JPH04129106A - Nb↓3Sn化合物からなる超電導線材の製造方法 - Google Patents

Nb↓3Sn化合物からなる超電導線材の製造方法

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JPH04129106A
JPH04129106A JP2247230A JP24723090A JPH04129106A JP H04129106 A JPH04129106 A JP H04129106A JP 2247230 A JP2247230 A JP 2247230A JP 24723090 A JP24723090 A JP 24723090A JP H04129106 A JPH04129106 A JP H04129106A
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修 田口
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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Nb、Sn化合物からなる超電導線材の製造方
法に関するものである。
「従来の技術] Nb:+Sn化合物からなる極細多心超電導線の製造方
法として、従来広のような方法が知られている。第2図
は複合線の横断面図、第3図は従来の製造方法を示す組
み合わせ体の横断面図、第4図は同ヒく超電導線材の横
断面図である。
図中、(1)はNb、(2)はSn、(3)はCu 、
(4)は複合線、(5)はバリヤ管(例えばTa管)、
(6)は安定化材管(例えばCu管ン、(7)は超電導
素線であって、材質はそれぞれ代表的なものを示した。
まず、超電導化合物の高融点成分であるNbをフィラメ
ントとしてCuをマトリックスとした複合棒を複合ビレ
ットの押出、引抜加工等により製作し、多くはその中心
に1本の貫通孔を空け、複合管とする0次に、貫通孔を
有する複合管の中空部に超電導化合物の低融点成分であ
るSn棒を挿入し、これらを一体として縮径加工し、第
2図に横断面を示す複合線(4)を作製する。この複合
線はN b !S n化合物超電導線とするに、その構
成は条件を整えてはいるが、Nb、Sn化合物を生成さ
せるための熱処理における°Snの拡散距離が長いため
に、このまま使用することはない。化合物超電導線とし
て通常には安定化Cuも必要である二とからも複合線は
必要数に等分された後、Taバリア管、更にはCu安定
化材管の中に整列挿入(第3図)され、再び引抜加工等
により縮径加工され、第4図に横断面を示す超電導素線
(ア)になる。
[発明が解決しようとする課題] このような超電導素線を500℃〜800℃の温度に保
持すれば、Snがマトリックスに拡散して青銅を作り、
更に、Nbと反応してNb、Sn層をNbフィラメント
の表面から生成して行くが、Nb、Sn層の生成量から
みるとSnの近くに存在するNbフィラメントでは厚く
、遠く隔てたNbフィラメントでは薄く生成される傾向
にあり、臨界電流は充分高い値を示さない。
本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
もので、すべてのフィラメントで多量のNb、Sn層を
生成させて充分に高い臨界電流を得ることを目的として
いる。
[課題を解決するための手段コ 本発明に係るN b 3 S n超電導素線の製造方法
は長さ方向にNbあるいはNb基合金よりなるフィラメ
ント含有するCuあるいはCu基合金からなる複合棒の
貫通した縦孔にSnあるいはSn基合金を挿入し、これ
らを一体として縮径加工する第一工程と、第一工程で得
られた複合線を所定本数束ね且つ該複合線相互の空間並
びに該複合線と後述のバリヤ管の間の空間にSn含有金
属線を組み合わせてバリヤ管に整列挿入し、次に、前記
バリヤ管を安定化材管に挿入して再び縮径加工する第二
工程を有することを特徴とする。
[作  用] 超電導素線中のSnはN b 3 S nを生成するた
めの熱処理において、Cuマトリックスに拡散し、更に
はNbと接触してNb5Snを生成させるが、従来の方
法とは異なり、Sn含有金属線を超電導素線中に配する
ことによりSnが熱処理前に分散しており、そして丈な
、高い比率で存在することになり、同じ500〜800
℃の熱処理条件によっても各々のNbフィラメントに多
量のN b 3 S n相を均一に生成させることがで
き、臨界電流を向上させることができる。
「実 施 f!4] 次に、本発明を実施例によって説明する。第1図は本発
明の実施例を示す超電導素線を製作するための組み合わ
せ体の横断面図である。図中、(8a)、(8b)はS
n含有金属線(本実施例においてはCu被覆5nii)
を示す。複合II (4)は長さ方向に約400本のN
bフィラメントと、中心にSnが存在するCuマトリッ
クス線である。複合棒は外径3.9mm+の引抜加工し
て仕上げた後、7本に等しい長さて切断し、それぞれを
直線状とした。これら7本の複合線を外径12.8mm
、内径12mmのTa管(バリヤ管)に整列挿入し、更
に、この全体を外径16.0mm、内径13.4mmの
Cu管(安定化材管)に挿入した。その後、複合Ii間
のスペースには、Cu外径0.5mmでSnn径径04
am<7)Cu被覆5nii合計6本を、複合線とTa
管の間には、Cu外径1.2v+++でS、n径径0.
9amのCu被被覆S縁線合計6本それぞれ挿入した。
こうした組み合わせ体を引抜加工、ツイスト加工し、最
終的に外径0.51mmのN b 3S n超電導素線
とした。この時、1.000mの長さの線材を試作した
が、引抜加工で剪断は生じなかった。
これとは別にCu被Wtsn線を挿入しない従来のタイ
プの線材も同じ構成で製作した。
外径φ0511に仕上げた2種類の超電導線を各々長さ
50cmで切断し、両端を約800’Cに加熱してSn
封止処理を行った。その後、外径3.5+++I11の
コイル状に巻き、真空中て750’Cの温度で50時間
の熱処理を行った。NtzSn層が生成された試料を液
体ヘリウムに浸漬し、12T磁界中の臨界電流を測定し
たところ、本発明方法により製作したNb、Sn超電導
線の臨界電流は従来法により製作したNtzSn線によ
る場合に比較し、18%の増加が観察された。臨界電流
を測定した後、これらの超電導線の横断面を観察すると
、従来法によって製作した超電導線の場合にはSn心か
ら離れた部分でNbフィラメント径の1/4がN b 
3 S n層であったのに対し、本発明方法による超電
導線の場合には同部分でNbフィラメント径の3 、’
 4がNbzSn層であった。
Snに近い部分に存するNbフィラメントては両者で相
異なく、小さ(Nb層が残存し、はとんどがNb3Sn
層で占められているのが観察された。
Sn分散、増量による効果で臨界電流が増加したのは明
白であった。
なお、上記実施例では、N b 3 S n超電導化合
物の高融点成分をNbとしたが、Nb−Zr、Nb−T
i合金など0.1〜50重量%の添加物を含むNb基合
金としても効果があり、また、同様に低融点成分をSn
としたが、5n−Ti、5n−In合金など0.1〜5
0重量%の添加物を含むSn基合金としても効果がある
。また、マトリックスの材質をCu−3n、Cu−Cr
合金等とすることもできる。
また、材質について、バリヤ材はTa以外でも有効なバ
リヤなら同様の効果があることはいうまでもない。
更に、実施例では、7本の複合線の場合について述べた
が、本数が変化してもよく、また、各材料の形状が変化
してもよい。
また、本発明の特徴であるSnn金含有金属線ついて、
実施例ではCu被覆Sn線の場合について述べたが、’
S nまたはSn基合金でも同様の効果を奏する。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、縮径加工したNb、S
n、Cuを含む多数本の複合線を、金属管等と共にSn
を含む他の金属線をも組み合わせ、再び縮径加工し、超
電導素線とすると、Snが分散配置され、また、Snを
多量に含有しているので、熱処理するとすべてのNbフ
ィラメントで多くのNtzSn層が生成され、従って、
臨界電流が増加し、高性能の超電導マグネットを製作す
ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施態様による組み合わせ体を示す
横断面図であり、第2図は複合線の複合線の横断面図で
あり、第3図は従来の製造方法を示す組み合わせ体の横
断面図であり、第4図は超電導素線の横断面図である。 図中、1・・・Nb、2・・・Sn、3・・・Cu、4
・・・複合線、5・・・バリヤ管、6・・・安定イヒ材
管、7・・・超電導素線、8a及び8b・・・Sn含有
金属線。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 長さ方向にNbあるいはNb基合金よりなるフィラメン
    トを有するCuあるいはCu基合金からなる複合棒の貫
    通した縦孔にSnあるいはSn基合金を挿入し、これら
    を一体として縮径加工する第一工程と、第一工程で得ら
    れた複合線を所定本数束ね且つ該複合線相互の空間並び
    に該複合線と後述のバリヤ管の間の空間にSn含有金属
    線を組み合わせてバリヤ管に整列挿入し、次に、前記バ
    リヤ管を安定化材管に挿入して再び縮径加工する第二工
    程を有することを特徴とするNb_3Sn化合物からな
    る超電導線材の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007165152A (ja) * 2005-12-14 2007-06-28 Hitachi Cable Ltd Nb3Sn超電導線用芯線、Nb3Sn超電導線及びその製造方法
KR100797405B1 (ko) * 2006-12-12 2008-01-24 케이. 에이. 티. (주) 초전도 선재와 그 제조방법

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