JPH0358123B2 - - Google Patents
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- JPH0358123B2 JPH0358123B2 JP58047729A JP4772983A JPH0358123B2 JP H0358123 B2 JPH0358123 B2 JP H0358123B2 JP 58047729 A JP58047729 A JP 58047729A JP 4772983 A JP4772983 A JP 4772983A JP H0358123 B2 JPH0358123 B2 JP H0358123B2
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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)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は、極細多芯化合物超電導導体の改良に
関する。 ［従来の技術及び課題］ 極細多芯化合物超電導導体は、一般に次のよう
に大別される。 (1) ブロンズ法連続多芯線。 (2) 内部及び外部拡散法連続線。 (3) In−Situ法及びPowder法不連続線。 しかしながら、前記各超電導導体においては次
のような問題があつた。 前記(1)の化合物超電導線においては、化合物フ
イラメントが線材の一端から他端まで連続してい
るため電気的に不連続部はなく電流損失のない材
料ではある。しかしながら、線材の単位断面積当
りに含まれるフイラメントの数に製造上限界があ
るため、電流密度が低い欠点を有する。この線材
（例えばNb3Sn線）の場合は、ブロンズとニオブ
との複合加工によつて得られるもので、多数回の
中間焼鈍を行つて減面加工率を高くしても断線せ
ずに連続フイラメントの状態を維持するためには
最少3μｍ程度のフイラメント径までが限度であ
り、これにより細く加工すると断線してしまう。 また、ブロンズとニオブとの固体拡散によつて
Nb3Snを形成させるためには高濃度のSnまたは
高温度での拡散熱処理が必要である。しかしなが
ら、ブロンズにおけるSn濃度は14.0wt％が上限
である。このため、3μｍのフイラメント全体を
Nb3Sn層にするには高温度での熱処理を選択せざ
るをえない。一方、高温度での拡散熱処理によつ
てはNb3Sn層の結晶粒径が粗大化して有効なピニ
ング力（臨界電流密度を支配する因子の一つ）が
少くなり電流密度を高くすることができないもの
である。 前記(2)の化合物超電導線においては、前記(1)の
化合物フイラメントと同様に連続していると共に
ブロンズ法よりもSn濃度を30wt％程度に高くす
ることが可能であるため、電流密度を高くするこ
とができるものである。しかしながら、前記(1)及
び(2)の化合物超電導線に共通した最大の欠点は化
合物フイラメントが線材の一端から他端まで連続
しているため、製造工程でのハンドリングや巻線
工程における線材に加わる曲げ歪がそのまま化合
物フイラメントに負荷される。その結果、0.2〜
0.5％の歪率で破壊し、超電導線としての機能を
発揮しえないものとなる。従つて、前記(1)及び(2)
の化合物超電導線は0.2％以上の歪が加わる用途
に対しては不適当な線材である。 前記(3)の化合物超電導線は、化合物フイラメン
トが不連続であるため、外部から負荷された歪を
フイラメントの不連続部で十分変形しうるマトリ
ツクス材で大部分を吸収する。その結果、フイラ
メントに前記歪が僅かしか伝般されないため歪に
対する敏感性が緩和される。また、電流密度に関
しても高くすることができる。その理由は、フイ
ラメントの直径が高さ1.5μｍと比較的細いことに
より拡散距離の低下に基づく低温度での拡散熱処
理が可能なことと、Sn濃度の調整が自由で高Sn
濃度にすることが可能にするためである。しかし
ながら、前記化合物超電導線における最大の欠点
はフイラメントの長さを全くコントロールできな
いことである。In−Sutu法及びPowder法におけ
るフイラメントの長さは、通常10mm〜1000mmと広
範囲に分布されているが、このフイラメントの長
さは線材外径（マトリツクス材外直径）と関係し
て、電流密度に大きく影響を及ぼすものである。 即ち、線材外径に比較して化合物フイラメント
長さが短い場合にはフイラメント間の電流移行
（current transfer）に多大な電流ロスが発生し
て線材の電流密度を著しく低下させる。従つて、
線材外径を太くしたい場合にはフイラメントの長
さを長くする必要があるが、In−Situ法における
急冷インゴツトの外径やPowder粒径には最終線
材の太さに関係なく制約があるため、最終線材径
の大小に適合する長さのフイラメントのものしか
できない。かかる理由から前記(3)の化合物超電導
線は、特に線外径を太くすると超電導状態での線
材としては電気抵抗がかなり高いものであり、高
精度なマグネツト、精密な機器及び交流的操作条
件での用途には不適当である。 本発明は、前記従来の問題点を解決するために
なされたもので、化合物フイラメントの等価直
径、フイラメントの長さ及び線材外径が夫々限定
された構造を有し、電流密度が高くかつ歪を加わ
つた場合でも臨界電流密度の低下を抑制すること
が可能な化合物超電導導体を提供しようとするも
のである。 ［課題を解決するための手段］ 本発明は、マトリツクス金属材中に多数本の不
連続極細化合物超電導フイラメントが埋込まれた
化合物超電導導体において、前記化合物超電導フ
イラメントの等価直径が0.1〜1.0μｍであり、か
つ同一フイラメント上の不連続部間に位置するフ
イラメントの長さが前記マトリツクス材の等価直
径の70倍以上であることを特徴とする化合物超電
導導体である。 前記マトリツクス金属材としては、例えばCu
又はCu−Sn、Cu−Ga、Cu−Ga−Sn、Cu−Sn
−Tiなどの銅基合金、Sn−CuなどのSn基合金、
Ga基合金、Al基合金、銀基合金を挙げることが
できる。 前記化合物超電導体は、Nb3Sn、V3Ga、
Nb3Ga、Nb3Al、V3Siなど複合加工法と拡散熱
処理によつて形成されるすべての化合物超電導体
である。 なお、前記等価直径とは最終線材におけるフイ
ラメント又はマトリツクス材の断面積と等しい面
積を持つ円の直径を意味するものである。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。 第１図Ａおよび同図Ｂに示すように多数本の
Nb3Sn化合物超電導フイラメント１をブロンズマ
トリツクス２の中に内蔵せしめ、その外側に拡散
バリヤー３を介して安定化銅４を被覆してなる
Nb3Sn化合物超電導線について、以下に説明する
実験（実験例１および実験例２）を行つた。 実験例 １ 実験例１では、フイラメントの長さが、Jc値に
どのように影響するかについて行つた。 まず、フイラメントの直径（Df）を一定（Df
〜0.3μｍ）とし、フイラメントの不連続部５，
５′間に伝達するフイラメントの長さ（lf）を線
材のマトリツクス材の外径Dbの10倍〜100倍の範
囲で変化させた種々の試料を作製し、4.2〓にお
いて線材に検出される電圧から臨界電流をρ＝
10-10Ωcm、ρ＝10-11Ωcm及びρ＝10-12Ωcmの抵
抗の下で測定し、その測定値に基づいてバリヤー
材３と安定化銅４を除外した線材断面積で除して
Jc値を求めた。その結果を第２図に示す。 第２図から明らかなようにフイラメント長さが
lf＜70Dbでは何れの抵抗の場合においてもJc値
が低下する。これは、主として不連続フイラメン
ト相互の電流移行の現象に起因するものと考えら
れる。即ち、lfが短いものでは電流移行に際して
抵抗が発生するためである。従つて、フイラメン
トの長さはlf≧70Dbであることが必要であるこ
とを確認した。しかしながら、フイラメントの長
さの上限は無限大、つまり連続にする必要はなく
lf〜100Db程度で十分に実用に供することが出来
るものであることをも明らかになつた。 実験例 ２ 実験例２では、フイラメント径とJc値との関係
について検討を行つた。 第３図に示すようにフイラメント長lfを一定
（30Db）とし、フイラメント径Dfを0.01〜100μｍ
の範囲で変化させた種々のNb3Sn化合物超電導線
を作製した。 また、フイラメント長が夫々lf＝70Db、及びlf
＝90Dbである各場合についても前記と同様にフ
イラメント径を変化させた種々の超電導線を作製
した。 前記各超電導線を4.2〓、ε＝0.9％、ρ＝−
1011Ωcmの条件において電流密度を測定した。そ
の結果を第３図に示す。 第３図より明らかなようにフイラメント径Df
＝0.1〜1.0μｍ、フイラメント長lf＝70Db及びlf＝
90Dbにて高電流密度のものを得た。しかしなが
ら、Df＜0.1μｍ又は得るｆ＜70DbではJc値が低
下することが認められた。 従つて、フイラメントの等価直径は0.1〜1.0μ
ｍの範囲に限定したものである。 次に、前述した実験例を基にして具体的な実施
例を説明する。 実施例 まず、外径45mmのCu−13.5wt％Sn合金に直径
3.1mmの貫通孔を37本穿設し、前記各貫通孔に直
径３mmの純Nb棒をそれぞれ挿入した後、約500℃
で中間焼鈍を施しながら、外径0.2mmまで減面加
工を施して素線を作製した。 また、外径45mm、内径38.1mmのCu管中に外径38
mm、内径35mmのNb管をセツトした。 次いで、前記直径0.2mmの素線を100mmの長さに
切断した約21000本の素線を、前記Cu管中にセツ
トされたNb管内に組み込んだ。この組込み工程
において、前記複数本の素線のうち50本につき１
本の素線の２箇所を１mmの長さとなるように切断
し、これら複数本の素線を切断部が順次ずれるよ
うに前記Nb管内に組み込んだ。このようにして
組込まれた複合体を中間焼鈍を施しながら外径
2.7mmまで減面加工した。この線材を600℃、20時
間加熱してNb3Sn超電導線を製造した。かかる
Nb3Sn超電導線のフイラメントは約0.8μｍであつ
た。また、切断部間の長さであるフイラメント長
さ（lf）は約278mmであつた。 比較例 １ （ブロンズ法） まず、外径45mmのCu−13.5wt％Sn合金に直径
3.1mmの貫通孔を37本穿設し、前記各貫通孔に直
径３mmの純Nb棒をそれぞれ挿入した後、約500℃
で中間焼鈍を施しながら、外径1.5mmまで減面加
工を施して素線を作製した。 また、外径45mm、内径38.1mmのCu管中に外径38
mm、内径35mmのNb管をセツトした。 次いで、前記直径1.5mmの素線を100mmの長さに
切断した約380本の素線を、実施例と同様なCu管
中にセツトされたNb管内に組み込んだ。このよ
うにして組込まれた複合体を中間焼鈍を施しなが
ら外径2.7mmまで減面加工した。この線材を600
℃、20時間加熱してNb3Sn超電導線を製造した。 比較例 ２ （In−situ法） まず、外径35mm、長さ250mmのCu−40wt％Nb
複合体を電極として消耗アーク炉において溶製
し、内径45mmの水冷銅鋳型中で凝固させた。前記
鋳型から取出した外径45mmのインゴツトは、Cu
中に約0.18〜1.8mmのNbデンドライトが分散した
ものであつた。つづいて、前記インゴツトを外径
2.7mmまで減面加工し、約150μｍ厚さのSnメツキ
を施した後、200℃、400℃、600℃のステツプ加
熱にによつてSnを内部に拡散させてNb3Sn超電
導線を製造した。 しかして、本実施例および比較例１、２の
Nb3Sn超電導線について、10Tおよび12Tの磁場
での無歪状態における臨界電流密度（Jc）を測定
した。その結果を下記表１に示す。
関する。 ［従来の技術及び課題］ 極細多芯化合物超電導導体は、一般に次のよう
に大別される。 (1) ブロンズ法連続多芯線。 (2) 内部及び外部拡散法連続線。 (3) In−Situ法及びPowder法不連続線。 しかしながら、前記各超電導導体においては次
のような問題があつた。 前記(1)の化合物超電導線においては、化合物フ
イラメントが線材の一端から他端まで連続してい
るため電気的に不連続部はなく電流損失のない材
料ではある。しかしながら、線材の単位断面積当
りに含まれるフイラメントの数に製造上限界があ
るため、電流密度が低い欠点を有する。この線材
（例えばNb3Sn線）の場合は、ブロンズとニオブ
との複合加工によつて得られるもので、多数回の
中間焼鈍を行つて減面加工率を高くしても断線せ
ずに連続フイラメントの状態を維持するためには
最少3μｍ程度のフイラメント径までが限度であ
り、これにより細く加工すると断線してしまう。 また、ブロンズとニオブとの固体拡散によつて
Nb3Snを形成させるためには高濃度のSnまたは
高温度での拡散熱処理が必要である。しかしなが
ら、ブロンズにおけるSn濃度は14.0wt％が上限
である。このため、3μｍのフイラメント全体を
Nb3Sn層にするには高温度での熱処理を選択せざ
るをえない。一方、高温度での拡散熱処理によつ
てはNb3Sn層の結晶粒径が粗大化して有効なピニ
ング力（臨界電流密度を支配する因子の一つ）が
少くなり電流密度を高くすることができないもの
である。 前記(2)の化合物超電導線においては、前記(1)の
化合物フイラメントと同様に連続していると共に
ブロンズ法よりもSn濃度を30wt％程度に高くす
ることが可能であるため、電流密度を高くするこ
とができるものである。しかしながら、前記(1)及
び(2)の化合物超電導線に共通した最大の欠点は化
合物フイラメントが線材の一端から他端まで連続
しているため、製造工程でのハンドリングや巻線
工程における線材に加わる曲げ歪がそのまま化合
物フイラメントに負荷される。その結果、0.2〜
0.5％の歪率で破壊し、超電導線としての機能を
発揮しえないものとなる。従つて、前記(1)及び(2)
の化合物超電導線は0.2％以上の歪が加わる用途
に対しては不適当な線材である。 前記(3)の化合物超電導線は、化合物フイラメン
トが不連続であるため、外部から負荷された歪を
フイラメントの不連続部で十分変形しうるマトリ
ツクス材で大部分を吸収する。その結果、フイラ
メントに前記歪が僅かしか伝般されないため歪に
対する敏感性が緩和される。また、電流密度に関
しても高くすることができる。その理由は、フイ
ラメントの直径が高さ1.5μｍと比較的細いことに
より拡散距離の低下に基づく低温度での拡散熱処
理が可能なことと、Sn濃度の調整が自由で高Sn
濃度にすることが可能にするためである。しかし
ながら、前記化合物超電導線における最大の欠点
はフイラメントの長さを全くコントロールできな
いことである。In−Sutu法及びPowder法におけ
るフイラメントの長さは、通常10mm〜1000mmと広
範囲に分布されているが、このフイラメントの長
さは線材外径（マトリツクス材外直径）と関係し
て、電流密度に大きく影響を及ぼすものである。 即ち、線材外径に比較して化合物フイラメント
長さが短い場合にはフイラメント間の電流移行
（current transfer）に多大な電流ロスが発生し
て線材の電流密度を著しく低下させる。従つて、
線材外径を太くしたい場合にはフイラメントの長
さを長くする必要があるが、In−Situ法における
急冷インゴツトの外径やPowder粒径には最終線
材の太さに関係なく制約があるため、最終線材径
の大小に適合する長さのフイラメントのものしか
できない。かかる理由から前記(3)の化合物超電導
線は、特に線外径を太くすると超電導状態での線
材としては電気抵抗がかなり高いものであり、高
精度なマグネツト、精密な機器及び交流的操作条
件での用途には不適当である。 本発明は、前記従来の問題点を解決するために
なされたもので、化合物フイラメントの等価直
径、フイラメントの長さ及び線材外径が夫々限定
された構造を有し、電流密度が高くかつ歪を加わ
つた場合でも臨界電流密度の低下を抑制すること
が可能な化合物超電導導体を提供しようとするも
のである。 ［課題を解決するための手段］ 本発明は、マトリツクス金属材中に多数本の不
連続極細化合物超電導フイラメントが埋込まれた
化合物超電導導体において、前記化合物超電導フ
イラメントの等価直径が0.1〜1.0μｍであり、か
つ同一フイラメント上の不連続部間に位置するフ
イラメントの長さが前記マトリツクス材の等価直
径の70倍以上であることを特徴とする化合物超電
導導体である。 前記マトリツクス金属材としては、例えばCu
又はCu−Sn、Cu−Ga、Cu−Ga−Sn、Cu−Sn
−Tiなどの銅基合金、Sn−CuなどのSn基合金、
Ga基合金、Al基合金、銀基合金を挙げることが
できる。 前記化合物超電導体は、Nb3Sn、V3Ga、
Nb3Ga、Nb3Al、V3Siなど複合加工法と拡散熱
処理によつて形成されるすべての化合物超電導体
である。 なお、前記等価直径とは最終線材におけるフイ
ラメント又はマトリツクス材の断面積と等しい面
積を持つ円の直径を意味するものである。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。 第１図Ａおよび同図Ｂに示すように多数本の
Nb3Sn化合物超電導フイラメント１をブロンズマ
トリツクス２の中に内蔵せしめ、その外側に拡散
バリヤー３を介して安定化銅４を被覆してなる
Nb3Sn化合物超電導線について、以下に説明する
実験（実験例１および実験例２）を行つた。 実験例 １ 実験例１では、フイラメントの長さが、Jc値に
どのように影響するかについて行つた。 まず、フイラメントの直径（Df）を一定（Df
〜0.3μｍ）とし、フイラメントの不連続部５，
５′間に伝達するフイラメントの長さ（lf）を線
材のマトリツクス材の外径Dbの10倍〜100倍の範
囲で変化させた種々の試料を作製し、4.2〓にお
いて線材に検出される電圧から臨界電流をρ＝
10-10Ωcm、ρ＝10-11Ωcm及びρ＝10-12Ωcmの抵
抗の下で測定し、その測定値に基づいてバリヤー
材３と安定化銅４を除外した線材断面積で除して
Jc値を求めた。その結果を第２図に示す。 第２図から明らかなようにフイラメント長さが
lf＜70Dbでは何れの抵抗の場合においてもJc値
が低下する。これは、主として不連続フイラメン
ト相互の電流移行の現象に起因するものと考えら
れる。即ち、lfが短いものでは電流移行に際して
抵抗が発生するためである。従つて、フイラメン
トの長さはlf≧70Dbであることが必要であるこ
とを確認した。しかしながら、フイラメントの長
さの上限は無限大、つまり連続にする必要はなく
lf〜100Db程度で十分に実用に供することが出来
るものであることをも明らかになつた。 実験例 ２ 実験例２では、フイラメント径とJc値との関係
について検討を行つた。 第３図に示すようにフイラメント長lfを一定
（30Db）とし、フイラメント径Dfを0.01〜100μｍ
の範囲で変化させた種々のNb3Sn化合物超電導線
を作製した。 また、フイラメント長が夫々lf＝70Db、及びlf
＝90Dbである各場合についても前記と同様にフ
イラメント径を変化させた種々の超電導線を作製
した。 前記各超電導線を4.2〓、ε＝0.9％、ρ＝−
1011Ωcmの条件において電流密度を測定した。そ
の結果を第３図に示す。 第３図より明らかなようにフイラメント径Df
＝0.1〜1.0μｍ、フイラメント長lf＝70Db及びlf＝
90Dbにて高電流密度のものを得た。しかしなが
ら、Df＜0.1μｍ又は得るｆ＜70DbではJc値が低
下することが認められた。 従つて、フイラメントの等価直径は0.1〜1.0μ
ｍの範囲に限定したものである。 次に、前述した実験例を基にして具体的な実施
例を説明する。 実施例 まず、外径45mmのCu−13.5wt％Sn合金に直径
3.1mmの貫通孔を37本穿設し、前記各貫通孔に直
径３mmの純Nb棒をそれぞれ挿入した後、約500℃
で中間焼鈍を施しながら、外径0.2mmまで減面加
工を施して素線を作製した。 また、外径45mm、内径38.1mmのCu管中に外径38
mm、内径35mmのNb管をセツトした。 次いで、前記直径0.2mmの素線を100mmの長さに
切断した約21000本の素線を、前記Cu管中にセツ
トされたNb管内に組み込んだ。この組込み工程
において、前記複数本の素線のうち50本につき１
本の素線の２箇所を１mmの長さとなるように切断
し、これら複数本の素線を切断部が順次ずれるよ
うに前記Nb管内に組み込んだ。このようにして
組込まれた複合体を中間焼鈍を施しながら外径
2.7mmまで減面加工した。この線材を600℃、20時
間加熱してNb3Sn超電導線を製造した。かかる
Nb3Sn超電導線のフイラメントは約0.8μｍであつ
た。また、切断部間の長さであるフイラメント長
さ（lf）は約278mmであつた。 比較例 １ （ブロンズ法） まず、外径45mmのCu−13.5wt％Sn合金に直径
3.1mmの貫通孔を37本穿設し、前記各貫通孔に直
径３mmの純Nb棒をそれぞれ挿入した後、約500℃
で中間焼鈍を施しながら、外径1.5mmまで減面加
工を施して素線を作製した。 また、外径45mm、内径38.1mmのCu管中に外径38
mm、内径35mmのNb管をセツトした。 次いで、前記直径1.5mmの素線を100mmの長さに
切断した約380本の素線を、実施例と同様なCu管
中にセツトされたNb管内に組み込んだ。このよ
うにして組込まれた複合体を中間焼鈍を施しなが
ら外径2.7mmまで減面加工した。この線材を600
℃、20時間加熱してNb3Sn超電導線を製造した。 比較例 ２ （In−situ法） まず、外径35mm、長さ250mmのCu−40wt％Nb
複合体を電極として消耗アーク炉において溶製
し、内径45mmの水冷銅鋳型中で凝固させた。前記
鋳型から取出した外径45mmのインゴツトは、Cu
中に約0.18〜1.8mmのNbデンドライトが分散した
ものであつた。つづいて、前記インゴツトを外径
2.7mmまで減面加工し、約150μｍ厚さのSnメツキ
を施した後、200℃、400℃、600℃のステツプ加
熱にによつてSnを内部に拡散させてNb3Sn超電
導線を製造した。 しかして、本実施例および比較例１、２の
Nb3Sn超電導線について、10Tおよび12Tの磁場
での無歪状態における臨界電流密度（Jc）を測定
した。その結果を下記表１に示す。
【表】
また、実施例および比較例１、２のNb3Sn超電
導線を曲げることにより歪を加え、無歪状態での
臨界電流密度を基準とし、歪を加えた時の臨界電
流密度の相対値を測定した。その結果を第４図に
示す。なお、従来の内部拡散法で製造された
Nb3Sn超電導線は、比較例１のブロンズ法で製造
されたNb3Sn超電導線と同様な特性を示す。 前記表１および第４図より明らかなように本実
施例の不連続フイラメントよりなる化合物超電導
線は、臨界電流密度の絶対値がブロンズ法である
比較例１と同等で、かつIn−situ法である比較例
２に比べて著しく高いことがわかる。また、本実
施例は歪を加えた時の臨界電流密度の相対値の低
下度合がIn−situ法である比較例２と同等で、か
つブロンズ法である比較例１に比べて少ないこと
がわかる。 このように本発明の化合物超電導導体は、臨界
電流密度の絶対値が高く、かつ歪に対してその影
響をうけることが極めて少ない、つまり歪敏感性
ではないことがわかる。 なお、本発明では前述した化合物超電導導体中
で比較的大きな歪を受ける部分にフイラメント径
Dfが0.1〜1.0μｍでかつフイラメント長lfが70Db
以上の化合物超電導フイラメントを配置し、その
他の部分には従来の化合物超電導連続フイラメン
トを配置してもよい。即ち、第５図Ａに示すよう
に本発明を規定するフイラメント径及びフイラメ
ント長を有する化合物超電導フイラメント１を線
材に加わる歪率が比較的に大きい線材周辺部のマ
トリツクス材２中に配置し、歪率の小さい中央部
のマトリツクス材中に、歪に対し敏感な連続フイ
ラメント６を配置したり、また第５図Ｂのように
連続フイラメント６と箔状化合物超電導体６′を
配置し外部に拡散バリヤー３を介して安定化銅４
を配置した化合物超電導線にしてもよい。また、
断面形状は、第５図Ａのように丸線にしたり、第
５図Ｂのようにテープにしたりするなどあらゆる
形状の導体に適用できるものである。 また、本発明の化合物超電導導体の製造方法に
ついては特に限定するものではない。例えば、第
６図Ａに示すように粉末法、急冷鋳造法および複
合加工法などで作製された銅１０中に本発明で規
定するフイラメント長及びフイラメント径を有す
るNbフイラメント９を埋込んだ素線Ｓを撚線と
し、外部からSn１１をメツキした後、拡散熱処
理を行うことによつて、本発明で規定される
Nb3Snフイラメント１がブロンズ２に埋込まれた
第６図Ｂのような構造にしてもよい。 また、第７図Ａに示すように銅１０中にNb連
続フイラメント６０を埋込んで素線を中心として
その囲りに、銅１０中に本発明で規定するフイラ
メント長及びフイラメント径を有するNbフイラ
メント９を多数本内蔵する素線９を６本配置し
Sn１１によつて固め、その外側にNbバリヤー３
を介して安定化銅４を配した複合本を拡散熱処理
を行うことによつて、本発明で規定されるNb3Sn
フイラメント１と中央部の太いNb3Snフイラメン
ト６がブロンズマトリツクス２中に共に埋込まれ
た第７図Ｂのような構造にしてもよい。 さらに、第８図Ａに示すように本発明の規定に
よる素線Ｓの中心にSn１１を埋込み、これらの
外側を拡散バリヤー３を介して安定化銅４を配し
た複合本を拡散熱処理を行つて、本発明規定の
Nb3Snフイラメント１をブロンズマトリツクス２
中に埋込んだ第８図Ｂのような構造にしてもよ
い。 ［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明の化合物超電導導体
によれば臨界電流密度の絶対値が高く、かつ歪が
加わつても臨界電流密度に低下が極めて少いため
巻線工程等における線材に加わる曲げに対し極め
て安定性を有する等顕著な効果を有する。
導線を曲げることにより歪を加え、無歪状態での
臨界電流密度を基準とし、歪を加えた時の臨界電
流密度の相対値を測定した。その結果を第４図に
示す。なお、従来の内部拡散法で製造された
Nb3Sn超電導線は、比較例１のブロンズ法で製造
されたNb3Sn超電導線と同様な特性を示す。 前記表１および第４図より明らかなように本実
施例の不連続フイラメントよりなる化合物超電導
線は、臨界電流密度の絶対値がブロンズ法である
比較例１と同等で、かつIn−situ法である比較例
２に比べて著しく高いことがわかる。また、本実
施例は歪を加えた時の臨界電流密度の相対値の低
下度合がIn−situ法である比較例２と同等で、か
つブロンズ法である比較例１に比べて少ないこと
がわかる。 このように本発明の化合物超電導導体は、臨界
電流密度の絶対値が高く、かつ歪に対してその影
響をうけることが極めて少ない、つまり歪敏感性
ではないことがわかる。 なお、本発明では前述した化合物超電導導体中
で比較的大きな歪を受ける部分にフイラメント径
Dfが0.1〜1.0μｍでかつフイラメント長lfが70Db
以上の化合物超電導フイラメントを配置し、その
他の部分には従来の化合物超電導連続フイラメン
トを配置してもよい。即ち、第５図Ａに示すよう
に本発明を規定するフイラメント径及びフイラメ
ント長を有する化合物超電導フイラメント１を線
材に加わる歪率が比較的に大きい線材周辺部のマ
トリツクス材２中に配置し、歪率の小さい中央部
のマトリツクス材中に、歪に対し敏感な連続フイ
ラメント６を配置したり、また第５図Ｂのように
連続フイラメント６と箔状化合物超電導体６′を
配置し外部に拡散バリヤー３を介して安定化銅４
を配置した化合物超電導線にしてもよい。また、
断面形状は、第５図Ａのように丸線にしたり、第
５図Ｂのようにテープにしたりするなどあらゆる
形状の導体に適用できるものである。 また、本発明の化合物超電導導体の製造方法に
ついては特に限定するものではない。例えば、第
６図Ａに示すように粉末法、急冷鋳造法および複
合加工法などで作製された銅１０中に本発明で規
定するフイラメント長及びフイラメント径を有す
るNbフイラメント９を埋込んだ素線Ｓを撚線と
し、外部からSn１１をメツキした後、拡散熱処
理を行うことによつて、本発明で規定される
Nb3Snフイラメント１がブロンズ２に埋込まれた
第６図Ｂのような構造にしてもよい。 また、第７図Ａに示すように銅１０中にNb連
続フイラメント６０を埋込んで素線を中心として
その囲りに、銅１０中に本発明で規定するフイラ
メント長及びフイラメント径を有するNbフイラ
メント９を多数本内蔵する素線９を６本配置し
Sn１１によつて固め、その外側にNbバリヤー３
を介して安定化銅４を配した複合本を拡散熱処理
を行うことによつて、本発明で規定されるNb3Sn
フイラメント１と中央部の太いNb3Snフイラメン
ト６がブロンズマトリツクス２中に共に埋込まれ
た第７図Ｂのような構造にしてもよい。 さらに、第８図Ａに示すように本発明の規定に
よる素線Ｓの中心にSn１１を埋込み、これらの
外側を拡散バリヤー３を介して安定化銅４を配し
た複合本を拡散熱処理を行つて、本発明規定の
Nb3Snフイラメント１をブロンズマトリツクス２
中に埋込んだ第８図Ｂのような構造にしてもよ
い。 ［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明の化合物超電導導体
によれば臨界電流密度の絶対値が高く、かつ歪が
加わつても臨界電流密度に低下が極めて少いため
巻線工程等における線材に加わる曲げに対し極め
て安定性を有する等顕著な効果を有する。
第１図Ａは本発明に係わる化合物超電導導体の
縦断面図、同図Ｂは同図Ａの側断面図、第２図は
フイラメントの長さと臨界電流密度との関係を示
す特性図、第３図はフイラメント径と臨界電流密
度との関係を示す特性図、第４図は歪率と臨界電
流密度（無歪状態に対する相対値）との関係を示
す特性図、第５図Ａ，Ｂはそれぞれ本発明に係わ
る化合物超電導導体の他の例を示す断面図、第６
図乃至第８図は本発明に係わる化合物超電導導体
の１例の工程を示すものであり、第６図乃至第８
図のＡは本発明化合物超電導導体を構成する前の
断面図、第６図乃至第８図のＢは前記Ａの構成複
合体を拡散熱処理した本発明の化合物超電導導体
の断面図である。 １……化合物超電導フイラメント、２……ブロ
ンズマトリツクス、３……バリヤー、４……安定
化銅、５，５′……フイラメントの不連続部、６
……連続フイラメント。
縦断面図、同図Ｂは同図Ａの側断面図、第２図は
フイラメントの長さと臨界電流密度との関係を示
す特性図、第３図はフイラメント径と臨界電流密
度との関係を示す特性図、第４図は歪率と臨界電
流密度（無歪状態に対する相対値）との関係を示
す特性図、第５図Ａ，Ｂはそれぞれ本発明に係わ
る化合物超電導導体の他の例を示す断面図、第６
図乃至第８図は本発明に係わる化合物超電導導体
の１例の工程を示すものであり、第６図乃至第８
図のＡは本発明化合物超電導導体を構成する前の
断面図、第６図乃至第８図のＢは前記Ａの構成複
合体を拡散熱処理した本発明の化合物超電導導体
の断面図である。 １……化合物超電導フイラメント、２……ブロ
ンズマトリツクス、３……バリヤー、４……安定
化銅、５，５′……フイラメントの不連続部、６
……連続フイラメント。
Claims (1)
- １ マトリツクス金属材中に多数本の不連続極細
化合物超電導フイラメントが埋込まれた化合物超
電導線において、前記化合物超電導フイラメント
の等価直径が0.1〜1.0μｍであり、かつ同一フイ
ラメント上の不連続部間に位置するフイラメント
の長さが前記マトリツクス材の等価直径の70倍以
上であることを特徴とする化合物超電導導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58047729A JPS59173903A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 化合物超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58047729A JPS59173903A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 化合物超電導導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59173903A JPS59173903A (ja) | 1984-10-02 |
| JPH0358123B2 true JPH0358123B2 (ja) | 1991-09-04 |
Family
ID=12783424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58047729A Granted JPS59173903A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 化合物超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59173903A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2573491B2 (ja) * | 1987-04-28 | 1997-01-22 | 昭和電線電纜株式会社 | Ｎｂ▲下３▼Ｓｎ超電導線の製造方法 |
| JP2006253592A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 超電導コイル及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-03-22 JP JP58047729A patent/JPS59173903A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59173903A (ja) | 1984-10-02 |
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