JPH0713282B2 - 複合超電導導体用安定化材の製造方法 - Google Patents
複合超電導導体用安定化材の製造方法Info
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- JPH0713282B2 JPH0713282B2 JP60069761A JP6976185A JPH0713282B2 JP H0713282 B2 JPH0713282 B2 JP H0713282B2 JP 60069761 A JP60069761 A JP 60069761A JP 6976185 A JP6976185 A JP 6976185A JP H0713282 B2 JPH0713282 B2 JP H0713282B2
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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
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- 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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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は複合超電導導体用安定化材の製造方法に関す
るものである。
るものである。
〈従来の技術とその問題点〉 核融合、エネルギー貯蔵などに応用する大型超電導マグ
ネットでは、マグネット保護の観点からインダクタンス
を小さくして高磁界を発生させるため、大容量導体を用
いることが不可欠である。
ネットでは、マグネット保護の観点からインダクタンス
を小さくして高磁界を発生させるため、大容量導体を用
いることが不可欠である。
また、これらの大型マグネットの超電導安定化の設計
は、導体の一部に常電導転移が起った場合の発熱（Ｇ）
より冷却熱量（Ｑ）を大きくし、常電導部が伝播するこ
となく超電導状態に復帰するようにするクライオスタテ
ィックな安定化法によっている。
は、導体の一部に常電導転移が起った場合の発熱（Ｇ）
より冷却熱量（Ｑ）を大きくし、常電導部が伝播するこ
となく超電導状態に復帰するようにするクライオスタテ
ィックな安定化法によっている。
上記の発熱（Ｇ）および冷却熱量（Ｑ）は次式により示
される。
される。
即ち、Ｇ＝ρ/S・I2 ……（１） Ｑ＝ｐ・ｈ ……（２） 但し、I:通電電流値 ρ：安定化材の抵抗率 S:安定化材の断面積 p:冷却表面積 h:導体とヘリウム間の熱流束 である。
この式から超電導導体としては、ρを小さくし、ｓ、
ｐ、ｈを大きくすることが必要である。
ｐ、ｈを大きくすることが必要である。
これらのうち、ｐ、ｈは導体寸法、形状により、ほぼ決
められてしまい、またＳを大きくすると、マグネットが
大型化し、コスト的に問題である。
められてしまい、またＳを大きくすると、マグネットが
大型化し、コスト的に問題である。
従って、超電導導体の安定化材としては抵抗率ρが小さ
いことが必要で、通常は純銅が用いられる。
いことが必要で、通常は純銅が用いられる。
しかし、安定化材としてCuを用いた場合は、特に高磁界
での安定性が悪い。そしてこの安定性を十分にするには
多量のCuが必要となり、電流密度が減少し、マグネット
寸法が増大する。
での安定性が悪い。そしてこの安定性を十分にするには
多量のCuが必要となり、電流密度が減少し、マグネット
寸法が増大する。
これはCuの電気抵抗は磁気抵抗効果により磁界と共に著
しく増加するため、電気抵抗と共に熱電導が低下するた
めである。
しく増加するため、電気抵抗と共に熱電導が低下するた
めである。
要するに、Cuは磁界の増加に伴なう抵抗率の増加、即ち
磁気抵抗効果が大きいことが欠点であり、このことから
磁気抵抗効果の小さい高純度Alを安定化材として用いる
ことが望まれている。しかしながら高純度Alは機械強
度、特に耐疲労強度が小さい欠点があり、繰返し電磁力
が導体に加えられるパルスマグネットでは大きな問題と
なるのである。
磁気抵抗効果が大きいことが欠点であり、このことから
磁気抵抗効果の小さい高純度Alを安定化材として用いる
ことが望まれている。しかしながら高純度Alは機械強
度、特に耐疲労強度が小さい欠点があり、繰返し電磁力
が導体に加えられるパルスマグネットでは大きな問題と
なるのである。
〈問題点を解決するための手段〉 この発明は、上記した従来の欠陥に鑑み、これを解消す
べく検討結果、得られたものである。
べく検討結果、得られたものである。
即ち、この発明は純度99.9重量％以上の純Al棒をMgおよ
びSiを夫々0.2〜0.6重量％含有したAl合金で被覆し、最
終形状に成形後150℃以上、190℃以下で１時間以上、70
時間以下にて熱処理することを特徴とする複合超電導導
体用安定化材の製造方法を提供するものである。
びSiを夫々0.2〜0.6重量％含有したAl合金で被覆し、最
終形状に成形後150℃以上、190℃以下で１時間以上、70
時間以下にて熱処理することを特徴とする複合超電導導
体用安定化材の製造方法を提供するものである。
〈作用〉 以下、この発明を図面を参照しつつ説明する。
第１図において、１はMg、Siを夫々0.2〜0.6％含有した
Al合金層２を被覆した高純度Alである。
Al合金層２を被覆した高純度Alである。
この発明は第１図に断面構造を示すように、集合導体に
Al合金被覆したAl材を安定化材として用いるものであ
る。ここでAl合金被覆高純度AlはAl合金管中に高純度Al
棒を入れて作製した複合ビレットの押出し、あるいはAl
合金パイプと高純度Al棒の複合伸線によって作製され
る。
Al合金被覆したAl材を安定化材として用いるものであ
る。ここでAl合金被覆高純度AlはAl合金管中に高純度Al
棒を入れて作製した複合ビレットの押出し、あるいはAl
合金パイプと高純度Al棒の複合伸線によって作製され
る。
なお、第１図における３はNb−TiまたはNb3Sn極細多芯
超電導線である。
超電導線である。
この発明において、高純度Al棒の外周を被覆するAl合金
層の素材となるAl合金にはMg、Siの夫々0.2〜0.6％を含
有させたことが特徴であるが、これは電気抵抗を低下さ
せることなく、Alの強度を増加させるためである。
層の素材となるAl合金にはMg、Siの夫々0.2〜0.6％を含
有させたことが特徴であるが、これは電気抵抗を低下さ
せることなく、Alの強度を増加させるためである。
このMg、SiのAl合金中への含有量を0.2〜0.6％とするの
は、0.2％以下では機械的強度を増加させるのに不十分
であること、また0.6％以上では電気抵抗の大きな増加
を生じること、さらに加工性を劣化させるので好ましく
ないためである。
は、0.2％以下では機械的強度を増加させるのに不十分
であること、また0.6％以上では電気抵抗の大きな増加
を生じること、さらに加工性を劣化させるので好ましく
ないためである。
また、この発明による安定化材の他の一例を示すと、第
２図のようにNb−Ti極細多芯超電導線からなるモノリシ
ック導体４の外周を高純度Al1、さらにその最外周をAl
合金層２で被覆したものである。これは複合ビレットの
押出し、またはAl合金パイプ、高純度Alパイプ、Nb−Ti
超電導導体の複合伸線によって作製することもできる。
２図のようにNb−Ti極細多芯超電導線からなるモノリシ
ック導体４の外周を高純度Al1、さらにその最外周をAl
合金層２で被覆したものである。これは複合ビレットの
押出し、またはAl合金パイプ、高純度Alパイプ、Nb−Ti
超電導導体の複合伸線によって作製することもできる。
〈実施例〉 以下、この発明を実施例により説明する。
下記の第１表に示した組成のAl合金よりなる外径70mmの
管の中に99.92％のAl棒を入れ、上、下に同じAl合金か
らなる蓋をし、真空室中でAl合金管内部を真空引きした
後、蓋を電子ビーム溶接して複合ビレットを作製した。
管の中に99.92％のAl棒を入れ、上、下に同じAl合金か
らなる蓋をし、真空室中でAl合金管内部を真空引きした
後、蓋を電子ビーム溶接して複合ビレットを作製した。
これを静水圧押出機を用いて30mmψに押出しした。ここ
でAl合金の被覆率は15％である。
でAl合金の被覆率は15％である。
次に押出材を伸線および圧延し、３×16mm2の板を２
枚、５×10mm2の板を１枚作製し、第１表に示す条件で
熱処理した。
枚、５×10mm2の板を１枚作製し、第１表に示す条件で
熱処理した。
これらの板材と、別途作製した５×5mm2のNb−Ti極細多
芯超電導線を半田（Pb−Sn共晶合金）で接着合体して大
容量の超電導導体を得た。
芯超電導線を半田（Pb−Sn共晶合金）で接着合体して大
容量の超電導導体を得た。
なお、Al合金層表面には半田接着可能とするため、予め
Snを電気めっきした。
Snを電気めっきした。
一方、この発明による8mm径のAl合金被覆高純度Al棒を
用い、回転曲げ疲労試験により耐疲労強度を調べた。ま
た4.2Kにおいて電気抵抗率を測定した。その結果は第１
表に示した。
用い、回転曲げ疲労試験により耐疲労強度を調べた。ま
た4.2Kにおいて電気抵抗率を測定した。その結果は第１
表に示した。
なお、比較のために測定した99.92％Al棒に比べ、電気
抵抗率は減少し、かつ耐疲労強度も著しく改善されてい
ることが認められた。
抵抗率は減少し、かつ耐疲労強度も著しく改善されてい
ることが認められた。
〈発明の効果〉 以上のように、この発明の安定化材の製法は超電導複合
導体用の安定化材としてMg、Siを夫々0.2〜0.6％含有し
たAl合金で被覆した高純度Al棒を用いるものであり、通
常、超電導の安定化材として用いられているCuに比べ、
超電導を安定化させる力が大きい。
導体用の安定化材としてMg、Siを夫々0.2〜0.6％含有し
たAl合金で被覆した高純度Al棒を用いるものであり、通
常、超電導の安定化材として用いられているCuに比べ、
超電導を安定化させる力が大きい。
これは極低温で、特に高磁界において、Cuに比べ電気抵
抗率の小さいAlを用いているためであるとともに、最終
形状に成形後、熱処理することにより高純度Alの電気抵
抗が減少するためである。
抗率の小さいAlを用いているためであるとともに、最終
形状に成形後、熱処理することにより高純度Alの電気抵
抗が減少するためである。
また、通常安定化材における疲労クラックは、材料の表
面で発生し、内部に伝播する。
面で発生し、内部に伝播する。
この発明は材料外周をMg、Siを夫々0.2〜0.6％添加した
Al合金で被覆したため耐疲労強度を向上させることがで
きたのである。
Al合金で被覆したため耐疲労強度を向上させることがで
きたのである。
第１図はこの発明の方法よりなる安定化材の一例を示す
断面構造図、第２図はこの発明の他の一例を示す平面図
である。 １……高純度Al、２……Al合金被覆層 ３……Nb−TiまたはNb3Sn極細多芯超電導層
断面構造図、第２図はこの発明の他の一例を示す平面図
である。 １……高純度Al、２……Al合金被覆層 ３……Nb−TiまたはNb3Sn極細多芯超電導層
Claims (1)
- 【請求項１】純度99.9重量％以上の純Al棒をMgおよびSi
を夫々0.2〜0.6重量％含有したAl合金で被覆し、最終形
状に成形後150℃以上、190℃以下で１時間以上、70時間
以下熱処理することを特徴とする複合超電導導体用安定
化材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60069761A JPH0713282B2 (ja) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | 複合超電導導体用安定化材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60069761A JPH0713282B2 (ja) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | 複合超電導導体用安定化材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61231143A JPS61231143A (ja) | 1986-10-15 |
| JPH0713282B2 true JPH0713282B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=13412104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60069761A Expired - Lifetime JPH0713282B2 (ja) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | 複合超電導導体用安定化材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713282B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5266416A (en) * | 1991-02-20 | 1993-11-30 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Aluminum-stabilized superconducting wire |
| JP2727874B2 (ja) * | 1992-06-30 | 1998-03-18 | 株式会社日立製作所 | 超電導線及び複合超電導導体 |
-
1985
- 1985-04-02 JP JP60069761A patent/JPH0713282B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61231143A (ja) | 1986-10-15 |
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