JPH05342932A - 化合物超電導線の製造方法 - Google Patents
化合物超電導線の製造方法Info
- Publication number
- JPH05342932A JPH05342932A JP4152249A JP15224992A JPH05342932A JP H05342932 A JPH05342932 A JP H05342932A JP 4152249 A JP4152249 A JP 4152249A JP 15224992 A JP15224992 A JP 15224992A JP H05342932 A JPH05342932 A JP H05342932A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- cusn
- tube
- processing
- diameter
- 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
Classifications
-
- 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】ＣｕＳｎ合金の偏析に起因する断線などの加工
上のトラブルの発生を防止する。 【構成】Ｎｂ又はＮｂ合金からなる芯材３が配置された
Ｃｕ又はＣｕ合金からなる管１内にＣｕＳｎ合金粉末２
を充填した後、熱間静水圧プレス加工を施して複合ビレ
ットを形成する工程と、前記複合ビレットに押出し加工
を施した後、減面加工を施す工程と、熱処理を施してＮ
ｂ3 Ｓｎを生成させる工程とを具備する。
上のトラブルの発生を防止する。 【構成】Ｎｂ又はＮｂ合金からなる芯材３が配置された
Ｃｕ又はＣｕ合金からなる管１内にＣｕＳｎ合金粉末２
を充填した後、熱間静水圧プレス加工を施して複合ビレ
ットを形成する工程と、前記複合ビレットに押出し加工
を施した後、減面加工を施す工程と、熱処理を施してＮ
ｂ3 Ｓｎを生成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Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導
線の製造方法に関する。
線の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ブロンズ法によるＮｂ3 Ｓｎ化合物超電
導線の製造方法では、従来、ＣｕＳｎ合金の鋳塊から造
られたＣｕＳｎ合金母材中にＮｂ芯を埋め込む方法を取
る。ところで、ＣｕＳｎ合金の鋳塊は、ＣｕＳｎ合金が
逆偏析する合金であることから、表層と内部とのＳｎ濃
度に著しく差が有り、特に表層にＳｎ汗として知られる
高Ｓｎ濃度の滴状偏析が出る。
導線の製造方法では、従来、ＣｕＳｎ合金の鋳塊から造
られたＣｕＳｎ合金母材中にＮｂ芯を埋め込む方法を取
る。ところで、ＣｕＳｎ合金の鋳塊は、ＣｕＳｎ合金が
逆偏析する合金であることから、表層と内部とのＳｎ濃
度に著しく差が有り、特に表層にＳｎ汗として知られる
高Ｓｎ濃度の滴状偏析が出る。
【０００３】前記ＣｕＳｎ合金のＳｎ濃度は、良好な超
電導特性を確保する観点から出来るだけ高くすることが
望まれるが、良好な加工性を確保する必要もあるため、
１４重量％以下のα相固溶体限度内に留められている。
電導特性を確保する観点から出来るだけ高くすることが
望まれるが、良好な加工性を確保する必要もあるため、
１４重量％以下のα相固溶体限度内に留められている。
【０００４】従来の製造方法では、ＣｕＳｎ合金鋳塊の
偏析のため、減面加工等の加工時にＣｕＳｎ合金が該合
金中のＣｕＳｎ化合物層から割れたり、熱間押出し加工
や焼鈍処理等の加熱時にＣｕＳｎ合金のＳｎリッチ部と
Ｎｂとの接触部でＮｂＳｎ化合物が生成し、その後の加
工性に悪影響を与える等の問題点があった。即ち、Ｎｂ
表面に生成した化合物は以後の減面加工でも砕けながら
存在するため、Ｎｂ芯が実用域の直径１０μｍ以下まで
加工された段階では該化合物粒がＮｂ芯に象眼されてＮ
ｂ芯の断線にまで至るという問題点があった。
偏析のため、減面加工等の加工時にＣｕＳｎ合金が該合
金中のＣｕＳｎ化合物層から割れたり、熱間押出し加工
や焼鈍処理等の加熱時にＣｕＳｎ合金のＳｎリッチ部と
Ｎｂとの接触部でＮｂＳｎ化合物が生成し、その後の加
工性に悪影響を与える等の問題点があった。即ち、Ｎｂ
表面に生成した化合物は以後の減面加工でも砕けながら
存在するため、Ｎｂ芯が実用域の直径１０μｍ以下まで
加工された段階では該化合物粒がＮｂ芯に象眼されてＮ
ｂ芯の断線にまで至るという問題点があった。
【０００５】このように、従来の製造方法では、ＣｕＳ
ｎ合金鋳塊を用いているため、Ｓｎリッチ偏析部による
加工上のトラブルが多かった。
ｎ合金鋳塊を用いているため、Ｓｎリッチ偏析部による
加工上のトラブルが多かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の問題
点を解決するためになされたもので、ＣｕＳｎ合金の偏
析に起因する断線などの加工上のトラブルの発生を防止
したＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線の製造方法を提供しよう
とするものである。
点を解決するためになされたもので、ＣｕＳｎ合金の偏
析に起因する断線などの加工上のトラブルの発生を防止
したＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線の製造方法を提供しよう
とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｎｂ又はＮｂ
合金からなる芯材が配置されたＣｕ又はＣｕ合金からな
る管内にＣｕＳｎ合金粉末を充填した後、熱間静水圧プ
レス（以下、ＨＩＰと称す）加工を施して複合ビレット
を形成する工程と、前記複合ビレットに押出し加工を施
した後、減面加工を施す工程と、熱処理を施してＮｂ3
Ｓｎを生成させる工程とを具備することを特徴とするＮ
ｂ3 Ｓｎ化合物超電導線の製造方法である。
合金からなる芯材が配置されたＣｕ又はＣｕ合金からな
る管内にＣｕＳｎ合金粉末を充填した後、熱間静水圧プ
レス（以下、ＨＩＰと称す）加工を施して複合ビレット
を形成する工程と、前記複合ビレットに押出し加工を施
した後、減面加工を施す工程と、熱処理を施してＮｂ3
Ｓｎを生成させる工程とを具備することを特徴とするＮ
ｂ3 Ｓｎ化合物超電導線の製造方法である。
【０００８】前記ＣｕＳｎ合金粉末を形成する合金とし
ては、例えばＣｕ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｔｉ合金が
挙げられる。
ては、例えばＣｕ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｔｉ合金が
挙げられる。
【０００９】前記ＣｕＳｎ合金粉末としては、ガスアト
マイズ法によって製造されたものが望ましい。この理由
は、ガスアトマイズ法によって製造されたＣｕＳｎ合金
粉末は、急冷効果により線材製造加工に不都合なマクロ
な偏析がなく、均質な組成である。また、前記ＣｕＳｎ
合金粉末は、ＣｕＳｎ合金鋳塊に塑性加工、切削加工等
を施して粉体化したものでもよい。かかる粉末でも鋳塊
中の巨大な偏析部を機械的に微細化して均質化を達成す
ることが可能である。
マイズ法によって製造されたものが望ましい。この理由
は、ガスアトマイズ法によって製造されたＣｕＳｎ合金
粉末は、急冷効果により線材製造加工に不都合なマクロ
な偏析がなく、均質な組成である。また、前記ＣｕＳｎ
合金粉末は、ＣｕＳｎ合金鋳塊に塑性加工、切削加工等
を施して粉体化したものでもよい。かかる粉末でも鋳塊
中の巨大な偏析部を機械的に微細化して均質化を達成す
ることが可能である。
【００１０】また、前記ＣｕＳｎ合金粉末としては、粒
径が０．５〜３ｍｍであるものが望ましい。この理由
は、その粒径を０．５ｍｍ未満にすると比表面積が大き
くなるため、粉末表面のガス吸着や酸化によって以後の
加工性やＮｂ3 Ｓｎ生成反応に悪影響を及ぼす虞があ
る。一方、その粒径が３ｍｍを越えると個々の粒子から
なる偏析部が大きくなるため、鋳塊に似た組成になる虞
がある。
径が０．５〜３ｍｍであるものが望ましい。この理由
は、その粒径を０．５ｍｍ未満にすると比表面積が大き
くなるため、粉末表面のガス吸着や酸化によって以後の
加工性やＮｂ3 Ｓｎ生成反応に悪影響を及ぼす虞があ
る。一方、その粒径が３ｍｍを越えると個々の粒子から
なる偏析部が大きくなるため、鋳塊に似た組成になる虞
がある。
【００１１】前記ＣｕＳｎ合金粉末中に配置される芯材
を形成するＮｂ合金としては、例えばＮｂ−Ｔａ合金、
Ｎｂ−Ｔｉ合金が挙げられる。
を形成するＮｂ合金としては、例えばＮｂ−Ｔａ合金、
Ｎｂ−Ｔｉ合金が挙げられる。
【００１２】本発明の方法は、例えば次のように行なう
ことができる。
ことができる。
【００１３】まず、例えば図１に示すようにＨＩＰ加工
用のＣｕ又はＣｕ合金からなる管１内にＮｂ又はＮｂ合
金からなる複数本（或いは１本）の芯材２を図示しない
台座上に立てて配置した後、この管１内にＣｕＳｎ合金
粉末３を充填する。ここで、前記台座は、後述する蓋を
兼用するものであってもよい。つづいて、前記管の両端
に蓋を真空中で電子ビーム溶接した後、ＨＩＰ加工を施
し、更に必要に応じて前記管部分、台座部分及び蓋部分
を削って複合ビレットを形成する。なお、前記複合ビレ
ットのブロンズ比（ＣｕＳｎ合金と芯材との重量比）
は、前記管内の空間に占める芯材の割合を変えることに
より調整できる。
用のＣｕ又はＣｕ合金からなる管１内にＮｂ又はＮｂ合
金からなる複数本（或いは１本）の芯材２を図示しない
台座上に立てて配置した後、この管１内にＣｕＳｎ合金
粉末３を充填する。ここで、前記台座は、後述する蓋を
兼用するものであってもよい。つづいて、前記管の両端
に蓋を真空中で電子ビーム溶接した後、ＨＩＰ加工を施
し、更に必要に応じて前記管部分、台座部分及び蓋部分
を削って複合ビレットを形成する。なお、前記複合ビレ
ットのブロンズ比（ＣｕＳｎ合金と芯材との重量比）
は、前記管内の空間に占める芯材の割合を変えることに
より調整できる。
【００１４】次いで、前記複合ビレットに熱間押出し加
工を施した後、焼鈍処理しながら減面加工を施して複合
素線を形成する。
工を施した後、焼鈍処理しながら減面加工を施して複合
素線を形成する。
【００１５】次いで、前記複合素線の複数本を安定化用
の無酸素銅管内に拡散バリアのＮｂ管又はＴａ管などを
介在させて挿入する。つづいて、前記Ｃｕ管の両端に蓋
を真空中で電子ビーム溶接した後、ＨＩＰ加工を施す。
ひきつづき、これに熱間押出し加工を施した後、焼鈍処
理しながら減面加工を施して線材を形成する。その後、
前記線材に熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎを生成させること
により、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造する。
の無酸素銅管内に拡散バリアのＮｂ管又はＴａ管などを
介在させて挿入する。つづいて、前記Ｃｕ管の両端に蓋
を真空中で電子ビーム溶接した後、ＨＩＰ加工を施す。
ひきつづき、これに熱間押出し加工を施した後、焼鈍処
理しながら減面加工を施して線材を形成する。その後、
前記線材に熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎを生成させること
により、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造する。
【００１６】また、本発明に係る別の発明は、例えば図
２に示すようにＣｕ又はＣｕ合金からなる大径の管１１
と該管１１内に配置されたＣｕ又はＣｕ合金からなる小
径の管１２との間に形成された管状の空間内にＣｕＳｎ
合金粉末１３を充填した後、ＨＩＰ加工を施してＣｕＳ
ｎ合金を主体とする管を形成する工程と、前記ＣｕＳｎ
合金を主体とする管内にＮｂ又はＮｂ合金からなる芯材
を挿入して複合ビレットを形成する工程と、前記複合ビ
レットに押出し加工を施し、更に減面加工を施す工程
と、熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎを生成させる工程とを具
備することを特徴とするＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線の製
造方法である。
２に示すようにＣｕ又はＣｕ合金からなる大径の管１１
と該管１１内に配置されたＣｕ又はＣｕ合金からなる小
径の管１２との間に形成された管状の空間内にＣｕＳｎ
合金粉末１３を充填した後、ＨＩＰ加工を施してＣｕＳ
ｎ合金を主体とする管を形成する工程と、前記ＣｕＳｎ
合金を主体とする管内にＮｂ又はＮｂ合金からなる芯材
を挿入して複合ビレットを形成する工程と、前記複合ビ
レットに押出し加工を施し、更に減面加工を施す工程
と、熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎを生成させる工程とを具
備することを特徴とするＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線の製
造方法である。
【００１７】
【作用】本発明の方法によれば、Ｎｂ又はＮｂ合金から
なる芯材が配置されたＣｕ又はＣｕ合金からなる管内に
ＣｕＳｎ合金粉末を充填した後、ＨＩＰ加工を施して複
合ビレットを形成する。こうして得られた複合ビレット
中のＣｕＳｎ合金は、前記ＣｕＳｎ合金粉末が接合一体
化されたものであるため、ＣｕＳｎ合金鋳塊のような偏
析を生じることなく、均質な組成にすることができる。
このため、前記複合ビレットに押出し加工を施した後、
減面加工を施す工程では、ＣｕＳｎ合金の偏析に起因す
る断線などの加工上のトラブルの発生を防止できる。ま
た、本発明の方法は、ＣｕＳｎ合金の粉体化コストが鋳
造コストよりも高いことから前記ＣｕＳｎ合金粉末が高
価なものとなっても、ＣｕＳｎ合金鋳塊を用いる従来法
におけるＣｕＳｎ合金鋳塊のソーキング、ＨＩＰ加工、
管状化加工、穿孔加工等の加工コストを勘案すると、従
来法よりも低コストでＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造
することが可能である。
なる芯材が配置されたＣｕ又はＣｕ合金からなる管内に
ＣｕＳｎ合金粉末を充填した後、ＨＩＰ加工を施して複
合ビレットを形成する。こうして得られた複合ビレット
中のＣｕＳｎ合金は、前記ＣｕＳｎ合金粉末が接合一体
化されたものであるため、ＣｕＳｎ合金鋳塊のような偏
析を生じることなく、均質な組成にすることができる。
このため、前記複合ビレットに押出し加工を施した後、
減面加工を施す工程では、ＣｕＳｎ合金の偏析に起因す
る断線などの加工上のトラブルの発生を防止できる。ま
た、本発明の方法は、ＣｕＳｎ合金の粉体化コストが鋳
造コストよりも高いことから前記ＣｕＳｎ合金粉末が高
価なものとなっても、ＣｕＳｎ合金鋳塊を用いる従来法
におけるＣｕＳｎ合金鋳塊のソーキング、ＨＩＰ加工、
管状化加工、穿孔加工等の加工コストを勘案すると、従
来法よりも低コストでＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造
することが可能である。
【００１８】一方、本発明に係る別の発明の方法によれ
ば、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる大径の管と該管内に配置
されたＣｕ又はＣｕ合金からなる小径の管との間に形成
された管状の空間内にＣｕＳｎ合金粉末を充填した後、
ＨＩＰ加工を施してＣｕＳｎ合金を主体とする管を形成
する。つづいて、前記ＣｕＳｎ合金を主体とする管内に
Ｎｂ又はＮｂ合金からなる芯材を挿入して複合ビレット
を形成する。こうして得られた複合ビレット中のＣｕＳ
ｎ合金は、前記ＣｕＳｎ合金粉末が接合一体化されたも
のであるため、ＣｕＳｎ合金鋳塊のような偏析を生じる
ことなく、均質な組成にすることができる。このため、
前記複合ビレットに押出し加工を施した後、減面加工を
施す工程では、ＣｕＳｎ合金の偏析に起因する断線など
の加工上のトラブルの発生を防止できる。また、本発明
に係る別の発明の方法は、前述したのと同様な理由によ
って従来法よりも低コストでＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線
を製造することが可能である。
ば、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる大径の管と該管内に配置
されたＣｕ又はＣｕ合金からなる小径の管との間に形成
された管状の空間内にＣｕＳｎ合金粉末を充填した後、
ＨＩＰ加工を施してＣｕＳｎ合金を主体とする管を形成
する。つづいて、前記ＣｕＳｎ合金を主体とする管内に
Ｎｂ又はＮｂ合金からなる芯材を挿入して複合ビレット
を形成する。こうして得られた複合ビレット中のＣｕＳ
ｎ合金は、前記ＣｕＳｎ合金粉末が接合一体化されたも
のであるため、ＣｕＳｎ合金鋳塊のような偏析を生じる
ことなく、均質な組成にすることができる。このため、
前記複合ビレットに押出し加工を施した後、減面加工を
施す工程では、ＣｕＳｎ合金の偏析に起因する断線など
の加工上のトラブルの発生を防止できる。また、本発明
に係る別の発明の方法は、前述したのと同様な理由によ
って従来法よりも低コストでＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線
を製造することが可能である。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２０】実施例１ まず、直径１３９ｍｍφのＣｕからなる台座に直径１＋
０〜０．０５ｍｍφの穴６０００個を俵積み形状で等間
隔に穿孔した。この台座にＮｂ芯としての直径１−０〜
０．０５ｍｍφ、長さ４００ｍｍの純Ｎｂ棒６０００本
を林立させた後、これに肉厚２．３ｍｍのＴａ管を嵌合
し、更に外径２１８ｍｍφ、内径１４４ｍｍφのＣｕ管
を被せた。つづいて、Ｃｕ−１７．３重量％Ｓｎ−０．
２重量％Ｔｉ合金粉末（５０メッシュ〜２００メッシ
ュ）を、林立するＮｂ芯の間隙によく振動を加えながら
充填した。この複合体の両端にＣｕ蓋を嵌合した後、Ｃ
ｕ蓋とＣｕ管との嵌合部を電子ビーム溶接することによ
り、複合材を形成した。この複合材に６５０℃、１時
間、１５００気圧の条件下でＨＩＰ加工を施すことによ
り、Ｎｂ芯の周囲の粉末を焼結し、かつ各構成材相互を
金属接合した。ひきつづき、これを外削することによ
り、押出ビレットサイズの直径２００ｍｍφの複合ビレ
ットを形成した。
０〜０．０５ｍｍφの穴６０００個を俵積み形状で等間
隔に穿孔した。この台座にＮｂ芯としての直径１−０〜
０．０５ｍｍφ、長さ４００ｍｍの純Ｎｂ棒６０００本
を林立させた後、これに肉厚２．３ｍｍのＴａ管を嵌合
し、更に外径２１８ｍｍφ、内径１４４ｍｍφのＣｕ管
を被せた。つづいて、Ｃｕ−１７．３重量％Ｓｎ−０．
２重量％Ｔｉ合金粉末（５０メッシュ〜２００メッシ
ュ）を、林立するＮｂ芯の間隙によく振動を加えながら
充填した。この複合体の両端にＣｕ蓋を嵌合した後、Ｃ
ｕ蓋とＣｕ管との嵌合部を電子ビーム溶接することによ
り、複合材を形成した。この複合材に６５０℃、１時
間、１５００気圧の条件下でＨＩＰ加工を施すことによ
り、Ｎｂ芯の周囲の粉末を焼結し、かつ各構成材相互を
金属接合した。ひきつづき、これを外削することによ
り、押出ビレットサイズの直径２００ｍｍφの複合ビレ
ットを形成した。
【００２１】次いで、前記複合ビレットに熱間押出し加
工を施して直径４０ｍｍφとした。つづいて、減面加工
及び焼鈍処理を交互に繰り返すことにより、断線を生じ
ることなく、直径０．９３ｍｍφの最終成形線材を形成
することができた。こうして得られた最終成形線材の断
面を調査したところ、Ｎｂ芯からなるフィラメント表面
がスムースで、かつフィラメント断面形状が比較的均一
で円形に近かった。
工を施して直径４０ｍｍφとした。つづいて、減面加工
及び焼鈍処理を交互に繰り返すことにより、断線を生じ
ることなく、直径０．９３ｍｍφの最終成形線材を形成
することができた。こうして得られた最終成形線材の断
面を調査したところ、Ｎｂ芯からなるフィラメント表面
がスムースで、かつフィラメント断面形状が比較的均一
で円形に近かった。
【００２２】次いで、得られた最終成形線材に拡散熱処
理を施してＮｂ3 Ｓｎを生成させることにより、直径
０．９３ｍｍφのＣｕ安定化Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線
を製造した。
理を施してＮｂ3 Ｓｎを生成させることにより、直径
０．９３ｍｍφのＣｕ安定化Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線
を製造した。
【００２３】比較例１ まず、Ｃｕ−１７．３重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｔｉ合
金鋳塊から削り出した外径２００ｍｍφ、内径１１６ｍ
ｍφの管内に直径１１５ｍｍφのＮｂ棒を挿入し、この
管の両端を電子ビーム溶接した後、熱間押出し加工を施
し、更に減面加工及び焼鈍処理を交互に繰り返すことに
より、直径１．５ｍｍφの素線を形成した。つづいて、
この素線６０００本を俵積みになるように組立てて束
ね、その外側に肉厚２．３ｍｍ、外径１３３ｍｍφ、内
径１２８．４ｍｍφのＴａ管を被せ、更にその外側に外
径２１０ｍｍφ、内径１３４ｍｍφのＣｕ管を被せた。
ひきつづき、この両端にＣｕ蓋を嵌合した後、電子ビー
ム溶接することにより、複合材を形成した。この複合材
に６５０℃、１時間、１５００気圧の条件下でＨＩＰ加
工を施した後、外削することにより、直径２００ｍｍφ
の複合ビレットを形成した。
金鋳塊から削り出した外径２００ｍｍφ、内径１１６ｍ
ｍφの管内に直径１１５ｍｍφのＮｂ棒を挿入し、この
管の両端を電子ビーム溶接した後、熱間押出し加工を施
し、更に減面加工及び焼鈍処理を交互に繰り返すことに
より、直径１．５ｍｍφの素線を形成した。つづいて、
この素線６０００本を俵積みになるように組立てて束
ね、その外側に肉厚２．３ｍｍ、外径１３３ｍｍφ、内
径１２８．４ｍｍφのＴａ管を被せ、更にその外側に外
径２１０ｍｍφ、内径１３４ｍｍφのＣｕ管を被せた。
ひきつづき、この両端にＣｕ蓋を嵌合した後、電子ビー
ム溶接することにより、複合材を形成した。この複合材
に６５０℃、１時間、１５００気圧の条件下でＨＩＰ加
工を施した後、外削することにより、直径２００ｍｍφ
の複合ビレットを形成した。
【００２４】次いで、実施例１と同様に前記複合ビレッ
トに熱間押出し加工を施し、更に減面加工及び焼鈍処理
を交互に繰り返すことにより、直径０．９３ｍｍφの最
終成形線材を形成した。この工程では、減面加工途上で
断線が多発したため、最終成形線材は平均長さ３００ｍ
ごとに破断したものであった。こうして得られた最終成
形線材について、その断面を調査したところ、断面に粗
大なフィラメントがあり、これをＳＥＭ（走査型電子顕
微鏡）で調べた結果、Ｎｂ3 Ｓｎであった。また、押出
し加工を２回経ていること、及びフィラメント表面に１
回目の押出し加工で生成されたＮｂ3 Ｓｎの影響がある
ことによって、フィラメント断面形状は扁平になってい
た。
トに熱間押出し加工を施し、更に減面加工及び焼鈍処理
を交互に繰り返すことにより、直径０．９３ｍｍφの最
終成形線材を形成した。この工程では、減面加工途上で
断線が多発したため、最終成形線材は平均長さ３００ｍ
ごとに破断したものであった。こうして得られた最終成
形線材について、その断面を調査したところ、断面に粗
大なフィラメントがあり、これをＳＥＭ（走査型電子顕
微鏡）で調べた結果、Ｎｂ3 Ｓｎであった。また、押出
し加工を２回経ていること、及びフィラメント表面に１
回目の押出し加工で生成されたＮｂ3 Ｓｎの影響がある
ことによって、フィラメント断面形状は扁平になってい
た。
【００２５】次いで、得られた最終成形線材に拡散熱処
理を施してＮｂ3 Ｓｎを生成させることにより、実施例
１と同様な断面構成を有する直径０．９３ｍｍφのＣｕ
安定化Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造した。
理を施してＮｂ3 Ｓｎを生成させることにより、実施例
１と同様な断面構成を有する直径０．９３ｍｍφのＣｕ
安定化Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造した。
【００２６】実施例１及び比較例１の化合物超電導線に
ついて、１２Ｔの磁場下でのＣｕ部分を除いた臨界電流
密度（Ｊｃ）をそれぞれ測定した。
ついて、１２Ｔの磁場下でのＣｕ部分を除いた臨界電流
密度（Ｊｃ）をそれぞれ測定した。
【００２７】その結果、実施例１の化合物超電導線は、
前記Ｊｃ値が８５０Ａ／ｍｍ2 であり、極めて高いＪｃ
値が得られることが確認された。
前記Ｊｃ値が８５０Ａ／ｍｍ2 であり、極めて高いＪｃ
値が得られることが確認された。
【００２８】これに対し、比較例１の化合物超電導線
は、前記Ｊｃ値が４５０Ａ／ｍｍ2 であり、Ｊｃ値が低
いことが確認された。これは、超電導フィラメントの局
所的な断線と長手方向の断面積変動によるものである。
は、前記Ｊｃ値が４５０Ａ／ｍｍ2 であり、Ｊｃ値が低
いことが確認された。これは、超電導フィラメントの局
所的な断線と長手方向の断面積変動によるものである。
【００２９】以上より、実施例１の化合物超電導線の製
造方法は、複合ビレット組立ての工数が多くなるもの
の、押出し加工を１回で済ませ得るという利点の他に、
高Ｓｎ濃度のＣｕＳｎ合金の粉末使用による均質化によ
って、押出し加工の高温加熱時にＮｂとＣｕＳｎ合金と
の界面に有害なＮｂ3 Ｓｎを生成することが抑制され、
最終成形工程においてフィラメントの断線が発生する不
都合がないという利点を有する。更に、押出し加工が１
回でＮｂ芯が比較的円形であることから長手方向に均質
なＮｂ3 Ｓｎを形成できるため、超電導特性の優れた超
電導線が得られる等の利点を有することが確認された。
造方法は、複合ビレット組立ての工数が多くなるもの
の、押出し加工を１回で済ませ得るという利点の他に、
高Ｓｎ濃度のＣｕＳｎ合金の粉末使用による均質化によ
って、押出し加工の高温加熱時にＮｂとＣｕＳｎ合金と
の界面に有害なＮｂ3 Ｓｎを生成することが抑制され、
最終成形工程においてフィラメントの断線が発生する不
都合がないという利点を有する。更に、押出し加工が１
回でＮｂ芯が比較的円形であることから長手方向に均質
なＮｂ3 Ｓｎを形成できるため、超電導特性の優れた超
電導線が得られる等の利点を有することが確認された。
【００３０】実施例２ まず、外径２２０ｍｍφ、内径１１４ｍｍφの大径のＣ
ｕ管と、このＣｕ管内の中心部に配置された外径９４ｍ
ｍφ、内径９０ｍｍφの小径のＣｕ管との片端（下側）
にＣｕ蓋を取付けた。つづいて、これら両Ｃｕ管の間に
形成された管状の空間内に１００メッシュ（粒径０．１
４９ｍｍφ）以上、粒径３ｍｍφ以下のＣｕ−１６．８
重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｔｉ合金粉末を振動を加えな
がら充填した後、これら両Ｃｕ管の上側の片端にＣｕ蓋
を取付け、更に両端を電子ビーム溶接することにより、
複合材を形成した。ひきつづき、前記複合材に６５０
℃、１時間、１５００気圧の条件下でＨＩＰ加工を施し
た後、これを内削及び外削することにより、外径２００
ｍｍφ、内径１１６ｍｍφのＣｕＳｎ合金管を形成し
た。
ｕ管と、このＣｕ管内の中心部に配置された外径９４ｍ
ｍφ、内径９０ｍｍφの小径のＣｕ管との片端（下側）
にＣｕ蓋を取付けた。つづいて、これら両Ｃｕ管の間に
形成された管状の空間内に１００メッシュ（粒径０．１
４９ｍｍφ）以上、粒径３ｍｍφ以下のＣｕ−１６．８
重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｔｉ合金粉末を振動を加えな
がら充填した後、これら両Ｃｕ管の上側の片端にＣｕ蓋
を取付け、更に両端を電子ビーム溶接することにより、
複合材を形成した。ひきつづき、前記複合材に６５０
℃、１時間、１５００気圧の条件下でＨＩＰ加工を施し
た後、これを内削及び外削することにより、外径２００
ｍｍφ、内径１１６ｍｍφのＣｕＳｎ合金管を形成し
た。
【００３１】こうして得られたＣｕＳｎ合金管の外周側
及び内周側のビッカース硬度をそれぞれ測定したとこ
ろ、外周側及び内周側が共にＨｖ１７０であり、均質な
組成になっていることが確認された。
及び内周側のビッカース硬度をそれぞれ測定したとこ
ろ、外周側及び内周側が共にＨｖ１７０であり、均質な
組成になっていることが確認された。
【００３２】その後、得られたＣｕＳｎ合金管を用いて
Ｎｂ芯等との複合加工、押出し加工、減面加工、及び拡
散熱処理などを施すことにより、加工時に断線を生じる
ことなく、Ｃｕ安定化Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造
することができた。
Ｎｂ芯等との複合加工、押出し加工、減面加工、及び拡
散熱処理などを施すことにより、加工時に断線を生じる
ことなく、Ｃｕ安定化Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造
することができた。
【００３３】比較例２ Ｃｕ−１６．８重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｔｉ合金鋳塊
を削り出すことにより、実施例２と同一組成のＣｕＳｎ
合金からなる外径２００ｍｍφ、内径１１６ｍｍφのＣ
ｕＳｎ合金管を形成した。
を削り出すことにより、実施例２と同一組成のＣｕＳｎ
合金からなる外径２００ｍｍφ、内径１１６ｍｍφのＣ
ｕＳｎ合金管を形成した。
【００３４】こうして得られたＣｕＳｎ合金管の外周側
及び内周側のビッカース硬度をそれぞれ測定したとこ
ろ、外周側がＨｖ１８０〜１９０であり、内周側がＨｖ
１５０〜１６０であり、マクロな偏析が現れていること
が確認された。
及び内周側のビッカース硬度をそれぞれ測定したとこ
ろ、外周側がＨｖ１８０〜１９０であり、内周側がＨｖ
１５０〜１６０であり、マクロな偏析が現れていること
が確認された。
【００３５】その後、この偏析が加工時でのＣｕＳｎ合
金の割れの原因となり、加工が困難となった。
金の割れの原因となり、加工が困難となった。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によればＣｕ
Ｓｎ合金の偏析に起因する断線などの加工上のトラブル
の発生を防止でき、ひいては優れた超電導特性を有する
Ｎｂ3Ｓｎ化合物超電導線を製造し得る方法を提供する
ことができる。
Ｓｎ合金の偏析に起因する断線などの加工上のトラブル
の発生を防止でき、ひいては優れた超電導特性を有する
Ｎｂ3Ｓｎ化合物超電導線を製造し得る方法を提供する
ことができる。
【図１】Ｃｕ又はＣｕ合金からなる管、ＣｕＳｎ合金粉
末、及びＮｂ又はＮｂ合金からなる芯材の配置状態を示
す断面図。
末、及びＮｂ又はＮｂ合金からなる芯材の配置状態を示
す断面図。
【図２】Ｃｕ又はＣｕ合金からなる大径の管、Ｃｕ又は
Ｃｕ合金からなる小径の管、及びＣｕＳｎ合金粉末の配
置状態を示す断面図。
Ｃｕ合金からなる小径の管、及びＣｕＳｎ合金粉末の配
置状態を示す断面図。
１…Ｃｕ又はＣｕ合金からなる管、２…Ｎｂ又はＮｂ合
金からなる芯材、３…ＣｕＳｎ合金粉末、１１…Ｃｕ又
はＣｕ合金からなる大径の管、１２…Ｃｕ又はＣｕ合金
からなる小径の管、１３…ＣｕＳｎ合金粉末。
金からなる芯材、３…ＣｕＳｎ合金粉末、１１…Ｃｕ又
はＣｕ合金からなる大径の管、１２…Ｃｕ又はＣｕ合金
からなる小径の管、１３…ＣｕＳｎ合金粉末。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｎｂ又はＮｂ合金からなる芯材が配置さ
れたＣｕ又はＣｕ合金からなる管内にＣｕＳｎ合金粉末
を充填した後、熱間静水圧プレス加工を施して複合ビレ
ットを形成する工程と、前記複合ビレットに押出し加工
を施した後、減面加工を施す工程と、熱処理を施してＮ
ｂ3 Ｓｎを生成させる工程とを具備することを特徴とす
るＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線の製造方法。 - 【請求項２】 Ｃｕ又はＣｕ合金からなる大径の管と該
管内に配置されたＣｕ又はＣｕ合金からなる小径の管と
の間に形成された管状の空間内にＣｕＳｎ合金粉末を充
填した後、熱間静水圧プレス加工を施してＣｕＳｎ合金
を主体とする管を形成する工程と、前記ＣｕＳｎ合金を
主体とする管内にＮｂ又はＮｂ合金からなる芯材を挿入
して複合ビレットを形成する工程と、前記複合ビレット
に押出し加工を施した後、減面加工を施す工程と、熱処
理を施してＮｂ3 Ｓｎを生成させる工程とを具備するこ
とを特徴とするＮｂ3 Ｓｎ化合物超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4152249A JPH05342932A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 化合物超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4152249A JPH05342932A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 化合物超電導線の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05342932A true JPH05342932A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15536359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4152249A Pending JPH05342932A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 化合物超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05342932A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100422361C (zh) * | 2005-03-24 | 2008-10-01 | 株式会社神户制钢所 | 制造粉末冶金工艺Nb3Sn超导线的方法、粉末冶金工艺Nb3Sn超导线前体 |
| CN117340232A (zh) * | 2023-11-08 | 2024-01-05 | 西安理工大学 | 高溶质高塑性Cu-Sn-Ti合金的制备方法 |
-
1992
- 1992-06-11 JP JP4152249A patent/JPH05342932A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100422361C (zh) * | 2005-03-24 | 2008-10-01 | 株式会社神户制钢所 | 制造粉末冶金工艺Nb3Sn超导线的方法、粉末冶金工艺Nb3Sn超导线前体 |
| US7566414B2 (en) | 2005-03-24 | 2009-07-28 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method for manufacturing power-metallurgy processed Nb3Sn superconducting wire, precursor to powder-metallurgy processed Nb3Sn superconducting wire |
| CN117340232A (zh) * | 2023-11-08 | 2024-01-05 | 西安理工大学 | 高溶质高塑性Cu-Sn-Ti合金的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4728245B2 (ja) | Ｔｉソース・ロッドを用いて（Ｎｂ，Ｔｉ）３Ｓｎワイヤを製造するための方法 | |
| CN109643593B (zh) | 金属超导线的扩散屏障 | |
| US7566414B2 (en) | Method for manufacturing power-metallurgy processed Nb3Sn superconducting wire, precursor to powder-metallurgy processed Nb3Sn superconducting wire | |
| US4863804A (en) | Superconductor wire and methods of constructing same | |
| US11653575B2 (en) | Subelement based on Nb-containing rod elements with powder-filled core tube for an Nb3Sn-containing superconductor wire, and associated production method | |
| GB2050878A (en) | Making superconductors | |
| US4205119A (en) | Wrapped tantalum diffusion barrier | |
| JPH0768605B2 (ja) | Ｎｂ▲下３▼Ｓｎ系超電導線材の製造方法 | |
| US5127149A (en) | Method of production for multifilament niobium-tin superconductors | |
| JP2006004684A (ja) | 超電導線材の製造方法 | |
| EP0252119A1 (en) | Tantalum capacitor lead wire | |
| US4646197A (en) | Tantalum capacitor lead wire | |
| WO2002081192A1 (en) | Nb3Al SUPERCONDUCTOR AND METHOD OF MANUFACTURE | |
| US4285740A (en) | Wrapped tantalum diffusion barrier | |
| JPH08180752A (ja) | Ｎｂ３ Ｓｎ超電導線およびその製造方法 | |
| JPH11353961A (ja) | Ｎｂ３Ｓｎ化合物超電導体の前駆線材およびその製造方法、Ｎｂ３Ｓｎ化合物超電導導体の製造方法、並びにＮｂ３Ｓｎ化合物超電導コイルの製造方法 | |
| JP3866969B2 (ja) | Ｎｂ▲３▼Ｓｎ超電導線材の製造方法 | |
| JP3757141B2 (ja) | Ｎｂ▲３▼Ｓｎ超電導線材の製造方法 | |
| JP2003331669A (ja) | Ｓｎ−Ｔｉ線状体及び複合体、これらの製造方法並びにこれらを使用したＮｂ３Ｓｎ超電導線の先駆体 | |
| JP4723345B2 (ja) | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材の製造方法およびそのための前駆体 | |
| EP1763091A2 (en) | Method of manufacturing for Nb3Sn superconducting wire rod by means of powder method and precursor therefor | |
| JP3080500B2 (ja) | 化合物超電導線材の製造方法 | |
| JPH0896633A (ja) | Ｎｂ▲３▼Ｓｎ超電導線の製造方法 | |
| JP3106278B2 (ja) | Ｎｂ３ Ｓｎ系超電導線の製造方法 | |
| JP2815373B2 (ja) | 第三元素添加Ｎｂ▲下３▼Ａ▲ｌ▼超電導部材の製造方法 |