JPS62290014A - 化合物系超電導線 - Google Patents
化合物系超電導線Info
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-
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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。
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、超電導電磁石に用いられる超電導線、特に
低交流損失の化合物系超電導線に関するものである。
低交流損失の化合物系超電導線に関するものである。
第ｖ図は例えば特開昭５９−ダークθを号公報に示され
た従来の化合物系超電導線の断面図であり１図において
Ｃハは化合物系超電導素線、（２）はこの化合物系超電
導素線（ハの集合体であり１例えば３本の化合物系超電
導素線（ハが隣接して相互に撚り合わされることによっ
て得られるものである。
た従来の化合物系超電導線の断面図であり１図において
Ｃハは化合物系超電導素線、（２）はこの化合物系超電
導素線（ハの集合体であり１例えば３本の化合物系超電
導素線（ハが隣接して相互に撚り合わされることによっ
て得られるものである。
第５図は、第ｑ図に示した集合体（２）中の隣接する一
本の化合物系超電導素線【ハの拡大断面図である。図に
おいて（３）は化合物系超電導素線Ｃハの内部に生成さ
れたＮｂ３Ｓｎフィラメント、（り）はとのＮｂ、ｙＳ
ｎフィラメント（３）を囲む金属材例えばブロンズ、（
ｊ）はこのブロンズ（ｇｌの外側に設けられた安定化銅
基材、（６）はブロンズ（す）と安定化銅基材（ｒｌを
隔てる拡散バリヤ層、（７）は安定化銅基材（、ｒｌの
表面に生成される銅の硫化物と銅の酸化物である。
本の化合物系超電導素線【ハの拡大断面図である。図に
おいて（３）は化合物系超電導素線Ｃハの内部に生成さ
れたＮｂ３Ｓｎフィラメント、（り）はとのＮｂ、ｙＳ
ｎフィラメント（３）を囲む金属材例えばブロンズ、（
ｊ）はこのブロンズ（ｇｌの外側に設けられた安定化銅
基材、（６）はブロンズ（す）と安定化銅基材（ｒｌを
隔てる拡散バリヤ層、（７）は安定化銅基材（、ｒｌの
表面に生成される銅の硫化物と銅の酸化物である。
従来の化合物系超電導線は上記のように構成され、集合
体（２）に変動磁界ｄＢ／／ｄｔが印加された場合。
体（２）に変動磁界ｄＢ／／ｄｔが印加された場合。
対向する一本の化合物系超電導素線（ハ間の実効電気抵
抗率ρと、集合体（２）の撚線ピッチＬとに応じて、交
流損失Ｑが発生する。このρ、Ｌ、Ｑの関係を次式に示
す。
抗率ρと、集合体（２）の撚線ピッチＬとに応じて、交
流損失Ｑが発生する。このρ、Ｌ、Ｑの関係を次式に示
す。
Ｑ ＱＣＬ’ ／ρ
発生した交流損失は、熱エネルギーとなって超電導状態
を不安定にしたり、冷却負荷を増大させる。
を不安定にしたり、冷却負荷を増大させる。
この交流損失を低減するため、従来技術では、化合物系
超電導素線（ハの一番外側に銅の硫化物と銅の酸化物（
り）を生成して化合物系超電導素線１４間の電気的密着
を防ぎ、実効抵抗率ρを高めている。
超電導素線（ハの一番外側に銅の硫化物と銅の酸化物（
り）を生成して化合物系超電導素線１４間の電気的密着
を防ぎ、実効抵抗率ρを高めている。
上記のような従来の化合物系超電導線では、銅の硫化物
と銅の酸化物〔７）の機械的強度あるいは結合力が弱い
ため、化合物系超電導素線（１）を圧縮成形すると銅の
酸化物である酸化皮膜が局部的に破損し、また化合物系
類゛醒導素線（ハを生成する際の熱処理時に、銅の硫化
物や酸化物が遊離しやすいという問題点があった。
と銅の酸化物〔７）の機械的強度あるいは結合力が弱い
ため、化合物系超電導素線（１）を圧縮成形すると銅の
酸化物である酸化皮膜が局部的に破損し、また化合物系
類゛醒導素線（ハを生成する際の熱処理時に、銅の硫化
物や酸化物が遊離しやすいという問題点があった。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、圧縮成形および生成熱処理後も化合物系超電導素線
の表面に強固な電気的高抵抗層を保つことができる化合
物系超電導線を得ることを目的とする。
で、圧縮成形および生成熱処理後も化合物系超電導素線
の表面に強固な電気的高抵抗層を保つことができる化合
物系超電導線を得ることを目的とする。
この発明に係る低交流損失の化合物系超電導線は、化合
物系超電導緊線の一番外側に生成された電気的高抵抗層
と、この電気的高抵抗層と安定化銅基材の間に設けられ
、この電気的高抵抗層中の金属が安定化銅基材を汚染す
るのを防止する外拡散バリヤ層とを備えたものである。
物系超電導緊線の一番外側に生成された電気的高抵抗層
と、この電気的高抵抗層と安定化銅基材の間に設けられ
、この電気的高抵抗層中の金属が安定化銅基材を汚染す
るのを防止する外拡散バリヤ層とを備えたものである。
この発明においては、化合物系超電導線の一番外側に生
成された強固な金属層である電気的高抵抗層のため、圧
縮成形および超電導材を生成させる熱処理後も電気的高
抵抗層の破損や遊離がおこらず、確実に交流損失を低く
抑えることができる。
成された強固な金属層である電気的高抵抗層のため、圧
縮成形および超電導材を生成させる熱処理後も電気的高
抵抗層の破損や遊離がおこらず、確実に交流損失を低く
抑えることができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であり、超電
導材を生成する熱処理前の隣接する１本の化合物系超電
導素線（／Ａ）の拡大断面図である。
導材を生成する熱処理前の隣接する１本の化合物系超電
導素線（／Ａ）の拡大断面図である。
図において（３Ａ）はＮｂフィラメント、（ｕＡ）はこ
のＮｂフィラメント（３Ａ）を囲むブロンズ基材、（５
）はこのブロンズ基材（ａＡ）の外側に設けられた安定
化銅基材、（６）はブロンズ基材（ａＡ）と安定化銅基
材（５）を隔てる拡散バリヤ層、（ｔ）は安定化銅基材
（５１を囲み、超電導材生成熱処理時に、安定化銅基材
（、ｒｌのニッケル汚染を防止するための外拡散バリヤ
層例えばタンタルｒＴａ）、（ｆｌはこの外拡散バリヤ
層（ｆｌを囲む銅層、（ｔＯ）はこの銅層（テ）を囲む
ニッケルメッキ層である。
のＮｂフィラメント（３Ａ）を囲むブロンズ基材、（５
）はこのブロンズ基材（ａＡ）の外側に設けられた安定
化銅基材、（６）はブロンズ基材（ａＡ）と安定化銅基
材（５）を隔てる拡散バリヤ層、（ｔ）は安定化銅基材
（５１を囲み、超電導材生成熱処理時に、安定化銅基材
（、ｒｌのニッケル汚染を防止するための外拡散バリヤ
層例えばタンタルｒＴａ）、（ｆｌはこの外拡散バリヤ
層（ｆｌを囲む銅層、（ｔＯ）はこの銅層（テ）を囲む
ニッケルメッキ層である。
第２図は超電導材を生成した熱処理後の隣接する一本の
化合物系超電導素線（ｌｐ、）の拡大断面図である。図
において（３）は熱処理によって生成されたＮｂ、ｙＳ
ｎフィラメント、（ゲ）はとのＮｂＪＳｎフィラメント
（３）を囲むブロンズ、 （、ｙｌはこのブロンズＣり
）の外側に設けられた安定化銅基材、（６）はブロンズ
（り）と安定化銅基材（ｒｌを隔てる拡散バリヤ層、（
ｊ）は外拡散バリヤ層、 （／／）は外拡散バリヤ層（
ｆｌを囲み。
化合物系超電導素線（ｌｐ、）の拡大断面図である。図
において（３）は熱処理によって生成されたＮｂ、ｙＳ
ｎフィラメント、（ゲ）はとのＮｂＪＳｎフィラメント
（３）を囲むブロンズ、 （、ｙｌはこのブロンズＣり
）の外側に設けられた安定化銅基材、（６）はブロンズ
（り）と安定化銅基材（ｒｌを隔てる拡散バリヤ層、（
ｊ）は外拡散バリヤ層、 （／／）は外拡散バリヤ層（
ｆｌを囲み。
熱処理によって生成された電気的高抵抗層である銅−ニ
ッケル合金層である。
ッケル合金層である。
上記のように構成された化合物系超電導においては、化
合物系超電導素線（／Ａ）は、ニッケルメツキ層（１０
）を形成する点を除き、従来の化合物系超電導素線の製
法と同様の製法で製造され得る。
合物系超電導素線（／Ａ）は、ニッケルメツキ層（１０
）を形成する点を除き、従来の化合物系超電導素線の製
法と同様の製法で製造され得る。
この発明では、超電導材生成熱処理前の化合物系超重１
導素線（ｌＡ）の加工最終工程において、ニッケルメッ
キ処理を行ってニッケルメッキ層（１０）を形成する。
導素線（ｌＡ）の加工最終工程において、ニッケルメッ
キ処理を行ってニッケルメッキ層（１０）を形成する。
この処理により１例えばニッケルパイプを銅層（９）の
上にかぶせる従来の製法に比べ。
上にかぶせる従来の製法に比べ。
製作性が良くなる。また、このニッケルメッキ層（／θ
）を電気的メッキ処理で得ることにより、電気的高抵抗
層を生成熱処理と同時にかつ簡便に得ることができる。
）を電気的メッキ処理で得ることにより、電気的高抵抗
層を生成熱処理と同時にかつ簡便に得ることができる。
次に、第一図に示した。熱処理後の化合物系超電導素線
（ｌＡ）の一番外側には電気的高抵抗層である銅−ニッ
ケル合金層（／／）が生成される、この銅−ニッケル合
金層（／／）は、対向する２本の化合物系超電導素線（
ｌＡ）間の実効電気抵抗率ρを高め、交流損失Ｑを低減
する。また、外拡散バリヤ層（ｆｌは、超電導材生成熱
処理時に、ニッケルメッキ層（１０）からのニッケルが
安定化銅基材（Ｓ）へ拡散することを防止し、もって安
定化銅基材（５）の性能を劣化させない。
（ｌＡ）の一番外側には電気的高抵抗層である銅−ニッ
ケル合金層（／／）が生成される、この銅−ニッケル合
金層（／／）は、対向する２本の化合物系超電導素線（
ｌＡ）間の実効電気抵抗率ρを高め、交流損失Ｑを低減
する。また、外拡散バリヤ層（ｆｌは、超電導材生成熱
処理時に、ニッケルメッキ層（１０）からのニッケルが
安定化銅基材（Ｓ）へ拡散することを防止し、もって安
定化銅基材（５）の性能を劣化させない。
さらに、銅層（？１とニッケルメッキ層（ｌＯ）の厚み
を選択することにより、超電導材の生成熱処理後の化合
物系超電導素線（ｌＡ）の表面に、外被層としてニッケ
ルメッキ層（１０）の一部（図示しない）が残留する。
を選択することにより、超電導材の生成熱処理後の化合
物系超電導素線（ｌＡ）の表面に、外被層としてニッケ
ルメッキ層（１０）の一部（図示しない）が残留する。
このニッケルメッキ層（ｌＯ）は生成熱処理時の高温に
耐え、生成熱処理後の化合物系超電導緊線（ｔｈ）の表
面が互いに焼結するのを防ぎ、交流損失を低減する効果
がある。なお。
耐え、生成熱処理後の化合物系超電導緊線（ｔｈ）の表
面が互いに焼結するのを防ぎ、交流損失を低減する効果
がある。なお。
このニッケルメッキ層（１０）の代わりに、第３図に示
すように、銅−ニッケル合金層（／／）の外周得られる
。
すように、銅−ニッケル合金層（／／）の外周得られる
。
なお、上記実施例では、超電導材生成熱処理後の化合物
系超電導素線（ｌＡ）、（／Ｂ）の内部に超電導材料で
あるＮｂ、ｙＳｎフィラメント（３）を用いたが。
系超電導素線（ｌＡ）、（／Ｂ）の内部に超電導材料で
あるＮｂ、ｙＳｎフィラメント（３）を用いたが。
超電導材生成熱処理過程を必要とする他の化合物系の超
電導材料であってもよい。また、電気的高抵抗層として
銅−ニッケル合金層（／／）を用いたが、他の電気的高
抵抗合金であってもよく、また、外拡散バリヤ層（ｒｌ
としてＴａの例を掲げたが、ニッケルメッキ層（１０）
の安定化銅基材（Ｓ）への汚染を妨げるものであれば他
の材料であってもよい。
電導材料であってもよい。また、電気的高抵抗層として
銅−ニッケル合金層（／／）を用いたが、他の電気的高
抵抗合金であってもよく、また、外拡散バリヤ層（ｒｌ
としてＴａの例を掲げたが、ニッケルメッキ層（１０）
の安定化銅基材（Ｓ）への汚染を妨げるものであれば他
の材料であってもよい。
また、外被層としてニッケルメッキ層（１０）またはク
ロムメッキ（／２）を用いたが、超電導材生成熱処理後
の化合物系超電導素線（ｌＡ）、（／Ｂ）の表面が互い
に焼結するのを妨げるものであれば他の材料であっても
同様の効果を奏する。
ロムメッキ（／２）を用いたが、超電導材生成熱処理後
の化合物系超電導素線（ｌＡ）、（／Ｂ）の表面が互い
に焼結するのを妨げるものであれば他の材料であっても
同様の効果を奏する。
この発明は以上説明したとおり、化合物系超電導素線の
一番外側に生成された電気的高抵抗層と、この電気的高
抵抗層と安定化銅基材の間に設けられ、この電気的高抵
抗層中の金属が安定化銅基材を汚染するのを防止する外
拡散バリヤ層とを備えたので、安定化銅の汚染や素線間
の焼結が防止され、生成熱処理後も素線間の実効抵抗率
を高く保持すると共に、成形撚線時の機械的損傷にも強
いため、化合物系超電導線の交流損失を確実に低く抑え
ることができる効果がある。また、この発明による化合
物系超電導線は簡便に製造することができる。
一番外側に生成された電気的高抵抗層と、この電気的高
抵抗層と安定化銅基材の間に設けられ、この電気的高抵
抗層中の金属が安定化銅基材を汚染するのを防止する外
拡散バリヤ層とを備えたので、安定化銅の汚染や素線間
の焼結が防止され、生成熱処理後も素線間の実効抵抗率
を高く保持すると共に、成形撚線時の機械的損傷にも強
いため、化合物系超電導線の交流損失を確実に低く抑え
ることができる効果がある。また、この発明による化合
物系超電導線は簡便に製造することができる。
第７図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図はこ
の発明の一実施例による、熱処理後の化合物超電導素線
の拡大断面図、第３図はこの発明の他の実施例による、
熱処理後の化合物超電導素線の拡大断面図、第ｑ図は従
来の化合物系超電導線の断面図、第Ｓ図は従来の化合物
超電導素線の拡大断面図である。 図において、（１）、（ｌＡ）ｌ（／Ｂ）は化合物系超
電導素線、（２）は集合体、（３１はＮｂ、ｙＳｎフィ
ラメント、（ｓ＊）はＮｂフィラメント、（ｔｌｌけブ
ロンズ、（ｙＡ）はブロンズ基材、（５１は安定化銅基
材、（６）は拡散バリヤ層、（ｇ）は外拡散バリヤ層、
（り）は銅層、（１０）はニッケルメッキ層、（／／）
は銅−ニッケル合金層、（／、２）はクロムメッキ層で
ある。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分１Ａ゛
化８完整超電導票線 ３Ａ ： Ｎｂフィラメ二ト ４Ａ ７゛ロシス゛蟇Ｕ ５ ９定化鉛蟇杆 ６ ＃Ｉ嘴ズｌです７層 ８ 分ｍ ＠ ＩＹ ＩＩ Ｔ層９ ＠層 １０゛ 二・リグルメ１１屑 革２図 ３ Ｎｂ３Ｓｎフイラメｚト ４ ブＯ′−ス゛ １１ ＠−二ヤＪケル今金層 元３図
の発明の一実施例による、熱処理後の化合物超電導素線
の拡大断面図、第３図はこの発明の他の実施例による、
熱処理後の化合物超電導素線の拡大断面図、第ｑ図は従
来の化合物系超電導線の断面図、第Ｓ図は従来の化合物
超電導素線の拡大断面図である。 図において、（１）、（ｌＡ）ｌ（／Ｂ）は化合物系超
電導素線、（２）は集合体、（３１はＮｂ、ｙＳｎフィ
ラメント、（ｓ＊）はＮｂフィラメント、（ｔｌｌけブ
ロンズ、（ｙＡ）はブロンズ基材、（５１は安定化銅基
材、（６）は拡散バリヤ層、（ｇ）は外拡散バリヤ層、
（り）は銅層、（１０）はニッケルメッキ層、（／／）
は銅−ニッケル合金層、（／、２）はクロムメッキ層で
ある。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分１Ａ゛
化８完整超電導票線 ３Ａ ： Ｎｂフィラメ二ト ４Ａ ７゛ロシス゛蟇Ｕ ５ ９定化鉛蟇杆 ６ ＃Ｉ嘴ズｌです７層 ８ 分ｍ ＠ ＩＹ ＩＩ Ｔ層９ ＠層 １０゛ 二・リグルメ１１屑 革２図 ３ Ｎｂ３Ｓｎフイラメｚト ４ ブＯ′−ス゛ １１ ＠−二ヤＪケル今金層 元３図
Claims (7)
- （１）超電導材料のフィラメント、このフィラメントを
囲む金属材、およびこの金属材の外側に設けられた安定
化銅基材を有する化合物系超電導素線であつて、その一
番外側に生成された電気的高抵抗層と、この電気的高抵
抗層と前記安定化銅基材の間に設けられ前記電気的高抵
抗層中の金属が前記安定化銅基材を汚染するのを防止す
る外拡散バリヤ層とを備えたことを特徴とする化合物系
超電導線。 - （２）電気的高抵抗層は銅−ニッケル合金層であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の化合物系超電
導線。 - （３）銅−ニッケル合金層は、外拡散バリヤ層を囲む銅
層およびこの銅層を囲むニッケルメッキ層の超電導材生
成熱処理時に得られることを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の化合物系超電導線。 - （４）外拡散バリヤ層はタンタルであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか記載の
化合物系超電導線。 - （５）電気的高抵抗層の外周に、外被層を備えたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
か記載の化合物系超電導線。 - （６）外被層は、超電導材生成熱処理後に、化合物系超
電導素線表面に残留したニッケルメッキ層の一部である
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項または第５項記
載の化合物系超電導線。 - （７）外被層は、クロムメッキ層であることを特徴とす
る特許請求の範囲第５項記載の化合物系超電導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61131769A JPS62290014A (ja) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | 化合物系超電導線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61131769A JPS62290014A (ja) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | 化合物系超電導線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62290014A true JPS62290014A (ja) | 1987-12-16 |
Family
ID=15065732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61131769A Pending JPS62290014A (ja) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | 化合物系超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62290014A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02297809A (ja) * | 1989-05-11 | 1990-12-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導線 |
-
1986
- 1986-06-09 JP JP61131769A patent/JPS62290014A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02297809A (ja) * | 1989-05-11 | 1990-12-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導線 |
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