JPH07192547A - 複合多芯超電導線 - Google Patents
複合多芯超電導線Info
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- JPH07192547A JPH07192547A JP5332612A JP33261293A JPH07192547A JP H07192547 A JPH07192547 A JP H07192547A JP 5332612 A JP5332612 A JP 5332612A JP 33261293 A JP33261293 A JP 33261293A JP H07192547 A JPH07192547 A JP H07192547A
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- 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
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】磁気浮上列車用等の用途に対応できるように、
複合多芯超電導線の細径化（軽量化）とＲＲＲ（２００
以上）の高いレベルでの両立を可能とする複合多芯超電
導線を提供しようとするものである。 【構成】体積比が、（ローカルマトリックス／超電導
線）≦０．３５、（マトリックス全体／超電導線）≦
１．５で、マトリックスが高純度銅からなる複合多芯超
電導線。
複合多芯超電導線の細径化（軽量化）とＲＲＲ（２００
以上）の高いレベルでの両立を可能とする複合多芯超電
導線を提供しようとするものである。 【構成】体積比が、（ローカルマトリックス／超電導
線）≦０．３５、（マトリックス全体／超電導線）≦
１．５で、マトリックスが高純度銅からなる複合多芯超
電導線。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高純度銅をマトリックス
とし、多数の超電導フィラメントが埋め込まれた複合多
芯超電導線に関し、更に詳しくは細径化や軽量化が要求
される磁気浮上列車用等の用途に対応できる複合多芯超
電導線に関する。
とし、多数の超電導フィラメントが埋め込まれた複合多
芯超電導線に関し、更に詳しくは細径化や軽量化が要求
される磁気浮上列車用等の用途に対応できる複合多芯超
電導線に関する。
【０００２】
【従来の技術】複合多芯超電導線は純銅や銅合金等をマ
トリックスとして、ＮｂＴｉ等からなる極細超電導フィ
ラメントが多数埋め込まれた構造になっている。交流用
特殊用途に使われる複合多芯超電導線の場合、交流損失
の低減の観点から上記マトリックスに高電気抵抗の銅合
金が使用されることもあるが、それ以外の通常の場合は
電気抵抗や熱抵抗が低い純銅が使われる。これは複合多
芯超電導線の通電時の電気的、熱的安定性を向上させる
ためである。
トリックスとして、ＮｂＴｉ等からなる極細超電導フィ
ラメントが多数埋め込まれた構造になっている。交流用
特殊用途に使われる複合多芯超電導線の場合、交流損失
の低減の観点から上記マトリックスに高電気抵抗の銅合
金が使用されることもあるが、それ以外の通常の場合は
電気抵抗や熱抵抗が低い純銅が使われる。これは複合多
芯超電導線の通電時の電気的、熱的安定性を向上させる
ためである。
【０００３】一般に複合多芯超電導線は、各々の超電導
フィラメントがその外周に配置されたローカルマトリッ
クスの中に埋め込まれた共存部と、その共存部の外周や
内周等に配置された安定化マトリックスとからなってい
る。図１を参照しながら説明すると、複合多芯超電導線
４は、超電導フィラメントがローカルマトリックスであ
る純銅に埋め込まれた超電導フィラメント／純銅共存部
１の外周に安定化純銅層２が設けられている。また図１
に示すように、熱的安定性等を向上させるために必要に
応じて安定化純銅芯３が配置される場合もある。
フィラメントがその外周に配置されたローカルマトリッ
クスの中に埋め込まれた共存部と、その共存部の外周や
内周等に配置された安定化マトリックスとからなってい
る。図１を参照しながら説明すると、複合多芯超電導線
４は、超電導フィラメントがローカルマトリックスであ
る純銅に埋め込まれた超電導フィラメント／純銅共存部
１の外周に安定化純銅層２が設けられている。また図１
に示すように、熱的安定性等を向上させるために必要に
応じて安定化純銅芯３が配置される場合もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】最近、磁気浮上列車用
等に使用される超電導コイルでは、その小型軽量化のた
めに複合多芯超電導線の細径化や軽量化が要求されてい
る。従来、複合多芯超電導線の電気的、熱的安定性を向
上させるためには、複合多芯超電導線におけるマトリッ
クスの体積比を高めることが行われてきたが、マトリッ
クスの体積比を高めると、当然複合多芯超電導線の径が
太くなり、重量も大きくなる問題があった。
等に使用される超電導コイルでは、その小型軽量化のた
めに複合多芯超電導線の細径化や軽量化が要求されてい
る。従来、複合多芯超電導線の電気的、熱的安定性を向
上させるためには、複合多芯超電導線におけるマトリッ
クスの体積比を高めることが行われてきたが、マトリッ
クスの体積比を高めると、当然複合多芯超電導線の径が
太くなり、重量も大きくなる問題があった。
【０００５】このためマトリックスである純銅の純度を
高めたり、加工歪みを可能な限り除去する等、マトリッ
クスの電気抵抗、熱抵抗を低めることで、マトリックス
の体積比を低める努力がなされていた。なお通常、マト
リックス（純銅）の電気抵抗は、温度３００Ｋでの抵抗
値を１０Ｋでの抵抗値で割った値（ＲＲＲと称される）
で表現され、現状では磁気浮上列車用等の用途には、マ
トリックスの体積比が１．５以下の場合、ＲＲＲ≧２０
０が要求されている。
高めたり、加工歪みを可能な限り除去する等、マトリッ
クスの電気抵抗、熱抵抗を低めることで、マトリックス
の体積比を低める努力がなされていた。なお通常、マト
リックス（純銅）の電気抵抗は、温度３００Ｋでの抵抗
値を１０Ｋでの抵抗値で割った値（ＲＲＲと称される）
で表現され、現状では磁気浮上列車用等の用途には、マ
トリックスの体積比が１．５以下の場合、ＲＲＲ≧２０
０が要求されている。
【０００６】しかしながら、初期ＲＲＲが４００程度の
高純度銅を用いて複合多芯超電導線を製造しても、延伸
加工等による加工歪みがマトリックス中に残り、焼鈍を
行ってもＲＲＲが２５０程度まで低下してしまうことが
避けられない。加えてローカルマトリックスの場合、肉
厚が極めて薄くなっているため、この肉厚がある程度ま
で薄くなると電子の平均自由工程の関係で前記ＲＲＲが
２５０にも至らず、実質的に肉厚（μｍ）の２３．６倍
程度の値にしかならないことが知られている。従って各
々の超電導フィラメントがローカルマトリックスの中に
埋め込まれた共存部においては、該ローカルマトリック
スのＲＲＲは小さいものになってしまう。
高純度銅を用いて複合多芯超電導線を製造しても、延伸
加工等による加工歪みがマトリックス中に残り、焼鈍を
行ってもＲＲＲが２５０程度まで低下してしまうことが
避けられない。加えてローカルマトリックスの場合、肉
厚が極めて薄くなっているため、この肉厚がある程度ま
で薄くなると電子の平均自由工程の関係で前記ＲＲＲが
２５０にも至らず、実質的に肉厚（μｍ）の２３．６倍
程度の値にしかならないことが知られている。従って各
々の超電導フィラメントがローカルマトリックスの中に
埋め込まれた共存部においては、該ローカルマトリック
スのＲＲＲは小さいものになってしまう。
【０００７】従って、例え初期ＲＲＲが同程度の高純度
銅を用いて複合多芯超電導線を製造しても、製造後のロ
ーカルマトリックスと安定化マトリックスのＲＲＲは異
ったものになる。従ってその配分比により複合多芯超電
導線を構成するマトリックス全体のＲＲＲが左右される
のである。なお複合多芯超電導線を構成するマトリック
ス全体のＲＲＲとは、理論的にはマトリックスの各部位
の体積分率とその部位でのＲＲＲを掛けた値の総和であ
るが、実際には測定によって求められる値である。複合
多芯超電導線の安定性の観点では、前述したマトリック
ス全体のＲＲＲがなるべく高くなることが望ましいが、
現状ではこのＲＲＲに影響する前記配分比は経験によっ
て決められており、複合多芯超電導線の細径化（軽量
化）とＲＲＲの高いレベルでの両立ができていなかっ
た。
銅を用いて複合多芯超電導線を製造しても、製造後のロ
ーカルマトリックスと安定化マトリックスのＲＲＲは異
ったものになる。従ってその配分比により複合多芯超電
導線を構成するマトリックス全体のＲＲＲが左右される
のである。なお複合多芯超電導線を構成するマトリック
ス全体のＲＲＲとは、理論的にはマトリックスの各部位
の体積分率とその部位でのＲＲＲを掛けた値の総和であ
るが、実際には測定によって求められる値である。複合
多芯超電導線の安定性の観点では、前述したマトリック
ス全体のＲＲＲがなるべく高くなることが望ましいが、
現状ではこのＲＲＲに影響する前記配分比は経験によっ
て決められており、複合多芯超電導線の細径化（軽量
化）とＲＲＲの高いレベルでの両立ができていなかっ
た。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる状況に鑑
み、鋭意研究を行った結果なされたもので、その目的
は、磁気浮上列車用等の用途に対応できるように、複合
多芯超電導線の細径化（軽量化）とＲＲＲ（２００以
上）の高いレベルでの両立を可能とする複合多芯超電導
線を提供しようとするものである。即ち、各々の超電導
フィラメントの外周に配置されたローカルマトリックス
と超電導フィラメントとからなる共存部と、該共存部の
周囲に配置された安定化マトリックスとからなる複合多
芯超電導線において、前記ローカルマトリックスと前記
安定化マトリックスが高純度銅からなっており、また前
記超電導フィラメントに対する前記ローカルマトリック
スの体積比が０．３５以下でかつ前記超電導フィラメン
トに対する、前記ローカルマトリックスと前記安定化マ
トリックスの合計からなるマトリックス全体の体積比が
１．５以下であることを特徴とする複合多芯超電導線で
ある。
み、鋭意研究を行った結果なされたもので、その目的
は、磁気浮上列車用等の用途に対応できるように、複合
多芯超電導線の細径化（軽量化）とＲＲＲ（２００以
上）の高いレベルでの両立を可能とする複合多芯超電導
線を提供しようとするものである。即ち、各々の超電導
フィラメントの外周に配置されたローカルマトリックス
と超電導フィラメントとからなる共存部と、該共存部の
周囲に配置された安定化マトリックスとからなる複合多
芯超電導線において、前記ローカルマトリックスと前記
安定化マトリックスが高純度銅からなっており、また前
記超電導フィラメントに対する前記ローカルマトリック
スの体積比が０．３５以下でかつ前記超電導フィラメン
トに対する、前記ローカルマトリックスと前記安定化マ
トリックスの合計からなるマトリックス全体の体積比が
１．５以下であることを特徴とする複合多芯超電導線で
ある。
【０００９】
【作用】本発明の複合多芯超電導線は、磁気浮上列車用
等の用途に対応できるように、複合多芯超電導線の細径
化（軽量化）を実現するため、前記ローカルマトリック
スと前記安定化マトリックスの合計からなるマトリック
ス全体の前記超電導フィラメントに対する体積比は１．
５以下となっている。この体積比が１．５を越えると、
複合多芯超電導線が太く重量も大きくなるため、軽量小
型化が求められる磁気浮上列車用等の用途には対応でき
ない。
等の用途に対応できるように、複合多芯超電導線の細径
化（軽量化）を実現するため、前記ローカルマトリック
スと前記安定化マトリックスの合計からなるマトリック
ス全体の前記超電導フィラメントに対する体積比は１．
５以下となっている。この体積比が１．５を越えると、
複合多芯超電導線が太く重量も大きくなるため、軽量小
型化が求められる磁気浮上列車用等の用途には対応でき
ない。
【００１０】このようにマトリックス全体と超電導フィ
ラメントの合計の体積比を１．５以下にするという制限
の下では、複合多芯超電導線を構成するマトリックス全
体のＲＲＲを高いレベル（２００以上）にすることが難
しい。本発明は、薄肉化してＲＲＲが小さくなったロー
カルマトリックスの体積比を０．３５と小さい配分にす
ることで、マトリックス全体のＲＲＲが２００以上の複
合多芯超電導線を実現したものである。なおローカルマ
トリックスの体積比は製造上０．２〜０．３５であるこ
とが望ましい。０．２以下であると、延伸加工中に超電
導フィラメントが露出する可能性が大きくなるからであ
る。
ラメントの合計の体積比を１．５以下にするという制限
の下では、複合多芯超電導線を構成するマトリックス全
体のＲＲＲを高いレベル（２００以上）にすることが難
しい。本発明は、薄肉化してＲＲＲが小さくなったロー
カルマトリックスの体積比を０．３５と小さい配分にす
ることで、マトリックス全体のＲＲＲが２００以上の複
合多芯超電導線を実現したものである。なおローカルマ
トリックスの体積比は製造上０．２〜０．３５であるこ
とが望ましい。０．２以下であると、延伸加工中に超電
導フィラメントが露出する可能性が大きくなるからであ
る。
【００１１】
【実施例】次に本発明を実施例により詳細に説明する。
先ずＮｂＴｉ棒を１次高純度銅シースに挿入し、これを
延伸加工して１次複合素線を作製した。この１次高純度
銅シースを形成する高純度銅の初期（加工前）のＲＲＲ
は４００であった。この１次素線を２次高純度銅シース
に１５５０本充填した後、延伸加工と焼鈍をして複合多
芯超電導線（径１．６７ｍｍ）を製造した。この２次高
純度銅シースを形成する高純度銅の初期（加工前）のＲ
ＲＲは４８０であった。
先ずＮｂＴｉ棒を１次高純度銅シースに挿入し、これを
延伸加工して１次複合素線を作製した。この１次高純度
銅シースを形成する高純度銅の初期（加工前）のＲＲＲ
は４００であった。この１次素線を２次高純度銅シース
に１５５０本充填した後、延伸加工と焼鈍をして複合多
芯超電導線（径１．６７ｍｍ）を製造した。この２次高
純度銅シースを形成する高純度銅の初期（加工前）のＲ
ＲＲは４８０であった。
【００１２】製造した複合多芯超電導線の断面を顕微鏡
で観察して、ＮｂＴｉフィラメントの平均径と、このＮ
ｂＴｉフィラメントに対するローカルマトリックス（上
記１次高純度銅シースが加工された部分である）の体積
比（ローカルマトリックスの体積比と称する）を測定し
た。なお、前記体積比は実質的には複合多芯超電導線の
断面における面積比と同一である。またＮｂＴｉフィラ
メントに対する安定化マトリックス（上記２次高純度シ
ースが加工された部分である）の体積比（安定化マトリ
ックスの体積比と称する）を測定した。製造した複合多
芯超電導線は２種類（本発明例と比較例）で、上記２つ
の体積比とその合計値（マトリックス全体の体積比と称
する）、およびＮｂＴｉフィラメントの平均径を表１に
示す。
で観察して、ＮｂＴｉフィラメントの平均径と、このＮ
ｂＴｉフィラメントに対するローカルマトリックス（上
記１次高純度銅シースが加工された部分である）の体積
比（ローカルマトリックスの体積比と称する）を測定し
た。なお、前記体積比は実質的には複合多芯超電導線の
断面における面積比と同一である。またＮｂＴｉフィラ
メントに対する安定化マトリックス（上記２次高純度シ
ースが加工された部分である）の体積比（安定化マトリ
ックスの体積比と称する）を測定した。製造した複合多
芯超電導線は２種類（本発明例と比較例）で、上記２つ
の体積比とその合計値（マトリックス全体の体積比と称
する）、およびＮｂＴｉフィラメントの平均径を表１に
示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】製造した複合多芯超電導線のマトリックス
全体のＲＲＲを測定した。結果を表１に併記する。表１
によると、ローカルマトリックスの体積比が０．５であ
る比較例はマトリックス全体のＲＲＲが１７０となった
のに対し、本発明例では２２０となり、本発明は高いＲ
ＲＲが実現したことが判った。
全体のＲＲＲを測定した。結果を表１に併記する。表１
によると、ローカルマトリックスの体積比が０．５であ
る比較例はマトリックス全体のＲＲＲが１７０となった
のに対し、本発明例では２２０となり、本発明は高いＲ
ＲＲが実現したことが判った。
【００１５】
【効果】以上詳述したように、本発明による複合多芯超
電導線は、マトリックス全体の体積比が小さく、細径化
（軽量化）したものであるが、マトリックス全体のＲＲ
Ｒが２００以上と高く、細径化（軽量化）とＲＲＲの高
いレベルでの両立を実現したものである。このため本発
明の複合多芯超電導線は磁気浮上列車用等、細径化と軽
量化が要求される用途に対応できる等、工業上著しい貢
献をなすものである。
電導線は、マトリックス全体の体積比が小さく、細径化
（軽量化）したものであるが、マトリックス全体のＲＲ
Ｒが２００以上と高く、細径化（軽量化）とＲＲＲの高
いレベルでの両立を実現したものである。このため本発
明の複合多芯超電導線は磁気浮上列車用等、細径化と軽
量化が要求される用途に対応できる等、工業上著しい貢
献をなすものである。
【図１】超電導フィラメントがマトリックスに埋め込ま
れた複合多芯超電導線の一例を示す説明図である。
れた複合多芯超電導線の一例を示す説明図である。
１ 超電導フィラメント／純銅共存部 ２ 安定化純銅層 ３ 安定化純銅芯 ４ 複合多芯超電導線
Claims (1)
- 【請求項１】 各々の超電導フィラメントの外周に配置
されたローカルマトリックスと超電導フィラメントとか
らなる共存部と、該共存部の周囲に配置された安定化マ
トリックスとからなる複合多芯超電導線において、前記
ローカルマトリックスと前記安定化マトリックスが高純
度銅からなっており、また前記超電導フィラメントに対
する前記ローカルマトリックスの体積比が０．３５以下
でかつ前記超電導フィラメントに対する、前記ローカル
マトリックスと前記安定化マトリックスの合計からなる
マトリックス全体の体積比が１．５以下であることを特
徴とする複合多芯超電導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5332612A JPH07192547A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 複合多芯超電導線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5332612A JPH07192547A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 複合多芯超電導線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07192547A true JPH07192547A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18256897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5332612A Pending JPH07192547A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 複合多芯超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07192547A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008147175A (ja) * | 2006-11-14 | 2008-06-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | パルス用ＮｂＴｉ超電導多芯線およびパルス用ＮｂＴｉ超電導成形撚線 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60101813A (ja) * | 1983-11-08 | 1985-06-05 | 昭和電線電纜株式会社 | 超電導線の製造方法 |
| JPH05198224A (ja) * | 1992-01-20 | 1993-08-06 | Hitachi Cable Ltd | Ｎｂ−Ｔｉ合金系超電導線材 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5332612A patent/JPH07192547A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60101813A (ja) * | 1983-11-08 | 1985-06-05 | 昭和電線電纜株式会社 | 超電導線の製造方法 |
| JPH05198224A (ja) * | 1992-01-20 | 1993-08-06 | Hitachi Cable Ltd | Ｎｂ−Ｔｉ合金系超電導線材 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008147175A (ja) * | 2006-11-14 | 2008-06-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | パルス用ＮｂＴｉ超電導多芯線およびパルス用ＮｂＴｉ超電導成形撚線 |
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