JPH087681A - Ａ３ ｂ型化合物超電導線およびその製造方法 - Google Patents
Ａ３ ｂ型化合物超電導線およびその製造方法Info
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- JPH087681A JPH087681A JP6140146A JP14014694A JPH087681A JP H087681 A JPH087681 A JP H087681A JP 6140146 A JP6140146 A JP 6140146A JP 14014694 A JP14014694 A JP 14014694A JP H087681 A JPH087681 A JP H087681A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 Ａ金属芯材およびマトリックス金属からなる
素線をＢ金属を含むマトリックス部材または安定化金属
材からなる最外シースの中に配置して組み立てた複合ビ
レット、またはＡ金属芯材およびマトリックス金属から
なる素線と、Ｂ金属を含有するマトリックス部材または
安定化金属材とを、Ｂ金属を含有するマトリックス部材
または安定化金属材からなる最外シースの中に配置して
組み立てた複合ビレットを、前記マトリックス部材の近
傍に径の大きなＡ金属芯材を配置するよう組み立て、こ
の複合ビレットに延伸加工を施して得た複合線材に拡散
熱処理を施してＡ3 Ｂ型化合物超電導線を製造する方
法、およびその超電導線。 【効果】 優れた超電導特性を実現しうる超電導線が得
られる。
素線をＢ金属を含むマトリックス部材または安定化金属
材からなる最外シースの中に配置して組み立てた複合ビ
レット、またはＡ金属芯材およびマトリックス金属から
なる素線と、Ｂ金属を含有するマトリックス部材または
安定化金属材とを、Ｂ金属を含有するマトリックス部材
または安定化金属材からなる最外シースの中に配置して
組み立てた複合ビレットを、前記マトリックス部材の近
傍に径の大きなＡ金属芯材を配置するよう組み立て、こ
の複合ビレットに延伸加工を施して得た複合線材に拡散
熱処理を施してＡ3 Ｂ型化合物超電導線を製造する方
法、およびその超電導線。 【効果】 優れた超電導特性を実現しうる超電導線が得
られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高い臨界電流密度を実現
する優れたＡ3 Ｂ型化合物超電導線とその製造方法に関
するものである。
する優れたＡ3 Ｂ型化合物超電導線とその製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｎｂ3 Ｓｎ、Ｎｂ3 Ａｌ、Ｖ3 Ｇ
ａ等のＡ3 Ｂ型化合物超電導体（Ａ１５型化合物超電導
体とも称される）は金属間化合物であり加工が極めて困
難であるため、超電導線材を製造するには、上記Ａ3 Ｂ
型化合物超電導体を構成する高融点金属Ａと低融点金属
Ｂとからなる複合ビレットに延伸加工を施して複合線材
とし、次いで、前記高融点金属Ａの内部に前記低融点金
属Ｂを拡散、反応させる拡散熱処理により上記Ａ3 Ｂ型
化合物超電導体を反応生成させる製造方法が採用されて
いる。
ａ等のＡ3 Ｂ型化合物超電導体（Ａ１５型化合物超電導
体とも称される）は金属間化合物であり加工が極めて困
難であるため、超電導線材を製造するには、上記Ａ3 Ｂ
型化合物超電導体を構成する高融点金属Ａと低融点金属
Ｂとからなる複合ビレットに延伸加工を施して複合線材
とし、次いで、前記高融点金属Ａの内部に前記低融点金
属Ｂを拡散、反応させる拡散熱処理により上記Ａ3 Ｂ型
化合物超電導体を反応生成させる製造方法が採用されて
いる。
【０００３】以下にＡ3 Ｂ型化合物超電導線の例として
ブロンズ法によるＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法につい
て説明する。この場合Ａ金属はＮｂでＢ金属はＳｎであ
る。まずマトリックスとしてＣｕ−Ｓｎ合金（以下ブロ
ンズと称する）製の棒に穴をあけ、その中にＮｂ芯材を
挿入して１次複合ビレットを形成し、次いで延伸加工を
施し素線とする。この素線をブロンズ管の中に充填して
２次複合ビレットを形成し、次いで延伸加工を施し複合
線材とする。なおこの複合線材を素線とし、更に高次の
複合ビレットを形成することもある。
ブロンズ法によるＮｂ3 Ｓｎ超電導線の製造方法につい
て説明する。この場合Ａ金属はＮｂでＢ金属はＳｎであ
る。まずマトリックスとしてＣｕ−Ｓｎ合金（以下ブロ
ンズと称する）製の棒に穴をあけ、その中にＮｂ芯材を
挿入して１次複合ビレットを形成し、次いで延伸加工を
施し素線とする。この素線をブロンズ管の中に充填して
２次複合ビレットを形成し、次いで延伸加工を施し複合
線材とする。なおこの複合線材を素線とし、更に高次の
複合ビレットを形成することもある。
【０００４】さて上記複合線材は、マトリックス金属中
にＮｂフィラメントが埋め込まれた構造になっており、
この複合線材に５５０℃〜６００℃程度に加熱する拡散
熱処理を施せばブロンズ中のＳｎがＮｂフィラメントの
内部に拡散、反応し、Ｎｂ3Ｓｎが生成する。こうして
Ｎｂフィラメントが超電導フィラメントであるＮｂ3Ｓ
ｎフィラメントになり、多芯超電導線が得られるのであ
る。また前記複合線材の外周にＳｎを被覆してから、拡
散熱処理を施す方法（外部拡散法を呼ばれる）もある。
にＮｂフィラメントが埋め込まれた構造になっており、
この複合線材に５５０℃〜６００℃程度に加熱する拡散
熱処理を施せばブロンズ中のＳｎがＮｂフィラメントの
内部に拡散、反応し、Ｎｂ3Ｓｎが生成する。こうして
Ｎｂフィラメントが超電導フィラメントであるＮｂ3Ｓ
ｎフィラメントになり、多芯超電導線が得られるのであ
る。また前記複合線材の外周にＳｎを被覆してから、拡
散熱処理を施す方法（外部拡散法を呼ばれる）もある。
【０００５】また、加工性が悪いブロンズを用いず、Ｃ
ｕ、Ｓｎ、Ｎｂ等の単体を用いて複合ビレットを組み立
て、これを延伸加工後、拡散熱処理を施す製造方法も検
討されている。これらの製造方法は、Ｎｂ3 Ｓｎ以外の
Ａ3 Ｂ型化合物超電導体の場合にも同様に適用できる。
ｕ、Ｓｎ、Ｎｂ等の単体を用いて複合ビレットを組み立
て、これを延伸加工後、拡散熱処理を施す製造方法も検
討されている。これらの製造方法は、Ｎｂ3 Ｓｎ以外の
Ａ3 Ｂ型化合物超電導体の場合にも同様に適用できる。
【０００６】ところで超電導特性が高い超電導線を実現
するための一つの条件は、超電導体であるＮｂ3 Ｓｎを
多く生成させることである。Ｎｂ3 Ｓｎは、前記複合線
材に５００℃〜８００℃程度に加熱する拡散熱処理を施
してブロンズ中のＳｎをＮｂフィラメント中に拡散、反
応させて生成させるのであるが、その拡散熱処理時間を
長くすれば、当然、Ｎｂ3 Ｓｎの生成量は多くなる。従
ってＮｂ3 Ｓｎの生成量を多くするには、可能な限り拡
散熱処理時間を長くすることが必要である。
するための一つの条件は、超電導体であるＮｂ3 Ｓｎを
多く生成させることである。Ｎｂ3 Ｓｎは、前記複合線
材に５００℃〜８００℃程度に加熱する拡散熱処理を施
してブロンズ中のＳｎをＮｂフィラメント中に拡散、反
応させて生成させるのであるが、その拡散熱処理時間を
長くすれば、当然、Ｎｂ3 Ｓｎの生成量は多くなる。従
ってＮｂ3 Ｓｎの生成量を多くするには、可能な限り拡
散熱処理時間を長くすることが必要である。
【０００７】ところでＡ3 Ｂ型化合物超電導線を用いて
マグネットを組み立てるには、拡散熱処理を施す前にコ
イル状に卷回して、その後拡散熱処理を施す方法が通常
用いられている。Ａ3 Ｂ型化合物超電導線を構成するＡ
3 Ｂ型化合物は非常に脆く、拡散熱処理を経てＡ3 Ｂ型
化合物が生成した状態ではコイル状に卷回することが困
難になるからである。
マグネットを組み立てるには、拡散熱処理を施す前にコ
イル状に卷回して、その後拡散熱処理を施す方法が通常
用いられている。Ａ3 Ｂ型化合物超電導線を構成するＡ
3 Ｂ型化合物は非常に脆く、拡散熱処理を経てＡ3 Ｂ型
化合物が生成した状態ではコイル状に卷回することが困
難になるからである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】超電導マグネット等に
おける超電導体で成り立つ電流ループでは、通常、コイ
ル状に卷回した超電導線の両端に永久電流スイッチを超
電導接続する。永久電流スイッチは超電導マグネットと
共に寒材中に配置され、理想的には超電導回路の一部を
形成するようになっている。
おける超電導体で成り立つ電流ループでは、通常、コイ
ル状に卷回した超電導線の両端に永久電流スイッチを超
電導接続する。永久電流スイッチは超電導マグネットと
共に寒材中に配置され、理想的には超電導回路の一部を
形成するようになっている。
【０００９】しかし実際には永久電流スイッチとコイル
状に卷回した超電導線の両端との接続部には電気抵抗が
残り、この接続部が電流減衰の原因になっている。従っ
てなるべくその接続抵抗を小さくすることが必要であ
る。超電導接続の方法は、超電導フィラメントを露出さ
せた超電導線の端部同士を接触させて半田等によって固
定する方法が一般的である。この際、超電導フィラメン
トを露出させるには、硫酸、硝酸等を含む液でマトリッ
クス金属を溶解すればよい。
状に卷回した超電導線の両端との接続部には電気抵抗が
残り、この接続部が電流減衰の原因になっている。従っ
てなるべくその接続抵抗を小さくすることが必要であ
る。超電導接続の方法は、超電導フィラメントを露出さ
せた超電導線の端部同士を接触させて半田等によって固
定する方法が一般的である。この際、超電導フィラメン
トを露出させるには、硫酸、硝酸等を含む液でマトリッ
クス金属を溶解すればよい。
【００１０】しかしＡ3 Ｂ型化合物超電導線の場合、上
述したようにＡ3 Ｂ型化合物超電導体が非常に脆く、溶
解させて超電導フィラメントを露出させると上記超電導
接続する際に割れてしまうことがある。この対策とし
て、当該超電導フィラメントの中心部分に未反応のＡ金
属部分を残し、この未反応のＡ金属部分の有する靱性で
以て、該超電導フィラメントの割れを防止する方法が採
用されている。
述したようにＡ3 Ｂ型化合物超電導体が非常に脆く、溶
解させて超電導フィラメントを露出させると上記超電導
接続する際に割れてしまうことがある。この対策とし
て、当該超電導フィラメントの中心部分に未反応のＡ金
属部分を残し、この未反応のＡ金属部分の有する靱性で
以て、該超電導フィラメントの割れを防止する方法が採
用されている。
【００１１】上記方法を採用するには、超電導フィラメ
ントの中心部分に未反応のＡ金属部分を残すように拡散
熱処理を適度に調節する必要がある。つまりマトリック
ス金属中にＡ金属フィラメントが埋設された構造の複合
線材に拡散熱処理を施すと、Ａ金属フィラメントの内部
に進行するＢ金属の拡散は当然、該Ａ金属フィラメント
の外周部分から進行していくのであるから、Ｂ金属の拡
散がＡ金属フィラメントの中心部分に至る前に拡散熱処
理を止めてＡ金属部分を残す必要があるのである。
ントの中心部分に未反応のＡ金属部分を残すように拡散
熱処理を適度に調節する必要がある。つまりマトリック
ス金属中にＡ金属フィラメントが埋設された構造の複合
線材に拡散熱処理を施すと、Ａ金属フィラメントの内部
に進行するＢ金属の拡散は当然、該Ａ金属フィラメント
の外周部分から進行していくのであるから、Ｂ金属の拡
散がＡ金属フィラメントの中心部分に至る前に拡散熱処
理を止めてＡ金属部分を残す必要があるのである。
【００１２】このような超電導フィラメントの中心部分
に未反応のＡ金属部分が残るようにする、という制限の
ために、十分な拡散熱処理を施すことが難しくなってい
た。なぜなら、超電導フィラメントの配置される位置に
よって、拡散熱処理による反応量のバラツキが大きく、
一部の超電導フィラメントでは必要以上のＡ金属部分を
残す結果になっていたからである。上述したように、超
電導特性が高い超電導線の実現するための一つの条件
は、超電導体をなるべく多く生成させることであるか
ら、必要以上にＡ金属部分を残すことは、超電導特性劣
化の原因になるという問題がある。
に未反応のＡ金属部分が残るようにする、という制限の
ために、十分な拡散熱処理を施すことが難しくなってい
た。なぜなら、超電導フィラメントの配置される位置に
よって、拡散熱処理による反応量のバラツキが大きく、
一部の超電導フィラメントでは必要以上のＡ金属部分を
残す結果になっていたからである。上述したように、超
電導特性が高い超電導線の実現するための一つの条件
は、超電導体をなるべく多く生成させることであるか
ら、必要以上にＡ金属部分を残すことは、超電導特性劣
化の原因になるという問題がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる状況に鑑
み、鋭意研究を行った結果なされたもので、その目的
は、十分な拡散熱処理を施すことを可能にし、高い特性
を有するＡ3 Ｂ型化合物超電導線を実現することにあ
る。
み、鋭意研究を行った結果なされたもので、その目的
は、十分な拡散熱処理を施すことを可能にし、高い特性
を有するＡ3 Ｂ型化合物超電導線を実現することにあ
る。
【００１４】即ち本願請求項１記載の発明は、複数のＡ
3 Ｂ型化合物フィラメントがマトリックス金属中に埋設
されてなるフィラメント集合部と、Ｂ金属を含有するマ
トリックス部とを有するＡ3 Ｂ型化合物超電導線であっ
て、前記フィラメント集合部内の、前記マトリックス部
の近傍に配置される前記Ａ3 Ｂ型化合物フィラメントの
径が、その他の部分に配置されるＡ3 Ｂ型化合物フィラ
メントの径より大きいことを特徴とするＡ3 Ｂ型化合物
超電導線を提供する。
3 Ｂ型化合物フィラメントがマトリックス金属中に埋設
されてなるフィラメント集合部と、Ｂ金属を含有するマ
トリックス部とを有するＡ3 Ｂ型化合物超電導線であっ
て、前記フィラメント集合部内の、前記マトリックス部
の近傍に配置される前記Ａ3 Ｂ型化合物フィラメントの
径が、その他の部分に配置されるＡ3 Ｂ型化合物フィラ
メントの径より大きいことを特徴とするＡ3 Ｂ型化合物
超電導線を提供する。
【００１５】また本願請求項２記載の発明は、Ａ金属芯
材およびマトリックス金属からなる素線をＢ金属を含む
マトリックス部材または安定化金属材からなる最外シー
スの中に配置して組み立てた複合ビレット、またはＡ金
属芯材およびマトリックス金属からなる素線と、Ｂ金属
を含有するマトリックス部材または安定化金属材とを、
Ｂ金属を含有するマトリックス部材または安定化金属材
からなる最外シースの中に配置して組み立てた複合ビレ
ットに、延伸加工を施して複合線材を得、該複合線材に
拡散熱処理を施してＡ3 Ｂ型化合物超電導線を製造する
方法において、前記マトリックス部材の近傍に配置され
るＡ金属芯材の径をその他の部分に配置されるＡ金属芯
材の径より大きくなるようにすることを特徴とするＡ3
Ｂ型化合物超電導線の製造方法である。
材およびマトリックス金属からなる素線をＢ金属を含む
マトリックス部材または安定化金属材からなる最外シー
スの中に配置して組み立てた複合ビレット、またはＡ金
属芯材およびマトリックス金属からなる素線と、Ｂ金属
を含有するマトリックス部材または安定化金属材とを、
Ｂ金属を含有するマトリックス部材または安定化金属材
からなる最外シースの中に配置して組み立てた複合ビレ
ットに、延伸加工を施して複合線材を得、該複合線材に
拡散熱処理を施してＡ3 Ｂ型化合物超電導線を製造する
方法において、前記マトリックス部材の近傍に配置され
るＡ金属芯材の径をその他の部分に配置されるＡ金属芯
材の径より大きくなるようにすることを特徴とするＡ3
Ｂ型化合物超電導線の製造方法である。
【００１６】請求項３記載の発明は外部拡散法によるＡ
3 Ｂ型化合物超電導線を製造する場合で、上記同様の複
合線材の外周に、Ａ金属芯材と反応するＢ金属の供給源
（の一つ）としてＢ金属を被覆してから拡散熱処理を施
す場合は、前記マトリックス部材の近傍および最外シー
スの近傍に配置されるＡ金属芯材の径をその他の部分に
配置されるＡ金属芯材の径より大きくなるようにするＡ
3 Ｂ型化合物超電導線の製造方法である。
3 Ｂ型化合物超電導線を製造する場合で、上記同様の複
合線材の外周に、Ａ金属芯材と反応するＢ金属の供給源
（の一つ）としてＢ金属を被覆してから拡散熱処理を施
す場合は、前記マトリックス部材の近傍および最外シー
スの近傍に配置されるＡ金属芯材の径をその他の部分に
配置されるＡ金属芯材の径より大きくなるようにするＡ
3 Ｂ型化合物超電導線の製造方法である。
【００１７】
【作用】本発明者らは、本発明に係る超電導線の断面を
顕微鏡で観察したところ、Ｂ金属を含有するマトリック
ス部の近傍に配置された超電導フィラメントでは、その
他の部分に配置された超電導フィラメントに比べ、Ａ3
Ｂ型化合物超電導体の生成量が多いことを見いだした。
これはＢ金属の供給源である前記マトリックス部の近傍
に配置されていた前者の超電導フィラメントには、後者
の超電導フィラメントに比べより多くのＢ金属が拡散、
反応したためであると考えられる。
顕微鏡で観察したところ、Ｂ金属を含有するマトリック
ス部の近傍に配置された超電導フィラメントでは、その
他の部分に配置された超電導フィラメントに比べ、Ａ3
Ｂ型化合物超電導体の生成量が多いことを見いだした。
これはＢ金属の供給源である前記マトリックス部の近傍
に配置されていた前者の超電導フィラメントには、後者
の超電導フィラメントに比べより多くのＢ金属が拡散、
反応したためであると考えられる。
【００１８】しかし本発明の超電導線は、より多くのＡ
3 Ｂ型化合物超電導体が生成される部分、即ち、前記Ｂ
金属を含有するマトリックス部の近傍に配置される超電
導フィラメントの径を、その他の部分に配置される超電
導フィラメントの径より大きくしてあるので、後者の超
電導フィラメントの部分で十分な量のＡ3 Ｂ型化合物超
電導体が生成されるまで拡散熱処理を施しても、前者の
超電導フィラメントの部分でＡ金属を残存させておくこ
とが可能である。
3 Ｂ型化合物超電導体が生成される部分、即ち、前記Ｂ
金属を含有するマトリックス部の近傍に配置される超電
導フィラメントの径を、その他の部分に配置される超電
導フィラメントの径より大きくしてあるので、後者の超
電導フィラメントの部分で十分な量のＡ3 Ｂ型化合物超
電導体が生成されるまで拡散熱処理を施しても、前者の
超電導フィラメントの部分でＡ金属を残存させておくこ
とが可能である。
【００１９】このため前記Ｂ金属を含有するマトリック
ス部の近傍に配置されていない超電導フィラメントであ
っても必要以上のＡ金属部分を残存させず、十分なＡ3
Ｂ型化合物超電導体を生成させる拡散熱処理を施すこと
が可能になる。従って、より高い超電導特性を実現する
Ａ3 Ｂ型化合物超電導線が得られるのである。
ス部の近傍に配置されていない超電導フィラメントであ
っても必要以上のＡ金属部分を残存させず、十分なＡ3
Ｂ型化合物超電導体を生成させる拡散熱処理を施すこと
が可能になる。従って、より高い超電導特性を実現する
Ａ3 Ｂ型化合物超電導線が得られるのである。
【００２０】また本発明のＡ3 Ｂ型化合物超電導線を製
造するには、安定化金属材またはＢ金属を含有するマト
リックス部材からなる最外シースの中に、素線と必要な
ら、Ｂ金属を含有するマトリックス部材、安定化金属
材、バリア材等を配置充填して複合ビレットを組み立て
る際、前記マトリックス部材の近傍にＡ金属芯材の径の
大きい素線を配置すればよい。例えば最外シースとして
Ｂ金属を含有するマトリックス金属を用いた場合、この
最外シースの近傍には、Ａ金属芯材の径の大きい素線を
配置する。
造するには、安定化金属材またはＢ金属を含有するマト
リックス部材からなる最外シースの中に、素線と必要な
ら、Ｂ金属を含有するマトリックス部材、安定化金属
材、バリア材等を配置充填して複合ビレットを組み立て
る際、前記マトリックス部材の近傍にＡ金属芯材の径の
大きい素線を配置すればよい。例えば最外シースとして
Ｂ金属を含有するマトリックス金属を用いた場合、この
最外シースの近傍には、Ａ金属芯材の径の大きい素線を
配置する。
【００２１】
【実施例】次に本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例ではＡ金属としてＮｂを、Ｂ金属としてＳｎを選
び、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造した。この際、用
意した素線は２種類で、何れも６角素線とした。まず６
角素線（α）は、外径２００ｍｍ、内径１２５ｍｍのブ
ロンズ管（Ｃｕ−１４ｗｔ％Ｓｎ）の中に外径１２４ｍ
ｍのＮｂ棒を挿入し、延伸加工後、対辺距離１．７ｍｍ
としたものである。６角素線（β）は、外径２００ｍ
ｍ、内径１４０ｍｍのブロンズ管（Ｃｕ−１４ｗｔ％Ｓ
ｎ）の中に外径１３９ｍｍのＮｂ棒を挿入し、延伸加工
後、対辺距離１．７ｍｍとしたものである。
実施例ではＡ金属としてＮｂを、Ｂ金属としてＳｎを選
び、Ｎｂ3 Ｓｎ化合物超電導線を製造した。この際、用
意した素線は２種類で、何れも６角素線とした。まず６
角素線（α）は、外径２００ｍｍ、内径１２５ｍｍのブ
ロンズ管（Ｃｕ−１４ｗｔ％Ｓｎ）の中に外径１２４ｍ
ｍのＮｂ棒を挿入し、延伸加工後、対辺距離１．７ｍｍ
としたものである。６角素線（β）は、外径２００ｍ
ｍ、内径１４０ｍｍのブロンズ管（Ｃｕ−１４ｗｔ％Ｓ
ｎ）の中に外径１３９ｍｍのＮｂ棒を挿入し、延伸加工
後、対辺距離１．７ｍｍとしたものである。
【００２２】図２、図３はそれぞれ６角素線（α）、６
角素線（β）の断面を模式的に示した説明図である。図
では、６角素線（α）６のＮｂ部５、６角素線（β）９
のＮｂ部８は何れも完全な円形断面になっているが、実
際には多少歪んだ形状になっている。
角素線（β）の断面を模式的に示した説明図である。図
では、６角素線（α）６のＮｂ部５、６角素線（β）９
のＮｂ部８は何れも完全な円形断面になっているが、実
際には多少歪んだ形状になっている。
【００２３】次に図１に示すように、最外シース１とし
て、外径２００ｍｍ、内径１７８ｍｍのブロンズ管（Ｃ
ｕ−１４ｗｔ％Ｓｎ）を用意し、この中に上記６角素線
（α）および６角素線（β）を配置充填して複合ビレッ
トを組み立てた。図１では充填する６角素線２の一部を
模式的に描いてあり、また実際より大きく描いてある。
て、外径２００ｍｍ、内径１７８ｍｍのブロンズ管（Ｃ
ｕ−１４ｗｔ％Ｓｎ）を用意し、この中に上記６角素線
（α）および６角素線（β）を配置充填して複合ビレッ
トを組み立てた。図１では充填する６角素線２の一部を
模式的に描いてあり、また実際より大きく描いてある。
【００２４】さて本発明例に係る複合ビレットは３種
類、Ｎｏ１〜３を用意した。複合ビレットＮｏ１は最外
シース１の中央部に複数本の６角素線（α）を配置し、
その６角素線（α）の束が概ね外径１６２ｍｍとなるよ
うにした。そしてその外側とこの最外シース１の内壁と
の間に複数本の６角素線（β）を配置して形成した。複
合ビレットＮｏ２はこの最外シース１の中央部に安定化
金属材（厚さ３ｍｍのＴａバリアを外周に配した径８７
ｍｍの無酸素銅棒）を配置し、その外周に複数本の６角
素線（α）を配置し、その６角素線（α）の束が概ね外
径１６２ｍｍとなるようにした。そしてこの束の外側と
この最外シース１の内壁との間に複数本の６角素線
（β）を配置して形成した。複合ビレットＮｏ３はこの
最外シース１の中央部に安定化金属材（周囲に厚さ３ｍ
ｍのＴａバリアを外周に配した径８７ｍｍの無酸素銅
棒）を配置し、その外周に外径１０５ｍｍ、内径９５ｍ
ｍのブロンズ管（Ｃｕ−１４ｗｔ％Ｓｎ）を被せ、更に
その外周に複数本の６角素線（α）を配置し、その６角
素線（α）の束が概ね外径１６２ｍｍとなるようにし
た。そして本発明例２と同様、その外側とこの最外シー
ス１の内壁との間に複数本の６角素線（β）を配置して
形成した。
類、Ｎｏ１〜３を用意した。複合ビレットＮｏ１は最外
シース１の中央部に複数本の６角素線（α）を配置し、
その６角素線（α）の束が概ね外径１６２ｍｍとなるよ
うにした。そしてその外側とこの最外シース１の内壁と
の間に複数本の６角素線（β）を配置して形成した。複
合ビレットＮｏ２はこの最外シース１の中央部に安定化
金属材（厚さ３ｍｍのＴａバリアを外周に配した径８７
ｍｍの無酸素銅棒）を配置し、その外周に複数本の６角
素線（α）を配置し、その６角素線（α）の束が概ね外
径１６２ｍｍとなるようにした。そしてこの束の外側と
この最外シース１の内壁との間に複数本の６角素線
（β）を配置して形成した。複合ビレットＮｏ３はこの
最外シース１の中央部に安定化金属材（周囲に厚さ３ｍ
ｍのＴａバリアを外周に配した径８７ｍｍの無酸素銅
棒）を配置し、その外周に外径１０５ｍｍ、内径９５ｍ
ｍのブロンズ管（Ｃｕ−１４ｗｔ％Ｓｎ）を被せ、更に
その外周に複数本の６角素線（α）を配置し、その６角
素線（α）の束が概ね外径１６２ｍｍとなるようにし
た。そして本発明例２と同様、その外側とこの最外シー
ス１の内壁との間に複数本の６角素線（β）を配置して
形成した。
【００２５】また従来例に係る複合ビレットを３種類
（Ｎｏ４〜６）を用意した。これらは上記複合ビレット
Ｎｏ１〜３の組み立てにおいて、６角素線（β）に替わ
り６角素線（α）のみを使用したもので、各々複合ビレ
ットＮｏ４〜６と称する。
（Ｎｏ４〜６）を用意した。これらは上記複合ビレット
Ｎｏ１〜３の組み立てにおいて、６角素線（β）に替わ
り６角素線（α）のみを使用したもので、各々複合ビレ
ットＮｏ４〜６と称する。
【００２６】次いで上記複合ビレットＮｏ１〜６に延伸
加工を施して径０．７ｍｍの複合線材を得た。これらの
複合線材に表１に示す拡散熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎ超
電導線を製造した。次に製造したＮｂ3 Ｓｎ超電導線の
端部を硫酸で溶解して超電導フィラメントを露出させ、
当該超電導フィラメントが超電導接続に耐えられる程度
の靱性を有しているか調べた。その結果、条件ｂの拡散
熱処理を施したＮｏ４〜６（従来例）は相当数の超電導
フィラメントが十分な靱性を有していないことが判っ
た。これら十分な靱性を有していない超電導フィラメン
トは中央部に未反応なＡ金属部分を殆ど残していなかっ
た。
加工を施して径０．７ｍｍの複合線材を得た。これらの
複合線材に表１に示す拡散熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎ超
電導線を製造した。次に製造したＮｂ3 Ｓｎ超電導線の
端部を硫酸で溶解して超電導フィラメントを露出させ、
当該超電導フィラメントが超電導接続に耐えられる程度
の靱性を有しているか調べた。その結果、条件ｂの拡散
熱処理を施したＮｏ４〜６（従来例）は相当数の超電導
フィラメントが十分な靱性を有していないことが判っ
た。これら十分な靱性を有していない超電導フィラメン
トは中央部に未反応なＡ金属部分を殆ど残していなかっ
た。
【００２７】しかし従来例Ｎｏ４〜６の内、条件ａの拡
散熱処理を施したものは、殆どの超電導フィラメントが
十分な靱性を有していることが判った。従って従来例Ｎ
ｏ４〜６の内、超電導接続が実用的に可能なものは条件
ａの拡散熱処理を施したものだけである。
散熱処理を施したものは、殆どの超電導フィラメントが
十分な靱性を有していることが判った。従って従来例Ｎ
ｏ４〜６の内、超電導接続が実用的に可能なものは条件
ａの拡散熱処理を施したものだけである。
【００２８】一方、本発明例Ｎｏ１〜３の場合、条件
ａ、ｂのいずれの拡散熱処理を施したものでも、殆どの
超電導フィラメントが十分な靱性を有していることが判
った。従って条件ａ、ｂのいずれの拡散熱処理を施した
ものも、超電導接続が実用的に可能なものである。
ａ、ｂのいずれの拡散熱処理を施したものでも、殆どの
超電導フィラメントが十分な靱性を有していることが判
った。従って条件ａ、ｂのいずれの拡散熱処理を施した
ものも、超電導接続が実用的に可能なものである。
【００２９】またＮｏ１〜３の内、条件ｂの拡散熱処理
を施した超電導線と、Ｎｏ４〜６の内、条件ａの拡散熱
処理を施した超電導線の断面を観察し、超電導フィラメ
ントの断面積に対する、Ｎｂ3 Ｓｎとなっている部分の
断面積の比（以下反応率と称する）を調べた。なおこの
断面積比は体積比と実質的には同じである。観察した超
電導フィラメントは、当該超電導線の半径方向にそって
選びだし、前記面積比の最小値と最大値を表１に記し
た。
を施した超電導線と、Ｎｏ４〜６の内、条件ａの拡散熱
処理を施した超電導線の断面を観察し、超電導フィラメ
ントの断面積に対する、Ｎｂ3 Ｓｎとなっている部分の
断面積の比（以下反応率と称する）を調べた。なおこの
断面積比は体積比と実質的には同じである。観察した超
電導フィラメントは、当該超電導線の半径方向にそって
選びだし、前記面積比の最小値と最大値を表１に記し
た。
【００３０】更に上記面積比を調べたＮｂ3 Ｓｎ超電導
線に関しては、非銅部における臨界電流密度も測定し
た。非銅部における臨界電流密度とは、臨界電流値を、
超電導線の断面積から安定化金属材に相当する部分の面
積を除いた面積で割った値である。
線に関しては、非銅部における臨界電流密度も測定し
た。非銅部における臨界電流密度とは、臨界電流値を、
超電導線の断面積から安定化金属材に相当する部分の面
積を除いた面積で割った値である。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１から明らかなように、本発明例は反応
率のバラツキが小さく、超電導線の断面全体に渡り、ほ
ぼ均等にＮｂ部分を残した超電導フィラメントを有する
ものになったことが判る。一方従来例では反応率のバラ
ツキが大きく、不必要に多くのＮｂを残した超電導フィ
ラメントが多数存在するために、本発明例より臨界電流
密度が低くなった。なお反応率が小さかったのは、Ｓｎ
を含有するマトリックス部の近傍に位置しない超電導フ
ィラメントであった。
率のバラツキが小さく、超電導線の断面全体に渡り、ほ
ぼ均等にＮｂ部分を残した超電導フィラメントを有する
ものになったことが判る。一方従来例では反応率のバラ
ツキが大きく、不必要に多くのＮｂを残した超電導フィ
ラメントが多数存在するために、本発明例より臨界電流
密度が低くなった。なお反応率が小さかったのは、Ｓｎ
を含有するマトリックス部の近傍に位置しない超電導フ
ィラメントであった。
【００３３】このように本発明のＡ3 Ｂ型化合物超電導
線は優れた特性を実現するものである。また以上の実施
例は、複合ビレットの形成に際し、ブロンズ管を最外シ
ースとした場合であるが、無酸素銅シースを用いた場合
は、その近傍にＮｂ部の大きな素線を配置する必要はな
い。しかし、複合ビレットを延伸加工してなる複合線材
にＳｎ被覆してから拡散熱処理する場合（外部拡散法の
場合）は、最外シースが無酸素銅であっても、その近傍
にはＮｂ部の大きな素線を配置する必要がある。この場
合でも同様に優れた特性を実現できることはいうまでも
ない。
線は優れた特性を実現するものである。また以上の実施
例は、複合ビレットの形成に際し、ブロンズ管を最外シ
ースとした場合であるが、無酸素銅シースを用いた場合
は、その近傍にＮｂ部の大きな素線を配置する必要はな
い。しかし、複合ビレットを延伸加工してなる複合線材
にＳｎ被覆してから拡散熱処理する場合（外部拡散法の
場合）は、最外シースが無酸素銅であっても、その近傍
にはＮｂ部の大きな素線を配置する必要がある。この場
合でも同様に優れた特性を実現できることはいうまでも
ない。
【００３４】以上の実施例はＡ金属としてＮｂ、Ｂ金属
としてＳｎを用いた例を説明したが、その他のＡ3 Ｂ型
化合物超電導線の場合でも同様の効果が得られる。
としてＳｎを用いた例を説明したが、その他のＡ3 Ｂ型
化合物超電導線の場合でも同様の効果が得られる。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のＡ3 Ｂ型
化合物超電導線は、Ａ3 Ｂ型化合物の生成量に対する未
反応のＡ金属の残存量の割合をほぼ均一に制御すること
ができ、優れた超電導特性を実現させることができるも
のである。このように本発明はＡ3 Ｂ型化合物超電導線
の高特性化を実現するもので、その工業上の貢献は著し
いものである。
化合物超電導線は、Ａ3 Ｂ型化合物の生成量に対する未
反応のＡ金属の残存量の割合をほぼ均一に制御すること
ができ、優れた超電導特性を実現させることができるも
のである。このように本発明はＡ3 Ｂ型化合物超電導線
の高特性化を実現するもので、その工業上の貢献は著し
いものである。
【図１】本発明の複合ビレットの組み立てを説明する説
明図である。
明図である。
【図２】実施例の６角素線（α）を説明する説明図であ
る。
る。
【図３】実施例の６角素線（β）を説明する説明図であ
る。
る。
１ 最外シース ２ ６角素線 ３ 複合ビレット ４ ブロンズ部 ５ Ｎｂ部 ６ ６角素線（α） ７ ブロンズ部 ８ Ｎｂ部 ９ ６角素線（β）
Claims (3)
- 【請求項１】 複数のＡ3 Ｂ型化合物フィラメントがマ
トリックス金属中に埋設されてなるフィラメント集合部
と、Ｂ金属を含有するマトリックス部とを有するＡ3 Ｂ
型化合物超電導線であって、 前記フィラメント集合部内の、前記マトリックス部の近
傍に配置される前記Ａ 3 Ｂ型化合物フィラメントの径
が、その他の部分に配置されるＡ3 Ｂ型化合物フィラメ
ントの径より大きいことを特徴とするＡ3 Ｂ型化合物超
電導線。 - 【請求項２】 Ａ金属芯材およびマトリックス金属から
なる素線をＢ金属を含むマトリックス部材または安定化
金属材からなる最外シースの中に配置して組み立てた複
合ビレット、またはＡ金属芯材およびマトリックス金属
からなる素線と、Ｂ金属を含有するマトリックス部材ま
たは安定化金属材とを、Ｂ金属を含有するマトリックス
部材または安定化金属材からなる最外シースの中に配置
して組み立てた複合ビレットに、延伸加工を施して複合
線材を得、該複合線材に拡散熱処理を施してＡ3 Ｂ型化
合物超電導線を製造する方法において、 前記マトリックス部材の近傍に配置されるＡ金属芯材の
径をその他の部分に配置されるＡ金属芯材の径より大き
くなるようにすることを特徴とするＡ3 Ｂ型化合物超電
導線の製造方法。 - 【請求項３】 Ａ金属芯材およびマトリックス金属から
なる素線をＢ金属を含有するマトリックス部材または安
定化金属材からなる最外シースの中に配置して組み立て
た複合ビレット、またはＡ金属芯材およびマトリックス
金属からなる素線と、Ｂ金属を含有するマトリックス部
材または安定化金属材とを、Ｂ金属を含有するマトリッ
クス部材または安定化金属材からなる最外シースの中に
配置して組み立てた複合ビレットに、延伸加工を施して
複合線材を得、該複合線材の外周にＢ金属を被覆させた
後に拡散熱処理を施してＡ3 Ｂ型化合物超電導線を製造
する方法において、 前記マトリックス部材の近傍および前記最外シースの近
傍に配置されるＡ金属芯材の径をその他の部分に配置さ
れるＡ金属芯材の径より大きくなるようにすることを特
徴とするＡ3 Ｂ型化合物超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6140146A JPH087681A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | Ａ３ ｂ型化合物超電導線およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6140146A JPH087681A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | Ａ３ ｂ型化合物超電導線およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH087681A true JPH087681A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15261947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6140146A Pending JPH087681A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | Ａ３ ｂ型化合物超電導線およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087681A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4964132A (en) * | 1988-06-07 | 1990-10-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Laser arrangement with frequency stabilized and intensity stabilized laser emission |
| JP2010129453A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Kobe Steel Ltd | ブロンズ法Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材 |
| US9816716B2 (en) | 2013-12-13 | 2017-11-14 | Pax Water Technologies Inc. | Ventilation devices and methods |
-
1994
- 1994-06-22 JP JP6140146A patent/JPH087681A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4964132A (en) * | 1988-06-07 | 1990-10-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Laser arrangement with frequency stabilized and intensity stabilized laser emission |
| JP2010129453A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Kobe Steel Ltd | ブロンズ法Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材 |
| US9816716B2 (en) | 2013-12-13 | 2017-11-14 | Pax Water Technologies Inc. | Ventilation devices and methods |
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