JPS6256559A - マルチフイラメント超伝導線材およびその製法 - Google Patents
マルチフイラメント超伝導線材およびその製法Info
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- JPS6256559A JPS6256559A JP61206957A JP20695786A JPS6256559A JP S6256559 A JPS6256559 A JP S6256559A JP 61206957 A JP61206957 A JP 61206957A JP 20695786 A JP20695786 A JP 20695786A JP S6256559 A JPS6256559 A JP S6256559A
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (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：
不発明９工希土類金属、Ｔｈ 、 Ｕ 、 Ｔ１． Ｚ
ｒ 。
ｒ 。
Ｈｆ 、 Ｖ 、 Ｎｂ 、 Ｔａ 、 Ｍｏ 、 Ｆ
ｅ 、 Ｃｏ 、 Ｎｉ 、 Ｐ（Ｌ。
ｅ 、 Ｃｏ 、 Ｎｉ 、 Ｐ（Ｌ。
ＱｕＨＡｇ 、 、ｋｔ ｇ Ｐｔ０群からの添加物を
含むそれぞれＡ１５型構造を有する超伝導金属間化合物
Ｎｂ３ＳｍまたはＶ ３ Ｃ）ａから形成されるフィラ
メントを銅または銅合金で包囲したマルチフィラメント
超伝導環材およびその製法に詞する。
含むそれぞれＡ１５型構造を有する超伝導金属間化合物
Ｎｂ３ＳｍまたはＶ ３ Ｃ）ａから形成されるフィラ
メントを銅または銅合金で包囲したマルチフィラメント
超伝導環材およびその製法に詞する。
従来の技術：
たとえはウラン、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、
バナジウム、タンタル、鉄、ニッケル、パラジウム、ア
ルミニウム等の３元または４元添加物を含む青銅−Ｎｂ
３Ｓｎ系マルチフィラメント超伝導線材にヨーロッパ特
許出願公開第０ ０４８ ３１３ＡＩ号公報から公知で
ある。
バナジウム、タンタル、鉄、ニッケル、パラジウム、ア
ルミニウム等の３元または４元添加物を含む青銅−Ｎｂ
３Ｓｎ系マルチフィラメント超伝導線材にヨーロッパ特
許出願公開第０ ０４８ ３１３ＡＩ号公報から公知で
ある。
この添ＤＯ物はこの場合いわゆるプリストレス効果の回
避に役立ち、かつニオブおよび（または）銅もしくは青
銅に合金させた。ヨーロッパ公開特許公報記載の超伝導
線材の合金製造に必要な手段によって、とくに高い磁場
の場合に発生する臨界電流強さの最大値に比して低い値
へのシフトが著しく減少し、または阻止される。
避に役立ち、かつニオブおよび（または）銅もしくは青
銅に合金させた。ヨーロッパ公開特許公報記載の超伝導
線材の合金製造に必要な手段によって、とくに高い磁場
の場合に発生する臨界電流強さの最大値に比して低い値
へのシフトが著しく減少し、または阻止される。
Ｎｂ３Ｓｎ ”ＥたはＶ３Ｇａマルチフィラメント超伝
導線材ｔ−製造する公知法によって中間的磁場（１２Ｔ
）で１０５Ａ／ｃｒｎ２の臨界′厄流密度値’ｔ−有す
る生成物が得られる。
導線材ｔ−製造する公知法によって中間的磁場（１２Ｔ
）で１０５Ａ／ｃｒｎ２の臨界′厄流密度値’ｔ−有す
る生成物が得られる。
発明が解決しようとする問題点：
本発明の目的は添加物金倉むそれぞれＡ１５型結晶構造
を有する超伝導金属間化合物Ｎｂ３Ｓｎ丁たはＶ３Ｇａ
から形成されるフィラメントを銅■たは銅合金で包回し
たマルチフィラメント超伝導線材およびその製法におい
て、その適用範囲の磁場とくに１２Ｔよシ低い範囲の磁
場内で現在まで前記材料によって達成し得た値より１０
％以上高い電流密度値を保証する教養されたマルチフィ
ラメント超伝導線材およびその製法を得ることである。
を有する超伝導金属間化合物Ｎｂ３Ｓｎ丁たはＶ３Ｇａ
から形成されるフィラメントを銅■たは銅合金で包回し
たマルチフィラメント超伝導線材およびその製法におい
て、その適用範囲の磁場とくに１２Ｔよシ低い範囲の磁
場内で現在まで前記材料によって達成し得た値より１０
％以上高い電流密度値を保証する教養されたマルチフィ
ラメント超伝導線材およびその製法を得ることである。
問題点を解決するための手段：
この目的は本発明によシ希土類金属、Ｔｈ 、 ［Ｊ。
Ｔｉ 、 Ｚｒ ＋ Ｈｇ＊ Ｖ 、 Ｎｂ 、 Ｔａ
、 Ｍｏ 、 Ｆｅ ｒ Ｃｏ 。
、 Ｍｏ 、 Ｆｅ ｒ Ｃｏ 。
Ｎｉ 、 Ｐ（１、Ｃｕ ＋ Ａｇ 、 Ａｔ、 Ｐｔ
の群からの添加物を含むそれぞれＡ１５型構造を有する
超伝導金属間化合物Ｎｂ３ＳｎまたはＶ３Ｇａから形成
されるフィラメント金銅または銅合金で包凹したマルチ
フィラメント超伝導線材において、少なくとも１つの添
加元素がＡ１５相内部で結晶粒界および（または）Ａ１
５相と鋼もしくは銅合金またに巌材中のも５１つの異相
との界面に、均一かつ微細に分布した溶解していないま
たは少なくとも一部溶解していない介在物として存在す
ることによって解決される。
の群からの添加物を含むそれぞれＡ１５型構造を有する
超伝導金属間化合物Ｎｂ３ＳｎまたはＶ３Ｇａから形成
されるフィラメント金銅または銅合金で包凹したマルチ
フィラメント超伝導線材において、少なくとも１つの添
加元素がＡ１５相内部で結晶粒界および（または）Ａ１
５相と鋼もしくは銅合金またに巌材中のも５１つの異相
との界面に、均一かつ微細に分布した溶解していないま
たは少なくとも一部溶解していない介在物として存在す
ることによって解決される。
介在物中の添加元素に未反応で元素のフｌうまたは周囲
との反兄：後別個の相の形で存在することができる。２
元伝導体（たとえばＮｂ３ＳｎまたはＶ３Ｇａ伝導体）
も多元伝導体（これは６元またを工４元等の合斂成分を
Ａ１５型構造に含むもへも前記添Ｂ口物が介在物すなわ
ち別個の相を形成すればこれを使用することができる。
との反兄：後別個の相の形で存在することができる。２
元伝導体（たとえばＮｂ３ＳｎまたはＶ３Ｇａ伝導体）
も多元伝導体（これは６元またを工４元等の合斂成分を
Ａ１５型構造に含むもへも前記添Ｂ口物が介在物すなわ
ち別個の相を形成すればこれを使用することができる。
介在′＃は一般に０．５μｍ 以下の半径方向寸法を有
する。
する。
本発明の宥和な形成によれば介在物は０．１μｍニジ小
さい半径方向寸法を存する。介在物が軸平行に形成され
れば本発明にとって同様−有利である。介在物中の添加
物の和はＮｂ３Ｓｎの場合Ａ１５相のＮ１分に対し、Ｖ
３（）ａの場合Ａ１５相の７分に対し０．１〜５０重量
−の範囲の濃度に相当する。
さい半径方向寸法を存する。介在物が軸平行に形成され
れば本発明にとって同様−有利である。介在物中の添加
物の和はＮｂ３Ｓｎの場合Ａ１５相のＮ１分に対し、Ｖ
３（）ａの場合Ａ１５相の７分に対し０．１〜５０重量
−の範囲の濃度に相当する。
本発明によるマルチフィラメント超伝導線材の製造に関
する目的（工率発明によシ ｆａ） 前記添加金属の１つもしくは多数または少な
くとも２つの添加金４の合金の１つもしくは多数からな
る金属粉末を Ａ１） ニオブもしくは Ａ２） Ｎｂ−Ｔａ ｌ Ｎｂ−’ｒｔ 、 Ｎｂ−
Ｚｒの群からの１つもしくは多数のＮｂ合金、！！たは
Ａ３）° バナジウムもしくに Ａ４） Ｖ−Ｔａ 、 Ｖ−Ｎｂ 、 Ｖ−Ｔｉ 、
Ｖ−Ｚｒ Ｆ）群からの１つもしくは多数のＶ合金 からなる粉末と混合し、その際すべての粉末が直径０．
１〜４００μｍの範囲の粒度を有し、粉末混合物中の添
加金属の割合が０．１≦ｙ≦５０重世チの範囲に相当し
、（ｂ） ＆）から得た粉末混合物を銅または銅合金
の圧縮および排気可能の容器へ充てんし、含まれた空気
を除去し、次に粉末混合物を閉鎖した容器とともに単純
なまたはアイソスタチックプレスによって理論密度の９
０チより高い粉末密度まで圧縮し、 （Ｑ） 圧縮した容器を公知法によシ０．５〜１５咽
の範囲の直径を有する保材に加工し、外側の鋼または銅
合金層を除去した後、公知法の１つによシさらにＮｂ３
Ｓｎ １＃材丁たはＶ３ Ｇａ梅材に処理する ことによって解決される。
する目的（工率発明によシ ｆａ） 前記添加金属の１つもしくは多数または少な
くとも２つの添加金４の合金の１つもしくは多数からな
る金属粉末を Ａ１） ニオブもしくは Ａ２） Ｎｂ−Ｔａ ｌ Ｎｂ−’ｒｔ 、 Ｎｂ−
Ｚｒの群からの１つもしくは多数のＮｂ合金、！！たは
Ａ３）° バナジウムもしくに Ａ４） Ｖ−Ｔａ 、 Ｖ−Ｎｂ 、 Ｖ−Ｔｉ 、
Ｖ−Ｚｒ Ｆ）群からの１つもしくは多数のＶ合金 からなる粉末と混合し、その際すべての粉末が直径０．
１〜４００μｍの範囲の粒度を有し、粉末混合物中の添
加金属の割合が０．１≦ｙ≦５０重世チの範囲に相当し
、（ｂ） ＆）から得た粉末混合物を銅または銅合金
の圧縮および排気可能の容器へ充てんし、含まれた空気
を除去し、次に粉末混合物を閉鎖した容器とともに単純
なまたはアイソスタチックプレスによって理論密度の９
０チより高い粉末密度まで圧縮し、 （Ｑ） 圧縮した容器を公知法によシ０．５〜１５咽
の範囲の直径を有する保材に加工し、外側の鋼または銅
合金層を除去した後、公知法の１つによシさらにＮｂ３
Ｓｎ １＃材丁たはＶ３ Ｇａ梅材に処理する ことによって解決される。
本発明の方法の他の頌様に
（ａ） 前記添加金属の１つもしくは多数および（ま
たは）少なくとも２つの添加金属の合金の１つもしくは
多数からなる棒材および（または）城材を ＩＬＬ） ニオブもしくは Ａ２） Ｎｂ−Ｔａ 、 Ｎｂ−Ｔｉ 、 Ｎｂ−Ｚ
ｒの群からの１つもしくは多数のＮｂ合金、または Ａ３） バナジウムもしくは Ａ４） ｖ−Ｔａ Ｔ Ｖ−Ｎｂ ｒ Ｖ−Ｔｉ Ｔ
”−Ｚｒの群つ）らの１つもしくは多数の合金 からなる管へ導入し、その際棒材／線材一管からなる全
複合体中の添加金属の割合２が０．１≦Ｚ≦５０重ｔｊ
ｔ％の範囲に相当し、（ｂ） 充てんした管を公知法
で６角断面に塑性加工し、 （０）６角管をちぞに結束し、これを銅または銅合金の
管に挿入し、これを公知法で丸棒に加工し、鋼または鏑
合金の外側層を完全にまたは部分的に際去し、さらに公
知法の１つによりＮｂ３Ｓｎ腺材またはＶ３Ｇａ珈材に
処理する ことからなる。
たは）少なくとも２つの添加金属の合金の１つもしくは
多数からなる棒材および（または）城材を ＩＬＬ） ニオブもしくは Ａ２） Ｎｂ−Ｔａ 、 Ｎｂ−Ｔｉ 、 Ｎｂ−Ｚ
ｒの群からの１つもしくは多数のＮｂ合金、または Ａ３） バナジウムもしくは Ａ４） ｖ−Ｔａ Ｔ Ｖ−Ｎｂ ｒ Ｖ−Ｔｉ Ｔ
”−Ｚｒの群つ）らの１つもしくは多数の合金 からなる管へ導入し、その際棒材／線材一管からなる全
複合体中の添加金属の割合２が０．１≦Ｚ≦５０重ｔｊ
ｔ％の範囲に相当し、（ｂ） 充てんした管を公知法
で６角断面に塑性加工し、 （０）６角管をちぞに結束し、これを銅または銅合金の
管に挿入し、これを公知法で丸棒に加工し、鋼または鏑
合金の外側層を完全にまたは部分的に際去し、さらに公
知法の１つによりＮｂ３Ｓｎ腺材またはＶ３Ｇａ珈材に
処理する ことからなる。
作用：
マルチフィラメント超伝導相形成の前記添加元素または
添加金ｌ」からなる幻−に微細に分布した全部またに少
なくとも一部溶解していない介在物の存在により下記の
利点が得られる：粒度の減小、 ビン止め中心祈度の上昇、 界面面積の和の増大、 中間磁場における臨界電流密度の上昇。
添加金ｌ」からなる幻−に微細に分布した全部またに少
なくとも一部溶解していない介在物の存在により下記の
利点が得られる：粒度の減小、 ビン止め中心祈度の上昇、 界面面積の和の増大、 中間磁場における臨界電流密度の上昇。
製造過程の終夛に５５０〜８００℃の温度範囲で堕伝導
化合物またはＡ−１５型虜造へ反応する際、前記介在物
はまったくもしくは一部しかＡ、１５型構造に溶解せず
、またに介在材料の一部は線材のマトリックスまたは心
材料と付加的相を形成する新たな化合物全生成する。
化合物またはＡ−１５型虜造へ反応する際、前記介在物
はまったくもしくは一部しかＡ、１５型構造に溶解せず
、またに介在材料の一部は線材のマトリックスまたは心
材料と付加的相を形成する新たな化合物全生成する。
磁場の強さ１５°テスラまでの磁場は現在市販の超伝導
実験室コイルにより４，２にの温度で達成される。新た
な発展により１８Ｔの磁場（１・８にで２０Ｔも）が可
能な範囲に入った。この磁場を得るためＮｂ３Ｓｎ 、
Ｖ３Ｇａ （両刃ともＡ１５型結晶構造を有する）の
ような材料を使用しなければならない。これらはすべて
破断伸びが０．１％で非常に脆い。この好ましくない性
質をもって製造するため、相当する超伝導扉材を製造す
る一部かなり複雑な多数の方法が開発された。これらす
べての方法の場合まだ最終−的超伝導特性を有しないけ
れどなお靭性である個々の元素が最終寸法の線材に機械
的に、υ０エされる。
実験室コイルにより４，２にの温度で達成される。新た
な発展により１８Ｔの磁場（１・８にで２０Ｔも）が可
能な範囲に入った。この磁場を得るためＮｂ３Ｓｎ 、
Ｖ３Ｇａ （両刃ともＡ１５型結晶構造を有する）の
ような材料を使用しなければならない。これらはすべて
破断伸びが０．１％で非常に脆い。この好ましくない性
質をもって製造するため、相当する超伝導扉材を製造す
る一部かなり複雑な多数の方法が開発された。これらす
べての方法の場合まだ最終−的超伝導特性を有しないけ
れどなお靭性である個々の元素が最終寸法の線材に機械
的に、υ０エされる。
次にこれを超伝導相形成のため５５０〜８００℃の温度
で反応焼鈍する。直径約１■の代表的超伝導線材に前記
Ａ１５型材料の数千フィラメントからなる。このフィラ
メントは５μ工より小さい直径（！！たは円形からずれ
ている場合相当寸法）を有し、その際個々の製法は１μ
ｍより小さい代表的フィラメント寸法も有する。
で反応焼鈍する。直径約１■の代表的超伝導線材に前記
Ａ１５型材料の数千フィラメントからなる。このフィラ
メントは５μ工より小さい直径（！！たは円形からずれ
ている場合相当寸法）を有し、その際個々の製法は１μ
ｍより小さい代表的フィラメント寸法も有する。
熱安定化のため超伝導線材の外側被覆（またはコア〕は
純銅っ・らなり、これは反応焼鈍の際の不純化を避ける
ためＮｂまたはＴａ障壁に二って銅−青銅または超伝導
材料と分離される。交流損失を低下するため線材は固有
の軸を中心に約２０咽のピッチで撚られる。
純銅っ・らなり、これは反応焼鈍の際の不純化を避ける
ためＮｂまたはＴａ障壁に二って銅−青銅または超伝導
材料と分離される。交流損失を低下するため線材は固有
の軸を中心に約２０咽のピッチで撚られる。
Ｎｂ３Ｓｎ ”ｉたはＶ３Ｇａマルチフィラメント超伝
導巌材を製造する現在常用の方法（方法過程（Ｃ））に
下記のとおりである： （ａ） 青銅法（Ａ、Ｒ，ＫａｕｆｍａｎｎおよびＪ
−Ｊ −Ｐｌｃｋｅ ｔｔ ＊Ｊ、Ａｐｐ１．Ｐｈｙ
ｓ、 ４２ ５８ （１９７１）（ｂ） 外部的スズ
拡散： Ｎｂ３Ｓｎ用（Ｍ、８ｕｅｎａｇａお工びＷ、
Ｂ、Ｓａｍｐｓｏｎ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌａｔｔ、
’ｌ Ｑ ４（Ｃ） 外部的Ｇａ拡散： Ｖ３Ｇ
ａ用（Ｒ，ＢｏｒｍａｎｎおよびＨ，Ｃ，Ｆｒｅｙｈａ
ｒｄｔ、 ＩＥＥＥ 、 Ｔｒａｎｓ、Ｍａｇｎ、、Ｍ
ａｇ−１７，２７０（１９８１） （ｄ） 内部的Ｓｎ拡散： Ｎｂ３Ｓｎ用（Ｙ、Ｈａ
ｓｈｉｍｏｔｏ 。
導巌材を製造する現在常用の方法（方法過程（Ｃ））に
下記のとおりである： （ａ） 青銅法（Ａ、Ｒ，ＫａｕｆｍａｎｎおよびＪ
−Ｊ −Ｐｌｃｋｅ ｔｔ ＊Ｊ、Ａｐｐ１．Ｐｈｙ
ｓ、 ４２ ５８ （１９７１）（ｂ） 外部的スズ
拡散： Ｎｂ３Ｓｎ用（Ｍ、８ｕｅｎａｇａお工びＷ、
Ｂ、Ｓａｍｐｓｏｎ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌａｔｔ、
’ｌ Ｑ ４（Ｃ） 外部的Ｇａ拡散： Ｖ３Ｇ
ａ用（Ｒ，ＢｏｒｍａｎｎおよびＨ，Ｃ，Ｆｒｅｙｈａ
ｒｄｔ、 ＩＥＥＥ 、 Ｔｒａｎｓ、Ｍａｇｎ、、Ｍ
ａｇ−１７，２７０（１９８１） （ｄ） 内部的Ｓｎ拡散： Ｎｂ３Ｓｎ用（Ｙ、Ｈａ
ｓｈｉｍｏｔｏ 。
Ｋ、Ｙｏｓｈｉｚａｋｊ−およびＭ、Ｔａｎａｋａ、
５ ｔｈ−工ｎｔ。
５ ｔｈ−工ｎｔ。
Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｓ Ｅｎｇ、Ｃｏｎｆ、Ｐｒｏｃ
、ＩＰＣ５ｃｉｅｎｃｅａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｐｒｅｓｓ、Ｌｏｎｄｏｎ、Ｐ、３ ろ２ 。
、ＩＰＣ５ｃｉｅｎｃｅａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｐｒｅｓｓ、Ｌｏｎｄｏｎ、Ｐ、３ ろ２ 。
（ｅ）冷間粉末冶金法：Ｎｂ３ＳｎおよびＶ３Ｇａ用（
Ｒ，Ｆｌｕｋｉｇｅｒ 、ＩＥＥＥ Ｔｒｏｎｓ、Ｍａ
ｇｎ、、Ｍａｇ−１６１２３６（１９８０）ン （ｆ）改良ゼリーロール法： Ｎｂ３Ｓｎお工び’Ｖ
３ Ｇａ＃３ （Ｗ、に、ＭａＤｏｎａｌｄ、 Ｃ，
Ｗ、Ｃｕｒｔ土ｇ、Ｒ，Ｍ、５ｃａｎｌａｎ。
Ｒ，Ｆｌｕｋｉｇｅｒ 、ＩＥＥＥ Ｔｒｏｎｓ、Ｍａ
ｇｎ、、Ｍａｇ−１６１２３６（１９８０）ン （ｆ）改良ゼリーロール法： Ｎｂ３Ｓｎお工び’Ｖ
３ Ｇａ＃３ （Ｗ、に、ＭａＤｏｎａｌｄ、 Ｃ，
Ｗ、Ｃｕｒｔ土ｇ、Ｒ，Ｍ、５ｃａｎｌａｎ。
Ｄ−Ｃ，Ｌａｒｂａｌｓｔｉｅｒ、に−Ｍａｒｔｅｎお
＝びり、Ｂ。
＝びり、Ｂ。
Ｓｍａｔｈｅｒ８．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、Ｍａｇｎ、
、Ｍａｇ−１９＋ １１（戯 浸潤法： Ｎｂ３Ｓｎ用
（Ｋ、ＨｅｍｈｏｈｈｌａｍおよびＭ、Ｒ，Ｐｉａｋｕ
ｅ、ＩＥＥＥＴｒａｎｇ、Ｍａｇｎ−、Ｍａｇ−１”３
ｔ（ｈ）ＥＣＮ法： Ｎｂ３Ｓｎ用（Ｈ，Ｖｅｒｉｎ
ｇａ、Ｐ。
、Ｍａｇ−１９＋ １１（戯 浸潤法： Ｎｂ３Ｓｎ用
（Ｋ、ＨｅｍｈｏｈｈｌａｍおよびＭ、Ｒ，Ｐｉａｋｕ
ｅ、ＩＥＥＥＴｒａｎｇ、Ｍａｇｎ−、Ｍａｇ−１”３
ｔ（ｈ）ＥＣＮ法： Ｎｂ３Ｓｎ用（Ｈ，Ｖｅｒｉｎ
ｇａ、Ｐ。
ＨｏｇｇｅｎｒｌａｈｍおよびＡ、Ｃ，Ａ、Ｖａｎ、Ｗ
ｅｅｓ、ＩＥＥＥＴｒａｎｓ、Ｍａｇ７１．、 Ｍａｇ
−１９、７７：！ｌ （１９８３３（１）ｌインシチュ
１法： Ｖ３Ｇａ用（Ｃ，Ｃ，’Ｉ’ｇｕｓｉ。
ｅｅｓ、ＩＥＥＥＴｒａｎｓ、Ｍａｇ７１．、 Ｍａｇ
−１９、７７：！ｌ （１９８３３（１）ｌインシチュ
１法： Ｖ３Ｇａ用（Ｃ，Ｃ，’Ｉ’ｇｕｓｉ。
５ｃｉｅｎｃｅ、 １８ ［Ｊ ｐ ５７ （１９８３
） ）。
） ）。
Ｎｂ３Ｓｎ多心編材を製造する現在まで公知のすべての
工業的方法のうち３つすなわち青銅法、改良ゼリーロー
ル法および内部的Ｓｎ拡赦法がもつとも普及した。これ
らの方法は重要な共通特徴を有する：伸釧工程の終夛の
反応焼鈍（代表的には７００ ’Ｃで３日）の際Ａ１５
相が拡散反応によって発生し、すなわちＳｎはＣｕ −
８ｎ青銅（これは所望の反応の開始時に初めて形成され
る。）から拡赦し、Ｎｂと反応してＮｂ３Ｓｎになる。
工業的方法のうち３つすなわち青銅法、改良ゼリーロー
ル法および内部的Ｓｎ拡赦法がもつとも普及した。これ
らの方法は重要な共通特徴を有する：伸釧工程の終夛の
反応焼鈍（代表的には７００ ’Ｃで３日）の際Ａ１５
相が拡散反応によって発生し、すなわちＳｎはＣｕ −
８ｎ青銅（これは所望の反応の開始時に初めて形成され
る。）から拡赦し、Ｎｂと反応してＮｂ３Ｓｎになる。
Ｗ調法は現在までもつとも広く普及しているけれど、Ｃ
ｕ−１３本意％Ｓｎ青銅が冷曲加工の際非常に強く硬化
し、そのためそれぞれ５０％の断面縮小の後軟化焼鈍が
必要になる。それゆえ線材ごとに５００℃約１時間の焼
鈍が全部で１５〜２０回必要であシ、それによって製造
過稈が著しく長くなる。改良ゼリーロール法の場合、薄
いＮｂおよびＣｕ −”３ｎ青銅箔から出発し、これを
銅のコアを中心にして巻き、次に押出成形する。箔の厚
さが薄いため青銅法の場合より少ない軟化焼鈍で足りる
。Ｃｕ −Ｓｎ箔をＳｎによって置替えると、前記の内
部的Ｓｎ拡赦法の場合と同じ状態が“生じ、この場合軟
化焼鈍はまったく不用であ−ｐ１時間および経費節約効
果が生ずる。元素ＣｕとＳｎの組合せがＣｕ −１３重
量％Ｓｎ青銅Ｌシ著しく加工容易な事実は内部的８ｎ拡
散法のもう１つの利点であり、それゆえその将釆が期待
される。
ｕ−１３本意％Ｓｎ青銅が冷曲加工の際非常に強く硬化
し、そのためそれぞれ５０％の断面縮小の後軟化焼鈍が
必要になる。それゆえ線材ごとに５００℃約１時間の焼
鈍が全部で１５〜２０回必要であシ、それによって製造
過稈が著しく長くなる。改良ゼリーロール法の場合、薄
いＮｂおよびＣｕ −”３ｎ青銅箔から出発し、これを
銅のコアを中心にして巻き、次に押出成形する。箔の厚
さが薄いため青銅法の場合より少ない軟化焼鈍で足りる
。Ｃｕ −Ｓｎ箔をＳｎによって置替えると、前記の内
部的Ｓｎ拡赦法の場合と同じ状態が“生じ、この場合軟
化焼鈍はまったく不用であ−ｐ１時間および経費節約効
果が生ずる。元素ＣｕとＳｎの組合せがＣｕ −１３重
量％Ｓｎ青銅Ｌシ著しく加工容易な事実は内部的８ｎ拡
散法のもう１つの利点であり、それゆえその将釆が期待
される。
Ｊｃに粒界のビン止め中心ｇ度、したがって粒度に関係
する。種々の粒子構造が現在までに検出された：Ｎｂ境
界に線軸に対し垂直に著しい集合組線を有する比較的大
きい柱状粒子（長さ１μｍまで）、次ＶＣ統計的に分布
する配向を有する非常に微細な粒子（７００″Ｃ，３日
の焼鈍後８００〜２ｏｏｏＸ）、これに粗粒／＃ （＞
２００ＯＡ）が続＜ （Ｗ、５ａｈａｕｅｒおよびＷ
−Ｓ ｃ ｈｅ ｌ ｂ＋工ＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、Ｍ
ａｇｎ、、Ｍａｇ−１７、３７４（１９８１几非常に微
細な粒子がもつとも′多くＪｏＶｃ貢献する。
する。種々の粒子構造が現在までに検出された：Ｎｂ境
界に線軸に対し垂直に著しい集合組線を有する比較的大
きい柱状粒子（長さ１μｍまで）、次ＶＣ統計的に分布
する配向を有する非常に微細な粒子（７００″Ｃ，３日
の焼鈍後８００〜２ｏｏｏＸ）、これに粗粒／＃ （＞
２００ＯＡ）が続＜ （Ｗ、５ａｈａｕｅｒおよびＷ
−Ｓ ｃ ｈｅ ｌ ｂ＋工ＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、Ｍ
ａｇｎ、、Ｍａｇ−１７、３７４（１９８１几非常に微
細な粒子がもつとも′多くＪｏＶｃ貢献する。
実施例：
次に本発明ｔｌ−笑施実施例シ詳細に説明する。
例１（蓋調法）：
試料を製造するため粒度１０６〜１２５μｍのニオブ粉
末を使用した。そのビッカース硬度は約８５Ｋｒ／閾２
であった。添朋物はニッケル粉末（直径約２０μｍ 、
Ｈｖ ＝ ７ Ｄ 〜８５ Ｋｆ／ｎ＋ｍ２）であつ
１こ。秤取した粉末を混合し、次に再び分離しないよう
に注意深く下部を閉鎖した長さは約７０直径約９−のＣ
ｕ −Ｚｒ昔へホッパにょυ注入した。高い圧縮度を達
成するため粉末を管の一部光てんの際すでにａ ２００
ＭＰａで圧縮した。閉鎖のためＣｕ −Ｚｒプラグを
約３００ ＭＰａで上から圧入した。
末を使用した。そのビッカース硬度は約８５Ｋｒ／閾２
であった。添朋物はニッケル粉末（直径約２０μｍ 、
Ｈｖ ＝ ７ Ｄ 〜８５ Ｋｆ／ｎ＋ｍ２）であつ
１こ。秤取した粉末を混合し、次に再び分離しないよう
に注意深く下部を閉鎖した長さは約７０直径約９−のＣ
ｕ −Ｚｒ昔へホッパにょυ注入した。高い圧縮度を達
成するため粉末を管の一部光てんの際すでにａ ２００
ＭＰａで圧縮した。閉鎖のためＣｕ −Ｚｒプラグを
約３００ ＭＰａで上から圧入した。
次に大部分鍛造、一部圧延により線材を製造した。介在
物を０．１μｍより小さい寸法にするため断面縮小率Ｒ
ａ＝１［］６が必要である。試料直径が小さいため伝導
体を繰返し結束することが必要であった。そのため線径
約１０の際被覆材料を＠硝ばでエッチして除去し、伝導
体１９本を再びＣｕ −Ｚｒ管内へ結束し１こ。第２結
束げ青銅管内へ実施し、次にこれを０．６ ｍの最終直
径に鍛造した。
物を０．１μｍより小さい寸法にするため断面縮小率Ｒ
ａ＝１［］６が必要である。試料直径が小さいため伝導
体を繰返し結束することが必要であった。そのため線径
約１０の際被覆材料を＠硝ばでエッチして除去し、伝導
体１９本を再びＣｕ −Ｚｒ管内へ結束し１こ。第２結
束げ青銅管内へ実施し、次にこれを０．６ ｍの最終直
径に鍛造した。
Ｎｂ３Ｓｎ −Ａ １５型構造が発生する最後の反応焼
鈍は６７５ ’Ｃで１００時間実施した。本発明の方法
によってＮ１介在物を含まないＡ１５型構造中のＮｔ＋
が１００車量チのＮｂ３Ｓｎ超伝導線材のＪａｆ直
に比して６Ｔで４３．６％、８Ｔで４１゜５％、１０Ｔ
で１７．６係のＪｃ値上昇が達成された。（図面参照）
。曲線１１Ｘ本発明の方法にょるめ３Ｓｎ超伝導線材に
よって得られ、この場合Ｎｂ ＋ Ｎｉの和に対しＮｂ
８５重量チおよびＮ１（介在物として）１５重量％を
含んでいた。曲線２は１００劃Ｊ１％ＮｂのＮＮｂ３５
ｎ伝導線材（介在物を含まない比較線材）のＪｃ値から
得た。
鈍は６７５ ’Ｃで１００時間実施した。本発明の方法
によってＮ１介在物を含まないＡ１５型構造中のＮｔ＋
が１００車量チのＮｂ３Ｓｎ超伝導線材のＪａｆ直
に比して６Ｔで４３．６％、８Ｔで４１゜５％、１０Ｔ
で１７．６係のＪｃ値上昇が達成された。（図面参照）
。曲線１１Ｘ本発明の方法にょるめ３Ｓｎ超伝導線材に
よって得られ、この場合Ｎｂ ＋ Ｎｉの和に対しＮｂ
８５重量チおよびＮ１（介在物として）１５重量％を
含んでいた。曲線２は１００劃Ｊ１％ＮｂのＮＮｂ３５
ｎ伝導線材（介在物を含まない比較線材）のＪｃ値から
得た。
前記他の材料の加工性はＮ１のそれと同等である。出発
材料の酸素、炭素お工びチッ素による不純化は避けなけ
ればならない。混合する粉末のビッカース硬度は２種の
粉末が均一【て変形するようにほぼ同じ高さでなければ
ならない。
材料の酸素、炭素お工びチッ素による不純化は避けなけ
ればならない。混合する粉末のビッカース硬度は２種の
粉末が均一【て変形するようにほぼ同じ高さでなければ
ならない。
製法例は青銅法で実施したけれど、所望の超伝導線材を
内部的スズ拡散法およびＥＣＮ法により製造することも
できる。
内部的スズ拡散法およびＥＣＮ法により製造することも
できる。
図面は本発明による超伝導線材１と公知線材２の臨界電
流密度と磁場の強さの関係を示す図である。
流密度と磁場の強さの関係を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、希土類金属、Ｔｈ、Ｕ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｇ
、Ａｔ、ｐｔの群からの添加物を含むそれぞれＡ１５型
構造を有する超伝導金属間化合物 Ｎｂ＿３ＳｎまたはＶ＿３Ｇａから形成されるフィラメ
ントを銅または銅合金で包囲したマルチフィラメント超
伝導線材において、少なくとも１つの添加元素がＡ１５
相の内部で結晶粒界および（または）Ａ１５相と銅もし
くは銅合金または線材中のもう１つの異相との界面に、
均一かつ微細に分布した溶解していないまたは少なくと
も一部溶解していない介在物として存在することを特徴
とするマルチフィラメント超伝導線材。 ２、介在物中の添加元素が未反応で元素の形または周囲
との反応後に別個の相の形で存在する特許請求の範囲第
１項記載の線材。 ３、介在物の半径方向寸法が０．５μｍ以下である特許
請求の範囲第１項または第２項記載の線材。 ４、介在物の半径方向寸法が０．１μｍより小さい特許
請求の範囲第３項記載の線材。 ５、介在物が軸平行に形成されている特許請求の範囲第
１項から第４項までのいずれか１項に記載の線材。 ６、介在物中の添加物の和がＮｂ＿３Ｓｎの場合Ａ１５
相のＮｂ分に対し、Ｖ＿３Ｇａの場合Ａ１５相のＶ分に
対し０．１〜５０重量％の範囲の濃度に相当する特許請
求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項に記載の
線材。 ７、希土類金属、Ｔｈ、Ｕ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｇ
、Ａｔ、Ｐｔの群からの添加物を含むそれぞれＡ１５型
構造を有する超伝導金属間化合物Ｎｂ＿３ＳｎまたはＶ
＿３Ｇａから形成されるフィラメントを銅または銅合金
で包囲したマルチフィラメント超伝導線材の製法におい
て、 （ａ）前記添加金属の１つもしくは多数または少なくと
も２つの添加金属の合金の１つも しくは多数からなる金属粉末を ａ＿１）ニオブもしくは ａ＿２）Ｎｂ−Ｔａ、Ｎｂ−Ｔｉ、Ｎｂ−Ｚｒの群から
の１つもしくは多数のＮｂ合金、または ａ＿３）バナジウムもしくは ａ＿４）Ｖ−Ｔａ、Ｖ−Ｎｂ、Ｖ−Ｔｉ、Ｖ−Ｚｒの群
からの１つもしくは多数のＶ合金 からなる粉末と混合し、その際すべての 粉末が直径０．１〜４００μｍの範囲の粒度を有し、粉
末混合物中の添加金属の割合ｙ が０．１≦ｙ≦５０重量％の範囲に相当し、（ｂ）ａ）
で得た粉末混合物を銅または銅合金からなる圧縮および
排気可能の容器に充て んし、含まれた空気を除去し、次に粉末混 合物を閉鎖した容器とともに単純なまたは アイソスタチツクプレスによつて理論密度 の９０％より高い粉末密度まで圧縮し、 （ｃ）圧縮した容器を公知法で０．５〜１５ｍｍの範囲
の直径を有する線材に加工し、外側の 銅または銅合金層を除去した後、さらに公 知法の１つによつてＮｂ＿３Ｓｎ線材またはＶ＿３Ｇａ
線材に処理する ことを特徴とするマルチフィラメント超伝導線材の製法
。 ８、（ａ）１つもしくは多数の前記添加金属および（ま
たは）少なくとも２つの添加金属の合 金の１つもしくは多数からなる俸材および （または）線材を ａ＿１）ニオブもしくは ａ＿２）Ｎｂ−Ｔａ、Ｎｂ−Ｔｉ、Ｎｂ−Ｚｒの群から
の１つもしくは多数のＮｂ合金、または ａ＿３）バナジウムもしくは ａ＿４）Ｖ−Ｔａ、Ｖ−Ｎｂ、Ｖ−Ｔｉ、Ｖ−Ｚｒの群
からの１つもしくは多数のＶ合金 からなる管へ導入し、その際棒材／線材 一管からなる全複合材中の添加金属の割合 Ｚが０．１≦Ｚ≦５０重量％の範囲に相当し、（ｂ）充
てんした管を公知法で６角断面に塑性加工し、 （ｃ）６角管をち密に結束し、これを銅または銅合金の
管へ挿入し、これを公知法で丸棒 材に加工し、銅または銅合金の外側層を完 全にまたは部分的に除去し、さらに公知法 の１つによりＮｂ＿３Ｓｎ線材またはＶ＿３Ｇａ線材に
処理する 特許請求の範囲第７項記載の製法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3531770.1 | 1985-09-06 | ||
| DE19853531770 DE3531770A1 (de) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | Multifilament-supraleiterdraehte, bestehend aus mit kupfer oder mit kupfer-legierung umgebenen filamenten aus nb(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)sn oder v(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)ga mit zusaetzen sowie verfahren zu deren herstellung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6256559A true JPS6256559A (ja) | 1987-03-12 |
Family
ID=6280233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61206957A Pending JPS6256559A (ja) | 1985-09-06 | 1986-09-04 | マルチフイラメント超伝導線材およびその製法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4746581A (ja) |
| EP (1) | EP0218784B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6256559A (ja) |
| DE (2) | DE3531770A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5935911A (en) * | 1987-03-13 | 1999-08-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Superconducting wire and method of manufacturing the same |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3718258A1 (de) * | 1987-05-30 | 1988-12-15 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren zur herstellung von multifilament-supraleiterdraehten aus nb(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)sn- oder v(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)ga-filamenten, eingebettet in einer cu- oder cu-legierungs-matrix |
| DE3875418D1 (de) * | 1987-07-28 | 1992-11-26 | Bbc Brown Boveri & Cie | Leiter, der aus einem verbundwerkstoff besteht. |
| US4965249A (en) * | 1987-10-02 | 1990-10-23 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a superconducting wire |
| JPH0329215A (ja) * | 1989-06-26 | 1991-02-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｎｂ↓３Ａ１多芯超電導線 |
| US4973527A (en) * | 1989-09-25 | 1990-11-27 | Teledyne Industries, Inc. | Process for making filamentary superconductors using tin-magnesium eutectics |
| US5226947A (en) * | 1992-02-17 | 1993-07-13 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Niobium-titanium superconductors produced by powder metallurgy having artificial flux pinning centers |
| US5505790A (en) * | 1994-09-09 | 1996-04-09 | General Electric Company | Method for enhancing critical current of triniobium tin |
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| JP2001236836A (ja) * | 2000-02-21 | 2001-08-31 | Hitachi Cable Ltd | Ｎｂ３Ｓｎ系超電導線材 |
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| US6836955B2 (en) * | 2000-03-21 | 2005-01-04 | Composite Materials Technology, Inc. | Constrained filament niobium-based superconductor composite and process of fabrication |
| JP4523861B2 (ja) * | 2005-03-10 | 2010-08-11 | 株式会社神戸製鋼所 | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材の製造方法 |
| EP1746667B1 (en) * | 2005-07-19 | 2008-02-27 | Bruker BioSpin AG | Superconductive elements containing Nb3Sn filaments with copper inclusions, and a composite and a method for their production |
| JP5259603B2 (ja) * | 2006-09-26 | 2013-08-07 | コンポジット マテリアルズ テクノロジー インコーポレイテッド | 改良型電解コンデンサ陽極の製造方法 |
| CN112298068A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-02-02 | 无锡光美新能源科技有限公司 | 一种新型抗氧化高导电的电动车线束及其制备方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1517689A (fr) * | 1966-01-05 | 1968-03-22 | Sodern | Procédé de fabrication d'un matériau supra-conducteur |
| JPS50197B1 (ja) * | 1970-09-09 | 1975-01-07 | ||
| JPS5132478A (ja) * | 1974-09-13 | 1976-03-19 | Tokico Ltd | Furiipisutonnokakohoho |
| GB1499507A (en) * | 1974-10-01 | 1978-02-01 | Atomic Energy Authority Uk | Superconducting members and methods of manufacturing thereof |
| JPS5256894A (en) * | 1975-11-05 | 1977-05-10 | Fujikura Ltd | Production of superconductive wire |
| DE2909290C2 (de) * | 1979-03-09 | 1984-08-09 | Hans Dipl.-Phys. Dr. 3392 Clausthal-Zellerfeld Bergmann | Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung eines supraleitenden Faserverbundmaterials |
| DE3019980C2 (de) * | 1980-05-24 | 1983-03-24 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Verfahren zur Herstellung von Supraleiterdrähten aus mit Kupfer oder Kupferlegierung umgebenen, Niob und Aluminium enthaltenden Multifilamenten |
| DE3035220A1 (de) * | 1980-09-18 | 1982-04-29 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Supraleitende draehte auf der basis von bronze-nb (pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)sn und verfahren zu deren herstellung |
| EP0054421B1 (en) * | 1980-12-15 | 1985-05-15 | The BOC Group, Inc. | Method of manufacture of multifilamentary intermetallic superconductors |
| US4409297A (en) * | 1981-05-14 | 1983-10-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Composite superconductors |
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| DE3531769A1 (de) * | 1985-09-06 | 1987-03-19 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren zur herstellung von multifilament-supraleiterdraehten aus nb(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)sn- oder v(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)ga-filamenten, eingebettet in einer cu- oder cu-legierungs-matrix, welche metallische zusatzelemente enthalten, mit vorbestimmten supraleitenden eigenschaften |
-
1985
- 1985-09-06 DE DE19853531770 patent/DE3531770A1/de active Granted
-
1986
- 1986-05-30 EP EP86107338A patent/EP0218784B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-05-30 DE DE86107338T patent/DE3689503D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-09-04 JP JP61206957A patent/JPS6256559A/ja active Pending
- 1986-09-05 US US06/903,988 patent/US4746581A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5935911A (en) * | 1987-03-13 | 1999-08-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Superconducting wire and method of manufacturing the same |
| US6170147B1 (en) | 1987-03-13 | 2001-01-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Superconducting wire and method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3531770C2 (ja) | 1988-06-16 |
| EP0218784B1 (de) | 1994-01-05 |
| EP0218784A3 (en) | 1989-01-25 |
| US4746581A (en) | 1988-05-24 |
| EP0218784A2 (de) | 1987-04-22 |
| DE3531770A1 (de) | 1987-03-19 |
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