JPH0581945A - ＮｂＴｉ系超電導線の製造方法 - Google Patents
ＮｂＴｉ系超電導線の製造方法Info
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- JPH0581945A JPH0581945A JP3268680A JP26868091A JPH0581945A JP H0581945 A JPH0581945 A JP H0581945A JP 3268680 A JP3268680 A JP 3268680A JP 26868091 A JP26868091 A JP 26868091A JP H0581945 A JPH0581945 A JP H0581945A
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- 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
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- Wire Processing (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 NbTi系超電導体の使用環境下で非超電導体で
ある物質例えばNbを、NbTi系超電導フィラメント中にピ
ンニング点として導入するNbTi系超電導線の製造方法に
おいて、断面サイズが２種類以上のNbを、超電導フィラ
メントのマトリクス材であるNbTi系合金と複合して減面
加工する。 【効果】 超電導フィラメント中にNbによる大きさの異
なる種々のピンニング点ができ、NbTi系超電導線の中・
高磁界におけるJcを向上させることができる。
ある物質例えばNbを、NbTi系超電導フィラメント中にピ
ンニング点として導入するNbTi系超電導線の製造方法に
おいて、断面サイズが２種類以上のNbを、超電導フィラ
メントのマトリクス材であるNbTi系合金と複合して減面
加工する。 【効果】 超電導フィラメント中にNbによる大きさの異
なる種々のピンニング点ができ、NbTi系超電導線の中・
高磁界におけるJcを向上させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、NbTi系超電導線の製造
方法に関するものである。
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】NbTi系超電導線は一般に、NbTi系合金イ
ンゴットを銅または銅合金の管の中に入れ、これを押出
や伸線により減面加工して複合単心線を作り、この複合
単心線を多数本束ねて再び銅または銅合金の管の中に入
れ、これを最終寸法まで減面加工することにより製造さ
れている。
ンゴットを銅または銅合金の管の中に入れ、これを押出
や伸線により減面加工して複合単心線を作り、この複合
単心線を多数本束ねて再び銅または銅合金の管の中に入
れ、これを最終寸法まで減面加工することにより製造さ
れている。
【０００３】また近年では、出発材料であるNbTi系合金
中に、NbTi系超電導体の使用環境下（4.2 Ｋ、数テス
ラ）で非超電導体である物質、例えばNbやTaなどを予め
埋め込んでおき、それを前記製造方法とほぼ同じ工程で
減面加工して、超電導線を製造する方法も知られてい
る。
中に、NbTi系超電導体の使用環境下（4.2 Ｋ、数テス
ラ）で非超電導体である物質、例えばNbやTaなどを予め
埋め込んでおき、それを前記製造方法とほぼ同じ工程で
減面加工して、超電導線を製造する方法も知られてい
る。
【０００４】前者の方法は、超電導線の重要な特性であ
る臨界電流密度（Jc）を制御するのにα−Ti相の析出物
をピンニング点として利用するものであり、後者の方法
は予め埋め込んだ非超電導物質をピンニング点として利
用するものである。
る臨界電流密度（Jc）を制御するのにα−Ti相の析出物
をピンニング点として利用するものであり、後者の方法
は予め埋め込んだ非超電導物質をピンニング点として利
用するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前者の方法の場合、α
−Ti相の析出物を有効なピンニング点とするためには適
度な析出処理と、それに付随する適度な冷間加工が必要
となるが、線材加工中にα−Ti相の析出量や形態を正確
に把握することが難しいことから、確度の高いJc設計を
困難なものにしている。
−Ti相の析出物を有効なピンニング点とするためには適
度な析出処理と、それに付随する適度な冷間加工が必要
となるが、線材加工中にα−Ti相の析出量や形態を正確
に把握することが難しいことから、確度の高いJc設計を
困難なものにしている。
【０００６】これに対し後者の方法は、ピンニング点の
量や形態をある程度予測できるため、より確度の高いJc
設計を行える可能性を秘めている。しかしながら現在報
告されている製造方法では、１〜３Ｔ（テスラ）の低磁
界ではJcがα−Ti相をピンニング点とする場合に比べ確
かに上昇するが、４Ｔ以上の中・高磁界ではJcが急激に
低下してしまうことが明らかになっている（例えば、
Ｌ. Ｒ. Motowidlo et.al., Adv. Cryog. Eng., vol. 3
6、311 (1990)、 Ｋ. Yamafuji et. al.,Cryogenics,
31、431 (1991)）。このJcの急激な低下を防ぐ方法はい
まだ確立されておらず、これが、非超電導体をNbTi系合
金中に埋め込む方法がα−Ti相を析出させる方法に比べ
て一般的に受け入れられない一因となっている。
量や形態をある程度予測できるため、より確度の高いJc
設計を行える可能性を秘めている。しかしながら現在報
告されている製造方法では、１〜３Ｔ（テスラ）の低磁
界ではJcがα−Ti相をピンニング点とする場合に比べ確
かに上昇するが、４Ｔ以上の中・高磁界ではJcが急激に
低下してしまうことが明らかになっている（例えば、
Ｌ. Ｒ. Motowidlo et.al., Adv. Cryog. Eng., vol. 3
6、311 (1990)、 Ｋ. Yamafuji et. al.,Cryogenics,
31、431 (1991)）。このJcの急激な低下を防ぐ方法はい
まだ確立されておらず、これが、非超電導体をNbTi系合
金中に埋め込む方法がα−Ti相を析出させる方法に比べ
て一般的に受け入れられない一因となっている。
【０００７】本発明の目的は、上記のような問題点に鑑
み、非超電導体をNbTi系合金中に埋め込む方法で、中・
高磁界でのJcを向上させ得るNbTi系超電導線の製造方法
を提供することにある。
み、非超電導体をNbTi系合金中に埋め込む方法で、中・
高磁界でのJcを向上させ得るNbTi系超電導線の製造方法
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、NbTi系超電導体の使用環境下で非超電導体で
ある物質を、NbTi系超電導フィラメント中にピンニング
点として導入するNbTi系超電導線の製造方法において、
断面サイズが２種類以上の前記物質を、超電導フィラメ
ントのマトリクス材であるNbTi系合金と複合して減面加
工することを特徴とするものである。前記の非超電導物
質としては、Nb、Ta、Al、Fe、Ti、Mg、Ge、Ni、Hf、C
r、Zn、Ｖ、Zr、Ｗ、Ga、Cu、Mo等の金属またはその合
金を使用することができる。
本発明は、NbTi系超電導体の使用環境下で非超電導体で
ある物質を、NbTi系超電導フィラメント中にピンニング
点として導入するNbTi系超電導線の製造方法において、
断面サイズが２種類以上の前記物質を、超電導フィラメ
ントのマトリクス材であるNbTi系合金と複合して減面加
工することを特徴とするものである。前記の非超電導物
質としては、Nb、Ta、Al、Fe、Ti、Mg、Ge、Ni、Hf、C
r、Zn、Ｖ、Zr、Ｗ、Ga、Cu、Mo等の金属またはその合
金を使用することができる。
【０００９】
【作用】上記の製造方法を採用すると、超電導フィラメ
ント中に大きさの異なる種々のピンニング点ができる。
一般にサイズの大きいピンニング点は低磁界で、サイズ
の小さいピンニング点は高磁界で有効となって、NbTi系
超電導線の中・高磁界におけるJcを向上させることが可
能となる。
ント中に大きさの異なる種々のピンニング点ができる。
一般にサイズの大きいピンニング点は低磁界で、サイズ
の小さいピンニング点は高磁界で有効となって、NbTi系
超電導線の中・高磁界におけるJcを向上させることが可
能となる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１１】実施例１ 図１（イ）に示すように外径200 mmφ、内径170 mmφの
銅管11に、Nb−46.5wt％Ti合金板12とNb板13とを交互に
積層したものを挿入して、１次複合ビレット14を製作し
た。Nb板13は厚さ10mmのものと１mmのものを用意し、10
mmの板を６枚、1 mmの板を16枚使用して図示のように積
層した。
銅管11に、Nb−46.5wt％Ti合金板12とNb板13とを交互に
積層したものを挿入して、１次複合ビレット14を製作し
た。Nb板13は厚さ10mmのものと１mmのものを用意し、10
mmの板を６枚、1 mmの板を16枚使用して図示のように積
層した。
【００１２】この１次複合ビレット14を熱間押出と伸線
加工によって外径1.2 mmφまで加工し、同図（ロ）に示
すような複合線材15を得た。その後、硝酸によって外部
の銅層11ａを除去して、（ハ）に示すNbTi合金とNbの複
合素線16を得た。この複合素線16を（ニ）に示すように
外径45mmφ、内径38mmφの銅管17の中に約1000本挿入し
て、２次複合ビレット18を製作した。この２次複合ビレ
ット18を熱間押出と伸線加工によって外径1.0 mmまで加
工し、（ホ）に示すような複合単心線19を得た。
加工によって外径1.2 mmφまで加工し、同図（ロ）に示
すような複合線材15を得た。その後、硝酸によって外部
の銅層11ａを除去して、（ハ）に示すNbTi合金とNbの複
合素線16を得た。この複合素線16を（ニ）に示すように
外径45mmφ、内径38mmφの銅管17の中に約1000本挿入し
て、２次複合ビレット18を製作した。この２次複合ビレ
ット18を熱間押出と伸線加工によって外径1.0 mmまで加
工し、（ホ）に示すような複合単心線19を得た。
【００１３】その後、この複合単心線19を（ヘ）に示す
ように外径45mmφ、内径38mmφの銅管20に挿入して、３
次複合ビレット21を製作した。この３次複合ビレット21
を熱間押出と伸線加工によって減面加工し、最終的に
（ト）に示すような外径0.2 mmの超電導線22を製造し
た。
ように外径45mmφ、内径38mmφの銅管20に挿入して、３
次複合ビレット21を製作した。この３次複合ビレット21
を熱間押出と伸線加工によって減面加工し、最終的に
（ト）に示すような外径0.2 mmの超電導線22を製造し
た。
【００１４】比較例１ 実施例１における１次複合ビレットを製作する際に、厚
さ１mmのNb板を使用せずに、その厚さを含めた厚さのNb
Ti合金板と、厚さ10mmの６枚のNb板とを交互に積層した
ものを同じ寸法の銅管に挿入して１次複合ビレットを製
作した。それ以外は実施例１と同じ工程を経て、最終的
に実施例１と同じく外径0.2 mmの超電導線を製造した。
さ１mmのNb板を使用せずに、その厚さを含めた厚さのNb
Ti合金板と、厚さ10mmの６枚のNb板とを交互に積層した
ものを同じ寸法の銅管に挿入して１次複合ビレットを製
作した。それ以外は実施例１と同じ工程を経て、最終的
に実施例１と同じく外径0.2 mmの超電導線を製造した。
【００１５】以上のようにして製造した２種類の超電導
線を液体ヘリウムで冷却し、２Ｔ、５Ｔ、８Ｔの磁界中
で臨界電流密度の測定を行った。その結果を表１に示
す。
線を液体ヘリウムで冷却し、２Ｔ、５Ｔ、８Ｔの磁界中
で臨界電流密度の測定を行った。その結果を表１に示
す。
【００１６】
【表１】
【００１７】実施例１では、加工前に厚さ10mmであった
Nbが、最終の超電導線においてピンニング点となり、低
磁界でのJcを向上させるのに有効であり、また加工前に
厚さ１mmであったNbが、最終の超電導線においてさらに
細かなピンニング点となり、中・高磁界でのJcを向上さ
せるのに有効になっている。
Nbが、最終の超電導線においてピンニング点となり、低
磁界でのJcを向上させるのに有効であり、また加工前に
厚さ１mmであったNbが、最終の超電導線においてさらに
細かなピンニング点となり、中・高磁界でのJcを向上さ
せるのに有効になっている。
【００１８】実施例２ 図２（イ）に示すように外径34.9mmφのNb−46.5wt％Ti
合金棒31に４mmφの穴をあけ、その中に外径3.9 mmφの
Nb棒32を挿入したものを、外径40mmφ、内径35mmφのNb
管33の中に挿入し、これをさらに外径45mmφ、内径40.1
mmφの銅管34に挿入して１次複合ビレット35を製作し
た。この場合はNb棒32とNb管33が断面サイズの異なる非
超電導物質である。
合金棒31に４mmφの穴をあけ、その中に外径3.9 mmφの
Nb棒32を挿入したものを、外径40mmφ、内径35mmφのNb
管33の中に挿入し、これをさらに外径45mmφ、内径40.1
mmφの銅管34に挿入して１次複合ビレット35を製作し
た。この場合はNb棒32とNb管33が断面サイズの異なる非
超電導物質である。
【００１９】この１次複合ビレット35を熱間押出と伸線
加工によって外径1.2 mmφまで加工し、同図（ロ）に示
すような複合線材36を得た。その後、硝酸によって外部
の銅層34ａを除去して、（ハ）に示すNbTi合金とNbの複
合素線37を得た。この複合素線37を（ニ）に示すように
外径45mmφ、内径38mmφの銅管38の中に約1000本挿入し
て、２次複合ビレット39を製作した。この２次複合ビレ
ット39を熱間押出と伸線加工によって外径1.0 mmまで加
工し、（ホ）に示すような複合単心線40を得た。
加工によって外径1.2 mmφまで加工し、同図（ロ）に示
すような複合線材36を得た。その後、硝酸によって外部
の銅層34ａを除去して、（ハ）に示すNbTi合金とNbの複
合素線37を得た。この複合素線37を（ニ）に示すように
外径45mmφ、内径38mmφの銅管38の中に約1000本挿入し
て、２次複合ビレット39を製作した。この２次複合ビレ
ット39を熱間押出と伸線加工によって外径1.0 mmまで加
工し、（ホ）に示すような複合単心線40を得た。
【００２０】その後、この複合単心線40を（ヘ）に示す
ように外径45mmφ、内径38mmφの銅管41に挿入して、３
次複合ビレット42を製作した。この３次複合ビレット42
を熱間押出と伸線加工によって減面加工し、最終的に
（ト）に示すような外径0.2 mmの超電導線43を製造し
た。
ように外径45mmφ、内径38mmφの銅管41に挿入して、３
次複合ビレット42を製作した。この３次複合ビレット42
を熱間押出と伸線加工によって減面加工し、最終的に
（ト）に示すような外径0.2 mmの超電導線43を製造し
た。
【００２１】比較例２ 実施例２における１次複合ビレットを製作する際に、Nb
Ti合金棒に穴をあけずに（従ってNb棒を挿入せずに）、
NbTi合金棒をNb管および銅管に挿入して１次複合ビレッ
トを製作した。それ以外は実施例２と同じ工程を経て、
最終的に実施例２と同じく外径0.2 mmの超電導線を製造
した。
Ti合金棒に穴をあけずに（従ってNb棒を挿入せずに）、
NbTi合金棒をNb管および銅管に挿入して１次複合ビレッ
トを製作した。それ以外は実施例２と同じ工程を経て、
最終的に実施例２と同じく外径0.2 mmの超電導線を製造
した。
【００２２】以上のようにして製造した２種類の超電導
線を液体ヘリウムで冷却し、２Ｔ、５Ｔ、８Ｔの磁界中
で臨界電流密度の測定を行った。その結果を表２に示
す。
線を液体ヘリウムで冷却し、２Ｔ、５Ｔ、８Ｔの磁界中
で臨界電流密度の測定を行った。その結果を表２に示
す。
【００２３】
【表２】
【００２４】実施例２では、加工前のNb管が最終の超電
導線においてサイズの大きいピンニング点となって低磁
界でのJcを向上させるのに有効であり、また加工前のNb
棒が最終の超電導線においてサイズの小さいピンニング
点となり、中・高磁界でのJcを向上させるのに有効とな
っている。
導線においてサイズの大きいピンニング点となって低磁
界でのJcを向上させるのに有効であり、また加工前のNb
棒が最終の超電導線においてサイズの小さいピンニング
点となり、中・高磁界でのJcを向上させるのに有効とな
っている。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Nb
Ti系超電導体の使用環境下で非超電導体である物質を、
NbTi系超電導フィラメント中にピンニング点として導入
したNbTi系超電導線の、中・高磁界におけるJcを向上さ
せることができる。
Ti系超電導体の使用環境下で非超電導体である物質を、
NbTi系超電導フィラメント中にピンニング点として導入
したNbTi系超電導線の、中・高磁界におけるJcを向上さ
せることができる。
【図１】 本発明の一実施例に係る製造方法を（イ）〜
（ト）の順に示す説明図。
（ト）の順に示す説明図。
【図２】 本発明の他の実施例に係る製造方法を（イ）
〜（ト）の順に示す説明図。
〜（ト）の順に示す説明図。
11：銅管 12：NbTi合金板 13：Nb板 14：１次
複合ビレット 15：複合線材 16：NbTi合金とNbの複合素線 17：
銅管 18：２次複合ビレット 19：複合単心線 20：銅管 21：３次複合ビレット 22：超電導線 31：NbTi合金棒 32：Nb棒 33：Nb管 34：銅管 35：１次複合ビレット 36：複合線材 37：NbTi合
金とNbの複合素線 38：銅管 39：２次複合ビレット 40：複合単心線
41：銅管 42：３次複合ビレット 43：超電導線
複合ビレット 15：複合線材 16：NbTi合金とNbの複合素線 17：
銅管 18：２次複合ビレット 19：複合単心線 20：銅管 21：３次複合ビレット 22：超電導線 31：NbTi合金棒 32：Nb棒 33：Nb管 34：銅管 35：１次複合ビレット 36：複合線材 37：NbTi合
金とNbの複合素線 38：銅管 39：２次複合ビレット 40：複合単心線
41：銅管 42：３次複合ビレット 43：超電導線
Claims (1)
- 【請求項１】NbTi系超電導体の使用環境下で非超電導体
である物質を、NbTi系超電導フィラメント中にピンニン
グ点として導入するNbTi系超電導線の製造方法におい
て、断面サイズが２種類以上の前記物質を、超電導フィ
ラメントのマトリクス材であるNbTi系合金と複合して減
面加工することを特徴とするNbTi系超電導線の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3268680A JP3014512B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | ＮｂＴｉ系超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3268680A JP3014512B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | ＮｂＴｉ系超電導線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0581945A true JPH0581945A (ja) | 1993-04-02 |
| JP3014512B2 JP3014512B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=17461904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3268680A Expired - Lifetime JP3014512B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | ＮｂＴｉ系超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3014512B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116475263A (zh) * | 2023-06-25 | 2023-07-25 | 西安聚能超导线材科技有限公司 | 一种分布式人工钉扎NbTi超导线材的制备方法 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP3268680A patent/JP3014512B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116475263A (zh) * | 2023-06-25 | 2023-07-25 | 西安聚能超导线材科技有限公司 | 一种分布式人工钉扎NbTi超导线材的制备方法 |
| CN116475263B (zh) * | 2023-06-25 | 2023-09-05 | 西安聚能超导线材科技有限公司 | 一种分布式人工钉扎NbTi超导线材的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3014512B2 (ja) | 2000-02-28 |
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