JPS61289608A - 化合物系超電導マグネツトコイルの製造方法 - Google Patents

化合物系超電導マグネツトコイルの製造方法

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JPS61289608A
JPS61289608A JP60131489A JP13148985A JPS61289608A JP S61289608 A JPS61289608 A JP S61289608A JP 60131489 A JP60131489 A JP 60131489A JP 13148985 A JP13148985 A JP 13148985A JP S61289608 A JPS61289608 A JP S61289608A
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JP
Japan
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tape
tapes
magnet coil
superconductor
sheet
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Pending
Application number
JP60131489A
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English (en)
Inventor
Tsukasa Kono
河野 宰
Yoshimitsu Ikeno
池野 義光
Masaru Sugimoto
優 杉本
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野 1 本発明は、高性能な化合物系超電導マグネットコイルを
簡便に製造できる方法に関するものである。
「従来の技術」 従来、シートコイルを製造する方法の一例として、第5
図に示すような円板状の薄板lに、銅層からなる螺旋状
の電気回路2を、メッキ法あるいは蒸着法またはプリン
ト法により作製し、この薄板lを多数枚積層してシート
コイルを形成する方法が知られている。そして、このシ
ートコイルの製造方法と同様な発想に基いて、従来、超
電導マグネットコイルが以下に説明する方法によって製
造されている。即ち、例えば銅板3AとNbTi板3B
とを複数枚積層して第6図に示す円板3を形成するとと
もに、この円板3の表面部にレコード溝と同様な構成の
螺旋溝3aを形成して超電導マグネットコイルを製造す
るものであり、この超電導マグネットコイルにあっては
螺旋溝3a間に存在するNb−Ti部分が螺旋状の超電
導回路となり、銅板部分が安定化材となるのである。な
お、Nb。
Sn系等の化合物系超電導体を有する超電導マグネット
コイルを製造する場合には、Cu−Sn合金からなる板
材とNbからなる板材とを積層して円板を構成し、円板
に前記と同等の溝加工を施した後に、拡散熱処理を施し
てNbとSnとを反応させ、Nb5Snを生成させて超
電導マグネットコイルを製造するのである。
「発明が解決しようとする問題点」 ところで、前記Nb、Sn系超電導マグネットコイルに
あって、良好な超電導特性を得ようとする場合には、S
n含有量の多いCu−Sn合金(tawt%程度のSn
を含有した合金)からなる板材を、また、VsGa系超
電導マグネットコイルにあってはGa含有量の多い板材
を各々用いなければならないが、多量のSnやGaを含
有したCu合金は、強度が高いために、圧延加工等にお
ける加工性に劣り、製造時の加工条件の制約が大きくな
る問題があった。なお、加工性を優先させるためにSn
やGaの含有量の低い低濃度Cu合金テープを用いて前
記超電導マグネットコイルを製造すると、超電導特性を
損なう問題がある。
一方、前記超電導マグネットコイルを製造する場合に行
う溝切り加工は、旋盤を用いて行なうならば、最小1〜
2mmの幅の溝加工が限度であり、これより小さい溝の
切削は現在、不可能な状況である。ところが、前記溝は
超電導回路のセパレート部分であり、可能な限り細く、
しかも、超電導回路を完全な絶縁状態とするように形成
されることが必要であるが、旋盤による溝切り加工では
、形成可能な溝間隔および溝幅に上述の如き限界がある
上に、切削カスが溝内に残留して絶縁性に問題を生じる
欠点がある。なお、レーザを用いて溝切り加工を行うな
らばい幅l■以下の溝を形成可能ではあるが、前記切削
カスの問題を解消することは困難である。また、厚さ数
12あるいはIIIII11以下の薄い円板に高精度で
溝切り加工を施すのは、加工精度の面から見ても極めて
困難な作業である。
「発明の目的」 本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、簡便な操
作により数lθ枚〜数1000枚にも及ぶシートコイル
を製造できるとともに、所要の厚さの超電導回路を有す
る化合物系超電導マグネットコイルを製造できる方法を
提供することを目的とする。
「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記問題を解決するために、超電導体を構成
する金属元素からなる素材テープと、前記超電導体を構
成する金属元素を含有した銅合金からなる基地テープと
、基地テープに含有させた超電導体構成金属元素を含有
する補助テープとを、ロール巻きすることによりロール
基体を形成し、このロール基体を輪切りにしてシートコ
イルを形成するとともに、このシートコイルを多数積層
する一方、前記シートコイルの形成後に拡散熱処理を施
すものである。
「作用 」 補助テープからロール基体を輪切りにするとともに拡散
熱処理を施すことによって螺旋状の超電導回路を有する
シートコイルを容易に形成できるとともに、拡散執処理
時に補助テープからX抽テープに超電導体を構成する金
属元素を供給できる関係から、金属元素の基地テープに
おける含有量を少なくできるために加工性が向上する一
方、ロール巻き数を適宜設定することにより所要の直径
の超電導マグネットコイルを得ることが可能になり、素
材テープと基地テープの厚さを調整することにより、所
望の厚さの超電導体回路を形成できるとともに、従来必
要としていた溝切り加工が不要になって生産性が向上す
る。
「実施例」 第1図ないし第3図は、本発明の一実施例を説明するた
めのもので、化合物系超電導マグネットコイルを製造す
るには、まず化合物系超電導体を構成する2種以上の金
属元素の内、1種以上の金属元素からなる第2図に示す
ような素材テープ10と、前記化合物系超電導体を構成
する金属元素の内、残りの1種以上の金属元素を含有す
る銅合金からなる基地テープII、Itとを、圧延加工
あるいは爆発圧接を併用したりしてテープ状に一体化し
て第2図等に示すクラッドテープ12を形成する。ここ
で、基地テープ11に含有される超電導体構成金属は低
濃度(Snの場合、好ましくは10wt%以下)の範囲
に抑えておく。なお、本実施例の場合、素材テープ!O
の両側に基地テープItを爆発圧接した後に圧延加工処
理を施してクラブトテープ12を得る。ところでこの場
合、素材テープ10をNbから構成する場合には、基地
テープ11をCu−Sn合金から構成するものとし、素
材テープlOをVから構成する場合には、基地テープ1
1をCu−Ga合金から構成するものとする。なおここ
で素材テープlOと基地テープ11とを構成する材料は
、前記したものの他に、Nb5Ge、またはNb、AI
、あるいはV s S i等の一般に知られる化合物系
超電導体を構成する金属元素であればよい。
次にこのクラブトテープ12の片面に、前記超電導体を
構成する金属元素であって、前記基地テープ11に含有
させた金属元素からなるか、または、この金属元素を含
有した合金からなる補助テープHを貼り付け、これを第
1図に示すようにロール巻きすることによってロール基
体13を形成し、このロール基体13をかしめた後に、
数ll1111の厚さに輪切りにして薄肉円板状のシー
トコイル14を形成する。
次に、このシートコイル14に拡散熱処理を施し、素材
テープ10を構成する金属元素と基地テープ!Iに含有
された金属元素に加えて補助テープHに含有された金属
元素を反応させて化合物超電導体からなる超電導回路を
シートコイルI4に生成させるものとする。ここで、拡
散熱処理に伴い、基地テープ11から超電導体構成金属
元素が拡散するのに伴って、基地テープ11に接した補
助テープHからも超電導体構成金属元素が基地テープt
i側に拡散するために、基地テープ11に超電導体構成
金属元素が補給され、これによって素材テープ10の周
囲には十分な量の超電導体構成金属元素が拡散移動して
十分な厚さの超電導体が形成される。なお、この場合の
拡散熱処理条件は、好ましくは真空中、または不活性ガ
ス中において、650〜850℃程度の温度に20〜1
50時間加熱するものとする。
次いでこれらシートコイル14を多数枚、第3図に示す
ように積層して超電導マグネットコイル15を形成する
。なお、各シートコイルの外周と中央部の超電導回路の
端部部分はいずれも個々のシートコイル間で所要の超電
導線材によって接続しておく。
前記の方法によってシートコイル14を製造する場合、
所要の厚さのクラッドテープ12を製造しておけば所望
の厚さの超電導回路を形成することができる。したがっ
て、前記方法によれば、従来は製造困難であった厚さ数
μ〜数10μの化合物系超電導回路を形成でき、同一大
のシートコイルにおいて、超電導回路間の間隔を小さく
設定してその巻き数を従来よりはるかに大きくすること
ができる。また、従来必要であった溝加工は不要になり
、製造作業の簡略化をなしうる。なお、幅数mのロール
基体13を形成し、これを薄く輪切りすることによって
、一度に数10〜数1000hの・′ツートコ、/7し
1.4本署≧繍オスニー)−h<で去、一枚一枚溝加工
する必要があった従来のマグネットコイルの製造方法に
比較して格段に製造効率が向上し、超電導マグネットコ
イルのコストダウンが可能になる。
「製造例」 以下に第4図を用いて製造例について説明する。
まず、厚さImg+のNbテープ20の両側に、厚さ2
1のCu−Sn合金テープ21を配置した後に、爆発圧
接加工と熱間圧延加工と冷間圧延加工を施して厚さ50
μのクラブトテープ22を作製する。
次に、このクラブトテープ22の片面に厚さ2μの純S
nテープ23を貼り付ける一方、外周にTa管を被せた
内径5011外径100m++の無酸素銅管24を用意
し、周囲に前記純Snテープ23を貼り付けたクラッド
テープ22を2000層程度巻き付け、第4図に示すよ
うな直径300mmのロール基体25を形成する。この
ロール基体25の外側に厚さ0.3mmのTaパイプと
厚さ10mmのCuバイブを被せてディスク基体を形成
し、更に、スウエージング加工、あるいは静水圧プレス
加工を施して全体をかしめ、この後に前記ディスク基体
を輪切りすることによって厚さ2■のシートコイルを形
成する。次に、800℃に50時間の間加熱する拡散熱
処理を前記シートコイルに施し、これを50枚積層して
マグネットコイルを形成した。なお、各シートコイルの
外周と中央部のNb。
Sn層の端部はいずれも個々のシートコイルの間で所要
のNbaSn線材によって接続しておく。前記の如く製
造されたマグネットコイルにあっては、Nbの表面に約
3μのNb5Snが生成されていた。
したがって、従来の溝切り加工により形成される超電導
回路の幅が1〜21程度を最小としていたことに比較す
れば、従来よりはるかに微細化した超電導回路を製造す
ることができた。なお、前記マグネットコイルを製造す
るにあたって、純Snテープ23を貼り付けていないク
ラブトテープをロール巻きして構成されたマグネットコ
イルにあっては、約1μのNb5Snが生成されたにす
ぎず超電導マグネットコイルに必要な厚さの超電導体を
得ることができなかった。
「発明の効果」 以上説明したように本発明は、超電導体を構成する金属
元素からなる素材テープと、前記超電導体を構成する金
属元素を含有する基地テープと、基地テープに含有させ
た超電導体構成金属元素を含有する補助テープをロール
巻きすることによってロール基体を構成し、このロール
基体を輪切りにしてシートコイルを形成するとともに、
このシートコイルを多数枚積層する一方、前記シートコ
イルを拡散熱処理するものであるために、従来必要とし
ていた溝切り加工を行わなくとも、ロール巻き加工と輪
切り作業といった簡単な操作を行うことによって、超電
導シートコイルを低コストで製造できる。したがって、
このシートコイルを多数枚積層すると超電導マグネット
コイルを製造することかでき、超電導マグネットコイル
を低コストで製造できる効果がある。更に、拡散熱処理
時に、補助テープから超電導体構成金属元素を基地テー
プに供給できるために、素材テープに超電導体構成金属
を少量しか含有させなくともよくなり、これによって加
工性が優れるようになり、このため圧延加工やロール巻
き加工は、いずれも容易に実施できる。また所要幅のロ
ール基体を形成し、このロール基体を薄く輪切りにすれ
ば、数lθ〜数tooo枚のシートコイルを一度に製造
できるために製造効率が従来より飛躍的に向上する効果
がある。また、ロール巻きする素材テープと基地テープ
と補助テープの厚さを適宜の値に設定することにより、
数lθμ程度の厚さの超電導体を形成できるために、従
来は幅が1〜2am程度の超電導回路が最小であったの
に比較して、本発明によれば従来よりはるかに微細化し
た超電導回路を有する超電導マグネットコイルを製造で
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は、本発明の一実施例を説明するた
めのもので、第1図はクラッドテープをロール巻きして
いる状態を示す斜視図、第2図は補助テープを貼り付け
たクラッドテープの断面図、第3(資)はシートコイル
の積層状態を示す斜視図、第4図は製造例におけるロー
ル基体の断面図、第5図は従来のシートコイルの平面図
、第6図は従来の超電導マグネットコイルの側面図、第
7図は第6図に示した従来の超電導マグネットコイルの
一部を断面にした斜視図である。 lO・・・・・・素材テープ、   11・・・・・・
基地テープ、12・・・・・・クラブトテープ、13・
・・・・・ロール基体、14・・・・・・シートコイル
、 H・・・・・・補助テープ、15・・・・・・マグ
ネットコイル、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  化合物系超電導体を構成する2種以上の金属元素の内
    1種以上の金属元素からなる素材テープと、前記化合物
    系超電導体を構成する金属元素の内、残りの1種以上の
    金属元素を含有する銅合金からなる基地テープと、超電
    導体を構成する金属元素の内、前記基地テープに含有さ
    せた金属元素を含有した補助テープを、ロール巻きする
    ことによってロール基体を形成し、このロール基体を輪
    切りすることによってシートコイルを形成するとともに
    、このシートコイルを多数枚積層する一方、前記シート
    コイルを形成した後に拡散熱処理を施すことを特徴とす
    る化合物系超電導マグネットコイルの製造方法。
JP60131489A 1985-06-17 1985-06-17 化合物系超電導マグネツトコイルの製造方法 Pending JPS61289608A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0782752A1 (en) * 1994-06-23 1997-07-09 Igc/Advanced Superconductors, Inc. Superconductor with high volume copper and a method of making the same
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CN108975260A (zh) * 2016-11-15 2018-12-11 浙江海洋大学 Lng加注管接头

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