JPH07302520A - Ｎｂ３Ｓｎ超電導線の製造方法 - Google Patents
Ｎｂ３Ｓｎ超電導線の製造方法Info
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- JPH07302520A JPH07302520A JP6093380A JP9338094A JPH07302520A JP H07302520 A JPH07302520 A JP H07302520A JP 6093380 A JP6093380 A JP 6093380A JP 9338094 A JP9338094 A JP 9338094A JP H07302520 A JPH07302520 A JP H07302520A
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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】
【目的】 本発明の目的は、作業工程が簡略化され、か
つ高磁界特性が良好なＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法を
提供することである。 【構成】 本発明では、高磁界特性が良好なＮｂ3 Ｓｎ
超電導線の製造方法について開示する。芯材３の外方に
拡散障壁４を設け、その周囲にＳｎまたはＳｎ合金から
なるシート２とＮｂまたはＮｂ合金からなるシート１と
を重ねたものをロール状に巻き付け、その外方に拡散障
壁および安定化層を順に設けて複合化した単芯線材を形
成する。その後、得られた単芯線材を複数本束ねて塑性
加工を施した後、所定の温度で拡散熱処理を施すことに
よりＮｂ3 Ｓｎを生成させ、超電導線を製造する。
つ高磁界特性が良好なＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法を
提供することである。 【構成】 本発明では、高磁界特性が良好なＮｂ3 Ｓｎ
超電導線の製造方法について開示する。芯材３の外方に
拡散障壁４を設け、その周囲にＳｎまたはＳｎ合金から
なるシート２とＮｂまたはＮｂ合金からなるシート１と
を重ねたものをロール状に巻き付け、その外方に拡散障
壁および安定化層を順に設けて複合化した単芯線材を形
成する。その後、得られた単芯線材を複数本束ねて塑性
加工を施した後、所定の温度で拡散熱処理を施すことに
よりＮｂ3 Ｓｎを生成させ、超電導線を製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高磁界発生用超電導材
料として、核融合その他に用いることができる超電導マ
グネット等に使用されるＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法
に関するものである。
料として、核融合その他に用いることができる超電導マ
グネット等に使用されるＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｎｂ3 Ｓｎは、加工性の良好なＮｂＴｉ
とは異なり、金属間化合物であるため、機械的に脆弱で
歪みに弱く、引張り応力や曲げ応力に対して臨界電流値
が敏感に変化してしまう。このため、ＮｂＴｉのように
線材として自由に加工することができず、巻線等に加工
することが困難であった。したがって、超電導材料であ
るＮｂ3 Ｓｎを生成するためには、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｃｕ等
から構成される複合材を超電導コイル等の所望の最終形
状にまで加工した後、拡散熱処理することによってＮｂ
3 Ｓｎ超電導線を製造する方法が用いられることが多
い。
とは異なり、金属間化合物であるため、機械的に脆弱で
歪みに弱く、引張り応力や曲げ応力に対して臨界電流値
が敏感に変化してしまう。このため、ＮｂＴｉのように
線材として自由に加工することができず、巻線等に加工
することが困難であった。したがって、超電導材料であ
るＮｂ3 Ｓｎを生成するためには、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｃｕ等
から構成される複合材を超電導コイル等の所望の最終形
状にまで加工した後、拡散熱処理することによってＮｂ
3 Ｓｎ超電導線を製造する方法が用いられることが多
い。
【０００３】１９７０年頃にこのような複合加工法が開
発されて以来、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法として、
ブロンズ法、外部拡散法、内部拡散法、ｉｎ−ｓｉｔｕ
法、Ｎｂチューブ法、固液反応法などの製造方法が数多
く改良開発されてきた。
発されて以来、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法として、
ブロンズ法、外部拡散法、内部拡散法、ｉｎ−ｓｉｔｕ
法、Ｎｂチューブ法、固液反応法などの製造方法が数多
く改良開発されてきた。
【０００４】これらの製造方法の中でも工業ベースの製
造方法として最も代表的であったのがブロンズ法であ
り、この方法はＳｎをおよそ１３重量％含んだ銅合金
（ブロンズ）のマトリックス中にＮｂフィラメントを多
数埋込み、押出し、伸線等の複合加工を施した後、拡散
熱処理によってブロンズ中のＳｎとＮｂとを反応させて
Ａ−１５型の結晶構造を有するＮｂ3 Ｓｎ金属間化合物
を生成するものである。
造方法として最も代表的であったのがブロンズ法であ
り、この方法はＳｎをおよそ１３重量％含んだ銅合金
（ブロンズ）のマトリックス中にＮｂフィラメントを多
数埋込み、押出し、伸線等の複合加工を施した後、拡散
熱処理によってブロンズ中のＳｎとＮｂとを反応させて
Ａ−１５型の結晶構造を有するＮｂ3 Ｓｎ金属間化合物
を生成するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブロン
ズ法ではブロンズが加工硬化しやすいため、伸線途中で
焼鈍を何回も繰返す必要があった。その結果、加工工程
が繁雑となり、コストが高くつくという問題があった。
さらにＣｕ中にＳｎを１３％以上固溶させると析出物が
できて脆くなるため、複合加工が困難となる。このた
め、Ｃｕ合金中のＳｎの量を１３％以上に増やすことが
できず、その結果としてＮｂ3 Ｓｎ層を生成するのに必
要なＳｎ量が不足し、薄いＮｂ3 Ｓｎ層しか得られなか
った。
ズ法ではブロンズが加工硬化しやすいため、伸線途中で
焼鈍を何回も繰返す必要があった。その結果、加工工程
が繁雑となり、コストが高くつくという問題があった。
さらにＣｕ中にＳｎを１３％以上固溶させると析出物が
できて脆くなるため、複合加工が困難となる。このた
め、Ｃｕ合金中のＳｎの量を１３％以上に増やすことが
できず、その結果としてＮｂ3 Ｓｎ層を生成するのに必
要なＳｎ量が不足し、薄いＮｂ3 Ｓｎ層しか得られなか
った。
【０００６】また、Ｎｂ3 Ｓｎ層生成後に電流を分担し
ないブロンズ部が大量に残存するため、Ｎｂ3 Ｓｎ超電
導線全体として高い臨界電流密度が得にくいという問題
があった。
ないブロンズ部が大量に残存するため、Ｎｂ3 Ｓｎ超電
導線全体として高い臨界電流密度が得にくいという問題
があった。
【０００７】本発明は、上記のブロンズ法の問題点を解
消するためになされたものであって、作業工程が簡略化
されかつ高磁界特性が良好なＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造
方法を提供することを目的としている。
消するためになされたものであって、作業工程が簡略化
されかつ高磁界特性が良好なＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造
方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に従うＮｂ3 Ｓｎ
超電導線の製造方法では、芯材の外方に拡散障壁を設
け、その周囲にＳｎまたはＳｎ合金からなる第１のシー
トとＮｂまたはＮｂ合金からなる第２のシートとを重ね
たものをロール状に巻き付け、その外方に拡散障壁およ
び安定化層を順に設けて単芯線材を形成する工程と、得
られた単芯線材を複数本束ねて塑性加工を施した後、所
定の温度で拡散熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎを生成させる
工程とを備えている。
超電導線の製造方法では、芯材の外方に拡散障壁を設
け、その周囲にＳｎまたはＳｎ合金からなる第１のシー
トとＮｂまたはＮｂ合金からなる第２のシートとを重ね
たものをロール状に巻き付け、その外方に拡散障壁およ
び安定化層を順に設けて単芯線材を形成する工程と、得
られた単芯線材を複数本束ねて塑性加工を施した後、所
定の温度で拡散熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎを生成させる
工程とを備えている。
【０００９】また、本発明において、ＳｎおよびＣｕか
ら本質的になり、かつＣｕ含有量が３０重量％以下であ
るＳｎ合金シートを望ましく用いることができる。
ら本質的になり、かつＣｕ含有量が３０重量％以下であ
るＳｎ合金シートを望ましく用いることができる。
【００１０】さらに、本発明において、第２のシートで
第１のシートと重なる部分に予めＳｎを蒸着させること
ができる。
第１のシートと重なる部分に予めＳｎを蒸着させること
ができる。
【００１１】本発明において、拡散障壁は、拡散熱処理
においてＳｎが安定化層に拡散するのを防止するための
ものであって、Ｎｂ、Ｔａ、ＭｏまたはＷ等の材料から
構成され得る。本発明では、ＮｂまたはＮｂ合金からな
るシートを拡散障壁として併用することができる。この
場合、拡散障壁の厚さを２μｍ以上とすることが望まし
い。
においてＳｎが安定化層に拡散するのを防止するための
ものであって、Ｎｂ、Ｔａ、ＭｏまたはＷ等の材料から
構成され得る。本発明では、ＮｂまたはＮｂ合金からな
るシートを拡散障壁として併用することができる。この
場合、拡散障壁の厚さを２μｍ以上とすることが望まし
い。
【００１２】本発明において、中心となる芯材はＣｕま
たはＣｕ合金等から構成されることが望ましい。これ
は、芯材を構成するＣｕまたはＣｕ合金が安定化材とし
て機能するとともに、線材を複合化する際に良好な複合
加工性を示すからである。
たはＣｕ合金等から構成されることが望ましい。これ
は、芯材を構成するＣｕまたはＣｕ合金が安定化材とし
て機能するとともに、線材を複合化する際に良好な複合
加工性を示すからである。
【００１３】本発明において、安定化層は、Ｃｕ、Ｃｕ
合金、ＡｌまたはＡｌ合金等の安定化材からなることが
好ましい。
合金、ＡｌまたはＡｌ合金等の安定化材からなることが
好ましい。
【００１４】本実施例において、拡散熱処理の所定の温
度としては、たとえば、上述したＣｕ含有量が３０重量
％以下であるようなＳｎ合金シートを用いた場合、６５
０℃程度とすることが好ましい。また、拡散熱処理の温
度は、少なくとも６００℃以上とすることが望ましく、
７００℃以下とすることが好ましい。
度としては、たとえば、上述したＣｕ含有量が３０重量
％以下であるようなＳｎ合金シートを用いた場合、６５
０℃程度とすることが好ましい。また、拡散熱処理の温
度は、少なくとも６００℃以上とすることが望ましく、
７００℃以下とすることが好ましい。
【００１５】
【作用】本発明のＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法では、
ＳｎまたはＳｎ合金からなる第１のシートとＮｂまたは
Ｎｂ合金からなる第２のシートとを重ね合わせたものを
ロール状に巻き付けて、複合化した単芯線材を形成する
ので、ＳｎとＮｂとの間に多量のＣｕが介在することは
なく、ＳｎとＮｂとを物理的に微細に混合することがで
きるようになる。したがって、所定の温度で拡散熱処理
を施すことで、ＳｎとＮｂとが効率よく化合して超電導
性を示す所望のＮｂ3 Ｓｎを多量に生成することができ
る。このように、本発明のＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方
法では、通常のブロンズ法のようにＳｎの供給量によっ
てＮｂ3 Ｓｎの生成量が制限されるようなことはなくな
る。
ＳｎまたはＳｎ合金からなる第１のシートとＮｂまたは
Ｎｂ合金からなる第２のシートとを重ね合わせたものを
ロール状に巻き付けて、複合化した単芯線材を形成する
ので、ＳｎとＮｂとの間に多量のＣｕが介在することは
なく、ＳｎとＮｂとを物理的に微細に混合することがで
きるようになる。したがって、所定の温度で拡散熱処理
を施すことで、ＳｎとＮｂとが効率よく化合して超電導
性を示す所望のＮｂ3 Ｓｎを多量に生成することができ
る。このように、本発明のＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方
法では、通常のブロンズ法のようにＳｎの供給量によっ
てＮｂ3 Ｓｎの生成量が制限されるようなことはなくな
る。
【００１６】また、本発明のＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造
方法では、ＳｎまたはＳｎ合金からなる第１のシートと
ＮｂまたはＮｂ合金からなる第２のシートとを重ねたも
のをロール状に巻き付けて複合化した単芯線材を複数本
重ねて、超電導線を形成するので、マトリックスとして
存在し最終的に電流を分担しないＣｕまたはＳｎ−Ｃｕ
合金の残留量を最少限に抑えることができる。したがっ
て、超電導線においてＮｂ3 Ｓｎの占める割合が増大
し、全体としての臨界電流密度を向上することができ
る。
方法では、ＳｎまたはＳｎ合金からなる第１のシートと
ＮｂまたはＮｂ合金からなる第２のシートとを重ねたも
のをロール状に巻き付けて複合化した単芯線材を複数本
重ねて、超電導線を形成するので、マトリックスとして
存在し最終的に電流を分担しないＣｕまたはＳｎ−Ｃｕ
合金の残留量を最少限に抑えることができる。したがっ
て、超電導線においてＮｂ3 Ｓｎの占める割合が増大
し、全体としての臨界電流密度を向上することができ
る。
【００１７】さらに、ＳｎとＣｕとからなる合金におい
て、Ｃｕ含有量が３０重量％以下であるようなＳｎ合金
からなるシートを用いることで、Ｓｎ−Ｃｕ系２元平衡
状態においてＳｎ合金が完全に液化する温度を６５０℃
以下とすることができる。このため、Ｎｂ3 Ｓｎ生成の
ための拡散熱処理を６５０℃以下の低温で行なっても、
ＳｎまたはＳｎ合金が完全に液相の状態でＮｂと化合す
ることになる。この結果、Ｎｂ3 Ｓｎ生成の速度が大幅
に促進され、従来のブロンズ法等に比べてより低温、短
時間でＮｂ3 Ｓｎ生成反応を完了することができるよう
になる。
て、Ｃｕ含有量が３０重量％以下であるようなＳｎ合金
からなるシートを用いることで、Ｓｎ−Ｃｕ系２元平衡
状態においてＳｎ合金が完全に液化する温度を６５０℃
以下とすることができる。このため、Ｎｂ3 Ｓｎ生成の
ための拡散熱処理を６５０℃以下の低温で行なっても、
ＳｎまたはＳｎ合金が完全に液相の状態でＮｂと化合す
ることになる。この結果、Ｎｂ3 Ｓｎ生成の速度が大幅
に促進され、従来のブロンズ法等に比べてより低温、短
時間でＮｂ3 Ｓｎ生成反応を完了することができるよう
になる。
【００１８】また、ＳｎとＣｕとからなる合金におい
て、Ｃｕ含有量が３０重量％以下であるようなＳｎ合金
からなるシートを用いることで、加工性が劣化するＳｎ
−Ｃｕ系２元平衡状態におけるη相の影響を完全に回避
することができる。
て、Ｃｕ含有量が３０重量％以下であるようなＳｎ合金
からなるシートを用いることで、加工性が劣化するＳｎ
−Ｃｕ系２元平衡状態におけるη相の影響を完全に回避
することができる。
【００１９】また、本発明のＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造
方法では、Ｃｕ含有量が少ない、ＳｎまたはＳｎ合金か
らなるシートとＮｂまたはＮｂ合金からなるシートを用
いることで、複合材の延性が極めて良好で変形能が大き
くなるため、伸線等の塑性加工の工程で中間歪み取り焼
鈍等を一切行なわなくてもよい。したがって、塑性加工
の工程での作業が簡略化され、製造に有する時間やコス
トを大幅に低減することができるようになる。
方法では、Ｃｕ含有量が少ない、ＳｎまたはＳｎ合金か
らなるシートとＮｂまたはＮｂ合金からなるシートを用
いることで、複合材の延性が極めて良好で変形能が大き
くなるため、伸線等の塑性加工の工程で中間歪み取り焼
鈍等を一切行なわなくてもよい。したがって、塑性加工
の工程での作業が簡略化され、製造に有する時間やコス
トを大幅に低減することができるようになる。
【００２０】また、さらに、第２のシートで第１のシー
トと重なる部分に予めＳｎを蒸着することにより、第１
のシートと第２のシートの密着性が向上し、塑性加工性
が向上する。
トと重なる部分に予めＳｎを蒸着することにより、第１
のシートと第２のシートの密着性が向上し、塑性加工性
が向上する。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２２】実施例１ 図１に示すように、たとえば、幅３００ｍｍ、長さ７０
０ｍｍ、厚さ２００μｍのＮｂシート１と、幅３００ｍ
ｍ、長さ６００ｍｍ、厚さ８０μｍの７重量％Ｃｕを含
むＳｎ合金シート２とを用意する。
０ｍｍ、厚さ２００μｍのＮｂシート１と、幅３００ｍ
ｍ、長さ６００ｍｍ、厚さ８０μｍの７重量％Ｃｕを含
むＳｎ合金シート２とを用意する。
【００２３】図２に示すように、直径１０ｍｍの銅ワイ
ヤ３の周囲に、まずＮｂシート１のみを２回巻き付け拡
散障壁４とする。さらに、このＮｂシート１とＳｎ合金
シート２とを重ね合わせた状態で１５回巻き付けを行な
った後、最後に残ったＮｂシート１のみをさらに２回巻
き付け拡散障壁とする。これにより、長さ３００ｍｍの
積層単芯線が得られる。
ヤ３の周囲に、まずＮｂシート１のみを２回巻き付け拡
散障壁４とする。さらに、このＮｂシート１とＳｎ合金
シート２とを重ね合わせた状態で１５回巻き付けを行な
った後、最後に残ったＮｂシート１のみをさらに２回巻
き付け拡散障壁とする。これにより、長さ３００ｍｍの
積層単芯線が得られる。
【００２４】この積層単芯線を外径２５ｍｍ、内径２２
ｍｍの銅パイプに挿入し、縮径加工を施した後、対辺２
ｍｍ、長さ２０ｃｍの六角柱を作製した。作製した六角
柱を５４０本束ね合わせ、さらに再び外径７０ｍｍ、内
径６５ｍｍの銅パイプに挿入し、銅パイプの両端部にＣ
ｕキャップを配して真空中で電子ビーム溶接し、ビレッ
トを作製した。このようにして得られたビレットを押出
し、縮径加工を施した後、直径０．８ｍｍ、長さ６００
ｍの複合多芯線を得た。なお、製造工程において縮径加
工中、歪み取りのための焼鈍は一度も行なわなかった。
０．８ｍｍまでの伸線中に３回断線が生じた。
ｍｍの銅パイプに挿入し、縮径加工を施した後、対辺２
ｍｍ、長さ２０ｃｍの六角柱を作製した。作製した六角
柱を５４０本束ね合わせ、さらに再び外径７０ｍｍ、内
径６５ｍｍの銅パイプに挿入し、銅パイプの両端部にＣ
ｕキャップを配して真空中で電子ビーム溶接し、ビレッ
トを作製した。このようにして得られたビレットを押出
し、縮径加工を施した後、直径０．８ｍｍ、長さ６００
ｍの複合多芯線を得た。なお、製造工程において縮径加
工中、歪み取りのための焼鈍は一度も行なわなかった。
０．８ｍｍまでの伸線中に３回断線が生じた。
【００２５】上記のようにして得られた複合多芯線を円
筒形のボビンに巻き付けコイル状に加工した後、６５０
℃で２００時間程度の拡散熱処理を施し、Ｎｂ3 Ｓｎ超
電導線を製造した。
筒形のボビンに巻き付けコイル状に加工した後、６５０
℃で２００時間程度の拡散熱処理を施し、Ｎｂ3 Ｓｎ超
電導線を製造した。
【００２６】実施例２ 図１に示すように、たとえば、幅３００ｍｍ、長さ７０
０ｍｍ、厚さ２００μｍのＮｂシート１と、幅３００ｍ
ｍ、長さ６００ｍｍ、厚さ８０μｍの７重量％Ｃｕを含
むＳｎ合金シート２とを用意する。Ｎｂシート１でＳｎ
合金シート２と重なる部分にはＳｎを約１μｍの厚さで
蒸着する。
０ｍｍ、厚さ２００μｍのＮｂシート１と、幅３００ｍ
ｍ、長さ６００ｍｍ、厚さ８０μｍの７重量％Ｃｕを含
むＳｎ合金シート２とを用意する。Ｎｂシート１でＳｎ
合金シート２と重なる部分にはＳｎを約１μｍの厚さで
蒸着する。
【００２７】直径１０ｍｍの銅ワイヤ３の周囲に、Ｎｂ
シート１のみを２回巻き付け拡散障壁とする。次に、Ｎ
ｂシート１とＳｎ合金シート２とを重ね合わせた状態で
１５回巻き付けを行なった後、最後に残ったＮｂシート
１のみをさらに２回巻き付け拡散障壁とする。これによ
り、長さ３００ｍｍの積層単芯線が得られる。
シート１のみを２回巻き付け拡散障壁とする。次に、Ｎ
ｂシート１とＳｎ合金シート２とを重ね合わせた状態で
１５回巻き付けを行なった後、最後に残ったＮｂシート
１のみをさらに２回巻き付け拡散障壁とする。これによ
り、長さ３００ｍｍの積層単芯線が得られる。
【００２８】得られた積層単芯線を外径２５ｍｍ、内径
２２ｍｍの銅パイプに挿入し、縮径加工を施した後、対
辺２ｍｍ、長さ２０ｃｍの六角柱を作製した。作製した
六角柱を５４０本束ね合わせ、さらに再び外径７０ｍ
ｍ、内径６５ｍｍの銅パイプに挿入し、銅パイプの両端
部にＣｕキャップを配して真空中で電子ビーム溶接し、
ビレットを作製した。得られたビレットを押出し、縮径
加工を施した後、直径０．８ｍｍ、長さ６００ｍの複合
多芯線を得た。なお、製造工程において縮径加工中、歪
み取りのための焼鈍は一度も行なわなかった。また、伸
線途中の断線は１度も発生しなかった。
２２ｍｍの銅パイプに挿入し、縮径加工を施した後、対
辺２ｍｍ、長さ２０ｃｍの六角柱を作製した。作製した
六角柱を５４０本束ね合わせ、さらに再び外径７０ｍ
ｍ、内径６５ｍｍの銅パイプに挿入し、銅パイプの両端
部にＣｕキャップを配して真空中で電子ビーム溶接し、
ビレットを作製した。得られたビレットを押出し、縮径
加工を施した後、直径０．８ｍｍ、長さ６００ｍの複合
多芯線を得た。なお、製造工程において縮径加工中、歪
み取りのための焼鈍は一度も行なわなかった。また、伸
線途中の断線は１度も発生しなかった。
【００２９】上記のようにして得られた複合多芯線を円
筒形のボビンに巻き付けコイル状に加工した後、６５０
℃で２００時間程度の拡散熱処理を施し、Ｎｂ3 Ｓｎ超
電導線を製造した。
筒形のボビンに巻き付けコイル状に加工した後、６５０
℃で２００時間程度の拡散熱処理を施し、Ｎｂ3 Ｓｎ超
電導線を製造した。
【００３０】得られた本実施例のＮｂ3 Ｓｎ超電導線に
ついて、超電導部の臨界電流密度（Ｊｃ）（８Ｔ，１２
Ｔ）を求め、その結果を表１に示した。
ついて、超電導部の臨界電流密度（Ｊｃ）（８Ｔ，１２
Ｔ）を求め、その結果を表１に示した。
【００３１】また、比較例として通常のブロンズ法によ
り作製されたＮｂ3 Ｓｎ超電導線についても同様に超電
導部の臨界電流密度（Ｊｃ）（８Ｔ，１２Ｔ）を求め、
その結果を表１に合わせて示した。
り作製されたＮｂ3 Ｓｎ超電導線についても同様に超電
導部の臨界電流密度（Ｊｃ）（８Ｔ，１２Ｔ）を求め、
その結果を表１に合わせて示した。
【００３２】
【表１】
【００３３】表１の結果から明らかなように、本実施例
で得られたＮｂ3 Ｓｎ超電導線の臨界電流密度は、８Ｔ
において２０００Ａ／ｍｍ2 と通常のブロンズ法等で得
られる１２００Ａ／ｍｍ2 に比べて極めて高い。また、
さらに高い磁界１２Ｔにおいても、８００Ａ／ｍｍ2 と
通常のブロンズ法等で得られる４００Ａ／ｍｍ2 に比べ
て高くなっている。
で得られたＮｂ3 Ｓｎ超電導線の臨界電流密度は、８Ｔ
において２０００Ａ／ｍｍ2 と通常のブロンズ法等で得
られる１２００Ａ／ｍｍ2 に比べて極めて高い。また、
さらに高い磁界１２Ｔにおいても、８００Ａ／ｍｍ2 と
通常のブロンズ法等で得られる４００Ａ／ｍｍ2 に比べ
て高くなっている。
【００３４】臨界電流密度は実用的な意味で、安定化材
としての銅を除く残りの面積に対する超電導特性を示す
ものであり、本実施例では通常のブロンズ法に比べて、
超電導部の臨界電流密度が高くなり、高磁界特性が大幅
に向上している。
としての銅を除く残りの面積に対する超電導特性を示す
ものであり、本実施例では通常のブロンズ法に比べて、
超電導部の臨界電流密度が高くなり、高磁界特性が大幅
に向上している。
【００３５】これは、本実施例のＮｂ3 Ｓｎ超電導線の
製造方法では、Ｃｕを７重量％しか含まないＳｎ量の多
いＳｎ合金シート２とＮｂシート１とを重ね合わせてロ
ール状に巻き付けることで、ＮｂとＳｎとの間にほとん
どＣｕを介在することなしにＮｂとＳｎを微細に混合す
ることができるようになり、このため、ブロンズ法のよ
うにＳｎをＣｕ中に拡散することによりＮｂと反応させ
るのではなく、ＮｂとＳｎとの２元素間の直接反応によ
るＮｂ3 Ｓｎの生成が可能になったことによるものと考
えられる。
製造方法では、Ｃｕを７重量％しか含まないＳｎ量の多
いＳｎ合金シート２とＮｂシート１とを重ね合わせてロ
ール状に巻き付けることで、ＮｂとＳｎとの間にほとん
どＣｕを介在することなしにＮｂとＳｎを微細に混合す
ることができるようになり、このため、ブロンズ法のよ
うにＳｎをＣｕ中に拡散することによりＮｂと反応させ
るのではなく、ＮｂとＳｎとの２元素間の直接反応によ
るＮｂ3 Ｓｎの生成が可能になったことによるものと考
えられる。
【００３６】また、実施例２では、予めＮｂシートにＳ
ｎが蒸着されていることにより、ＮｂシートとＳｎ合金
シートの密着性が向上し、伸線加工性も向上している。
ｎが蒸着されていることにより、ＮｂシートとＳｎ合金
シートの密着性が向上し、伸線加工性も向上している。
【００３７】
【発明の効果】本発明に従えば、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線に
おいて電流を分担しないＣｕ以外の不要なマトリックス
の割合が最少限に抑えられるので、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線
の臨界電流密度をより高くすることができる。このた
め、非常にコンパクトな超電導マグネットの製作を可能
とする。
おいて電流を分担しないＣｕ以外の不要なマトリックス
の割合が最少限に抑えられるので、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線
の臨界電流密度をより高くすることができる。このた
め、非常にコンパクトな超電導マグネットの製作を可能
とする。
【００３８】また、本発明では、ＣｕとＳｎとからなる
合金において、Ｃｕ含有量が３０重量％以下であるよう
なＳｎ合金からなるシートを用いることで、複合材の伸
線加工性が良好となり、伸線等の塑性加工の際に中間歪
み取り焼鈍が一切不要となる。したがって、塑性加工の
工程における作業性が大幅に簡略化される。
合金において、Ｃｕ含有量が３０重量％以下であるよう
なＳｎ合金からなるシートを用いることで、複合材の伸
線加工性が良好となり、伸線等の塑性加工の際に中間歪
み取り焼鈍が一切不要となる。したがって、塑性加工の
工程における作業性が大幅に簡略化される。
【００３９】さらに、本発明では、比較的安価なシート
を用いることで、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線の製造にかかる経
費を節減できるとともに、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線を量産す
ることができるという効果がある。
を用いることで、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線の製造にかかる経
費を節減できるとともに、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線を量産す
ることができるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例に従う積層単芯線を示す斜視
図である。
図である。
【図２】本発明の一実施例に従う積層単芯線の断面図を
示す図である。
示す図である。
１ Ｎｂシート ２ Ｓｎ合金シート ３ 銅ワイヤ なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】 芯材の外方に拡散障壁を設け、その周囲
にＳｎまたはＳｎ合金からなる第１のシートとＮｂまた
はＮｂ合金からなる第２のシートとを重ねたものをロー
ル状に巻き付け、その外方に拡散障壁および安定化層を
順に設けて単芯線材を形成する工程と、 得られた単芯線材を複数本束ねて塑性加工を施した後、
所定の温度で拡散熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎを生成させ
る工程とを備えた、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法。 - 【請求項２】 前記Ｓｎ合金がＳｎおよびＣｕから本質
的になり、かつ前記Ｓｎ合金のＣｕ含有量は３０重量％
以下である、請求項１に記載のＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製
造方法。 - 【請求項３】 前記第２のシートにおいて、前記第１の
シートと重ねられる部分に、予めＳｎを蒸着しておくこ
とを特徴とする、請求項１または２に記載のＮｂ3 Ｓｎ
超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6093380A JPH07302520A (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6093380A JPH07302520A (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07302520A true JPH07302520A (ja) | 1995-11-14 |
Family
ID=14080708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6093380A Withdrawn JPH07302520A (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07302520A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009181744A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Kobe Steel Ltd | ブロンズ法Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材製造用ＮｂまたはＮｂ基合金棒、Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材製造用前駆体およびその製造方法、並びにＮｂ３Ｓｎ超電導線材 |
-
1994
- 1994-05-02 JP JP6093380A patent/JPH07302520A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009181744A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Kobe Steel Ltd | ブロンズ法Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材製造用ＮｂまたはＮｂ基合金棒、Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材製造用前駆体およびその製造方法、並びにＮｂ３Ｓｎ超電導線材 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010703 |