JPH08273452A - 極細多芯Ｎｂ３Ｓｎ系超電導線材 - Google Patents
極細多芯Ｎｂ３Ｓｎ系超電導線材Info
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- JPH08273452A JPH08273452A JP7078880A JP7888095A JPH08273452A JP H08273452 A JPH08273452 A JP H08273452A JP 7078880 A JP7078880 A JP 7078880A JP 7888095 A JP7888095 A JP 7888095A JP H08273452 A JPH08273452 A JP H08273452A
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Classifications
-
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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
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】長尺加工性が良好で、かつ、ヒステリシス損失
の小さい交流用極細い多芯Ｎｂ3 Ｓｎ系超電導線材を提
供する。 【構成】中心部に表面が拡散障壁となるＴａ層６で被覆
され、ブロンズ７で分割された高純度な銅からなる安定
化銅５が配置され、その周囲に少なくとも表面にＮｂ3
Ｓｎ系超電導体の層を有する多数のＮｂフィラメント１
がブロンズ７中に分散配置された構造からなり、サブマ
ルチ線４のＮｂフィラメント１を分割するブロンズがＳ
ｎ濃度と添加元素の異なる２種類のブロンズ２、３から
構成されている。
の小さい交流用極細い多芯Ｎｂ3 Ｓｎ系超電導線材を提
供する。 【構成】中心部に表面が拡散障壁となるＴａ層６で被覆
され、ブロンズ７で分割された高純度な銅からなる安定
化銅５が配置され、その周囲に少なくとも表面にＮｂ3
Ｓｎ系超電導体の層を有する多数のＮｂフィラメント１
がブロンズ７中に分散配置された構造からなり、サブマ
ルチ線４のＮｂフィラメント１を分割するブロンズがＳ
ｎ濃度と添加元素の異なる２種類のブロンズ２、３から
構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は商用周波数で運転される
電力機器の超電導巻線あるいは交流磁界を発生させるた
めの超電導マグネットの巻線に用いられる極細多芯Ｎｂ
3 Ｓｎ系超電導線材、特に、構成成分の一つであるＳｎ
をＣｕとの合金であるブロンズとし、他の構成成分であ
るＮｂ等と一体にして減面加工し、最終寸法で熱処理す
ることによって少なくともＮｂフィラメントの表面にＮ
ｂ3 Ｓｎを生成させる、いわゆるブロンズ法により作製
される極細多芯Ｎｂ3 Ｓｎ系超電導線材に関するもので
ある。
電力機器の超電導巻線あるいは交流磁界を発生させるた
めの超電導マグネットの巻線に用いられる極細多芯Ｎｂ
3 Ｓｎ系超電導線材、特に、構成成分の一つであるＳｎ
をＣｕとの合金であるブロンズとし、他の構成成分であ
るＮｂ等と一体にして減面加工し、最終寸法で熱処理す
ることによって少なくともＮｂフィラメントの表面にＮ
ｂ3 Ｓｎを生成させる、いわゆるブロンズ法により作製
される極細多芯Ｎｂ3 Ｓｎ系超電導線材に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】商用周波数オーダーの交流磁界中で使用
される交流用Ｎｂ3 Ｓｎ系超電導線材には交流損失の低
減が要求される。超電導線材の交流損失は、ヒステリシ
ス損失（磁界履歴損失）、結合損失及び渦電流損失の３
つの和からなり、これらの損失の中でも超電導フィラメ
ントの磁化に伴う損失であるヒステリシス損失の割合が
大きい。
される交流用Ｎｂ3 Ｓｎ系超電導線材には交流損失の低
減が要求される。超電導線材の交流損失は、ヒステリシ
ス損失（磁界履歴損失）、結合損失及び渦電流損失の３
つの和からなり、これらの損失の中でも超電導フィラメ
ントの磁化に伴う損失であるヒステリシス損失の割合が
大きい。
【０００３】ヒステリシス損失は超電導フィラメント径
に比例して減少するが、フィラメント径を小さくしても
隣合うフィラメント同志の間隔（フィラメント間隔）が
ある値以下になると超電導フィラメント同志が電磁気的
に結合し、多数のフィラメント群が１本のフィラメント
として振る舞うような挙動を示す。この結果、幾何学的
にはフィラメント径が小さくても、電磁気的にはフィラ
メント径が大きくなってしまいヒステリシス損失が増加
してしまう。これを近接効果と呼び、近接効果によるヒ
ステリシス損失が増加するフィラメント間隔はフィラメ
ント周囲に配置したマトリックス（母材）の種類によっ
て決まる値を示す。
に比例して減少するが、フィラメント径を小さくしても
隣合うフィラメント同志の間隔（フィラメント間隔）が
ある値以下になると超電導フィラメント同志が電磁気的
に結合し、多数のフィラメント群が１本のフィラメント
として振る舞うような挙動を示す。この結果、幾何学的
にはフィラメント径が小さくても、電磁気的にはフィラ
メント径が大きくなってしまいヒステリシス損失が増加
してしまう。これを近接効果と呼び、近接効果によるヒ
ステリシス損失が増加するフィラメント間隔はフィラメ
ント周囲に配置したマトリックス（母材）の種類によっ
て決まる値を示す。
【０００４】臨界電流密度向上の観点からは超電導フィ
ラメントの占積率が高い方が有利なので、フィラメント
間隔も狭い方が望ましい。
ラメントの占積率が高い方が有利なので、フィラメント
間隔も狭い方が望ましい。
【０００５】よって、マトリックスには近接効果を抑制
する作用が要求され、具体的な方法としては、マトリッ
クスの高電気抵抗化やマトリックスへの磁性元素添加が
有効となる。
する作用が要求され、具体的な方法としては、マトリッ
クスの高電気抵抗化やマトリックスへの磁性元素添加が
有効となる。
【０００６】Ｎｂ3 Ｓｎ系超電導線材の場合、近接効果
抑制にはＳｎ濃度を高めてブロンズを高抵抗化させるこ
とや、ブロンズに第３元素としてＧｅ、Ｓｉ等の元素を
添加して高抵抗化したり、Ｍｎ、Ｎｉ等の磁性元素を添
加することが行われている。
抑制にはＳｎ濃度を高めてブロンズを高抵抗化させるこ
とや、ブロンズに第３元素としてＧｅ、Ｓｉ等の元素を
添加して高抵抗化したり、Ｍｎ、Ｎｉ等の磁性元素を添
加することが行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近接効果抑制のために
ブロンズのＳｎ濃度やＳｉ、Ｇｅ等の第３元素濃度を高
くし過ぎると、加工性が低下して伸線加工中に断線し長
尺線材の作製が不可能になるため、フィラメント径がサ
ブミクロンオーダーと細い交流用線材の場合、Ｓｎ濃度
は凡そ１０重量％より低くなければ加工できなかった。
また、磁性元素であるＮｉはＮｂと反応し易くＮｂ3 Ｓ
ｎの超電導特性を劣化させ、ＭｎはＳｎと反応し易くＮ
ｂ3 Ｓｎの生成を妨げる可能性があった。
ブロンズのＳｎ濃度やＳｉ、Ｇｅ等の第３元素濃度を高
くし過ぎると、加工性が低下して伸線加工中に断線し長
尺線材の作製が不可能になるため、フィラメント径がサ
ブミクロンオーダーと細い交流用線材の場合、Ｓｎ濃度
は凡そ１０重量％より低くなければ加工できなかった。
また、磁性元素であるＮｉはＮｂと反応し易くＮｂ3 Ｓ
ｎの超電導特性を劣化させ、ＭｎはＳｎと反応し易くＮ
ｂ3 Ｓｎの生成を妨げる可能性があった。
【０００８】本発明の目的は、前記した従来技術の欠点
を解消し、長尺加工性が良好で、かつ、ヒステリシス損
失の小さい交流用極細い多芯Ｎｂ3 Ｓｎ系超電導線材を
提供することにある。
を解消し、長尺加工性が良好で、かつ、ヒステリシス損
失の小さい交流用極細い多芯Ｎｂ3 Ｓｎ系超電導線材を
提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、Ｎｂコ
ア周囲のブロンズをＳｎ濃度と添加元素の異なる２層構
造にしたことにある。
ア周囲のブロンズをＳｎ濃度と添加元素の異なる２層構
造にしたことにある。
【００１０】本発明の場合、Ｎｂコアは純Ｎｂあるいは
Ｎｂに２重量％以下のＴａ、Ｔｉ、Ｈｆの少なくとも１
元素を添加した合金を用いることが望ましい。その理由
は、Ｎｂコアは純Ｎｂでも加工性や臨界電流密度等の超
電導特性が低下することはないが、Ｎｂに前記元素を添
加した合金のコアの方がフィラメント半径が０．５μｍ
以下の領域での伸線加工性や断面の均一性を高くでき、
かつ超電導特性も向上させることができるためである。
但し、２重量％以上添加すると純Ｎｂのコアに比較して
加工性が低下するため、添加元素の濃度は２重量％以下
とする。
Ｎｂに２重量％以下のＴａ、Ｔｉ、Ｈｆの少なくとも１
元素を添加した合金を用いることが望ましい。その理由
は、Ｎｂコアは純Ｎｂでも加工性や臨界電流密度等の超
電導特性が低下することはないが、Ｎｂに前記元素を添
加した合金のコアの方がフィラメント半径が０．５μｍ
以下の領域での伸線加工性や断面の均一性を高くでき、
かつ超電導特性も向上させることができるためである。
但し、２重量％以上添加すると純Ｎｂのコアに比較して
加工性が低下するため、添加元素の濃度は２重量％以下
とする。
【００１１】Ｎｂコア周囲の内側のブロンズ層としては
Ｃｕ−Ｓｎ−Ｓｉ合金、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｇｅ合金が用いら
れるが、そのＳｎ濃度は３〜１５重量％の範囲であるこ
とが望ましい。それはＳｎ濃度が３重量％未満ではＮｂ
コアへ周囲のブロンズ中からのＳｎの拡散反応によって
生成するＮｂ3 ＳｎがＳｎ量の不足で少なくなり、１５
重量％より多くなると加工硬化が激しくなり、加工性が
低下して断線し易くなるためである。
Ｃｕ−Ｓｎ−Ｓｉ合金、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｇｅ合金が用いら
れるが、そのＳｎ濃度は３〜１５重量％の範囲であるこ
とが望ましい。それはＳｎ濃度が３重量％未満ではＮｂ
コアへ周囲のブロンズ中からのＳｎの拡散反応によって
生成するＮｂ3 ＳｎがＳｎ量の不足で少なくなり、１５
重量％より多くなると加工硬化が激しくなり、加工性が
低下して断線し易くなるためである。
【００１２】また、この内側のブロンズ層に添加される
第３元素であるＳｉ又はＧｅの濃度は０．２５〜５重量
％の範囲であることが望ましい。それは０．２５重量％
未満ではヒステリシス損失低減の効果が十分でなく、５
重量％より高くなると加工性が低下して断線し易くなる
ためである。
第３元素であるＳｉ又はＧｅの濃度は０．２５〜５重量
％の範囲であることが望ましい。それは０．２５重量％
未満ではヒステリシス損失低減の効果が十分でなく、５
重量％より高くなると加工性が低下して断線し易くなる
ためである。
【００１３】一方、Ｎｂコア周囲の外側のブロンズ層と
してはＣｕ−Ｓｎ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｍｎ合金、
Ｃｕ−Ｓｎ−Ｎｉ−Ｍｎ合金が用いられるが、そのＳｎ
濃度は３〜１０重量％の範囲であることが望ましい。そ
れはＳｎ濃度が３重量％より低いと内層のブロンズとの
硬さの違いがあり過ぎて加工性が低下し、均一な断面を
有する線材が作製困難となり、１０重量％以上ではブロ
ンズが硬くなり過ぎて伸線加工性が低下して断線の原因
となるためである。
してはＣｕ−Ｓｎ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｍｎ合金、
Ｃｕ−Ｓｎ−Ｎｉ−Ｍｎ合金が用いられるが、そのＳｎ
濃度は３〜１０重量％の範囲であることが望ましい。そ
れはＳｎ濃度が３重量％より低いと内層のブロンズとの
硬さの違いがあり過ぎて加工性が低下し、均一な断面を
有する線材が作製困難となり、１０重量％以上ではブロ
ンズが硬くなり過ぎて伸線加工性が低下して断線の原因
となるためである。
【００１４】また、この外側のブロンズ層に添加される
Ｎｉ、Ｍｎの濃度は、総和で０．２５〜５重量％の範囲
が望ましい。それは０．２５重量％以下であると磁性元
素添加による近接効果の抑制作用が不十分でヒステリシ
ス損失低減の効果が十分に得られず、５重量％以上では
内側のブロンズ層を通過してＮｂコアと反応するＮｉが
増加してＮｂ3 Ｓｎの超電導特性が劣化（例えば臨界電
流密度や臨界温度の低下等）したり、Ｍｎの場合にはブ
ロンズにＭｎが十分に固溶しないためにブロンズ自身の
ヒステリシス損失が超電導フィラメントのヒステリシス
損失を上回る可能性があるためである。
Ｎｉ、Ｍｎの濃度は、総和で０．２５〜５重量％の範囲
が望ましい。それは０．２５重量％以下であると磁性元
素添加による近接効果の抑制作用が不十分でヒステリシ
ス損失低減の効果が十分に得られず、５重量％以上では
内側のブロンズ層を通過してＮｂコアと反応するＮｉが
増加してＮｂ3 Ｓｎの超電導特性が劣化（例えば臨界電
流密度や臨界温度の低下等）したり、Ｍｎの場合にはブ
ロンズにＭｎが十分に固溶しないためにブロンズ自身の
ヒステリシス損失が超電導フィラメントのヒステリシス
損失を上回る可能性があるためである。
【００１５】更に、本発明の場合、Ｎｂコアの直径は
０．１〜２μｍの範囲であることが望ましい。それはコ
ア径が０．１μｍ未満の場合、熱処理によって生成する
Ｎｂ3Ｓｎの個々の粒子サイズが０．１μｍ以下なの
で、フィラメントの長さ方向にＮｂ3 Ｓｎが連続的につ
ながっていない可能性が生じて臨界電流密度が激減する
（あるいはゼロ）可能性があり、２μｍより大きい場合
にはＮｂ3 Ｓｎフィラメントのヒステリシス損失が大き
く、交流用超電導線材として使用できないからである。
０．１〜２μｍの範囲であることが望ましい。それはコ
ア径が０．１μｍ未満の場合、熱処理によって生成する
Ｎｂ3Ｓｎの個々の粒子サイズが０．１μｍ以下なの
で、フィラメントの長さ方向にＮｂ3 Ｓｎが連続的につ
ながっていない可能性が生じて臨界電流密度が激減する
（あるいはゼロ）可能性があり、２μｍより大きい場合
にはＮｂ3 Ｓｎフィラメントのヒステリシス損失が大き
く、交流用超電導線材として使用できないからである。
【００１６】なお、Ｎｂコア周囲以外のブロンズ、例え
ば外被部分、安定化銅やサブマルチを分割しているブロ
ンズのＳｎ濃度は３〜５重量％の範囲であることが望ま
しい。これは３重量％未満ではブロンズの抵抗率が低下
して交流損失（結合損失）が増加し、５重量％を越える
と伸線加工性が低下するためである。勿論、部分的にＳ
ｎ濃度を変える、例えば安定化銅を分割するブロンズの
Ｓｎ濃度を他のブロンズより低くする等しても差支えな
い。
ば外被部分、安定化銅やサブマルチを分割しているブロ
ンズのＳｎ濃度は３〜５重量％の範囲であることが望ま
しい。これは３重量％未満ではブロンズの抵抗率が低下
して交流損失（結合損失）が増加し、５重量％を越える
と伸線加工性が低下するためである。勿論、部分的にＳ
ｎ濃度を変える、例えば安定化銅を分割するブロンズの
Ｓｎ濃度を他のブロンズより低くする等しても差支えな
い。
【００１７】
【作用】Ｎｂコア周囲のブロンズをＳｎ濃度と添加元素
の異なる２層構造とすると共に、内側のブロンズのＳｎ
濃度を高くしているので、加工性が向上し、内側のブロ
ンズにＳｉあるいはＧｅが添加され、外側のブロンズに
Ｍｎ、Ｎｉの少なくとも一方が添加されているので、ヒ
ステリシス損失を低減させることができる。
の異なる２層構造とすると共に、内側のブロンズのＳｎ
濃度を高くしているので、加工性が向上し、内側のブロ
ンズにＳｉあるいはＧｅが添加され、外側のブロンズに
Ｍｎ、Ｎｉの少なくとも一方が添加されているので、ヒ
ステリシス損失を低減させることができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明本発明の実施例について説明す
ると、実施例の線材は図１に示すように、中心部に表面
が拡散障壁となるＴａ層６で被覆され、ブロンズ７で分
割された高純度な銅からなる安定化銅５が配置され、そ
の周囲に少なくとも表面にＮｂ3 Ｓｎ系超電導体の層を
有する多数のＮｂフィラメント１がブロンズ７中に分散
配置された構造からなり、サブマルチ線４のＮｂフィラ
メント１を分割するブロンズがＳｎ濃度と添加元素の異
なる２種類のブロンズ２、３から構成されている。
ると、実施例の線材は図１に示すように、中心部に表面
が拡散障壁となるＴａ層６で被覆され、ブロンズ７で分
割された高純度な銅からなる安定化銅５が配置され、そ
の周囲に少なくとも表面にＮｂ3 Ｓｎ系超電導体の層を
有する多数のＮｂフィラメント１がブロンズ７中に分散
配置された構造からなり、サブマルチ線４のＮｂフィラ
メント１を分割するブロンズがＳｎ濃度と添加元素の異
なる２種類のブロンズ２、３から構成されている。
【００１９】しかして、かかる断面構成の線材は、静水
圧押出しと伸線加工にという通常の減面加工により所定
サイズの線材とした後、所定の温度で所定時間熱処理す
ることによりＮｂフィラメントの少なくとも表面にＮｂ
3 Ｓｎ系超電導体を生成させることにより製造される。
圧押出しと伸線加工にという通常の減面加工により所定
サイズの線材とした後、所定の温度で所定時間熱処理す
ることによりＮｂフィラメントの少なくとも表面にＮｂ
3 Ｓｎ系超電導体を生成させることにより製造される。
【００２０】次に具体例について説明する。
【００２１】（実施例１）長さ１７０mm、外径３０mm、
内径２４mmのＣｕ−４重量％Ｓｎ−１重量％Ｍｎ合金の
管内に、長さ１５０mm、外径２３．８mm、内径１５mmの
Ｃｕ−１２．５重量％−１重量％Ｇｅ合金の管を挿入
し、更にその内側に長さ１５０mm、直径１４．７mmのＮ
ｂ−１重量％Ｔａ合金の棒を挿入し、前後端をシールし
てシングルビレットとした。
内径２４mmのＣｕ−４重量％Ｓｎ−１重量％Ｍｎ合金の
管内に、長さ１５０mm、外径２３．８mm、内径１５mmの
Ｃｕ−１２．５重量％−１重量％Ｇｅ合金の管を挿入
し、更にその内側に長さ１５０mm、直径１４．７mmのＮ
ｂ−１重量％Ｔａ合金の棒を挿入し、前後端をシールし
てシングルビレットとした。
【００２２】このシングルビレットを静水圧押出しと伸
線加工により線材とした後、夫々対辺距離０．８５mmの
六角断面の線に矯正し、長さ１５０mmに切り分けた。な
お、伸線は断線なしに加工できた。
線加工により線材とした後、夫々対辺距離０．８５mmの
六角断面の線に矯正し、長さ１５０mmに切り分けた。な
お、伸線は断線なしに加工できた。
【００２３】その切り分けた線材７４５本を、長さ１７
０mm、外径２８mm、内径２４．５mmのＣｕ−５重量％Ｓ
ｎ合金の管内に組み込み、前後端をシールしてサブマル
チビレットとした。そのサブマルチビレットを静水圧押
出しと伸線加工により線材とした後、対辺距離１．４ｍ
の六角断面の線に矯正し、長さ１５０mmに切り分けてサ
ブマルチ六角線とした。なお、伸線は断線なしに加工す
ることができた。
０mm、外径２８mm、内径２４．５mmのＣｕ−５重量％Ｓ
ｎ合金の管内に組み込み、前後端をシールしてサブマル
チビレットとした。そのサブマルチビレットを静水圧押
出しと伸線加工により線材とした後、対辺距離１．４ｍ
の六角断面の線に矯正し、長さ１５０mmに切り分けてサ
ブマルチ六角線とした。なお、伸線は断線なしに加工す
ることができた。
【００２４】以上の工程とは別に、長さ１５０mm、直径
２１．３mmの高純度銅棒の周囲に厚さ０．１mm、幅１５
０mmのＴａシートを２周巻き付け、それを長さ１７０m
m、外径２７mm、内径２３mmのＣｕ−５重量％Ｓｎ合金
の管内に挿入し、その前後端をシールして安定化銅ビレ
ットとした。このビレットを静水圧押出しと伸線加工に
より対辺距離１．４mmの六角断面の線とした後、長さ１
５０mmに切り分けてブロンズ被覆の安定化銅六角線とし
た。
２１．３mmの高純度銅棒の周囲に厚さ０．１mm、幅１５
０mmのＴａシートを２周巻き付け、それを長さ１７０m
m、外径２７mm、内径２３mmのＣｕ−５重量％Ｓｎ合金
の管内に挿入し、その前後端をシールして安定化銅ビレ
ットとした。このビレットを静水圧押出しと伸線加工に
より対辺距離１．４mmの六角断面の線とした後、長さ１
５０mmに切り分けてブロンズ被覆の安定化銅六角線とし
た。
【００２５】かくして得られた各六角線を長さ１７０m
m、外径２８mm、内径２４．３mmのＣｕ−５重量％Ｓｎ
合金の管内に、安定化銅六角線５５本を中心部に配置
し、サブマルチ六角線１８６本を安定化銅六角線５５本
の周囲に組み込み、前後端をシールしてマルチビレット
とした。そのマルチビレットを静水圧押出しと伸線加工
により直径０．３mmの線材とした後、ツイスト加工し
た。なお、得られた線材にはフィラメントの断線は認め
られなかった。
m、外径２８mm、内径２４．３mmのＣｕ−５重量％Ｓｎ
合金の管内に、安定化銅六角線５５本を中心部に配置
し、サブマルチ六角線１８６本を安定化銅六角線５５本
の周囲に組み込み、前後端をシールしてマルチビレット
とした。そのマルチビレットを静水圧押出しと伸線加工
により直径０．３mmの線材とした後、ツイスト加工し
た。なお、得られた線材にはフィラメントの断線は認め
られなかった。
【００２６】線径０．３mmにおけるＮｂコアの直径は
０．２５μｍであった。
０．２５μｍであった。
【００２７】作製した線材をアルゴンガス中で５５０℃
×１００時間熱処理してＮｂ3 Ｓｎを生成させ、最終的
なＮｂ3 Ｓｎ線材とした。
×１００時間熱処理してＮｂ3 Ｓｎを生成させ、最終的
なＮｂ3 Ｓｎ線材とした。
【００２８】（実施例２）シングルビレットにおける外
側の管材としてＣｕ−７．５重量％−０．５重量％Ｍｎ
−０．５重量％Ｎｉ合金を用いると共に、内側の管材と
してＣｕ−１２．５重量％Ｓｎ−１重量％Ｓｉ合金を用
いた以外の幾何学的構成や寸法は全て実施例１と同様と
したが、伸線加工において断線は認められなかった。
側の管材としてＣｕ−７．５重量％−０．５重量％Ｍｎ
−０．５重量％Ｎｉ合金を用いると共に、内側の管材と
してＣｕ−１２．５重量％Ｓｎ−１重量％Ｓｉ合金を用
いた以外の幾何学的構成や寸法は全て実施例１と同様と
したが、伸線加工において断線は認められなかった。
【００２９】（比較例）長さ１７０mm、外径３０mm、内
径１５mmのＣｕ−１０重量％Ｓｎ合金の管内に、長さ１
５０mm、直径１４．７mmのＮｂ−１重量％Ｔａ合金の棒
を挿入し、前後端をシールしてシングルビレットとした
以外の幾何学的構成や寸法は実施例１と同様とした。
径１５mmのＣｕ−１０重量％Ｓｎ合金の管内に、長さ１
５０mm、直径１４．７mmのＮｂ−１重量％Ｔａ合金の棒
を挿入し、前後端をシールしてシングルビレットとした
以外の幾何学的構成や寸法は実施例１と同様とした。
【００３０】以上のようにして得られた各例の線材試料
について計測したヒステリシス損失と臨界電流密度を表
１に示す。
について計測したヒステリシス損失と臨界電流密度を表
１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】なお、ヒステリシス損失は、ＳＱＵＩＤ
（超電導量子磁束干渉素子）型の高分解磁束計を用いて
±０．５Ｔの磁界振幅中での磁化曲線内の面積を線材の
体積で除した値とした。
（超電導量子磁束干渉素子）型の高分解磁束計を用いて
±０．５Ｔの磁界振幅中での磁化曲線内の面積を線材の
体積で除した値とした。
【００３３】また、平均臨界電流密度は、電圧端子間に
抵抗率ρ＝１０-14 Ω・ｍに相当する電圧が出現したと
きの電流値を臨界電流（Ｉｃ）とし、外部印加磁界中で
直流４端子法により測定したＩｃを線材の断面積で除し
た値とした。
抵抗率ρ＝１０-14 Ω・ｍに相当する電圧が出現したと
きの電流値を臨界電流（Ｉｃ）とし、外部印加磁界中で
直流４端子法により測定したＩｃを線材の断面積で除し
た値とした。
【００３４】表１の結果から、ブロンズに第３元素が添
加されていない比較例の試料のヒステリシス損失は、近
接効果の影響で実施例の試料と比較して約５倍も増加し
ているのに対し、実施例１及び実施例２の試料は添加元
素により近接効果による電磁気的結合が抑制され、ヒス
テリシス損失を低減できたことが判る。
加されていない比較例の試料のヒステリシス損失は、近
接効果の影響で実施例の試料と比較して約５倍も増加し
ているのに対し、実施例１及び実施例２の試料は添加元
素により近接効果による電磁気的結合が抑制され、ヒス
テリシス損失を低減できたことが判る。
【００３５】また、平均臨界電流密度は、実施例１の試
料が最も高く、比較例に比べ約２５％向上した。実施例
１及び実施例２の値が比較例より高い理由は、Ｎｂコア
周りに１２．５重量％Ｓｎのブロンズを配置したために
化学量論比に近い良質なＮｂ3 Ｓｎが生成したことと、
ブロンズにＧｅ又はＳｉを添加することで高抵抗化した
ためと考えられる。
料が最も高く、比較例に比べ約２５％向上した。実施例
１及び実施例２の値が比較例より高い理由は、Ｎｂコア
周りに１２．５重量％Ｓｎのブロンズを配置したために
化学量論比に近い良質なＮｂ3 Ｓｎが生成したことと、
ブロンズにＧｅ又はＳｉを添加することで高抵抗化した
ためと考えられる。
【００３６】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明に係る
超電導線材によれば、長尺加工性が良好で、かつ、ヒス
テリシス損失の小さい交流用の極細多芯Ｎｂ3 Ｓｎ系超
電導線材を得ることができる利点がある。
超電導線材によれば、長尺加工性が良好で、かつ、ヒス
テリシス損失の小さい交流用の極細多芯Ｎｂ3 Ｓｎ系超
電導線材を得ることができる利点がある。
【図１】本発明に係る超電導線材の実施例における線材
の断面構成を示す図。
の断面構成を示す図。
１ Ｎｂフィラメント ２及び３ Ｓｎ濃度と添加元素の異なるブロンズ ４ サブマルチ線 ５ 安定化銅 ６ 拡散障壁としてのＴａ層 ７ ブロンズ
Claims (7)
- 【請求項１】ブロンズ法により作製される極細多芯Ｎｂ
3 Ｓｎ系超電導線材であって、その超電導フィラメント
部分の構成が、Ｎｂコアの周囲に内側から順にＳｉ又は
Ｇｅを含むブロンズ層と、Ｍｎ、Ｎｉの少なくとも一方
を含むブロンズ層が被覆されたものであることを特徴と
する極細多芯Ｎｂ3 Ｓｎ系超電導線材。 - 【請求項２】ＮｂコアがＮｂに２重量％以下のＴａ、Ｔ
ｉ、Ｈｆの中のいずれか１元素が添加されたＮｂ合金で
ある、請求項１に記載の極細多芯Ｎｂ3 Ｓｎ系超電導線
材。 - 【請求項３】内側のブロンズ層のＳｎ濃度が外側のブロ
ンズ層のそれより大きいことを特徴とする、請求項１又
は請求項２に記載の極細多芯Ｎｂ3 Ｓｎ系超電導線材。 - 【請求項４】内側のブロンズ層のＳｎ濃度が３〜１５重
量％であり、外側のブロンズ層のＳｎ濃度が３〜１０重
量％である、請求項３に記載の極細多芯Ｎｂ3 Ｓｎ系超
電導線材。 - 【請求項５】内側のブロンズ層のＳｉ又はＧｅの濃度が
０．２５〜５重量％であり、外側のブロンズ層のＭｎ、
Ｎｉの濃度が総和で０．２５〜５重量％である、請求項
１から請求項４のいずれか１に記載の極細多芯Ｎｂ3 Ｓ
ｎ系超電導線材。 - 【請求項６】Ｎｂコアの直径が０．１〜２μｍである、
請求項１から請求項５のいずれか１に記載の極細多芯Ｎ
ｂ3 Ｓｎ系超電導線材。 - 【請求項７】Ｎｂコアの周囲以外のブロンズのＳｎ濃度
が３〜５重量％である、請求項１から請求項６のいずれ
か１に記載の極細多芯Ｎｂ3 Ｓｎ系超電導線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7078880A JPH08273452A (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | 極細多芯Ｎｂ３Ｓｎ系超電導線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7078880A JPH08273452A (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | 極細多芯Ｎｂ３Ｓｎ系超電導線材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08273452A true JPH08273452A (ja) | 1996-10-18 |
Family
ID=13674139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7078880A Pending JPH08273452A (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | 極細多芯Ｎｂ３Ｓｎ系超電導線材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08273452A (ja) |
-
1995
- 1995-04-04 JP JP7078880A patent/JPH08273452A/ja active Pending
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