JPH0652743A - Ｎｂ３ Ａｌ化合物の製造方法 - Google Patents
Ｎｂ３ Ａｌ化合物の製造方法Info
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- JPH0652743A JPH0652743A JP3242326A JP24232691A JPH0652743A JP H0652743 A JPH0652743 A JP H0652743A JP 3242326 A JP3242326 A JP 3242326A JP 24232691 A JP24232691 A JP 24232691A JP H0652743 A JPH0652743 A JP H0652743A
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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
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- 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】 ＮｂとＡｌの拡散反応を銀の介在で促進さ
せ、強磁界および交流磁界特性の優れた超電導線材や、
高温耐熱特性に優れた構造材料として有用なＮｂ3Ａｌ
化合物を簡便に製造する。 【構成】 ＮｂとＡｌ、およびＡｇの各々の部材から構
成される複合体を線状に伸線加工し、熱処理する。ある
いはまた、ＮｂとＡｇの各々の部材から構成される複合
体を線状に伸線加工し、Ａｌをその表面に付着させた後
に熱処理する。
せ、強磁界および交流磁界特性の優れた超電導線材や、
高温耐熱特性に優れた構造材料として有用なＮｂ3Ａｌ
化合物を簡便に製造する。 【構成】 ＮｂとＡｌ、およびＡｇの各々の部材から構
成される複合体を線状に伸線加工し、熱処理する。ある
いはまた、ＮｂとＡｇの各々の部材から構成される複合
体を線状に伸線加工し、Ａｌをその表面に付着させた後
に熱処理する。
Description
【産業上の利用分野】この発明は、Ｎｂ3 Ａｌ化合物、
さらにはＮｂ3 Ａｌ超電導体の製造法に関するものであ
る。さらに詳しくは、この発明は、ＮｂとＡｌの拡散反
応を銀の介在で促進させ、強磁界及び交流磁界特性の優
れた超電導線材や高温耐熱特性に優れた構造材料等とし
て有用なＮｂ3 Ａｌ化合物を製造する方法に関するもの
である。
さらにはＮｂ3 Ａｌ超電導体の製造法に関するものであ
る。さらに詳しくは、この発明は、ＮｂとＡｌの拡散反
応を銀の介在で促進させ、強磁界及び交流磁界特性の優
れた超電導線材や高温耐熱特性に優れた構造材料等とし
て有用なＮｂ3 Ａｌ化合物を製造する方法に関するもの
である。
【従来の技術とその課題】強磁界用の超電導線材の製造
に関しては、これまでＮｂ3 ＳｎとＶ3 Ｇａの２つのＡ
１５型化合物線材がブロンズ法に代表される銅の拡散促
進作用を利用した方法により開発・実用化されてきてい
る。このうちのブロンズ法では、Ｃｕ−Ｓｎ（Ｃｕ−Ｇ
ａ）合金マトリックスとＮｂ（Ｖ）芯から成る複合加工
線を低温（８００℃以下）で熱処理することにより、Ｓ
ｎ（Ｇａ）に富んだ中間相を経由せずに、微細な結晶粒
組織を有し臨界電流密度の高いＮｂ3 Ｓｎ（Ｖ3 Ｇａ）
を直接拡散生成することができる。しかしながら、この
ブロンズ法を同じＡ１５型化合物に属し強磁界特性に優
れるＮｂ3 Ａｌ化合物の線材製造に適用しようとする
と、銅を多量に含むＮｂ−Ａｌ−Ｇａ元化合物が優先的
に拡散生成し、目的のＮｂ3 Ａｌを生成させることがで
きない。また、ＮｂとＡｌを低温（１０００℃以下）で
直接拡散反応させる場合には、通常、ＮｂＡｌ3 やＮｂ
2 ＡｌなどのＡｌに富んだ中間相が安定に生成し、Ｎｂ
3 Ａｌは生成しない。一方、ＮｂとＡｌの複合線を高温
熱処理すればＮｂ3 Ａｌを厚く生成できるが、結晶粒が
粗大化して臨界電流密度が極めて小さくなる。そのた
め、レーザー・電子ビーム照射法や融体急冷法などによ
り高温で反応させたのち急冷却するＮｂ3 Ａｌの製造方
法が開発されてきているが、この方法の場合には、大型
で特殊な急加熱・急冷却装置を必要とするという欠点が
ある。また現状では、長手方向に性能のばらつきが大き
いことから実用化に至っていない。また、（ａ）Ｎｂ粉
とＡｌ粉をＮｂ管に詰めて冷間加工する粉末冶金法、
（ｂ）Ｎｂ箔とＡｌ箔を重ねて銅棒を中心に巻き込みこ
れを銅管に複合して冷間加工するジェリーロール法、
（ｃ）Ｎｂ粉末の焼結体の隙間にＡｌ融液を浸透させて
冷間加工する液体浸透法、（ｄ）Ａｌ−Ｎｂ−Ａｌ三層
クラッド薄板をチップ状に切断してビレットに充填後押
し出しし冷間加工するクラッドチップ押し出し法、
（ｅ）Ｎｂ管にＡｌ合金棒を挿入し冷間加工するニオブ
チューブ法、などの方法によりＮｂ／Ａｌ拡散対を極め
て薄くすると（0.1 μｍ以下）、１０００℃以下の低温
熱処理でも高磁界まで臨界電流密度の大きなＮｂ3 Ａｌ
線材を製造できることが知られてもいる。しかしなが
ら、そのような薄い拡散対を得るためには加工率で１０
5 から１０10の極めて大きな冷間加工が必要である。特
にニオブチューブ法では出発素材がバルク状で大きな加
工率が必要になり、複合加工性を改善する目的で、純Ａ
ｌに替えてＭｇ、Ｃｕ、Ａｇ等を少量添加したＡｌ合金
を用いてＮｂとの硬さのバランスを取る必要がある（特
開平１−１４０５２１号参照）。しかし、この大きな伸
線加工率を確保するためには、多数の素線を管に束ねて
挿入するスタック工程が加工途中で数回必要であり、ス
タックされた各素線の一体化を促進するためには一般的
に静水押し出しや中間焼鈍による拡散接合が有効である
が、（ａ）〜（ｅ）の方法では拡散対がある程度薄くな
った時点で押し出し等を行うと加工熱等によりＮｂＡｌ
3 が生成し、かえってその後の伸線加工における断線の
原因になる。大きな冷間加工率（極めて薄いＮｂ／Ａｌ
拡散対）の確保のためにスタック工程はこの理由により
困難であり、結局（ａ）〜（ｅ）の方法は実用化に至っ
ていない。また、同じ理由により安定化材である銅の被
覆も困難であった。さらにまた、Ｎｂ3 Ａｌ基化合物
は、Ｎｉ基合金等に代替する次世代の超高温用構造材料
としても注目されているが、バルク材を溶解により製造
する場合は、Ｎｂ3 Ａｌの融点が２０００℃付近と高く
てＡｌが激しく蒸発する事などの理由により、目標組成
の調整が困難であり、また、その場合、得られるインゴ
ットは脆いので、これを任意の形状に成形するのは容易
でなかった。それに対し、出発材料にＮｂとＡｌの素粉
末を利用し混合粉末を任意の形状に圧粉成形したのち拡
散反応熱処理してＮｂ3 Ａｌのバルク材を製造する場合
は、組成の調整が容易である利点を有していた。しかし
ながら、１８００℃以上で熱処理しない限りＮｂ2 Ａｌ
をはじめとしたＡｌに富む中間相の生成を避けられず、
Ｎｂ3 Ａｌ基化合物を単相で生成するためには長時間の
熱処理が必要であった。この発明は、以上の通りの事情
に鑑みてなされたものであり、従来方法の欠点を解消
し、ＮｂとＡｌの拡散反応によって強磁界特性の優れた
超電導線材や高温耐熱特性に優れた構造材料等として有
用なＮｂ3 Ａｌ化合物を容易に製造することのできる新
しい方法を提供することを目的としている。
に関しては、これまでＮｂ3 ＳｎとＶ3 Ｇａの２つのＡ
１５型化合物線材がブロンズ法に代表される銅の拡散促
進作用を利用した方法により開発・実用化されてきてい
る。このうちのブロンズ法では、Ｃｕ−Ｓｎ（Ｃｕ−Ｇ
ａ）合金マトリックスとＮｂ（Ｖ）芯から成る複合加工
線を低温（８００℃以下）で熱処理することにより、Ｓ
ｎ（Ｇａ）に富んだ中間相を経由せずに、微細な結晶粒
組織を有し臨界電流密度の高いＮｂ3 Ｓｎ（Ｖ3 Ｇａ）
を直接拡散生成することができる。しかしながら、この
ブロンズ法を同じＡ１５型化合物に属し強磁界特性に優
れるＮｂ3 Ａｌ化合物の線材製造に適用しようとする
と、銅を多量に含むＮｂ−Ａｌ−Ｇａ元化合物が優先的
に拡散生成し、目的のＮｂ3 Ａｌを生成させることがで
きない。また、ＮｂとＡｌを低温（１０００℃以下）で
直接拡散反応させる場合には、通常、ＮｂＡｌ3 やＮｂ
2 ＡｌなどのＡｌに富んだ中間相が安定に生成し、Ｎｂ
3 Ａｌは生成しない。一方、ＮｂとＡｌの複合線を高温
熱処理すればＮｂ3 Ａｌを厚く生成できるが、結晶粒が
粗大化して臨界電流密度が極めて小さくなる。そのた
め、レーザー・電子ビーム照射法や融体急冷法などによ
り高温で反応させたのち急冷却するＮｂ3 Ａｌの製造方
法が開発されてきているが、この方法の場合には、大型
で特殊な急加熱・急冷却装置を必要とするという欠点が
ある。また現状では、長手方向に性能のばらつきが大き
いことから実用化に至っていない。また、（ａ）Ｎｂ粉
とＡｌ粉をＮｂ管に詰めて冷間加工する粉末冶金法、
（ｂ）Ｎｂ箔とＡｌ箔を重ねて銅棒を中心に巻き込みこ
れを銅管に複合して冷間加工するジェリーロール法、
（ｃ）Ｎｂ粉末の焼結体の隙間にＡｌ融液を浸透させて
冷間加工する液体浸透法、（ｄ）Ａｌ−Ｎｂ−Ａｌ三層
クラッド薄板をチップ状に切断してビレットに充填後押
し出しし冷間加工するクラッドチップ押し出し法、
（ｅ）Ｎｂ管にＡｌ合金棒を挿入し冷間加工するニオブ
チューブ法、などの方法によりＮｂ／Ａｌ拡散対を極め
て薄くすると（0.1 μｍ以下）、１０００℃以下の低温
熱処理でも高磁界まで臨界電流密度の大きなＮｂ3 Ａｌ
線材を製造できることが知られてもいる。しかしなが
ら、そのような薄い拡散対を得るためには加工率で１０
5 から１０10の極めて大きな冷間加工が必要である。特
にニオブチューブ法では出発素材がバルク状で大きな加
工率が必要になり、複合加工性を改善する目的で、純Ａ
ｌに替えてＭｇ、Ｃｕ、Ａｇ等を少量添加したＡｌ合金
を用いてＮｂとの硬さのバランスを取る必要がある（特
開平１−１４０５２１号参照）。しかし、この大きな伸
線加工率を確保するためには、多数の素線を管に束ねて
挿入するスタック工程が加工途中で数回必要であり、ス
タックされた各素線の一体化を促進するためには一般的
に静水押し出しや中間焼鈍による拡散接合が有効である
が、（ａ）〜（ｅ）の方法では拡散対がある程度薄くな
った時点で押し出し等を行うと加工熱等によりＮｂＡｌ
3 が生成し、かえってその後の伸線加工における断線の
原因になる。大きな冷間加工率（極めて薄いＮｂ／Ａｌ
拡散対）の確保のためにスタック工程はこの理由により
困難であり、結局（ａ）〜（ｅ）の方法は実用化に至っ
ていない。また、同じ理由により安定化材である銅の被
覆も困難であった。さらにまた、Ｎｂ3 Ａｌ基化合物
は、Ｎｉ基合金等に代替する次世代の超高温用構造材料
としても注目されているが、バルク材を溶解により製造
する場合は、Ｎｂ3 Ａｌの融点が２０００℃付近と高く
てＡｌが激しく蒸発する事などの理由により、目標組成
の調整が困難であり、また、その場合、得られるインゴ
ットは脆いので、これを任意の形状に成形するのは容易
でなかった。それに対し、出発材料にＮｂとＡｌの素粉
末を利用し混合粉末を任意の形状に圧粉成形したのち拡
散反応熱処理してＮｂ3 Ａｌのバルク材を製造する場合
は、組成の調整が容易である利点を有していた。しかし
ながら、１８００℃以上で熱処理しない限りＮｂ2 Ａｌ
をはじめとしたＡｌに富む中間相の生成を避けられず、
Ｎｂ3 Ａｌ基化合物を単相で生成するためには長時間の
熱処理が必要であった。この発明は、以上の通りの事情
に鑑みてなされたものであり、従来方法の欠点を解消
し、ＮｂとＡｌの拡散反応によって強磁界特性の優れた
超電導線材や高温耐熱特性に優れた構造材料等として有
用なＮｂ3 Ａｌ化合物を容易に製造することのできる新
しい方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、ＮｂとＡｌ，およびＡｇの各々
の部材から構成される複合体を線状に伸線加工し、熱処
理することを特徴とするＮｂ3 Ａｌ化合物の製造法を提
供する。また、さらにこの発明は、ＮｂとＡｇの各々の
部材から構成される複合体を線状に伸線加工し、Ａｌを
その表面に付着させた後に熱処理することを特徴とする
Ｎｂ3 Ａｌ化合物の製造法や、ＮｂとＡｇの各々の部材
から構成される領域の中央部にＡｌの領域を配した複合
体を線状に伸線加工し、次いで熱処理することを特徴と
するＮｂ3 Ａｌ化合物の製造法をも提供する。すなわち
この発明は、極めて薄いＮｂ／Ａｌ拡散対を必要とせず
に比較的低温の熱処理でＮｂ3 Ａｌ基化合物を製造する
方法を提供し、具体的には、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｂ（あるい
はＡｇを少量添加したＮｂ合金）の各部材から構成され
る種々の形状の複合体を比較的小さな冷間加工率で伸線
加工し、銀の介在によりＮｂとＡｌの拡散反応を促進さ
せて１０００℃以下の比較的低温の熱処理でも強磁界特
性の優れたＮｂ3 Ａｌ化合物を製造できるようにしてい
る。このように、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｂ（あるいはＡｇを少
量添加したＮｂ合金）の三者の部材から構成される種々
の形状の複合体などを任意の形状に成形加工したのち熱
処理することにより、比較的低温で、かつ、短時間の内
にＮｂとＡｌの拡散反応を終了してＮｂ3Ａｌ基化合物
を任意の形状で合成できるので、この発明の方法は、高
温耐熱特性の優れた構造材料の製造方法としても有望で
ある。このようなこの発明のＮｂ3 Ａｌ化合物の製造
法、さらにはその超電導線材の製造においては、Ａｇ、
Ａｌ、Ｎｂ（あるいはＡｇを少量添加したＮｂ合金）の
三者の部材から構成される複合体については、各素材の
形状、大きさ、配置などに特に限定はない。たとえば、
（１）Ｎｂ管にＡｌ管を挿入しこれにさらにＡｇ棒を挿
入した複合体およびこのＮｂ、Ａｇ、Ａｌの順序を入れ
換えた複合体、（２）Ａｇ箔、Ａｌ箔、Ｎｂ箔を３層に
重ねて銅棒などの回りに巻きつけた複合体、（３）Ａｇ
粉、Ａｌ粉、Ｎｂ粉を混合してＮｂ管などに詰めた複合
体、（４）Ａｇ板、Ａｌ板、Ｎｂ板を圧延接着したのち
チップ状に切断しＮｂ管などに詰めて押し出した複合体
であっても良い。また、（５）ＡｇとＮｂ（あるいはＡ
ｇを少量添加したＮｂ合金）から構成される複合体を線
状に伸線加工したのちＡｌを電気メッキや溶融メッキ等
により線材表面に付着させて熱処理する外部拡散法、
（６）ＡｇとＮｂ（あるいはＡｇを少量添加したＮｂ合
金）から構成される領域の中央部にＡｌの領域を配した
複合体を線状に伸線加工したのち熱処理する内部拡散法
等によりＮｂ3 Ａｌ化合物を合成しても良い。Ｎｂ／Ａ
ｌの拡散対が比較的厚くても低温熱処理でＮｂ3 Ａｌ基
化合物の合成が可能になるためには、ＮｂとＡｌの拡散
反応を促進するＡｇを複合体の中に含む必要がある。そ
して、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｂの三者から構成される複合体中
のＡｇは十分な拡散促進効果を得るためには体積比で0.
1 ％以上とすることが好ましい。なお、構造材料として
利用する場合には、最終熱処理後に低融点のＡｇ基固溶
体が残存すると構造材料の上限使用温度が低下してしま
うので、最終的な反応生成物（Ｎｂ3 Ａｌ、Ｎｂ）に固
溶し得る範囲内でＡｇを複合体中に含むことが望まし
い。Ａｇ、ＡｌまたはＮｂへのＧｅまたはＳｉの添加
は、Ｎｂ3 Ａｌ基化合物の高磁界特性を改善する。その
添加量は特性を改善するためには0.1at ．％以上、また
良好な冷間加工性を保持する上から１０at．％以下の範
囲になければならない。Ｎｂに替えてＡｇを少量添加し
たＮｂ合金を用いても良いが、複合体の良好な冷間加工
性を保持する上から、好ましくはＮｂへのＡｇの添加量
は１at．％以下とする。次に実施例を示してさらに詳し
くこの発明について説明する。もちろん、この発明は以
下の実施例によって限定されるものではない。
を解決するものとして、ＮｂとＡｌ，およびＡｇの各々
の部材から構成される複合体を線状に伸線加工し、熱処
理することを特徴とするＮｂ3 Ａｌ化合物の製造法を提
供する。また、さらにこの発明は、ＮｂとＡｇの各々の
部材から構成される複合体を線状に伸線加工し、Ａｌを
その表面に付着させた後に熱処理することを特徴とする
Ｎｂ3 Ａｌ化合物の製造法や、ＮｂとＡｇの各々の部材
から構成される領域の中央部にＡｌの領域を配した複合
体を線状に伸線加工し、次いで熱処理することを特徴と
するＮｂ3 Ａｌ化合物の製造法をも提供する。すなわち
この発明は、極めて薄いＮｂ／Ａｌ拡散対を必要とせず
に比較的低温の熱処理でＮｂ3 Ａｌ基化合物を製造する
方法を提供し、具体的には、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｂ（あるい
はＡｇを少量添加したＮｂ合金）の各部材から構成され
る種々の形状の複合体を比較的小さな冷間加工率で伸線
加工し、銀の介在によりＮｂとＡｌの拡散反応を促進さ
せて１０００℃以下の比較的低温の熱処理でも強磁界特
性の優れたＮｂ3 Ａｌ化合物を製造できるようにしてい
る。このように、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｂ（あるいはＡｇを少
量添加したＮｂ合金）の三者の部材から構成される種々
の形状の複合体などを任意の形状に成形加工したのち熱
処理することにより、比較的低温で、かつ、短時間の内
にＮｂとＡｌの拡散反応を終了してＮｂ3Ａｌ基化合物
を任意の形状で合成できるので、この発明の方法は、高
温耐熱特性の優れた構造材料の製造方法としても有望で
ある。このようなこの発明のＮｂ3 Ａｌ化合物の製造
法、さらにはその超電導線材の製造においては、Ａｇ、
Ａｌ、Ｎｂ（あるいはＡｇを少量添加したＮｂ合金）の
三者の部材から構成される複合体については、各素材の
形状、大きさ、配置などに特に限定はない。たとえば、
（１）Ｎｂ管にＡｌ管を挿入しこれにさらにＡｇ棒を挿
入した複合体およびこのＮｂ、Ａｇ、Ａｌの順序を入れ
換えた複合体、（２）Ａｇ箔、Ａｌ箔、Ｎｂ箔を３層に
重ねて銅棒などの回りに巻きつけた複合体、（３）Ａｇ
粉、Ａｌ粉、Ｎｂ粉を混合してＮｂ管などに詰めた複合
体、（４）Ａｇ板、Ａｌ板、Ｎｂ板を圧延接着したのち
チップ状に切断しＮｂ管などに詰めて押し出した複合体
であっても良い。また、（５）ＡｇとＮｂ（あるいはＡ
ｇを少量添加したＮｂ合金）から構成される複合体を線
状に伸線加工したのちＡｌを電気メッキや溶融メッキ等
により線材表面に付着させて熱処理する外部拡散法、
（６）ＡｇとＮｂ（あるいはＡｇを少量添加したＮｂ合
金）から構成される領域の中央部にＡｌの領域を配した
複合体を線状に伸線加工したのち熱処理する内部拡散法
等によりＮｂ3 Ａｌ化合物を合成しても良い。Ｎｂ／Ａ
ｌの拡散対が比較的厚くても低温熱処理でＮｂ3 Ａｌ基
化合物の合成が可能になるためには、ＮｂとＡｌの拡散
反応を促進するＡｇを複合体の中に含む必要がある。そ
して、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｂの三者から構成される複合体中
のＡｇは十分な拡散促進効果を得るためには体積比で0.
1 ％以上とすることが好ましい。なお、構造材料として
利用する場合には、最終熱処理後に低融点のＡｇ基固溶
体が残存すると構造材料の上限使用温度が低下してしま
うので、最終的な反応生成物（Ｎｂ3 Ａｌ、Ｎｂ）に固
溶し得る範囲内でＡｇを複合体中に含むことが望まし
い。Ａｇ、ＡｌまたはＮｂへのＧｅまたはＳｉの添加
は、Ｎｂ3 Ａｌ基化合物の高磁界特性を改善する。その
添加量は特性を改善するためには0.1at ．％以上、また
良好な冷間加工性を保持する上から１０at．％以下の範
囲になければならない。Ｎｂに替えてＡｇを少量添加し
たＮｂ合金を用いても良いが、複合体の良好な冷間加工
性を保持する上から、好ましくはＮｂへのＡｇの添加量
は１at．％以下とする。次に実施例を示してさらに詳し
くこの発明について説明する。もちろん、この発明は以
下の実施例によって限定されるものではない。
実施例１〜２ 外径１４mm内径７mmのＮｂ管に、外径７mm内径３mmφの
Ａｌ管を挿入し、これにさらに３mmφのＡｇ棒を挿入し
たＮｂ／Ａｌ／Ａｇ三重複合体を、溝ロールおよびカセ
ットローラーダイスにより冷間伸線加工して1.1mm φの
細線とした。Ａｇの体積比は4.6 ％であった。また、Ａ
ｇ／Ａｌ領域（芯径）は５５０μｍであった。これを８
５０℃で２４時間熱処理すると、表１に示すように12.8
ＫのＴｃを有するＮｂ3 Ａｌが生成した（実施例１）。
同程度のＡｌ芯径（５５０μｍ）を有するニオブチュー
ブ法で作成した試料（Ｎｂ／Ａｌ−２at．％Ｃｕ）の場
合には、銀の介在による拡散促進がなく、ＮｂＡｌ3 や
Ｎｂ2 Ａｌに富んだ中間相が安定で、高いＴｃを有する
Ｎｂ3 Ａｌが生成しない（比較例１）。この発明の場合
と同程度のＴｃを得るためには、本発明の場合のＡｇ／
Ａｌ領域直径の１００分１程度までＡｌ芯径を細くする
必要がある（比較例２）。なお、この1.1mmφの三重複
合線を１２１本束ねて外径２０ mm 内径１４mmのＮｂ管
に挿入挿入して伸線加工することにより容易に１次スタ
ック線を作成できた。その場合、Ａｇ／Ａｌ領域の直径
は３５μｍでＴｃは13.0Ｋであった（実施例２）。
Ａｌ管を挿入し、これにさらに３mmφのＡｇ棒を挿入し
たＮｂ／Ａｌ／Ａｇ三重複合体を、溝ロールおよびカセ
ットローラーダイスにより冷間伸線加工して1.1mm φの
細線とした。Ａｇの体積比は4.6 ％であった。また、Ａ
ｇ／Ａｌ領域（芯径）は５５０μｍであった。これを８
５０℃で２４時間熱処理すると、表１に示すように12.8
ＫのＴｃを有するＮｂ3 Ａｌが生成した（実施例１）。
同程度のＡｌ芯径（５５０μｍ）を有するニオブチュー
ブ法で作成した試料（Ｎｂ／Ａｌ−２at．％Ｃｕ）の場
合には、銀の介在による拡散促進がなく、ＮｂＡｌ3 や
Ｎｂ2 Ａｌに富んだ中間相が安定で、高いＴｃを有する
Ｎｂ3 Ａｌが生成しない（比較例１）。この発明の場合
と同程度のＴｃを得るためには、本発明の場合のＡｇ／
Ａｌ領域直径の１００分１程度までＡｌ芯径を細くする
必要がある（比較例２）。なお、この1.1mmφの三重複
合線を１２１本束ねて外径２０ mm 内径１４mmのＮｂ管
に挿入挿入して伸線加工することにより容易に１次スタ
ック線を作成できた。その場合、Ａｇ／Ａｌ領域の直径
は３５μｍでＴｃは13.0Ｋであった（実施例２）。
【表１】
【発明の効果】この発明の製造法の場合には、従来の製
法と違って、極めて薄いＮｂ／Ａｌ拡散対を必要とせ
ず、加工率が１０5 を越える強度の伸線加工を行わなく
てもよい。そのため、スタック工程を省略してもよく、
製造コストを著しく低減できる。また、熱処理温度が１
０００℃以下であるため、連続融体急冷装置や電子ビー
ム発生器などの大型で特殊な装置を必要としない。本発
明は、Ｎｂ3 ＳｎやＶ3 Ｇａの線材製造で従来使用して
いた伸線加工、熱処理装置をそのまま利用できる利点を
有する。また、この発明の製造法は、超電導線材の製造
法としてだけでなく耐熱特性に優れた構造材料の製造法
としても有望である。構造材料としては種々の形状に容
易に成形加工できることが必要とされている。この発明
の方法では、Ａｇ粉、Ａｌ粉、Ｎｂ粉の混合粉、Ａｇ
板、Ａｌ板、Ｎｂ板を圧接したクラッド材など、Ａｇ、
Ａｌ、Ｎｂの三者から構成される複合体を、熱処理する
前に、希望する種々の形状に成形することが可能であ
る。その際、拡散反応を促進させるためにＡｇを介在さ
せているので、Ｎｂ／Ａｌ拡散対を薄くさせるための大
きな冷間成形加工率を必ずしも要しない。成形加工され
たＡｇ／Ａｌ／Ｎｂ複合体を熱処理すれば、比較的低温
で且つ短時間の内にＮｂとＡｌの拡散反応を終了し、任
意の形状のＮｂ3 Ａｌ化合物を容易に製造することがで
きる。
法と違って、極めて薄いＮｂ／Ａｌ拡散対を必要とせ
ず、加工率が１０5 を越える強度の伸線加工を行わなく
てもよい。そのため、スタック工程を省略してもよく、
製造コストを著しく低減できる。また、熱処理温度が１
０００℃以下であるため、連続融体急冷装置や電子ビー
ム発生器などの大型で特殊な装置を必要としない。本発
明は、Ｎｂ3 ＳｎやＶ3 Ｇａの線材製造で従来使用して
いた伸線加工、熱処理装置をそのまま利用できる利点を
有する。また、この発明の製造法は、超電導線材の製造
法としてだけでなく耐熱特性に優れた構造材料の製造法
としても有望である。構造材料としては種々の形状に容
易に成形加工できることが必要とされている。この発明
の方法では、Ａｇ粉、Ａｌ粉、Ｎｂ粉の混合粉、Ａｇ
板、Ａｌ板、Ｎｂ板を圧接したクラッド材など、Ａｇ、
Ａｌ、Ｎｂの三者から構成される複合体を、熱処理する
前に、希望する種々の形状に成形することが可能であ
る。その際、拡散反応を促進させるためにＡｇを介在さ
せているので、Ｎｂ／Ａｌ拡散対を薄くさせるための大
きな冷間成形加工率を必ずしも要しない。成形加工され
たＡｇ／Ａｌ／Ｎｂ複合体を熱処理すれば、比較的低温
で且つ短時間の内にＮｂとＡｌの拡散反応を終了し、任
意の形状のＮｂ3 Ａｌ化合物を容易に製造することがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木吉 司 茨城県つくば市千現１丁目２番１号 科学 技術庁金属材料技術研究所筑波支所内 (72)発明者 井上 廉 茨城県つくば市千現１丁目２番１号 科学 技術庁金属材料技術研究所筑波支所内
Claims (9)
- 【請求項１】 ＮｂとＡｌ、およびＡｇの各々の部材か
ら構成される複合体を線状に伸線加工し、熱処理するこ
とを特徴とするＮｂ3 Ａｌ化合物の製造法。 - 【請求項２】 0.1 〜１０at．％のＧｅまたはＳｉを添
加したＮｂ、Ａｌおよび／またはＡｇからなる複合体を
伸線加工する請求項１のＮｂ3 Ａｌ化合物の製造法。 - 【請求項３】 ＮｂとＡｌ、およびＡｇの各々の部材か
ら構成される多重管複合体を線状に伸線加工する請求項
１または２のＮｂ3 Ａｌ化合物の製造法。 - 【請求項４】 複合体として、Ａｇ箔、Ａｌ箔、Ｎｂ箔
を３層に重ねて銅棒などの回りに巻き付けた複合体、Ａ
ｇ粉、Ａｌ粉、Ｎｂ粉を混合してＮｂ管などに詰めた複
合体、並びにＡｇ板、Ａｌ板、Ｎｂ板を圧延接着したの
ちチップ状に切断しＮｂ管などに詰めて押し出した複合
体を伸線加工する請求項１，２または３のＮｂ3 Ａｌ化
合物の製造法。 - 【請求項５】 １at．％以下のＡｇを添加したＮｂを部
材として伸線加工する請求項１，２，３または４のＮｂ
3 Ａｌ化合物の製造法。 - 【請求項６】 請求項１，２，３，４または５の方法に
よってＮｂ3 Ａｌ化合物を製造することを特徴とするＮ
ｂ3 Ａｌ超電導体の製造法。 - 【請求項７】 ＮｂとＡｇの各々の部材から構成される
複合体を線状に伸線加工し、Ａｌをその表面に付着させ
た後に熱処理することを特徴とするＮｂ3 Ａｌ化合物の
製造法。 - 【請求項８】 ＮｂとＡｇの各々の部材から構成される
領域の中央部にＡｌの領域を配した複合体を線状に伸線
加工し、次いで熱処理することを特徴とするＮｂ3 Ａｌ
化合物の製造法。 - 【請求項９】 請求項８の方法によってＮｂ3 Ａｌ化合
物を製造することを特徴とするＮｂ3 Ａｌ超電導体の製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3242326A JPH0652743A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | Ｎｂ３ Ａｌ化合物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3242326A JPH0652743A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | Ｎｂ３ Ａｌ化合物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0652743A true JPH0652743A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=17087542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3242326A Pending JPH0652743A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | Ｎｂ３ Ａｌ化合物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652743A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01319647A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-25 | Fujikura Ltd | Ｎｂ↓３Ｘ系超電導材およびその製造方法 |
| JPH024931A (ja) * | 1988-06-23 | 1990-01-09 | Fujikura Ltd | Ｎｂ↓３Ｘ系超電導材の製造方法 |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP3242326A patent/JPH0652743A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01319647A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-25 | Fujikura Ltd | Ｎｂ↓３Ｘ系超電導材およびその製造方法 |
| JPH024931A (ja) * | 1988-06-23 | 1990-01-09 | Fujikura Ltd | Ｎｂ↓３Ｘ系超電導材の製造方法 |
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