WO1991002364A1

WO1991002364A1 - Fil supraconducteur

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Publication number: WO1991002364A1
Application number: PCT/JP1990/000622
Authority: WO
Inventors: Kyoji Tachikawa; Yasuzo Tanaka; Kaname Matsumoto; Hisaki Sakamoto
Original assignee: Tokai University; The Furukawa Electric Co., Ltd.
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1990-05-17
Publication date: 1991-02-21
Also published as: CA2054766A1; EP0437614A4; US5837941A; EP0437614A1; JPH0371517A; KR940006616B1; KR920701995A; CA2054766C; JP2749652B2; EP0437614B1

Description

明細書

超電導線

技術分野

本発明は、極めて良好な銅合金マトリックス組成および構造を有する超電導線に関する。

背景技術

N b— T i系超電導材料は、 1 9 6 0年代に見出された力 1 9 7 0年,代に入り、この材料の極細芯を多数 C uマトリツクス中に埋めこんだいわゆる極細多芯線が開発された。この極細多芯線は、電磁気的に安定であることから、実用超電導線材の主流となっている。

実用 N b - T i極細多芯線は、強度の冷間伸線を行つた後、 3 0 0〜4 0 0での温度で熱処理を行って N b - T i 合金中に微細な一 T i相を折出させて、臨界電流密度（ J c ) を高め、時効熱処理後に再び伸線加工を行うことにより、さらに臨界電流密度（ J c ) の向上を図っている。

しかし、極細多芯形式の超電導線においても、磁界の変化が速いと、芯間に結合電流が流れて電力損失を生ずる問題があることがその後明らかになった。特に、発電機やトランスのように交流磁界の発生が必要な場合や、エネルギ-貯蔵や核融合のようにパルス的な磁界の発生が必要な場合には、電力損失は重要な問題となる。

この問題を解消するために、極細芯間の結合電流を断つ目的で、電気抵抗の大きい C u — N i 合金層のバリャを極細多芯線内部に設けたいわゆる N b — T i / C u / C u - N i の 3雇構造の極細多芯線が開発されている。 C u - N i合金層は、 N.b—丁 i極細芯の周りに配置される場合もあるし、 C uマトリックスの中に隔壁として配置される場合もある。

N b - T i極細芯間の結合電流を遮断するために配置される合金抵抗雇（バリア合金層）は、加工性が良好であること. 硬度が N b— T i合金に近いこと、高抵抗であることなどの性質をもつことが要求される。これらの観点から、従来 C u 一 N i合金（キュプロニッケル， C u—約 50原子％N i ) が使用されていた。バリア合金層は、 N b— T i極細芯の周囲に直接配置されると最も効果的である。しかし C u— N i 合金の場合、 C u及び N iが N b— T i極細芯と拡散反応して化合物層を形成し、これが断線の原因となったり、 N b— T i極細芯の超電導特性を劣化させる原因となる。強度の伸線加工を行った後に熱処理を行うと、このような拡散反応が起り易くなる。ことに N iの場合、 N b— T i合金と反応し易く、さらに.、強磁性元素であるため N b— T i合金の超電導特性を著しく劣化させる問題点があつた。

また、従来の超電導線は、例えば第 9図に示すように、 C u— N i合金マトリックス 1に N b— T i フィラメント 2 を復合したもの、あるいは、 C u— S n合金マトリックス 1 に N b ₃ S π化合物フイラメント 2を復合したものに大別することができる。

これらの超電導線では、各超電導体フィラメント 2は金属マトリックス 1において超電導状態で電磁 id的に結合しないフィラメント間隔（L) を保つような構造に配置されたいる

新たな用紙すなわち、これらの超電導線はいわゆる多芯線構造をなしている。この超電導体フィラメント間隔 3は、超電導状態直上の温度におけるマトリックス金属 1の比抵抗 ί直に密接に関連していることが明らかになつている。従来の超電導線は、臨界電流密度を大きくし、交流損失を小さくし、加工性をよくするという条件を同時に満たすように経験的に設計されていたが、実際には必ずしも最適な設計はなされていなかつた _c すなわち,、従来の超電導線の設計には、次のような問題があった。

a . 銅系のマトリックス合金は C u— N i、 C u — M nおよび C u — S nなどほとんどが純粋配台された二元素合金であり、まれに N b ₃ S nなど化合物超電導線に対して H c ₂ など超電導特性を改善する目的で第 3元素を添加したもので、いずれも本来、铸造性や加工性があまり優れたものでなく、従って、超電導線との複合加工性にも制約があった。

b . 銅系台金の合金元素量を減少させ、加工性を向上させようとすると、マトリックス金属の比抵抗が低下し、超電導フイラメントが電磁的に結合し、交流損失が増大する。

c . 逆に、超電導フィラメント間の結合を避けるために両者の間隔を大きくすると、単位体積当たりのフィラメント量が低下し、臨界電流密度が低下する。発明の開示

本発明の目的は、有害元素を含まず、超電導体芯を直接被覆できる有効な結台電流のバリヤを有する超電導線を提供すると ί める。

本発明の他の目的は、臨界電流密度が大きく、交流損失が小さく、しかも、加工性に優れた極めて良好な鋦合金マトリックス組成及び構造を有する超電導線を提供することにある, 本発明は、複数本の金属系超電導体フィラメン卜が銅系合金マトリックスに埋め込まれてなる超電導線において、前記マトリックスを形成する銅系合金が、下記 Α群から：！群に属する 1種類上の元素を含み、かつ、 C u— N i 、 C u - S n、 C u— M nを除いたものであり、それら合金元索の含有量は鋦系合金の室温における比抵抗（ Z ) が 2 X 1 ◦— ⁸Ω m 以上、 6 5 X 1 0—⁸Ω m以下になる条件を滴し、金属系超電導体フィラメント相互の間隔が 0 6 2 5 x 1 /ΓΣ n m以上であることを特徴とする超電導線である。

記

A Z r Z n A g P t 、 I n、 A u .

B S n N i P b G d、 P d、 B i .

C A£ I r M g

D S b M n R h G e

E C r B e

F A s

G S i C o

H F e

I P .

J T i

ここで、比抵抗（ Z ) は、下記式（◦ ) により算出される Z (Ω m) = 1. 68 x 1 0 "^s+ 1. 2 ( 0. 5 X A + X B + 2 X c + 3 X D + 4 X E + 5 X F + 6 X _G + 1 0 X_H + 1 5 X i + 1 7. 5 X j ) X 1 0 "^s ( 0 ) また、 X_A 〜X j は、元素群 A— J に属する合金元素の重量％である。

マトリックスを構成する銅系合金としては、前記 A群から J群に属する少なくとも 3種類以上の元素を含む銅合金を使用すること,ができる。また、マトリックスを構成する銅系合金として、 4 B族元素を少なくとも一種類含有したものを使用することができる。

また、マトリックスを構成する銅系合金としては、 C u — 1〜 1 0原子％ S i合金を使用することができる。

また、マトリックスを構成する銅系合金としては、 C u — 1〜 1 ◦原子％ G e合金を使用することができる。

また、マトリックスを構成する銅系合金としては、 C u — 1〜： L 0原子％ ( S i + G e ) 合金を使用することができる, また、マトリックスを構成する銅系合金としては、下記式 ( I ) で求められるものを使用することができる。

0. 0 5≤ X D + X G + X H ≤ 5. 0 ( I ) また、マトリックスを構成する銅系合金としては、下記式 ( Π ) で求められるものを使用することができる。

〇 . 4≤ X c /X_D ≤ 0. 7 、かつ、

0. 5≤ X c ≤ 6. 5 、かつ、

0. 1 ≤ X_D ≤ 1 2. 5 ( Π ) 金属系超電導体フィラメントとしては、 N b ₃ S n系、 N b — T i合金系のものを使用することができる。

本発明は、超電導線の鋦合金マトリックスの合金元素の種類および含有量を網羅的に変えて実験した結果に裏付けられたものである。すなわち、室温における比抵抗 Zと合金元素の含有量とのリニアな関係を実験的に定め、合金元素の含有量は、比抵抗2が 2 1 0 ^_8 0111〜 6 5 1 0—⁸ 0111の範囲に入るように定め、超電導体フィラメントの間隔は、 ◦ , 0 6 2 5 X 1 / ^"n m以上にすることにより、超電導線設計上の問題点を解決している。

ここで、比抵抗 Zを 2 X 1 0-⁸ Ω π！〜 65 X 1 0-⁸ Q mとしたのは、比抵抗 Zが 2 X 1 0-⁸ Ω πι以下では、通常の直流用超電導線（純銅マトリックス）のように網合金マトリックス抵抗が低ぐ、超電導体フイラメント間の結合が大きいため超電導体フイラメン卜が近接できず、臨界電流を高く設計できないからである。また、 65 X 1 I -⁸ Q m以上では、伸線などの冷間加工性に劣り、特にサブミク口ンの極細線を得るために中間焼鈍などを必要とし、超電導体フイラメントとの界面反応で加工性が劣化するからである。

また、超電導体フィラメントの間隔を 0. 0 6 2 5 X 1 / ^Z n m以上としたのは、超電導体フイラメントを経済的なスビードで励磁することや、パルスあるいは交流用に超電導線を広範囲に利用するためである。これ以下では、超電導フイラメントが結合し、本来の多芯線構造はもはや意味をなさず、一体化して単芯線的に振舞うため、急速な励磁や交流的用途には全く適さなくなる。

新たな紙特に、 0. 0 5≤ X _D + X _G + X H ≤ 5. 0であれば、冷間加工性に優れ、超電導体フイラメント間の電磁気的結合を小さくするに有効な元素集団であり、サブミクロンフィラメント域では臨界電流密度の低下を防止する作用がある。

また、 0 , 4≤ X c ZX_D ≤ 0. 7、かつ、 0. 5≤ X c ≤ 6. 5、かつ、 0. 1 ≤ X_D ≤ 1 2. 5 であれば、これらの元素は元素間の相互作用によつて超電導体フイラメントが近接する,ことに伴って H c ₂ が低下することを防止するようにも作用する。

また、本発明では、超電導体フィラメン卜に接した状態或いは非接触状態に安定化金属が複合された構造の超電導線及び、 C uに S i または G eまたはその両者を合計して 1ないし 1 0原子％含有させた合金を、バリア合金とした超電導合金線を包含するものである。

安定化金属としては、一般に C u、 A j? 、 A gなどが経済的理由から使用される。

S i及び G eは、周期律表の同じ系列に属し、これらの元素を 1ないし 1 ◦原子％含む C u合金は溶融状態で流動性 (いわゆる湯流れ）が極めて良く、それらの合金を溶製する際に、欠陥のない铸塊を歩留り良く作製することができる。またこれらの合金は優れた加工性を有するとともに、機械的性質が N b — T i或いは N b ₃ S n合金に近く、超電導体合金と複合して強度の伸線加工を行うのに適している。さらに熱処理の際に、超電導体合金芯と拡散反応を生じてもその超電導特性を損なうことがない。 S i、 G eの含有量を 1 ないし 1 0原子％の範囲に限定した理由は、 S i または G eの含有量が、 1原子％以下では、結合電流を遮断する機能が不充分となり、一方、 1 0原子％以上では加工性が低下するため、本発明の目的に使用するのに適さなくなるからである。特に、好ましい含有量は、 S i または G e または両者を合計したものが、 2〜 7原子％の範囲である。

なお、本発明における C u — S i 合金は従来の C u — N i 合金に比べてはるかに安価なものである。

本発明にかかる極細多芯超電導線の実施例を図面を参照して説明する。第 1図〜第 5図は、種々の構造の超電導線の断面を示すものである。

これらの図で 1は、 N b — T i などの超電導芯， 2は安定化金属（ C u、 A £ 、 A gなど）、 2 aは、バリァ合金層 ( C u - S i合金， C u— G e合金，又は C u — S i - G e 合金）、 3は、 C u合金マ卜リックス金属層である。

第 1図について説明すると、 N b— T i などの超電導体合金基材棒をバリャ合金の管に挿入した複合体を伸線加工する。次いで、この複合線を多数、所定組成の C u合金管に挿入して伸線加工を行うと第 1図に示したような断面構造をもった超電導線が作製される。

ここで、 ' リャ合金と C uマトリックス合金を入れ代えて、 N b - T i などの超電導体合金棒を C u管に挿入して伸線した複合線を束ねてバリヤ合金管に挿入して伸線してもよい。また、バリヤ合金は、第 2図に示すように C uマトリックス内に結合電流の障壁となるよう配置してもよい。マトリックス金属としては、銅合金の他に、通常安定化金属として使用される C u並びに、 C u と同様に良電導性の A j? または A g を用いても差支えない。このようにして複合加工された超電導体極細多芯線は先にのベたように 3 0 0 °Cないし 4 ◦ 0。C の温度で臨界電流密度（ J c ) を高めるための時効熱処理を行い、さらに必要な場合は再加工を行う。さらに、この超電導体極細多,芯線には、電流分布を均一化して電磁気的安定性を増すためのツイストあるいは編組等の加工が施され、また. 絶緣層が被覆されて実用に供される。図面の簡単な説明

第 1図〜第 5図は、本発明にかかる超電導体極細多芯線の種々のタイプのものの断面を示す説明図、

第 6図は、本発明の一実施例である N b— T i超電導線の構成要素のビッカース硬さの加工度による変化を示す特性図であり、曲線 1 は、実施例 1 の C u— 5原子％ S i 合金，曲線 2は、実施例 1の N b— T i 合金芯，曲線 3は、実施例 1 の C u、曲線 4は実施例 2の C u— 3原子％ G e合金の変化をそれぞれ示す、

第 7図は、本発明にかかる超電導線の銅合金マ卜リックス ( M n— S i — C u ) の好ましい組成範囲を示す説明図、第 8図は、本発明にかかる他の超電導線の銅合金マトリックス（Α β — M n — C u ) の好ましい組成範囲を示す説明図第 9図は、従来の超電導線の断面図である。 0 発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。実施例 1

C uに 5原子％の S i を含む合金を黒鉛るつぼを用いて大気中で溶解し、直径 1 5 m mの棒状铸塊を溶製した。 S i の添加には、市販の C u - S i母合金（ S i 含有量約 3 0原子 ) 用いた。この铸塊に 6 m m径の穴をあけ N b — 6 7原子 % T i合金棒を挿入した。この複合体を常温において溝ロール，スエージング、線引きによって外径 0 . 7 m mの長尺線に加工した。この複合体の加工性は極めて良好であり、上述の加工において中間焼鈍を必要としなかった。第 6図の曲線 1 及び曲線 2に C u — S i合金と芯の N b— T i合金のビッ力ース硬さの加工度による変化をそれぞれ示した。

C u - S i合金の硬さは、 N b— T i 合金に近く、両者が良好な状態で複合加工出来ることを示している。また、第 6図の曲線 3には C uのビッカース硬さの加工度による変化も示した。

上記長尺線から試料を切り出し、 3 5 0 Cで 24時間の J c を高めるための熱処理を行ったのち、蒂磁率の変化により超電導臨界温度 T cを測定した。帯磁率法によれば N b - T i 合金芯の表面層の T cを測定することができる。その結果を下記第 1表に示す。 T cは純 C u と複合加工した N b— T i 合金線と同じであり、バリヤ合金からの S i の拡散による特性の劣化のないことが分かる。一方、従来技術により C u— N i合金を被覆して複合加工した N b — T i 合金線の T c は低下しており、 N i の拡散により N b — T i 超電導合金の本質的な特性が劣化していることを示している。実施例 2

実施例 1 と同様にして棒状の C u— 3原子％ G e合金铸塊を作製した。 G eの添加は、 C u溶融後純 G eを所定量添加して行った ₉ 次いで実施例 1 と同様な方法で N b— 6 7原子 % T i合金との複合体を作製して複合加工を行い、長尺線試料を作製した。この複合体の加工性も極めて良好で、加工の際中間焼鈍を必要としなかった。 C u - 3原子％ G e台金のビッカース硬さの加工度による変化を第 3図の曲線 4に示したが、ほぼ N b— T i 合金の硬さの変化に近いことがわかる ₍ 次いで、長尺線から切り出した試料を 3 5 0 °Cで 24時間熱処理を行ったのち、帯磁率変化から T cを測定した。その結果を表 1 に示したが、 G eの添加による T cの低下がなく G eの拡散による N b — T i合金芯の特性の劣化がないことがわ力、る。実施例 3

実施例 1及び 2と同様の方法で C u - 3原子％ S i 一 1原子％ G e合金棒を作製し、 6 mm径の穿孔を行って N b - 6 7原子％ T i合金芯との複合体を作製し、長尺線試料に加ェした。この複合体の加工性も実施例 1及び 2の試料と同様に極めて良好であった。また、長尺線から切り出した試料を 3 5 0 で 24時間熱処理を行つたのち、帯磁率変化から T cを測定したが S i及び G eの同時添加による T cの劣化は全く認められなかった。

つまり、バリヤ合金として、 S i , G eを 1〜： L 0原子％含む C u基合金を用いているので、 N b — T i 合金芯と拡散しても特性を劣化させることがない。そのため現在多方面に使用されている N b— T i系超電導線の性能を向上させることができる。また、本発明のバリヤ合金は、鋅造性と加工性に優れるため、実用価値の高い N b— T i極細多芯超電導線を提供することができる。

また、下記第 2表は、本発明の実施例 4 ~ 7に用いた 2 5 種類の銅系合金の構成元素を示したものである。実施例 4

真空溶解炉によって合金 N o 1、 2、 7、 8合金を溶製し. 均一化焼鈍した後、 80 0 °C、 x l h r加熱し、 5 5 m m 0 の押出材とした。この材料と N b — 5 0 % WTT i合金および O F C鋇を用いて 3回スタック方式によって断面比が、 C u 網合金： N b T i合金- 1 ： 4 ： 1になるように複合した。

N b - T i合金の芯線数は、約 4 1 7 0 0本であり、線外径〇. 5 m m 0 (ツイストピッチ 4 mm) および 0. 1 m m φ (ツイストピッチ 0. 8 m m) の線材を用いて臨界電流密度（ J c ) および交流損失の測定を行った。その結果を第 3 表に示す。なお、これらの線材は、外径 1

で 380で X 2 h rの熱処理が施されている。以上の結果から、合金 N o ', 、 8は合金 Ν ο 1、 2よりも加工性が良い。合金 Ν ο 7は、合金 Ν ο 1に比較して細い線径 0. I mm 0 (超電導体フィラメント径約 0. S ^ m) において臨界電流密度（ J c ) が高く、交流損失が低い。

合金 N o 8は、合金 N o 2に比較して細い線径で J cが高く、交流損失が超電導体フィラメント径に比較して低下している。なお、 0. I mm 0の線材の超電導体フィラメント間隔を測定下結果は、約 148 n mで、合金 N o 1は超電導体フィラメントの一部が結合して交流損失が高くなつていると思われる。 N o 2は、交流損失は低いが、合金元素が少なく加工性が悪い。すなわち、 0. 0 6 2 5ノよりも超電導体フィラメント間隔が大きいという条件は、 N o 2、 7、 8 が満足するが、 N o 2は、加工性が悪く実用性がない。実施例 5

実施例 4 と同様に第 2表に示す合金 N o 3、 4、 5、 6、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15の合金を予め作成し、同様にして外径 0. 5 mm 0および 0. 1 m m øの複合超電導線を作成した。これらについて、製造工程での加工性および超電導特性を試験し、下記第 4表に示す結果を得た。

これらの結果から、以下のことが明らかとなった。

a . 合金 N o 3、 4、 5、 6は、伸線工程での断線が多く、ツイスト加工での加工性が悪く、線径の 1 5 β以下のピッチでッイストすることができない。

b . 合金 N o 9、 10、 12、 13は、他に比較して加工性に優れている。

c. 3種類以上の元素を含む合金 N o 9、 10、 12、 13では、加工性が良好であり、 N b— T i超電導体フィラメント径が均一である（0. 5mm 0線で約 l 〃 m、 0. I mm 0線で約 0. 2 m) 。さらに、超電導体フィラメントの計算間隔が◦. I mm 0線の場合の実測値（約 148 n m) より低いため、超電導体フイラメントは互いに独立しており、線径が 0. 5 mm 0および 0. 1 m m ¾6の交流損失 P ₀.₅ と P ₀. i の比が理論値の 5に近い値を示す。他の合金では、予測される超電導体フィラメント間隔から推測すると、超電導体フィラメントは互いに独立しているはずであるが、 0. 1 m m ø の線材での測定結果は交流損失が大きく、超電導体フィラメントは実質的に結合していることを示す。

第 7図は、この実施例における M nおよび S iの組成分布を示し、望まし組成範囲は 0. 05く X_Mn+ X_Siく 5. 0であることを示している。なお、純二元素では加工性が悪化するため、 M n、 S iの両元素とも若干量は必要である。実施例 6

実施例 4と同様に第 2表に示す合金 N o 6、および 16〜21 の合金を予め作成し、 C uおよび N b— 46. 5WT%T i合金を 3回ス夕ッグ方式で複合した。

第 1回スタックは、 1芯線で断面比を鋦合金： N b— T i = 0. 5 : 1とし、第 2回スタックは、 19芯線で銅合金： N b - T i = 2 ： 1になるようにし、第 3回スタックで、銅：銅合金： N b— T i = l _: 4 : lになるようにし、最終線径を◦. 5 mm 0、 0. I mm 0とした後、 38〇で 1時間加熱した。これらについて、 J cと交流損失を測定した結果を下記第 5表に示す。

これらの線材の加工性は、合金 N o 6および 20が 0. 1 m m φまで伸線する過程で 10〜 20回断線したが、他は数回の断線で比較的加工性は良好であつた。

0. 5 m,m 0の線材では、いずれの線材でも J cおよび交流損失に大きいな差はなかった力《、 0. I mm 0では X c Z X D が約 0. 5である合金 N o 7 および 19において J cが他の線材の 1. 5〜 2倍に増大している。すなわち、第 8図に示すように、合金 N o 17および 19は、 0. 4≤X c ZX_D ≤ 0. 7、 0. 5≤ X c≤ 6. 5、 0. 1≤ X D ≤ 1 2. 5の範囲に入つている。

超電導体フイラメント間隔は、実測値 14 8 n mに対して十分に余裕のある計算値が示されているが、超電導体フィラメン卜がー部近接したことが交流損失比 P 0. ₅ / P 0. 1 より予測された。しかし、 N 017および N 019は、予測に反して交流損失が低いばかりかでなく、 J c も増大する特殊な効果が現れている。冷間加工性に関しては、 N o l6,2D は著しく悪く、他は中程度であつた。実施例 7

真空溶解炉により第 2表に示す合金 N 022〜25の銅合金を溶製し、 7 50 °Cで熱間押出し、 l O O mm 0の押出材とした。この押出材をもちいて 2回スタック方式で鋦合金と N b の複合を作成した。

第 2回のスタツク時に線材の中央部に T a合金を拡散バリァとして約 25% の銅合金を複合し、最外層として銅合金を複合した。銅合金と N b芯の断面複合比は、 N b ：銅合金- 1 2 . 9であった。 N bフィラメント芯は 3800本、フイラメント径は約 0 . 5 m、最外線外径は 7 7 ^ mであった。これらの線材についての試験結果を第 6表に示す。

各線材の熱処理は、不活性雰囲気中で 7 0 0 °C X 4 8 hとした。交流損失はコイル状とし、自己磁界 1 Tにおいて蒸発法により測定したものである。第 6表に示した結果より、合金 N o 24、 25は鋦合金マトリックス中の S n濃度の分布が均 —になっており、伸線工程での断線もなく加工性に優れており、従って高い J cを示している。また、合金 N o 24、 25では、超電導体フィラメントの断面形状の不揃いや接合がなく交流損失も低くなつている。また、拡散反応後の室温比抵抗を実測し、限界となる超電導体フィラメント間隔を計算し、実測値と比較すると、 N o 22、 23では超電導体フイラメントが接合している可能性が大きいことが分かる。これらのことと、複合加工性の良否を加味すると、本発明要件に該当する N o 24、 25が優れていることが分かる。産業上の利用可能性

本発明にかかる超電導線によれば、マトリックスをなす銅系合金は所定の元素群から選択された 1種類以上の元素を含み、それらの元素の含有量は所定の計算式により算出された室温における比抵抗値が一定範囲内に入る条件を満たし、超電導体フィラメン卜の間隔は前記抵抗値から定まる所定の値以上であるため、臨界電流密度が大きく、交流損失が小さくしかも、複合加工性が向上するもので、発電機、エネルギー貯蔵等の電力システム機器に、あるいは磁器浮上列車、超高エネルギ-加速器、核融合機器等の線材に極めて有用なもの

Cある o

f ) 表

Cu— 3原子％ Cu— 3原子％ C u -N i合金純 C u C u— 5原子％

試料 S i 合金 G e 合金 S i— 1原子％祓合铼筏合 ^

複合線饯合線 G e合金複合線 (比敉例 ) 臨界温度 8. 5 8. 6 8. 5 8. 6 7. 7

(K)

§ー

O • O · O · CD ·

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〇 O LO LO c

PQ

oo oo co cn cr>

< * LO → cr O O O O

第 3 表

T_c (A/mm²、 IT) ^ ^ (kw/ni、 ι τ) フィフメント Γ曰加工性

(nm)

0.5 mm ^ 0, 1 mm ^ 0.5 mm ^ 0.1 mm 1 0. s/ Po. 1 (十）

6 6100 3600 320 1 10 2.9 1 0 X

16 6000 3500 350 105 3.3 '130 Δ

17 5700 8000 360 80 4.5 1 1 厶

18 5800 4500 380 100 3.8 105 Δ

19 5400 9500 390 90 4.3 84 Δ

20 5500. 5800 350 120 2.9 72 X

21 5000 4000 355 130 2.7 88 厶

第斗表

第 5 衷

第 S 表

人入 ·，

1回スタック ΰπι性 Jc 父フィラメント i¾ i(nm) Sn分布 (wt%) 體） - (A/mm² 、 10T) (kw/irf, IT) (10-°Ωπι. RT、麵麵¹] iiu

「 ~ 八

22 土 1 10 400 ό 00 6.9 .237 105

23 ±1:3 15 600 900 7.8 223 190

24 ±0.3 なし 1000 300 13.0 174 192

25 ±0.2 なし 1500 250 15.3 159 190

Claims

請求の範囲

( 1 ) 複数本の金属系超電導体フィラメン卜が銅系合金マトリックスに埋め込ま.れてなる超電導線において、前記マトリックスを形成する鋦系合金が、下記 A群から J群に属する 1 種類以上の元素を含み、かつ、 C u — N i、 C u — S n、 C u — M nを除いたものであり、それら合金元素の含有量は銅系合金の室温における比抵抗（ Ζ ) 力 2 X 1 0— ⁸Ω πι以上、 6 5 x ,l 0—⁸P- m以下になる条件を満し、金属系超電導体フィラメント相互の間隔が◦ . 0 6 2 5 x 1 /Ιϊ n m以上であることを特徴とする超電導線。

記

A Z r Z n A g P t、 I n、 A u .

B S n N i P b G d、 P d、 B i .

C AH I r M g

D S b M n R h G e

E C r B e

F A s

G S i C o

H F e

I P .

J T i

Z ( Ω m) = 1. 6 8 x l 0 -⁸+ l . 2 (〇 . 5 X _A + X 3 + 2 X c + 3 X_D + 4 X E + 5 X F + 6 X G + 1 0 X _H + 1 5 X ! + 1 7. 5 X j ) X 1 0— ⁸より求めた値。ここで、 X A 〜 X _! は、元素群 A - J に属する合金元素の重量％である。

( 2 ) マトリツクスを構成する銅系合金が、前記 A群から J 群に属する少なくとも 3種類以上の元素を含む銅合金である請求項第 1項記載の超電導線。

( 3) マトリックスを構成する銅系合金が、 4 B族元素を少なくとも一種類含有したものである請求項第 1項記載の超電導線。，

(4) マトリックスを構成する銅系合金が、 C u — 1〜 1 〇原子％ S i 合金である請求項第 1項記載の超電導線。

( 5 ) マトリックスを構成する銅系合金が、 C u — 1 ~ 1 0 原子％ G e合金である請求項第 1項記載の超電導線。

( 6 ) マ卜リックスを構成する銅系合金が、 C u — 1〜 1 〇原子％ ( S i + G e ) 合金である請求項第 1項記載の超電導 1¾

¾ ο

( 7 ) マ卜リックスを構成する銅系合金が、下記式（ I ) で求められるものである請求項第 1項記載の超電導線。

〇 . 0 5≤ X _D + X G + X H ≤ 5. 0 ( I )

(8) マトリックスを構成する銅系合金が、下記式（ Π ) で求められるものである請求項第 1項記載の超電導線。

0. 4≤ X c /X_D ≤ 0. 7 、かつ、

0. 5≤ X c ≤ 6. 5 、かつ、

0. 1 ≤ X D ≤ 1 2. 5 ( Π )

( 9 ) 金属系超電導体フイラメント力《、 N b — T i 合金系、 N b 3 S n系の群から選ばれたいずれかのものである請求項第 1項記載の超電導線。

( 10) 超電導線が、金属超電導体フィラメン卜に接した状態に安定化金属が複合された構造のものである請求項第 1項記載の超電導線。

( 11) 超電導線が、金属超電導体フイラメントに非接触状態に安定化金属が複合された構造のものである請求項第 1項記載の超電導線。

( 12) 安定化金属が、 C u、 A j？、 A gの群から選ばれたいずれかの金属である請求項第 1項記載の超電導線。