JPH02103813A - 化合物系超電導線およびその製造方法 - Google Patents
化合物系超電導線およびその製造方法Info
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- JPH02103813A JPH02103813A JP63257604A JP25760488A JPH02103813A JP H02103813 A JPH02103813 A JP H02103813A JP 63257604 A JP63257604 A JP 63257604A JP 25760488 A JP25760488 A JP 25760488A JP H02103813 A JPH02103813 A JP H02103813A
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- 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
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- 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】
「産業上の利用分野」
この発明は、超電導発電機用の界磁巻線などとして好適
な化合物系超電導線に関する。
な化合物系超電導線に関する。
「従来の技術」
超電導線においては量子磁束線の運動などに起因して発
熱を生じる場合があり、このような場合に超電導線に部
分的に常電導の芽が発生し、超電導線の全体が常電導状
態に転位するおそれがある。
熱を生じる場合があり、このような場合に超電導線に部
分的に常電導の芽が発生し、超電導線の全体が常電導状
態に転位するおそれがある。
そこで従来、このような磁気的不安定性および常電導転
位なとを防止して超電導線を安定化するために、以下に
記載ずろ技術が採用されている。
位なとを防止して超電導線を安定化するために、以下に
記載ずろ技術が採用されている。
■超電導体を銅などの良導電性の安定化母材の内部に埋
設ずろ。特に、安定化母材を極低温において電気抵抗の
小さい高純度の銅から形成する。
設ずろ。特に、安定化母材を極低温において電気抵抗の
小さい高純度の銅から形成する。
■超電導体を数μ〜数10μmの径のフィラメント状に
極細化する。
極細化する。
■極細化した超電導フィラメントを有する多心線をツイ
スト加工する。
スト加工する。
■編組や成形撚線の構造を採用する。
■超電導線を交流用として使用する場合、CuNi合金
などの高抵抗の金属材料から安定化母材を構成し、超電
導フィラメント間に生しる結合電流を抑制する。
などの高抵抗の金属材料から安定化母材を構成し、超電
導フィラメント間に生しる結合電流を抑制する。
■化合物系などの超電導体は機械歪が加わると超電導特
性が劣化するので、超電導線に補強材を添設して機械歪
が加わることを阻止する。
性が劣化するので、超電導線に補強材を添設して機械歪
が加わることを阻止する。
このような背景から、従来、交流用の化合物系超電導線
の一例として第5図に示す断面構造の超電導線Aが提供
されている。この超電導線Aは、銅からなる安定化母材
の内部に多数の化合物系超電導フィラメントを配して超
電導素線2を構成し、この超電導素線2を複数本、無酸
素銅製の安定化材3の周囲に撚線化して添設し、各超電
導素線2をはんだなどのろう付は金属4で安定化材3に
固定した構造となっている。
の一例として第5図に示す断面構造の超電導線Aが提供
されている。この超電導線Aは、銅からなる安定化母材
の内部に多数の化合物系超電導フィラメントを配して超
電導素線2を構成し、この超電導素線2を複数本、無酸
素銅製の安定化材3の周囲に撚線化して添設し、各超電
導素線2をはんだなどのろう付は金属4で安定化材3に
固定した構造となっている。
即ち、この構造の超電導線Δにあっては、安定化材3か
各超電導素線2の安定化をなすとともに超電導素線2の
補強材ともなっている。
各超電導素線2の安定化をなすとともに超電導素線2の
補強材ともなっている。
[発明が解決しようとする課題」
ところで近年、超電導技術の電力エネルギー分野への応
用の一環として、超電導発電機の試作研究か進められ、
超電導発電機の界磁巻線として用いられろ交流用超電導
線の開発も進められている。
用の一環として、超電導発電機の試作研究か進められ、
超電導発電機の界磁巻線として用いられろ交流用超電導
線の開発も進められている。
ところが、第5図に示す構造の従来の超電導線Aを交流
用、特に超電導発電機の界磁巻線用として検討した場合
、安定化材3の外部に固定されている超電導素線2が、
ろう付は金属4を介して安定化十43に固定された構造
であるために、超電導特性の安定化の効果は十分ではな
い問題があり、交流用として更に望ましい構造の超電導
線の開発が進められている。
用、特に超電導発電機の界磁巻線用として検討した場合
、安定化材3の外部に固定されている超電導素線2が、
ろう付は金属4を介して安定化十43に固定された構造
であるために、超電導特性の安定化の効果は十分ではな
い問題があり、交流用として更に望ましい構造の超電導
線の開発が進められている。
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、
交流用として損失の少ない優れた構造の化合物系超電導
線を提供することを目的とする。
交流用として損失の少ない優れた構造の化合物系超電導
線を提供することを目的とする。
1課題を解決するための手段」
請求項1に記載した発明は前記課題を解決するために、
繊維状の超電導フィラメントを金属基地の内部に多数配
してなるインサイチュ導体からなる超電導部と、この超
電導部を囲んで設けられた金属層と、この金属層を囲ん
で設けられた安定化導体部と、この安定化導体部を囲ん
で設けられた金属層を具備してなり、前記安定化導体部
は安定化導体部を周回りに3つ以上に分割して構成され
る純銅製の安定化導体と、これらの安定化導体の個々の
周面を覆い、各安定化導体を区分する高融点の高抵抗金
属の被覆層とから構成したものである。
繊維状の超電導フィラメントを金属基地の内部に多数配
してなるインサイチュ導体からなる超電導部と、この超
電導部を囲んで設けられた金属層と、この金属層を囲ん
で設けられた安定化導体部と、この安定化導体部を囲ん
で設けられた金属層を具備してなり、前記安定化導体部
は安定化導体部を周回りに3つ以上に分割して構成され
る純銅製の安定化導体と、これらの安定化導体の個々の
周面を覆い、各安定化導体を区分する高融点の高抵抗金
属の被覆層とから構成したものである。
請求項2に記載した発明は前記課題を解決するために、
繊維状の超電導フィラメントを有する超電導部と、この
超電導部を囲んで設けられた安定化導体部と、この安定
化導体部を囲んで設けられた金属層を具備してなり、前
記超電導部は、超電導部を周回りに3つ以上に分割して
構成されたインサイチュ導体と、これらのインサイチュ
導体の各々を囲み、各インザイチュ導体を区分して設け
られた金属層を具備してなり、萌記インサイヂ。
繊維状の超電導フィラメントを有する超電導部と、この
超電導部を囲んで設けられた安定化導体部と、この安定
化導体部を囲んで設けられた金属層を具備してなり、前
記超電導部は、超電導部を周回りに3つ以上に分割して
構成されたインサイチュ導体と、これらのインサイチュ
導体の各々を囲み、各インザイチュ導体を区分して設け
られた金属層を具備してなり、萌記インサイヂ。
導体は金属基地の内部に多数の超電導フィラメントを配
してなる一方、前記安定化導体部は安定化導体部を周回
りに3つ以」−に分割して構成される純銅製の安定化導
体と、これらの安定化導体の個々の周囲を覆い、各安定
化導体を区分ずろ高融点の高抵抗金属の被覆層とから構
成したものである。
してなる一方、前記安定化導体部は安定化導体部を周回
りに3つ以」−に分割して構成される純銅製の安定化導
体と、これらの安定化導体の個々の周囲を覆い、各安定
化導体を区分ずろ高融点の高抵抗金属の被覆層とから構
成したものである。
請求項3に記載した発明は前記問題を解決するために、
超電導金属間化合物を構成する元素のうち、少なくとム
1つの元素の樹枝状晶を金属基地の内部に分散してなる
インサイチュインゴットからなるインザイチク部Hの外
周に、超電導金属間化合物を構成゛1−ろ元素のうら、
残りの元素の被覆層を形成して複合相を形成するととも
に、純銅からなる安定化材の外周にTa、Nbなどの高
融点金属からなる被覆層を形成して安定化素材を形成し
、前記複合材の全周にわたり、前記安定化素材を配し、
更にその外方に金属管を被せた後に全体を縮径して素線
を作成し、次いでこの索線に拡散熱処理を施して被覆層
の元素を拡散させて超電導体を生成させるものである。
超電導金属間化合物を構成する元素のうち、少なくとム
1つの元素の樹枝状晶を金属基地の内部に分散してなる
インサイチュインゴットからなるインザイチク部Hの外
周に、超電導金属間化合物を構成゛1−ろ元素のうら、
残りの元素の被覆層を形成して複合相を形成するととも
に、純銅からなる安定化材の外周にTa、Nbなどの高
融点金属からなる被覆層を形成して安定化素材を形成し
、前記複合材の全周にわたり、前記安定化素材を配し、
更にその外方に金属管を被せた後に全体を縮径して素線
を作成し、次いでこの索線に拡散熱処理を施して被覆層
の元素を拡散させて超電導体を生成させるものである。
「作用」
周回りに3つ以」二に分割した安定化導体を具備し、安
定化導体が超電導部を囲むために、交流損失が低減され
る。また、各安定化導体を覆った高融点金属の被覆層が
、化合物超電導体を生成させるために行う拡散熱処理時
に、安定化導体側への不要元素の拡散を防止する。更に
、被覆層は高抵抗の高融点金属からなり、安定化導体を
区分するために、安定化導体の交流損失も減少して安定
化の効果が高まる。超電導部は繊維状のフィラメントを
有するインサイチュ導体からなるために、機械加工性に
優れ、縮径が容易であるとともに、機械歪が作用した場
合でも超電導特性の劣化が少ない。安定化導体の外方に
設けられた金属層は超電導線を撚線化する場合の保護と
なるとともに、撚線化した後に交流通電した場合に、隣
接する超電導線どうしの間の結合損失を解消する。
定化導体が超電導部を囲むために、交流損失が低減され
る。また、各安定化導体を覆った高融点金属の被覆層が
、化合物超電導体を生成させるために行う拡散熱処理時
に、安定化導体側への不要元素の拡散を防止する。更に
、被覆層は高抵抗の高融点金属からなり、安定化導体を
区分するために、安定化導体の交流損失も減少して安定
化の効果が高まる。超電導部は繊維状のフィラメントを
有するインサイチュ導体からなるために、機械加工性に
優れ、縮径が容易であるとともに、機械歪が作用した場
合でも超電導特性の劣化が少ない。安定化導体の外方に
設けられた金属層は超電導線を撚線化する場合の保護と
なるとともに、撚線化した後に交流通電した場合に、隣
接する超電導線どうしの間の結合損失を解消する。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
一
第1図(A)は、N l) 3 S n系に適用した請
求項Jの発明の超電導線の一構造例を示し、第1図(B
)〜(M)は、N b3S n系に適用した本発明の超
電導線の製造方法を説明するためのものである。
求項Jの発明の超電導線の一構造例を示し、第1図(B
)〜(M)は、N b3S n系に適用した本発明の超
電導線の製造方法を説明するためのものである。
この例の超電導線Bは、金属基地の内部に化合物超電導
体のフィラメントを配してなる超電導部5と、この超電
導部5を囲んで設けられた金属層5aと、この金属層5
aを囲んで設けられた安定化導体部6と、この安定化導
体部6を囲んで設けられた金属層7を主体として構成さ
れている。
体のフィラメントを配してなる超電導部5と、この超電
導部5を囲んで設けられた金属層5aと、この金属層5
aを囲んで設けられた安定化導体部6と、この安定化導
体部6を囲んで設けられた金属層7を主体として構成さ
れている。
前記超電導部5はCuまたはCu−9n合金からなる基
地の内部に、Nb3Snの不連続の極細の繊維状の超電
導フィラメントを多数配して構成されている。また、前
記金属層5aはCu−Sn合金などから構成されている
。そして、前記安定化導体部6は安定化導体部6をその
周回りに複数に分割(この例では8分割)してなる断面
扇型環状体状の安定化導体6aと、これらの安定化導体
6aの周囲を個々に囲み、各安定化導体6aを仕切って
設けられた高融点の高抵抗金属材料からなる被覆層6b
から構成されている。前記安定化導体6aは純銅からな
り、被覆層6bはTa、Nbなどの800℃以上の融点
であって銅よりも電気抵抗の高い金属材料からなってい
る。更に、前記金属層7は、Cu5n合金、Cu−Zn
合金、Cu−N i合金などの銅合金から形成されてい
る。
地の内部に、Nb3Snの不連続の極細の繊維状の超電
導フィラメントを多数配して構成されている。また、前
記金属層5aはCu−Sn合金などから構成されている
。そして、前記安定化導体部6は安定化導体部6をその
周回りに複数に分割(この例では8分割)してなる断面
扇型環状体状の安定化導体6aと、これらの安定化導体
6aの周囲を個々に囲み、各安定化導体6aを仕切って
設けられた高融点の高抵抗金属材料からなる被覆層6b
から構成されている。前記安定化導体6aは純銅からな
り、被覆層6bはTa、Nbなどの800℃以上の融点
であって銅よりも電気抵抗の高い金属材料からなってい
る。更に、前記金属層7は、Cu5n合金、Cu−Zn
合金、Cu−N i合金などの銅合金から形成されてい
る。
前記構造の超電導線Bを製造するには、まず、所定成分
のCu−Nb合金を溶製して第1図(B)に示すインサ
イチュインゴット8を作製し、このインサイチュインゴ
ット8を縮径加工することにより第1図(C)に示すイ
ンサイチュロッド9を作成する。前記インサイチュイン
ゴットは、CuあるいはCu−8n合金製の金属基地の
内部に、Nbからなる無数の樹枝状晶が分散された構造
をなす加工性に富むものであり、このインサイチュイン
ゴット8を縮径することによりNbの樹枝状晶は不連続
の繊維状のフィラメントに変形される。
のCu−Nb合金を溶製して第1図(B)に示すインサ
イチュインゴット8を作製し、このインサイチュインゴ
ット8を縮径加工することにより第1図(C)に示すイ
ンサイチュロッド9を作成する。前記インサイチュイン
ゴットは、CuあるいはCu−8n合金製の金属基地の
内部に、Nbからなる無数の樹枝状晶が分散された構造
をなす加工性に富むものであり、このインサイチュイン
ゴット8を縮径することによりNbの樹枝状晶は不連続
の繊維状のフィラメントに変形される。
次に前記インサイチュロッド9の周囲に、第1図(D)
に示すようにSnからなる板体lOを巻回し、第1図(
E)に示すようにインサイヂュロッド0の全面に被せ、
次いでその外方に第1図(F)に示ずようにCu−Sn
合金からなる管体11を被せろ。次いてこれを縮径して
第1図(G)に示す超電導部44I2を得る。
に示すようにSnからなる板体lOを巻回し、第1図(
E)に示すようにインサイヂュロッド0の全面に被せ、
次いでその外方に第1図(F)に示ずようにCu−Sn
合金からなる管体11を被せろ。次いてこれを縮径して
第1図(G)に示す超電導部44I2を得る。
方、第1図(1−1)に示すような無酸素銅製の「lツ
ト状の安定化f’)祠I3の外周に、第1図(H)に示
4−ようにN bあるいは′I″aなどの銅より電気抵
抗がK < 、融点か800℃以−1−の加工性の良好
な高融I板金属からなる拡散防止管I4を被且゛て複合
体15を得ろ。ここで拡散防IL管14の構成材料とし
て′I″aあろL” ii N hを選択した理由は、
後工程で行う縮径加1曝\容易であることと、後工程で
施す超電導体生成用の拡散熱処理時に、安定化母材13
側にイく要な元素か拡散することを阻止して安定化Cl
祠13の汚染を防tl−する目的と、拡散熱処理時に安
定化+fl +A’ + 3の構成元素との間で不要な
化合物を生しないように1ろ目的て′I″aあろいはI
\■bを選択した。従ってこごて用いろ拡散防止管14
の(14成祠月は高融点金属で純銅より電気抵抗が高い
金属+41−1であれは、Ta、Nb以外にステンレス
などの金属材料を用いても良い。
ト状の安定化f’)祠I3の外周に、第1図(H)に示
4−ようにN bあるいは′I″aなどの銅より電気抵
抗がK < 、融点か800℃以−1−の加工性の良好
な高融I板金属からなる拡散防止管I4を被且゛て複合
体15を得ろ。ここで拡散防IL管14の構成材料とし
て′I″aあろL” ii N hを選択した理由は、
後工程で行う縮径加1曝\容易であることと、後工程で
施す超電導体生成用の拡散熱処理時に、安定化母材13
側にイく要な元素か拡散することを阻止して安定化Cl
祠13の汚染を防tl−する目的と、拡散熱処理時に安
定化+fl +A’ + 3の構成元素との間で不要な
化合物を生しないように1ろ目的て′I″aあろいはI
\■bを選択した。従ってこごて用いろ拡散防止管14
の(14成祠月は高融点金属で純銅より電気抵抗が高い
金属+41−1であれは、Ta、Nb以外にステンレス
などの金属材料を用いても良い。
次に前記複合体15を縮径して第1図(I)に示す安定
化素材16を得、この安定化素材16を複数本(図面で
(18本)集合して前記超電導部+、1N2の外周に第
1図は)に示すように配置し、更に、Cu−Sn合金、
Cu−Zn合金、Cu−N i合金などの銅合金からな
る管体17に挿入して第1図(K)に示す2次複合体1
8を得る。次にこの2次複合体18を最終的に得るべき
超電導線の線径と同等になるまで縮径して第1図(I、
)に示す素線22を作製ずろ。ごの素線22にあっては
、その最外周部に銅合金からなる金属層7が形成さ、!
1、その内部側には安定化導体部6が形成され、さらに
その内側に超電導素材I2の圧密体が形成されてし)ろ
。
化素材16を得、この安定化素材16を複数本(図面で
(18本)集合して前記超電導部+、1N2の外周に第
1図は)に示すように配置し、更に、Cu−Sn合金、
Cu−Zn合金、Cu−N i合金などの銅合金からな
る管体17に挿入して第1図(K)に示す2次複合体1
8を得る。次にこの2次複合体18を最終的に得るべき
超電導線の線径と同等になるまで縮径して第1図(I、
)に示す素線22を作製ずろ。ごの素線22にあっては
、その最外周部に銅合金からなる金属層7が形成さ、!
1、その内部側には安定化導体部6が形成され、さらに
その内側に超電導素材I2の圧密体が形成されてし)ろ
。
次にこの素線22を500〜700°Cに数IO〜数1
数100卯 ザイヂュロソ)・9の外側に複合されている板体10の
Snをインサイチュロッド9の内部に拡散さU゛てNb
の極細フィラメントと反応させ、N1)3S1−+超電
導金属間化合物のフィラメントを生成させて超電導部5
を形成し、第1図(M)と(A)に示す超電導線I3を
得ろ。この超電導線I3にあっては、インザイヂ,〔1
ソト9の外周に配したSnの板体10の5nfJインサ
イチュロツ19側と管体11側に拡散するので超電導部
5の外周部にはC u−8 n合金の金属層5aが残留
rる。
数100卯 ザイヂュロソ)・9の外側に複合されている板体10の
Snをインサイチュロッド9の内部に拡散さU゛てNb
の極細フィラメントと反応させ、N1)3S1−+超電
導金属間化合物のフィラメントを生成させて超電導部5
を形成し、第1図(M)と(A)に示す超電導線I3を
得ろ。この超電導線I3にあっては、インザイヂ,〔1
ソト9の外周に配したSnの板体10の5nfJインサ
イチュロツ19側と管体11側に拡散するので超電導部
5の外周部にはC u−8 n合金の金属層5aが残留
rる。
前記拡散熱処理時にインサイチュロッド9側に拡散され
ろSnは外方側にも拡散しようとするが、〃、走化導体
6aの内外周に存在才ろ被覆層6bによって拡散を阻止
され、安定化導体6aのSnによる175染か防止され
ろ。なお、安定化導体6aがSnで汚染ざイ1ろと極低
la. (こおける安定化導体6aの電気抵抗か」を昇
するので好ましくない。
ろSnは外方側にも拡散しようとするが、〃、走化導体
6aの内外周に存在才ろ被覆層6bによって拡散を阻止
され、安定化導体6aのSnによる175染か防止され
ろ。なお、安定化導体6aがSnで汚染ざイ1ろと極低
la. (こおける安定化導体6aの電気抵抗か」を昇
するので好ましくない。
以)−1のよ;)に製造された超電導線Bの超電導部5
は、インサイチ:10ット9を基に製造されているので
、臨界電流特性に優れ、機械歪を受けても超電導特性の
劣化が少ないなと機械強度の面でも優れている。また、
超電導線■3は超電導部5の外方に安定化導体部6と金
属層7を配しているのでこれらで補強された構造となっ
ており、機械強度も高い構造となっている。
は、インサイチ:10ット9を基に製造されているので
、臨界電流特性に優れ、機械歪を受けても超電導特性の
劣化が少ないなと機械強度の面でも優れている。また、
超電導線■3は超電導部5の外方に安定化導体部6と金
属層7を配しているのでこれらで補強された構造となっ
ており、機械強度も高い構造となっている。
前記超電導線Bは液体ヘリウムなどのめ媒で極低温に冷
却された状態で使用されろ。そして、超電導部5の一部
が何等かの原因て常電導状態に転位しようとした場合に
安定化導体6aに電流を流して発熱を防雨できるように
なっている。
却された状態で使用されろ。そして、超電導部5の一部
が何等かの原因て常電導状態に転位しようとした場合に
安定化導体6aに電流を流して発熱を防雨できるように
なっている。
更に、前記超電導線Bを交流用として使用し、超電導部
5の一部が常電導状態に転位し,1;うとした場合、安
定化導体6a に交流電流か流れようと4゛ろが、安定
化導体6aを純銅よりム高電気抵抗の被覆層6bで分離
し、しかち、断面扇型環状体ニ分W’lした構造となっ
ているために、安定化導体6a・・間に生じようとする
交流損失を減少することができる。このために超電導線
「)!」交流用として極めて優れた安定性を発揮ずろ。
5の一部が常電導状態に転位し,1;うとした場合、安
定化導体6a に交流電流か流れようと4゛ろが、安定
化導体6aを純銅よりム高電気抵抗の被覆層6bで分離
し、しかち、断面扇型環状体ニ分W’lした構造となっ
ているために、安定化導体6a・・間に生じようとする
交流損失を減少することができる。このために超電導線
「)!」交流用として極めて優れた安定性を発揮ずろ。
ところで前記の例では本発明の構造をNb3Sn系の超
電導線の構造に適用した例に着いて説明したが、本発明
の構造をV3Ga系、N b3 G e, N b3A
1などの化合物系超電導線の構造として適用できろこと
は勿論である。また、安定化導体6a(:18分割構造
に限る乙のではなく、3分割辺−1−の分;ill村い
告てあれば良0゜ 史に、この例では、第1図(1)(、r )(K )に
示ず断面円形状の安定化素材16を加工して断面扇型f
Lli状体の安定化導体6aを形成したが、安定化素+
4’ I 6を予め断面扇型環状体に成形加工した後に
超電導部+、l’12の外周に配置し、この後に縮径加
[、を施して第1図(1,)に示す素線22を作製して
し良い。
電導線の構造に適用した例に着いて説明したが、本発明
の構造をV3Ga系、N b3 G e, N b3A
1などの化合物系超電導線の構造として適用できろこと
は勿論である。また、安定化導体6a(:18分割構造
に限る乙のではなく、3分割辺−1−の分;ill村い
告てあれば良0゜ 史に、この例では、第1図(1)(、r )(K )に
示ず断面円形状の安定化素材16を加工して断面扇型f
Lli状体の安定化導体6aを形成したが、安定化素+
4’ I 6を予め断面扇型環状体に成形加工した後に
超電導部+、l’12の外周に配置し、この後に縮径加
[、を施して第1図(1,)に示す素線22を作製して
し良い。
第2図は本発明の超電導線Bを用いて構成された超電導
1へ線の一構造例を示している。
1へ線の一構造例を示している。
この例の超電導撚線Cは超電導線BとCu13%Sn合
金からなろ線材30を交互に撚り合わせて構成した例で
ある。
金からなろ線材30を交互に撚り合わせて構成した例で
ある。
この構造の超電導撚線Cを製造するには、拡散熱処理n
ijの素線22を線材30と撚り合わせ、その後に拡散
熱処理ずろことにより製造される。このように製造する
理由はN1)3Snは極めて硬く脆いのでNbaSn生
成後の撚線加工が困難なたぬである。
ijの素線22を線材30と撚り合わせ、その後に拡散
熱処理ずろことにより製造される。このように製造する
理由はN1)3Snは極めて硬く脆いのでNbaSn生
成後の撚線加工が困難なたぬである。
この例の超電導撚線Cは線材30 で超電導線B を補
強した構造であるのて撚線全体の機械強度を高めた構造
になっている。また、各超電導線Bの最外周には抵抗の
高い銅合金からなる金属層7が形成されているので、交
流通電時の超電導線B 間の結合損失を減少させること
ができろ。
強した構造であるのて撚線全体の機械強度を高めた構造
になっている。また、各超電導線Bの最外周には抵抗の
高い銅合金からなる金属層7が形成されているので、交
流通電時の超電導線B 間の結合損失を減少させること
ができろ。
また、超電導撚線の構造として第3図に示すように超電
導線Bのみを撚りあわせて超電導撚線りを製造しても良
い。
導線Bのみを撚りあわせて超電導撚線りを製造しても良
い。
第3図に示す構造の超電導撚線りを製造する場合におい
ても第1図(L)に示した素線22を撚り合わせた後に
拡散熱処理を施すことにより製造することができる。
ても第1図(L)に示した素線22を撚り合わせた後に
拡散熱処理を施すことにより製造することができる。
第4図(A)はNb3Sn系に適用した請求項2の発明
の超電導線の一構造例を示し、第4図(B)〜(G)は
、この超電導線の製造方法を説明するためのものである
。
の超電導線の一構造例を示し、第4図(B)〜(G)は
、この超電導線の製造方法を説明するためのものである
。
第4図(A)に示す超電導線Eは、化合物超電導体の極
細のフィラメントを有してなる超電導部35と、この超
電導部35を囲んで設はられた金属層35Aと、この金
属層35Δを囲んで設(′、lられだ安定化導体部36
と、この安定化導体部36を囲んで設はらA1に金属層
37を主体として構成されている。
細のフィラメントを有してなる超電導部35と、この超
電導部35を囲んで設はられた金属層35Aと、この金
属層35Δを囲んで設(′、lられだ安定化導体部36
と、この安定化導体部36を囲んで設はらA1に金属層
37を主体として構成されている。
前記超電導線Eにおいて、金属層37と安定化導体部3
6は、先に説明した超電導線Bの金属層7と安定化導体
部6と同等の構造であるが、超電導部35の構造か異な
っている。
6は、先に説明した超電導線Bの金属層7と安定化導体
部6と同等の構造であるが、超電導部35の構造か異な
っている。
この超電導部35 tJ 、中心部に配した断面丸型の
インザイヂ、導体35aとその周囲に配置された断面扇
型環状体状のインサイチュ導体35t)とこれらの各導
体を囲み、各導体を仕切った被覆層35cとから構成さ
れている。
インザイヂ、導体35aとその周囲に配置された断面扇
型環状体状のインサイチュ導体35t)とこれらの各導
体を囲み、各導体を仕切った被覆層35cとから構成さ
れている。
以」ユの構造の超電導線Eを製造するには、インサイチ
ュインゴソトを縮径して第4図(B)に示すインサイチ
ュロット40を作製し、このインザイヂ、〔lノド40
の外周にSnからなる管体41を披U、更に第4図(C
)に示すように複数本(図面では7本)集合してCu−
Sn合金、Cu−Zn合金、Cu−N i合金などの銅
合金からなる管体42を被せて縮径し、第4図(D)に
示す複合体43を作成する。次にこの複合体43の外周
に、先に説明した例で使用した安定化素材16を複数本
(図面では8本)配置し、更に、Cu−Sn合金、Cu
−Z n合金、Cu−N i合金などの銅合金からなる
管体45を被せて縮径12、第4図(F)に示す素線4
6を得る。次いでこの素線46に、先に説明した例と同
等の拡散熱処理を施してSnを拡散させ、超電導フィラ
メントを生成させることにより第4図(G)と(A)に
示す超電導線Eを得ることかできる。
ュインゴソトを縮径して第4図(B)に示すインサイチ
ュロット40を作製し、このインザイヂ、〔lノド40
の外周にSnからなる管体41を披U、更に第4図(C
)に示すように複数本(図面では7本)集合してCu−
Sn合金、Cu−Zn合金、Cu−N i合金などの銅
合金からなる管体42を被せて縮径し、第4図(D)に
示す複合体43を作成する。次にこの複合体43の外周
に、先に説明した例で使用した安定化素材16を複数本
(図面では8本)配置し、更に、Cu−Sn合金、Cu
−Z n合金、Cu−N i合金などの銅合金からなる
管体45を被せて縮径12、第4図(F)に示す素線4
6を得る。次いでこの素線46に、先に説明した例と同
等の拡散熱処理を施してSnを拡散させ、超電導フィラ
メントを生成させることにより第4図(G)と(A)に
示す超電導線Eを得ることかできる。
この構造の超電導線Eは前記超電導線Bと同等の効果を
奏する。また、超電導部が断面扇型環状体状の複数のイ
ンサイチュ導体35bにより構成されているために、超
電導部における交流損失も低減した構造となっている。
奏する。また、超電導部が断面扇型環状体状の複数のイ
ンサイチュ導体35bにより構成されているために、超
電導部における交流損失も低減した構造となっている。
「実施例1」
直径150 mm、長さ300mmのCu−N b合金
からなるインサイチュインゴットをろつぼ溶解法により
作成し、このインサイチュインゴットを直径50mmに
なるまで縮径してインザイヂニロッドを得た。次にこの
インサイチュロツドの全周に厚さ5mmのSn板を巻き
イ=j’ fJ、更に外径80mm、内径70mmのC
u−6%Sn合金からなる管体に挿入して直iJ、 5
0 mmになるまで縮径して超電導素材を得た。
からなるインサイチュインゴットをろつぼ溶解法により
作成し、このインサイチュインゴットを直径50mmに
なるまで縮径してインザイヂニロッドを得た。次にこの
インサイチュロツドの全周に厚さ5mmのSn板を巻き
イ=j’ fJ、更に外径80mm、内径70mmのC
u−6%Sn合金からなる管体に挿入して直iJ、 5
0 mmになるまで縮径して超電導素材を得た。
次に残留抵抗値RRRが200の無酸素銅からなる直径
50mmの棒体を用意し、この棒体の周囲に肉厚2mm
のTaからなる拡散防止管を被せ、スウエージング装置
により、外径30mmに縮径して安定化素材を得た。
50mmの棒体を用意し、この棒体の周囲に肉厚2mm
のTaからなる拡散防止管を被せ、スウエージング装置
により、外径30mmに縮径して安定化素材を得た。
次いて前記超電導素材の外周に前記安定化素材を8本配
し、全体を外径135 mm、内径115mmのCu−
6%Sn合金からなる管体内に挿入し、適宜中間焼鈍処
理を施しなから冷間加工により縮径して外径0.4mm
の素線を得た。
し、全体を外径135 mm、内径115mmのCu−
6%Sn合金からなる管体内に挿入し、適宜中間焼鈍処
理を施しなから冷間加工により縮径して外径0.4mm
の素線を得た。
そして前記索線を600℃で200時間加熱する熱処理
を施してSnを拡散させ、Nb3Sn超電導金属間化合
物のフィラメントを生成させて超電導線を製造した。
を施してSnを拡散させ、Nb3Sn超電導金属間化合
物のフィラメントを生成させて超電導線を製造した。
このようにして製造された超電導線は、安定化胴部分を
分割構造にしていない超電導線に比較して交流損失を数
分の−に低減ずろことができた。
分割構造にしていない超電導線に比較して交流損失を数
分の−に低減ずろことができた。
「実施例2」
実施例■で用いたものと同等のインサイチュインゴット
を直径15mmになるまで縮径してインサイチュロソド
を得、このインサイチュロットの外周にSnからなるテ
ープを巻き付はて超電導素材を得、この超電導素材を7
本、第4図(C)に示す場合と同等に集合して外径80
mm、内径70mmの管体に挿入し、外径50mmにな
るまで縮径して超電導素材を得た。この超電導素材と実
施例1で用いた安定化素材を用いて実施例1と同等の方
法を実施して外径0.4mmの素線を得た。
を直径15mmになるまで縮径してインサイチュロソド
を得、このインサイチュロットの外周にSnからなるテ
ープを巻き付はて超電導素材を得、この超電導素材を7
本、第4図(C)に示す場合と同等に集合して外径80
mm、内径70mmの管体に挿入し、外径50mmにな
るまで縮径して超電導素材を得た。この超電導素材と実
施例1で用いた安定化素材を用いて実施例1と同等の方
法を実施して外径0.4mmの素線を得た。
そして前記素線を600℃で200時間加熱する熱処理
を施してSnを拡散させ、Nb5sn超電導金属間化合
物のフィラメントを生成させて超電導線を製造した。
を施してSnを拡散させ、Nb5sn超電導金属間化合
物のフィラメントを生成させて超電導線を製造した。
このようにして製造された超電導線は、安定化銅部分を
分割構造にしていない超電導線に比較して交流損失を数
分の−に低減することができた。
分割構造にしていない超電導線に比較して交流損失を数
分の−に低減することができた。
「発明の効梁j
以」−説明したように本発明は、周方向に3つ以上に分
割した分割型の安定化導体を具備し、安定化導体の内部
に超電導部を設けているので交流用として使用した場合
、交流損失を低減することができる。しかも超電導部は
機械加工性に優れるインザイチュ導体からなるので、縮
径加工が容易であり、超電導線に機械歪が加わった場合
でも超電導特性の劣化か少ない特徴がある。また、安定
化導体を高融点金属の被覆層で覆った構造の安定化導体
部で超電導部を覆った構造を採用しているので、拡散熱
処理時に安定化導体が拡散元素で汚染されろことが防1
ト、されるとともに、高融点で高電気抵抗の被覆層によ
り囲まれて安定化導体の結合損失も低減した構造となっ
ているので、この発明の超電導線は交流用として優れた
特徴がある。更に、超電導部の外側に純銅製の安定化導
体部と金属層が配されているので機械的に強く、かつ、
コンパクトな構造となっている。従ってこの発明の超電
導線は超電導発電機の界磁巻線などの交流用超電導線と
して極めて優れている。
割した分割型の安定化導体を具備し、安定化導体の内部
に超電導部を設けているので交流用として使用した場合
、交流損失を低減することができる。しかも超電導部は
機械加工性に優れるインザイチュ導体からなるので、縮
径加工が容易であり、超電導線に機械歪が加わった場合
でも超電導特性の劣化か少ない特徴がある。また、安定
化導体を高融点金属の被覆層で覆った構造の安定化導体
部で超電導部を覆った構造を採用しているので、拡散熱
処理時に安定化導体が拡散元素で汚染されろことが防1
ト、されるとともに、高融点で高電気抵抗の被覆層によ
り囲まれて安定化導体の結合損失も低減した構造となっ
ているので、この発明の超電導線は交流用として優れた
特徴がある。更に、超電導部の外側に純銅製の安定化導
体部と金属層が配されているので機械的に強く、かつ、
コンパクトな構造となっている。従ってこの発明の超電
導線は超電導発電機の界磁巻線などの交流用超電導線と
して極めて優れている。
また、本発明の方法によれば、分割構造であって、不要
元素による汚染のない安定化導体を備え、交流特性の優
れた超電導線を製造することができる。更に、インサイ
チュ導体を用いるために断線などのトラブルを起こすこ
となく縮径加工を行うことができ、極細の繊維状の超電
導フィラメントを有し、機械歪にも強い超電導線を得る
ことができる。
元素による汚染のない安定化導体を備え、交流特性の優
れた超電導線を製造することができる。更に、インサイ
チュ導体を用いるために断線などのトラブルを起こすこ
となく縮径加工を行うことができ、極細の繊維状の超電
導フィラメントを有し、機械歪にも強い超電導線を得る
ことができる。
第1図(A)は請求項1に記載した発明の超電導線の一
構造例を示す拡大断面図、第1図(B)はインサイチュ
インゴットの断面図、第1図(C)はインサイチコロッ
ドの断面図、第1図(D)はインサイチュロッドに対す
る板体の巻き付は状態を示す断面図、第1図(E)は板
体をインサイヂュロツドに巻き付けた状態を示す断面図
、第1図(F)は板体の外方に管体を被せた状態を示す
断面図、第1図(G)は超電導素材の断面図、第1図(
H)は複合体の断面図、第1図(1)は安定化素材の断
面図、第1図(、■)は超電導索材の外周に安定化素材
を配した状態を示す断面図、第1図(K)は集合状態の
安定化素材を管体に挿入した状態を示す断面図、第1図
(r、)は素線の断面図、第1図(M)は超電導線の断
面図、第2図は超電導撚線の一例を示す斜視図、第3図
は超電導撚線の他の例を示す断面図、第4図(A)は請
求項2に記載した発明の超電導線の一構造例を示す拡大
断面図、第4図(B)はインサイチュロッ)・の断面図
、第4図(C)はインサイチュロットの集合状態を示す
断面図、第4図(D)は複合体の断面図、第4図(E)
は安定化素材の集合状態を示す断面図、第4図(F)は
素線の断面図、第4図(G)は超電導線の断面図、第5
図は従来の超7[導線の構造例を示す断面図である。 E 6b・ 8・・イ 超電導線、C,D 超電導撚線、 5 超電導部、5a・・金属層、 6 安定化導体部、6a・・・安定化導体、被覆層、7
.37 ・金属層、 ンサイヂュインゴット、 インサイチュロッ ト、 5a、35b インサイヂュ導体、 5 c・ 被覆層。
構造例を示す拡大断面図、第1図(B)はインサイチュ
インゴットの断面図、第1図(C)はインサイチコロッ
ドの断面図、第1図(D)はインサイチュロッドに対す
る板体の巻き付は状態を示す断面図、第1図(E)は板
体をインサイヂュロツドに巻き付けた状態を示す断面図
、第1図(F)は板体の外方に管体を被せた状態を示す
断面図、第1図(G)は超電導素材の断面図、第1図(
H)は複合体の断面図、第1図(1)は安定化素材の断
面図、第1図(、■)は超電導索材の外周に安定化素材
を配した状態を示す断面図、第1図(K)は集合状態の
安定化素材を管体に挿入した状態を示す断面図、第1図
(r、)は素線の断面図、第1図(M)は超電導線の断
面図、第2図は超電導撚線の一例を示す斜視図、第3図
は超電導撚線の他の例を示す断面図、第4図(A)は請
求項2に記載した発明の超電導線の一構造例を示す拡大
断面図、第4図(B)はインサイチュロッ)・の断面図
、第4図(C)はインサイチュロットの集合状態を示す
断面図、第4図(D)は複合体の断面図、第4図(E)
は安定化素材の集合状態を示す断面図、第4図(F)は
素線の断面図、第4図(G)は超電導線の断面図、第5
図は従来の超7[導線の構造例を示す断面図である。 E 6b・ 8・・イ 超電導線、C,D 超電導撚線、 5 超電導部、5a・・金属層、 6 安定化導体部、6a・・・安定化導体、被覆層、7
.37 ・金属層、 ンサイヂュインゴット、 インサイチュロッ ト、 5a、35b インサイヂュ導体、 5 c・ 被覆層。
Claims (3)
- (1)繊維状の超電導フィラメントを金属基地の内部に
多数配してなるインサイチュ導体からなる超電導部と、
この超電導部を囲んで設けられた金属層と、この金属層
を囲んで設けられた安定化導体部と、この安定化導体部
を囲んで設けられた金属層を具備してなり、前記安定化
導体部は安定化導体部を周回りに3つ以上に分割して構
成される純銅製の安定化導体と、これらの安定化導体の
個々の周面を覆い各安定化導体を区分する高融点の高抵
抗金属の被覆層とからなることを特徴とする化合物系超
電導線。 - (2)繊維状の超電導フィラメントを有する超電導部と
、この超電導部を囲んで設けられた安定化導体部と、こ
の安定化導体部を囲んで設けられた金属層を具備してな
り、前記超電導部は超電導部を周回りに3つ以上に分割
して構成されたインサイチュ導体と、これらのインサイ
チュ導体の各々を囲み、各インサイチュ導体を仕切って
設けられた金属層を具備してなり、前記インサイチュ導
体は金属基地の内部に多数の超電導フィラメントを配し
て構成されてなる一方、前記安定化導体部は安定化導体
部を周回りに3つ以上に分割して構成される純銅製の安
定化導体と、これらの安定化導体の個々の周面を覆い、
各安定化導体を区分する高融点の高抵抗金属の被覆層と
からなることを特徴とする化合物系超電導線。 - (3)超電導金属間化合物を構成する元素のうち、少な
くとも1つの元素の樹枝状晶を金属基地の内部に分散し
てなるインサイチュインゴットからなるインサイチュ部
材の外周に、超電導金属間化合物を構成する元素のうち
、残りの元素の被覆層を形成して複合材を形成するとと
もに、純銅からなる安定化材の外周にTa、Nbなどの
高融点金属からなる被覆層を形成して安定化素材を形成
し、前記複合材の全周にわたり、前記安定化素材を配し
、更にその外方に金属管を被せた後に全体を縮径して素
線を作成し、次いでこの素線に拡散熱処理を施して被覆
層の元素を拡散させて超電導体を生成させることを特徴
とする化合物系超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63257604A JPH02103813A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 化合物系超電導線およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63257604A JPH02103813A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 化合物系超電導線およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02103813A true JPH02103813A (ja) | 1990-04-16 |
Family
ID=17308577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63257604A Pending JPH02103813A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 化合物系超電導線およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02103813A (ja) |
Citations (8)
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| JPS637353A (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-13 | Fujikura Ltd | 繊維分散型超電導線の製造方法 |
-
1988
- 1988-10-13 JP JP63257604A patent/JPH02103813A/ja active Pending
Patent Citations (8)
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| JPS637353A (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-13 | Fujikura Ltd | 繊維分散型超電導線の製造方法 |
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