JPH065129A - ＮｂＴｉ合金系超電導線 - Google Patents
ＮｂＴｉ合金系超電導線Info
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- JPH065129A JPH065129A JP4160974A JP16097492A JPH065129A JP H065129 A JPH065129 A JP H065129A JP 4160974 A JP4160974 A JP 4160974A JP 16097492 A JP16097492 A JP 16097492A JP H065129 A JPH065129 A JP H065129A
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- Y10S505/80—Material per se process of making same
- Y10S505/812—Stock
- Y10S505/813—Wire, tape, or film
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】中・高磁界下でのＪｃを向上させたＮｂＴｉ合
金系超電導線を得る。 【構成】ＮｂＴｉ系合金と、ピンニング点としてのＮｂ
又はＮｂ合金とを複合した構造の超電導フィラメントを
具備するものであって、前記ＮｂＴｉ系合金のＴｉ濃度
を４８〜６５重量％とし、かつ前記超電導フィラメント
中に占める前記Ｎｂ又はＮｂ合金の割合を２０〜３５体
積％とするか、或いは、ＮｂＴｉ系合金と、ピンニング
点としてのＴｉ又はＴｉ合金とを複合した構造の超電導
フィラメントを具備するものであって、前記ＮｂＴｉ系
合金のＴｉ濃度を２５〜４５重量％とし、かつ前記超電
導フィラメント中に占める前記Ｔｉ又はＴｉ合金の割合
を２０〜３５体積％とする。
金系超電導線を得る。 【構成】ＮｂＴｉ系合金と、ピンニング点としてのＮｂ
又はＮｂ合金とを複合した構造の超電導フィラメントを
具備するものであって、前記ＮｂＴｉ系合金のＴｉ濃度
を４８〜６５重量％とし、かつ前記超電導フィラメント
中に占める前記Ｎｂ又はＮｂ合金の割合を２０〜３５体
積％とするか、或いは、ＮｂＴｉ系合金と、ピンニング
点としてのＴｉ又はＴｉ合金とを複合した構造の超電導
フィラメントを具備するものであって、前記ＮｂＴｉ系
合金のＴｉ濃度を２５〜４５重量％とし、かつ前記超電
導フィラメント中に占める前記Ｔｉ又はＴｉ合金の割合
を２０〜３５体積％とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＮｂＴｉ合金系超電導線
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＮｂＴｉ合金系の超電導線は、例えばＣ
ｕ或いはＣｕ合金からなるマトリックス中に１本又は複
数本のＮｂＴｉ合金系超電導フィラメントが埋め込まれ
た構造を有する。
ｕ或いはＣｕ合金からなるマトリックス中に１本又は複
数本のＮｂＴｉ合金系超電導フィラメントが埋め込まれ
た構造を有する。
【０００３】前記ＮｂＴｉ合金系超電導線の製造方法
は、ＮｂＴｉ合金インゴットをＣｕ或いはＣｕ系の合金
からなる管に挿入し、これらを押し出し加工や伸線加工
によって縮径して複合材とし、更に前記複合材を多数本
束ねて再びＣｕ或いはＣｕ系の合金からなる管に挿入
し、これらを押し出し加工や伸線加工によって縮径する
という一連の工程を再び経て最終線材するのが一般的で
ある。また、近年では出発材料であるＮｂＴｉ合金中
に、ＮｂＴｉ合金系超電導線が通常使用される環境下
（温度４．２Ｋ、及び数テスラの強磁場中）において非
超電導体となり得る金属物質，例えばＮｂやＴｉ等を予
め埋め込んでおいて、その後の加工は前述した超電導線
の製造方法とほぼ同じ工程を経る製造方法も知られてい
る。前者のＮｂＴｉ合金系超電導線の製造方法は、超電
導体の重要な特性である臨界電流密度（Ｊｃ）を制御す
るため、ＮｂＴｉ合金中の析出物（α−Ｔｉ相）がピン
ニング点として利用される。一方、後者のＮｂＴｉ合金
系超電導線の製造方法は、Ｊｃを制御するため、予め埋
め込んでおいた非超電導物質がピンニング点として利用
される。
は、ＮｂＴｉ合金インゴットをＣｕ或いはＣｕ系の合金
からなる管に挿入し、これらを押し出し加工や伸線加工
によって縮径して複合材とし、更に前記複合材を多数本
束ねて再びＣｕ或いはＣｕ系の合金からなる管に挿入
し、これらを押し出し加工や伸線加工によって縮径する
という一連の工程を再び経て最終線材するのが一般的で
ある。また、近年では出発材料であるＮｂＴｉ合金中
に、ＮｂＴｉ合金系超電導線が通常使用される環境下
（温度４．２Ｋ、及び数テスラの強磁場中）において非
超電導体となり得る金属物質，例えばＮｂやＴｉ等を予
め埋め込んでおいて、その後の加工は前述した超電導線
の製造方法とほぼ同じ工程を経る製造方法も知られてい
る。前者のＮｂＴｉ合金系超電導線の製造方法は、超電
導体の重要な特性である臨界電流密度（Ｊｃ）を制御す
るため、ＮｂＴｉ合金中の析出物（α−Ｔｉ相）がピン
ニング点として利用される。一方、後者のＮｂＴｉ合金
系超電導線の製造方法は、Ｊｃを制御するため、予め埋
め込んでおいた非超電導物質がピンニング点として利用
される。
【０００４】ところで、ＮｂＴｉ合金中にα−Ｔｉ相を
析出させてピンニング点を導入する方法では、ＮｂＴｉ
合金中のα−Ｔｉ相を有効なピンニング点とするため
に、適度な析出熱処理やそれに付随する冷間加工が要求
される。しかし、線材加工中においてα−Ｔｉ相の析出
量や形態を正確に把握することが困難であるため、高精
度のＪｃ設計を難しいものにしている。また、製造プロ
セス全体として長時間に亘る多数の複雑な工程が必要な
ため、生産コストの増大を招く。
析出させてピンニング点を導入する方法では、ＮｂＴｉ
合金中のα−Ｔｉ相を有効なピンニング点とするため
に、適度な析出熱処理やそれに付随する冷間加工が要求
される。しかし、線材加工中においてα−Ｔｉ相の析出
量や形態を正確に把握することが困難であるため、高精
度のＪｃ設計を難しいものにしている。また、製造プロ
セス全体として長時間に亘る多数の複雑な工程が必要な
ため、生産コストの増大を招く。
【０００５】一方、ＮｂＴｉ合金中に非超電導相を埋め
込んでピンニング点を導入する方法では、導入されたピ
ンニング点の量や形態変化をおおよそ把握することがで
きるため、高精度のＪｃ設計が可能である。しかしなが
ら、α−Ｔｉ相をピンニング点として導入する方法に比
べて１〜３Ｔの低磁界側のＪｃは確実に上昇するが、４
Ｔ以上の中・高磁界側のＪｃが急激に低下してしまうこ
とが報告されている（例えばL.R.MotOw-idlo et al.,
Adv.Cryog.Eng.,vol.36,311(1990) ：K.Yamafuji et
el.,Cryogenics、31,431(1991)の文献参照）。このよう
な中・高磁界側のＪｃの急激な低下を防ぐ対策はまだ確
立されておらず、非超電導相をＮｂＴｉ中に埋め込む方
法がα−Ｔｉ相をピンニング点として導入する方法に比
べて未だに一般的に受け入れられない一因となってい
る。
込んでピンニング点を導入する方法では、導入されたピ
ンニング点の量や形態変化をおおよそ把握することがで
きるため、高精度のＪｃ設計が可能である。しかしなが
ら、α−Ｔｉ相をピンニング点として導入する方法に比
べて１〜３Ｔの低磁界側のＪｃは確実に上昇するが、４
Ｔ以上の中・高磁界側のＪｃが急激に低下してしまうこ
とが報告されている（例えばL.R.MotOw-idlo et al.,
Adv.Cryog.Eng.,vol.36,311(1990) ：K.Yamafuji et
el.,Cryogenics、31,431(1991)の文献参照）。このよう
な中・高磁界側のＪｃの急激な低下を防ぐ対策はまだ確
立されておらず、非超電導相をＮｂＴｉ中に埋め込む方
法がα−Ｔｉ相をピンニング点として導入する方法に比
べて未だに一般的に受け入れられない一因となってい
る。
【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、中・高磁界下での
Ｊｃを向上させたＮｂＴｉ合金系超電導線を提供しよう
とするものである。
点を解決するためになされたもので、中・高磁界下での
Ｊｃを向上させたＮｂＴｉ合金系超電導線を提供しよう
とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、Ｎｂ
Ｔｉ系合金と、ピンニング点としてのＮｂ又は該ＮｂＴ
ｉ系合金よりも臨界温度が低いか、若しくは超電導特性
を示さないＮｂ合金（以下、Ｎｂ合金（Ａ）と称す）と
を複合した構造の超電導フィラメントを具備するＮｂＴ
ｉ合金系超電導線において、前記ＮｂＴｉ系合金のＴｉ
濃度を４８〜６５重量％とし、かつ前記超電導フィラメ
ント中に占める前記Ｎｂ又はＮｂ合金（Ａ）の割合を２
０〜３５体積％としたことを特徴とするＮｂＴｉ合金系
超電導線である。
Ｔｉ系合金と、ピンニング点としてのＮｂ又は該ＮｂＴ
ｉ系合金よりも臨界温度が低いか、若しくは超電導特性
を示さないＮｂ合金（以下、Ｎｂ合金（Ａ）と称す）と
を複合した構造の超電導フィラメントを具備するＮｂＴ
ｉ合金系超電導線において、前記ＮｂＴｉ系合金のＴｉ
濃度を４８〜６５重量％とし、かつ前記超電導フィラメ
ント中に占める前記Ｎｂ又はＮｂ合金（Ａ）の割合を２
０〜３５体積％としたことを特徴とするＮｂＴｉ合金系
超電導線である。
【０００８】また、本発明に係る別の発明は、ＮｂＴｉ
系合金と、ピンニング点としてのＴｉ又は該ＮｂＴｉ系
合金よりも臨界温度が低いか、若しくは超電導特性を示
さないＴｉ合金（以下、Ｔｉ合金（Ｂ）と称す）とを複
合した構造の超電導フィラメントを具備するＮｂＴｉ合
金系超電導線において、前記ＮｂＴｉ系合金のＴｉ濃度
を２５〜４５重量％とし、かつ前記超電導フィラメント
中に占める前記Ｔｉ又はＴｉ合金（Ｂ）の割合を２０〜
３５体積％としたことを特徴とするＮｂＴｉ合金系超電
導線である。
系合金と、ピンニング点としてのＴｉ又は該ＮｂＴｉ系
合金よりも臨界温度が低いか、若しくは超電導特性を示
さないＴｉ合金（以下、Ｔｉ合金（Ｂ）と称す）とを複
合した構造の超電導フィラメントを具備するＮｂＴｉ合
金系超電導線において、前記ＮｂＴｉ系合金のＴｉ濃度
を２５〜４５重量％とし、かつ前記超電導フィラメント
中に占める前記Ｔｉ又はＴｉ合金（Ｂ）の割合を２０〜
３５体積％としたことを特徴とするＮｂＴｉ合金系超電
導線である。
【０００９】前記ＮｂＴｉ系合金としては、例えばＮｂ
−Ｔｉ合金；Ｎｂ−Ｔｉ合金にＴａ、Ｈｆ等の第３，第
４の元素を添加した組成の合金などが挙げられる。な
お、Ｔａ、Ｈｆ等の添加によって上部臨界磁場（Ｂｃ
２）をより向上させることが可能である。
−Ｔｉ合金；Ｎｂ−Ｔｉ合金にＴａ、Ｈｆ等の第３，第
４の元素を添加した組成の合金などが挙げられる。な
お、Ｔａ、Ｈｆ等の添加によって上部臨界磁場（Ｂｃ
２）をより向上させることが可能である。
【００１０】前記Ｎｂ合金（Ａ）としては、例えばＮｂ
にＴｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｃｕ、Ｇｅ、
Ｎｉ、Ｚｒ、Ｃｒ等を添加した組成の合金などが挙げら
れる。
にＴｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｃｕ、Ｇｅ、
Ｎｉ、Ｚｒ、Ｃｒ等を添加した組成の合金などが挙げら
れる。
【００１１】前記Ｔｉ合金（Ｂ）としては、例えばＴｉ
にＮｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｃｕ、Ｇｅ、
Ｎｉ、Ｚｒ、Ｃｒ等を添加した組成の合金などが挙げら
れる。
にＮｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｃｕ、Ｇｅ、
Ｎｉ、Ｚｒ、Ｃｒ等を添加した組成の合金などが挙げら
れる。
【００１２】上述したＮｂＴｉ合金系超電導線は、以下
に説明する（１），（２）の方法により製造できる。
に説明する（１），（２）の方法により製造できる。
【００１３】（１）まず、Ｎｂ−４８〜６５重量％Ｔｉ
合金とＮｂ又はＮｂ合金（Ａ）とを組合せて配置し、こ
れらを伸線することにより、前記Ｎｂ−４８〜６５重量
％Ｔｉ合金と前記Ｎｂ又はＮｂ合金（Ａ）とからなる複
合材を形成する。この時、前記複合材に占める前記Ｎｂ
又はＮｂ合金（Ａ）の割合が２０〜３５体積％となるよ
うに調整する。次いで、前記複合材を複数本束ねて一体
化する。その後、必要に応じて更に複合加工及び伸線加
工等を施してＮｂＴｉ合金系超電導線を製造する。こう
して得られるＮｂＴｉ合金系超電導線は、ＮｂＴｉ系合
金とピンニング点としてのＮｂ又はＮｂ合金（Ａ）とを
複合した構造の超電導フィラメントを具備するものであ
って、前記ＮｂＴｉ系合金のＴｉ濃度を４８〜６５重量
％とし、かつ前記超電導フィラメント中に占める前記Ｎ
ｂ又はＮｂ合金（Ａ）の割合を２０〜３５体積％とした
ものとなる。
合金とＮｂ又はＮｂ合金（Ａ）とを組合せて配置し、こ
れらを伸線することにより、前記Ｎｂ−４８〜６５重量
％Ｔｉ合金と前記Ｎｂ又はＮｂ合金（Ａ）とからなる複
合材を形成する。この時、前記複合材に占める前記Ｎｂ
又はＮｂ合金（Ａ）の割合が２０〜３５体積％となるよ
うに調整する。次いで、前記複合材を複数本束ねて一体
化する。その後、必要に応じて更に複合加工及び伸線加
工等を施してＮｂＴｉ合金系超電導線を製造する。こう
して得られるＮｂＴｉ合金系超電導線は、ＮｂＴｉ系合
金とピンニング点としてのＮｂ又はＮｂ合金（Ａ）とを
複合した構造の超電導フィラメントを具備するものであ
って、前記ＮｂＴｉ系合金のＴｉ濃度を４８〜６５重量
％とし、かつ前記超電導フィラメント中に占める前記Ｎ
ｂ又はＮｂ合金（Ａ）の割合を２０〜３５体積％とした
ものとなる。
【００１４】（２）まず、Ｎｂ−２５〜４５重量％Ｔｉ
合金とＴｉ又はＴｉ合金（Ｂ）とを組合せて配置し、こ
れらを伸線することにより、前記Ｎｂ−２５〜４５重量
％Ｔｉ合金と前記Ｎｂ又はＮｂ合金（Ａ）とからなる複
合材を形成する。この時、前記複合材に占める前記Ｔｉ
又はＴｉ合金（Ｂ）の割合が２０〜３５体積％となるよ
うに調整する。次いで、前記複合材を複数本束ねて一体
化する。その後、必要に応じて更に複合加工及び伸線加
工等を施してＮｂＴｉ合金系超電導線を製造する。こう
して得られるＮｂＴｉ合金系超電導線は、ＮｂＴｉ系合
金とピンニング点としてのＴｉ又はＴｉ合金（Ｂ）とを
複合した構造の超電導フィラメントを具備するものであ
って、前記ＮｂＴｉ系合金のＴｉ濃度を２５〜４５重量
％とし、かつ前記超電導フィラメント中に占める前記Ｔ
ｉ又はＴｉ合金（Ｂ）の割合を２０〜３５体積％とした
ものとなる。
合金とＴｉ又はＴｉ合金（Ｂ）とを組合せて配置し、こ
れらを伸線することにより、前記Ｎｂ−２５〜４５重量
％Ｔｉ合金と前記Ｎｂ又はＮｂ合金（Ａ）とからなる複
合材を形成する。この時、前記複合材に占める前記Ｔｉ
又はＴｉ合金（Ｂ）の割合が２０〜３５体積％となるよ
うに調整する。次いで、前記複合材を複数本束ねて一体
化する。その後、必要に応じて更に複合加工及び伸線加
工等を施してＮｂＴｉ合金系超電導線を製造する。こう
して得られるＮｂＴｉ合金系超電導線は、ＮｂＴｉ系合
金とピンニング点としてのＴｉ又はＴｉ合金（Ｂ）とを
複合した構造の超電導フィラメントを具備するものであ
って、前記ＮｂＴｉ系合金のＴｉ濃度を２５〜４５重量
％とし、かつ前記超電導フィラメント中に占める前記Ｔ
ｉ又はＴｉ合金（Ｂ）の割合を２０〜３５体積％とした
ものとなる。
【００１５】次に、本発明のＮｂＴｉ合金系超電導線の
作用を説明する。
作用を説明する。
【００１６】ＮｂＴｉ合金は全率固溶体であり、その超
電導特性はＴｉ濃度によって強く影響を受ける。例えば
臨界温度（Ｔｃ）は、Ｔｉ濃度が高まるに連れて単調に
減少する。また、上部臨界磁場（Ｂｃ２）は、図１に示
すようにＴｉ濃度がおよそ４０重量％未満である時には
Ｔｉ濃度が高まると共に増大し、Ｔｉ濃度がおよそ４０
〜５０重量％になると１１Ｔ以上の値を示し、更にＴｉ
濃度がおよそ５０重量％を越えると逆に減少に転じる
（例えばC.Meingast et al.,J.Appl.Phys.,66,5962(1
989)の文献参照）。このようなことから、先の従来技術
の欄に記載した文献で超電導フィラメントに使用された
物質の組合せは、Ｂｃ２が高いとされる組成であるＮｂ
−４６．５重量％Ｔｉ合金にＮｂをピンニング点として
導入したものである。このＮｂ−４６．５重量％Ｔｉ合
金は、α−Ｔｉ相析出法に使われる一般的なＮｂＴｉ合
金組成であり、最も生産量が多く、加工性や均一性にも
優れたものである。
電導特性はＴｉ濃度によって強く影響を受ける。例えば
臨界温度（Ｔｃ）は、Ｔｉ濃度が高まるに連れて単調に
減少する。また、上部臨界磁場（Ｂｃ２）は、図１に示
すようにＴｉ濃度がおよそ４０重量％未満である時には
Ｔｉ濃度が高まると共に増大し、Ｔｉ濃度がおよそ４０
〜５０重量％になると１１Ｔ以上の値を示し、更にＴｉ
濃度がおよそ５０重量％を越えると逆に減少に転じる
（例えばC.Meingast et al.,J.Appl.Phys.,66,5962(1
989)の文献参照）。このようなことから、先の従来技術
の欄に記載した文献で超電導フィラメントに使用された
物質の組合せは、Ｂｃ２が高いとされる組成であるＮｂ
−４６．５重量％Ｔｉ合金にＮｂをピンニング点として
導入したものである。このＮｂ−４６．５重量％Ｔｉ合
金は、α−Ｔｉ相析出法に使われる一般的なＮｂＴｉ合
金組成であり、最も生産量が多く、加工性や均一性にも
優れたものである。
【００１７】しかしながら、このＮｂ−４６．５重量％
Ｔｉ合金にＮｂ等を意図的に導入した場合、最適な組成
とは言い難いものとなる。即ち、例えばＮｂＴｉ合金に
Ｎｂをピンニング点として導入していくと超電導フィラ
メントの平均的な組成がＮｂリッチ側にシフトしてＢｃ
２が低下する。一方、ＮｂＴｉ合金にＴｉをピンニング
点として導入していくと超電導フィラメントの平均的な
組成がＴｉリッチ側にシフトしてＢｃ２が低下する。
Ｔｉ合金にＮｂ等を意図的に導入した場合、最適な組成
とは言い難いものとなる。即ち、例えばＮｂＴｉ合金に
Ｎｂをピンニング点として導入していくと超電導フィラ
メントの平均的な組成がＮｂリッチ側にシフトしてＢｃ
２が低下する。一方、ＮｂＴｉ合金にＴｉをピンニング
点として導入していくと超電導フィラメントの平均的な
組成がＴｉリッチ側にシフトしてＢｃ２が低下する。
【００１８】ところで、一般にＪｃ向上のためにはＮ
ｂ、Ｔｉ等の非超電導相導入法においてもα−Ｔｉ相析
出法と同様に、導入したＮｂ等の意図的なピンニング点
を伸線加工等の冷間加工によって小さくすることによ
り、ピンニングに最適なサイズに調整する。しかしなが
ら、この時、ピンニング点がＮｂＴｉ合金のコヒーレン
ス長（例えばＢｃ２＝１０Ｔの組成のＮｂＴｉ合金では
コヒーレンス長が５．７ｎｍ）程度まで小さくなるとＪ
ｃが増大するものの、同時にＮｂＴｉ合金からピンニン
グ点への超電導電子のしみ出し（いわゆる近接効果）が
顕著になってＴｃやＢｃ２が低下する。本発明者が鋭意
研究を重ねた結果、中・高磁界でのＪｃ特性の低下は、
この近接効果によるＢｃ２の低下と強い相関があること
が分かった。
ｂ、Ｔｉ等の非超電導相導入法においてもα−Ｔｉ相析
出法と同様に、導入したＮｂ等の意図的なピンニング点
を伸線加工等の冷間加工によって小さくすることによ
り、ピンニングに最適なサイズに調整する。しかしなが
ら、この時、ピンニング点がＮｂＴｉ合金のコヒーレン
ス長（例えばＢｃ２＝１０Ｔの組成のＮｂＴｉ合金では
コヒーレンス長が５．７ｎｍ）程度まで小さくなるとＪ
ｃが増大するものの、同時にＮｂＴｉ合金からピンニン
グ点への超電導電子のしみ出し（いわゆる近接効果）が
顕著になってＴｃやＢｃ２が低下する。本発明者が鋭意
研究を重ねた結果、中・高磁界でのＪｃ特性の低下は、
この近接効果によるＢｃ２の低下と強い相関があること
が分かった。
【００１９】このようなピンニング点の導入に起因する
Ｂｃ２の低下を抑制して中・高磁界でのＪｃ特性を改善
するためには、超電導フィラメントの平均的な組成をＢ
ｃ２が最大値となる組成に近付けるようにマトリックス
であるＮｂＴｉ合金の組成、及びＮｂＴｉ合金と導入す
るピンニング点との割合を調整すればよいと考えられ
る。
Ｂｃ２の低下を抑制して中・高磁界でのＪｃ特性を改善
するためには、超電導フィラメントの平均的な組成をＢ
ｃ２が最大値となる組成に近付けるようにマトリックス
であるＮｂＴｉ合金の組成、及びＮｂＴｉ合金と導入す
るピンニング点との割合を調整すればよいと考えられ
る。
【００２０】本発明はかかる見地に基づいて見出だされ
たものであり、超電導フィラメントがＮｂＴｉ系合金と
ピンニング点としてのＮｂ又はＮｂ合金（Ａ）とを複合
した構造である場合には、前記ＮｂＴｉ系合金のＴｉ濃
度を４８〜６５重量％とし、かつ前記超電導フィラメン
ト中に占める前記Ｎｂ又はＮｂ合金（Ａ）の割合を２０
〜３５体積％とすることによって、ピンニング点の導入
に起因するＢｃ２の低下を抑制して中・高磁界でのＪｃ
特性を改善することが可能となり、また、超電導フィラ
メントがＮｂＴｉ系合金とピンニング点としてのＴｉ又
はＴｉ合金（Ｂ）とを複合した構造である場合には、前
記ＮｂＴｉ系合金のＴｉ濃度を２５〜４５重量％とし、
かつ前記超電導フィラメント中に占める前記Ｔｉ又はＴ
ｉ合金（Ｂ）の割合を２０〜３５体積％とすることによ
って、ピンニング点の導入に起因するＢｃ２の低下を抑
制して中・高磁界でのＪｃ特性を改善することが可能と
なる。
たものであり、超電導フィラメントがＮｂＴｉ系合金と
ピンニング点としてのＮｂ又はＮｂ合金（Ａ）とを複合
した構造である場合には、前記ＮｂＴｉ系合金のＴｉ濃
度を４８〜６５重量％とし、かつ前記超電導フィラメン
ト中に占める前記Ｎｂ又はＮｂ合金（Ａ）の割合を２０
〜３５体積％とすることによって、ピンニング点の導入
に起因するＢｃ２の低下を抑制して中・高磁界でのＪｃ
特性を改善することが可能となり、また、超電導フィラ
メントがＮｂＴｉ系合金とピンニング点としてのＴｉ又
はＴｉ合金（Ｂ）とを複合した構造である場合には、前
記ＮｂＴｉ系合金のＴｉ濃度を２５〜４５重量％とし、
かつ前記超電導フィラメント中に占める前記Ｔｉ又はＴ
ｉ合金（Ｂ）の割合を２０〜３５体積％とすることによ
って、ピンニング点の導入に起因するＢｃ２の低下を抑
制して中・高磁界でのＪｃ特性を改善することが可能と
なる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
【００２２】実施例１ まず、図２（ａ）に示すようにＮｂ−５２重量％Ｔｉ合
金板１とＮｂ板２とを交互に積層し、この積層体を外径
４５ｍｍφ、内径３５ｍｍφのＣｕ管３内に入れること
により複合ビレットを形成する。この時、前記積層体に
占めるＮｂ板２の割合（Ｎｂ板２／ＮｂＴｉ合金板１＋
Ｎｂ板２）が２０体積％となるように調整する。つづい
て、前記複合ビレットに熱間押し出し及び伸線加工を施
すことにより、図２（ｂ）に示すような直径１．３ｍｍ
の線材４を形成する。ひきつづき、前記線材４の外周部
のＣｕを硝酸で溶解除去することにより、図２（ｃ）に
示すような一次複合材５を形成する。
金板１とＮｂ板２とを交互に積層し、この積層体を外径
４５ｍｍφ、内径３５ｍｍφのＣｕ管３内に入れること
により複合ビレットを形成する。この時、前記積層体に
占めるＮｂ板２の割合（Ｎｂ板２／ＮｂＴｉ合金板１＋
Ｎｂ板２）が２０体積％となるように調整する。つづい
て、前記複合ビレットに熱間押し出し及び伸線加工を施
すことにより、図２（ｂ）に示すような直径１．３ｍｍ
の線材４を形成する。ひきつづき、前記線材４の外周部
のＣｕを硝酸で溶解除去することにより、図２（ｃ）に
示すような一次複合材５を形成する。
【００２３】次いで、図２（ｄ）に示すように前記一次
複合材５を８００本まとめて外径４５ｍｍφ、内径３５
ｍｍφのＣｕ管６内に挿入した後、これらに熱間押し出
し及び伸線加工を施すことにより、図２（ｅ）に示すよ
うな直径１ｍｍの二次複合材７を形成する。
複合材５を８００本まとめて外径４５ｍｍφ、内径３５
ｍｍφのＣｕ管６内に挿入した後、これらに熱間押し出
し及び伸線加工を施すことにより、図２（ｅ）に示すよ
うな直径１ｍｍの二次複合材７を形成する。
【００２４】次いで、図２（ｆ）に示すように前記二次
複合材７を８００本まとめて外径４５ｍｍφ、内径３５
ｍｍφのＣｕ管８内に挿入した後、これらに熱間押し出
し及び伸線加工を施して一連の工程を再び経て最終線材
とする。これにより、Ｃｕマトリックス中に超電導フィ
ラメントが８００本埋め込まれた構造を有するＮｂＴｉ
合金系超電導線９を製造した（図２（ｇ）図示）。
複合材７を８００本まとめて外径４５ｍｍφ、内径３５
ｍｍφのＣｕ管８内に挿入した後、これらに熱間押し出
し及び伸線加工を施して一連の工程を再び経て最終線材
とする。これにより、Ｃｕマトリックス中に超電導フィ
ラメントが８００本埋め込まれた構造を有するＮｂＴｉ
合金系超電導線９を製造した（図２（ｇ）図示）。
【００２５】実施例２〜５及び比較例１〜４ ＮｂＴｉ合金板の合金組成、及びＮｂＴｉ合金板とＮｂ
板との積層体に占めるＮｂ板の割合を下記表１に示すよ
うに調整した以外、実施例１と同様にしてＮｂＴｉ合金
系超電導線を製造した。
板との積層体に占めるＮｂ板の割合を下記表１に示すよ
うに調整した以外、実施例１と同様にしてＮｂＴｉ合金
系超電導線を製造した。
【００２６】実施例１〜５及び比較例１〜４のＮｂＴｉ
合金系超電導線について、それぞれ温度４．２Ｋの液体
ヘリウム中、５Ｔと８Ｔの磁場下での臨界電流密度（Ｊ
ｃ）を測定した。その結果を下記表１に併記する。
合金系超電導線について、それぞれ温度４．２Ｋの液体
ヘリウム中、５Ｔと８Ｔの磁場下での臨界電流密度（Ｊ
ｃ）を測定した。その結果を下記表１に併記する。
【００２７】
【表１】 表１から明らかなように実施例１〜５のＮｂＴｉ合金系
超電導線は、比較例１〜４のＮｂＴｉ合金系超電導線に
比べて５Ｔと８Ｔの磁場下でのＪｃ値が高くなってい
る。これは、各超電導フィラメントが超電導体（マトリ
ックス）であるＮｂＴｉ合金とピンニング点であるＮｂ
とを複合した構造であって、前記ＮｂＴｉ合金のＴｉ濃
度が４８〜６５重量％であり、かつ各超電導フィラメン
ト中に占めるＮｂの割合が２０〜３５体積％であること
によるものである。
超電導線は、比較例１〜４のＮｂＴｉ合金系超電導線に
比べて５Ｔと８Ｔの磁場下でのＪｃ値が高くなってい
る。これは、各超電導フィラメントが超電導体（マトリ
ックス）であるＮｂＴｉ合金とピンニング点であるＮｂ
とを複合した構造であって、前記ＮｂＴｉ合金のＴｉ濃
度が４８〜６５重量％であり、かつ各超電導フィラメン
ト中に占めるＮｂの割合が２０〜３５体積％であること
によるものである。
【００２８】なお、上記実施例１〜５では、Ｎｂをピン
ニング点として導入した場合について行なったが、Ｔ
ｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｎ
ｉ、Ｚｒ、Ｃｒ等のＮｂ以外の元素が２０重量％以下添
加されたＮｂ合金をピンニング点として導入した場合で
あっても同様な結果が得られた。
ニング点として導入した場合について行なったが、Ｔ
ｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｎ
ｉ、Ｚｒ、Ｃｒ等のＮｂ以外の元素が２０重量％以下添
加されたＮｂ合金をピンニング点として導入した場合で
あっても同様な結果が得られた。
【００２９】実施例６ まず、Ｎｂ−３８重量％Ｔｉ合金板とＴｉ板とを交互に
積層し、この積層体を外径４５ｍｍφ、内径３５ｍｍφ
のＣｕ管内に入れることにより複合ビレットを形成す
る。この時、前記積層体に占めるＴｉ板の割合（Ｔｉ板
／ＮｂＴｉ合金板＋Ｔｉ板）が２０体積％となるように
調整する。つづいて、この複合ビレットに熱間押し出し
及び伸線加工を施すことにより、直径１．３ｍｍの線材
を形成する。ひきつづき、前記線材の外周部のＣｕを硝
酸で溶解除去することにより、一次複合材を形成する。
積層し、この積層体を外径４５ｍｍφ、内径３５ｍｍφ
のＣｕ管内に入れることにより複合ビレットを形成す
る。この時、前記積層体に占めるＴｉ板の割合（Ｔｉ板
／ＮｂＴｉ合金板＋Ｔｉ板）が２０体積％となるように
調整する。つづいて、この複合ビレットに熱間押し出し
及び伸線加工を施すことにより、直径１．３ｍｍの線材
を形成する。ひきつづき、前記線材の外周部のＣｕを硝
酸で溶解除去することにより、一次複合材を形成する。
【００３０】その後、実施例１と同様に複合加工及び伸
線加工等の一連の工程を２度経ることにより、実施例１
と同じ断面構造を有するＮｂＴｉ合金系超電導線を製造
した。
線加工等の一連の工程を２度経ることにより、実施例１
と同じ断面構造を有するＮｂＴｉ合金系超電導線を製造
した。
【００３１】実施例７〜１０及び比較例５〜８ ＮｂＴｉ合金板の合金組成、及びＮｂＴｉ合金板とＴｉ
板との積層体に占めるＴｉ板の割合を下記表２に示すよ
うに調整した以外、実施例６と同様にしてＮｂＴｉ合金
系超電導線を製造した。
板との積層体に占めるＴｉ板の割合を下記表２に示すよ
うに調整した以外、実施例６と同様にしてＮｂＴｉ合金
系超電導線を製造した。
【００３２】実施例６〜１０及び比較例５〜８のＮｂＴ
ｉ合金系超電導線について、それぞれ温度４．２Ｋの液
体ヘリウム中、５Ｔと８Ｔの磁場下での臨界電流密度
（Ｊｃ）を測定した。その結果を下記表２に併記する。
ｉ合金系超電導線について、それぞれ温度４．２Ｋの液
体ヘリウム中、５Ｔと８Ｔの磁場下での臨界電流密度
（Ｊｃ）を測定した。その結果を下記表２に併記する。
【００３３】
【表２】 表２から明らかなように実施例６〜１０のＮｂＴｉ合金
系超電導線は、比較例５〜８のＮｂＴｉ合金系超電導線
に比べて５Ｔと８Ｔの磁場下でのＪｃ値が高くなってい
る。これは、各超電導フィラメントが超電導体であるＮ
ｂＴｉ合金とピンニング点であるＴｉとを複合した構造
であって、前記ＮｂＴｉ合金のＴｉ濃度が２５〜４５重
量％であり、かつ各超電導フィラメント中に占めるＴｉ
の割合が２０〜３５体積％であることによるものであ
る。
系超電導線は、比較例５〜８のＮｂＴｉ合金系超電導線
に比べて５Ｔと８Ｔの磁場下でのＪｃ値が高くなってい
る。これは、各超電導フィラメントが超電導体であるＮ
ｂＴｉ合金とピンニング点であるＴｉとを複合した構造
であって、前記ＮｂＴｉ合金のＴｉ濃度が２５〜４５重
量％であり、かつ各超電導フィラメント中に占めるＴｉ
の割合が２０〜３５体積％であることによるものであ
る。
【００３４】なお、上記実施例６〜１０では、Ｔｉをピ
ンニング点として導入した場合について行なったが、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｎ
ｉ、Ｚｒ、Ｃｒ等のＴｉ以外の元素が２０重量％以下添
加されたＴｉ合金をピンニング点として導入した場合で
あっても同様な結果が得られた。
ンニング点として導入した場合について行なったが、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｎ
ｉ、Ｚｒ、Ｃｒ等のＴｉ以外の元素が２０重量％以下添
加されたＴｉ合金をピンニング点として導入した場合で
あっても同様な結果が得られた。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば中・
高磁界下でも高いＪｃ値が得られ、ひいてはＭＲＩ用マ
グネットとして好適に利用可能なＮｂＴｉ合金系超電導
線を提供することができる。
高磁界下でも高いＪｃ値が得られ、ひいてはＭＲＩ用マ
グネットとして好適に利用可能なＮｂＴｉ合金系超電導
線を提供することができる。
【図１】ＮｂＴｉ合金のＴｉ濃度に対するＢｃ２の変化
を示す特性図。
を示す特性図。
【図２】実施例１のＮｂＴｉ合金系超電導線の製造工程
を示す説明図。
を示す説明図。
１…ＮｂＴｉ合金板、２…Ｎｂ板、５…一次複合材、７
…二次複合材、９…ＮｂＴｉ合金系超電導線。
…二次複合材、９…ＮｂＴｉ合金系超電導線。
Claims (2)
- 【請求項１】 ＮｂＴｉ系合金と、ピンニング点として
のＮｂ又は該ＮｂＴｉ系合金よりも臨界温度が低いか、
若しくは超電導特性を示さないＮｂ合金（以下、Ｎｂ合
金（Ａ）と称す）とを複合した構造の超電導フィラメン
トを具備するＮｂＴｉ合金系超電導線において、前記Ｎ
ｂＴｉ系合金のＴｉ濃度を４８〜６５重量％とし、かつ
前記超電導フィラメント中に占める前記Ｎｂ又はＮｂ合
金（Ａ）の割合を２０〜３５体積％としたことを特徴と
するＮｂＴｉ合金系超電導線。 - 【請求項２】 ＮｂＴｉ系合金と、ピンニング点として
のＴｉ又は該ＮｂＴｉ系合金よりも臨界温度が低いか、
若しくは超電導特性を示さないＴｉ合金（以下、Ｔｉ合
金（Ｂ）と称す）とを複合した構造の超電導フィラメン
トを具備するＮｂＴｉ合金系超電導線において、前記Ｎ
ｂＴｉ系合金のＴｉ濃度を２５〜４５重量％とし、かつ
前記超電導フィラメント中に占める前記Ｔｉ又はＴｉ合
金（Ｂ）の割合を２０〜３５体積％としたことを特徴と
するＮｂＴｉ合金系超電導線。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4160974A JPH065129A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | ＮｂＴｉ合金系超電導線 |
| US08/066,563 US5374320A (en) | 1992-06-19 | 1993-05-25 | Nb-Ti alloy type superconducting wire |
| DE4317703A DE4317703C2 (de) | 1992-06-19 | 1993-05-27 | Supraleitender Draht aus einer Nb-Ti-Legierung und ein Verfahren zu dessen Herstellung |
| FR9306352A FR2692714B1 (fr) | 1992-06-19 | 1993-05-27 | Fil supraconducteur du type a alliage nb-ti et son procede de fabrication. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4160974A JPH065129A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | ＮｂＴｉ合金系超電導線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065129A true JPH065129A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=15726177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4160974A Pending JPH065129A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | ＮｂＴｉ合金系超電導線 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5374320A (ja) |
| JP (1) | JPH065129A (ja) |
| DE (1) | DE4317703C2 (ja) |
| FR (1) | FR2692714B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9168682B2 (en) | 2013-12-11 | 2015-10-27 | Matsui Mfg. Co., Ltd. | Medium supply appartus |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996041382A2 (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-19 | Teledyne Industries, Inc. | Niobium 47 weight % titanium by iron addition and method for making superconducting multifilamentary wire |
| US5998336A (en) * | 1997-02-26 | 1999-12-07 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Ceramic/metal and A15/metal superconducting composite materials exploiting the superconducting proximity effect and method of making the same |
| US7608785B2 (en) * | 2004-04-27 | 2009-10-27 | Superpower, Inc. | System for transmitting current including magnetically decoupled superconducting conductors |
| DE602005005044T2 (de) * | 2005-07-19 | 2009-02-26 | Bruker Biospin Ag | Supraleitende Elemente mit Kupfer-Einschlüsse enthaltenden Nb3Sn-Filamenten, sowie ein Verbundwerkstoff und ein Verfahren für ihre Herstellung |
| US8461681B2 (en) * | 2007-04-27 | 2013-06-11 | Medtronic, Inc. | Layered structure for corrosion resistant interconnect contacts |
| JP5276542B2 (ja) * | 2009-07-29 | 2013-08-28 | 株式会社日立製作所 | 超電導回路、超電導接続部の作製方法、超電導マグネット、及び、超電導マグネットの製造方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4564564A (en) * | 1983-08-16 | 1986-01-14 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Superconducting magnet wire |
| US4803310A (en) * | 1987-05-04 | 1989-02-07 | Intermagnetics General Corporation | Superconductors having controlled laminar pinning centers, and method of manufacturing same |
| KR0158459B1 (ko) * | 1989-08-25 | 1998-12-15 | 도모마쯔 켄고 | 초전도선재 및그 제조방법 |
| JPH03263714A (ja) * | 1990-03-12 | 1991-11-25 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 超電導材料の製造方法 |
| DE69028172T2 (de) * | 1989-10-23 | 1997-04-10 | Nippon Steel Corp | Supraleitende magnetische Abschirmung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| US5182176A (en) * | 1990-05-17 | 1993-01-26 | Composite Materials Technology, Inc. | Extruded wires having layers of superconducting alloy and refractory meal encased in a normal metal sheath |
| US5226947A (en) * | 1992-02-17 | 1993-07-13 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Niobium-titanium superconductors produced by powder metallurgy having artificial flux pinning centers |
-
1992
- 1992-06-19 JP JP4160974A patent/JPH065129A/ja active Pending
-
1993
- 1993-05-25 US US08/066,563 patent/US5374320A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-05-27 FR FR9306352A patent/FR2692714B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-27 DE DE4317703A patent/DE4317703C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9168682B2 (en) | 2013-12-11 | 2015-10-27 | Matsui Mfg. Co., Ltd. | Medium supply appartus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4317703C2 (de) | 2002-12-05 |
| US5374320A (en) | 1994-12-20 |
| FR2692714A1 (fr) | 1993-12-24 |
| DE4317703A1 (de) | 1993-12-23 |
| FR2692714B1 (fr) | 1996-02-09 |
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