JPH05198224A - Ｎｂ−Ｔｉ合金系超電導線材 - Google Patents
Ｎｂ−Ｔｉ合金系超電導線材Info
- Publication number
- JPH05198224A JPH05198224A JP4028949A JP2894992A JPH05198224A JP H05198224 A JPH05198224 A JP H05198224A JP 4028949 A JP4028949 A JP 4028949A JP 2894992 A JP2894992 A JP 2894992A JP H05198224 A JPH05198224 A JP H05198224A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- superconducting wire
- wire
- copper
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910020012 Nb—Ti Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 5
- 229910000896 Manganin Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2804—Printed windings
- H01F2027/2819—Planar transformers with printed windings, e.g. surrounded by two cores and to be mounted on printed circuit
-
- 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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、断面寸法を大型化させずに、安定
性（熱容量）を高めることを目的とする。 【構成】 本発明のＮｂ−Ｔｉ合金系超電導線材は、複
数のモノフィラメント線材を被覆する銅材１の内側にＮ
ｉ，或いはＮｉ合金２を被覆した構成を有する。
性（熱容量）を高めることを目的とする。 【構成】 本発明のＮｂ−Ｔｉ合金系超電導線材は、複
数のモノフィラメント線材を被覆する銅材１の内側にＮ
ｉ，或いはＮｉ合金２を被覆した構成を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＮｂ−Ｔｉ合金系超電導
線材に関し、特に、安定性（熱容量）を高めながら断面
積の縮小化を図ったＮｂ−Ｔｉ合金系超電導線材に関す
る。
線材に関し、特に、安定性（熱容量）を高めながら断面
積の縮小化を図ったＮｂ−Ｔｉ合金系超電導線材に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図３には、従来のＮｂ−Ｔｉ合金系超電
導線材の断面構造が示されている。このＮｂ−Ｔｉ合金
系超電導線材は、複数のＮｂ−Ｔｉ合金３と各Ｎｂ−Ｔ
ｉ合金３を個々に被覆する銅材４より成る複数のモノフ
ィラメント線材５と、この複数のモノフィラメント線材
５を被覆する銅材１より構成されている。
導線材の断面構造が示されている。このＮｂ−Ｔｉ合金
系超電導線材は、複数のＮｂ−Ｔｉ合金３と各Ｎｂ−Ｔ
ｉ合金３を個々に被覆する銅材４より成る複数のモノフ
ィラメント線材５と、この複数のモノフィラメント線材
５を被覆する銅材１より構成されている。
【０００３】Ｎｂ−Ｔｉ合金３は超電導体として電気抵
抗が零の状態で大電流を流すことができるが、何らかの
理由で超電導状態が破れると、抵抗が非常に大きくなっ
てジュール熱で焼損することがある。これを防ぐため、
Ｎｂ−Ｔｉ合金３に極低温下で電気抵抗の小さい銅（銅
材１および４）を複合化している。
抗が零の状態で大電流を流すことができるが、何らかの
理由で超電導状態が破れると、抵抗が非常に大きくなっ
てジュール熱で焼損することがある。これを防ぐため、
Ｎｂ−Ｔｉ合金３に極低温下で電気抵抗の小さい銅（銅
材１および４）を複合化している。
【０００４】ところが、超電導マグネットはコンパクト
化が絶対必要条件になっており、そのためには使用する
超電導線材の断面寸法も縮小化しなければならない。Ｎ
ｂ−Ｔｉ合金の断面積は通電容量からの必要性から縮小
することは殆ど不可能であるため、銅の面積が少ない、
すなわち、低銅比型のものに進んでいる。このため、最
近ではＮｂ−Ｔｉに対する銅比が２以下のＮｂ−Ｔｉ合
金系超電導線材が数多く使用されている。
化が絶対必要条件になっており、そのためには使用する
超電導線材の断面寸法も縮小化しなければならない。Ｎ
ｂ−Ｔｉ合金の断面積は通電容量からの必要性から縮小
することは殆ど不可能であるため、銅の面積が少ない、
すなわち、低銅比型のものに進んでいる。このため、最
近ではＮｂ−Ｔｉに対する銅比が２以下のＮｂ−Ｔｉ合
金系超電導線材が数多く使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
銅比を小さくしたＮｂ−Ｔｉ合金系超電導線材では、線
材の安定性が非常に悪く（熱容量が小さい）、要求され
る通電電流まで達しないうちにクエンチに至るマグネッ
トが散見されている。
銅比を小さくしたＮｂ−Ｔｉ合金系超電導線材では、線
材の安定性が非常に悪く（熱容量が小さい）、要求され
る通電電流まで達しないうちにクエンチに至るマグネッ
トが散見されている。
【０００６】従って、本発明の目的は断面寸法を大型化
させずに、安定性（熱容量）を高めることができるＮｂ
−Ｔｉ合金系超電導線材を提供することである。
させずに、安定性（熱容量）を高めることができるＮｂ
−Ｔｉ合金系超電導線材を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み、断面寸法を大型化させずに、安定性（熱容量）を高
めるため、複数のモノフィラメント線材を被覆する銅材
の内側にＮｉ，或いはＮｉ合金を被覆したＮｂ−Ｔｉ合
金系超電導線材を提供するものである。
み、断面寸法を大型化させずに、安定性（熱容量）を高
めるため、複数のモノフィラメント線材を被覆する銅材
の内側にＮｉ，或いはＮｉ合金を被覆したＮｂ−Ｔｉ合
金系超電導線材を提供するものである。
【０００８】前記Ｎｉ，或いはＮｉ合金は、線材全体に
対して５〜３０％の体積比率を有している。Ｎｉ，或い
はＮｉ合金の体積比率を線材全体に対して５〜３０％と
した理由は、５％以下では安定性に対する効果が現れ
ず、また、３０％以上では線材全体に対する電流密度が
小さくなって、超電導マグネットが大型化するからであ
る。
対して５〜３０％の体積比率を有している。Ｎｉ，或い
はＮｉ合金の体積比率を線材全体に対して５〜３０％と
した理由は、５％以下では安定性に対する効果が現れ
ず、また、３０％以上では線材全体に対する電流密度が
小さくなって、超電導マグネットが大型化するからであ
る。
【０００９】
【作用】上記のように、本発明に係るＮｂ−Ｔｉ合金系
超電導線材は、Ｎｂ−Ｔｉ合金を有する複数のモノフィ
ラメント線材を被覆する銅材の内側に、Ｃｕに比べて単
位体積当たりの比熱が約５倍大きいＮｉ，或いはＮｉ合
金を配置しているため、銅比２以下の線材でも安定性
（熱容量）を高めることができ、また、断面寸法も大型
化させることもない。
超電導線材は、Ｎｂ−Ｔｉ合金を有する複数のモノフィ
ラメント線材を被覆する銅材の内側に、Ｃｕに比べて単
位体積当たりの比熱が約５倍大きいＮｉ，或いはＮｉ合
金を配置しているため、銅比２以下の線材でも安定性
（熱容量）を高めることができ、また、断面寸法も大型
化させることもない。
【００１２】
【実施例】以下、本発明のＮｂ−Ｔｉ合金系超電導線材
について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】図１には、本発明の一実施例に係るＮｂ−
Ｔｉ合金系超電導線材が示されている。このＮｂ−Ｔｉ
合金系超電導線材は、複数のＮｂ−Ｔｉ合金３と、当該
複数のＮｂ−Ｔｉ合金３を個々に被覆する複数の銅材４
より成る複数のモノフィラメント線材５と、複数のモノ
フィラメント線材５を被覆する銅材１と、当該銅材１の
内側に被覆されたＮｉ，或いはＮｉ合金２より構成され
ている。
Ｔｉ合金系超電導線材が示されている。このＮｂ−Ｔｉ
合金系超電導線材は、複数のＮｂ−Ｔｉ合金３と、当該
複数のＮｂ−Ｔｉ合金３を個々に被覆する複数の銅材４
より成る複数のモノフィラメント線材５と、複数のモノ
フィラメント線材５を被覆する銅材１と、当該銅材１の
内側に被覆されたＮｉ，或いはＮｉ合金２より構成され
ている。
【００１４】上記Ｎｂ−Ｔｉ合金系超電導線材は、以下
のようにして得ることができる。まず、銅比（ＣｕとＮ
ｂ−Ｔｉの断面積比）が０．４２のモノフィラメント線
材５を押出・伸線によって対辺距離１．３９ｍｍに加工
し、加工したモノフィラメント線材５を２４０本集束し
てその外側に厚さ０．１ｍｍのＮｉシートを６層巻き付
け、外径２８．０ｍｍ，内径２５．５ｍｍの無酸素銅管
からなる銅材１に挿入して押出用ビレットとする。
のようにして得ることができる。まず、銅比（ＣｕとＮ
ｂ−Ｔｉの断面積比）が０．４２のモノフィラメント線
材５を押出・伸線によって対辺距離１．３９ｍｍに加工
し、加工したモノフィラメント線材５を２４０本集束し
てその外側に厚さ０．１ｍｍのＮｉシートを６層巻き付
け、外径２８．０ｍｍ，内径２５．５ｍｍの無酸素銅管
からなる銅材１に挿入して押出用ビレットとする。
【００１５】更に、この押出用ビレットを外径１２．０
ｍｍとなるように押し出し、そして外径８ｍｍと６ｍｍ
の段階で臨界電流密度を向上させるための時効熱処理を
施すと共に交流損失を低減させるためのツイスト処理を
加え、最終的に外径０．７２ｍｍまで加工してＮｂ−Ｔ
ｉ合金系超電導線材とする。以上のように製造されたＮ
ｂ−Ｔｉ合金系超電導線材の断面構成比は、Ｎｂ−Ｔ
ｉ：Ｃｕ：Ｎｉ＝１．０：０．８９：０．１６となる。
ｍｍとなるように押し出し、そして外径８ｍｍと６ｍｍ
の段階で臨界電流密度を向上させるための時効熱処理を
施すと共に交流損失を低減させるためのツイスト処理を
加え、最終的に外径０．７２ｍｍまで加工してＮｂ−Ｔ
ｉ合金系超電導線材とする。以上のように製造されたＮ
ｂ−Ｔｉ合金系超電導線材の断面構成比は、Ｎｂ−Ｔ
ｉ：Ｃｕ：Ｎｉ＝１．０：０．８９：０．１６となる。
【００１６】次に、同様の工程で銅材１の内側にＮｉ，
或いはＮｉ合金が被覆されていないＣｕ／Ｎｂ−Ｔｉ超
電導線材を製造し、本発明のＣｕ／Ｎｉ／Ｎｂ−Ｔｉ超
電導線材と安定性を比較した。尚、Ｃｕ／Ｎｂ−Ｔｉ超
電導線材の断面構成比はＮｂ−Ｔｉ：Ｃｕ＝１：１．２
である。
或いはＮｉ合金が被覆されていないＣｕ／Ｎｂ−Ｔｉ超
電導線材を製造し、本発明のＣｕ／Ｎｉ／Ｎｂ−Ｔｉ超
電導線材と安定性を比較した。尚、Ｃｕ／Ｎｂ−Ｔｉ超
電導線材の断面構成比はＮｂ−Ｔｉ：Ｃｕ＝１：１．２
である。
【００１７】図２は安定性を評価するための試験装置の
概要を示し、断熱材（エポキシ等）１２によって断熱さ
れたサンプル（Ｎｂ−Ｔｉ合金系超電導線材）１４の外
側に絶縁されたマンガニンヒータ線１１を所定の長さｌ
（１０ｍｍ）にわたって無誘導に密巻きし、その外側に
クエンチ検出電圧タップ１３を接続して構成されてい
る。
概要を示し、断熱材（エポキシ等）１２によって断熱さ
れたサンプル（Ｎｂ−Ｔｉ合金系超電導線材）１４の外
側に絶縁されたマンガニンヒータ線１１を所定の長さｌ
（１０ｍｍ）にわたって無誘導に密巻きし、その外側に
クエンチ検出電圧タップ１３を接続して構成されてい
る。
【００１８】ここで、２種類の線材の６Ｔにおける臨界
電流は３５０Ａであるが、その１／２の１７５Ａを連続
通電しておき、ヒータに２０ｍｓｅｃの方形波をインプ
ットし、線材の超電導状態が破れるヒータインプットエ
ネルギーを求めた。その結果、マンガニンヒータ線１１
が巻回された部分の単位体積当たりのクエンチに至る最
小クエンチエネルギーは、本発明のＣｕ／Ｎｉ／Ｎｂ−
Ｔｉ超電導線材が０．３Ｊ／ｃｍ3 であり、また、Ｃｕ
／Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材が０．２Ｊ／ｃｍ3 であり、本
発明のＣｕ／Ｎｉ／Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材の方がＣｕ／
Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材より１．５倍優れていることが確
認できた。
電流は３５０Ａであるが、その１／２の１７５Ａを連続
通電しておき、ヒータに２０ｍｓｅｃの方形波をインプ
ットし、線材の超電導状態が破れるヒータインプットエ
ネルギーを求めた。その結果、マンガニンヒータ線１１
が巻回された部分の単位体積当たりのクエンチに至る最
小クエンチエネルギーは、本発明のＣｕ／Ｎｉ／Ｎｂ−
Ｔｉ超電導線材が０．３Ｊ／ｃｍ3 であり、また、Ｃｕ
／Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材が０．２Ｊ／ｃｍ3 であり、本
発明のＣｕ／Ｎｉ／Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材の方がＣｕ／
Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材より１．５倍優れていることが確
認できた。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＮｂ−Ｔ
ｉ合金系超電導線材によると、複数のモノフィラメント
線材を被覆する銅材の内側にＮｉ，或いはＮｉ合金を被
覆したため、断面寸法を大型化させずに、安定性（熱容
量）を高めることができる。
ｉ合金系超電導線材によると、複数のモノフィラメント
線材を被覆する銅材の内側にＮｉ，或いはＮｉ合金を被
覆したため、断面寸法を大型化させずに、安定性（熱容
量）を高めることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】Ｎｂ−Ｔｉ合金系超電導線材の安定性を評価す
る試験装置を示す説明図。
る試験装置を示す説明図。
【図３】従来のＮｂ−Ｔｉ合金系超電導線材を示す断面
図。
図。
１ 銅材 ２ Ｎｉ，或
いはＮｉ合金 ３ Ｎｂ−Ｔｉ合金 ４ 銅材 ５ モノフィラメント材 １１ マンガニ
ンヒータ線 １２ 断熱材 １３ クエンチ
検出電圧タップ １４ サンプル
いはＮｉ合金 ３ Ｎｂ−Ｔｉ合金 ４ 銅材 ５ モノフィラメント材 １１ マンガニ
ンヒータ線 １２ 断熱材 １３ クエンチ
検出電圧タップ １４ サンプル
Claims (2)
- 【請求項１】 複数のＮｂ−Ｔｉ合金と当該複数のＮｂ
−Ｔｉ合金を個々に被覆する複数の銅材より成る複数の
モノフィラメント線材を銅材で被覆して構成されるＮｂ
−Ｔｉ合金系超電導線材において、 前記複数のモノフィラメント線材を被覆する銅材は内側
をＮｉ，或いはＮｉ合金で被覆されていることを特徴と
するＮｂ−Ｔｉ合金系超電導線材。 - 【請求項２】 前記Ｎｉ，或いはＮｉ合金は、線材全体
に対して５〜３０％の体積比率を有する構成の請求項１
のＮｂ−Ｔｉ合金系超電導線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4028949A JPH05198224A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | Ｎｂ−Ｔｉ合金系超電導線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4028949A JPH05198224A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | Ｎｂ−Ｔｉ合金系超電導線材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198224A true JPH05198224A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=12262663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4028949A Pending JPH05198224A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | Ｎｂ−Ｔｉ合金系超電導線材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05198224A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07192547A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 複合多芯超電導線 |
| WO2013054799A1 (ja) * | 2011-10-12 | 2013-04-18 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | イオン源およびそれを用いたイオンビーム装置 |
| CN109637709A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-16 | 尚纬股份有限公司 | 海上小型核反应堆用中压电力电缆及其制造方法 |
-
1992
- 1992-01-20 JP JP4028949A patent/JPH05198224A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07192547A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 複合多芯超電導線 |
| WO2013054799A1 (ja) * | 2011-10-12 | 2013-04-18 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | イオン源およびそれを用いたイオンビーム装置 |
| JP2013084489A (ja) * | 2011-10-12 | 2013-05-09 | Hitachi High-Technologies Corp | イオン源およびそれを用いたイオンビーム装置 |
| US9640360B2 (en) | 2011-10-12 | 2017-05-02 | Hitachi High-Technologies Corporation | Ion source and ion beam device using same |
| CN109637709A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-16 | 尚纬股份有限公司 | 海上小型核反应堆用中压电力电缆及其制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3699647A (en) | Method of manufacturing long length composite superconductors | |
| CA2637583A1 (en) | Superconductive electrical cable | |
| US3838503A (en) | Method of fabricating a composite multifilament intermetallic type superconducting wire | |
| US3800061A (en) | Composite conductor containing superconductive wires | |
| JP3796850B2 (ja) | 超電導ケーブル導体の端末構造およびその接続方法 | |
| JPH05198224A (ja) | Ｎｂ−Ｔｉ合金系超電導線材 | |
| Glowacki et al. | Transport ac losses in Bi-2223 multifilamentary tapes-conductor materials aspect | |
| JP2001325838A (ja) | 超電導ケーブル | |
| JP3646059B2 (ja) | アルミ安定化超電導導体 | |
| JP2004200178A (ja) | 酸化物超電導導体およびその製造方法 | |
| JP2001283660A (ja) | 超電導線材の接続構造 | |
| JPH1050153A (ja) | 交流用酸化物超電導線材及びケーブル | |
| JPH06158212A (ja) | Ｎｂ３Ａｌ系超電導導体とその製造方法、並びにＮｂ３Ａｌ系超電導前駆組成物、並びに高磁界発生用超電導マグネット | |
| JP2000067663A (ja) | 超電導導体 | |
| JP3099460B2 (ja) | Ｎｂ−Ｔｉ合金超電導線材 | |
| JP2005141968A (ja) | 複合超電導線材およびその製造方法 | |
| JP4039049B2 (ja) | 多芯酸化物超電導線材の製造方法 | |
| JP3489293B2 (ja) | ＮｂＴｉ系超電導撚線 | |
| JP3568745B2 (ja) | 酸化物超電導ケーブル | |
| JPH03283678A (ja) | 超電導磁石装置の電流リード | |
| Petrovich et al. | Critical current of multifilamentary Nb 3 Sn-insert coil and long sample bend tests | |
| JPH0668725A (ja) | 超電導合金線材の製造方法 | |
| JP3367316B2 (ja) | 極細多芯Ｎｂ−Ｔｉ系超電導線材 | |
| Akihama et al. | Preparation of Nb 3 (Sn-In) wires by a ductile fabrication process | |
| JPS61165911A (ja) | 超電導撚線 |