JPH0664942B2 - ＮｂＴｉバリアを有する銅被覆ＮｂＴｉ超電導線 - Google Patents
ＮｂＴｉバリアを有する銅被覆ＮｂＴｉ超電導線Info
- Publication number
- JPH0664942B2 JPH0664942B2 JP4006351A JP635192A JPH0664942B2 JP H0664942 B2 JPH0664942 B2 JP H0664942B2 JP 4006351 A JP4006351 A JP 4006351A JP 635192 A JP635192 A JP 635192A JP H0664942 B2 JPH0664942 B2 JP H0664942B2
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- Japan
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- nbti
- barrier
- copper
- superconducting wire
- wire
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- 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.)
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- 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)
- Wire Processing (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、銅被覆ＮbＴi超電導線
に関し、更に詳しくは、銅被覆ＮbＴi超電導極細多芯線
に関する。
に関し、更に詳しくは、銅被覆ＮbＴi超電導極細多芯線
に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、銅パイプを嵌合した多数のＮbＴi合金棒を銅ビレッ
ト中に挿入複合化し、熱間押出しによって縮径し、次い
でダイスを通して伸線加工を行うことによって数千本の
ＮbＴi合金フィラメントを有する超電導極細多芯線を製
造していた。しかし、この超電導極細多芯線には、Ｉc
の低下および永久電流モ−ドで使用時に電流の減衰を生
じるという欠点がある。熱間押出しのための昇温および
押出し時の加工発熱のためにＮbＴi合金と銅の金属間化
合物(例えば、Ｔi2Ｃu、(ＴiＮb)2Ｃu)の層が形成さ
れ、この層はＮbＴi合金フィラメントより硬く、伸線加
工時においてＮbＴi合金フィラメントにくい込み、Ｎb
Ｔi合金フィラメントの多数の断線を生じさせるからで
ある。
来、銅パイプを嵌合した多数のＮbＴi合金棒を銅ビレッ
ト中に挿入複合化し、熱間押出しによって縮径し、次い
でダイスを通して伸線加工を行うことによって数千本の
ＮbＴi合金フィラメントを有する超電導極細多芯線を製
造していた。しかし、この超電導極細多芯線には、Ｉc
の低下および永久電流モ−ドで使用時に電流の減衰を生
じるという欠点がある。熱間押出しのための昇温および
押出し時の加工発熱のためにＮbＴi合金と銅の金属間化
合物(例えば、Ｔi2Ｃu、(ＴiＮb)2Ｃu)の層が形成さ
れ、この層はＮbＴi合金フィラメントより硬く、伸線加
工時においてＮbＴi合金フィラメントにくい込み、Ｎb
Ｔi合金フィラメントの多数の断線を生じさせるからで
ある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、銅被覆Ｎ
bＴi超電導線を鋭意研究の結果、予めＮbＴi合金棒表面
にＮbＴiバリアを被覆するとＮbＴi合金フィラメントの
断線がほとんどないことを見い出し、本発明を完成する
に至った。
bＴi超電導線を鋭意研究の結果、予めＮbＴi合金棒表面
にＮbＴiバリアを被覆するとＮbＴi合金フィラメントの
断線がほとんどないことを見い出し、本発明を完成する
に至った。
【０００４】本発明の要旨は、ＮbＴi合金棒の表面にＮ
bＴiのバリアを被覆し、ＮbＴiフィラメント径が２〜３
０μm、ＮbＴiバリア厚が０.１〜２μm、ＮbＴiバリア
のＴi濃度が３０重量％以下であることを特徴とする銅
被覆ＮbＴi超電導線に存する。
bＴiのバリアを被覆し、ＮbＴiフィラメント径が２〜３
０μm、ＮbＴiバリア厚が０.１〜２μm、ＮbＴiバリア
のＴi濃度が３０重量％以下であることを特徴とする銅
被覆ＮbＴi超電導線に存する。
【０００５】本発明の超電導極細多芯線の製造手順を以
下に詳しく述べる。 (１)ＮbＴi合金棒の表面に ＮbＴiのバリアを被覆する。
この工程が本発明の超電導線の特徴である。この段階で
ＮbＴi合金棒の直径は数mm〜数１０mm、ＮbＴiバリア厚
は数１００μm程度である。以後の工程は従来法と全く
同じである。 (２)このＮbＴi合金棒と銅パイプまたは銅合金(例え
ば、Ｃu−Ｎi合金)パイプを嵌合し、多数の嵌合物を銅
ビレット中に挿入する。 (３)ビレットを熱間押出しによって縮径し、次いでダイ
スを通して伸線加工する。
下に詳しく述べる。 (１)ＮbＴi合金棒の表面に ＮbＴiのバリアを被覆する。
この工程が本発明の超電導線の特徴である。この段階で
ＮbＴi合金棒の直径は数mm〜数１０mm、ＮbＴiバリア厚
は数１００μm程度である。以後の工程は従来法と全く
同じである。 (２)このＮbＴi合金棒と銅パイプまたは銅合金(例え
ば、Ｃu−Ｎi合金)パイプを嵌合し、多数の嵌合物を銅
ビレット中に挿入する。 (３)ビレットを熱間押出しによって縮径し、次いでダイ
スを通して伸線加工する。
【０００６】通常用いられるＮbＴi合金棒はＴi 含量４
０〜６０重量％であり、この合金は銅と金属間化合物を
作り易い。バリアとして用いられるＮbＴiはかなりの高
温(例えば７００℃)においても銅と金属間化合物を作り
にくい。被覆するバリアの厚さは押出しおよび伸線条件
によって異なるが最終寸法で1μm程度が好ましい。バリ
ア中のＴｉ濃度は０.０１重量％以上であることが好ま
しい。
０〜６０重量％であり、この合金は銅と金属間化合物を
作り易い。バリアとして用いられるＮbＴiはかなりの高
温(例えば７００℃)においても銅と金属間化合物を作り
にくい。被覆するバリアの厚さは押出しおよび伸線条件
によって異なるが最終寸法で1μm程度が好ましい。バリ
ア中のＴｉ濃度は０.０１重量％以上であることが好ま
しい。
【０００７】
【発明の効果】本発明の超電導線の特長は、ＮbＴi合金
フィラメントの断線がほとんどなく、超電導特性に優れ
ていることである。熱間押出時の高温の場合にもバリア
によってＮbＴi合金と銅の拡散を防止するので、ＮbＴi
合金と銅の金属間化合物の形成がないからである。
フィラメントの断線がほとんどなく、超電導特性に優れ
ていることである。熱間押出時の高温の場合にもバリア
によってＮbＴi合金と銅の拡散を防止するので、ＮbＴi
合金と銅の金属間化合物の形成がないからである。
【０００８】本発明の超電導線の別の特長は、製造コス
トを低減できることである。高温にしても断線の原因と
なる障害が生じないので熱間押出し温度を高くでき、そ
のため熱間押出しの加工度を大きくできる(大きく減面
できる)からである。また本発明の他の特長として、高
い臨界電流密度がある。ＮbＴiバリアを適切な厚みで配
置することによって、加工途中の熱処理回数を従来の１
〜３回から４〜１０回程度まで増加することができる。
熱処理回数が多い程、臨界電流密度が高くなる事が知ら
れており、本発明はこの点でも工業的に有利である。
トを低減できることである。高温にしても断線の原因と
なる障害が生じないので熱間押出し温度を高くでき、そ
のため熱間押出しの加工度を大きくできる(大きく減面
できる)からである。また本発明の他の特長として、高
い臨界電流密度がある。ＮbＴiバリアを適切な厚みで配
置することによって、加工途中の熱処理回数を従来の１
〜３回から４〜１０回程度まで増加することができる。
熱処理回数が多い程、臨界電流密度が高くなる事が知ら
れており、本発明はこの点でも工業的に有利である。
【０００９】本発明の超電導線は、永久電流モ−ドで用
いられる磁気浮上用超電導磁石およびＮＭＲ−ＣＴ用超
電導磁石等に特に有用である。
いられる磁気浮上用超電導磁石およびＮＭＲ−ＣＴ用超
電導磁石等に特に有用である。
【００１０】
【実施例】以下に実施例および比較例を示し、本発明を
更に詳しく説明する。 実施例１〜４ならびに比較例１ 径３mmのＮbＴi合金棒表面に厚さ２００μmのＴi濃度を
変えた５種類のシート状のＮbＴiバリアを被覆し、外径
６mmの銅パイプと嵌合し、５００本の嵌合物を外径１６
cmの銅ビレット中に挿入して電子ビームでふたをした。
温度６００℃で３０００トンの熱間押出しによってビレ
ットの径を５０mmにした。次いでダイスによってＮbＴi
合金フィラメントが３４〜１.３μmの範囲になるように
伸線した線材を製作した。このときのＮbＴiバリア厚み
は２.３〜０.０８μmになっていた。これらの線材を５
０cmの長さでサンプリングし、被覆された銅を硝酸で溶
解してフィラメント５００本のうちの断線数を計測し
た。同時に０.４mm径の５種の線材の臨界電流密度を５
Ｔ, ４.２Ｋで測定した。
更に詳しく説明する。 実施例１〜４ならびに比較例１ 径３mmのＮbＴi合金棒表面に厚さ２００μmのＴi濃度を
変えた５種類のシート状のＮbＴiバリアを被覆し、外径
６mmの銅パイプと嵌合し、５００本の嵌合物を外径１６
cmの銅ビレット中に挿入して電子ビームでふたをした。
温度６００℃で３０００トンの熱間押出しによってビレ
ットの径を５０mmにした。次いでダイスによってＮbＴi
合金フィラメントが３４〜１.３μmの範囲になるように
伸線した線材を製作した。このときのＮbＴiバリア厚み
は２.３〜０.０８μmになっていた。これらの線材を５
０cmの長さでサンプリングし、被覆された銅を硝酸で溶
解してフィラメント５００本のうちの断線数を計測し
た。同時に０.４mm径の５種の線材の臨界電流密度を５
Ｔ, ４.２Ｋで測定した。
【００１１】比較例２ ＮbＴi合金棒表面にバリアを設けない以外は上記手順を
繰り返し、フィラメント断線数と臨界電流密度を計測し
た。これらの結果を表１、表２および図１に示す。
繰り返し、フィラメント断線数と臨界電流密度を計測し
た。これらの結果を表１、表２および図１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】フィラメント断線率の結果（図１）から、
ＮbＴiバリアのＴi濃度が３０重量％を超えると断線率
が大幅に増加することが判る。Ｔi濃度は最も低い０.７
重量％のものが断線率が最も低いが、３０重量％以下で
あれば実用に適することが明らかである。また表１、表
２の結果よりＮbＴiフィラメント径としては３０〜２μ
mのものが、臨界電流密度２０００Ａ／mm2を超えてお
り、実用可能である。ＮbＴiバリア厚としても２〜０.
１μmの範囲が、フィラメント断線率、臨界電流密度の
点から好ましいことがわかる。
ＮbＴiバリアのＴi濃度が３０重量％を超えると断線率
が大幅に増加することが判る。Ｔi濃度は最も低い０.７
重量％のものが断線率が最も低いが、３０重量％以下で
あれば実用に適することが明らかである。また表１、表
２の結果よりＮbＴiフィラメント径としては３０〜２μ
mのものが、臨界電流密度２０００Ａ／mm2を超えてお
り、実用可能である。ＮbＴiバリア厚としても２〜０.
１μmの範囲が、フィラメント断線率、臨界電流密度の
点から好ましいことがわかる。
【図１】 フィラメント径およびバリア厚とフィラメン
ト断線率の関係を示すグラフである。
ト断線率の関係を示すグラフである。
１…実施例１、 ２…実施例２、 ３…実施例３、
４…実施例４、 ５…比較例１、 ６…比較例２。
４…実施例４、 ５…比較例１、 ６…比較例２。
Claims (1)
- 【請求項１】 ＮbＴi合金棒の表面にＮbＴiのバリアを
被覆し、ＮbＴiフィラメント径が２〜３０μm、ＮbＴi
バリア厚が０.１〜２μm、ＮbＴiバリアのＴi濃度が３
０重量％以下であることを特徴とする銅被覆ＮbＴi超電
導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4006351A JPH0664942B2 (ja) | 1984-02-14 | 1992-01-17 | ＮｂＴｉバリアを有する銅被覆ＮｂＴｉ超電導線 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59026772A JPH063690B2 (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 銅被覆ΝｂＴｉ超電導線 |
| JP4006351A JPH0664942B2 (ja) | 1984-02-14 | 1992-01-17 | ＮｂＴｉバリアを有する銅被覆ＮｂＴｉ超電導線 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59026772A Division JPH063690B2 (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 銅被覆ΝｂＴｉ超電導線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0554730A JPH0554730A (ja) | 1993-03-05 |
| JPH0664942B2 true JPH0664942B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=26340466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4006351A Expired - Lifetime JPH0664942B2 (ja) | 1984-02-14 | 1992-01-17 | ＮｂＴｉバリアを有する銅被覆ＮｂＴｉ超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0664942B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4044457A (en) | 1976-04-01 | 1977-08-30 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Method of fabricating composite superconducting wire |
-
1992
- 1992-01-17 JP JP4006351A patent/JPH0664942B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4044457A (en) | 1976-04-01 | 1977-08-30 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Method of fabricating composite superconducting wire |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0554730A (ja) | 1993-03-05 |
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