JPH0791622B2 - 高低抗マトリツクス複合超電導体の製造方法 - Google Patents
高低抗マトリツクス複合超電導体の製造方法Info
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- JPH0791622B2 JPH0791622B2 JP60205580A JP20558085A JPH0791622B2 JP H0791622 B2 JPH0791622 B2 JP H0791622B2 JP 60205580 A JP60205580 A JP 60205580A JP 20558085 A JP20558085 A JP 20558085A JP H0791622 B2 JPH0791622 B2 JP H0791622B2
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- composite
- superconductor
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- 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)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、永久電流スイッチに使用される高抵抗マトリ
ックス超電導体の製造方法に関する。
ックス超電導体の製造方法に関する。
「従来の技術」 従来、超電導マグネットを永久電流状態で運転するため
の回路として第５図に示す回路が知られている。第５図
に示す回路は、超電導マグネット１と永久電流スイッチ
（抵抗線）２とを並列接続して外部電線３に接続し、更
に、超電導マグネット１に並列に外部保護抵抗４を組み
込んで構成したものである。なお、前記回路において、
超電導マグネット１と永久電流スイッチ２とは液体ヘリ
ウムにより冷却される構成になっている。
の回路として第５図に示す回路が知られている。第５図
に示す回路は、超電導マグネット１と永久電流スイッチ
（抵抗線）２とを並列接続して外部電線３に接続し、更
に、超電導マグネット１に並列に外部保護抵抗４を組み
込んで構成したものである。なお、前記回路において、
超電導マグネット１と永久電流スイッチ２とは液体ヘリ
ウムにより冷却される構成になっている。
前記構成の回路を使用するには、まず、永久電流スイッ
チ２に通電して永久電流スイッチ２を加熱し、常電導状
態にした後に外部電源３により超電導マグネット１を励
磁する。この際、永久電流スイッチ２が高抵抗であるほ
ど永久電流スイッチ２への分流は少なくなるために、超
電導マグネット１へ電流を流すことが可能になる。そし
て、所定電流が流れたところで、永久電流スイッチ２へ
の通電を停止し、永久電流スイッチ２の発熱を停止し、
それに伴って永久電流スイッチ２を冷却して永久電流ス
イッチ２を超電導状態に遷移させ、永久電流スイッチ２
と超電導マグネット１間を永久電流モードで使用するの
である。
チ２に通電して永久電流スイッチ２を加熱し、常電導状
態にした後に外部電源３により超電導マグネット１を励
磁する。この際、永久電流スイッチ２が高抵抗であるほ
ど永久電流スイッチ２への分流は少なくなるために、超
電導マグネット１へ電流を流すことが可能になる。そし
て、所定電流が流れたところで、永久電流スイッチ２へ
の通電を停止し、永久電流スイッチ２の発熱を停止し、
それに伴って永久電流スイッチ２を冷却して永久電流ス
イッチ２を超電導状態に遷移させ、永久電流スイッチ２
と超電導マグネット１間を永久電流モードで使用するの
である。
ところで、前記永久電流スイッチにおいて、従来、超電
導線とヒータ材料とを一緒にコイル状に巻回して超電導
マグネットを構成し、ヒータ材料への通電操作によって
超電導コイルを常電導状態と超電導状態に置換できる構
成のものが知られている。そしてこの種の永久電流スイ
ッチには、従来、第６図ないし第８図に示す手順で製造
された超電導体Ａが使用されていた。
導線とヒータ材料とを一緒にコイル状に巻回して超電導
マグネットを構成し、ヒータ材料への通電操作によって
超電導コイルを常電導状態と超電導状態に置換できる構
成のものが知られている。そしてこの種の永久電流スイ
ッチには、従来、第６図ないし第８図に示す手順で製造
された超電導体Ａが使用されていた。
この超電導体Ａを製造するには、まず、パイプ状の安定
化母材５の内部に超電導線６を配して複合超電導線７を
形成し、この複合超電導線７の外周に非磁性の高抵抗金
属材料｛Cu−Ni合金（Ni含有量２〜50％）、Cu−Ti合
金、Ni−Cr（Cr含有量10〜30％）合金等｝からなる管体
８を被せて被覆複合超電導素線９を形成し、この被覆複
合超電導素線９を第７図に示すように多数本集合して銅
製の母材パイプ10の内部に挿入し、縮径加工を施して第
８図に示す所望の直径の超電導体Ａを製造していた。
化母材５の内部に超電導線６を配して複合超電導線７を
形成し、この複合超電導線７の外周に非磁性の高抵抗金
属材料｛Cu−Ni合金（Ni含有量２〜50％）、Cu−Ti合
金、Ni−Cr（Cr含有量10〜30％）合金等｝からなる管体
８を被せて被覆複合超電導素線９を形成し、この被覆複
合超電導素線９を第７図に示すように多数本集合して銅
製の母材パイプ10の内部に挿入し、縮径加工を施して第
８図に示す所望の直径の超電導体Ａを製造していた。
前記従来の超電導体Ａにおいては、内部の管体８が高抵
抗金属材料からなるために、管体８を永久電流スイッチ
として超電導線６の加熱を行うことによって目的を達成
するものである。
抗金属材料からなるために、管体８を永久電流スイッチ
として超電導線６の加熱を行うことによって目的を達成
するものである。
「発明が解決しようとする問題点」 ところが、前記従来の超電導体Ａを製造する場合、管体
８を構成する金属材料は、安定化母材５と母材パイプ10
を構成する銅よりも加工硬化割合が大きいために、縮径
工程において何度も中間焼鈍を施す必要を生じて製造工
程が複雑化しコスト高になる問題があった。
８を構成する金属材料は、安定化母材５と母材パイプ10
を構成する銅よりも加工硬化割合が大きいために、縮径
工程において何度も中間焼鈍を施す必要を生じて製造工
程が複雑化しコスト高になる問題があった。
「発明の目的」 本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、内部に高
抵抗の金属材料からなる部分を有し、超電導マグネット
とともに電源に並列接続される永久電流スイッチとして
使用可能な高抵抗マトリックス超電導体を製造できると
ともに、製造時の中間焼鈍回数を減少させて製造工程を
簡略化することによるコストダウンをなしうる高抵抗マ
トリックス超電導体の製造方法を提供することを目的と
する。
抵抗の金属材料からなる部分を有し、超電導マグネット
とともに電源に並列接続される永久電流スイッチとして
使用可能な高抵抗マトリックス超電導体を製造できると
ともに、製造時の中間焼鈍回数を減少させて製造工程を
簡略化することによるコストダウンをなしうる高抵抗マ
トリックス超電導体の製造方法を提供することを目的と
する。
「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記問題点を解決するために、安定化母材内
に超電導物質を構成する元素を配してなる複合超電導素
線を母材パイプの内部に多数本集合し、縮径して製造さ
れ、超電導マグネットとともに電源に対して並列に接続
される永久電流スイッチとして用いられる高抵抗マトリ
ックス複合超電導体の製造方法であって、前記複合超電
導素線の外周に、非磁性で、かつ銅よりも高い電気抵抗
を有するNi等の高抵抗金属材料からなるめっき層を形成
してめっき複合超電導素線を形成し、次いで、前記めっ
き複合超電導素線を母材パイプの内部に多数本集合し、
縮径するとともに、この後に熱処理を施して前記めっき
層を構成する元素を安定化母材のほぼ全域と母材パイプ
内のほぼ全域に拡散させるものである。
に超電導物質を構成する元素を配してなる複合超電導素
線を母材パイプの内部に多数本集合し、縮径して製造さ
れ、超電導マグネットとともに電源に対して並列に接続
される永久電流スイッチとして用いられる高抵抗マトリ
ックス複合超電導体の製造方法であって、前記複合超電
導素線の外周に、非磁性で、かつ銅よりも高い電気抵抗
を有するNi等の高抵抗金属材料からなるめっき層を形成
してめっき複合超電導素線を形成し、次いで、前記めっ
き複合超電導素線を母材パイプの内部に多数本集合し、
縮径するとともに、この後に熱処理を施して前記めっき
層を構成する元素を安定化母材のほぼ全域と母材パイプ
内のほぼ全域に拡散させるものである。
「作用」 めっき層を構成する元素が安定化母材と母材パイプに拡
散してそれらを高抵抗化するとともに、超電導線に形成
するめっき層が超電導線の良好な加工性を維持する。
散してそれらを高抵抗化するとともに、超電導線に形成
するめっき層が超電導線の良好な加工性を維持する。
「実施例」 第１図ないし第４図は、Nb−Ti系超電導体の製造方法に
本発明を適用した一実施例を説明するためのもので、Nb
−Ti超電導線Ｂを製造するには、まず、Nb−Ti超電導線
20を銅管あるいは銅合金管（安定化母材）21の内部に挿
入し、縮径加工を施して複合超電導素線22を作成する。
次に、この複合超電導素線22の表面にNiからなるめっき
層23を形成して第１図に示すめっき複合超電導素線24を
作製する。
本発明を適用した一実施例を説明するためのもので、Nb
−Ti超電導線Ｂを製造するには、まず、Nb−Ti超電導線
20を銅管あるいは銅合金管（安定化母材）21の内部に挿
入し、縮径加工を施して複合超電導素線22を作成する。
次に、この複合超電導素線22の表面にNiからなるめっき
層23を形成して第１図に示すめっき複合超電導素線24を
作製する。
次いで、前記めっき複合超電導素線24を数百本集合して
束ね、銅からなる母材パイプ25の内部に、第２図に示す
ように挿入して縮径加工を施し、第３図に示す所望の直
径の多心超電導体Ｂを製造する。この縮径加工によっ
て、母材パイプ25の内部のNb−Ti超電導線20の周囲に
は、網目状に変形したNiめっき層が存在している。な
お、以上の如く行った縮径加工等の緒加工においては、
Niがめっき層状態で存在しているために、加工を容易に
なしえ、中間焼鈍の処理回数を従来より少なくできる効
果がある。
束ね、銅からなる母材パイプ25の内部に、第２図に示す
ように挿入して縮径加工を施し、第３図に示す所望の直
径の多心超電導体Ｂを製造する。この縮径加工によっ
て、母材パイプ25の内部のNb−Ti超電導線20の周囲に
は、網目状に変形したNiめっき層が存在している。な
お、以上の如く行った縮径加工等の緒加工においては、
Niがめっき層状態で存在しているために、加工を容易に
なしえ、中間焼鈍の処理回数を従来より少なくできる効
果がある。
この後に、前記多心超電導体Ｂを100〜500℃に所要時間
加熱する拡散処理を施してめっき層23中のNiを銅管21と
母材パイプ25内に拡散させ、第４図に示す高抵抗マトリ
ックス多心複合超電導体Ｃを製造する。
加熱する拡散処理を施してめっき層23中のNiを銅管21と
母材パイプ25内に拡散させ、第４図に示す高抵抗マトリ
ックス多心複合超電導体Ｃを製造する。
以上のように製造された多心複合超電導体Ｃは、例えば
第５図に示す回路と同様の回路に組み込まれて使用され
る。そして、外部電源３により銅管21と母材パイプ25に
通電することによって前記Niの拡散により高抵抗化され
た銅管21と母材パイプ25に発熱を生じさせ、多心複合超
電導体Ｃを常電導状態とする。このことにより、多心複
合超電導体Ｃは高抵抗状態になるので、並列接続された
超電導マグネット１と多心複合超電導体Ｃのうち、電気
抵抗の生じない超電導マグネット１側に主に電源３から
の電流が流れるようになる。そして、所定の電流が超電
導マグネット１に流れた時点において前記銅管21と母材
パイプ25への通電を停止し、これらの発熱を無くし、多
心複合超電導体20を冷却すると、多心複合超電導体Ｃの
内部の多数のNb−Ti超電導線20が超電導状態になるの
で、電源３からの通電を停止しても超電導マグネット１
と多心複合超電導体Ｃの超電導線20…との間で永久電流
が流れる永久電流モードとなる。
第５図に示す回路と同様の回路に組み込まれて使用され
る。そして、外部電源３により銅管21と母材パイプ25に
通電することによって前記Niの拡散により高抵抗化され
た銅管21と母材パイプ25に発熱を生じさせ、多心複合超
電導体Ｃを常電導状態とする。このことにより、多心複
合超電導体Ｃは高抵抗状態になるので、並列接続された
超電導マグネット１と多心複合超電導体Ｃのうち、電気
抵抗の生じない超電導マグネット１側に主に電源３から
の電流が流れるようになる。そして、所定の電流が超電
導マグネット１に流れた時点において前記銅管21と母材
パイプ25への通電を停止し、これらの発熱を無くし、多
心複合超電導体20を冷却すると、多心複合超電導体Ｃの
内部の多数のNb−Ti超電導線20が超電導状態になるの
で、電源３からの通電を停止しても超電導マグネット１
と多心複合超電導体Ｃの超電導線20…との間で永久電流
が流れる永久電流モードとなる。
ところで、前記実施例においては、Nb−Ti系超電導線を
用いた高抵抗マトリックス多心複合超電導体の製造に本
発明を適用したが、本発明は、Nb−Ti系以外の合金系超
電導素線を用いた高抵抗マトリックス多心複合超電導体
の製造に、または、Nb3Sn系等の化合物系超電導素線を
用いた高抵抗マトリックス多心複合超電導体の製造にも
適用できるのは勿論である。なおここで、化合物系高抵
抗マトリックス多心複合超電導体を製造する場合には、
超電導物質を構成する２種以上の元素を未だ超電導物質
となっていない状態で複合した加工性に富む状態の複合
超電導素線を作製し、これを多数本集合して母材パイプ
の内部に収納し、縮径し、更に、化合物系超電導物質を
生成させるための拡散熱処理を施して多心複合超電導体
を製造するといった工程を経る関係から、化合物系高抵
抗マトリックス多心複合超電導体の製造に本発明を適用
する場合には、前記超電導物質を生成させるための熱処
理をめっき層の拡散に利用することもできる。また、Nb
3Sn系などの化合物系超電導線を製造する他の方法とし
て、公知のインサイチュ法を本発明に適用することもで
きる。インサイチュ法とは、NbとCuを同時に溶解し、イ
ンゴット状に鋳造した後、縮径加工を施し、銅基地中に
樹脂状晶として析出しているNbを縮径加工でフィラメン
ト状に加工して線材を形成し、この線材の外周部にSnめ
っき層を形成して素線を形成し、この後熱処理して銅基
地中に分散状態でNb3Snフィラメントを生成させて超電
導線を得る方法である。
用いた高抵抗マトリックス多心複合超電導体の製造に本
発明を適用したが、本発明は、Nb−Ti系以外の合金系超
電導素線を用いた高抵抗マトリックス多心複合超電導体
の製造に、または、Nb3Sn系等の化合物系超電導素線を
用いた高抵抗マトリックス多心複合超電導体の製造にも
適用できるのは勿論である。なおここで、化合物系高抵
抗マトリックス多心複合超電導体を製造する場合には、
超電導物質を構成する２種以上の元素を未だ超電導物質
となっていない状態で複合した加工性に富む状態の複合
超電導素線を作製し、これを多数本集合して母材パイプ
の内部に収納し、縮径し、更に、化合物系超電導物質を
生成させるための拡散熱処理を施して多心複合超電導体
を製造するといった工程を経る関係から、化合物系高抵
抗マトリックス多心複合超電導体の製造に本発明を適用
する場合には、前記超電導物質を生成させるための熱処
理をめっき層の拡散に利用することもできる。また、Nb
3Sn系などの化合物系超電導線を製造する他の方法とし
て、公知のインサイチュ法を本発明に適用することもで
きる。インサイチュ法とは、NbとCuを同時に溶解し、イ
ンゴット状に鋳造した後、縮径加工を施し、銅基地中に
樹脂状晶として析出しているNbを縮径加工でフィラメン
ト状に加工して線材を形成し、この線材の外周部にSnめ
っき層を形成して素線を形成し、この後熱処理して銅基
地中に分散状態でNb3Snフィラメントを生成させて超電
導線を得る方法である。
従って、前記熱処理前の素線に高電気抵抗金属材料から
なるめっき層を形成してめっき複合素線を形成し、これ
を多数本母材パイプの内部に集合して縮径し、その後に
熱処理を施して本発明に係る遮蔽層を形成することもで
きる。
なるめっき層を形成してめっき複合素線を形成し、これ
を多数本母材パイプの内部に集合して縮径し、その後に
熱処理を施して本発明に係る遮蔽層を形成することもで
きる。
「発明の効果」 以上説明したように本発明は、非磁性の高抵抗金属材料
からなるめっき層を形成しためっき複合超電導素縁を多
数本集合して縮径し、その後に前記めっき層中の高抵抗
金属元素を拡散させるものであるため、永久電流スイッ
チに使用して好適な超電導体を得ることができる。従っ
て、高抵抗化された安定化母材と母材パイプに通電して
発熱を生じさせ、多心複合超電導体を常電導状態とする
ことにより、多心複合超電導体の全体を高抵抗状態にで
きるので、並列接続された超電導マグネットと多心複合
超電導体のうち、電気抵抗の生じない超電導マグネット
側に電源からの電流を主に流すことができる。そして、
所定の電流が超電流マグネットに流れた時点において前
記安定化母材と母材パイプへの通電を停止し、これらの
発熱を無くし、多心複合超電導体を冷却すると、多心複
合超電導体の内部の多数の超電導線を超電導状態にでき
るので、電源からの通電を停止しても、超電導マグネッ
トと多心複合超電導体との間で永久電流が流れる永久電
流モード運転ができる特徴がある。また、めっき複合素
線は加工性に富むために、中間焼鈍処理の実施回数を少
なくすることができ、製造コストを低減できる効果があ
る。
からなるめっき層を形成しためっき複合超電導素縁を多
数本集合して縮径し、その後に前記めっき層中の高抵抗
金属元素を拡散させるものであるため、永久電流スイッ
チに使用して好適な超電導体を得ることができる。従っ
て、高抵抗化された安定化母材と母材パイプに通電して
発熱を生じさせ、多心複合超電導体を常電導状態とする
ことにより、多心複合超電導体の全体を高抵抗状態にで
きるので、並列接続された超電導マグネットと多心複合
超電導体のうち、電気抵抗の生じない超電導マグネット
側に電源からの電流を主に流すことができる。そして、
所定の電流が超電流マグネットに流れた時点において前
記安定化母材と母材パイプへの通電を停止し、これらの
発熱を無くし、多心複合超電導体を冷却すると、多心複
合超電導体の内部の多数の超電導線を超電導状態にでき
るので、電源からの通電を停止しても、超電導マグネッ
トと多心複合超電導体との間で永久電流が流れる永久電
流モード運転ができる特徴がある。また、めっき複合素
線は加工性に富むために、中間焼鈍処理の実施回数を少
なくすることができ、製造コストを低減できる効果があ
る。
第１図ないし第４図は、本発明の一実施例を説明するた
めのもので、第１図はめっき複合超電導素線の横断面
図、第２図は母材パイプ内にめっき複合超電導素線を集
合した状態を示す横断面図、第３図は縮径により作製さ
れた多心超電導素線の横断面図、第４図は高抵抗マトリ
ックス超電導体の横断面図、第５図は永久電流スイッチ
が組み込まれた回路の構成図、第６図ないし第８図は従
来の高抵抗多心超電導体を製造方法を示すもので、第６
図は被覆超電導素線の横断面図、第７図は母材パイプ内
に被覆超電導線を集合した状態を示す横断面図、第８図
は高抵抗多心超電導体の横断面図である。 20……超電導線、 21……（銅管）安定化母材、 22……複合超電導素線、 23……めっき層、 24……めっき複合超電導素線、 25……母材パイプ、 Ｂ……多心超電導体、 Ｃ……高抵抗マトリックス多心複合超電導体、
めのもので、第１図はめっき複合超電導素線の横断面
図、第２図は母材パイプ内にめっき複合超電導素線を集
合した状態を示す横断面図、第３図は縮径により作製さ
れた多心超電導素線の横断面図、第４図は高抵抗マトリ
ックス超電導体の横断面図、第５図は永久電流スイッチ
が組み込まれた回路の構成図、第６図ないし第８図は従
来の高抵抗多心超電導体を製造方法を示すもので、第６
図は被覆超電導素線の横断面図、第７図は母材パイプ内
に被覆超電導線を集合した状態を示す横断面図、第８図
は高抵抗多心超電導体の横断面図である。 20……超電導線、 21……（銅管）安定化母材、 22……複合超電導素線、 23……めっき層、 24……めっき複合超電導素線、 25……母材パイプ、 Ｂ……多心超電導体、 Ｃ……高抵抗マトリックス多心複合超電導体、
Claims (1)
- 【請求項１】安定化母材内に超電導物質を構成する元素
を配してなる複合超電導素線を母材パイプの内部に多数
本集合し、縮径して製造され、超電導マグネットととも
に電源に対して並列に接続される永久電流スイッチとし
て用いられる高抵抗マトリックス複合超電導体の製造方
法であって、 前記複合超電導素線の外周に、非磁性で、かつ銅よりも
高い電気抵抗を有するNi等の高抵抗金属材料からなるめ
っき層を形成してめっき複合超電導素線を形成し、次い
で、前記めっき複合超電導素線を母材パイプの内部に多
数本集合し、縮径するとともに、この後に熱処理を施し
て前記めっき層を構成する元素を安定化母材内のほぼ全
域と母材パイプ内のほぼ全域に拡散させることを特徴と
する高抵抗マトリックス複合超電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60205580A JPH0791622B2 (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 高低抗マトリツクス複合超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60205580A JPH0791622B2 (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 高低抗マトリツクス複合超電導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6267157A JPS6267157A (ja) | 1987-03-26 |
| JPH0791622B2 true JPH0791622B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=16509231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60205580A Expired - Lifetime JPH0791622B2 (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 高低抗マトリツクス複合超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791622B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02297809A (ja) * | 1989-05-11 | 1990-12-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導線 |
| CN119864210A (zh) * | 2025-03-25 | 2025-04-22 | 西安聚能超导线材科技有限公司 | 一种高性能超导开关线及制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56104012U (ja) * | 1980-01-11 | 1981-08-14 | ||
| JPS60101815A (ja) * | 1983-11-08 | 1985-06-05 | 工業技術院長 | Ｎｂ３Ｓｎ系超電導線材の製造方法 |
-
1985
- 1985-09-18 JP JP60205580A patent/JPH0791622B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6267157A (ja) | 1987-03-26 |
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