JPH08203353A - Ｎｂ３ Ｓｎ超電導撚線およびその製造方法 - Google Patents
Ｎｂ３ Ｓｎ超電導撚線およびその製造方法Info
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- JPH08203353A JPH08203353A JP7010169A JP1016995A JPH08203353A JP H08203353 A JPH08203353 A JP H08203353A JP 7010169 A JP7010169 A JP 7010169A JP 1016995 A JP1016995 A JP 1016995A JP H08203353 A JPH08203353 A JP H08203353A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線にＣｒめっき、Ｎｉめっ
きを順次施し、熱処理してＣｒ−Ｎｉ合金層を形成させ
た超電導線からなるＮｂ3 Ｓｎ超電導撚線。 【効果】 交流損失が小さく優れたＮｂ3 Ｓｎ超電導撚
線が得られる。
きを順次施し、熱処理してＣｒ−Ｎｉ合金層を形成させ
た超電導線からなるＮｂ3 Ｓｎ超電導撚線。 【効果】 交流損失が小さく優れたＮｂ3 Ｓｎ超電導撚
線が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導コイル等に用い
られる超電導撚線に関し、特に交流用途に好適な超電導
撚線とその製造方法を提供する。
られる超電導撚線に関し、特に交流用途に好適な超電導
撚線とその製造方法を提供する。
【０００２】
【従来の技術】超電導コイル等に用いる超電導導体とし
ては、モノリス導体の他、撚線形態にした集合導体があ
る。モノリス導体を用いて例えば超電導コイルを組み立
てるには、所定の巻き数が得られる程度に長尺な導体を
用意する必要があるが、集合導体を用いる場合はモノリ
ス導体では達成しにくい長尺・大電流効果が工業的に得
られる利点がある。このため超電導コイルの組み立てに
は超電導撚線等の集合導体が多用されている。また超電
導撚線や超電導成形撚線を用いれば、コイル状に卷回す
る際、モノリス導体に比べ少ない巻き工程で済む利点も
ある。
ては、モノリス導体の他、撚線形態にした集合導体があ
る。モノリス導体を用いて例えば超電導コイルを組み立
てるには、所定の巻き数が得られる程度に長尺な導体を
用意する必要があるが、集合導体を用いる場合はモノリ
ス導体では達成しにくい長尺・大電流効果が工業的に得
られる利点がある。このため超電導コイルの組み立てに
は超電導撚線等の集合導体が多用されている。また超電
導撚線や超電導成形撚線を用いれば、コイル状に卷回す
る際、モノリス導体に比べ少ない巻き工程で済む利点も
ある。
【０００３】超電導撚線を用いて超電導コイル等を組み
立てるには、先ず超電導撚線にガラスクロステープや樹
脂テープ等の絶縁体を巻いて絶縁し、これをコイル状に
卷回して組み立てる。前記絶縁体にはセミキュア樹脂を
含浸させたり塗布したりして、コイル状に組立後、成形
加熱して硬化させ、組み立てたコイルの形状固定に寄与
させると共に、超電導線のワアイヤムーブメントを抑制
させたりする。なおワイヤムーブメントとは、超電導コ
イル等の運転中、電磁力や遠心力等により超電導線が移
動することで、クエンチの原因となる等、悪影響を及ぼ
すものである。
立てるには、先ず超電導撚線にガラスクロステープや樹
脂テープ等の絶縁体を巻いて絶縁し、これをコイル状に
卷回して組み立てる。前記絶縁体にはセミキュア樹脂を
含浸させたり塗布したりして、コイル状に組立後、成形
加熱して硬化させ、組み立てたコイルの形状固定に寄与
させると共に、超電導線のワアイヤムーブメントを抑制
させたりする。なおワイヤムーブメントとは、超電導コ
イル等の運転中、電磁力や遠心力等により超電導線が移
動することで、クエンチの原因となる等、悪影響を及ぼ
すものである。
【０００４】超電導撚線を構成する各々の超電導線は通
常絶縁はしないが、交流用途の場合は、隣接する超電導
線との結合損失を低減させる目的で、各々の超電導線に
黒化処理を施したり、ホルマール等の樹脂を被覆したり
することが多い。こうすることで隣接する超電導線間の
電気抵抗を高め（一般的な意味における電気的な絶縁ま
で達成する必要はない）、結合電流の発生を抑制するの
である。この結合電流による交流損失、即ち結合損失
は、特に超電導成形撚線の場合、パッキングファクター
（中空部も含む撚線の全断面積に占める超電導線の断面
積比率）を高めると大きくなりやすい。近年、このパッ
キングファクターを高めることが要求されており、この
結合損失の低減が重要になっている。
常絶縁はしないが、交流用途の場合は、隣接する超電導
線との結合損失を低減させる目的で、各々の超電導線に
黒化処理を施したり、ホルマール等の樹脂を被覆したり
することが多い。こうすることで隣接する超電導線間の
電気抵抗を高め（一般的な意味における電気的な絶縁ま
で達成する必要はない）、結合電流の発生を抑制するの
である。この結合電流による交流損失、即ち結合損失
は、特に超電導成形撚線の場合、パッキングファクター
（中空部も含む撚線の全断面積に占める超電導線の断面
積比率）を高めると大きくなりやすい。近年、このパッ
キングファクターを高めることが要求されており、この
結合損失の低減が重要になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線
等、化合物超電導線の製造は、Ｎｂ3 Ｓｎ等の化合物が
極めて加工性が悪いため、所定の線材まで加工した後に
拡散熱処理を施して化合物を生成させる方法が採用され
ている。例えばＮｂ3 Ｓｎ超電導線の場合、Ｎｂ芯材と
Ｓｎを含むマトリックスとからなる複合ビレットを延伸
加工して所定の線材を作製してから６００℃程度に加熱
する拡散熱処理を施す方法が取られる。前記Ｎｂ芯材は
延伸加工によって細くなり、Ｎｂフィラメントになる
が、このＮｂフィラメントにＳｎが拡散反応してＮｂ3
Ｓｎが生成するのである。
等、化合物超電導線の製造は、Ｎｂ3 Ｓｎ等の化合物が
極めて加工性が悪いため、所定の線材まで加工した後に
拡散熱処理を施して化合物を生成させる方法が採用され
ている。例えばＮｂ3 Ｓｎ超電導線の場合、Ｎｂ芯材と
Ｓｎを含むマトリックスとからなる複合ビレットを延伸
加工して所定の線材を作製してから６００℃程度に加熱
する拡散熱処理を施す方法が取られる。前記Ｎｂ芯材は
延伸加工によって細くなり、Ｎｂフィラメントになる
が、このＮｂフィラメントにＳｎが拡散反応してＮｂ3
Ｓｎが生成するのである。
【０００６】Ｎｂ3 Ｓｎ超電導撚線を製造する場合は、
上述の理由により上記拡散熱処理は通常、撚線加工の後
に施されるのが通常である。上述したように、交流用途
の超電導撚線の場合、撚線を構成する各々の超電導線に
は結合損失を抑制する目的で、超電導撚線を構成する各
々の超電導線に黒化処理を施したり、ホルマール等の樹
脂を被覆したりするが、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導撚線の場合
は、同様の処理を施しても、拡散熱処理が相当に高温下
で施されるので、上記黒化処理若しくは樹脂被覆によっ
て形成した超電導線外周の高抵抗層が劣化して、結合損
失低減の効果が期待できなくなってしまう、という問題
があった。
上述の理由により上記拡散熱処理は通常、撚線加工の後
に施されるのが通常である。上述したように、交流用途
の超電導撚線の場合、撚線を構成する各々の超電導線に
は結合損失を抑制する目的で、超電導撚線を構成する各
々の超電導線に黒化処理を施したり、ホルマール等の樹
脂を被覆したりするが、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導撚線の場合
は、同様の処理を施しても、拡散熱処理が相当に高温下
で施されるので、上記黒化処理若しくは樹脂被覆によっ
て形成した超電導線外周の高抵抗層が劣化して、結合損
失低減の効果が期待できなくなってしまう、という問題
があった。
【０００７】そこで、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導撚線の場合は、
超電導撚線を構成する各々の超電導線にガラスクロステ
ープを巻く等して絶縁させる方法が考えられる。この方
法によれば、超電導撚線を構成する各々の超電導線間の
結合電流が十分抑制できる。また電気的な絶縁も可能で
ある。しかしこの方法ではパッキングファクターが低く
なる点と、特に高コストになる点が理由で実用的とは言
えなかった。このような方法に換え、近年、Ｃｒを超電
導撚線を構成する超電導線に被覆させる方法が提案され
ている。しかしながら、超電導コイル等の使用環境であ
る低温下でのＣｒの抵抗は十分に高いとは言えず、結合
損失の低減が不十分であった。
超電導撚線を構成する各々の超電導線にガラスクロステ
ープを巻く等して絶縁させる方法が考えられる。この方
法によれば、超電導撚線を構成する各々の超電導線間の
結合電流が十分抑制できる。また電気的な絶縁も可能で
ある。しかしこの方法ではパッキングファクターが低く
なる点と、特に高コストになる点が理由で実用的とは言
えなかった。このような方法に換え、近年、Ｃｒを超電
導撚線を構成する超電導線に被覆させる方法が提案され
ている。しかしながら、超電導コイル等の使用環境であ
る低温下でのＣｒの抵抗は十分に高いとは言えず、結合
損失の低減が不十分であった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような状
況に鑑みてなされたもので、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導撚線に関
し、超電導撚線を構成する各々の超電導線間の結合電流
を十分に抑制して低い交流損失を実現する実用的な超電
導撚線を提供することにある。
況に鑑みてなされたもので、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導撚線に関
し、超電導撚線を構成する各々の超電導線間の結合電流
を十分に抑制して低い交流損失を実現する実用的な超電
導撚線を提供することにある。
【０００９】即ちＣｒ被覆層と、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔ
ｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚｎから選ばれる１種または２種以上
の金属を合金成分とするＣｒ合金層とが形成されたＮｂ
3 Ｓｎ超電導線からなるＮｂ3 Ｓｎ超電導撚線を提供す
る。
ｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚｎから選ばれる１種または２種以上
の金属を合金成分とするＣｒ合金層とが形成されたＮｂ
3 Ｓｎ超電導線からなるＮｂ3 Ｓｎ超電導撚線を提供す
る。
【００１０】また上記超電導撚線の製造方法として、Ｎ
ｂフィラメントと、Ｓｎを含むマトリックスとからなる
複合線材にＣｒを被覆する処理と、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、
Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚｎから選ばれる１種または２種以
上の金属を被覆する処理とを順次施した後、前記複合線
材に撚線加工を施し、次いで前記Ｎｂと前記Ｓｎとを反
応させてＮｂ3 Ｓｎを生成させる拡散熱処理を施すこと
を特徴とするＮｂ3 Ｓｎ超電導撚線の製造方法を提供す
る。
ｂフィラメントと、Ｓｎを含むマトリックスとからなる
複合線材にＣｒを被覆する処理と、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、
Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚｎから選ばれる１種または２種以
上の金属を被覆する処理とを順次施した後、前記複合線
材に撚線加工を施し、次いで前記Ｎｂと前記Ｓｎとを反
応させてＮｂ3 Ｓｎを生成させる拡散熱処理を施すこと
を特徴とするＮｂ3 Ｓｎ超電導撚線の製造方法を提供す
る。
【００１１】
【作用】請求項１記載の発明において、Ｃｒ被覆層と、
Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚｎから選ばれ
る１種または２種以上の金属を合金成分とするＣｒ合金
層とをＮｂ3 Ｓｎ超電導撚線を構成するＮｂ3 Ｓｎ超電
導線に形成させるのは、Ｃｒ被覆層のみでは低温下で抵
抗が十分に大きくないからである。Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、
Ｔｉ、Ｓｂ、ＺｒまたはＺｎとＣｒとの合金層を形成さ
せることで、結合損失低減に十分寄与するような高抵抗
層を実現させることができる。
Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚｎから選ばれ
る１種または２種以上の金属を合金成分とするＣｒ合金
層とをＮｂ3 Ｓｎ超電導撚線を構成するＮｂ3 Ｓｎ超電
導線に形成させるのは、Ｃｒ被覆層のみでは低温下で抵
抗が十分に大きくないからである。Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、
Ｔｉ、Ｓｂ、ＺｒまたはＺｎとＣｒとの合金層を形成さ
せることで、結合損失低減に十分寄与するような高抵抗
層を実現させることができる。
【００１２】またこれらの元素はＣｒ中に少量添加され
ることで、Ｃｒ単体の場合より急激に電気抵抗が高ま
る。上記Ｃｒ被覆層の厚さは２μｍ程度あれば十分であ
る。またＣｒ合金層の厚さは０．３μｍ程度あれば十分
であるが、あまり薄いと効果が少ないので、０．０８μ
ｍ以上の厚さを有することが望ましい。
ることで、Ｃｒ単体の場合より急激に電気抵抗が高ま
る。上記Ｃｒ被覆層の厚さは２μｍ程度あれば十分であ
る。またＣｒ合金層の厚さは０．３μｍ程度あれば十分
であるが、あまり薄いと効果が少ないので、０．０８μ
ｍ以上の厚さを有することが望ましい。
【００１３】請求項２記載の発明は請求項１記載のＮｂ
3 Ｓｎ超電導撚線の製造方法である。その方法は以下に
よる。先ず拡散熱処理する前の複合線材、即ちＮｂフィ
ラメントと、Ｓｎを含むマトリックスとからなる複合線
材に、Ｃｒを被覆する。次にその上にＮｉ、Ｆｅ、Ｍ
ｎ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚｎから選ばれる１種または２
種以上の金属を被覆する。次いでこれらの複合線材に撚
線加工を施して撚線を製造する。この撚線に前記Ｎｂと
Ｓｎとを反応させてＮｂ3 Ｓｎを生成させる拡散熱処理
を施して、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導撚線を製造するが、この拡
散熱処理によってＣｒ被覆層と被覆されたＮｉ、Ｆｅ、
Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｂ、ＺｒまたはＺｎがＣｒと合金化して
Ｃｒ合金層が形成される。こうしてＮｂ3 Ｓｎ超電導撚
線を構成するＮｂ3 Ｓｎ超電導線にＣｒ被覆層とＣｒ合
金層とが形成されるのである。
3 Ｓｎ超電導撚線の製造方法である。その方法は以下に
よる。先ず拡散熱処理する前の複合線材、即ちＮｂフィ
ラメントと、Ｓｎを含むマトリックスとからなる複合線
材に、Ｃｒを被覆する。次にその上にＮｉ、Ｆｅ、Ｍ
ｎ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚｎから選ばれる１種または２
種以上の金属を被覆する。次いでこれらの複合線材に撚
線加工を施して撚線を製造する。この撚線に前記Ｎｂと
Ｓｎとを反応させてＮｂ3 Ｓｎを生成させる拡散熱処理
を施して、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導撚線を製造するが、この拡
散熱処理によってＣｒ被覆層と被覆されたＮｉ、Ｆｅ、
Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｂ、ＺｒまたはＺｎがＣｒと合金化して
Ｃｒ合金層が形成される。こうしてＮｂ3 Ｓｎ超電導撚
線を構成するＮｂ3 Ｓｎ超電導線にＣｒ被覆層とＣｒ合
金層とが形成されるのである。
【００１４】Ｃｒを被覆する方法は、電気めっき法、溶
融めっき法、物理蒸着法、化学蒸着法等が任意に用いら
れるが、経済的には電気めっき法が適当である。またＮ
ｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｂ、ＺｒまたはＺｎを被覆す
る方法についても電気めっき法、物理蒸着法、化学蒸着
法等を適宜採用すればよい。
融めっき法、物理蒸着法、化学蒸着法等が任意に用いら
れるが、経済的には電気めっき法が適当である。またＮ
ｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｂ、ＺｒまたはＺｎを被覆す
る方法についても電気めっき法、物理蒸着法、化学蒸着
法等を適宜採用すればよい。
【００１５】請求項２記載の方法において、Ｃｒ被覆層
と被覆されたＮｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚ
ｎまたはこれらの合金の被覆層とは、ＮｂとＳｎを拡散
反応させる通常の拡散熱処理の条件（６００〜７００℃
で１５〜３００時間加熱）によって十分反応し、Ｃｒ−
Ｎｉ合金層、Ｃｒ−Ｆｅ合金層、Ｃｒ−Ｍｎ合金層、Ｃ
ｒ−Ｔｉ合金層、Ｃｒ−Ｓｂ合金層、Ｃｒ−Ｚｒ合金層
若しくはＣｒ−Ｚｎ合金層、またはＣｒと前記金属２種
以上との合金層とが形成される。ただしＣｒ被覆層の上
にＮｉやＦｅ等の強磁性金属を被覆した場合は、これら
が後工程である拡散熱処理で未反応のまま残存しないよ
うに配慮することが望ましい。
と被覆されたＮｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚ
ｎまたはこれらの合金の被覆層とは、ＮｂとＳｎを拡散
反応させる通常の拡散熱処理の条件（６００〜７００℃
で１５〜３００時間加熱）によって十分反応し、Ｃｒ−
Ｎｉ合金層、Ｃｒ−Ｆｅ合金層、Ｃｒ−Ｍｎ合金層、Ｃ
ｒ−Ｔｉ合金層、Ｃｒ−Ｓｂ合金層、Ｃｒ−Ｚｒ合金層
若しくはＣｒ−Ｚｎ合金層、またはＣｒと前記金属２種
以上との合金層とが形成される。ただしＣｒ被覆層の上
にＮｉやＦｅ等の強磁性金属を被覆した場合は、これら
が後工程である拡散熱処理で未反応のまま残存しないよ
うに配慮することが望ましい。
【００１６】なお本発明は、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線以外の
化合物超電導線にも好適に適用できる。
化合物超電導線にも好適に適用できる。
【００１７】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 実施例 Ｓｎ：１４．５ｗｔ％、Ｔｉ：０．２ｗｔ％、残部実質
的にＣｕからなるブロンズ丸棒（長さ７００ｍｍ、径２
１０ｍｍ）に径２４ｍｍの貫通穴を概ね等間隔に１９箇
所設けて、上記貫通穴に径２３．５ｍｍのＮｂ棒を挿入
した。こうして組み立てた１次複合ビレットに延伸加工
を施して、径７．４ｍｍまで加工し、更に伸線加工して
対辺距離６．２ｍｍの６角素線を製造した。次いで外径
２１０ｍｍ、内径１３０ｍｍの無酸素銅管に上記６角素
線３１３本を充填して、両端に無酸素銅円板を溶接して
真空密封した後、熱間静水圧処理を施してから押出加工
等の延伸加工を施して径１．０ｍｍの複合線材を製造し
た。なお前記無酸素銅管の内面には拡散バリアとして厚
さ３ｍｍのＮｂシートを配置した。
る。 実施例 Ｓｎ：１４．５ｗｔ％、Ｔｉ：０．２ｗｔ％、残部実質
的にＣｕからなるブロンズ丸棒（長さ７００ｍｍ、径２
１０ｍｍ）に径２４ｍｍの貫通穴を概ね等間隔に１９箇
所設けて、上記貫通穴に径２３．５ｍｍのＮｂ棒を挿入
した。こうして組み立てた１次複合ビレットに延伸加工
を施して、径７．４ｍｍまで加工し、更に伸線加工して
対辺距離６．２ｍｍの６角素線を製造した。次いで外径
２１０ｍｍ、内径１３０ｍｍの無酸素銅管に上記６角素
線３１３本を充填して、両端に無酸素銅円板を溶接して
真空密封した後、熱間静水圧処理を施してから押出加工
等の延伸加工を施して径１．０ｍｍの複合線材を製造し
た。なお前記無酸素銅管の内面には拡散バリアとして厚
さ３ｍｍのＮｂシートを配置した。
【００１８】上記複合線材の外周に電気めっき法によっ
て表１に示す厚さでＣｒめっき層を形成した。Ｃｒめっ
きの条件を以下に示す。 （Ｃｒめっきの条件） めっき浴：無水クロム酸（２５０ｇ／ｌ）＋硫酸（２．
５ｇ／ｌ） 液温 ：５０℃ 電流密度：２０Ａ／ｄｍ2
て表１に示す厚さでＣｒめっき層を形成した。Ｃｒめっ
きの条件を以下に示す。 （Ｃｒめっきの条件） めっき浴：無水クロム酸（２５０ｇ／ｌ）＋硫酸（２．
５ｇ／ｌ） 液温 ：５０℃ 電流密度：２０Ａ／ｄｍ2
【００１９】次いで第２金属（Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔ
ｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚｎ）を表１に示す厚さで被覆した。
Ｎｉ、Ｆｅ、Ｚｎは電気めっき法により被覆した。条件
を下記する。 （Ｎｉめっきの条件） めっき浴：硫酸ニッケル（２４０ｇ／ｌ）＋塩化ニッケ
ル（４５ｇ／ｌ）＋ほう酸（３０ｇ／ｌ） 液温 ：５０℃ 電流密度：４Ａ／ｄｍ2 （Ｆｅめっきの条件） めっき浴：硫酸第一鉄（２５０ｇ／ｌ）＋塩化第１鉄
（４２ｇ／ｌ）＋塩化アンモニウム（２０ｇ／ｌ） 液温 ：３０℃ 電流密度：３Ａ／ｄｍ2 （Ｚｎめっきの条件） めっき浴：酸化亜鉛（２０ｇ／ｌ）＋シアン化ナトリウ
ム（３５ｇ／ｌ）＋水酸化ナトリウム（７０ｇ／ｌ） 液温 ：３０℃ 電流密度：３Ａ／ｄｍ2
ｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚｎ）を表１に示す厚さで被覆した。
Ｎｉ、Ｆｅ、Ｚｎは電気めっき法により被覆した。条件
を下記する。 （Ｎｉめっきの条件） めっき浴：硫酸ニッケル（２４０ｇ／ｌ）＋塩化ニッケ
ル（４５ｇ／ｌ）＋ほう酸（３０ｇ／ｌ） 液温 ：５０℃ 電流密度：４Ａ／ｄｍ2 （Ｆｅめっきの条件） めっき浴：硫酸第一鉄（２５０ｇ／ｌ）＋塩化第１鉄
（４２ｇ／ｌ）＋塩化アンモニウム（２０ｇ／ｌ） 液温 ：３０℃ 電流密度：３Ａ／ｄｍ2 （Ｚｎめっきの条件） めっき浴：酸化亜鉛（２０ｇ／ｌ）＋シアン化ナトリウ
ム（３５ｇ／ｌ）＋水酸化ナトリウム（７０ｇ／ｌ） 液温 ：３０℃ 電流密度：３Ａ／ｄｍ2
【００２０】Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｒの被覆法は後述す
るようにして行った。Ｃｒめっきされた複合線材を繰り
出す装置と、巻き取る装置を真空蒸着装置（Ａｒ雰囲
気）内に設置し、被覆すべき金属のターゲット（Ｍｎ、
Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｒターゲット）を用いて高周波マグネト
ロン法により被覆した。
るようにして行った。Ｃｒめっきされた複合線材を繰り
出す装置と、巻き取る装置を真空蒸着装置（Ａｒ雰囲
気）内に設置し、被覆すべき金属のターゲット（Ｍｎ、
Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｒターゲット）を用いて高周波マグネト
ロン法により被覆した。
【００２１】以上のようにしてＣｒめっき層と、第２金
属の被覆層とを順次形成した複合線材４８本を用いて３
重撚線（３×４×４本）を作製した。次いで６５０℃×
２００時間の拡散熱処理を施して、複合線材中のＮｂと
Ｓｎとを反応させてＮｂ3 Ｓｎを生成させると共に、前
記Ｃｒめっき層と前記第２金属の被覆層とを反応させて
Ｃｒ−Ｎｉ（またはＦｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚ
ｎ）合金層を形成させた。
属の被覆層とを順次形成した複合線材４８本を用いて３
重撚線（３×４×４本）を作製した。次いで６５０℃×
２００時間の拡散熱処理を施して、複合線材中のＮｂと
Ｓｎとを反応させてＮｂ3 Ｓｎを生成させると共に、前
記Ｃｒめっき層と前記第２金属の被覆層とを反応させて
Ｃｒ−Ｎｉ（またはＦｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚ
ｎ）合金層を形成させた。
【００２２】
【表１】
【００２３】以上のようにして製造した本発明例１〜４
２のＮｂ3 Ｓｎ超電導撚線の結合損失比を測定した。結
合損失比は、撚線を構成するストランド間の結合損失
を、ストランド内の結合損失で割った値である。Ｎｂ3
Ｓｎ超電導撚線およびストランドの結合損失は、ピック
アップコイル法により交流損失を測定し、その交流損失
から計算により結合損失部分を分離して得られたもので
ある。
２のＮｂ3 Ｓｎ超電導撚線の結合損失比を測定した。結
合損失比は、撚線を構成するストランド間の結合損失
を、ストランド内の結合損失で割った値である。Ｎｂ3
Ｓｎ超電導撚線およびストランドの結合損失は、ピック
アップコイル法により交流損失を測定し、その交流損失
から計算により結合損失部分を分離して得られたもので
ある。
【００２４】製造したＮｂ3 Ｓｎ超電導撚線において、
Ｃｒめっき層中に拡散した第２金属の濃度は、概ね超電
導線の外周部から内周方向に薄くなっていた。また殆ど
Ｃｒと合金化されずに残存した第２金属の有無をオージ
ェ電子分光法により調査した。結果は第２金属の被覆層
が厚かった本発明例Ｎｏ４、１０、１６、２２、２８、
３４、４０以外は殆ど第２金属の残存が認められなかっ
た。そこで表１には無しと表記しておく。本発明例Ｎｏ
４、１０、１６、２２、２８、３４、４０では、残存す
る第２金属が認められたが、何れも０．１μｍ以下であ
った。
Ｃｒめっき層中に拡散した第２金属の濃度は、概ね超電
導線の外周部から内周方向に薄くなっていた。また殆ど
Ｃｒと合金化されずに残存した第２金属の有無をオージ
ェ電子分光法により調査した。結果は第２金属の被覆層
が厚かった本発明例Ｎｏ４、１０、１６、２２、２８、
３４、４０以外は殆ど第２金属の残存が認められなかっ
た。そこで表１には無しと表記しておく。本発明例Ｎｏ
４、１０、１６、２２、２８、３４、４０では、残存す
る第２金属が認められたが、何れも０．１μｍ以下であ
った。
【００２５】従来例は第２金属（Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔ
ｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚｎ）を被覆しなかった点以外は本発
明例と同様である。
ｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚｎ）を被覆しなかった点以外は本発
明例と同様である。
【００２６】表１を見れば判るように、本発明例はいず
れも従来例に比べ結合損失比が小さく、撚線形態の超電
導ケーブルを用いることによる交流損失の増大が抑制さ
れている。また本発明例Ｎｏ１と本発明例Ｎｏ２を比較
すれば判るように、結合損失比低減の観点でＮｉの被覆
厚は０．０８μｍ以上であることが望ましい。また第２
金属がＦｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｂ、ＺｒまたはＺｎの場合
も同様、その被覆厚は０．０８μｍ以上であることが望
ましい。
れも従来例に比べ結合損失比が小さく、撚線形態の超電
導ケーブルを用いることによる交流損失の増大が抑制さ
れている。また本発明例Ｎｏ１と本発明例Ｎｏ２を比較
すれば判るように、結合損失比低減の観点でＮｉの被覆
厚は０．０８μｍ以上であることが望ましい。また第２
金属がＦｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｂ、ＺｒまたはＺｎの場合
も同様、その被覆厚は０．０８μｍ以上であることが望
ましい。
【００２７】
【効果】以上述べたように、本発明のＮｂ3 Ｓｎ超電導
撚線は、交流損失が小さく、実用的に優れており産業上
著しい寄与を奏するものである。
撚線は、交流損失が小さく、実用的に優れており産業上
著しい寄与を奏するものである。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃｒ被覆層と、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔ
ｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚｎから選ばれる１種または２種以上
の金属を合金成分とするＣｒ合金層とが形成されたＮｂ
3 Ｓｎ超電導線からなることを特徴とするＮｂ3 Ｓｎ超
電導撚線。 - 【請求項２】 Ｎｂフィラメントと、Ｓｎを含むマトリ
ックスとからなる複合線材にＣｒを被覆する処理と、Ｎ
ｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｚｎから選ばれる
１種または２種以上の金属を被覆する処理とを順次施し
た後、前記複合線材に撚線加工を施し、次いで前記Ｎｂ
と前記Ｓｎとを反応させてＮｂ3 Ｓｎを生成させる拡散
熱処理を施すことを特徴とするＮｂ3 Ｓｎ超電導撚線の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7010169A JPH08203353A (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | Ｎｂ３ Ｓｎ超電導撚線およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7010169A JPH08203353A (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | Ｎｂ３ Ｓｎ超電導撚線およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08203353A true JPH08203353A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11742787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7010169A Pending JPH08203353A (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | Ｎｂ３ Ｓｎ超電導撚線およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08203353A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114550998A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-05-27 | 西部超导材料科技股份有限公司 | 一种提高铌三锡超导线材力学性能的方法 |
-
1995
- 1995-01-25 JP JP7010169A patent/JPH08203353A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114550998A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-05-27 | 西部超导材料科技股份有限公司 | 一种提高铌三锡超导线材力学性能的方法 |
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