JPS6166313A - 化合物系超電導線の臨界電流値の向上処理方法 - Google Patents
化合物系超電導線の臨界電流値の向上処理方法Info
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- JPS6166313A JPS6166313A JP59186892A JP18689284A JPS6166313A JP S6166313 A JPS6166313 A JP S6166313A JP 59186892 A JP59186892 A JP 59186892A JP 18689284 A JP18689284 A JP 18689284A JP S6166313 A JPS6166313 A JP S6166313A
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- superconducting wire
- superconducting
- wire
- stress
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- Y—GENERAL 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
- 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
Landscapes
- Manufacturing Of Electric Cables (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」
この発明は、ｌ’４ｂ３ｓｎ系等の化合物系超電導線の
臨界電流値の向上処理方法に関するものである。
臨界電流値の向上処理方法に関するものである。
［従来技術とその問題点」
Ｎｂ ３ Ｓｎ等の化合物系超電導体は非常に脆い性質
があり、化合物の棒材等を加工することは困難であるか
ら、上記化合物を利用した超電導線を製造するに当って
は、未だ金属間化合物となっていない複合状態で加工を
加え、その加工後に拡散熱処理を施して金属間化合物を
生成させるのが普通である。また、Ｎｂ ３ Ｓｎ等の
化合物系超電導体の臨界電流（Ｉｃ）は、結晶粒界、析
出粒子、転位網などの不均質点が磁束線の移動を妨げる
ビン止め力、すなわち、不均質点のピンニング力に依存
するため、（Ｃ値は、化合物系超電導体内の転位や析出
吻の形成・消滅を支配する熱処理および加工の施し方に
より著しく変化する。すなわち、上記ビン止め力を増加
させると、臨界電流値が向上するのである。なお、上記
金属間化合物生成後の超電導線に大きな歪を発生させる
と１Ｃ１ｌｉＩが低下することが知られている。ちなみ
に、歪の発生による超電導特性の劣化に関して、Ｄ、Ｓ
、ＥａＳｔｏｎ 、 ｅｔａｌ、 Ａｐｐｌｙ、 １ｅ
ｔｔｅｒ、 ２９ （５） ３１９（１９７６）や日本
金属学会報第２２巻、第８号（１９８３）に述べられて
いるように、Ｎ１）３ Ｓｎ系超電導線に０．２〜０．
３％の引張り歪が生じると、そのＩＣは歪のない超電導
線の８０％程度になってしまうとい・）た報告があり、
また、曲げ宙に関しては、歪が０．５％を超えるとｌｃ
は急激に減少し、歪が１％を超えるとほとんど超電導状
態を示さなくなることが知られている。
があり、化合物の棒材等を加工することは困難であるか
ら、上記化合物を利用した超電導線を製造するに当って
は、未だ金属間化合物となっていない複合状態で加工を
加え、その加工後に拡散熱処理を施して金属間化合物を
生成させるのが普通である。また、Ｎｂ ３ Ｓｎ等の
化合物系超電導体の臨界電流（Ｉｃ）は、結晶粒界、析
出粒子、転位網などの不均質点が磁束線の移動を妨げる
ビン止め力、すなわち、不均質点のピンニング力に依存
するため、（Ｃ値は、化合物系超電導体内の転位や析出
吻の形成・消滅を支配する熱処理および加工の施し方に
より著しく変化する。すなわち、上記ビン止め力を増加
させると、臨界電流値が向上するのである。なお、上記
金属間化合物生成後の超電導線に大きな歪を発生させる
と１Ｃ１ｌｉＩが低下することが知られている。ちなみ
に、歪の発生による超電導特性の劣化に関して、Ｄ、Ｓ
、ＥａＳｔｏｎ 、 ｅｔａｌ、 Ａｐｐｌｙ、 １ｅ
ｔｔｅｒ、 ２９ （５） ３１９（１９７６）や日本
金属学会報第２２巻、第８号（１９８３）に述べられて
いるように、Ｎ１）３ Ｓｎ系超電導線に０．２〜０．
３％の引張り歪が生じると、そのＩＣは歪のない超電導
線の８０％程度になってしまうとい・）た報告があり、
また、曲げ宙に関しては、歪が０．５％を超えるとｌｃ
は急激に減少し、歪が１％を超えるとほとんど超電導状
態を示さなくなることが知られている。
以上のような背景から、上記超電導線のｌｃを向上させ
る方法として、従来、上記ピン止め力を増加させるため
に、金属間化合物の粒径の微細化を促進するように熱処
理条件を設定したり、他の元素を添加することがなされ
、熱処理後の超電導線は応力化を生じさせないように細
心の注意を払って使用するのが普通である。
る方法として、従来、上記ピン止め力を増加させるため
に、金属間化合物の粒径の微細化を促進するように熱処
理条件を設定したり、他の元素を添加することがなされ
、熱処理後の超電導線は応力化を生じさせないように細
心の注意を払って使用するのが普通である。
しかしながら超電導線は、液体ヘリウム温度等の極低温
で使用するものであり、室温と極低温との間での昇降温
の繰り返しによる熱収縮の影響を幾度となく受けるもの
である。
で使用するものであり、室温と極低温との間での昇降温
の繰り返しによる熱収縮の影響を幾度となく受けるもの
である。
そこで本発明の出願人は、超電導化合物層の超電導特性
が引っ張り力の付加によってどの程度影響を受けるもの
か、引張試験を行って調べてみた。
が引っ張り力の付加によってどの程度影響を受けるもの
か、引張試験を行って調べてみた。
ところがこの引張試験を行っているうちに、本発明の出
願人は、従来、超電導線の応力劣化を引き起こりとされ
てきた引張り力も使用の仕方によっては、逆に、超電導
特性を向上させ得るといった全く新しい現染を知見した
のである。
願人は、従来、超電導線の応力劣化を引き起こりとされ
てきた引張り力も使用の仕方によっては、逆に、超電導
特性を向上させ得るといった全く新しい現染を知見した
のである。
「発明の目的」
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、臨
界電流値を向上させることのできる処理方法の提供を目
的とする。
界電流値を向上させることのできる処理方法の提供を目
的とする。
ｒ問題点を解決するための手段」
この発明は、超７１ｆ導線をその破断応力より小さな応
力を生じせしめる引張力で冷却前に一時的に引くように
したものである。
力を生じせしめる引張力で冷却前に一時的に引くように
したものである。
「作用」
引張力の付加により超電導線内部に生じる引張歪が、超
電導線を冷却することにより生じる圧縮力を緩和する。
電導線を冷却することにより生じる圧縮力を緩和する。
「実施例」
Ｃｕ−３％合金棒の内部にＮｂ芯材を配置して複合素線
を作り、この複合素線の外面に３％メッキ層を形成して
メッキ複合線を作り、このメッキ複合線を多数本集合し
てＣｕ−１３％合金バイブ中に入れ、このＣＩＪ−８％
合金パイプを縮径し、さらに複数本集合してＣＬＩバイ
ブに入れ縮径を行うといった周知の内部スズメッキ法を
利用した製法により、線径１．４、Ｎｂフィラメント数
７７３５、安定化銅比０．８３の線材を得、この線材に
拡散熱処理（８００℃ｘ５Ｑｌ＋）を施してＮｂ ３３
％金属間化合物を生成させ、超電導線を得た。この超電
導線の臨界電流ＩＩｃ＞値は４゜２Ｋ、１０Ｔ（テスラ
）で９１０Ａであった。
を作り、この複合素線の外面に３％メッキ層を形成して
メッキ複合線を作り、このメッキ複合線を多数本集合し
てＣｕ−１３％合金バイブ中に入れ、このＣＩＪ−８％
合金パイプを縮径し、さらに複数本集合してＣＬＩバイ
ブに入れ縮径を行うといった周知の内部スズメッキ法を
利用した製法により、線径１．４、Ｎｂフィラメント数
７７３５、安定化銅比０．８３の線材を得、この線材に
拡散熱処理（８００℃ｘ５Ｑｌ＋）を施してＮｂ ３３
％金属間化合物を生成させ、超電導線を得た。この超電
導線の臨界電流ＩＩｃ＞値は４゜２Ｋ、１０Ｔ（テスラ
）で９１０Ａであった。
次に、この超電導線に定温で様々４工引張力を加え、そ
の後にＪ−記と同等の条件（４，，２Ｋ、１０Ｔ’ ）
Ｆ Ｉ Ｃ値を測定した。その結果を第１図に示す。
の後にＪ−記と同等の条件（４，，２Ｋ、１０Ｔ’ ）
Ｆ Ｉ Ｃ値を測定した。その結果を第１図に示す。
第１図において、縦軸は引張力を加えていない超電導線
のＩＣ値と、引張力を加えた後の超電導線のＩ ｃ ｌ
＋ｌ′ｆとの比、すなわら規格化したＩｃを示し、横軸
は超電導線の破断応力と加えた引張力によって生じた引
張応力との比を示している。
のＩＣ値と、引張力を加えた後の超電導線のＩ ｃ ｌ
＋ｌ′ｆとの比、すなわら規格化したＩｃを示し、横軸
は超電導線の破断応力と加えた引張力によって生じた引
張応力との比を示している。
第１図より、加える引張力が大きくなるにつれてＩｃ１
ａが少しずつ向上していることが明らかであり、最大２
０％近くの向上が見られる。
ａが少しずつ向上していることが明らかであり、最大２
０％近くの向上が見られる。
次に、上記の如＜ Ｉ ｃ １ｍが向上する理由につい
て説明する。
て説明する。
ＩＣ値が変化する理由は、超電導線が、Ｎｂ／Ｎｂ ３
Ｓｎ ／ブロンズ／ＣＬＩ等の各材料で構成される複
合材であるため、熱処理温度から液体ヘリウム温度（４
，２Ｋ）に冷Ｗされる間の各材料の熱膨張率が異なるこ
とによる。まず、Ｃｕの線膨張係数が１６．７ｘｌＯ’
、Ｎｂの線膨張係数が７、’１ｘ１０’、Ｓｎの線膨張
係数が２１Ｘ１０４であるため、ＣＩＪとＮｂ ３３ｎ
との線膨張系数を比較した場合に、当然ＣＬＩの線膨張
係数の方が大きくなると想定できる。したがって、第２
図に示すように、Ｎｂ ３Ｓｎフイラメントを有する超
電導素線１を安定化銅２で被って形成した超電導線３に
あっては、冷却により第２図に示すように、超電導素線
１と安定化銅２とは別々の割合で収縮し、結果的に超
Ｓ素線１には収縮応力が働くことになる。この点、第２
図に示す超電導線３に室温で引張ツノを加えた超電導線
６は、第３図に示すように、超電導索線４と安定化銅５
とが塑性変形している。この超電導線６を極低温に冷却
すると、超電導素線４と安定化銅５とが収縮応力を受番
ノるが、この収縮応力の一部は、上記引張力により発生
させられて超電導線６内に残留した引張歪によって緩和
される。したがってＩｃ１ｆｉが向上することになる。
Ｓｎ ／ブロンズ／ＣＬＩ等の各材料で構成される複
合材であるため、熱処理温度から液体ヘリウム温度（４
，２Ｋ）に冷Ｗされる間の各材料の熱膨張率が異なるこ
とによる。まず、Ｃｕの線膨張係数が１６．７ｘｌＯ’
、Ｎｂの線膨張係数が７、’１ｘ１０’、Ｓｎの線膨張
係数が２１Ｘ１０４であるため、ＣＩＪとＮｂ ３３ｎ
との線膨張系数を比較した場合に、当然ＣＬＩの線膨張
係数の方が大きくなると想定できる。したがって、第２
図に示すように、Ｎｂ ３Ｓｎフイラメントを有する超
電導素線１を安定化銅２で被って形成した超電導線３に
あっては、冷却により第２図に示すように、超電導素線
１と安定化銅２とは別々の割合で収縮し、結果的に超
Ｓ素線１には収縮応力が働くことになる。この点、第２
図に示す超電導線３に室温で引張ツノを加えた超電導線
６は、第３図に示すように、超電導索線４と安定化銅５
とが塑性変形している。この超電導線６を極低温に冷却
すると、超電導素線４と安定化銅５とが収縮応力を受番
ノるが、この収縮応力の一部は、上記引張力により発生
させられて超電導線６内に残留した引張歪によって緩和
される。したがってＩｃ１ｆｉが向上することになる。
また、超電導線の形成過程でＣＬＩ −３０合金部分と
安定化銅に加えた縮径加工等の加工によ一部て、これら
は加工硬化しているが、この加工硬化による収縮歪も上
記引張り力の付加によって緩和され、ｌｃ値値上上一因
となっていることも考えられる。
安定化銅に加えた縮径加工等の加工によ一部て、これら
は加工硬化しているが、この加工硬化による収縮歪も上
記引張り力の付加によって緩和され、ｌｃ値値上上一因
となっていることも考えられる。
ところで、上記実施例にあっては、超電導線をＮｂ ３
３ｎ系のものとして説明したが、安定化銅よりＩＱ膨張
係数の小さな超電導フィラメントを有する他の化合物系
超電導線（例えば、Ｎｂ ３０Ｆ３系、Ｎｂ５Ｎ系のも
の）にもこの発明を適用できるのは勿論である。
３ｎ系のものとして説明したが、安定化銅よりＩＱ膨張
係数の小さな超電導フィラメントを有する他の化合物系
超電導線（例えば、Ｎｂ ３０Ｆ３系、Ｎｂ５Ｎ系のも
の）にもこの発明を適用できるのは勿論である。
「発明の２１Ｊ宋Ｊ
以上説明したようにこの発明は、極低温に冷却されて使
用される化合物系超電Ｓ線をこの超電導線の破断応力よ
り小さな応力を生じせしめる引張力によって超低温で使
用する前に一時的に引き、上記超電導線に引張応力を付
加するものであり、応力付加により生じた引張歪が超電
導線を冷却した際に超電導線に加わる圧縮応力を緩和す
るため、Ｉｃ１ａを向上させることができる。また、上
記引張応力は、超電導線形成時に超電導線に加えられた
加工による圧縮歪を緩和するのでｔｅＩＩＸを向上させ
ることができる。
用される化合物系超電Ｓ線をこの超電導線の破断応力よ
り小さな応力を生じせしめる引張力によって超低温で使
用する前に一時的に引き、上記超電導線に引張応力を付
加するものであり、応力付加により生じた引張歪が超電
導線を冷却した際に超電導線に加わる圧縮応力を緩和す
るため、Ｉｃ１ａを向上させることができる。また、上
記引張応力は、超電導線形成時に超電導線に加えられた
加工による圧縮歪を緩和するのでｔｅＩＩＸを向上させ
ることができる。
第１図は臨界電流と引張力の関係を示す線図、第２図は
超電導索線のＫｉ断面図、第３図は第２図に示す超電導
素線に引張力を加えることにより塑性変形を生じた状態
を示す縦断面図である。 １・・・・・・超電導素線、３・・・・・・超電導線、
４・・・・・・超電導素線、６・・・・・・ＭＡ電導線
。 ０ ０、＋ ０．２ ０．３０．４ ０．５ ０．
６ ０．７ ０．８ ０．９ １．０８１礒Ｎ力／石、
１園〜カ
超電導索線のＫｉ断面図、第３図は第２図に示す超電導
素線に引張力を加えることにより塑性変形を生じた状態
を示す縦断面図である。 １・・・・・・超電導素線、３・・・・・・超電導線、
４・・・・・・超電導素線、６・・・・・・ＭＡ電導線
。 ０ ０、＋ ０．２ ０．３０．４ ０．５ ０．
６ ０．７ ０．８ ０．９ １．０８１礒Ｎ力／石、
１園〜カ
Claims (1)
- 極低温に冷却されて使用される化合物系超電導線をこの
超電導線の破断応力より小さな応力を生じせしめる引長
力で、極低温で使用する前に室温で一時的に引張り、上
記超電導線に引張応力を付加することを特徴とする化合
物系超電導線の臨界電流値の向上処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59186892A JPS6166313A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 化合物系超電導線の臨界電流値の向上処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59186892A JPS6166313A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 化合物系超電導線の臨界電流値の向上処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6166313A true JPS6166313A (ja) | 1986-04-05 |
Family
ID=16196509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59186892A Pending JPS6166313A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 化合物系超電導線の臨界電流値の向上処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6166313A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007179804A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Fujikura Ltd | 酸化物超電導導体とその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5994307A (ja) * | 1982-11-22 | 1984-05-31 | 株式会社東芝 | 化合物超電導線の製造方法 |
-
1984
- 1984-09-06 JP JP59186892A patent/JPS6166313A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5994307A (ja) * | 1982-11-22 | 1984-05-31 | 株式会社東芝 | 化合物超電導線の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007179804A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Fujikura Ltd | 酸化物超電導導体とその製造方法 |
| JP4732162B2 (ja) * | 2005-12-27 | 2011-07-27 | 株式会社フジクラ | 酸化物超電導導体とその製造方法 |
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