む合
金体と、銅に０．１〜１０原子％の錫を含む合金体との
複合体を加工成形した後、拡散後のマトリツクス内の濃
度に換算して０．１〜５０原子％になるように、前記加
工成形材の表面にガリウムあるいはアルミニウムを付着
させ３０〜７００℃で１分〜２００時間予備熱処理を行
った後、６００〜９００℃で１分〜２００時間拡散熱処
理を行い複合体境界面にＮｂ＿３Ｓｎの化合物層を生成
させることを特徴とするＮｂ＿３Ｓｎ複合超電導体の製
造法。 ２ 加工成形が押出し、線引き、圧延、管引きなどによ
り、線、テープ、管とする特許請求の範囲第１項記載の
製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55034148A JPS60421B2 (ja) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | Ｎｂ↓３Ｓｎ複合超電導体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55034148A JPS60421B2 (ja) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | Ｎｂ↓３Ｓｎ複合超電導体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56130464A JPS56130464A (en) | 1981-10-13 |
| JPS60421B2 true JPS60421B2 (ja) | 1985-01-08 |
Family
ID=12406108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55034148A Expired JPS60421B2 (ja) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | Ｎｂ↓３Ｓｎ複合超電導体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60421B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6032414U (ja) * | 1983-08-08 | 1985-03-05 | 谷内 敬治 | 自動車用簡易除雪プラウ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0715806B2 (ja) * | 1989-11-30 | 1995-02-22 | 科学技術庁金属材料技術研究所長 | 化合物超電導線の製造方法 |
-
1980
- 1980-03-19 JP JP55034148A patent/JPS60421B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6032414U (ja) * | 1983-08-08 | 1985-03-05 | 谷内 敬治 | 自動車用簡易除雪プラウ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56130464A (en) | 1981-10-13 |
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