JPH0329214A - シエブレル相化合物超電導線およびその製法 - Google Patents

シエブレル相化合物超電導線およびその製法

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JPH0329214A
JPH0329214A JP1163531A JP16353189A JPH0329214A JP H0329214 A JPH0329214 A JP H0329214A JP 1163531 A JP1163531 A JP 1163531A JP 16353189 A JP16353189 A JP 16353189A JP H0329214 A JPH0329214 A JP H0329214A
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JP
Japan
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sieprel
phase compound
wire
phase
superconducting wire
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JP1163531A
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English (en)
Inventor
Yoshio Kubo
久保 芳生
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting 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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】 本発明はシエプレル相化合物超電導線およびその製造方
法に関する。 【従来の技術] シエプレル相化合物とはRMos  Xa  (ただし
、Rは陽イオン、Xはカルコゲン(イオウ、Se, T
l3%Poの総称)〉で表わされるごとき化合物であり
、後述のPbMoa  Ss系化合物などがその具体例
として知られている。 第3図はたとえば特開昭Ill−020304号公報(
発明の名称: PbMoa  Sa系化合物超電導マグ
ネットの製造方法)に示された従来のPbMos  S
s系化合物超電導線材の断面図であり、第3図において
(1)はMo材、Mo硫化物材、pb材、pb硫化物材
およびイオウの中から選ばれたものを用いて最終的にP
bMos  Ss系化合物が生成されるような割合で配
合された混合材であり、(2B)はこの混合材(1)の
外周を囲む障壁材、たとえばNbまたはTaであり、(
3)はこの障壁材(2B)の外周を囲む安定材化、たと
えばCuまたはCu−Niなどである。 従来のPbMos  Ss系化合物超電導線材は上記の
ように構成され、混合材(1)を障壁材(2B)と安定
化材(3)との管材に充填し、伸線加工を行なったのち
熱処理を行ない、内部的にPbMos  Sa系化合物
を生成させている。 障壁材〈2B〉の役割としては、混合材(1)の中に含
まれているイオウ成分が熱処理中に安定化材(3)と反
応するのを防ぐことがあげられ、したがってNb,Ta
などの高融点金属が主として用いられる。また安定化材
(3)の役割としては、超電導体が何らかの原因で常伝
導状態に転移したときに、電気的・熱的なバイパス経路
として超電導体の安定化に寄与するとともに、シエプレ
ル相化合物と障壁材(2B)とのあいだの熱膨張率の差
から生ずる引張りの残留歪みを軽減することがあげられ
る。 [発明が解決しようとする課題] 従来のPbMos  Sa系化合物超電導線材では、障
壁材としてたとえばNb, Taなとの管材を用いてい
たが、シエプレル相生成のための熱処理時に混合材中に
含まれる酸素または水分がMo硫化物材もしくはMo材
または障壁材であるNb材などと、Mo+2(0)→M
o02 MoS2+2(0)→Mo+280 などの反応を起こし、その結果シエプレル相生成のため
に必要なイオウ成分またはMo成分が異相として損失す
るので減少してしまい、混合材のすべてをシェプレル相
化合物単相に変えられないという問題点があった。 本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので
、混合材のイオウ成分またはMo成分を異相として損失
することなくすべてをシエプレル相化合物単相に変え、
高特性なシエプレル相化合物超電導体および超電導線を
うろことを目的とする。 [課題を解決するための手段] 本発明はシエプレル相化合物が生成されるような割合で
配合した混合材、障壁材および安定化材から楕成される
ものを熱処理してえられるシエプレル相化合物超電導線
であって、前記障壁材が、NbSTaまたはMoよりも
電子親和力が強い元素またはその組合せを少なくとも 
0.1重量%以上含むNb合金またはTa合金であるこ
とを特徴とするシエプレル相化合物超電導線に関する。 さらに本発明はシエプレル相化合物が生成されるような
割合で配合した混合材、障壁材および安定化材から構成
されるものを熱処理するシエプレル相化合物超電導線の
製造方法であって、前記障壁材として、Nb..Taま
たはMoよりも電子親和力が強い元素またはその組合せ
を少なくとも0.1重量%以上含むNb合金またはTa
合金を用いることを特徴とするシエプレル相化合物超電
導線の製造方法に関する。 本発明のPbMos  Sa系化合物超電導体およびそ
の製造方法はpb材、pb硫化物材、Mo材、Mo硫化
物材およびイオウ材の中から選んだ原料を用いて最終的
にシエプレル相化合物が生成されるような割合に配合し
た混合材の周囲を、従来の障壁材であるNbx Taお
よびHaよりも電子親和力が強い元素またはその組合せ
を含んだNb合金またはTa合金の障壁材で充填し、さ
らに安定化材を被せることによって複合体とし、この複
合体を断面縮小加工したのち、熱処理するものである。 [作 用] 本発明においては、シエプレル相化合物生成のための熱
処理時に、障壁材が混合材中に含まれる酸素成分をゲッ
タ材として吸収してしまうため、混合材中のイオウ成分
またはMo成分が酸素と反応して異相として損失するこ
とがなく、混合材のすべてがシェプレル相化合物単相と
してえられ、したがって、高い臨界電流密度をもったシ
エプレル相化合物超電導体および超電導線かえられる。 [実施例] 本発明において混合材を熱処理してえられるシエプレル
相化合物としてはとくに限定はないが、代表的にはPb
Mos  Ss系化合物が広く用いられており、実用性
が高い。PbMos  Sa系化合物としては、たとえ
ばPbMos.+  Ss 、PbMos  syなど
Mo,Sの値の変化したものがあるが、これらを総称し
てPbMos  Ss系化合物として説明している。さ
らに、『とじてたとえばGa,旧、BaSSn, La
, HosEux GL Lux Y %Ndなどを少
量添加したPbM’xMos  Sa化合物もPbMo
a  Ss系化合物に含まれている。 前記混合材の周囲に充填される障壁材としては、Nb,
 TaまたはMoよりも電子親和力が強い元素またはそ
の組合わせを少なくとも0.1重量%以上含むNb合金
またはTa合金が用いられる。なお、NbおよびTaを
主要組成とした含む合金であってもよい。 前記電子親和力とは、たとえば原子が、より安定な電子
配置をとるために外部から電子を取入れるときに必要な
エネルギーをいい、既知の方法にしたがい、計算または
実験によって求められる。 前記障壁材に用いるNb合金またはTa合金の具体例と
しては、たとえばZrをo.t−15重量%含んだもの
、Mを0.1〜3重量%含んだもの、TIを0.1〜1
0重量%含んだもの、■を0.1〜50重量%含んだも
のなどやこれら元素の2種以上を合計で少なくとも0.
1重量以上含んだものなどがあげられる。 障壁材に含まれる2『、#, TI, Vなどの含有率
と酸素のゲッタ作用との関係については、それぞれの元
素の含有率が0.1重量%以下だと、酸素のゲッタ作用
の効果は認められず、含有率としては多くなればなる程
その効果は大きくなる。しかしながらZrs Tiに関
しては安定化材のCuと反応して金属間化合物をつくっ
て線材が溶融してしまうため、含有率としてはそれぞれ
15ffiffi%、lO重量%が上限となる。Nにつ
いてはNbまたはTaと金属間化合物をつくって線材の
加工性がわるくなるため含有率としては3重量%が上限
となる■についてはNbまたはTaと全律固溶し、しか
も安定化材のCuと反応しないため50重量%の上限値
まで利用可能となる。 前記障壁材の周囲に配置される安定化材にもとくに限定
はなく、その具体例としては、C u sCu−Nl 
、Cu−Nb sアルミナ分散強化銅、銀入り銅などが
あげられる。 これら混合材、障壁材および安定化材から構成される複
合体は、要すれば断面縮小されたのち熱処理されてシエ
プレル相化合物超電導線かえられる。 前記断面縮小はたとえば縮小後の直径が0.84〜 1
.10 asとなるように伸線することなどによって行
なわれ、前記熱処理はたとえば、アルゴン雰囲気中、9
75〜10丁5℃、0.25〜5時間のごとき条件で行
なわれる。 以下、本発明のシエプレル相超電導体およびその製造方
法を実施例により具体的に説明する。 実施例I PbMoa  Sa系化合物の構成成分として、Mo%
 PbsM02  Ss粉末(粒度はそれぞれ3−、4
4刷以下、2−、純度はいずれも99.9%)をPb:
Mo:Mo2  Ss −  1.2:  0.8: 
 2.6の原子比でできるだけ均一に混合し、プレスに
より成形して混合材とした。この混合材を障壁材である
Nb−5Vt%T1管および安定化材であるCu管と複
合化して冷間引抜き加工により断面縮小加工し、直径1
.0mmまで伸線して長さ約30mのpbMos  S
s系化合物超電導線用複合体をえた。断面縮小加工は、
断線することなくきわめて良好な加工性を示した。 第1図は断面縮小加工された前記線材の横断面図であり
、(1》は前記のようにしてえられた混合材であり、(
2A)はこの混合材(1)の外周を囲む障壁材たとえば
Nb−5wt%Tlであって本発明により熱処理時に混
合材中に含まれる酸素成分をゲッタ作用で吸収すること
ができる障壁材であり、(3)は安定化材たとえばCu
またはCu−N 1などである。 つぎに、前記熱処理前の線材を直径300關の輪状に巻
き、この線材の両端に端封じ加工を施したのち、この線
材に対しアルゴン雰囲気中、800〜1100℃で1〜
12時間の条件で熱処理を行ない、Pbldos  S
a系化合物超電導線をえた。 このようにしてえられた超電導線材の一部を採取し、液
体ヘリウム温度(4.2K)で印加磁界下(最高1 2
7)での鴎界雷流(IC)特性を測定した。 その結果、従来のバリャ材としてNbを用いた同構造の
超電導線に比べて127で約25%高い500A/關2
と非常に高い臨界電流密度Uc)かえられた。 さらに、えられた超電導線の横断面を顕微鏡で観察した
ところ、従来のものではNdバリャの界面が熱処理によ
り混合材中のイオウ成分と反応して約30A!m硫化さ
れていたのに対し、本発明による超電導線ではバリャの
界面は約20−の厚さで酸化されており、界面での硫化
はほとんど認められなかった。 実施例2 PbMos  Ss系化合物の構成成分として、Mo、
pb、Mo2  83粉末(粒度はそれぞれ3−、44
一以下、2刷、純度はいずれも99.9%)をPb:M
o:Mo2S3=3:2:8の原子比でできるだけ均一
に混合し、実施例1と同様の方法で直径1.5關に断面
縮小加工した複合体の線材をえた。こ.の熱処理前の線
材を37本束ねて安定化材であるCu管に充填し、さら
に直径1.0+nまで断面縮小加工を行ない、第2図に
示すような横断面をもった複合線材を作製した。第2図
において(1)、(2人)、(3)は第1図と同じもの
を示す。 つぎに、この熱処理前の複合線材に対し実施例1と同様
の熱処理を行ない、超電導線をえたのち、実施例1と同
様に12TでのJc特性を測定したところ、実施例1の
超電導線と同等の特性を確認した。 また、前記の複合線材では混合材(1}の直径が約60
〜70燗であり、実施例1の混合材(1}が500−で
あるのに比較して約1桁直径が小さくなっており、また
多芯化されているので、交流損失の軽減も認められた。 この実施例2では複合線材にツイスト加工は行なってい
ないが、所望により、従来のNb3Sn線材と同様の方
法で容易に行なうことができる。こ.のツイスト加工は
熱処理後にえられる超電導線の交流損失の軽減およびマ
グネットの安定化のうえできわめて有効である。 なお前記実施例1および2では、混合材(1}をM o
 sPb, Mo2  Ssなどの粉末から製造したが
、これら以外の粉末の組合せでもよく、また、これらの
粉末以外の構成材たとえばpb粉末のかわりにPbの薄
板を用いるなど構成材の形態にかかわらず使用すること
ができる。 [発明の効果] 本発明は以上説明したとおり、シエプレル相化合物生成
のための熱処理時に、混合材中に含まれる酸素成分をゲ
ッタ作用で吸収することができる障壁材を用いたので、
混合材中のイオウ成分またはMo成分を異相として損失
することなく、すべてをシエプレル相化合物単相に変え
ることができ、高特性なシエプレル相化合物超電導体お
よび超電導線かえられる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例により製造されたPbMoa
  Ss系化合物超電導線材の横断面図、第2図は本発
明の他の実施例により製作されたPbMos  Sa系
化合物複合多芯線材の横断面図、第3図は従来のPbM
oa  Ss系化合物超電導線用複合体の横断面図であ
る。 (図面の主要符号) (1):混合材 (2人):障壁材 (3)二安定化材 書《自発》

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シエプレル相化合物が生成されるような割合で配
    合した混合材、障壁材および安定化材から構成されるも
    のを熱処理してえられるシエプレル相化合物超電導線で
    あって、前記障壁材が、Nb、TaまたはMoよりも電
    子親和力が強い元素またはその組合せを少なくとも0.
    1重量%以上含むNb合金またはTa合金であることを
    特徴とするシエプレル相化合物超電導線。
  2. (2)シエプレル相化合物が生成されるような割合で配
    合した混合材、障壁材および安定化材から構成されるも
    のを熱処理するシエプレル相化合物超電導線の製造方法
    であって、前記障壁材として、Nb、TaまたはMoよ
    りも電子親和力が強い元素またはその組合せを少なくと
    も0.1重量%以上含むNb合金またはTa合金を用い
    ることを特徴とするシエプレル相化合物超電導線の製造
    方法。
JP1163531A 1989-06-26 1989-06-26 シエブレル相化合物超電導線およびその製法 Pending JPH0329214A (ja)

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