JPS61271716A - 化合物超電導線の製造方法 - Google Patents
化合物超電導線の製造方法Info
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- JPS61271716A JPS61271716A JP60114480A JP11448085A JPS61271716A JP S61271716 A JPS61271716 A JP S61271716A JP 60114480 A JP60114480 A JP 60114480A JP 11448085 A JP11448085 A JP 11448085A JP S61271716 A JPS61271716 A JP S61271716A
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- thin plate
- rod
- superconducting wire
- roll
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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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- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- 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】
（産業上の利用分野）
本発明はすぐれた耐歪特性を有する化合物超電導線の製
造方法に関する。
造方法に関する。
（従来の技術）
Ｃｕ−Ｎｂ合金を溶解させ、凝固させるとき、ＮｂはＣ
ｕを固溶せずに樹枝状（ｄｅｎｄｒｉｔｅ）に析出する
。これを伸線加工すると、Ｎｂ粒子はフィラメント状に
伸びるので、微細な繊維フィラメント状のＮｂＭｌ織が
Ｃｕマトリックス内に夕攻された線材を得ることができ
る。このＮｂフィラメントをＳｎと反応させて、Ｎｂ、
Ｓｎフィラメントを生成させると、加工歪に対して臨界
電流が劣化しない安定した特性、即ち、すぐれた耐歪特
性を有するＮｂ、Ｓｎ化合物超電導線を得ることができ
る。
ｕを固溶せずに樹枝状（ｄｅｎｄｒｉｔｅ）に析出する
。これを伸線加工すると、Ｎｂ粒子はフィラメント状に
伸びるので、微細な繊維フィラメント状のＮｂＭｌ織が
Ｃｕマトリックス内に夕攻された線材を得ることができ
る。このＮｂフィラメントをＳｎと反応させて、Ｎｂ、
Ｓｎフィラメントを生成させると、加工歪に対して臨界
電流が劣化しない安定した特性、即ち、すぐれた耐歪特
性を有するＮｂ、Ｓｎ化合物超電導線を得ることができ
る。
上記のようにＣｕ−Ｎｂ合金内の樹枝状のＮｂ析出相を
利用して線材を得る方法は、比較的簡単である利点を有
する反面、この線材を用いて超電導線を製作する場合に
、細線に加工した後、この細線の全表面にＳｎをめっき
し、加熱処理によってこの外部のＳｎめつき層からＳｎ
を固体的拡散させる際に、反応拡散距離に限界があるこ
とから、製造し得る超電導線の径が約０．３ｆｉ径以下
に限られる。Ｎ’ｂ粒子をＣｕマトリックス中に分散さ
せたＣｕ−Ｎｂ焼結体を用いる粉末法による場合も同じ
である。
利用して線材を得る方法は、比較的簡単である利点を有
する反面、この線材を用いて超電導線を製作する場合に
、細線に加工した後、この細線の全表面にＳｎをめっき
し、加熱処理によってこの外部のＳｎめつき層からＳｎ
を固体的拡散させる際に、反応拡散距離に限界があるこ
とから、製造し得る超電導線の径が約０．３ｆｉ径以下
に限られる。Ｎ’ｂ粒子をＣｕマトリックス中に分散さ
せたＣｕ−Ｎｂ焼結体を用いる粉末法による場合も同じ
である。
このような線径における限界を除去するためには、線材
がＮｂに近接してＳｎを内包する内部拡散構造をもつこ
とが要求される。そのために、例えば、特公昭５８−５
４８７号公報には、各金属成分を別々に含む多層のロー
ルケーキ状（ｊｅｌｌｙｒｏｌｌ）の渦巻き断面構造を
もつ線材が提案されている。このｊｅｌｌｙ ｒｏｌｌ
法によれば、先ず、第１図に示すように、ブロンズ（Ｃ
ｕ −Ｓ ｎ合金）層１をＮｂ金属層２上に積層して積
層薄板３とした後、第２図に示すように、この積層薄板
をＣｕロッド４の周囲に巻き上げて、渦巻き状ロール５
を形成し、これをＣｕ等の適宜のシース材６内に封入す
るものである。この線材を用いて超電導線を製造するに
は、線材を圧延、線引き等の加工を施した後、熱処理し
て、ブロンズ層ｌからＮｂを内部拡散させ、ブロンズ層
とＮｂ層との境界にＮｂ３Ｓｎを生成させて、Ｎｂ５Ｓ
ｎ線材を得るものである。
がＮｂに近接してＳｎを内包する内部拡散構造をもつこ
とが要求される。そのために、例えば、特公昭５８−５
４８７号公報には、各金属成分を別々に含む多層のロー
ルケーキ状（ｊｅｌｌｙｒｏｌｌ）の渦巻き断面構造を
もつ線材が提案されている。このｊｅｌｌｙ ｒｏｌｌ
法によれば、先ず、第１図に示すように、ブロンズ（Ｃ
ｕ −Ｓ ｎ合金）層１をＮｂ金属層２上に積層して積
層薄板３とした後、第２図に示すように、この積層薄板
をＣｕロッド４の周囲に巻き上げて、渦巻き状ロール５
を形成し、これをＣｕ等の適宜のシース材６内に封入す
るものである。この線材を用いて超電導線を製造するに
は、線材を圧延、線引き等の加工を施した後、熱処理し
て、ブロンズ層ｌからＮｂを内部拡散させ、ブロンズ層
とＮｂ層との境界にＮｂ３Ｓｎを生成させて、Ｎｂ５Ｓ
ｎ線材を得るものである。
更に、上記の方法の改良として、上記Ｎｂ層に代えて、
スリット加工したＮ ｂ Ｆｆを延伸してＮｂメツシュ
とし、これをブロンズ層に積層し、同様にＣｕロッド周
囲に巻き上げた後、シース材中に封入して、線材を得る
方法も提案されている。
スリット加工したＮ ｂ Ｆｆを延伸してＮｂメツシュ
とし、これをブロンズ層に積層し、同様にＣｕロッド周
囲に巻き上げた後、シース材中に封入して、線材を得る
方法も提案されている。
これらの方法によれば、上記渦巻き状ロールにおける積
層薄板の巻き数を調節することによって、拡散距離に関
係なく、仕上がり線径を任意に大きくすることができる
利点を有する。
層薄板の巻き数を調節することによって、拡散距離に関
係なく、仕上がり線径を任意に大きくすることができる
利点を有する。
更に、別の方法として、最近、エネルギー特別研究（核
融合）第４班報告書「超電導マグネットの開発」■第１
７頁（１９８３）には、前記した【ｎ５ｉｔｕ法と上記
ｊｅｌｌｙ ｒｏｌｌ法の混成型の超電導線の製造方法
が提案されている。この方法によれば、消耗型アーク炉
で溶解して得たＣｕ−Ｎｂインゴットを薄板に圧延し、
一方Ｃｕ薄板の表面に５ｎｌｉ板をロール圧着させてク
ラッドとし、第３図に示すように、上記Ｃｕ−Ｎｂ合金
薄板７と上記クラッド８とを積層して、積層薄板９を得
、次いで、これを前記と同様にＣｕロッドに数層巻きつ
けて渦巻き状ロールを得、Ｃｕ等の適宜のシース材に封
入し、加工及び熱処理を行なうものである。しかし、こ
の方法による場合も、柔らかい５ｎｉｌ板ｌＯがロール
層として含まれるので、圧延加工等の際にＣｕ−Ｎｂ薄
板とＣｕ板との間に相対滑りが生じて、重ね板部の波打
ちや延性破壊が起こる。
融合）第４班報告書「超電導マグネットの開発」■第１
７頁（１９８３）には、前記した【ｎ５ｉｔｕ法と上記
ｊｅｌｌｙ ｒｏｌｌ法の混成型の超電導線の製造方法
が提案されている。この方法によれば、消耗型アーク炉
で溶解して得たＣｕ−Ｎｂインゴットを薄板に圧延し、
一方Ｃｕ薄板の表面に５ｎｌｉ板をロール圧着させてク
ラッドとし、第３図に示すように、上記Ｃｕ−Ｎｂ合金
薄板７と上記クラッド８とを積層して、積層薄板９を得
、次いで、これを前記と同様にＣｕロッドに数層巻きつ
けて渦巻き状ロールを得、Ｃｕ等の適宜のシース材に封
入し、加工及び熱処理を行なうものである。しかし、こ
の方法による場合も、柔らかい５ｎｉｌ板ｌＯがロール
層として含まれるので、圧延加工等の際にＣｕ−Ｎｂ薄
板とＣｕ板との間に相対滑りが生じて、重ね板部の波打
ちや延性破壊が起こる。
（発明の目的）
本発明は上記した混成型超電導線の製造における問題を
解決するためになされたものであって、すぐれた耐歪特
性を有する化合物超電導線の製造方法を提供することを
目的とする。
解決するためになされたものであって、すぐれた耐歪特
性を有する化合物超電導線の製造方法を提供することを
目的とする。
（発明の構成）
本発明による化合物超電導線の製造方法は、ＮｂとＣｕ
−’Ｓ ｎ合金の混合粉末、又はＮｂ、Ｃｕ及びＳｎ
の混合粉末をＣｕ薄板上に塗布し、これをＣｕロッド周
囲に巻き上げて、適宜のシース材内に封入し、真空焼鈍
を施した後、細線化加工及び熱処理を行なうことを特徴
とする。
−’Ｓ ｎ合金の混合粉末、又はＮｂ、Ｃｕ及びＳｎ
の混合粉末をＣｕ薄板上に塗布し、これをＣｕロッド周
囲に巻き上げて、適宜のシース材内に封入し、真空焼鈍
を施した後、細線化加工及び熱処理を行なうことを特徴
とする。
本発明の方法においては、先ず、ＮｂとＣｕ−Ｓｎ合金
、又はＮｂ、Ｃｕ及びＳｎの粉末を所望の組成にて、ボ
ールミル等にて混合粉末とする。
、又はＮｂ、Ｃｕ及びＳｎの粉末を所望の組成にて、ボ
ールミル等にて混合粉末とする。
次に、この混合粉末を適宜の揮発性の有機溶剤、例えば
アセトンと混合し、第４図に示すように、これをＣｕ薄
板２０上に塗布して、混合粉末塗布層２１を有する積層
薄板２２′を形成する。有機溶剤を気化させた後、第５
図に示すように、この積層薄板をＣｕロッド２３の周囲
に巻き上げて、渦巻き状ロール２４を得る。尚、このロ
ールへの巻き上げ前に積層薄板を冷間圧延して、混合粉
末塗布層とＣｕ薄板との密着性を高めることが好ましい
。
アセトンと混合し、第４図に示すように、これをＣｕ薄
板２０上に塗布して、混合粉末塗布層２１を有する積層
薄板２２′を形成する。有機溶剤を気化させた後、第５
図に示すように、この積層薄板をＣｕロッド２３の周囲
に巻き上げて、渦巻き状ロール２４を得る。尚、このロ
ールへの巻き上げ前に積層薄板を冷間圧延して、混合粉
末塗布層とＣｕ薄板との密着性を高めることが好ましい
。
次いで、本発明の方法によれば、このロールをＣｕ又は
Ｃｕ−Ｎｉ等のシース材２５に封入し、６００〜１００
０℃の温度にて真空焼鈍し、Ｃｕ−Ｓｎ合金又はＳｎを
溶解状態として、Ｎｂ粉末との密着性を高めると共に、
Ｎｂの酸化を防止する。この後、減面加工によって細線
化加工する。
Ｃｕ−Ｎｉ等のシース材２５に封入し、６００〜１００
０℃の温度にて真空焼鈍し、Ｃｕ−Ｓｎ合金又はＳｎを
溶解状態として、Ｎｂ粉末との密着性を高めると共に、
Ｎｂの酸化を防止する。この後、減面加工によって細線
化加工する。
ここに、減面加工としては、熱間又は冷間にて静水圧押
出を行ない、これに続いて細引き加工することによって
、細線化することが好ましい。静水圧押出によって線材
を均一に減面加工することができ、各層間に乱れを生じ
ないからである。更に、線引きにより任意形状、例えば
、円形、矩形、多角形等に減面加工する。
出を行ない、これに続いて細引き加工することによって
、細線化することが好ましい。静水圧押出によって線材
を均一に減面加工することができ、各層間に乱れを生じ
ないからである。更に、線引きにより任意形状、例えば
、円形、矩形、多角形等に減面加工する。
この線材を用いて超電導線を得るには、前記したように
、加熱処理によって、Ｓｎを内部拡散させればよい。
、加熱処理によって、Ｓｎを内部拡散させればよい。
（発明の効果）
以上のように、本発明の方法によれば、線材は微細繊維
状Ｎｂ組織を有し、且つ、このＮｂ繊維にＳｎが近接し
ているために、Ｓｎの固体的拡散が容易であって、その
結果、０．３０径以上の線材をも実用的に得ることがで
き、Ｎｂ３Ｓｎに反応後、歪に対する劣化が小さく、す
ぐれた耐歪特性を有する。
状Ｎｂ組織を有し、且つ、このＮｂ繊維にＳｎが近接し
ているために、Ｓｎの固体的拡散が容易であって、その
結果、０．３０径以上の線材をも実用的に得ることがで
き、Ｎｂ３Ｓｎに反応後、歪に対する劣化が小さく、す
ぐれた耐歪特性を有する。
更に、ＮｂとＣｕ−３ｎの混合粉末、又はＮｂ。
Ｃｕ及びＳｎの混合粉末を用いることによって、Ｃｕ−
Ｎｂ合金を溶製することな（、Ｎｂ繊維を経済的に得る
ことができる。また、ロールには５ｎｉｌ板が含まれな
いので、圧延減面加工においてＣｕ板間の滑りを防止す
ることができ、歪のない線材を得ることができる。
Ｎｂ合金を溶製することな（、Ｎｂ繊維を経済的に得る
ことができる。また、ロールには５ｎｉｌ板が含まれな
いので、圧延減面加工においてＣｕ板間の滑りを防止す
ることができ、歪のない線材を得ることができる。
（実施例）
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例によって何ら限定されるものではない。
れら実施例によって何ら限定されるものではない。
実施例Ｉ
ＨｙｄｒｉｄｅとＤｅｈｙｄｒｉｄｅによって製造した
高純度Ｎｂ粉末とＣｕ−１３％Ｓｎ粉末を重量比３ニア
の割合にて混合し、Ｃｕｌ板上に塗布した後、これをＣ
ｕロッド周囲に巻き上げた０次いで、これをＣｕ製のシ
ース材に封入し、９５０℃の温度で真空焼鈍し、熱間に
て静水圧押出加工した後、冷間にて細線化加工した。最
終焼鈍によってＮｂ３Ｓｎを生成させた後、外部磁場（
Ｂ）に対する臨界電流密度（Ｊｃ）を測定した。結果を
第６図に線Ａにて示す。
高純度Ｎｂ粉末とＣｕ−１３％Ｓｎ粉末を重量比３ニア
の割合にて混合し、Ｃｕｌ板上に塗布した後、これをＣ
ｕロッド周囲に巻き上げた０次いで、これをＣｕ製のシ
ース材に封入し、９５０℃の温度で真空焼鈍し、熱間に
て静水圧押出加工した後、冷間にて細線化加工した。最
終焼鈍によってＮｂ３Ｓｎを生成させた後、外部磁場（
Ｂ）に対する臨界電流密度（Ｊｃ）を測定した。結果を
第６図に線Ａにて示す。
比較のために、従来のブロンズ法にて製作した超電導線
の臨界電流密度曲線を第６図に線Ｃにて示す。本発明“
による超電導線は、従来の方法による超電導線に比較し
て、すぐれた臨界電流密度特性を有する。
の臨界電流密度曲線を第６図に線Ｃにて示す。本発明“
による超電導線は、従来の方法による超電導線に比較し
て、すぐれた臨界電流密度特性を有する。
実施例２
実施例１と同様の方法にて製造したＮｂ粉末にＣｕ粉末
及びＳｎ粉末を重量比３０：５５：１５の割合にて混合
し、これをＣｕｌ板上に塗布した。
及びＳｎ粉末を重量比３０：５５：１５の割合にて混合
し、これをＣｕｌ板上に塗布した。
これをＣｕロッド周囲に巻き上げた後、Ｃｕ製のシース
材に封入し、８００℃の温度で真空焼鈍した。次いで、
熱間静水圧押出加工した後、細線化加工し、最終焼鈍に
よってＮｂ５Ｓｎを生成させた。
材に封入し、８００℃の温度で真空焼鈍した。次いで、
熱間静水圧押出加工した後、細線化加工し、最終焼鈍に
よってＮｂ５Ｓｎを生成させた。
この超電導線の臨界電流密度特性を第６図に線Ｂにて示
す。本発明による超電導線は、従来の方法による超電導
線に比較して、すぐれた臨界電流密度特性を有する。
す。本発明による超電導線は、従来の方法による超電導
線に比較して、すぐれた臨界電流密度特性を有する。
第１図及び第２図は、従来の線材の製法を説明するため
の要部断面図、第３図は、別の従来の製法を説明するた
めの要部断面図、第４図及び第５図は、本発明の詳細な
説明するための要部断面図、第６図は、本発明の方法に
よる超電導線及び従来のブロンズ法による超電導線の臨
界電流密度特性を示すグラフである。 １・・・ブロンズ（Ｃｕ−３ｎ合金）層、２・・・Ｎｂ
金属層、３・・・積層薄板、４・・・Ｃｕロッド、５・
・・渦巻き状ロール、６・・・シース材、７・・・Ｃｕ
−Ｎｂ合金薄板、８・・・Ｃｕ−３ｎクラツド、２０・
・・Ｃｕ薄板、２１・・・混合粉末塗布層、２２・・・
積層薄板、２３・・・銅ロッド、２４・・・渦巻きロー
ル、２５・・・−シース材。 第２図 第４図 第５図
の要部断面図、第３図は、別の従来の製法を説明するた
めの要部断面図、第４図及び第５図は、本発明の詳細な
説明するための要部断面図、第６図は、本発明の方法に
よる超電導線及び従来のブロンズ法による超電導線の臨
界電流密度特性を示すグラフである。 １・・・ブロンズ（Ｃｕ−３ｎ合金）層、２・・・Ｎｂ
金属層、３・・・積層薄板、４・・・Ｃｕロッド、５・
・・渦巻き状ロール、６・・・シース材、７・・・Ｃｕ
−Ｎｂ合金薄板、８・・・Ｃｕ−３ｎクラツド、２０・
・・Ｃｕ薄板、２１・・・混合粉末塗布層、２２・・・
積層薄板、２３・・・銅ロッド、２４・・・渦巻きロー
ル、２５・・・−シース材。 第２図 第４図 第５図
Claims (1)
- （１）ＮｂとＣｕ−Ｓｎ合金の混合粉末、又はＮｂ、Ｃ
ｕ及びＳｎの混合粉末をＣｕ薄板上に塗布し、これをＣ
ｕロッド周囲に巻き上げて適宜のシース材内に封入し、
真空焼鈍を施した後、細線化加工及び熱処理を行なうこ
とを特徴とする化合物超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60114480A JPS61271716A (ja) | 1985-05-27 | 1985-05-27 | 化合物超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60114480A JPS61271716A (ja) | 1985-05-27 | 1985-05-27 | 化合物超電導線の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61271716A true JPS61271716A (ja) | 1986-12-02 |
Family
ID=14638795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60114480A Pending JPS61271716A (ja) | 1985-05-27 | 1985-05-27 | 化合物超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61271716A (ja) |
-
1985
- 1985-05-27 JP JP60114480A patent/JPS61271716A/ja active Pending
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