JPS60727B2 - アルミ安定化複合超電導線の製造方法 - Google Patents
アルミ安定化複合超電導線の製造方法Info
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- JPS60727B2 JPS60727B2 JP51137038A JP13703876A JPS60727B2 JP S60727 B2 JPS60727 B2 JP S60727B2 JP 51137038 A JP51137038 A JP 51137038A JP 13703876 A JP13703876 A JP 13703876A JP S60727 B2 JPS60727 B2 JP S60727B2
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- 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
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- Wire Processing (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアルミ安定化複合超電導線の製造方法の改良に
関するものであり、電流密度が高く且つ優れた安定性を
有する超電導線の製造方法に係り、特に５０ＫＧ以上の
高磁界を発生する超電導マグネット巻線或は１００船以
上の大電流容量を有する超電導線を得んとするものであ
る。
関するものであり、電流密度が高く且つ優れた安定性を
有する超電導線の製造方法に係り、特に５０ＫＧ以上の
高磁界を発生する超電導マグネット巻線或は１００船以
上の大電流容量を有する超電導線を得んとするものであ
る。
従来超電導マグネット用巻線として使用される超電導線
としては、高純度鋼の母地にＮｂ−Ｔｉ合金系のフィラ
メントを多数本埋込んだ合金系超電導線或はＮｂ、Ｖ等
の金属の外周に固相拡散でＮＱＳｎ、Ｖ３Ｇａ等の超電
導性金属間化合物を形成せしめた化合物線に高純度鋼の
テープを半田で引合せたものである。
としては、高純度鋼の母地にＮｂ−Ｔｉ合金系のフィラ
メントを多数本埋込んだ合金系超電導線或はＮｂ、Ｖ等
の金属の外周に固相拡散でＮＱＳｎ、Ｖ３Ｇａ等の超電
導性金属間化合物を形成せしめた化合物線に高純度鋼の
テープを半田で引合せたものである。
然るに近時軽量化並に高電流密度化を図るために、高純
度鋼よりも低温における電気抵抗が低く且つ軽量にして
高磁界における磁気抵抗効果の小さい高純度アルミを超
電導線の母地金属として使用するアルミ安定化超電導線
の製造方法が出現されている。
度鋼よりも低温における電気抵抗が低く且つ軽量にして
高磁界における磁気抵抗効果の小さい高純度アルミを超
電導線の母地金属として使用するアルミ安定化超電導線
の製造方法が出現されている。
然しながらＮｂ−Ｔｉの如き合金系超電導線においては
、Ｎｂ−Ｔｉ合金と高純度アルミとの機械的性質が著し
く異るため、これら両者を同時に複合加工することが困
難である。
、Ｎｂ−Ｔｉ合金と高純度アルミとの機械的性質が著し
く異るため、これら両者を同時に複合加工することが困
難である。
又Ｎ広Ｓｎ、Ｖ３Ｇａの如き化合物系超電導線において
は拡散反応温度が高いためにアルミと同時に熱処理する
ことが出来ず、いまだ実用化されていない現状である。
従つて超電導線と高純度アルミ線とを別個に加工した後
、最後に撚線してアルミ安定化超電導線を製造している
ものである。然しこのような方法により得た撚線型ケー
ブルは、線間相互に空隙部が存在し、アルミ線を使用し
たとしても電流密度は著しく低下し且つ撚線であるため
マグネットに構成したとき電磁力による超電導線の‘‘
動き’’を不安定性化せしめているものであった。
は拡散反応温度が高いためにアルミと同時に熱処理する
ことが出来ず、いまだ実用化されていない現状である。
従つて超電導線と高純度アルミ線とを別個に加工した後
、最後に撚線してアルミ安定化超電導線を製造している
ものである。然しこのような方法により得た撚線型ケー
ブルは、線間相互に空隙部が存在し、アルミ線を使用し
たとしても電流密度は著しく低下し且つ撚線であるため
マグネットに構成したとき電磁力による超電導線の‘‘
動き’’を不安定性化せしめているものであった。
本発明方法はかかる欠点を改善した撚線型アルミ安定化
超電導線を提供せんとするものである。
超電導線を提供せんとするものである。
即ち本発明方法は銅又は銅合金を被覆した合金系超電導
線と高純度アルミニウム線とを所望形状に組合せて撚線
とする第１工程と、圧延、引板等の凝面加工を行って撚
線素線間の空隙を消滅させ界面を機械的に密着せしめる
第２工程と、１００〜５００℃において一般的に１００
び分〜１０分の熱処理を施してＡＩ−ＡＩ、ＡＩ−Ｃｕ
、Ｃｕ−Ｃｕ間の固相拡散により界面を金属的に密着さ
せる第３工程とからなるものである。又本発明方法では
素線間の金属的接合を半田によって行うこともできる。
線と高純度アルミニウム線とを所望形状に組合せて撚線
とする第１工程と、圧延、引板等の凝面加工を行って撚
線素線間の空隙を消滅させ界面を機械的に密着せしめる
第２工程と、１００〜５００℃において一般的に１００
び分〜１０分の熱処理を施してＡＩ−ＡＩ、ＡＩ−Ｃｕ
、Ｃｕ−Ｃｕ間の固相拡散により界面を金属的に密着さ
せる第３工程とからなるものである。又本発明方法では
素線間の金属的接合を半田によって行うこともできる。
すなわち合金系超電導線と高純度アルミ線とを撚線する
において、これら両者の秦線間の金属的接合を容易にす
るために予め合金系超電導線の外周に半田を被覆し又高
純度アルミ線の外周に銅被覆層を設け、更にその外周に
半田を被覆したものを使用し、これら両者を所望形状に
組合せて撚線するものである。この場合には撚線した後
に１００〜２００ｑｏにおいて加熱しながら素線間の空
隙がなくなるまで温間減面加工を施すか或は該撚線後素
線間の空隙がなくなるまで室温で冷間減面加工を行った
後１００〜２００℃において通常１０〜１０００分の間
の熱処理を施すものである。
において、これら両者の秦線間の金属的接合を容易にす
るために予め合金系超電導線の外周に半田を被覆し又高
純度アルミ線の外周に銅被覆層を設け、更にその外周に
半田を被覆したものを使用し、これら両者を所望形状に
組合せて撚線するものである。この場合には撚線した後
に１００〜２００ｑｏにおいて加熱しながら素線間の空
隙がなくなるまで温間減面加工を施すか或は該撚線後素
線間の空隙がなくなるまで室温で冷間減面加工を行った
後１００〜２００℃において通常１０〜１０００分の間
の熱処理を施すものである。
而して本発明方法における合金系超電導線と高純度アル
ミ線とによる撚線の構成としては如何なる形状でもよく
、合金系超電導線の周囲にアルミ線を、アルミ線の周囲
に合金系超電導線を、合金系超電導線の周囲にアルミ線
と合金系超電導線を夫々設けて撚線するものであり、更
に多層に撚線してもよい。
ミ線とによる撚線の構成としては如何なる形状でもよく
、合金系超電導線の周囲にアルミ線を、アルミ線の周囲
に合金系超電導線を、合金系超電導線の周囲にアルミ線
と合金系超電導線を夫々設けて撚線するものであり、更
に多層に撚線してもよい。
なお合金系超電導線又は高純度アルミ線の形状としては
、丸線に限らず、平角線、六角形状線等何れでもよい。
、丸線に限らず、平角線、六角形状線等何れでもよい。
又本発明方法の第３工程において熱処理する理由は合金
系超電導線と高強度アルミニウム線間の界面に金属間化
合物を形成せしめて該界面を金属的に結合させるためで
ある。然しながらこの化合物は大変脆い性質を有するた
め、その層厚が厚くなりすぎるとかえって機械的、熱的
及び電気的性質に弊害を及ぼすものであり、通常は１仏
前後の厚さの薄層になるようにその熱処理温度及び熱処
理時間を調整しているものである。従って本願において
は熱処理温度が１００の場合には熱処理時間を１００ぴ
分、又熱処理時間が５００ｏｏの場合には熱処理時間を
１０分に規定して行っているものであり、望ましくは２
００〜３００ｑｏ、２〜４時間が好ましい。
系超電導線と高強度アルミニウム線間の界面に金属間化
合物を形成せしめて該界面を金属的に結合させるためで
ある。然しながらこの化合物は大変脆い性質を有するた
め、その層厚が厚くなりすぎるとかえって機械的、熱的
及び電気的性質に弊害を及ぼすものであり、通常は１仏
前後の厚さの薄層になるようにその熱処理温度及び熱処
理時間を調整しているものである。従って本願において
は熱処理温度が１００の場合には熱処理時間を１００ぴ
分、又熱処理時間が５００ｏｏの場合には熱処理時間を
１０分に規定して行っているものであり、望ましくは２
００〜３００ｑｏ、２〜４時間が好ましい。
次に本発明方法の実施例について図面にもとづき説明す
る。
る。
実施例 １
第１図Ａに示す如く外蓬１．仇吻Ｎｂ−Ｔｉフィラメン
ト数３００「銅比１・０、ツイストピッチ８柳の超電導
線１の周囲に、外径０．６肌の９９．９９２％のアルミ
地金により製造した高純度アルミ線２、８本を、ピッチ
４仇豚‘こて撚線した後、外径１．８仇舷までローラー
ダイスで引抜加工を行って第１図Ｂの如く空隙のない円
形状の超電導線を得た。
ト数３００「銅比１・０、ツイストピッチ８柳の超電導
線１の周囲に、外径０．６肌の９９．９９２％のアルミ
地金により製造した高純度アルミ線２、８本を、ピッチ
４仇豚‘こて撚線した後、外径１．８仇舷までローラー
ダイスで引抜加工を行って第１図Ｂの如く空隙のない円
形状の超電導線を得た。
次いでソルトバス中において２５０ｑｏ、５時間熱処理
して第１図Ｃの如く各界面を拡散接合し、金属的に強固
に密着した本発明方法によるアルミ安定化超電導線を得
た。この合金系超電導線とアルミとの界面の拡散層厚は
０．４仏であり、十分に結合していることを示した。斯
くして得た超電導線の臨界電流値は７０ＫＯにおいて斑
ＱＡ、８肌Ｇにおいて３３０Ａであった。
して第１図Ｃの如く各界面を拡散接合し、金属的に強固
に密着した本発明方法によるアルミ安定化超電導線を得
た。この合金系超電導線とアルミとの界面の拡散層厚は
０．４仏であり、十分に結合していることを示した。斯
くして得た超電導線の臨界電流値は７０ＫＯにおいて斑
ＱＡ、８肌Ｇにおいて３３０Ａであった。
又この超電導線をソレノイドタイブのマグネットに適用
した、即ち外層に本発明方法により得た超電導線により
巻線を形成し、内層に通常の合金系超電導線により巻線
を形成したところ、中心最大磁界７斑Ｇを発生した。又
コイルの外層に電気的、磁気的の安定性に優れたアルミ
安定化超電導線を使用しているため低磁場不安定性が著
しく改良され且つ１．泌Ｇ′ｓｅｃの高速励磁が可能で
あり、トレーニング効果も見られなかった。実施例 ２ 第２図Ａに示す如く１．２×２．４肋、Ｎｂ−Ｔｉフィ
ラメント数９２００銅比２．０、ツイストピッチ２５脚
の超電導平角線３の周囲に、外径０．７側、Ｎｂ−Ｔｊ
フィラメント数２０００本、銅比２．０、ツイストピッ
チ８側の超電導線１，１′，１″５本と、外径０．７側
の９９．９９％のアルミ線２，２′，２ｒ５本を、超電
導線１，１′，１″とアルミ線２，２′，２″とが交互
に配置して撚線しなから四方ロールで成形して第２図Ｂ
の如く、１．８×３．２の平角超電導線を得た。
した、即ち外層に本発明方法により得た超電導線により
巻線を形成し、内層に通常の合金系超電導線により巻線
を形成したところ、中心最大磁界７斑Ｇを発生した。又
コイルの外層に電気的、磁気的の安定性に優れたアルミ
安定化超電導線を使用しているため低磁場不安定性が著
しく改良され且つ１．泌Ｇ′ｓｅｃの高速励磁が可能で
あり、トレーニング効果も見られなかった。実施例 ２ 第２図Ａに示す如く１．２×２．４肋、Ｎｂ−Ｔｉフィ
ラメント数９２００銅比２．０、ツイストピッチ２５脚
の超電導平角線３の周囲に、外径０．７側、Ｎｂ−Ｔｊ
フィラメント数２０００本、銅比２．０、ツイストピッ
チ８側の超電導線１，１′，１″５本と、外径０．７側
の９９．９９％のアルミ線２，２′，２ｒ５本を、超電
導線１，１′，１″とアルミ線２，２′，２″とが交互
に配置して撚線しなから四方ロールで成形して第２図Ｂ
の如く、１．８×３．２の平角超電導線を得た。
この超電導線をアルゴン雰囲気炉中において３００ｏｏ
×４時間加熱してＣｕとＡＩの界面を拡散接合して第２
図Ｃに示す如き本発明方法によるアルミ安定化超電導線
を得た。その拡散層厚は１．４一であった。斯くして得
た超電導線の臨界電流値は７皿Ｇにおいて１９６０Ａで
あった。
×４時間加熱してＣｕとＡＩの界面を拡散接合して第２
図Ｃに示す如き本発明方法によるアルミ安定化超電導線
を得た。その拡散層厚は１．４一であった。斯くして得
た超電導線の臨界電流値は７皿Ｇにおいて１９６０Ａで
あった。
又この線材を使用して鞍型２極パルスマグネットを製作
したところ、撚線のものと異なり一体化されているため
機械的特性に優れてあり且つ撚線と同様に周囲の超電導
線が撚架されているため変動磁界に対する安定性が良好
である。又外層の安定化材が超電導線と交互に配置され
ているため渦電流損失が減少する等の特性を有し、定格
の最大磁界６０ＫＧ、パルス周期１５秒の運転が十分可
能であった。又このマグネットは初励磁よりわずか５〜
６回しかトレーニング効果が見られず超電導線として優
れていることを示した。なお、従釆のパルスマグネット
は通常１００回以上の励磁にわたってトレーニング効果
が見られるという報告が多くなされている。実施例 ３ 第３図Ａに示す如く外径１．仇舷の９９−９９％アルミ
線２の外周に厚さ１０〃の銅４をメッキし更にＰｂ−Ｓ
ｎ半田５を約５０仏の厚さに溶融メッキを行った。
したところ、撚線のものと異なり一体化されているため
機械的特性に優れてあり且つ撚線と同様に周囲の超電導
線が撚架されているため変動磁界に対する安定性が良好
である。又外層の安定化材が超電導線と交互に配置され
ているため渦電流損失が減少する等の特性を有し、定格
の最大磁界６０ＫＧ、パルス周期１５秒の運転が十分可
能であった。又このマグネットは初励磁よりわずか５〜
６回しかトレーニング効果が見られず超電導線として優
れていることを示した。なお、従釆のパルスマグネット
は通常１００回以上の励磁にわたってトレーニング効果
が見られるという報告が多くなされている。実施例 ３ 第３図Ａに示す如く外径１．仇舷の９９−９９％アルミ
線２の外周に厚さ１０〃の銅４をメッキし更にＰｂ−Ｓ
ｎ半田５を約５０仏の厚さに溶融メッキを行った。
このアルミ線２の周囲に外径０．６側のＮｂ−Ｔｉフィ
ラメント数３６０本、銅比２．０、ツイストピッチ５肋
の超電導線１，１′，１″の外周にＰｂ−Ｓｎ半田５，
５′，５″を約５０ムの厚さに溶融メッキしたもの８本
を撚線した。この撚線を１７５℃の環状炉内で加熱しな
がら、セラミックダイスを用いて第３図ｂに示す如く外
径１．８５肋のアルミ安定化複合超電導線を得た。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
超電導線を得るものである。
ラメント数３６０本、銅比２．０、ツイストピッチ５肋
の超電導線１，１′，１″の外周にＰｂ−Ｓｎ半田５，
５′，５″を約５０ムの厚さに溶融メッキしたもの８本
を撚線した。この撚線を１７５℃の環状炉内で加熱しな
がら、セラミックダイスを用いて第３図ｂに示す如く外
径１．８５肋のアルミ安定化複合超電導線を得た。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
超電導線を得るものである。
‘１｝ 軽量にして高電流密度のものを有する。
■ 機械的特性に優れしかも磁気的安定性を有する。【
３’製造方法の極めて容易である。
３’製造方法の極めて容易である。
第１図乃至第３図は本発明方法の１例を示す工程断面図
である。 １，１′，１″……合金系超電導線、２，２′，２″…
…アルミ線、３……合金系超電導平角線、４・・・・・
・鋼被覆層、５，５′，５へ・・…半田層。 第１図第２図 第３図
である。 １，１′，１″……合金系超電導線、２，２′，２″…
…アルミ線、３……合金系超電導平角線、４・・・・・
・鋼被覆層、５，５′，５へ・・…半田層。 第１図第２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 銅又は銅合金を被覆した合金系超電導線と高純度ア
ルミニウム線とを所望形状に組合せて撚線とする第１工
程と、減面加工を行って素線間相互を密着せしめる第２
工程と、１００°〜５００℃において１０００分〜１０
分間熱処理を施す第３工程とからなることを特徴とする
アルミ安定化複合超電導線の製造方法。 ２ 銅又は銅合金層を介して半田を被覆した合金系超電
導線と銅被覆層を介して半田を被覆した高純度アルミニ
ウム線とを所望形状に組合せて撚線とする第１工程と、
１００〜２００℃において加熱しながら素線間の空隙が
なくなるまで温間減面加工を施すか、あるいは高温にお
いて素線間の空隙がなくなるまで冷間減面加工を行った
後、１００〜２００℃で加熱する第２工程とからなるこ
とを特徴とするアルミ安定化複合超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51137038A JPS60727B2 (ja) | 1976-11-15 | 1976-11-15 | アルミ安定化複合超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51137038A JPS60727B2 (ja) | 1976-11-15 | 1976-11-15 | アルミ安定化複合超電導線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5361996A JPS5361996A (en) | 1978-06-02 |
| JPS60727B2 true JPS60727B2 (ja) | 1985-01-10 |
Family
ID=15189392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51137038A Expired JPS60727B2 (ja) | 1976-11-15 | 1976-11-15 | アルミ安定化複合超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60727B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5743312A (en) * | 1980-08-27 | 1982-03-11 | Hitachi Ltd | Method of producing composite superconductor |
| JPS57196405A (en) * | 1981-05-28 | 1982-12-02 | Kogyo Gijutsuin | Al stabilized superconductive wire |
| JPS57196404A (en) * | 1981-05-28 | 1982-12-02 | Kogyo Gijutsuin | Method of producing al stabilized superconductive wire |
| JPH04190513A (ja) * | 1990-11-22 | 1992-07-08 | Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai | 超電導導体 |
| US20130101845A9 (en) * | 2002-04-23 | 2013-04-25 | Clement Hiel | Aluminum conductor composite core reinforced cable and method of manufacture |
-
1976
- 1976-11-15 JP JP51137038A patent/JPS60727B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5361996A (en) | 1978-06-02 |
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