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Info
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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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Classifications
-
- 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
- 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】
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- (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)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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62078532A JPS63245826A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 化合物超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62078532A JPS63245826A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 化合物超電導線の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63245826A true JPS63245826A (ja) | 1988-10-12 |
Family
ID=13664521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62078532A Pending JPS63245826A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 化合物超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63245826A (ja) |
Cited By (1)
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 |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP62078532A patent/JPS63245826A/ja active Pending
Cited By (2)
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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