JPH0464124B2 - - Google Patents
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- JPH0464124B2 JPH0464124B2 JP59089513A JP8951384A JPH0464124B2 JP H0464124 B2 JPH0464124 B2 JP H0464124B2 JP 59089513 A JP59089513 A JP 59089513A JP 8951384 A JP8951384 A JP 8951384A JP H0464124 B2 JPH0464124 B2 JP H0464124B2
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- barrier layer
- manufacturing
- bronze
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- 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)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
Description
〔技術分野〕
本発明は、A3Ｂ型化合物超電導体のＡ元素を
主成分とするコア部と、Ｂ元素を含有するブロン
ズ部とからなる複合基材から化合物超電導線を製
造する方法の改良に関するものである。 〔従来技術〕 A3Ｂ型化合物超電導体としては、Nb3Sn，V3
Ga，Nb3Ga，Nb3Alなどがあるが、これらの化
合物超電導体は通常、Ａ元素を主成分とするコア
部とＢ元素を含有するブロンズ部とからなる複合
基材を、減面加工により最終寸法の線にした後、
拡散熱処理を行うことにより製造されている。一
例としてはNb3Sn線の製造工程を説明すると次の
とおりである。 (a) まず、Nbコアを10〜15％Snのブロンズ中に
埋め込み、複合基材をつくる。 (b) この複合基材を減面加工する。 (c) 減面加工率20〜50％毎に、400〜700℃の温度
で10分〜１時間の中間焼鈍を繰り返し行う。 (d) 最終寸法の線に仕上げる。 (e) 拡散熱処理によつてNbコアとブロンズの界
面にNb3Sn化合物を生成させる。 〔従来技術の問題点〕 上記のような従来の製造方法には次のような問
題点がある。 複合基材中ではNbコアとブロンズが直接接
触しているため、中間焼鈍の際に１回毎に0.05
〜0.1μmのNb3Snが形成される。 中間焼鈍で形成されたNb3Snは、その後の減
面加工で破壊し、Nbコアの断面形状の不整や
断線を誘発する。 最終の拡散熱処理前にNbコア表面に不連続
なNb3Snが形成されているため、拡散反応に有
効なSn濃度が低下するだけでなく、反応界面
の質が低下する。その結果、拡散熱処理により
生成されるNb3Sn層の断面積の減少や結晶粒の
異常成長などによる超電導特性の低下が起こ
る。 このような問題点はNb3Sn線を製造する場合に
限らず、他のA3Ｂ型化合物超電導線を製造する
場合にも存在する。 〔問題点の解決手段〕 本発明は、上記のような従来技術の問題点を解
決するもので、A3Ｂ型化合物超電導体のＡ元素
を主成分とするコア部と、Ｂ元素を含有するブロ
ンズ部とからなる複合基材を、中間焼鈍を含む減
面加工により、最終寸法の線にした後、拡散熱処
理により内部にA3Ｂ型化合物超電導体を生成す
る化合物超電導線の製造方法において、上記複合
基材として、コア部とブロンズ部の間に、上記中
間焼鈍時におけるＡ元素とＢ元素の反応を阻止す
るため、Ｂ元素を含まない溶質元素の濃度が１原
子％以下の銅基希薄合金をバリア層として介在さ
せたものを用いることを特徴とするものである。
上記のバリア層は中間焼鈍時には化合物超電導体
の生成をなくす働きをし、拡散熱処理時にはブロ
ンズ部との拡散反応により消滅する。 上記バリア層はＢ元素を含まない銅基希薄合金
単独でなく、該銅基希薄合金と純銅の複合体で構
成することもできる。いずれにしてもその厚さは
0.05〜1μmの範囲にあることが好ましい。厚さの
下限は複合基材の一部として均一に加工され、最
終寸法まで有効に作用する限界の薄さである。ま
た厚さの上限は拡散熱処理時のＢ元素の有効濃度
を実用上低下させない程度の値である。Ｂ元素の
濃度の低下は化合物結晶の粒径を大きくし、臨界
電流密度の低下につながるからである。 銅基希薄合金の溶質元素は、Ag，Ti，Zr，
Hf，Ｖ，Ta，Pd，Mg，Al，Si，Ge，Inなどの
いずれでもよく、また複数元素でもよいが、溶質
元素の合計の濃度は１原子％以下とする。この範
囲内であれば、冷間加工によつても実質的に加工
硬化せず、かつ純銅より高い硬さを有するため均
一に加工できると共に、拡散熱処理時に化合物超
電導体の生成に悪影響を及ぼすこともない。な
お、銅基希薄合金の代わりに銀基希薄合金を使用
することも可能である。 バリア層として純銅の如き極めて軟質なものを
使用すると、コア部とブロンズ部の加工性に整合
できず、バリア層の厚さが著しく変動したり、コ
ア部とブロンズ部が直接接触する部分ができたり
する。 なお、バリア層として銅基希薄合金と純銅の複
合体を使用するときは、銅基希薄合金が80％以上
を占めるようにすることが望ましい。これは、バ
リア層の強度を向上させ、コア部の断面形状の不
整を防止するためである。 第１図は本発明の製造方法に用いられる複合基
材の一例を示す。符号１はNbコア、２はブロン
ズ、３は銅基希薄合金のバリア層、４は拡散障
壁、５は安定化銅である。 第２図は上記複合基材から製造された化合物超
電導線を示す。Nbコア１とブロンズ２の間に、
Nb3Sn化合物６が形成されている。 第３図ないし第５図はそれぞれ本発明の製造方
法に用いられる複合基材の他の例を示す。第３図
の複合基材は、Nbコア１とブロンズ２の間に銅
基希薄合金７と純銅８とを周方向に交互に配置し
てなるバリア層９を設けたものである。第４図の
複合基材は、同様なバリア層９を有するが、銅基
希薄合金７と純銅８の厚さを異ならせてある。第
５図の複合基材は、銅基希薄合金７と純銅８を同
軸状に複合してなるバリア層９を設けたものであ
る。 ここにおけるNbコア１は主成分がNbであれば
よく、Ti，Hf，Zr，Sn，Cuが含まれていても総
量として15原子％以下ならばかまわない。また、
ブロンズ２中のSnの濃度は２〜９原子％の範囲
が望ましいが、そのほかにMg，Gaなどの添加元
素を加えた三元あるいは四元合金ブロンズでもよ
い。 〔実施例〕 実施例１ （第１図相当） Sn濃度14重量％、Ti濃度0.5重量％、残部Cuの
ブロンズに、予め0.1mm厚のCu−0.2重量％（0.3
原子％）Ti希薄合金を被覆したNb−２重量％Hf
合金棒を複合し、さらにその外側に拡散障壁とし
てTaを、安定化金属として純銅を順次設けて複
合基材を形成した。次にこの複合基材を減面加工
した。途中、減面加工率40％毎に550℃の温度で
30分間の中間焼鈍を行つた。拡散熱処理前の銅基
希薄合金の厚さは0.5μm，Nb合金フイラメント
径は7μmであつた。これを拡散熱処理して化合物
超電導線を得た結果は第１表のとおりである。 実施例２ （第３図相当） 実施例１と同じブロンズに、厚さ0.1mmのCu−
0.2重量％（0.3原子％）Ti希薄合金および純銅を
被覆したNb−２重量％Hf合金棒を複合し、さら
に実施例１と同様にして複合基材を形成した。そ
の後の工程は実施例１と同じとした。結果は第１
表のとおりである。 比較例 実施例１と同じブロンズとNb合金コアの界面
に高純度無酸素銅層を有するもの１と有しないも
の２を用意し、同様の減面加工および拡散熱処理
を経て、化合物超電導線を製造した。結果は第１
表のとおりである。 第１表から明らかなように、実施例ではNbフ
イラメントが均一な径に加工され、すぐれた超電
導特性を示すが、比較例ではフイラメント径の不
揃いが大きい。比較例１では軟質のCuが、２で
は中間焼鈍で出来るNb3Sn層が大きく影響してフ
イラメント径を大きく変動させている。また比較
例ではNb3Sn層の厚さの変動も大きく、超電導特
性を悪くしている。
主成分とするコア部と、Ｂ元素を含有するブロン
ズ部とからなる複合基材から化合物超電導線を製
造する方法の改良に関するものである。 〔従来技術〕 A3Ｂ型化合物超電導体としては、Nb3Sn，V3
Ga，Nb3Ga，Nb3Alなどがあるが、これらの化
合物超電導体は通常、Ａ元素を主成分とするコア
部とＢ元素を含有するブロンズ部とからなる複合
基材を、減面加工により最終寸法の線にした後、
拡散熱処理を行うことにより製造されている。一
例としてはNb3Sn線の製造工程を説明すると次の
とおりである。 (a) まず、Nbコアを10〜15％Snのブロンズ中に
埋め込み、複合基材をつくる。 (b) この複合基材を減面加工する。 (c) 減面加工率20〜50％毎に、400〜700℃の温度
で10分〜１時間の中間焼鈍を繰り返し行う。 (d) 最終寸法の線に仕上げる。 (e) 拡散熱処理によつてNbコアとブロンズの界
面にNb3Sn化合物を生成させる。 〔従来技術の問題点〕 上記のような従来の製造方法には次のような問
題点がある。 複合基材中ではNbコアとブロンズが直接接
触しているため、中間焼鈍の際に１回毎に0.05
〜0.1μmのNb3Snが形成される。 中間焼鈍で形成されたNb3Snは、その後の減
面加工で破壊し、Nbコアの断面形状の不整や
断線を誘発する。 最終の拡散熱処理前にNbコア表面に不連続
なNb3Snが形成されているため、拡散反応に有
効なSn濃度が低下するだけでなく、反応界面
の質が低下する。その結果、拡散熱処理により
生成されるNb3Sn層の断面積の減少や結晶粒の
異常成長などによる超電導特性の低下が起こ
る。 このような問題点はNb3Sn線を製造する場合に
限らず、他のA3Ｂ型化合物超電導線を製造する
場合にも存在する。 〔問題点の解決手段〕 本発明は、上記のような従来技術の問題点を解
決するもので、A3Ｂ型化合物超電導体のＡ元素
を主成分とするコア部と、Ｂ元素を含有するブロ
ンズ部とからなる複合基材を、中間焼鈍を含む減
面加工により、最終寸法の線にした後、拡散熱処
理により内部にA3Ｂ型化合物超電導体を生成す
る化合物超電導線の製造方法において、上記複合
基材として、コア部とブロンズ部の間に、上記中
間焼鈍時におけるＡ元素とＢ元素の反応を阻止す
るため、Ｂ元素を含まない溶質元素の濃度が１原
子％以下の銅基希薄合金をバリア層として介在さ
せたものを用いることを特徴とするものである。
上記のバリア層は中間焼鈍時には化合物超電導体
の生成をなくす働きをし、拡散熱処理時にはブロ
ンズ部との拡散反応により消滅する。 上記バリア層はＢ元素を含まない銅基希薄合金
単独でなく、該銅基希薄合金と純銅の複合体で構
成することもできる。いずれにしてもその厚さは
0.05〜1μmの範囲にあることが好ましい。厚さの
下限は複合基材の一部として均一に加工され、最
終寸法まで有効に作用する限界の薄さである。ま
た厚さの上限は拡散熱処理時のＢ元素の有効濃度
を実用上低下させない程度の値である。Ｂ元素の
濃度の低下は化合物結晶の粒径を大きくし、臨界
電流密度の低下につながるからである。 銅基希薄合金の溶質元素は、Ag，Ti，Zr，
Hf，Ｖ，Ta，Pd，Mg，Al，Si，Ge，Inなどの
いずれでもよく、また複数元素でもよいが、溶質
元素の合計の濃度は１原子％以下とする。この範
囲内であれば、冷間加工によつても実質的に加工
硬化せず、かつ純銅より高い硬さを有するため均
一に加工できると共に、拡散熱処理時に化合物超
電導体の生成に悪影響を及ぼすこともない。な
お、銅基希薄合金の代わりに銀基希薄合金を使用
することも可能である。 バリア層として純銅の如き極めて軟質なものを
使用すると、コア部とブロンズ部の加工性に整合
できず、バリア層の厚さが著しく変動したり、コ
ア部とブロンズ部が直接接触する部分ができたり
する。 なお、バリア層として銅基希薄合金と純銅の複
合体を使用するときは、銅基希薄合金が80％以上
を占めるようにすることが望ましい。これは、バ
リア層の強度を向上させ、コア部の断面形状の不
整を防止するためである。 第１図は本発明の製造方法に用いられる複合基
材の一例を示す。符号１はNbコア、２はブロン
ズ、３は銅基希薄合金のバリア層、４は拡散障
壁、５は安定化銅である。 第２図は上記複合基材から製造された化合物超
電導線を示す。Nbコア１とブロンズ２の間に、
Nb3Sn化合物６が形成されている。 第３図ないし第５図はそれぞれ本発明の製造方
法に用いられる複合基材の他の例を示す。第３図
の複合基材は、Nbコア１とブロンズ２の間に銅
基希薄合金７と純銅８とを周方向に交互に配置し
てなるバリア層９を設けたものである。第４図の
複合基材は、同様なバリア層９を有するが、銅基
希薄合金７と純銅８の厚さを異ならせてある。第
５図の複合基材は、銅基希薄合金７と純銅８を同
軸状に複合してなるバリア層９を設けたものであ
る。 ここにおけるNbコア１は主成分がNbであれば
よく、Ti，Hf，Zr，Sn，Cuが含まれていても総
量として15原子％以下ならばかまわない。また、
ブロンズ２中のSnの濃度は２〜９原子％の範囲
が望ましいが、そのほかにMg，Gaなどの添加元
素を加えた三元あるいは四元合金ブロンズでもよ
い。 〔実施例〕 実施例１ （第１図相当） Sn濃度14重量％、Ti濃度0.5重量％、残部Cuの
ブロンズに、予め0.1mm厚のCu−0.2重量％（0.3
原子％）Ti希薄合金を被覆したNb−２重量％Hf
合金棒を複合し、さらにその外側に拡散障壁とし
てTaを、安定化金属として純銅を順次設けて複
合基材を形成した。次にこの複合基材を減面加工
した。途中、減面加工率40％毎に550℃の温度で
30分間の中間焼鈍を行つた。拡散熱処理前の銅基
希薄合金の厚さは0.5μm，Nb合金フイラメント
径は7μmであつた。これを拡散熱処理して化合物
超電導線を得た結果は第１表のとおりである。 実施例２ （第３図相当） 実施例１と同じブロンズに、厚さ0.1mmのCu−
0.2重量％（0.3原子％）Ti希薄合金および純銅を
被覆したNb−２重量％Hf合金棒を複合し、さら
に実施例１と同様にして複合基材を形成した。そ
の後の工程は実施例１と同じとした。結果は第１
表のとおりである。 比較例 実施例１と同じブロンズとNb合金コアの界面
に高純度無酸素銅層を有するもの１と有しないも
の２を用意し、同様の減面加工および拡散熱処理
を経て、化合物超電導線を製造した。結果は第１
表のとおりである。 第１表から明らかなように、実施例ではNbフ
イラメントが均一な径に加工され、すぐれた超電
導特性を示すが、比較例ではフイラメント径の不
揃いが大きい。比較例１では軟質のCuが、２で
は中間焼鈍で出来るNb3Sn層が大きく影響してフ
イラメント径を大きく変動させている。また比較
例ではNb3Sn層の厚さの変動も大きく、超電導特
性を悪くしている。
以上説明したように本発明によれば、複合基材
として、コア部とブロンズ部の間に、銅基希薄合
金のバリア層を介在させたものを用いたことによ
り、減面加工中の中間焼鈍でコア部とブロンズ部
の間に化合物超電導体が生成されることがなくな
り、最終寸法に加工した状態でのＡ元素を主成分
とするフイラメントの径を高度に均一化できると
共に、バリア層となる銅基希薄合金がＢ元素を含
まないので減面加工性も良好である。また拡散熱
処理で形成される化合物超電導体の結晶粒内ある
いは結晶粒界に銅基希薄合金の微量元素が拡散す
ることにより、臨界電流密度が向上すると共に、
結晶粒が微細化して許容曲げ歪特性（曲げ歪が作
用したときの超電導特性の低下し難さ）も改善さ
れる利点がある。
として、コア部とブロンズ部の間に、銅基希薄合
金のバリア層を介在させたものを用いたことによ
り、減面加工中の中間焼鈍でコア部とブロンズ部
の間に化合物超電導体が生成されることがなくな
り、最終寸法に加工した状態でのＡ元素を主成分
とするフイラメントの径を高度に均一化できると
共に、バリア層となる銅基希薄合金がＢ元素を含
まないので減面加工性も良好である。また拡散熱
処理で形成される化合物超電導体の結晶粒内ある
いは結晶粒界に銅基希薄合金の微量元素が拡散す
ることにより、臨界電流密度が向上すると共に、
結晶粒が微細化して許容曲げ歪特性（曲げ歪が作
用したときの超電導特性の低下し難さ）も改善さ
れる利点がある。
第１図は本発明の製造方法に使用される複合基
材の一例を示す断面図、第２図は同複合基材から
製造した化合物超電導線を示す拡大断面図、第３
図ないし第５図はそれぞれ本発明の製造方法に使
用される複合基材の他の例を示す要部断面図であ
る。 １……コア部、２……ブロンズ部、３……バリ
ア層、６……化合物超電導体、７……銅基希薄合
金、８……純銅、９……バリア層。
材の一例を示す断面図、第２図は同複合基材から
製造した化合物超電導線を示す拡大断面図、第３
図ないし第５図はそれぞれ本発明の製造方法に使
用される複合基材の他の例を示す要部断面図であ
る。 １……コア部、２……ブロンズ部、３……バリ
ア層、６……化合物超電導体、７……銅基希薄合
金、８……純銅、９……バリア層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ A3Ｂ型化合物超電導体のＡ元素を主成分と
するコア部と、Ｂ元素を含有するブロンズ部とか
らなる複合基材を、中間焼鈍を含む減面加工によ
り、最終寸法の線にした後、拡散熱処理により内
部にA3Ｂ型化合物超電導体を生成する方法にお
いて、上記複合基材として、コア部とブロンズ部
の間に、上記中間焼鈍時におけるＡ元素とＢ元素
の反応を阻止するため、Ｂ元素を含まない溶質元
素の濃度が１原子％以下の銅基希薄合金をバリア
層として介在させたものを用いることを特徴とす
る化合物超電導線の製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の製造方法であつ
て、バリア層の厚さが0.05〜1μmであるもの。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の製造方法であつ
て、バリア層がＢ元素を含まない溶質元素の濃度
が１原子％以下の銅基希薄合金と純銅との複合体
からなるもの。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の製造方法であつ
て、バリア層の厚さが0.05〜1μmであるもの。 ５ 特許請求の範囲第３項または第４項記載の製
造方法であつて、複合体は銅基希薄合金が80％以
上を占めるもの。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59089513A JPS60235308A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 化合物超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59089513A JPS60235308A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 化合物超電導線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60235308A JPS60235308A (ja) | 1985-11-22 |
| JPH0464124B2 true JPH0464124B2 (ja) | 1992-10-14 |
Family
ID=13972862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59089513A Granted JPS60235308A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 化合物超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60235308A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2562434B2 (ja) * | 1986-01-31 | 1996-12-11 | 古河電気工業株式会社 | 化合物超電導線 |
| US4983228A (en) * | 1989-03-31 | 1991-01-08 | General Electric Company | Contraction pre-annealing superconducting wire for length stabilization followed by reaction annealing |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5734607A (en) * | 1980-08-11 | 1982-02-25 | Yazaki Corp | Composition for semiconductor layer for power cable |
| JPS609012A (ja) * | 1983-06-27 | 1985-01-18 | 日立電線株式会社 | 極細多芯化合物系超電導導体の製造方法 |
-
1984
- 1984-05-07 JP JP59089513A patent/JPS60235308A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60235308A (ja) | 1985-11-22 |
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