JPS63245826A - 化合物超電導線の製造方法 - Google Patents

化合物超電導線の製造方法

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JPS63245826A
JPS63245826A JP62078532A JP7853287A JPS63245826A JP S63245826 A JPS63245826 A JP S63245826A JP 62078532 A JP62078532 A JP 62078532A JP 7853287 A JP7853287 A JP 7853287A JP S63245826 A JPS63245826 A JP S63245826A
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JP
Japan
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tube
composite
based alloy
wire
compound superconducting
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JP62078532A
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English (en)
Inventor
Misao Koizumi
小泉 操
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、Nb3 Sn化合物超電導フィラメントが
常電導金属中に埋設されたいわゆるNb3 Sn化合物
超電導線を製造する製造方法に関する。
(従来の技術) 一般に、IOT以上の高磁界を発生する超電導コイルの
製作には、Nb3 Sn化合物超電導線か用いられてい
る。Nb3 Sn化合物超電導線としては、例えば第3
図に示すように、Cu等の低抵抗金属による安定化母材
31中に、Nbチューブ32によって覆われたチューブ
状のNb3 Sn化合物超電導フィラメント33を埋設
した構造のものが知られている。なお、Nb3 Sn化
合物超電導フィラメント33内の内側には、Cu−Sn
合金棒34が埋設されている。
このようなNb3Sn化合物超電導線は、例えば次のよ
うな工程で製造される。まず、snまたはSn基合金棒
の外側にCuまたはCu基合金チューブ、NbまたはN
b基合金チューブが順次配置された複合体Aを作製する
。次に、複数の複合体AをCuまたはCu基合金チュー
ブに挿入し複合加工して複合体Bを作製する。そして、
複合体Bを細線加工して線材化した後、熱処理を施して
Nb3Sn化合物超電導線を形成する。
この方法の特徴は、NbまたはNb基合金チューブ内に
加工性の悪いCu−8nn基金金を用いず、加工性の良
いSnまたはSn基合金と、CuまたはCu基合金チュ
ーブを用いて、最終熱処理時にCu−Sn基合金を形成
するところにある。
一般に、Cu−Sn基合金を用いる場合には、加工性の
限界からSn濃度は13重量%程度が限界とされている
。しかも、著しい加工硬化が生じるために、製造工程中
に軟化を目的とした熱処理(一般に中間熱処理と呼ばれ
ている)が不可欠である。
上記の製造方法は、このような中間熱処理を必要としな
いという利点がある。
ところが、Nb3Sn化合物超電導線には、微小歪を受
けると臨界電流が急激に低下する特性がある。このため
Nb3 Sn化合物超電導線を用いてマグネットを製作
した場合には、マグネットの励磁中に受けるフープ力に
よる歪によって、Nb3 Sn化合物超電導線の臨界電
流値が低下し、所望のマグネット特性が得られないこと
がしばしばあった。
このため、応力に強いNb3 Sn化合物超電導線が望
まれる。そのようなNb3 Sn化合物超電導線の一例
として、第3図の構造を基本とし、これに加えて第4図
に示すように高抗張力を有するステンレスやモリブデン
等からなる補強フィラメント35を安定化母材31中に
埋設した構造のものが考案されている。
このような高抗張力であるステンレスやモリブデンは、
また加工硬化の著しい材料でもある。このため、Nb3
 Sn化合物超電導線の製造工程における複合加工や細
線加工に際して加工硬化したステンレスやモリブデンを
軟化させるために、中間熱処理を複合体や線材に施すこ
とが必要不可欠となる。このような中間熱処理は一般に
500℃以上の温度で行なわれるため、その熱処理に際
しNbまたはNb基合金チューブ内のSnまたはSn基
合金棒の、その外側のCuまたはCu基合金チューブと
が合金化して、ステンレスやモリブデンと同様に加工硬
化の著しい材質であるCu−Sn基合金を形成してしま
う。従って、実際には中間熱処理を施すことができず、
そのため製造工程中に断線が起こり、所望の線材が得ら
れないという問題があった。
(発明が解決しようとする問題点) このように従来の技術では、応力に強いNb3 Sn化
合物超電導線を製造することができないという問題があ
った。
本発明は応力に強いNb3 Sn化合物超電導線を製造
する方法を、提供することを目的とする。
[発明の構成コ (問題点を解決するための手段) 本発明に係る化合物超電導線の製造方法は、超電導線の
耐応力を高めるために、加工性の良いCu、Nbおよび
Nb−Ti合金を用いることを骨子とするもので、Sn
またはSn基合金棒の外側にCuまたはCu基合金チュ
ーブ、NbまたはNb基合金チューブ、CuまたはCu
基合金チューブが順次配置された第1の複合体と、Cu
またはCu基合金棒の外側にNb−Ti合金チューブ。
Nbチューブ、CuまたはCu基合金チューブが順次配
置された第2の複合体を作製した後、これら第1および
第2の複合体を複数本CuまたはCu基合金チューブに
挿入し複合加工して第3の複合体を作製し、この第3の
複合体を細線加工して線材化した後、熱処理を施してN
b3Sn化合物超電導フィラメントを形成することを特
徴とする。
(作用) 本発明によると、最終熱処理工程においてNb−Ti合
金チューブの内側に、高抗張力のNb−Ti−Cu化合
物からなるフィラメントが形成される。このNb−Ti
−Cuフィラメントは高い応力−歪特性を示すため、応
力に強いNb3 Sn化合物超電導線が得られる。
また、Nb−Ti合金チューブの外側に配置されたNb
チューブによって、Nb−Ti合金チューブのTiがそ
の外側のCuに拡散するのが防止され、Cuからなる安
定化母材の比抵抗が増大することもない。
(実施例) 以下、本発明に係るNb3 Sn化合物超電導線の製造
方法の一実施例を第1図を参照して説明する。
まず、第1図(a)に示すように、Sn棒の外側にCu
チューブ、Nbチューブ、Cuチューブを順次配置した
ものを複合加工して第1の複合体1を作製し、また同図
(b)に示すように、Cu棒の外側にNb−Ti合金チ
ューブ、Nbチューブ、Cuチューブを順次配置したも
のを複合加工して第2の複合体2を作製した。
次に、第2の複合体2を31本束ね、さらにその外側に
第1の複合体1を264本束ねてCuチューブに挿入し
たものを複合加工して、第1図(b)に示すような第3
の複合体3を作製した。
次に、第3の複合体3を細線加工して、断面寸法1.2
 vun X 2.4 rrmの線材とした。そして、
この線材に725℃の温度で120時間の熱処理を施し
た。
こうして得られたNb3 Sn化合物超電導線の模式的
な横断面構造を第1図(c)に示す。同図に示すように
、Cuからなる安定化母材10中に、264本のNbチ
ューブ11て覆われたチューブ状のNb3Sn化合物超
電導フィラメント12と、31本のNbチューブ14お
よびNb−Ti合金チューブ15で覆われたチューブ状
のNb−Ti−Cu化合物からなるフィラメント16が
埋設されている。なお、チューブ状のNb3 Sn超電
導フィラメント12の内側にはCu−3n合金棒13が
配置され、またチューブ状のNb−Ti−Cuフィラメ
ント16の内側にはCu−Ti合金棒17が配置されて
いる。
一方、比較例として前述した従来技術に基づいて、Sn
棒の外側にCuチューブ、Nbチューブ。
Cuチューブを順次配置したものを複合加工し、次にそ
の複合体264本を予め束ねられた31本のCu棒の外
側に束ねてCuチューブに挿入したものを複合加工し、
その複合体を細線加工して断面寸法1.2 mm X 
2.4 mmの線材を作製した。そして、この線材に7
25℃の温度で120時間の熱処理を施すことにより、
第3図に示した構造のNb3 Sn化合物超電導線を製
造した。
次に、本発明の効果を調べるために、上述した本発明の
実施例に基づいて製造された第1図(c)のNb3 S
n化合物超電導線と、従来技術に基づいて製造された第
3図のNb3 Sn化合物超電導線について、引張り試
験を行なって得た応力−歪曲線を第2図の21..22
にそれぞれに示す。同図に示すように0.4%歪での応
力が、従来技術により製造されたNb3 Sn化合物超
電導線では約13Kfl/mm2であるのに対し、本発
明に基づいて製造されたNb3 Sn化合物超電導線で
は約18Kg/mm2と、約1.4倍高くなっている。
また、Cuからなる安定化母材の比抵抗を超電導線の抵
抗測定により調べたところ、本発明に基づいて製造され
た超電導線と従来法により製造された超電導線とで差異
は見られなかった。これは第1図(c)におけるNbチ
ューブ14がNb−Ti合金チューブ15中のTiに対
して拡散防止層として働き、Cuからなる安定化母材1
0中へのTiの拡散か起こらないためと考えられる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば第1図(a)に示した第1の複合体1におけるS
n棒をSn基合金棒のNbチューブをNb基合金チュー
ブ、CuチューブをCu基合金チューブにそれぞれ置換
えてもよく、同図(b)に示す第2の複合体2における
CuチューブをCu基合金チューブに置換えてもよい。
さらに、本発明はV3Ga化合物超電導線の製造方法に
も適用できる。V3Ga化合物超電導線を製造する場合
は、GaまたはGa基合金棒の外側にCuまたはCu基
合金チューブ、■またはV基合金チューブに、Cuまた
はCu合金棒が順次配置された第1の複合体を作製し、
以後は実施例と同様にCuまたはCu基合金棒の外側に
Nb−Ti合金チューブ、Nbチューブ、CuまたはC
u基合金チューブが順次配置された第2の複合体ととも
に、CuまたはCu基合金チューブに挿入し複合加工し
て第3の複合体を作製し、第3の複合体を細線加工して
線材化した後、熱処理してV3Ga化合物超電導フィラ
メントを形成すればよい。その場合、Cu−Sn合金棒
の代りにCu−Ga合金棒が形成されることになる。そ
の他、本発明は要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施することが可能である。
[発明の効果] 本発明によれば、高抗張力であるNb−Ti−Cu化合
物からなるフィラメントを含むために応力に強いNb3
Sn化合物超電導線を製造することができる。さらに、
拡散し易いTiを使用しながら、Nb−Ti合金チュー
ブがNbチューブで覆われることによりCuからなる安
定化母材へのTiの拡散が防止され、安定化母材の比抵
抗を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)(b)(c)は本発明の一実施例に係るN
b3 Sn化合物超電導線の製造工程を説明するための
模式的横断面図、第2図は本発明に基づいて製造された
Nb3 Sn化合物超電導線と従来法に基づいて製造さ
れたNb3 Sn化合物超電導線の応カー歪み曲線を示
す図、第3図および第4図は従来法により製造されるN
b3 Sn化合物超電導線の模式的横断面図である。 1・・・第1の複合体、2・・・第2の複合体、3・・
・第3の複合体、10・・・Cuからなる安定化母材、
11・・・Nbチューブ、12・・・Nb3 Sn化合
物超電導フィラメント、13・・・Cu−Sn合金棒、
14・・・Nbチューブ、15・・・Nb−Tiチュー
ブ、16−Nb−T 1−Cuフィラメント、17−・
・Cu−Ti合金棒。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 歪み (0ん) 第2図 □1f:凸 第3図 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)常電導金属中に複数のNb_3Sn化合物超電導
    フィラメントが埋設されてなる化合物超電導線の製造方
    法において、SnまたはSn基合金棒の外側にCuまた
    はCu基合金チューブ、NbまたはNb基合金チューブ
    、CuまたはCu基合金チューブが順次配置された第1
    の複合体を作製する工程と、 CuまたはCu基合金棒の外側にNb−Ti合金チュー
    ブ、Nbチューブ、CuまたはCu基合金チューブが順
    次配置された第2の複合体を作製する工程と、 複数の第1および第2の複合体をCuまたはCu基合金
    チューブに挿入し複合加工して第3の複合体を作製する
    工程と、 第3の複合体を細線加工して線材化する工程と、この工
    程により線材化された複合体を熱処理してNb_3Sn
    化合物超電導フィラメントを形成する工程とを備えたこ
    とを特徴とする化合物超電導線の製造方法。
  2. (2)第3の複合体を作製する工程において、第1の複
    合体を複数本束ねたものの外側に第2の複合体を複数本
    束ねた状態で、第1および第2の複合体をCuまたはC
    u基合金チューブに挿入し複合加工することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の化合物超電導線の製造方
    法。
JP62078532A 1987-03-31 1987-03-31 化合物超電導線の製造方法 Pending JPS63245826A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009193856A (ja) * 2008-02-15 2009-08-27 Hitachi Cable Ltd Nb3Sn超電導線材の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009193856A (ja) * 2008-02-15 2009-08-27 Hitachi Cable Ltd Nb3Sn超電導線材の製造方法
JP4697240B2 (ja) * 2008-02-15 2011-06-08 日立電線株式会社 Nb3Sn超電導線材の製造方法

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