KR20210082578A - 초전도체용 Sn-Ti 합금 선재 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초전도체용 Sn-Ti 합금 선재 제조 방법에 관한 것으로서, Sn-Ti가 혼합된 금속재를 압출하여 Sn-Ti 선재를 제조하는 단계: 및 적층 배치된 Sn-Ti 선재를 압출하여 초전도체용 Sn-Ti 합금선재를 성형하는 단계;를 포함한다.

Description

초전도체용 Sn-Ti 합금 선재 제조 방법{Method for manufacturing alloyed wire of superconducting}
본 발명은 초전도체용 Sn-Ti 합금 선재 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 용융점 차이가 큰 저융점의 Sn에 첨가되는 고융점의 Ti의 분산효과를 증대시켜 Sn-Ti를 합금화시킴으로써 고임계전류 Nb3Sn 초전도체에 활용할 수 있는 Sn-Ti 합금 선재 제조 방법에 관한 것이다.
초전도 현상이란 전류에 대한 저항이 없어져 저항으로 인한 열손실이 사라지는 현상으로써, 많은 금속들의 경우 영하 265∼245℃ 정도의 낮은 온도에서 갑자기 저항이 '0'이 되는 바, 이때의 물질을 초전도체라 하며, 초전도 현상이 일어나는 온도를 '임계온도'라 한다.
상기와 같은 초전도 현상이 나타나게 되는 초전도체의 가장 중요한 특징은 전류의 흐름을 방해하는 전기 저항이 없는 무저항체라는 점과, 자기장을 통과시키지 않는 반자성체라는 점이다.
일반적으로 모든 물질은 외부 자기장의 방향으로 배열되면서 전체적으로 자석에 끌리게 되는 분자 자석들로 이루어지며, 이러한 분자 자석들이 자기장 방향으로 배열되는 효과가 매우 약하여 일상 생활 속에서는 자석에 끌리게 되는 현상이 거의 관찰되지 않는 일반적인 물질들을 상자성체라 하고, 상기와 같은 특성이 강하여 자석에 잘 끌리는 물질 즉, 철과 같은 물질을 강자성체라 한다.
상기와 같이 전기저항이 없는 동시에 반자성 특성을 갖는 초전도 물질은 고온초전도체와 저온초전도체로 구분될 수 있는바, 전자는 액체질소 온도(77K) 부근에서, 후자는 액체헬륨 온도(4K) 부근에서 초전도 현상이 일어나는 물질로서, 이와 같은 초전도 물질은 금속, 유기물, 세라믹, 화합물 등에서 1천종 이상이 발견되었으며, 금속계 초전도 물질인 Nb-Ti 합금, 화합물계 초전도 물질인 Nb3Sn, Nb3Al 등 5∼6종 정도가 현재 실용화되어 사용되고 있는 바, 자기부상열차, 핵융합로, 입자가속기, 의료용 MRI, 발전기 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.
한편, 종래의 Nb3Sn 선재는 동(銅)을 기지로 한 금속(11) 중에 Nb 필라멘트(12)를 적절한 위치에 배치 삽입하여 압출한 압출재의 중앙부에 구멍을 뚫은 후 그 구멍에 Sn 또는 Sn계 합금(13)을 삽입하여 인발 가공을 반복 실시한 전구체를 열처리함으로써, 전구체 내부에 삽입된 Nb 필라멘트와 Sn 또는 Sn계 합금의 상호 확산반응에 의하여 초전도체인 Nb3Sn 화합물이 형성되도록 하는 내부확산법에 의해 제조되어 왔다. 또한, 도 1에 나타난 바와 같이 Sn 또는 Sn계 합금이 전구체의 중심에 배치되어 효과적인 내부확산을 저해하는 문제점이 있었다.
이에, Sn금속에 0.1~6wt%의 Ti금속을 첨가하면 확산효과의 증대로 초전도 특성 향상된다. 하지만, Sn과 Ti의 융점은 각각 232℃ 및 1,675℃로서 그 융점의 차이가 1,400℃로 용해주조 빌렛제조에서 Ti 편석 및 불균일 분포로 인하여 Sn-Ti합금 선재 제조시 Sn-Ti화합물의 분산효과가 적절하게 이루어지지 않아 고품질의 초전도선재 제조에 문제점이 발생하고 있다.
(한국등록특허 제10-1734373호, 2017년 5월 11일)
본 발명의 목적은 융점이 낮은 Sn 내부에 융점이 높은 Ti의 분산을 증대시켜 Sn-Ti를 이용한 Nb3Sn 초전도체 형성 시에, 확산반응 속도를 높이고 미반응 영역을 최소화시킴으로써 임계전류 밀도를 향상시켜 초전도체의 성능을 증대시킬 수 있는 초전도체용 Sn-Ti 합금 선재 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 초전도체용 Sn-Ti 합금 선재 제조 방법은 Sn-Ti가 혼합된 금속재를 압출하여 Sn-Ti 선재를 제조하는 단계; 및 압출된 Sn-Ti 선재를 재 압출하여 초전도체용 Sn-Ti 합금선재를 성형하는 단계;를 포함한다.
여기서, Sn-Ti 합금선재는 Sn과 Ti가 혼합되어 형성된 용해주조 빌렛을 준비하는 단계; 용해주조 빌렛을 압출하여 박판의 판상의 압출판을 형성하는 단계; 압출된 판상의 압출판을 서로 반대 방향으로 회전하는 롤러 사이로 인입시키면서 압연하여, Sn에 상기 Ti가 압연방향을 따라 분산되도록 압연판을 형성하는 단계; 압연되는 압연판을 일방향으로 권취하는 단계; 및 권취되어 성형된 롤을 상기 롤의 축방향을 따라 압출컨테이너에 삽입시켜 상기 분산방향에 교차하는 방향으로 분산되도록 재압출하는 단계;를 통하여 형성한다.
여기서, Sn-Ti 합금선재는 박판의 Sn 금속판 및 Ti 합금판 또는 Sn-Ti 합금판을 준비하는 단계; Sn 금속판 및 Ti 합금판 또는 Sn-Ti 합금판을 맞닿도록 배치시키고, 서로 반대 방향으로 회전하는 롤러 사이로 인입시키면서 압연하여, Sn 금속판에 Ti 합금판 또는 Sn-Ti 합금판이 압연방향을 따라 분산되도록 박판의 압연판을 형성하는 단계; 압연판을 일방향으로 권취하는 단계; 및 권취되어 성형된 롤을 롤의 축방향을 따라 압출컨테이너에 삽입시켜 분산방향에 교차하는 방향으로 분산되도록 재압출하는 단계;를 통하여 형성될 수 있다.
여기서, Sn-Ti 합금선재는 박판의 Sn 또는 Sn 합금 금속판과 Ti 또는 Sn-Ti 함유 금속분말을 준비하는 단계; Sn 또는 Sn 합금 금속판과 Ti 또는 Sn-Ti 함유 금속분말을 분사하면서 서로 반대 방향으로 회전하는 롤러 사이로 인입시키면서 압연하여, Sn 금속판에 상기 Ti 또는 Sn-Ti 함유 금속분말 분말이 압연방향을 따라 분산되도록 박판의 압연판을 형성하는 단계; 압연되는 박판의 압연판을 일방향으로 권취하는 단계; 및 권취되어 성형된 롤을 롤의 축방향을 따라 압출컨테이너에 삽입시켜 분산방향에 교차하는 방향으로 분산되도록 재압출하는 단계;를 통하여 형성될 수 있다.
여기서, Ti 함유된 합금분말은 X-Ti합금, X는 Sn, 및 Cu 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
여기서, Sn-Ti 선재는 Ti 가 10 wt% 미만으로 투입되어 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 초전도체용 Sn-Ti 합금 선재 제조 방법은 융점이 낮은 Sn과 내부에 융점이 높은 Ti의 분산을 증대시켜 Sn-Ti화합물을 이용한 Nb3Sn 초전도체 형성 시에, 확산반응 속도를 높이고, 미반응 영역을 최소화시킴으로써 임계전류 밀도를 향상시켜 초전도체의 성능을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 기존 초전도 선재용 전구체 단면도 사례이다.
도 2는 본 발명의 초전도체용 Sn-Ti 합금선재의 제조 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 초전도체용 Sn-Ti 선재의 제조방법에 대한 개념도이다.
도 4는 3의 Sn-Ti 선재의 제조방법에 대한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초전도체용 Sn-Ti 합금선재의 제조 방법의 개념도이다.
도 6은 도 5의 Sn-Ti 선재의 제조방법에 대한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 초전도체용 Sn-Ti 합금선재의 제조 방법의 개념도이다.
도 8은 도 7의 Sn-Ti 선재의 제조방법에 대한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, “~상에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 초전도체용 Sn-Ti 합금선재의 제조 방법의 순서도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 Sn-Ti 합금 선재 제조 방법은 다음과 같은 방법에 따라 순차적으로 성형될 수 있다.
먼저, Sn-Ti 화합물이 혼합된 금속재를 압출하여 Sn-Ti 선재를 제조한다(S100). 이때, Sn에 Ti가 0.1 ~ 10wt%로 투입되어 성형될 수 있다. 만약, Ti가 0.1wt% 미만으로 투입되면, 초전도 선재를 성형할 때에 인발 등에 대한 가공성이 좋지 않을 뿐 아니라 Nb3Sn이 형성되지 않아 강자장 변화에 대한 임계 전류밀도 특성이 저하되고, 10wt％를 초과하게 되면 미고용 Ti나 탄화물이 증가하게 되거나, Cu-Sn 합금의 가공성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
그 다음으로, Sn-Ti 선재를 재 압출하여 초전도체용 Sn-Ti 합금선재를 성형하는 단계를 포함한다.
여기서 Sn-Ti 선재는 Sn과 Ti가 합금화 형성된 선재로서 후술하는 도 3 내지 도 8의 방법을 통해서 성형될 수 있는 것으로서, 성형방법에 대해서는 이하에서 더욱 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 초전도체용 Sn-Ti 선재의 제조방법에 대한 개념도이며, 도 4는 3의 Sn-Ti 선재의 제조방법에 대한 순서도이다.
도 3 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 저융점 금속에 고융점 금속의 분산성을 향상시키는 Sn-Ti 선재의 제조방법은 용해주조 빌렛 준비 단계(S100), 판재압출 형성 단계(S200), 박판 압연 형성 단계(S300), 권취단계(S400) 및 재압출 단계(S500)를 포함한다.
용해빌렛 준비 단계(S100)는 저융점 금속인 Sn과 고융점 금속 Ti가 혼합된 용해주조 빌렛(B)을 준비하는 단계이다. 도 3에서 용해주조 빌렛의 형상을 원통형상으로 표시하였으나, 그 형상이 원통형상으로 제한되지 않으며, 다각형 형상으로 형성될 수도 있다. 저융점 금속으로는 주석(Sn), 고융점 금속으로 티타늄(Ti)으로 형성될 수 있다. 이때, 주석(Sn) 합금에 미량의 타타늄(Ti) 금속이 첨가된 용해 주조빌렛(B)을 제조함으로서 Ti금속이 불균일하게 분산된 용해주조 빌렛(B)이 형성된다.
판재압출 형성 단계(S200)는 불균일 용해주조 빌렛(B)을 얇은 박판으로 형성할 수 있는 다이(110)에 삽입시켜 압출 성형하여 판재 압출판(P1)을 성형시킨다. 이때, 압출 판재는 도 3의 (c)와 같이 용해주조 빌렛의 불균일한 상태에서 압출됨에 따라 초기 압출 판재부분과 끝단 압출판재부분이 불균일 분포 상태로 압출하게 된다.
박판 압연 형성 단계(S300)는 압출 성형된 압출판재(P1)를 서로 반대 방향으로 회전하는 롤러 사이(120)로 인입시키면서 압연하여, 불균일 상태로 분포된 Sn-Ti화합물이 압연방향을 따라 Sn합금에 분산되도록 하면서 박판의 압연판재(P2)을 형성한다. 이를 통해, 압연판재(P2)는 압출판재(P1)보다 더욱 얇은 두께로 성형된다. 압연되면서 압연판(P2)에 혼합된 Sn-Ti화합물은 Sn에 인입방향(압연방향)으로 길게 길어지면서 분산된다. 압연판재(P2)는 권취를 고려해서 0.1mm 이하의 박판의 두께로 성형되는 것이 바람직하지만, 그 두께가 이에 제한되는 것은 아니다. 다만, 권취시 두께가 증가하게 되면 균일한 롤이 조밀하게 형성되지 않아 성형될 롤을 압출할 때에 불균일성이 발생할 수 있기 때문에 두께가 0.1mm를 초과하여 성형되지 않는 것이 바람직하다.
한편, 도 3의 (C)와 같이 일방향으로 압출판재(P2)를 압연하게 되면 Sn에 Sn-Ti 화합물이 압연방향으로 길게 분산된 상태이기 때문에 전체적으로 균일하지 못한 분산으로 인해 합금화를 유도하기에 어려운 측면이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해서 본 발명은 후술하는 단계를 더 포함하게 된다.
권취단계(S400)는 압연판재(P2)를 압연방향을 따라 권취한다. 권취는 일반적인 권취장치를 이용할 수 있다. 불균일한 용해주조 빌렛을 판재압출과정에서 불균한 상태로 판재를 압출된다. 이때, 압출판재를 박판 압연이후 롤(Roll) 형상으로 권취과정에서 박판 압연방향으로 권취함으로서 길게 길어진 Sn-Ti화합물이 길이방향으로 감기고, 도 3의 (d)와 같이 롤(Roll)의 단면으로 보면 Sn-Ti화합물이 원주방향으로 적층된다. 이때, 롤 형상으로 권취된 빌렛을 진공이나 CIP 공정과 같은 등방향가압으로 추가적으로 가압함으로서 롤 사이의 공기 제거와 밀착성을 높일 수 있다.
재압출 단계(S500)는 권취된 롤(R)을 롤(R)의 축방향을 따라 압출 컨테이너에 삽입시켜, 롤(R)의 축방향을 따라 재압출하게 된다. 이때, S200 및 S300 단계에서 분산된 Sn-Ti화합물이 분산된 분산방향에 교차하여 분산될 수 있도록 롤(R)이 다이(120)에 축방향을 따라 배치된다. 이와 같이 배치된 롤(R)은 압출되면서 Ti가 S200 및 S300 단계에서 분산된 방향(b1)에 직각방향(b2)으로 Sn에 재분산 되도록 함으로써 Sn과 Ti의 균일한 합금을 유도할 수 있다.
또한, 압출과정에서 압연방향으로 길게 분산된 Ti를 권취 과정에서 압출방향의 직각 즉, 원주방향으로 배치된다. 이때 압출과정에서 압출비와 압출 중심부와 바깥부분의 압출속도 차이로 인하여 원주방향으로 길게 배치된 Sn-Ti화합물를 전단변형이 발생함으로 Ti화합물이 전단 변형되면서 압출된다. 이를 통하여, Sn-Ti화합물이 미세하고 균일하게 분포된 합금화를 유도된 와이어(w)를 성형할 수 있게 된다. 따라서 Sn-Ti화합물은 압연공정과 권취공정을 통한 균일한 분포를 갖도록 유도하고 재압출 공정을 통한 화합물의 미세화를 달성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초전도체용 Sn-Ti 합금선재의 제조 방법의 개념도이며, 도 6은 도 5의 Sn-Ti 선재의 제조방법에 대한 순서도이다.
도 5 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명이 제2 실시예에 따른 저융점 금속에 고융점 금속의 분산성을 향상시키는 선재의 제조방법은 저융점 금속판과 고융점 금속 분말 준비단계(S100), 압연판 형성 단계(S200), 권취단계(S300) 및 재압출 단계(S400)를 포함한다.
박판의 저융점 금속판과 고융점 금속 분말 준비단계(S100)는 저융점 금속판(a1)으로는 Sn을, 고융점 금속 분말(a2)로는 Ti, 또는 Ti금속이 함유된 합금분말을 준비한다. 저융점 금속 및 고융점 금속 분말이 각각 주석(Sn), 또는 주석합금 및 티타늄(Ti) 또는 Ti 금속이 함유된 합금분말로 형성될 수 있으나, 융점의 온도차이가 큰 저융점 금속 및 고융점 금속이라면 다양한 금속들이 선택적으로 적용될 수 있다.
압연판 형성 단계(S200)는 박판의 Sn 금속판(a1)에 Ti 금속 또는 Ti 금속 함유 금속분말(a2)을 분사하면서 서로 반대 방향으로 회전하는 롤러(130) 사이로 인입시키면서 압연한다. 이때, 박판의 Sn 금속판(a1)에는 Ti 분말(a2)이 압연방향을 따라 분산되도록 압연된다.
압연판(P2)의 두께는 권취를 고려해서 0.1mm 이하로 성형되는 것이 바람직하지만, 그 두께가 이에 제한되는 것은 아니다. 본 실시예에서는 Sn 금속판(a1)에 Ti 분말(a2)을 분사하기 때문에, Ti 분말(a2)로 인해서는 압연판(P2)의 두께 변화에 영향을 미치지 않게 된다. 따라서, 박판의 Sn 금속(a1)의 두께를 0.1mm 이하로 성형하면 충분한다. 만약, 0.1mm 초과하면, 권취시 균일한 롤이 조밀하게 형성되지 않아 성형될 롤을 압출할 때에 불균일성이 발생할 수 있다.
이때, 도면에는 미 표시하였으나, Ti 분말을 분사하는 앞단계에 소정깊이의 주름을 형성시킬 수 있도록 주름금형이 배치될 수 있다. 주름금형을 통해 소정깊이의 주름이 성형되면, 소정 깊이의 홈이 형성될 수 있다. 소정의 홈에 Ti 분말이 수용되게 된다. 이와 같이, 홈에 Ti 분말이 수용되면 향상된 분산효과가 이루어지도록 압연판(P2)을 성형할 수 있다.
권취단계(S300)는 압연판(P2)을 일방향을 따라 권취한다. 압출판재를 박판 압연이후 롤(Roll) 형상으로 권취과정에서 박판 압연방향으로 권취함으로서 길게 길어진 Sn-Ti화합물이 길이방향으로 감기게 되며, 롤(Roll)의 단면은 도 3의 (d)와 같이 원주방향으로 적층된다. 롤 형상으로 권취된 빌렛(B)을 진공이나 CIP 공정과 같은 등방향 가압으로 추가적으로 가압함으로서 롤 사이의 공기 제거와 밀착성을 높일 수 있다.
재압출 단계(400)는 권취된 롤(R)을 롤(R)의 축방향을 따라 다이(120)에 삽입시켜, 롤(R)의 축방향을 따라 재압출하게 된다. 이때, S200 단계에서 분산된 Ti 분말의 분산방향에 교차된 방향으로 분산될 수 있도록 롤(R)이 다이(120)에 축방향을 따라 배치된다. 이와 같이 배치된 롤(R)은 압출되면서 고융점 분말이 S200 단계에서 분산된 방향(b1)에 직각방향(b2)으로 Sn 금속판(a1)에 분산되도록 함으로써 Sn 금속판(a1)과 Ti 금속 분말(a2)간의 균일한 합금을 유도할 수 있다. 이를 통하여, 균일한 합금화가 유도된 와이어(w)를 성형할 수 있게 된다. 재압출 할 때에, 전술한 바와 같이, Sn-Ti화합물의 전단변형이 발생함으로 Ti화합물이 전단 변형되면서 압출된다. 이를 통하여, Sn-Ti화합물이 미세하고 균일하게 분포된 합금화로 유도된 와이어(w)를 성형할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 초전도체용 Sn-Ti 합금선재의 제조 방법의 개념도이며, 도 8은 Sn-Ti 선재의 제조방법에 대한 순서도이다.
도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 저융점 금속에 고융점 금속의 분산성을 향상시키는 선재의 제조방법은 저용점 금속판 및 고융점 금속판 준비단계(S100), 압연판 형성 단계(S200), 권취단계(S300) 및 재압출 단계(S400)를 포함한다.
저용점 금속판 및 고융점 금속판 준비단계(S100)는 주석(Sn)과 또는 주석합금 같은 박판의 저융점 금속판(a1)과 박판의 티타늄(Ti) 또는 Ti 금속이 함유된 합금과 같은 고융점 금속판(a3)을 준비하는 단계이다. 저융점 금속판 및 고융점 금속판은 상기의 금속판으로 제한되지 않으며, 융점의 온도차이가 큰 저융점 금속 및 고융점 금속이라면 다양한 금속들이 선택적으로 적용될 수 있다.
압연판 형성 단계(S200)는 박판의 Sn 금속판(a1)에 박판의 Ti 금속판(a3)을 맞닿도록 배치시켜 서로 반대 방향으로 회전하는 롤러(130) 사이로 인입시키면서 압연하여 박판의 압연판(P2)을 성형한다. 이로 인해, Sn 금속판(a1)에는 Ti 금속판(a3)이 압연방향을 따라 분산된다. 압연판(P2)의 두께는 권취를 고려해서 0.1mm 이하로 성형되는 것이 바람직하지만, 그 두께가 이에 제한되는 것은 아니다. 다만, 권취시 균일한 롤이 조밀하게 형성되지 않아 성형될 롤을 압출할 때에 불균일성이 발생할 수 있기 때문에 두께가 0.1mm를 초과하여 성형되지 않는 것이 바람직하다.
권취단계(S300)는 박판의 압연판(P2)을 일방향을 따라 권취한다. 압출판재를 박판 압연이후 롤(Roll) 형상으로 권취과정에서 박판 압연방향으로 권취함으로써, 길게 길어진 Sn-Ti화합물이 길이방향으로 감기게 되며, 롤(Roll)의 단면은 도 3의 (d)와 같이 원주방향으로 적층된다. 롤 형상으로 권취된 빌렛(B)을 진공이나 CIP 공정과 같은 등방향가압으로 추가적으로 가압함으로서 롤 사이의 공기 제거와 밀착성을 높일 수 있다.
재압출 단계(400)는 권취된 롤(R)을 롤(R)의 축방향을 따라 다이(120)에 삽입시켜, 롤(R)의 축방향을 따라 재압출하게 된다. 이때, S200 단계에서 분산된 분산방향에 교차하여 분산될 수 있도록 롤(R)이 다이(120)에 축방향을 따라 배치된다. 이와 같이 배치된 롤(R)은 압출되면서 Ti 금속(a3)이 S200 단계에서 분산된 방향(b1)에 직각방향(b2)으로 Sn 금속판(a1)에 분산되도록 함으로써 Sn 금속판(a1)과 고융점 Ti(a3) 간의 균일한 합금을 유도할 수 있다. 이를 통하여, 균일한 합금화가 유도된 와이어를 성형할 수 있게 된다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10, 12 : Sn 선재
11, 20 : Sn-Ti 선재
110, 120 : 다이
130 : 롤러
B : 용융빌렛
a1 : 저융점 금속판
a2 : 고융점 금속 분말
a3 : 고융점 금속판
P1 : 압출판
P2 : 압연판
R : 롤

Claims (6)

  1. 초전도체용 Sn-Ti 합금 선재 제조 방법에 있어서,
    Sn-Ti가 혼합된 금속재를 압출하여 Sn-Ti 선재를 제조하는 단계; 및
    상기 압출된 Sn-Ti 선재를 재 압출하여 초전도체용 Sn-Ti 합금선재를 성형하는 단계;를 포함하는 초전도체용 Sn-Ti 합금 선재 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Sn-Ti 합금선재는,
    Sn과 Ti가 혼합되어 형성된 용해주조 빌렛을 준비하는 단계;
    상기 용해주조 빌렛을 압출하여 박판의 판상의 압출판을 형성하는 단계;
    상기 압출된 판상의 압출판을 서로 반대 방향으로 회전하는 롤러 사이로 인입시키면서 압연하여, 상기 Sn에 상기 Ti가 압연방향을 따라 분산되도록 압연판을 형성하는 단계;
    상기 압연되는 압연판을 일방향으로 권취하는 단계; 및
    상기 권취되어 성형된 롤을 상기 롤의 축방향을 따라 압출컨테이너에 삽입시켜 상기 분산방향에 교차하는 방향으로 분산되도록 재압출하는 단계;를 통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 초전도체용 Sn-Ti 합금 선재 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Sn-Ti 합금선재는,
    박판의 Sn 금속판 및 Ti 합금판 또는 Sn-Ti 합금판을 준비하는 단계;
    상기 Sn 금속판 및 상기 Ti 합금판 또는 Sn-Ti 합금판을 맞닿도록 배치시키고, 서로 반대 방향으로 회전하는 롤러 사이로 인입시키면서 압연하여, 상기 Sn 금속판에 상기 Ti 합금판 또는 Sn-Ti 합금판이 압연방향을 따라 분산되도록 박판의 압연판을 형성하는 단계;
    상기 압연판을 일방향으로 권취하는 단계; 및
    상기 권취되어 성형된 롤을 상기 롤의 축방향을 따라 압출컨테이너에 삽입시켜 상기 분산방향에 교차하는 방향으로 분산되도록 재압출하는 단계;를 통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 초전도체용 Sn-Ti 합금 선재 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Sn-Ti 합금선재는,
    박판의 Sn 또는 Sn 합금 금속판과 Ti 또는 Sn-Ti 함유 금속분말을 준비하는 단계;
    상기 Sn 또는 Sn 합금 금속판과 상기 Ti 또는 Sn-Ti 함유 금속분말을 분사하면서 서로 반대 방향으로 회전하는 롤러 사이로 인입시키면서 압연하여, 상기 Sn 금속판에 상기 Ti 또는 Sn-Ti 함유 금속분말 분말이 압연방향을 따라 분산되도록 박판의 압연판을 형성하는 단계;
    상기 압연되는 박판의 압연판을 일방향으로 권취하는 단계; 및
    상기 권취되어 성형된 롤을 상기 롤의 축방향을 따라 압출컨테이너에 삽입시켜 상기 분산방향에 교차하는 방향으로 분산되도록 재압출하는 단계;를 통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 초전도체용 Sn-Ti 합금 선재 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 Ti 함유된 합금분말은,
    X-Ti합금으로 형성되며, 상기 X는 Sn 및 Cu 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 초전도체용 Sn-Ti 합금 선재 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 Sn-Ti 선재는,
    Ti 가 10 wt% 미만으로 투입되는 것을 특징으로 하는 초전도체용 Sn-Ti 합금 선재 제조 방법.
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