JPS6267155A - 化合物超電導素線の製造方法 - Google Patents

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」 本発明は、核融合炉やエネルギー貯蔵設備、あるいはり
ニアモータ等において利用される高性能の超電導素線を
製造する方法に関するものである。

「従来の技術」 ＮｂａＳｎ等の金属間化合物系超電導物質は極めて脆く
、加工性、特に延性や展性が悪いために、金属間化合物
の状態で伸線加工等の加工を施すことは困難であり、こ
のため従来は、超電導物質を生成すべき少なくとも２種
の元素を含む複合素線を、未だ超電導物質となっていな
い状態において加工して所要直径の超電導素線を形成し
、この後に拡散熱処理を施して超電導素線内に前記少な
くとも２種の元素から超電導物質を生成さ且、これによ
り超電導線を製造している。

ところで従来、Ｎｂ５Ｓｎ系超電導素線を製造するには
、第７図に示すように、Ｎｂロッド１をブロンズパイプ
２に挿入し、このブロンズパイプ２をＮｂバイブ３に挿
入し、更にＮｂパイプ３をキュプロニッケルからなる外
被バイブ４に挿入し、続いて縮径して製造していた。

「発明が解決しようとする問題点」 前記のような方法によって超電導素線を製造する場合に
は、超電導素線内への不純物の混入を阻止計るために、
ブロンズパイプ２とＮｂパイプ３および外被パイプ４の
各内周面と各外周面とを洗浄する等して表面処理を行う
必要があるが、この表面処理においては、前記各パイプ
を何重にも挿入する都合上、表面処理限界長さが５ｍ程
度に規制される問題を生じ、これが製造可能な超電導素
線の限界長さを制限していた。このため従来、数１００
ｍ分の極細多心超電導素線を製造する場合には、１００
本オーダーの超電導素線を作製する必要を生じ、それら
総ての表面処理作業と縮径時の口出し作業が超電導素線
の製造作業を極めて時間と手間のかかる複雑かつ煩雑な
ものにしていた。

なお、第８図に示すように、青銅テープとＮｂテープと
キュプロニッケルテープを各々連続表面処理した後に管
状に連続溶接してブロンズバイブロとＮｂパイプ７とキ
ュプロニッケルパイプ８を製造し、Ｎｂロッド９に外方
にこれら各バイブロ。

７．８を順次外挿して超電導素線を製造するならば、長
尺の超電導素線を製造可能になるか、この製造方法にお
いては以下に示す問題がある。

まず、前述の製造方法においては、ブ［ノンズパイブ６
とＮｂパイプ７とキュプロニッケルパイプ８の各々を連
続溶接するために、３本の溶接ラインを同一ライン上に
配置する必要を生じて設備規模が大きくなり、工程数も
増加する欠点がある。

また、それぞれ異なる材質のテープを溶接するために、
溶接設定条件が複雑になって、同−引き取り装置で一度
に引き取ることが困難になり、３本の溶接ラインの内、
最も遅い溶接ラインの溶接速度に全体の溶接速度が規制
される欠点があった。

「発明の目的」 本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、長尺の超
電導素線を低コストで効率良く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−１ 本発明は、前記問題点を解決するために拡散熱処理を施
すことによって内部に化合物超電導物質が生成される超
電導素線を製造する方法であって、前記化合物超電導物
質を構成する２種以上の元素の内、１種以−にの元素か
らなる線状体の外方に、前記化合物超電導物質を構成す
る２種以上の元素の内、他の１種以上の元素を含有する
素材テープを線状体を囲ませて縦沿えし、素材テープの
外方に前記線状体の組成と同等の組成の基材テープを前
記素材テープを囲ませて縦沿えし、更に、基材テープの
外方に外被テープを前記基材テープを囲ませて縦沿えし
、次いで、基材テープの合わせ部分を溶接して接合した
ものである。

１作用　」 線状体に素材テープと基材テープと外被テープを順次縦
沿えするために長尺の超電導素線を製造可能になるとと
もに、最外周の外被テープのみを溶接するために超電導
素線の製造に当たり１つの溶接設備で対応可能となる。

「実施例」 第１図ないし第５図は、本発明の一実施例を説明するた
めのもので、本発明の実施には例えば第５図に示すよう
な装置を用いる。第５図に示す装置において、１０はＮ
ｂロッド１１か巻回された送り出し装置、１２はブロン
ズテープ（素材テープ）１３が巻回された第１リール、
１４はＮｂテープ（基材テープ）１５が巻回された第２
リール、１６はキュプロニッケルテープ（外被テープ）
１７が巻回された第３リール、１８はＴＩＧ溶接装置、
１９はスフイージング装置、２０は引き取りローラ、２
１は巻き取り装置を各々示している。また、前記第１リ
ール１２の上方には第１フオーミングロール２２が、ま
た第２リール１４の上方には第２フオーミングロール２
３が、更に第３リール１６の上方には第３フオーミング
ロール２４が各々設けられている。

前記構成の装置を用いて超電導素線Ａを製造するには、
まず、送り出し装置ＩＯからＮｂロッドＩＩを引き出し
、このＮｂロッド１１に第１フオーミングロール２２を
用いて第２図に示すように、ブロンズテープＩ３を縦沿
えして被せＮｂロッド１１の周面全部をブロンズテープ
１３によって覆い、複合索線Δ１を形成する。ここで、
ブロンズテープ１３の幅は、ＮｂロッドＩＩにブロンズ
テープ１３を縦沿えしてこれを囲んだ場合に、Ｎｂロッ
ド１１の全周面を囲みうる値であって、Ｎｂロッド１１
の外方でブロンズテープ１３の端縁１３ａどうしを互い
に突き合わせることができる値に設定される。

次に、前記複合素線ＡＩに第２フオーミングロール２３
を用いて第３図に示ずようにＮｂテープ１５を縦沿えし
て被せ、複合素線Ａ１の周面全部をＮｂテープ１５によ
って覆って被覆複合線Ａ２を形成する。ここで、Ｎｂテ
ープ１５の幅は、複合素線Ａ１にＮｌ）テープ１５を縦
沿えしてこれを囲んだ場合に、複合素線Ａ１の全周面を
囲みつる値であって、複合素線Ａ、の外方でＮｂテープ
１５の端縁１５ａどうしを互いに突き合わＵることがで
きる値に設定される。

次いで、前記被覆複合索線Ａ２に第３フオーミｒ　　　
　′フグロール２４を用いて第４図に示すようにキュプ
ロニッケルテープＩ７を縦沿えして被せ、キュをＴＩＧ
溶接装置１８によって溶接して被覆複合索線Ａ、の周面
全部をキュプロニッケルテープＩ７により覆う。以」二
の工程において、溶接作業はキュプロニッケルテープ１
７を溶接する際の１回のみで良い。このため従来方法に
おいては必要であった３回の溶接作業は本実施例では１
回のみ行うと良くなり、その分設備コストの削減をなし
えるとともに、工程の簡略化をなしうる。また、従来は
ブロンズテープの溶接とＮｂテープの溶接とキュプロニ
ッケルテープの溶接の内、最も遅い速度の溶接作業によ
って超電導素線の製造速度が制限されていたが、超電導
素線の製造速度を前記の如くキュプロニッケルテープ１
７の溶接速度のみで決定できるようになる。更に、Ｎｂ
ロッド１１の外方に各テープＩ　３，１５．１７を被せ
るために、これら各テープ１３，１５．１７の表面処理
は実質的に無限長さ可能になり、したがって長尺の超電
導索線を従来より容易に製造できるようになる。　　　
　　）このため、製造効率が向上し製造時間を大幅に短
□ 縮できるようになる。

この後に、前記溶接処理が施された線材をスフイージン
グ装置１９によって所要の直径に縮径して超電導素線Ａ
を形成し、この後に巻き取り装置２１に巻き取る。この
スフイージング装置１９による縮径加工によって舶記各
テープＩ　３，１５．１７は互いに密着し、一体化する
。

前述の如く製造された超電導素線Ａは、後に、多数本集
合して所要のパイプ内に挿入され、更に縮径されて拡散
熱処理が施され、その内部のＮｂロッド１１の周囲部に
Ｎｂ３Ｓｎが生成され、極細多心超電導線の製造等に使
用される。

第６図は、Ｎｂロッド１１の外周にブロンズテープ１３
を２重に縦沿えした状態を示すもので、厚いブロンズ層
を必要とする場合にはブロンズテープ１３をこのように
２重、あるいは２重以上に縦沿えしても良い。

ところで、本実施例においては、Ｎｂロッドｌｌの外方
に、ブロンズテープ１３とＮｂテープ１５とキュプロニ
ッケルテープ１７を被せたが、さらに、ブロンズテープ
１３中の５ｎｉｌｆ度が低い場合には、ブロンズテープ
１３とＮｂテープ１５の間にＳｎテープを介在させても
良いし、キュプロニッケルテープ１７のＮｉ濃度を向上
させる場合には、Ｎｂテープ１５とキュプロニッケルテ
ープ１７の間にＮｉテープを介在させても良い。

「製造例」 直径１０ｍｍのＮｂロッドの周面に、幅３５ｍｍ。

厚さ５ｍｍのブロンズテープ（Ｃｕ−１２％Ｓｎ合金テ
ープ）を縦沿えして被せ、更に、その周面に幅６５ｍｍ
、厚さ５ｍｍのＮｂテープを縦沿えして被せ、そして、
幅９８ｎ＋ｍ、厚さ２ｍｍのキュプロニッケルテープを
被せ、最外周のキュプロニッケルテープの突き合わせ部
分をＴＩＣ溶接した。また、この線材を引き取り装置を
用いて一定速度で引き取るものとし、その引き取り装置
の前には５段のロールとダイスを備えたスフイージング
装置を備え、前記溶接後の線材をこのスフイージング装
置を用いて縮径することによって、外径３３ｍｍの超電
導素線を得た。この超電導素線は伸線装置と焼鈍装置に
よって直径２ｍｍの超電導素線にされ、この超電導素線
を５１０本集合して５１０の透孔が形成されたパイプ材
に挿入し、静水圧押出処理と伸線装置により加工し、拡
散熱処理を経ることによって直径１．ＯｍｍのＮｂ３Ｓ
ｎ系超電導線を製造した。

なお曲記製造例において、キュプロニッケルテープを銅
テープに置き換えると、安定化銅付きのＮｂ３Ｓｎ超電
導線を製造することができる。

「発明の効果ｊ 以」−説明したように本発明は、線状体の外方に、超電
導物質を形成するために必要な元素を含有したテープ材
を縦沿えし、外被テープを縦沿えし、外被テープを溶接
して接合し、超電導素線を製造するものであるために、
テープ材は長尺のものでも表面処理が容易であり、これ
によって長尺の超電導素線の製造が容易にできるように
なる。また、外被テープのみを溶接するために、３つの
溶接装置を同一ライン」ユに必要としていた従来方法に
比較して溶接設備および溶接工程の削減をなしえるとと
らに製造速度を向」ニさせることができ、超電１９・・
・・・・スフイージング装置、導素線のコストダウンを
実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５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Ｎｂロッドの斜視図、第２図はＮ
ｂロッドにブ〔１ンズテーブを縦沿えした状態を示す斜
視図、第３図はＮｂ【ＪラドにブロンズテープとＮｂテ
ープを縦沿えした状態を示す斜視図、第４図は超電導素
線の斜視図、第５図は本発明方法の実施に使用する装置
の構成図、第６図はＮｂロッドにブロンズテープを２重
に縦沿えした状態を示す斜視図、第７図は従来の超電導
素線の製造方法の一例を示すだめの断面図、第８図は従
来の超電導線の製造方法の他の例を示すための断面図で
ある。 ｌ　１・・・・・Ｎｂロッド（線状体）、１３・・・・
・素材テープ（ブロンズテープ）、１５・・・・・基材
テープ（Ｎｂテープ）、１７・・・・・・外被テープ（
キュプロニッケルテープ）、１８・・・・・溶接装置、 ＝１２−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 拡散熱処理を施すことによって内部に化合物超電導物質
   が生成される超電導素線を製造する方法であって、前記
   化合物超電導物質を構成する２種以上の元素の内、１種
   以上の元素からなる線状体の外方に、前記化合物超電導
   物質を構成する２種以上の元素の内、他の１種以上の元
   素を含有する素材テープを線状体を囲ませて縦沿えし、
   素材テープの外方に前記線状体の組成と同等の組成の基
   材テープを前記素材テープを囲ませて縦沿えし、更に、
   基材テープの外方に外被テープを前記基材テープを囲ま
   せて縦沿えし、次いで、基材テープの合わせ部分を溶接
   して接合することを特徴とする化合物超電導素線の製造
   方法。