JPH0512934A - 化合物超電導線およびその製造方法 - Google Patents
化合物超電導線およびその製造方法Info
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- JPH0512934A JPH0512934A JP3279993A JP27999391A JPH0512934A JP H0512934 A JPH0512934 A JP H0512934A JP 3279993 A JP3279993 A JP 3279993A JP 27999391 A JP27999391 A JP 27999391A JP H0512934 A JPH0512934 A JP H0512934A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】本発明は、曲げ等により歪みが付加された場合
においても優れた超電導特性を発揮できる化合物超電導
線およびその製造方法を提供する。 【構成】Ａ3 Ｂ化合物超電導体３４からなる長尺体と、
長尺体の長手方向に沿って連続して接触するように配置
されたＡ3 Ｂ化合物超電導体３４を構成する金属Ａ３２
と銅との合金からなる合金体とを具備する。また、Ａ3
Ｂ化合物超電導体３４を構成する金属Ｂまたは金属Ｂを
主成分とする合金からなる長尺体に、長尺体の長手方向
に沿って連続して接触するようにＡ3 Ｂ化合物超電導体
３４を構成する金属Ａと銅との合金からなる合金体３０
を配置して複合長尺体を作製する工程と、複合長尺体に
減面加工を施して線状体を得る工程と、線状体に拡散の
ための熱処理を施し、Ａ3 Ｂ化合物超電導体３４を構成
する金属Ｂを金属Ａ３２に拡散させる工程とを具備す
る。
においても優れた超電導特性を発揮できる化合物超電導
線およびその製造方法を提供する。 【構成】Ａ3 Ｂ化合物超電導体３４からなる長尺体と、
長尺体の長手方向に沿って連続して接触するように配置
されたＡ3 Ｂ化合物超電導体３４を構成する金属Ａ３２
と銅との合金からなる合金体とを具備する。また、Ａ3
Ｂ化合物超電導体３４を構成する金属Ｂまたは金属Ｂを
主成分とする合金からなる長尺体に、長尺体の長手方向
に沿って連続して接触するようにＡ3 Ｂ化合物超電導体
３４を構成する金属Ａと銅との合金からなる合金体３０
を配置して複合長尺体を作製する工程と、複合長尺体に
減面加工を施して線状体を得る工程と、線状体に拡散の
ための熱処理を施し、Ａ3 Ｂ化合物超電導体３４を構成
する金属Ｂを金属Ａ３２に拡散させる工程とを具備す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化合物超電導線および
その製造方法に関し、特に曲げ等により歪みが付加され
た場合においても優れた超電導特性を発揮できる化合物
超電導線およびその製造方法に関する。
その製造方法に関し、特に曲げ等により歪みが付加され
た場合においても優れた超電導特性を発揮できる化合物
超電導線およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般式Ａ3 Ｂを有する、いわゆる
Ａ−１５型の化合物超電導線に関しては、各種の製造方
法と構造が開発されている。以下、Ｎｂ3 Ｓｎを例にと
って代表的な化合物超電導線の製造方法とその構造を説
明する。
Ａ−１５型の化合物超電導線に関しては、各種の製造方
法と構造が開発されている。以下、Ｎｂ3 Ｓｎを例にと
って代表的な化合物超電導線の製造方法とその構造を説
明する。
【０００３】１）ブロンズ法
この方法は、図４に示すように、Ｃｕ−Ｓｎ合金マトリ
ックス４０に多数の孔を形成し、それぞれの孔にＮｂ棒
状体４１を挿入して複合体４２を形成し、この複合体に
線引き加工を施して線状体４３とし、これに焼きなまし
処理を施し、次いで、この線状体４３に拡散のための熱
処理を施すことによりＮｂ3 Ｓｎ超電導体４４を製造す
るものである。
ックス４０に多数の孔を形成し、それぞれの孔にＮｂ棒
状体４１を挿入して複合体４２を形成し、この複合体に
線引き加工を施して線状体４３とし、これに焼きなまし
処理を施し、次いで、この線状体４３に拡散のための熱
処理を施すことによりＮｂ3 Ｓｎ超電導体４４を製造す
るものである。
【０００４】２）外部拡散法
この方法は、図５に示すように、Ｃｕマトリックス４５
に多数の孔を形成し、それぞれの孔にＮｂ棒状体４１を
挿入して複合体４６を形成し、この複合体に線引き加工
を施して線状体４７とし、この線状体４７にＳｎを被覆
してＳｎ層４８を形成した後、これに拡散のための熱処
理を施すことによりＮｂ3 Ｓｎ超電導体４９を製造する
ものである。
に多数の孔を形成し、それぞれの孔にＮｂ棒状体４１を
挿入して複合体４６を形成し、この複合体に線引き加工
を施して線状体４７とし、この線状体４７にＳｎを被覆
してＳｎ層４８を形成した後、これに拡散のための熱処
理を施すことによりＮｂ3 Ｓｎ超電導体４９を製造する
ものである。
【０００５】３）内部拡散法
この方法は、図６に示すように、Ｃｕマトリックス４５
に、中心にＳｎ用孔と、その周囲に多数のＮｂ用孔を形
成し、Ｓｎ用孔にＳｎ棒状体５０、Ｎｂ用孔にＮｂ棒状
体５１を挿入して複合体５４を形成し、この複合体に線
引き加工を施して線状体５５とし、次いで、この線状体
５５に拡散のための熱処理を施すことによりＮｂ3 Ｓｎ
超電導体５６を製造するものである。
に、中心にＳｎ用孔と、その周囲に多数のＮｂ用孔を形
成し、Ｓｎ用孔にＳｎ棒状体５０、Ｎｂ用孔にＮｂ棒状
体５１を挿入して複合体５４を形成し、この複合体に線
引き加工を施して線状体５５とし、次いで、この線状体
５５に拡散のための熱処理を施すことによりＮｂ3 Ｓｎ
超電導体５６を製造するものである。
【０００６】４）チューブ法
この方法は、図７に示すように、Ｃｕマトリックス４５
に多数の孔を形成し、それぞれの孔に複合棒５７を挿入
して複合体５８を形成し、この複合体に線引き加工を施
して線状体とし、この線状体に拡散のための熱処理を施
すことによりＮｂ3 Ｓｎ超電導体６０を製造するもので
ある。なお、複合棒５７は、Ｓｎ棒状体５０の外側にＣ
ｕ管状体６１、Ｎｂ管状体６２、およびＣｕ管状体６１
を順次被せてなるものである。
に多数の孔を形成し、それぞれの孔に複合棒５７を挿入
して複合体５８を形成し、この複合体に線引き加工を施
して線状体とし、この線状体に拡散のための熱処理を施
すことによりＮｂ3 Ｓｎ超電導体６０を製造するもので
ある。なお、複合棒５７は、Ｓｎ棒状体５０の外側にＣ
ｕ管状体６１、Ｎｂ管状体６２、およびＣｕ管状体６１
を順次被せてなるものである。
【０００７】５）インサイチュ法
この方法は、図８に示すように、Ｃｕ棒状体６３の外側
にバリア層６４を介して、Ｃｕ−Ｎｂ合金棒状体６５を
多数埋め込んだＣｕ管状体６６を被せて複合体６７を形
成し、この複合体６７に線引き加工を施して線状体６８
とし、この線状体にＳｎをメッキしてＳｎ層４８を形成
した後、これに拡散のための熱処理を施すことによりＮ
ｂ3 Ｓｎ超電導体６９をＣｕ−Ｓｎ合金マトリックス４
０と共に製造するものである。
にバリア層６４を介して、Ｃｕ−Ｎｂ合金棒状体６５を
多数埋め込んだＣｕ管状体６６を被せて複合体６７を形
成し、この複合体６７に線引き加工を施して線状体６８
とし、この線状体にＳｎをメッキしてＳｎ層４８を形成
した後、これに拡散のための熱処理を施すことによりＮ
ｂ3 Ｓｎ超電導体６９をＣｕ−Ｓｎ合金マトリックス４
０と共に製造するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
化合物超電導線には次のような問題がある。すなわち、
第１に、Ｃｕ−ＳｎまたはＳｎとＮｂを反応させること
によりＮｂ3 Ｓｎ超電導体を生成させる場合、化合物超
電導線は、高温で焼鈍されたＣｕ合金、純金属（Ｎｂ）
および脆いＮｂ3 Ｓｎから構成されることになるので、
その強度が低下するばかりでなく、曲げ等の歪みにより
超電導特性が低下する。この問題を解決するために、化
合物超電導線をハステロイやＳＵＳ鋼等と複合すると、
その強度は高くなるが、ハステロイやＳＵＳ鋼は化合物
超電導体と熱膨張係数が大きく異なるため、歪みに対す
る敏感性はあまり改善されない。
化合物超電導線には次のような問題がある。すなわち、
第１に、Ｃｕ−ＳｎまたはＳｎとＮｂを反応させること
によりＮｂ3 Ｓｎ超電導体を生成させる場合、化合物超
電導線は、高温で焼鈍されたＣｕ合金、純金属（Ｎｂ）
および脆いＮｂ3 Ｓｎから構成されることになるので、
その強度が低下するばかりでなく、曲げ等の歪みにより
超電導特性が低下する。この問題を解決するために、化
合物超電導線をハステロイやＳＵＳ鋼等と複合すると、
その強度は高くなるが、ハステロイやＳＵＳ鋼は化合物
超電導体と熱膨張係数が大きく異なるため、歪みに対す
る敏感性はあまり改善されない。
【０００９】第２に、インサイチュ法を除くその他の方
法、すなわちブロンズ法、外部拡散法、内部拡散法、お
よびチューブ法では、化合物超電導体を構成する高融点
金属（Ｎｂ）への低融点金属（Ｓｎ）の拡散が起こり、
さらに、その拡散が生成したＮｂ3 Ｓｎ層を通して進行
する。その拡散の速度は遅いので、拡散のための熱処理
による化合物超電導体の生成に時間がかかる。
法、すなわちブロンズ法、外部拡散法、内部拡散法、お
よびチューブ法では、化合物超電導体を構成する高融点
金属（Ｎｂ）への低融点金属（Ｓｎ）の拡散が起こり、
さらに、その拡散が生成したＮｂ3 Ｓｎ層を通して進行
する。その拡散の速度は遅いので、拡散のための熱処理
による化合物超電導体の生成に時間がかかる。
【００１０】第３に、ブロンズ法、外部拡散法および内
部拡散法では高融点金属、すなわち金属Ａが、またチュ
ーブ法では低融点金属、すなわち金属Ｂが拡散のための
熱処理後に未反応で残存する。さらに、インサイチュ法
では金属ＢとＣｕとの合金が拡散のための熱処理後に残
存する。このように残存した金属もしくは合金は化合物
超電導線に対して補強効果はほとんど発揮されない。こ
のため、従来のいずれの方法も曲げ等の歪みにより超電
導特性が低下する。
部拡散法では高融点金属、すなわち金属Ａが、またチュ
ーブ法では低融点金属、すなわち金属Ｂが拡散のための
熱処理後に未反応で残存する。さらに、インサイチュ法
では金属ＢとＣｕとの合金が拡散のための熱処理後に残
存する。このように残存した金属もしくは合金は化合物
超電導線に対して補強効果はほとんど発揮されない。こ
のため、従来のいずれの方法も曲げ等の歪みにより超電
導特性が低下する。
【００１１】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、曲げ等により歪みが付加された場合においても優
れた超電導特性を発揮できる化合物超電導線およびその
製造方法を提供することを目的とする。
あり、曲げ等により歪みが付加された場合においても優
れた超電導特性を発揮できる化合物超電導線およびその
製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ａ3 Ｂ化合物
超電導体からなる長尺体と、前記長尺体の長手方向に沿
って連続して接触するように配置されたＡ3 Ｂ化合物超
電導体を構成する金属Ａと銅との合金からなる合金体と
を具備する化合物超電導線を提供する。
超電導体からなる長尺体と、前記長尺体の長手方向に沿
って連続して接触するように配置されたＡ3 Ｂ化合物超
電導体を構成する金属Ａと銅との合金からなる合金体と
を具備する化合物超電導線を提供する。
【００１３】また、本発明は、Ａ3 Ｂ化合物超電導体を
構成する金属Ｂまたは金属Ｂを主成分とする合金からな
る長尺体に、前記長尺体の長手方向に沿って連続して接
触するようにＡ3 Ｂ化合物超電導体を構成する金属Ａと
銅との合金からなる合金体を配置して複合長尺体を作製
する工程と、前記複合長尺体に減面加工を施して線状体
を得る工程と、前記線状体に拡散のための熱処理を施
し、前記Ａ3 Ｂ化合物超電導体を構成する金属Ｂを金属
Ａに拡散させる工程と、を具備する化合物超電導線の製
造方法を提供する。
構成する金属Ｂまたは金属Ｂを主成分とする合金からな
る長尺体に、前記長尺体の長手方向に沿って連続して接
触するようにＡ3 Ｂ化合物超電導体を構成する金属Ａと
銅との合金からなる合金体を配置して複合長尺体を作製
する工程と、前記複合長尺体に減面加工を施して線状体
を得る工程と、前記線状体に拡散のための熱処理を施
し、前記Ａ3 Ｂ化合物超電導体を構成する金属Ｂを金属
Ａに拡散させる工程と、を具備する化合物超電導線の製
造方法を提供する。
【００１４】ここで、Ａ3 Ｂ化合物超電導体としては、
例えば、Ｎｂ3 Ｓｎ、Ｖ3 Ｇａ等が挙げられる。
例えば、Ｎｂ3 Ｓｎ、Ｖ3 Ｇａ等が挙げられる。
【００１５】この合金体を構成する合金における金属Ａ
の含有量は２５重量％〜９５重量％であることが好まし
い。これは、合金における金属Ａの含有量が２５重量％
未満であると得られる化合物超電導体量が充分でなく、
合金における金属Ａの含有量が９５重量％を超えると得
られる合金体の機械的強度が低下し、化合物超電導体を
補強する効果を発揮しなくなるからである。例えば、化
合物超電導体の金属ＡがＮｂの場合、その含有量は２５
〜９５重量％であることが好ましく、化合物超電導体の
金属ＡがＶの場合、その含有量は３０〜９５重量％であ
ることが好ましい。
の含有量は２５重量％〜９５重量％であることが好まし
い。これは、合金における金属Ａの含有量が２５重量％
未満であると得られる化合物超電導体量が充分でなく、
合金における金属Ａの含有量が９５重量％を超えると得
られる合金体の機械的強度が低下し、化合物超電導体を
補強する効果を発揮しなくなるからである。例えば、化
合物超電導体の金属ＡがＮｂの場合、その含有量は２５
〜９５重量％であることが好ましく、化合物超電導体の
金属ＡがＶの場合、その含有量は３０〜９５重量％であ
ることが好ましい。
【００１６】また、合金体を構成する合金にＴｉ、Ｚ
ｒ、およびＨｆからなる群より選ばれた少なくとも１種
を銅への固溶限界の範囲内で添加することが好ましい。
これは、これらの元素の添加により補強効果をさらに高
めるためであり、固溶限界の範囲外であると異相析出に
よる複合体の加工性が悪くなるからである。銅への固溶
限界の範囲は、例えば、添加金属がＴｉの場合０．５〜
４重量％、添加金属がＺｒの場合０．０５〜０．１５重
量％、添加金属がＨｆの場合０．０１〜０．１重量％で
ある。
ｒ、およびＨｆからなる群より選ばれた少なくとも１種
を銅への固溶限界の範囲内で添加することが好ましい。
これは、これらの元素の添加により補強効果をさらに高
めるためであり、固溶限界の範囲外であると異相析出に
よる複合体の加工性が悪くなるからである。銅への固溶
限界の範囲は、例えば、添加金属がＴｉの場合０．５〜
４重量％、添加金属がＺｒの場合０．０５〜０．１５重
量％、添加金属がＨｆの場合０．０１〜０．１重量％で
ある。
【００１７】金属Ａと銅との合金からなる合金体の外側
に拡散バリア層を形成して金属Ａの拡散を防止してもよ
い。拡散バリア層に用いられる金属としては、化合物超
電導体がＮｂ3 Ｓｎの場合Ｔａ、Ｖ3 Ｇａの場合Ｎｂ、
Ｔａ等が挙げられる。
に拡散バリア層を形成して金属Ａの拡散を防止してもよ
い。拡散バリア層に用いられる金属としては、化合物超
電導体がＮｂ3 Ｓｎの場合Ｔａ、Ｖ3 Ｇａの場合Ｎｂ、
Ｔａ等が挙げられる。
【００１８】なお、金属Ａと銅との合金からなる合金体
において銅を使用するのは、銅が金属Ａへの金属Ｂの拡
散を促進させ、しかも金属Ａと銅との合金からなる合金
体が得られる化合物超電導体の熱膨張係数と近い熱膨張
係数を有し、かつ化合物超電導体を充分に補強すること
ができるからである。また、最外層に配置される銅は、
減面加工等における加工性を向上させるために使用され
る。
において銅を使用するのは、銅が金属Ａへの金属Ｂの拡
散を促進させ、しかも金属Ａと銅との合金からなる合金
体が得られる化合物超電導体の熱膨張係数と近い熱膨張
係数を有し、かつ化合物超電導体を充分に補強すること
ができるからである。また、最外層に配置される銅は、
減面加工等における加工性を向上させるために使用され
る。
【００１９】本発明の化合物超電導線は、Ａ3 Ｂ化合物
超電導体を構成する金属Ａと銅との合金からなる合金体
と、少なくとも化合物超電導体を構成する金属Ｂまたは
金属Ｂと銅との合金体とを接触させるように配置し、こ
れに拡散のための熱処理を施し、金属Ｂを金属Ａに拡散
させることにより製造する。この場合、拡散のための熱
処理の後に金属Ａと銅との合金からなる合金体を化合物
超電導線中に残存させるために、金属Ａと銅との合金か
らなる合金体を金属Ｂに対して過剰に配置する。すなわ
ち、拡散のための熱処理において金属Ａが金属Ｂに拡散
して消費されても金属Ａと銅との合金からなる合金体が
化合物超電導体を充分に補強できる程度に残存するよう
に、金属Ａと銅との合金からなる合金体の量を調整す
る。例えば、Ｃｕ−６０重量％Ｎｂ合金からなる合金体
１重量部に対して金属ＢとしてＳｎ０．２重量部以下で
あれば、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体形成後もＣｕ−Ｎｂ合金体
が残存する。
超電導体を構成する金属Ａと銅との合金からなる合金体
と、少なくとも化合物超電導体を構成する金属Ｂまたは
金属Ｂと銅との合金体とを接触させるように配置し、こ
れに拡散のための熱処理を施し、金属Ｂを金属Ａに拡散
させることにより製造する。この場合、拡散のための熱
処理の後に金属Ａと銅との合金からなる合金体を化合物
超電導線中に残存させるために、金属Ａと銅との合金か
らなる合金体を金属Ｂに対して過剰に配置する。すなわ
ち、拡散のための熱処理において金属Ａが金属Ｂに拡散
して消費されても金属Ａと銅との合金からなる合金体が
化合物超電導体を充分に補強できる程度に残存するよう
に、金属Ａと銅との合金からなる合金体の量を調整す
る。例えば、Ｃｕ−６０重量％Ｎｂ合金からなる合金体
１重量部に対して金属ＢとしてＳｎ０．２重量部以下で
あれば、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体形成後もＣｕ−Ｎｂ合金体
が残存する。
【００２０】拡散のための熱処理の条件は、化合物超電
導体の種類により異なり、例えば化合物超電導体がＮｂ
3 Ｓｎの場合５００〜７００℃で３０〜４５０時間、Ｖ
3 Ｇａの場合４５０〜６８０℃で２５〜４００時間であ
る。
導体の種類により異なり、例えば化合物超電導体がＮｂ
3 Ｓｎの場合５００〜７００℃で３０〜４５０時間、Ｖ
3 Ｇａの場合４５０〜６８０℃で２５〜４００時間であ
る。
【００２１】減面加工としては、通常使用されている伸
線、圧延等の加工が用いられる。
線、圧延等の加工が用いられる。
【００２２】
【作用】本発明において一般式Ａ3 Ｂを有するいわゆる
Ａ−１５型の化合物超電導体に接触するように配置され
る、化合物超電導体を構成する高融点金属すなわち金属
Ａと銅との合金からなる合金体は、高い機械的強度を有
し、かつＡ3 Ｂ化合物超電導体に近い熱膨張係数を有す
る。したがって、この化合物超電導線では、金属Ａと銅
との合金からなる合金体が化合物超電導体を機械的に補
強し、これにより化合物超電導線に歪みを付加しても安
定して優れた超電導特性を発揮できる。
Ａ−１５型の化合物超電導体に接触するように配置され
る、化合物超電導体を構成する高融点金属すなわち金属
Ａと銅との合金からなる合金体は、高い機械的強度を有
し、かつＡ3 Ｂ化合物超電導体に近い熱膨張係数を有す
る。したがって、この化合物超電導線では、金属Ａと銅
との合金からなる合金体が化合物超電導体を機械的に補
強し、これにより化合物超電導線に歪みを付加しても安
定して優れた超電導特性を発揮できる。
【００２３】また、本発明においては、金属Ａと銅との
合金体中に分散している銅により、金属Ｂの金属Ａ中へ
の拡散が促進され、従来の方法のように金属Ｂを金属Ａ
に生成したＡ3 Ｂ層を通過して拡散することがなく、短
い熱処理時間で化合物超電導体を効率よく生成すること
ができる。
合金体中に分散している銅により、金属Ｂの金属Ａ中へ
の拡散が促進され、従来の方法のように金属Ｂを金属Ａ
に生成したＡ3 Ｂ層を通過して拡散することがなく、短
い熱処理時間で化合物超電導体を効率よく生成すること
ができる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して具体
的に説明する。
的に説明する。
【００２５】実施例１
図１は本発明の化合物超電導線の一実施例の横断面図で
ある。図中１０はＶ3 Ｇａ超電導体である。１１はＶ3
Ｇａ超電導体１０の内部に存在するＧａ−２重量％Ｃｕ
合金である。また、Ｖ3 Ｇａ超電導体１０の外側にはＣ
ｕ−４５重量％Ｖ合金１２が配置されている。さらに、
Ｃｕ−４５重量％Ｖ合金１２の外側にはＣｕからなる安
定化金属１３が配置されている。
ある。図中１０はＶ3 Ｇａ超電導体である。１１はＶ3
Ｇａ超電導体１０の内部に存在するＧａ−２重量％Ｃｕ
合金である。また、Ｖ3 Ｇａ超電導体１０の外側にはＣ
ｕ−４５重量％Ｖ合金１２が配置されている。さらに、
Ｃｕ−４５重量％Ｖ合金１２の外側にはＣｕからなる安
定化金属１３が配置されている。
【００２６】この化合物超電導線は以下に示すように製
造した。すなわち、Ｃｕ−４５重量％Ｖ合金をアーク溶
解炉において溶解し、これを冷却銅鋳型中で凝固させて
インゴットを得た。このインゴットに圧延加工および旋
盤加工を施して外径１０mmφの棒状体を作製した。次い
で、この棒状体の中央部に長手方向に沿って内径４．１
mmφの孔を形成した。この孔に外径４mmφのＧａ−２重
量％Ｃｕ合金からなる棒状体を挿入して複合棒状体を作
製した。このようにして作製した複合棒状体６本を外径
３５mmφ、内径２７mmφのＣｕパイプに挿入し、Ｃｕパ
イプの両端に蓋をつけて封じ切った。このＣｕパイプに
減面加工を施して外径０．３mmφの線状体を作製した。
この線状体に６００℃×９２時間の拡散のための熱処理
を施してＶ3 Ｇａ超電導体を生成させて実施例の化合物
超電導線とした。
造した。すなわち、Ｃｕ−４５重量％Ｖ合金をアーク溶
解炉において溶解し、これを冷却銅鋳型中で凝固させて
インゴットを得た。このインゴットに圧延加工および旋
盤加工を施して外径１０mmφの棒状体を作製した。次い
で、この棒状体の中央部に長手方向に沿って内径４．１
mmφの孔を形成した。この孔に外径４mmφのＧａ−２重
量％Ｃｕ合金からなる棒状体を挿入して複合棒状体を作
製した。このようにして作製した複合棒状体６本を外径
３５mmφ、内径２７mmφのＣｕパイプに挿入し、Ｃｕパ
イプの両端に蓋をつけて封じ切った。このＣｕパイプに
減面加工を施して外径０．３mmφの線状体を作製した。
この線状体に６００℃×９２時間の拡散のための熱処理
を施してＶ3 Ｇａ超電導体を生成させて実施例の化合物
超電導線とした。
【００２７】一方、比較超電導線として、Ｃｕ−４５重
量％Ｖ合金に代えて金属Ｖを用いること以外は上記と同
様にして外径０．３mmφの線状体を作製し、この線状体
に６００℃×９２時間の拡散のための熱処理を施してＶ
3 Ｇａを生成させて比較例の化合物超電導線を作製し
た。
量％Ｖ合金に代えて金属Ｖを用いること以外は上記と同
様にして外径０．３mmφの線状体を作製し、この線状体
に６００℃×９２時間の拡散のための熱処理を施してＶ
3 Ｇａを生成させて比較例の化合物超電導線を作製し
た。
【００２８】これらの化合物超電導線について、１０Ｔ
の磁場中で臨界電流を測定した。その結果を下記表１に
示す。
の磁場中で臨界電流を測定した。その結果を下記表１に
示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１から明らかなように、曲げ歪みのない
状態では実施例および比較例の化合物超電導線は、同等
の臨界電流値を有する。しかしながら、曲げ歪みを与え
た場合、実施例の化合物超電導線では１．５％程度の曲
げでも臨界電流値はほとんど変化しないが、比較例の化
合物超電導線では０．６％程度の歪みで臨界電流値が歪
みのない状態の６０％程度に低下する。したがって、Ｃ
ｕ−４５重量％Ｖ合金体が化合物超電導体を補強する効
果を発揮したことがわかる。
状態では実施例および比較例の化合物超電導線は、同等
の臨界電流値を有する。しかしながら、曲げ歪みを与え
た場合、実施例の化合物超電導線では１．５％程度の曲
げでも臨界電流値はほとんど変化しないが、比較例の化
合物超電導線では０．６％程度の歪みで臨界電流値が歪
みのない状態の６０％程度に低下する。したがって、Ｃ
ｕ−４５重量％Ｖ合金体が化合物超電導体を補強する効
果を発揮したことがわかる。
【００３１】実施例２
図２は本発明の化合物超電導線の他の実施例の横断面図
である。図中２０はＮｂ3 Ｓｎ超電導体である。２１は
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体２０の内部に存在する３つのＳｎ−
４重量％Ｃｕ合金である。また、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体２
０の外側にはＣｕ−Ｎｂ合金２２が配置されている。Ｃ
ｕ−Ｎｂ合金２２の外側にはＴａからなる拡散バリア層
２３が配置されている。さらに、拡散バリア層２３の外
側にはＣｕからなる安定化金属２４が配置されている。
である。図中２０はＮｂ3 Ｓｎ超電導体である。２１は
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体２０の内部に存在する３つのＳｎ−
４重量％Ｃｕ合金である。また、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体２
０の外側にはＣｕ−Ｎｂ合金２２が配置されている。Ｃ
ｕ−Ｎｂ合金２２の外側にはＴａからなる拡散バリア層
２３が配置されている。さらに、拡散バリア層２３の外
側にはＣｕからなる安定化金属２４が配置されている。
【００３２】この化合物超電導線は以下のように製造し
た。すなわち、Ｃｕ−Ｎｂ（２５〜９０重量％）合金を
アーク溶解炉において溶解し、これを冷却銅鋳型中で凝
固させてインゴットを得た。このインゴットに焼鈍処理
および旋盤加工を施して外径２７mmφの棒状体を作製し
た。次いで、この棒状体に内径６．１mmφの孔を３個形
成した。この孔に外径６mmφのＳｎ−４重量％Ｃｕ合金
からなる棒状体を挿入して複合棒状体を作製した。この
複合棒状体の外側に外径２８．９mmφ、内径２７．１mm
φのタンタルパイプおよび外径３５mmφ、内径２９mmφ
のＣｕパイプを順次被せ、Ｃｕパイプの両端に蓋をつけ
て封じ切った。このＣｕパイプに静水圧押出法により減
面加工を施した後、伸線加工を施して０．３mmφの線状
体を作製した。この線状体に５７０℃×１５０時間また
は５７０℃×３００時間の拡散のための熱処理を施して
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体を生成させて実施例の化合物超電導
線をとした。
た。すなわち、Ｃｕ−Ｎｂ（２５〜９０重量％）合金を
アーク溶解炉において溶解し、これを冷却銅鋳型中で凝
固させてインゴットを得た。このインゴットに焼鈍処理
および旋盤加工を施して外径２７mmφの棒状体を作製し
た。次いで、この棒状体に内径６．１mmφの孔を３個形
成した。この孔に外径６mmφのＳｎ−４重量％Ｃｕ合金
からなる棒状体を挿入して複合棒状体を作製した。この
複合棒状体の外側に外径２８．９mmφ、内径２７．１mm
φのタンタルパイプおよび外径３５mmφ、内径２９mmφ
のＣｕパイプを順次被せ、Ｃｕパイプの両端に蓋をつけ
て封じ切った。このＣｕパイプに静水圧押出法により減
面加工を施した後、伸線加工を施して０．３mmφの線状
体を作製した。この線状体に５７０℃×１５０時間また
は５７０℃×３００時間の拡散のための熱処理を施して
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体を生成させて実施例の化合物超電導
線をとした。
【００３３】Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体が生成する過程は図３
（Ａ）〜（Ｃ）に示す通りである。すなわち、Ｃｕ−Ｎ
ｂ合金３０においては、図３（Ａ）に示すように、Ｃｕ
３１中にＮｂ３２がデンドライト状に存在している。Ｓ
ｎがＣｕ−Ｎｂ合金３０に拡散した場合、ＳｎはＮｂ３
２よりもＣｕ３１と反応し易いため、図３（Ｂ）に示す
ように、Ｃｕ−Ｎｂ合金３０の外側にデンドライト状に
Ｎｂ３２が存在しているＣｕ−Ｓｎ合金３３相が形成す
る。その後、図３（Ｃ）に示すように、Ｃｕ−Ｓｎ合金
３３中のＳｎとＮｂが反応してＣｕ−Ｓｎ合金３３相の
外側にＣｕ−Ｓｎ合金が残存したＮｂ3 Ｓｎ超電導体３
４相が生成する。
（Ａ）〜（Ｃ）に示す通りである。すなわち、Ｃｕ−Ｎ
ｂ合金３０においては、図３（Ａ）に示すように、Ｃｕ
３１中にＮｂ３２がデンドライト状に存在している。Ｓ
ｎがＣｕ−Ｎｂ合金３０に拡散した場合、ＳｎはＮｂ３
２よりもＣｕ３１と反応し易いため、図３（Ｂ）に示す
ように、Ｃｕ−Ｎｂ合金３０の外側にデンドライト状に
Ｎｂ３２が存在しているＣｕ−Ｓｎ合金３３相が形成す
る。その後、図３（Ｃ）に示すように、Ｃｕ−Ｓｎ合金
３３中のＳｎとＮｂが反応してＣｕ−Ｓｎ合金３３相の
外側にＣｕ−Ｓｎ合金が残存したＮｂ3 Ｓｎ超電導体３
４相が生成する。
【００３４】一方、比較超電導線として、Ｃｕ−Ｎｂ合
金に代えて金属ＮｂおよびＣｕ−Ｎｂ（１５および９７
重量％）合金を用いること以外は上記と同様にして外径
０．３mmφの線状体を作製し、この線状体に５７０℃×
１５０時間または５７０℃×３００時間の拡散のための
熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎ超電導体を生成させて比較例
の化合物超電導線とした。
金に代えて金属ＮｂおよびＣｕ−Ｎｂ（１５および９７
重量％）合金を用いること以外は上記と同様にして外径
０．３mmφの線状体を作製し、この線状体に５７０℃×
１５０時間または５７０℃×３００時間の拡散のための
熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎ超電導体を生成させて比較例
の化合物超電導線とした。
【００３５】これらの化合物超電導線について、１０Ｔ
の磁場中で臨界電流（単位Ａ）を測定した。その結果を
下記表２に示す。
の磁場中で臨界電流（単位Ａ）を測定した。その結果を
下記表２に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】表２から明らかなように、３００時間の熱
処理を施した場合、歪みのない状態では実施例および比
較例の化合物超電導線は、同等の臨界電流値を有する。
しかしながら、熱処理時間を、１５０時間に短縮した場
合、比較例の臨界電流は半減する。特に、歪みを与えた
場合に極端に低減する。これに対して実施例の化合物超
電導線の臨界電流値は、熱処理時間を短縮してもほとん
ど変わらず、１％程度の歪みを与えてもほとんど影響を
受けない。これは、Ｃｕ−Ｎｂ合金中のＣｕの拡散促進
作用により、実施例におけるＳｎへのＮｂの拡散反応速
度が比較例におけるＳｎへのＮｂの拡散反応速度よりも
早いからである。
処理を施した場合、歪みのない状態では実施例および比
較例の化合物超電導線は、同等の臨界電流値を有する。
しかしながら、熱処理時間を、１５０時間に短縮した場
合、比較例の臨界電流は半減する。特に、歪みを与えた
場合に極端に低減する。これに対して実施例の化合物超
電導線の臨界電流値は、熱処理時間を短縮してもほとん
ど変わらず、１％程度の歪みを与えてもほとんど影響を
受けない。これは、Ｃｕ−Ｎｂ合金中のＣｕの拡散促進
作用により、実施例におけるＳｎへのＮｂの拡散反応速
度が比較例におけるＳｎへのＮｂの拡散反応速度よりも
早いからである。
【００３８】また、Ｃｕ−Ｎｂ合金におけるＮｂの含有
量を変えた場合、Ｎｂの含有量が９５重量％を超えるあ
るいは２５重量％未満では化合物超電導線の臨界電流値
は減少する。特に、Ｃｕ−Ｎｂ合金におけるＮｂの含有
量が９５％重量を超える場合には、化合物超電導線の超
電導特性が歪みの影響を受け易くなる。このことは、Ｃ
ｕ−Ｎｂ合金が金属Ｎｂよりも化合物超電導体を補強す
る効果を発揮できることを示す。参考のために、実施例
および比較例の化合物超電導線について室温における破
断強度を測定した。Ｃｕ−Ｎｂ合金におけるＮｂの含有
量が９５重量％を超えると、破断強度は金属Ｎｂを用い
た比較例の値に近くなる。以上の結果より、実施例の化
合物超電導線は、比較例に比べて短い熱処理時間で作製
することができ、しかも歪みによる超電導特性への影響
を受けにくいものであることがわかる。
量を変えた場合、Ｎｂの含有量が９５重量％を超えるあ
るいは２５重量％未満では化合物超電導線の臨界電流値
は減少する。特に、Ｃｕ−Ｎｂ合金におけるＮｂの含有
量が９５％重量を超える場合には、化合物超電導線の超
電導特性が歪みの影響を受け易くなる。このことは、Ｃ
ｕ−Ｎｂ合金が金属Ｎｂよりも化合物超電導体を補強す
る効果を発揮できることを示す。参考のために、実施例
および比較例の化合物超電導線について室温における破
断強度を測定した。Ｃｕ−Ｎｂ合金におけるＮｂの含有
量が９５重量％を超えると、破断強度は金属Ｎｂを用い
た比較例の値に近くなる。以上の結果より、実施例の化
合物超電導線は、比較例に比べて短い熱処理時間で作製
することができ、しかも歪みによる超電導特性への影響
を受けにくいものであることがわかる。
【００３９】実施例３
Ｃｕ−Ｎｂ合金の代りにＣｕ−５０重量％Ｎｂ合金、Ｃ
ｕ−５０重量％Ｎｂ−２重量％Ｔｉ合金、Ｃｕ−５０重
量％Ｎｂ−０．１重量％Ｚｒ合金を用いること以外は実
施例２と同様にして化合物超電導線とした。
ｕ−５０重量％Ｎｂ−２重量％Ｔｉ合金、Ｃｕ−５０重
量％Ｎｂ−０．１重量％Ｚｒ合金を用いること以外は実
施例２と同様にして化合物超電導線とした。
【００４０】これらの化合物超電導線について、１０Ｔ
の磁場中で臨界電流（単位Ａ）を測定した。その結果を
下記表３に示す。
の磁場中で臨界電流（単位Ａ）を測定した。その結果を
下記表３に示す。
【００４１】
【表３】
【００４２】表３から明らかなように、Ｃｕ−Ｎｂ合金
にＴｉ、Ｚｒを添加することによりさらに耐歪特性が向
上した。
にＴｉ、Ｚｒを添加することによりさらに耐歪特性が向
上した。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ａ
3 Ｂ化合物超電導体と接触するように金属Ａと銅との合
金からなる合金体を配置するので、曲げ等の歪みによる
超電導特性への影響が少ない化合物超電導線が得られ
る。
3 Ｂ化合物超電導体と接触するように金属Ａと銅との合
金からなる合金体を配置するので、曲げ等の歪みによる
超電導特性への影響が少ない化合物超電導線が得られ
る。
【００４４】また、本発明によれば、化合物超電導体を
生成させる拡散反応時間を短縮することができる。
生成させる拡散反応時間を短縮することができる。
【００４５】本発明によれば、拡散反応の程度を制御す
ることにより、図１に示す多芯線構造、図２に示す単芯
線構造を任意に選択して製造することができる。これに
より、多芯線構造でパルス用、交流用に、単芯線構造で
直流用に利用できる。
ることにより、図１に示す多芯線構造、図２に示す単芯
線構造を任意に選択して製造することができる。これに
より、多芯線構造でパルス用、交流用に、単芯線構造で
直流用に利用できる。
【００４６】さらに、本発明の化合物超電導線によれ
ば、耐歪特性が優れているので、従来よりも高磁界での
使用が可能となり、使用用途が拡大できる。
ば、耐歪特性が優れているので、従来よりも高磁界での
使用が可能となり、使用用途が拡大できる。
【図１】本発明の化合物超電導線の一実施例を示す横断
面図。
面図。
【図２】本発明の化合物超電導線の他の実施例を示す横
断面図。
断面図。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の化合物超電導線にお
ける化合物超電導体の生成過程を説明するための横断面
図。
ける化合物超電導体の生成過程を説明するための横断面
図。
【図４】従来の化合物超電導線の製造方法を説明するた
めの横断面図。
めの横断面図。
【図５】従来の化合物超電導線の製造方法を説明するた
めの横断面図。
めの横断面図。
【図６】従来の化合物超電導線の製造方法を説明するた
めの横断面図。
めの横断面図。
【図７】従来の化合物超電導線の製造方法を説明するた
めの横断面図。
めの横断面図。
【図８】従来の化合物超電導線の製造方法を説明するた
めの横断面図。
めの横断面図。
１０…Ｖ3 Ｇａ超電導体、１１…Ｇａ−２重量％Ｃｕ合
金、１２…Ｃｕ−４５重量％Ｖ合金、１３，２４…安定
化金属、２０，３４…Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体、２１…Ｓｎ
−４重量％Ｃｕ合金、２２，３０…Ｃｕ−Ｎｂ合金、２
３…拡散バリア層、３１…Ｃｕ、３２…Ｎｂ、３３…Ｃ
ｕ−Ｓｎ合金。
金、１２…Ｃｕ−４５重量％Ｖ合金、１３，２４…安定
化金属、２０，３４…Ｎｂ3 Ｓｎ超電導体、２１…Ｓｎ
−４重量％Ｃｕ合金、２２，３０…Ｃｕ−Ｎｂ合金、２
３…拡散バリア層、３１…Ｃｕ、３２…Ｎｂ、３３…Ｃ
ｕ−Ｓｎ合金。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ａ3 Ｂ化合物超電導体からなる長尺体
と、前記長尺体の長手方向に沿って連続して接触するよ
うに配置されたＡ3 Ｂ化合物超電導体を構成する金属Ａ
と銅との合金からなる合金体とを具備する化合物超電導
線。 - 【請求項２】 Ａ3 Ｂ化合物超電導体を構成する金属Ｂ
または金属Ｂを主成分とする合金からなる長尺体に、前
記長尺体の長手方向に沿って連続して接触するようにＡ
3 Ｂ化合物超電導体を構成する金属Ａと銅との合金から
なる合金体を配置して複合長尺体を作製する工程と、前
記複合長尺体に減面加工を施して線状体を得る工程と、
前記線状体に拡散のための熱処理を施し、前記Ａ3 Ｂ化
合物超電導体を構成する金属Ｂを金属Ａに拡散させる工
程と、を具備する化合物超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3279993A JPH0512934A (ja) | 1990-11-07 | 1991-10-25 | 化合物超電導線およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30193590 | 1990-11-07 | ||
| JP2-301935 | 1990-11-07 | ||
| JP3279993A JPH0512934A (ja) | 1990-11-07 | 1991-10-25 | 化合物超電導線およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0512934A true JPH0512934A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=26553567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3279993A Pending JPH0512934A (ja) | 1990-11-07 | 1991-10-25 | 化合物超電導線およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0512934A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016207988A1 (ja) * | 2015-06-24 | 2016-12-29 | 株式会社日立製作所 | ＭｇＢ２超電導線材 |
-
1991
- 1991-10-25 JP JP3279993A patent/JPH0512934A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016207988A1 (ja) * | 2015-06-24 | 2016-12-29 | 株式会社日立製作所 | ＭｇＢ２超電導線材 |
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