JPH0461764A - Ｎｂ↓３Ｓｎ超電導線の接続方法 - Google Patents

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］ 本発明は超電導線の接続方法に係り、特にチューブ法に
よる超電導線を用いてＷｉｎｄ　ａｎｄ　Ｒｅａｃｔ法
により超電導コイルを形成する場合に好適なＮｂ３Ｓｎ
超電導線の接続方法に関する。

［従来の技術］ Ｎｂ３　Ｓｎ超電導線の製造方法の一つとしてチューブ
法によるものが知られている。

この方法はＳｎロッドの外周にＣｕ管およびＮｂ管を順
次被覆した複合線の複数本をＣｕマトリックス中に配置
して複合体を形成し、この複合体に冷間加工を施した後
、熱処理を施すことによりＮｂ管の内側にＮｂ３Ｓｎ層
を生成させるものである。

上記の方法は、マトリックスにＣｕ−９ｎ合金を用いる
ブロンズ法に比較して、（イ）中間焼鈍を必要とせずに
加工することが可能である。（ロ）臨界電流密度（Ｔｃ
　）の値が高い。（ハ）熱処理後にＮｂ系金属管を残存
させることにより、マトリックスに純銅を用いた場合に
は安定化銅を付与する必要がない。等の利点を有してお
り、高磁界マグネット用の線材として多用されている。

チューブ法による超電導線を用いて高磁界マグネットを
製造する場合には、コイルの小型化、高性能化およびコ
ストの低減のためにグレーディング技術が採用されてい
る。このグレーディング技術は、コイルの内側（高磁界
側）と外側（低磁界側）との外部磁界の強さに応じてそ
れぞれ異なる線径および臨界電流値（Ｔｃ　）を有する
線材を用いてコイルを製作するものである。

上記のグレーディング技術をｗＩｎｄ　ａｎｄ　Ｒｅａ
ｃｔ法（コイル形成後、Ｎｂ３　Ｓｎ生成の熱処理を施
す方法）に採用する場合には、Ｒｅａｃｔ　ａｎｄ　Ｖ
ｉｎｄ法（Ｎｂ３Ｓｎ生成の熱処理後、コイルを形成す
る方法）やＮｂ−Ｔｌ合金線を用いてコイルを形成する
場合に採用されているハンダ接続を行うことは不可能で
ある。

この理由は、Ｖｉｎｄ　ａｎｄ　Ｒｅａｃｔ法の場合、
例えば７００℃で５０〜１００時間の熱処理をコイル形
成後１こ施してＮｂ３　Ｓｎを生成させる必要があるた
め、この熱処理中にハンダが溶融することによる。

従って、従来はコイル巻枠の鍔板外へ線材の端末を引き
出し、熱処理後にこれらの端末を接続する方法が採用さ
れている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の接続方法においては、接続される
線材の両端部が曲げ歪みを受は易く、特に歪みに対して
特性が劣化し易い化合物系の超電導線の場合に問題とな
っている。

さらに、接続が完全に施されていることは、コイルを励
磁して初めて判明するため、接続が不完全な場合にはコ
イルを巻き直す等の多大の労力とコストを要するという
難点があった。

本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、
チューブ法によるＮｂ３Ｓｎ超電導線を接続する際の完
全な接続方法を提供することをその目的とする。本発明
は、特にＷｉｎｄ　ａｎｄ　Ｒｅａｃｔ法により、クレ
ーディングコイルを形成する際の接続方法に好適する。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、銅系金属よりな
るマトリックス中に複数のＮｂ系金属管を配置し、この
金属管内に銅系金属および錫系金属を収容して冷間加工
を施した複合線に熱処理を施すことにより製造される超
電導線を接続する方法において、一対の前記複合線の両
端部のマトリックスを形成する銅系金属を除去してＮｂ
系金属管を露出せしめ、これらのＮｂ系金属管を所定長
さの銅被覆錫ロッドを中心としてその外周にそれぞれ配
置した後、この露出したＮｂ系金属管およびその両側部
の銅系金属の外側に銅系金属よりなるスリーブを配置し
て圧縮成型を施し、次いで熱処理を施すものである。

本発明において、Ｎｂ系金属管に収容される銅系金属お
よび錫系金属は、銅系金属で被覆された錫系金属、例え
ばＣｕ被覆Ｓｎロッドを用いることが加工性の点から好
ましい。また多芯構造の複合線は、たとえば内部にＣｕ
被覆Ｓｎロッドを収容したＮｂ管の外側にＣｕを配置し
、これを加工後、その複数本をＣｕ管内に収容して加工
することにより製造することができる。

［作用］ 本発明による超電導線の接続方法においては、複合線の
熱処理、即ち、Ｎｂ３Ｓｎ生成の熱処理時に接続部に超
電導層が形成されるため、熱処理前に機械的に接続した
複合線を所定の形状に成形しておくことにより、歪みの
影響による特性の劣化を防止することができる。また接
続部のＮｂ系金属管の内側および外側にＮｂ３　Ｓｎ層
が生成するため接続部の超電導特性を低下させることが
ない。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について説明する。

第２図（ａ）はチューブ法による熱処理前の複合線１の
断面図、同図（ｂ）はその熱処理後の超電導線２の断面
図である。

複合線１は、Ｃｕマトリックス３中に複数本のＮｂ管４
が配置され、このＮｂ管の内部にＣｕ管５およびＳｎ線
６が収容された構造を有しており、熱処理後において、
Ｃｕ管とＳｎ線とが反応してＣｕ−Ｓｎ合金７を生成し
、同時にＮｂ管４の内側にＮｂ３　Ｓｎ層８が生成して
超電導線２が形成される。

まず第３図に示すように、一対の接続すべき複合線１．
１′の両端部のＣｕマトリックスを硝酸で除去してＮｂ
管４．４′を露出させた後、内部のＳｎが除去されてい
る可能性があるため、Ｎｂ管の両端部を切断する。

次いで、第４図に示すように、複合線］。、１′の露出
したＮｂ管４．４′をロッド９の外側に配置する。この
時各Ｎｂ管は軸方向に隣接するように配置される。ロッ
ド９は第５図に示すように、Ｃｕ管１０中にＳｎロッド
１１を収容した複合ロッドである。

このように配置された一対の接続すべき複合線１．１′
の両端部のＣｕ部分に亘ってＣｕスリーブ１２を被せた
後、このスリーブ部分を圧縮成型してＮｂ管相互を密着
させ、次いで絶縁処理を施してコイル状に成形した後、
所定の熱処理、例えば７５５℃以下で加熱して接続部を
形成する。

第１図に示すように、熱処理後の接続部１３はＣｕ−Ｓ
ｎ合金マトリックス１４内に環状に残存Ｎｂ管１５が配
置され、この残存Ｎｂ管の内側および外側にＮｂ３　Ｓ
ｎ層１６．１６′が生成した断面構造を示す。

尚、安定性を保つために、Ｃｕスリーブの内側にＮｂや
Ｔａよりなるテープを配置することも可能である。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明のＮｔ＋３３ｎ超電導線の接
続方法によれば、複合線の熱処理時に接続部にも同時に
Ｎｂ３　Ｓｎ層が生成するため、機械的に接続した接続
部を含む複合線を成形後、熱処理を施すことにより、歪
みの影響による特性の劣化を防止することができる。ま
た接続部の超電導特性も良好である。本発明の方法は、
特にＷｉｎｄ　ａｎｄ　Ｒｅａｃｔ法により、クレーデ
ィングコイルを形成する場合に適する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法により形成された接続部の断面図
、第２図（ａ）はチューブ法による熱処理前の複合線の
断面図、同図（ｂ）はその熱処理後の超電導線の断面図
、第３図は接続前の一対の複合線の端末部を示す概略図
、第４図は圧縮加工前の接続部の縦断面図、第５図は接
続部に用いられるロッドの断面図である。 １．１′・・・複合線 ３・・・・・・・・・Ｃｕマトリックス４・・・・・・
・・・Ｎｂ管 ５・・・・・・・・・Ｃｕ管 ６・・・・・・・・・Ｓｎ線 ９・・・・・・・・・ロッド １２・・・・・・・・・Ｃｕスリーブ １３・・・・・・・・・熱処理後の接続部］４・・・・
・・・・・Ｃｕ−Ｓｎ合金マトリックス１５・・・・・
・・・・残存Ｎｂ管 １６．１６　’　　−＝　Ｎｂ３　Ｓｎ層１７・・・・
・・・・・Ｃｕ−Ｓｎ合金第１２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）銅系金属よりなるマトリックス中に複数のＮｂ系
   金属管を配置し、この金属管内に銅系金属および錫系金
   属を収容して冷間加工を施した複合線に熱処理を施すこ
   とにより製造される超電導線を接続する方法において、
   一対の前記複合線の両端部のマトリックスを形成する銅
   系金属を除去してＮｂ系金属管を露出せしめ、これらの
   Ｎｂ系金属管を所定長さの銅被覆錫ロッドを中心として
   その外周にそれぞれ配置した後、この露出したＮｂ系金
   属管およびその両側部の銅系金属の外側に銅系金属より
   なるスリーブを配置して圧縮成型を施し、次いで熱処理
   を施すことを特徴とするＮｂ＿３Ｓｎ超電導線の接続方
   法。
2. （２）圧縮成型後の機械的に接続された一対の複合線は
   、熱処理前にコイル状に成形されてなる請求項１記載の
   Ｎｂ＿３Ｓｎ超電導線の接続方法。