JPH0821733B2 - 熱式永久電流スイッチ用超電導線の製造方法及び、同超電導線 - Google Patents
熱式永久電流スイッチ用超電導線の製造方法及び、同超電導線Info
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- JPH0821733B2 JPH0821733B2 JP63283938A JP28393888A JPH0821733B2 JP H0821733 B2 JPH0821733 B2 JP H0821733B2 JP 63283938 A JP63283938 A JP 63283938A JP 28393888 A JP28393888 A JP 28393888A JP H0821733 B2 JPH0821733 B2 JP H0821733B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱式永久電流スイッチ用超電導線及び、そ
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
第２図は超電導コイルの励磁回路の１例を示す回路図
である。
である。
永久電流スイッチ２は超電導コイル３と閉回路を形成
するように接続される。
するように接続される。
永久電流スイッチ２がON状態（ヒータ22非通電）で
は、接続部７を介して上記の閉回路が形成されるので永
久電流モードとなる。
は、接続部７を介して上記の閉回路が形成されるので永
久電流モードとなる。
ただし、接続部７に僅少のロスを生じるので電流値は
次第に減少する。
次第に減少する。
第３図は上記永久電流スイッチ２の詳細を示す説明図
である。
である。
超電導線１を巻回して構成した永久電流スイッチ本体
21とヒータ22とが近接して配置されている。
21とヒータ22とが近接して配置されている。
このスイッチ本体21は液体ヘリウムなどによって超低
温に保たれ、ヒータ22に通電しないときは永久電流スイ
ッチ用超電導線１が超電導状態となっている（この状態
はスイッチONの状態である）。
温に保たれ、ヒータ22に通電しないときは永久電流スイ
ッチ用超電導線１が超電導状態となっている（この状態
はスイッチONの状態である）。
ヒータ22に通電し、永久電流スイッチ本体21の温度を
永久電流スイッチ用超電導線１の臨界温度（超電導状態
を保持できる最高温度）以上にすれば、本例21に巻回さ
れた超電導線１は常電導状態となり大きな抵抗を示す
（この状態はスイッチOFFの状態である）。
永久電流スイッチ用超電導線１の臨界温度（超電導状態
を保持できる最高温度）以上にすれば、本例21に巻回さ
れた超電導線１は常電導状態となり大きな抵抗を示す
（この状態はスイッチOFFの状態である）。
第２図に示した励磁電源６から超電導コイル３に通電
する場合、永久電流スイッチ２をOFF状態にして、コイ
ル励磁速度 に見合った電圧（ ここでＬは超電導コイル３のインダクタンス）を印加す
ることにより行なうが、この時永久電流スイッチ２に
も、IP＝E/RPだけ電流が流れる。
する場合、永久電流スイッチ２をOFF状態にして、コイ
ル励磁速度 に見合った電圧（ ここでＬは超電導コイル３のインダクタンス）を印加す
ることにより行なうが、この時永久電流スイッチ２に
も、IP＝E/RPだけ電流が流れる。
ここに IP:永久電流スイッチに流れる電流値、 RP:永久電流スイッチの抵抗値 である。
上記の電流IPにより、QP＝IP 2・RPだけジュール熱が
発生し、冷媒（例えば液体ヘリウム）を無駄に蒸発させ
る。
発生し、冷媒（例えば液体ヘリウム）を無駄に蒸発させ
る。
このため、IPの値は出来るだけ低く押えることが望ま
しい。
しい。
特に、超電導コイル３を高速で励磁・消磁する場合、
前記の式 が大きいため端子電圧Ｅが大きくなり、永久電流スイッ
チ２に流れる電流IPも増大し、ジュール発熱QPが大きく
なる傾向になる。ここでジュール発熱QPを低下させるに
は、永久電流スイッチ２のOFF時抵抗値RPを大きくし
て、永久電流スイッチに流れる電流IPを小さくする対策
が必要であり、OFF時抵抗の大きな永久電流スイッチの
開発が進められている。更に、常温部の励磁電源から、
冷媒内の超電導コイル３へ電流を流すためのパワーリー
ドは、通電容量とパワーリードを通しての熱侵入量との
両方から断面積が決定されるが、超電導コイルの励・消
磁速度が大きく取れれば、パワーリード通電時間が短く
なり、その分パワーリードの断面積を小さくできるの
で、これも冷媒消費量の低減に有効である。
前記の式 が大きいため端子電圧Ｅが大きくなり、永久電流スイッ
チ２に流れる電流IPも増大し、ジュール発熱QPが大きく
なる傾向になる。ここでジュール発熱QPを低下させるに
は、永久電流スイッチ２のOFF時抵抗値RPを大きくし
て、永久電流スイッチに流れる電流IPを小さくする対策
が必要であり、OFF時抵抗の大きな永久電流スイッチの
開発が進められている。更に、常温部の励磁電源から、
冷媒内の超電導コイル３へ電流を流すためのパワーリー
ドは、通電容量とパワーリードを通しての熱侵入量との
両方から断面積が決定されるが、超電導コイルの励・消
磁速度が大きく取れれば、パワーリード通電時間が短く
なり、その分パワーリードの断面積を小さくできるの
で、これも冷媒消費量の低減に有効である。
以上の考察から、永久電流スイッチ２のOFF時抵抗
（超電導状態でない場合の電気抵抗）を大きく出来れ
ば、冷媒の蒸発量を抑制し得ることが解る。
（超電導状態でない場合の電気抵抗）を大きく出来れ
ば、冷媒の蒸発量を抑制し得ることが解る。
そこで、永久電流スイッチのOFF時抵抗を大ならしめ
ることが要請される。
ることが要請される。
上記OFF時抵抗を増加させる方法として考えられるこ
とは、 （イ） 永久電流スイッチ本体21の巻回線を長くする。
とは、 （イ） 永久電流スイッチ本体21の巻回線を長くする。
（ロ） 永久電流スイッチ本体21の巻回線を細くする。
（ハ） 永久電流スイッチ用の超電導線１の安定化基材
抵抗を大きくする。
抵抗を大きくする。
である。
上記（イ）の巻回線長は、永久電流スイッチ２の大き
さから制約を受ける。
さから制約を受ける。
また、前記（ロ）の線径は、通電容量ICから制約を受
ける。
ける。
ここで検討の方向は前記（ハ）の、安定化基材比抵抗
の増加に指向される。
の増加に指向される。
通常の超電導線は、安定性を確保するために超電導フ
ィラメント（直径数μｍ〜100μｍ程度の極細線，永久
電流スイッチ用としてはNbTi合金が一般的）を極低温で
比抵抗の小さな無酸素銅や，高純度アルミニウム等の安
定化基材に埋め込んだ構成となっている。ここで言う安
定性とは、超電導状態を安定に保てる度合いのことであ
り、安定化基材の役割は、 （ａ）超電導フィラメントを機械的に保持，補強するこ
と、及び、 （ｂ）超電導フィラメントの一部に何らかの影響で常電
導が発生した場合、電流をバイパスさせ、擾乱が去るの
を待ち超電導状態に復帰させること、である。
ィラメント（直径数μｍ〜100μｍ程度の極細線，永久
電流スイッチ用としてはNbTi合金が一般的）を極低温で
比抵抗の小さな無酸素銅や，高純度アルミニウム等の安
定化基材に埋め込んだ構成となっている。ここで言う安
定性とは、超電導状態を安定に保てる度合いのことであ
り、安定化基材の役割は、 （ａ）超電導フィラメントを機械的に保持，補強するこ
と、及び、 （ｂ）超電導フィラメントの一部に何らかの影響で常電
導が発生した場合、電流をバイパスさせ、擾乱が去るの
を待ち超電導状態に復帰させること、である。
上記（ｂ）項の機能について見れば、極低温での比抵
抗の小さいことが望ましい。
抗の小さいことが望ましい。
ところが、上記と両立しにくい問題として、永久電流
スイッチ用電導線の場合、OFF時抵抗つまり、超電導フ
ィラメントが常電導状態になった時の抵抗を大きくする
必要がある。
スイッチ用電導線の場合、OFF時抵抗つまり、超電導フ
ィラメントが常電導状態になった時の抵抗を大きくする
必要がある。
そこで安定化基材として比抵抗の大きいCuNi（液体ヘ
リウム温度で、Cuの約1000倍,NbTi超電導フィラメント
の常電導時の比抵抗とほぼ同一）が用いられている。こ
の場合、第２図の接続部７での接続抵抗も大きくなって
しまうという欠点がある。
リウム温度で、Cuの約1000倍,NbTi超電導フィラメント
の常電導時の比抵抗とほぼ同一）が用いられている。こ
の場合、第２図の接続部７での接続抵抗も大きくなって
しまうという欠点がある。
この問題を第４図により説明する。本第４図は第２図
の接続部７を拡大、断面にした説明図である。ここで、
超電導コイル口出線31と永久電流スイッチ用の超電導線
１とは半田８を介して接続されている。超電導状態で
は、電流は、超電導コイル口出線31内の超電導フィラメ
ント32を流れて来てこの接続部７でまず低抵抗安定化基
材（Cu）33に分流し、半田8,高抵抗安定化基材（CuNi）
に、更に超電導フィラメント11にと順次流れて行く。低
抵抗安定化基材33及び半田８は抵抗が小さく問題ない
が、永久電流スイッチ用超電導線の高抵抗安定化基材12
は抵抗が大きく、超電導閉回路としての抵抗値，発熱，
発熱によるIC低下等の問題を生じる。この接続抵抗を小
さくするため接続ラップ長を多く取るといった対策も考
えられるが構造的制約，寸法的制約が有るので、これだ
けでは充分な効果を期待できない。
の接続部７を拡大、断面にした説明図である。ここで、
超電導コイル口出線31と永久電流スイッチ用の超電導線
１とは半田８を介して接続されている。超電導状態で
は、電流は、超電導コイル口出線31内の超電導フィラメ
ント32を流れて来てこの接続部７でまず低抵抗安定化基
材（Cu）33に分流し、半田8,高抵抗安定化基材（CuNi）
に、更に超電導フィラメント11にと順次流れて行く。低
抵抗安定化基材33及び半田８は抵抗が小さく問題ない
が、永久電流スイッチ用超電導線の高抵抗安定化基材12
は抵抗が大きく、超電導閉回路としての抵抗値，発熱，
発熱によるIC低下等の問題を生じる。この接続抵抗を小
さくするため接続ラップ長を多く取るといった対策も考
えられるが構造的制約，寸法的制約が有るので、これだ
けでは充分な効果を期待できない。
前記の永久電流スイッチ用の超電導線の安定化基材
を、その長さ方向について大部分を例えばCuNiなどの高
抵抗安定化基材とし、その両端部のみを例えばCuのよう
な低抵抗安定化基材とすることが研究されている。この
ような超電導線を構成する技術として、特開昭59−1170
34が公知である。
を、その長さ方向について大部分を例えばCuNiなどの高
抵抗安定化基材とし、その両端部のみを例えばCuのよう
な低抵抗安定化基材とすることが研究されている。この
ような超電導線を構成する技術として、特開昭59−1170
34が公知である。
上記の公知技術は、CuNi基材の超電導線を構成し、該
超電導線の両端の口出部のCuNi基材を硝酸をはじめとす
る溶剤で化学処理を行う等の手段で取り除き、露出した
超電導フィラメントに銅を溶射又はメッキして付着させ
るという方法で処理を行うものである。
超電導線の両端の口出部のCuNi基材を硝酸をはじめとす
る溶剤で化学処理を行う等の手段で取り除き、露出した
超電導フィラメントに銅を溶射又はメッキして付着させ
るという方法で処理を行うものである。
上記公知技術によれば、CuNi基材を化学処理して超電
導フィラメントを露出させた時点で、超電導線のIC（超
電導状態で流し得る最大臨界電流）が劣化したり、又、
超電導フィラメント（NbTi合金等）の表面に酸化物や窒
化物等の被膜が形成され、後に付着させる銅基材への分
流抵抗が増大する等の問題点があった。
導フィラメントを露出させた時点で、超電導線のIC（超
電導状態で流し得る最大臨界電流）が劣化したり、又、
超電導フィラメント（NbTi合金等）の表面に酸化物や窒
化物等の被膜が形成され、後に付着させる銅基材への分
流抵抗が増大する等の問題点があった。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、製造工
程の途中で口出部の超電導線の劣化を生ぜしめる虞れの
無い構造であり、かつ、超電導フィラメントの表面に酸
化物や窒化物の被膜を生ぜしめる虞れの無い構造の、永
久電流スイッチ用の超電導線の製造方法を提供するもの
であり、他の目的は、上記方法を的確に実施し得る永久
電流スイッチ用超電導線を提供することにある。
程の途中で口出部の超電導線の劣化を生ぜしめる虞れの
無い構造であり、かつ、超電導フィラメントの表面に酸
化物や窒化物の被膜を生ぜしめる虞れの無い構造の、永
久電流スイッチ用の超電導線の製造方法を提供するもの
であり、他の目的は、上記方法を的確に実施し得る永久
電流スイッチ用超電導線を提供することにある。
上記の目的を達成するために創作した本発明の超電導
線は、前記公知技術におけるが如く化学薬品によって高
抵抗安定化基材（例えばCuNi）を除去した処へ低抵抗安
定化基材（例えばCu）を付着させた構造とせず、高抵抗
安定化基材を若干短か目に構成して、その両端に低抵抗
安定化基材を溶接した構造とする。
線は、前記公知技術におけるが如く化学薬品によって高
抵抗安定化基材（例えばCuNi）を除去した処へ低抵抗安
定化基材（例えばCu）を付着させた構造とせず、高抵抗
安定化基材を若干短か目に構成して、その両端に低抵抗
安定化基材を溶接した構造とする。
従来技術においては、一旦構成した超電導線に化学処
理と溶射（又はメッキ）とを施したので、溶接を適用で
きなかったが、本発明の超電導線は後述する製造方法の
発明を裏付として、溶接構造を創作したものである。
理と溶射（又はメッキ）とを施したので、溶接を適用で
きなかったが、本発明の超電導線は後述する製造方法の
発明を裏付として、溶接構造を創作したものである。
また、上記の構成よりなる超電導線を構成するために
創作した本発明の製造方法は超電導線を構成すべき素
材、即ち、高抵抗安定化基材（例えばCuNi）と、低抵抗
安定化基材（例えばCu）と超電導フィラメント材料（例
えばNbTi）とを、伸線前の素材の状態すなわち太くて短
い状態において組み合わせ、所要の溶接を施し、その後
に伸線して超電導線とする。
創作した本発明の製造方法は超電導線を構成すべき素
材、即ち、高抵抗安定化基材（例えばCuNi）と、低抵抗
安定化基材（例えばCu）と超電導フィラメント材料（例
えばNbTi）とを、伸線前の素材の状態すなわち太くて短
い状態において組み合わせ、所要の溶接を施し、その後
に伸線して超電導線とする。
一度伸線した中間製品を切り揃え、束ねて、もう一度
上記と同様にして伸線を繰り返すと、多芯の超電導線が
得られる。
上記と同様にして伸線を繰り返すと、多芯の超電導線が
得られる。
上述の原理を実用技術に適応させるための具体的構成
として、本発明に係る超電導線の製造方法は、 高抵抗安定化材料製の筒状部材を構成し、 上記筒状部材の両端にそれぞれ、低抵抗安定化材料製
の短筒を溶接し、 上記筒状部材の中に、該筒状部材よりも長く、短筒か
ら突出しない長さの超電導フィラメント材インゴットを
嵌合し、 上記短筒のそれぞれにプラグを冠着して溶接し、 このようにして構成した組立部材を、例えば静水圧押
出法によって伸線し、単芯の超電導線を得る。これが本
発明方法の基本操作であり、同様の伸線操作を繰り返す
と多芯の超電導線が得られる。即ち上記の伸線された材
料（単芯）を、再度前記筒状部材よりも長く、短筒から
突出しない長さに切断し、これを束にして上記筒状部材
の中に収納し、 前記短筒のそれぞれにプラグを冠着して溶接し、上記
の構成よりなる組立部材を再度伸線して多芯の超電導線
を得る。
として、本発明に係る超電導線の製造方法は、 高抵抗安定化材料製の筒状部材を構成し、 上記筒状部材の両端にそれぞれ、低抵抗安定化材料製
の短筒を溶接し、 上記筒状部材の中に、該筒状部材よりも長く、短筒か
ら突出しない長さの超電導フィラメント材インゴットを
嵌合し、 上記短筒のそれぞれにプラグを冠着して溶接し、 このようにして構成した組立部材を、例えば静水圧押
出法によって伸線し、単芯の超電導線を得る。これが本
発明方法の基本操作であり、同様の伸線操作を繰り返す
と多芯の超電導線が得られる。即ち上記の伸線された材
料（単芯）を、再度前記筒状部材よりも長く、短筒から
突出しない長さに切断し、これを束にして上記筒状部材
の中に収納し、 前記短筒のそれぞれにプラグを冠着して溶接し、上記
の構成よりなる組立部材を再度伸線して多芯の超電導線
を得る。
従って、本発明の超電導線は、高抵抗安定化基材製の
筒状部材と、該筒状部材の両端に軸方向に沿ってそれぞ
れ溶接され、筒状部材と同一外径を有する短筒と、筒状
部材及び短筒の中に挿入され、筒状部材よりも長くかつ
短筒から突出しない長さの超電導フィラメント材インゴ
ットと、短筒の外端それぞれに溶接により冠着されたプ
ラグとを有し、これら筒状部材，短筒，超電導フィラメ
ント材インゴット，プラグからなる組立部材を伸線して
単芯を構成している。
筒状部材と、該筒状部材の両端に軸方向に沿ってそれぞ
れ溶接され、筒状部材と同一外径を有する短筒と、筒状
部材及び短筒の中に挿入され、筒状部材よりも長くかつ
短筒から突出しない長さの超電導フィラメント材インゴ
ットと、短筒の外端それぞれに溶接により冠着されたプ
ラグとを有し、これら筒状部材，短筒，超電導フィラメ
ント材インゴット，プラグからなる組立部材を伸線して
単芯を構成している。
上記の発明方法によれば、伸線前の状態で高抵抗安定
化基材と低抵抗安定化基材とを溶接し、その後に伸線す
るので酸洗いなどの化学的処理を必要とせず、超電導フ
ィラメント材料を劣化させる虞れが無い。
化基材と低抵抗安定化基材とを溶接し、その後に伸線す
るので酸洗いなどの化学的処理を必要とせず、超電導フ
ィラメント材料を劣化させる虞れが無い。
また、超電導フィラメント材料を安定化材料の筒の中
に封入するので、酸化被膜などを生じる虞れが無く、伸
線時の高圧によって超電導フィラメント材料と安定化基
材とが圧着される。
に封入するので、酸化被膜などを生じる虞れが無く、伸
線時の高圧によって超電導フィラメント材料と安定化基
材とが圧着される。
また、本発明に係る超電導線は、上記の発明方法によ
って初めて現実に産業上の利用価値（実用性）を生じた
ものであり、高抵抗安定化基材と低抵抗安定化基材とが
溶接で接合されているので、製造工程の途中で超電導フ
ィラメント材料の劣化を生じる虞れなく、しかも安定化
基材との間の電気抵抗を阻害する酸化膜，窒化膜等の介
在がない。
って初めて現実に産業上の利用価値（実用性）を生じた
ものであり、高抵抗安定化基材と低抵抗安定化基材とが
溶接で接合されているので、製造工程の途中で超電導フ
ィラメント材料の劣化を生じる虞れなく、しかも安定化
基材との間の電気抵抗を阻害する酸化膜，窒化膜等の介
在がない。
即ち、本発明の超電導線は、高抵抗安定化基材製の筒
状部材と、該筒状部材の両端に軸方向に沿ってそれぞれ
溶接され、筒状部材と同一外径を有する短筒と、筒状部
材及び短筒の中に挿入され、筒状部材よりも長くかつ短
筒から突出しない長さの超電導フィラメント材インゴッ
トと、短筒の外端それぞれに溶接により冠着されたプラ
グとを有し、これら筒状部材，短筒，超電導フィラメン
ト材インゴット，プラグからなる組立部材を伸線して単
芯を構成したので、上記方法を的確に実施し得る。
状部材と、該筒状部材の両端に軸方向に沿ってそれぞれ
溶接され、筒状部材と同一外径を有する短筒と、筒状部
材及び短筒の中に挿入され、筒状部材よりも長くかつ短
筒から突出しない長さの超電導フィラメント材インゴッ
トと、短筒の外端それぞれに溶接により冠着されたプラ
グとを有し、これら筒状部材，短筒，超電導フィラメン
ト材インゴット，プラグからなる組立部材を伸線して単
芯を構成したので、上記方法を的確に実施し得る。
第１図は、本発明に係る製造方法における目的製品で
ある超電導線、即ち、本発明に係る超電導線１の端部を
示す斜視図である。
ある超電導線、即ち、本発明に係る超電導線１の端部を
示す斜視図である。
この超電導線１は、長尺の安定化基材80の全長に亙っ
て複数本の超電導フィラメント11が埋設されている。
て複数本の超電導フィラメント11が埋設されている。
そして、上記安定化基材80は、その長さ方向について
殆ど全部が高抵抗安定化基材12で構成され、両端部にの
み低抵抗安定化基材13が溶接接合されている。14は溶接
による接合面である。
殆ど全部が高抵抗安定化基材12で構成され、両端部にの
み低抵抗安定化基材13が溶接接合されている。14は溶接
による接合面である。
従来技術においては、埋設されている超電導フィラメ
ント11に損傷を与えずに高抵抗安定化基材と低抵抗安定
化基材とを溶接接合することが出来なかったが、本発明
は次記のようにして溶接を可能ならしめた。
ント11に損傷を与えずに高抵抗安定化基材と低抵抗安定
化基材とを溶接接合することが出来なかったが、本発明
は次記のようにして溶接を可能ならしめた。
第５図は本発明に係る製造方法の第１段階の説明図で
ある。
ある。
高抵抗安定化基材用材料であるCuNi製の、長さL1の筒
42を構成し、 長さ寸法L1＋2L2の、超電導フィラメント用材料であ
るNbTiインゴット41を上記の筒41内に挿入し、両端をL2
ずつ突出させる。
42を構成し、 長さ寸法L1＋2L2の、超電導フィラメント用材料であ
るNbTiインゴット41を上記の筒41内に挿入し、両端をL2
ずつ突出させる。
ここにL1＞＞L2である。
前記CuNi筒42と同径で、長さ寸法がL2よりも長い（約
２倍）の銅製短筒43を２個構成し、NbTiインゴット41の
両端突出部に外嵌する。
２倍）の銅製短筒43を２個構成し、NbTiインゴット41の
両端突出部に外嵌する。
この銅製短筒43は、NbTiインゴット41をCuNi製筒42に
挿入する前に、予め該CuNi製筒42の両端に摩擦溶接46し
ておく。
挿入する前に、予め該CuNi製筒42の両端に摩擦溶接46し
ておく。
更に、上記銅製短筒43の開口端を覆って銅プラグ44,4
4′を電子ビーム溶接45で接続する。
4′を電子ビーム溶接45で接続する。
このようにして構成した組立部品をシングルビレット
40と呼ぶ。
40と呼ぶ。
前記の電子ビーム溶接45は、シングルビレット40の構
成部材を真空チャンバに入れて行うので、溶接の後、Nb
Tiインゴット41の外周は真空に保持されている。このた
め、該インゴット41の表面に酸化被膜や窒化被膜が生成
される虞れが無い。
成部材を真空チャンバに入れて行うので、溶接の後、Nb
Tiインゴット41の外周は真空に保持されている。このた
め、該インゴット41の表面に酸化被膜や窒化被膜が生成
される虞れが無い。
上記のシングルビレット40を、第６図に示す静水圧押
出装置70によって押出し伸線加工する。
出装置70によって押出し伸線加工する。
この静水圧押出装置70は公知の機器であってコンテナ
63内に形成されているシリンダ63a内にビレット60を入
れ、空隙を圧媒62で満たし、ステム64を圧入し、前記ビ
レット60をダイス61から押し出す。今の場合、前記のビ
レット60として、第５図に示したシングルビレット40を
用いる。
63内に形成されているシリンダ63a内にビレット60を入
れ、空隙を圧媒62で満たし、ステム64を圧入し、前記ビ
レット60をダイス61から押し出す。今の場合、前記のビ
レット60として、第５図に示したシングルビレット40を
用いる。
上記の伸線作用によって高圧を受けるので、NbTiイン
ゴット41とCuNi製筒42とが表面拡散で接合される。ま
た、NbTiインゴット41と銅製短筒43とも表面拡散で接合
される。
ゴット41とCuNi製筒42とが表面拡散で接合される。ま
た、NbTiインゴット41と銅製短筒43とも表面拡散で接合
される。
前述の如くNbTiインゴットの外周が真空に保たれてい
て酸化被膜や窒化被膜を生じない清浄な状態であるた
め、前記の表面拡散による接合は挟雑物を介在させず完
全に行われ、接合部の電気抵抗が低い。
て酸化被膜や窒化被膜を生じない清浄な状態であるた
め、前記の表面拡散による接合は挟雑物を介在させず完
全に行われ、接合部の電気抵抗が低い。
また、第５図から容易に理解できるように、電子ビー
ム溶接45を施す際、該電子ビームはNbTiインゴット41に
は当たらない。従ってNbTiインゴットが超電導特性を劣
化せしめられる虞れが無い。
ム溶接45を施す際、該電子ビームはNbTiインゴット41に
は当たらない。従ってNbTiインゴットが超電導特性を劣
化せしめられる虞れが無い。
従って、実施例の超電導線は、CuNi製筒42と、そのCu
Ni製筒42の両端に軸方向に沿ってそれぞれ溶接され、Cu
Ni製筒42と同一外径を有する銅製短筒43と、該銅製短筒
43及びCuNi製筒42の中に挿入されたNbTiインゴット41
と、銅製短筒43の外端のそれぞれに溶接により冠着され
た銅プラグ44,44′とを有し、これらCuNi製筒42,銅製短
筒43,NbTiインゴット41,銅プラグ44・44′からなる組立
部材を伸線することにより単芯を構成している。
Ni製筒42の両端に軸方向に沿ってそれぞれ溶接され、Cu
Ni製筒42と同一外径を有する銅製短筒43と、該銅製短筒
43及びCuNi製筒42の中に挿入されたNbTiインゴット41
と、銅製短筒43の外端のそれぞれに溶接により冠着され
た銅プラグ44,44′とを有し、これらCuNi製筒42,銅製短
筒43,NbTiインゴット41,銅プラグ44・44′からなる組立
部材を伸線することにより単芯を構成している。
そして、上記伸線作業の後、第５図に示した中央部Ｃ
に相当する部分を残して、両端のD,D′に相当する部分
を切り捨てる。
に相当する部分を残して、両端のD,D′に相当する部分
を切り捨てる。
このようにして伸線された単芯の部材を、長さ寸法L1
＋2L2に切り揃えて束にし、第７図に示したシングル線
の束49を構成する。
＋2L2に切り揃えて束にし、第７図に示したシングル線
の束49を構成する。
そして、第５図に示したシングルビレット40のNbTiイ
ンゴット41をシングル線の束49で代替した構造のマルチ
ビレット50を構成し、再び第６図に示した静水圧押出装
置70によって押出し伸線し、両端のD,D′に相当する部
分を切り捨てると、第１図に示した多芯形の超電導線１
が得られる。
ンゴット41をシングル線の束49で代替した構造のマルチ
ビレット50を構成し、再び第６図に示した静水圧押出装
置70によって押出し伸線し、両端のD,D′に相当する部
分を切り捨てると、第１図に示した多芯形の超電導線１
が得られる。
本発明の製造方法によって本発明に係る超電導線１を
構成した本実施例において、次記の効果が確認された。
構成した本実施例において、次記の効果が確認された。
I.超電導線製造段階で、超電導フィラメントが、大気に
露出することが無いので、本来の超電導特性を失わない
良好な特性を持つ両端部銅基材のCuNi基材超電導線が得
られる。
露出することが無いので、本来の超電導特性を失わない
良好な特性を持つ両端部銅基材のCuNi基材超電導線が得
られる。
II.銅プラグを電子ビーム溶接するので、ビレット内の
真空が容易に得られ、酸化物，窒化物の介在を生じな
い。
真空が容易に得られ、酸化物，窒化物の介在を生じな
い。
III.電子ビームが直接NbTiに当たらない構造なので、Nb
Ti端部の特性を劣化させることが無い。
Ti端部の特性を劣化させることが無い。
〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明の製造方法によれば、高抵
抗安定化基材製の筒状部材を構成し、上記筒状部材の両
端にそれぞれ、低抵抗安定化基材製の端筒を溶接し、上
記筒状部材の中に、該筒状部材よりも長く、短筒から突
出しない長さの超電導フィラメント材インゴットを嵌合
し、上記短筒のそれぞれにプラグを冠着して溶接し、上
記の構成によりなる組立部材を伸線する。従って、伸線
前の状態で高抵抗安定化基材と低抵抗安定化基材とを溶
接した後で伸線するように構成したので、酸洗いなどの
化学的処理を必要とせず、超電導フィラメント材料を劣
化させる虞がなく、また超電導フィラメント材インゴッ
トを高抵抗及び低抵抗の安定化基材製の筒の中に入れ、
低抵抗安定化基材製の短筒のそれぞれにプラグを溶接に
より冠着するので、超電導フィラメント材に酸化被膜な
どを生じる虞がない結果、OFF時に高抵抗で、接続部の
接続抵抗が小さく、しかも全長に亙って均一な超電導特
性を得ることのできる超電導線を容易に製造することが
できる効果がある。
抗安定化基材製の筒状部材を構成し、上記筒状部材の両
端にそれぞれ、低抵抗安定化基材製の端筒を溶接し、上
記筒状部材の中に、該筒状部材よりも長く、短筒から突
出しない長さの超電導フィラメント材インゴットを嵌合
し、上記短筒のそれぞれにプラグを冠着して溶接し、上
記の構成によりなる組立部材を伸線する。従って、伸線
前の状態で高抵抗安定化基材と低抵抗安定化基材とを溶
接した後で伸線するように構成したので、酸洗いなどの
化学的処理を必要とせず、超電導フィラメント材料を劣
化させる虞がなく、また超電導フィラメント材インゴッ
トを高抵抗及び低抵抗の安定化基材製の筒の中に入れ、
低抵抗安定化基材製の短筒のそれぞれにプラグを溶接に
より冠着するので、超電導フィラメント材に酸化被膜な
どを生じる虞がない結果、OFF時に高抵抗で、接続部の
接続抵抗が小さく、しかも全長に亙って均一な超電導特
性を得ることのできる超電導線を容易に製造することが
できる効果がある。
また、本発明の超電導線によれば、高抵抗安定化基材
製の筒状部材と、該筒状部材の両端に軸方向に沿ってそ
れぞれ溶接され、筒状部材と同一外径を有する短筒と、
筒状部材及び短筒の中に挿入され、筒状部材よりも長く
かつ短筒から突出しない長さの超電導フィラメント材イ
ンゴットと、短筒の外端それぞれに溶接により冠着され
たプラグとを有し、これら筒状部材，短筒，超電導フィ
ラメント材インゴット，プラグからなる組立部材を伸線
して単芯を構成したので、上記方法を的確に実施し得る
効果がある。
製の筒状部材と、該筒状部材の両端に軸方向に沿ってそ
れぞれ溶接され、筒状部材と同一外径を有する短筒と、
筒状部材及び短筒の中に挿入され、筒状部材よりも長く
かつ短筒から突出しない長さの超電導フィラメント材イ
ンゴットと、短筒の外端それぞれに溶接により冠着され
たプラグとを有し、これら筒状部材，短筒，超電導フィ
ラメント材インゴット，プラグからなる組立部材を伸線
して単芯を構成したので、上記方法を的確に実施し得る
効果がある。
第１図は本発明に係る超電導線の模式的な斜視図であ
る。 第２図は超電導コイルの励磁回路の１例を示す回路図で
ある。第３図は永久電流スイッチの説明図である。 第４図は、超電導線接続部を説明するための断面図であ
る。 第５図は本発明方法の一実施例におけるシングルビレッ
トの断面図、第６図は同じく静水圧押出装置の断面図、
第７図は同じくマルチビレットの断面図である。 １……永久電流スイッチ用超電導線、２……永久電流ス
イッチ、３……超電導コイル、４……保護抵抗、５……
励磁電流遮断器、６……励磁電源、７……接続部、８…
…半田、11……永久電流スイッチ用超電導線の超電導フ
ィラメント、12……永久電流スイッチ用超電導線高抵抗
安定化基材、13……永久電流スイッチ用超電導線低抵抗
安定化基材、14……安定化基材接合面、21……永久電流
スイッチ本体、22……永久電流スイッチヒータ、23……
ヒータスイッチ、24……ヒータ電源、31……超電導コイ
ル口出線、32……超電導コイル線材の超電導フィラメン
ト、33……超電導コイル線材安定化基材、40……シング
ルビレット、41……NbTiインゴット、42……CuNi製筒、
43……銅製短筒、44,44′……銅プラグ、45……電子ビ
ーム溶接、46……摩擦溶接、49……シングル線、50……
マルチビレット、60……ビレット、61……ダイス、62…
…圧媒、63……コンテナ、64……ステム。
る。 第２図は超電導コイルの励磁回路の１例を示す回路図で
ある。第３図は永久電流スイッチの説明図である。 第４図は、超電導線接続部を説明するための断面図であ
る。 第５図は本発明方法の一実施例におけるシングルビレッ
トの断面図、第６図は同じく静水圧押出装置の断面図、
第７図は同じくマルチビレットの断面図である。 １……永久電流スイッチ用超電導線、２……永久電流ス
イッチ、３……超電導コイル、４……保護抵抗、５……
励磁電流遮断器、６……励磁電源、７……接続部、８…
…半田、11……永久電流スイッチ用超電導線の超電導フ
ィラメント、12……永久電流スイッチ用超電導線高抵抗
安定化基材、13……永久電流スイッチ用超電導線低抵抗
安定化基材、14……安定化基材接合面、21……永久電流
スイッチ本体、22……永久電流スイッチヒータ、23……
ヒータスイッチ、24……ヒータ電源、31……超電導コイ
ル口出線、32……超電導コイル線材の超電導フィラメン
ト、33……超電導コイル線材安定化基材、40……シング
ルビレット、41……NbTiインゴット、42……CuNi製筒、
43……銅製短筒、44,44′……銅プラグ、45……電子ビ
ーム溶接、46……摩擦溶接、49……シングル線、50……
マルチビレット、60……ビレット、61……ダイス、62…
…圧媒、63……コンテナ、64……ステム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 進 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (56)参考文献 特開 昭61−224218（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−60102（ＪＰ，Ｕ)
Claims (4)
- 【請求項１】高抵抗安定化基材の両端に低抵抗安定化基
材を電気的に接続し、かつ、上記の低抵抗安定化基材及
び高抵抗安定化基材を貫通せしめて超電導フィラメント
を埋設してなる超電導線を製造する方法において、 高抵抗安定化基材製の筒状部材を構成し、 上記筒状部材の両端にそれぞれ、低抵抗安定化基材製の
短筒を溶接し、 上記筒状部材の中に、該筒状部材よりも長く、短筒から
突出しない長さの超電導フィラメント材インゴットを嵌
合し、 上記短筒のそれぞれにプラグを冠着して溶接し、 上記の構成によりなる組立部材を伸線することを特徴と
する、熱式永久電流スイッチ用超電導線の製造方法。 - 【請求項２】高抵抗安定化基材の両端に低抵抗安定化基
材を電気的に接続し、かつ、上記の低抵抗安定化基材及
び高抵抗安定化基材を貫通せしめて超電導フィラメント
を埋設してなる超電導線を製造する方法において、 高抵抗安定化基材製の筒状部材を構成し、 上記筒状部材の両端にそれぞれ、低抵抗安定化基材製の
短筒を溶接し、 上記筒状部材の中に、該筒状部材よりも長く、短筒から
突出しない長さの超電導フィラメント材インゴットを嵌
合し、 上記短筒のそれぞれにプラグを冠着して溶接し、 上記の構成よりなる組立部材を伸線し、 高抵抗安定化基材製の筒状部材を構成し、 上記筒状部材の両端にそれぞれ、低抵抗安定化基材製の
短筒を溶接し、 前記の伸線された材料を、上記筒状部材よりも長く、短
筒から突出しない長さに切断し、これを束にして上記筒
状部材の中に収納し、 前記短筒のそれぞれにプラグを冠着して溶接し、 上記の構成よりなる組立部材を伸線することを特徴とす
る、熱式永久電流スイッチ用超電導線の製造方法。 - 【請求項３】高抵抗安定化基材の両端に低抵抗安定化基
材を電気的に接続し、かつ、上記の低抵抗安定化基材及
び高抵抗安定化基材を貫通せしめて超電導フィラメント
を埋設してなる超電導線において、 高抵抗安定化基材製の筒状部材と、該筒状部材の両端に
軸方向に沿ってそれぞれ溶接され、筒状部材と同一外径
を有する短筒と、筒状部材及び短筒の中に挿入され、筒
状部材よりも長くかつ短筒から突出しない長さの超電導
フィラメント材インゴットと、短筒の外端それぞれに溶
接により冠着されたプラグとを有し、これら筒状部材，
短筒，超電導フィラメント材インゴット，プラグからな
る組立部材を伸線して単芯を構成することを特徴とす
る、熱式永久電流スイッチ用超電導線。 - 【請求項４】高抵抗安定化基材の両端に低抵抗安定化基
材を電気的に接続し、かつ、上記の低抵抗安定化基材及
び高抵抗安定化基材を貫通せしめて超電導フィラメント
を埋設してなる超電導線において、 高抵抗安定化基材製の第一の筒状部材と、該筒状部材の
両端に軸方向に沿ってそれぞれ溶接され、第一筒状部材
と同一外径を有する第一短筒と、第一筒状部材及び第一
短筒の中に挿入され、第一筒状部材よりも長くかつ第一
短筒から突出しない長さをもつ複数本の単芯の束と、第
一短筒の外端それぞれに溶接により冠着された第一プラ
グとを有し、これら第一筒状部材，第一短筒，単芯の
束，第一プラグからなる組立部材を伸線して多芯に構成
し、 かつ上記単芯の束のそれぞれは、高抵抗安定化基材製の
第二筒状部材と、該第二筒状部材の両端に軸方向に沿っ
てそれぞれ溶接され、第二筒状部材と同一外径を有する
第二短筒と、第二筒状部材及び第二短筒の中に挿入さ
れ、第二筒状部材よりも長くかつ第二短筒から突出しな
い長さの超電導フィラメント材インゴットと、第二短筒
の外端それぞれに溶接により冠着された第二プラグとを
有し、これら第二筒状部材，第二短筒，超電導フィラメ
ント材インゴット，第二プラグからなる組立部材を伸線
して単芯に構成することを特徴とする、熱式永久電流ス
イッチ用超電導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63283938A JPH0821733B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 熱式永久電流スイッチ用超電導線の製造方法及び、同超電導線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63283938A JPH0821733B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 熱式永久電流スイッチ用超電導線の製造方法及び、同超電導線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02130967A JPH02130967A (ja) | 1990-05-18 |
| JPH0821733B2 true JPH0821733B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=17672162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63283938A Expired - Lifetime JPH0821733B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 熱式永久電流スイッチ用超電導線の製造方法及び、同超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821733B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116487110B (zh) * | 2023-06-21 | 2023-09-01 | 西安聚能超导线材科技有限公司 | 一种高镍含量的NbTi超导开关线及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6060102U (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-26 | 昭和電線電纜株式会社 | 静水圧押出用超電導複合ビレツト |
| JPS61224218A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-04 | 住友電気工業株式会社 | 極細多芯超電導線の製造方法 |
-
1988
- 1988-11-11 JP JP63283938A patent/JPH0821733B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02130967A (ja) | 1990-05-18 |
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