JPH0963666A

JPH0963666A - 超電導導体接合体およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0963666A
Application number: JP21688695A
Authority: JP
Inventors: Chie Satou; 知絵佐藤; Rikuo Kamoshita; 陸男鴨志田; Sumitaka Goto; 純孝後藤; Ryukichi Takahashi; 龍吉高橋; Yoshihide Wadayama; 芳英和田山; 勝男 ▲高▼力; Katsuo Koriki; Katsuhiko Asano; 克彦浅野; Akira Shigenaka; 顕重中
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 1995-08-25
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【目的】接続抵抗が低く、且つ機械的特性に優れた超
電導導体接合部を提供する。【構成】超電導体化熱処理した超電導導体同士を接続
した後、接続部のみを再度熱処理し、この２度目の熱処
理により、接続部における超電導体の形成を再度行わせ
て接続時に受けたフィラメントの損傷部を補修する。【効果】最初の超電導体化熱処理で接続部を除外しな
くて済むので熱処理装置が簡易化されるとともに、全体
としての熱処理時間が短縮される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超電導線または複数本
の超電導線を束にしてなる超電導導体の接合体、接合構
造及び接合方法に係る。特に接続抵抗が低く、且つ機械
的強度が高い超電導線または導体同士の接合体及びそれ
を得るための接合方法に関する。さらに、上記超電導接
合体を得る過程で、接続部を部分的に熱処理するための
熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超電導装置製作の過程において、導体の
接続は不可欠である。特に、強磁場型超電導コイルにお
いては、いくつかの小コイルを製作し、それらのコイル
間を接続する場合が多く、超電導導体相互間の接続が必
要となる。

【０００３】従来、超電導導体の接続方法として、導体
重ね合わせによるはんだ付けの手法が主に用いられてき
た。はんだ付け法には、導体間での常伝導金属相の介在
による電気的特性の劣化、接合部の大型化等の問題があ
る。これに対し、超電導フィラメントと超電導フィラメ
ントの直接接触面形成を狙った接続法が、接続部をコン
パクト化でき、また、接続抵抗の大幅な低減化を図れる
点で有利である。

【０００４】このような接合として、接合する線または
導体の端面を突き合わせた状態で、軸方向に加圧しなが
ら通電加熱する抵抗溶接法や、端面をテーパ状に加工
し、互いに重ね合わせて加圧・加熱する方法等がある。
これらの溶接法の問題点は、加圧しながら、マトリック
ス部を接合するために、脆弱な超電導体（フィラメン
ト）が機械的・熱的ひずみおよび損傷を受けて、電気的
特性性能が劣化することである。

【０００５】これを解決する方法として、例えば特開昭
56−112080号公報記載のように、熱処理によって形成さ
れる化合物超電導相を接続する場合、線材に化合物超電
導相形成のための熱処理を施す前に接続を行い、その後
に全体を熱処理して化合物超電導相を形成する方法があ
る。しかし、強磁場用コイルの製作時は、接続後にコイ
ル全体を熱処理するための電気炉が極めて大型となるこ
と、また、モールド樹脂の耐熱性に限界があるなど、こ
の接続法の適用は困難である。また、特開昭63−55876
号公報記載のように、接続すべき部分を除いた範囲で超
電導体を形成するための熱処理を行い、未熱処理部にお
いて接続した後、接続部のみを熱処理する方法もある。
この場合には、端部を残して熱処理するための特別の電
気炉を必要とし、さらには、接続位置が限定される上、
補修が出来ない等、適用の範囲は極めて狭い。また、接
続部以外の部分と接続部とを分けて熱処理を行うため、
接続後の接続部の熱処理に、接続部以外の部分を熱処理
するときと同じだけの時間をかける必要があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】超電導導体の接合法に
関する上記従来技術では、既に超電導体が形成された超
電導線または超電導導体を接続する場合に、超電導フィ
ラメントが機械的歪および損傷を受け、接続部の電気的
特性が劣化するという問題がある。一方、接続すべき超
電導線または導体に、超電導相を形成するための熱処理
を施す前に接続し、その後熱処理する方法では、強磁場
用コイルの熱処理工程において困難な点があり、適用の
範囲には限界がある。

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、化合物超電導体自身の劣化を低減し、接続抵抗
の極めて低い超電導導体接合体を提供し、且つその接合
体を高い信頼性で得るための方法を提供することにあ
る。また、適用の範囲が広く、作業工程もより簡便な化
合物超電導線または導体の接合方法を提供することにあ
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、超電導体形成熱処理後の超電導導体同士を
通電加熱圧接した後に、接続部とその近傍のみを再度熱
処理し、当該部分の超電導体形成反応を部分的に促進さ
せたものである。再熱処理を施すことにより、接合部の
構造としては、接続部において最終的に反応形成される
超電導体（フィラメント）のフィラメント長さ方向の単
位長さ当りの体積を、接続部から十分に離れた領域に比
べて大きくなるようにしたものである。さらには、接続
部において、安定化マトリックス内に残存している超電
導体構成元素の濃度を、接続部から十分に離れた領域に
比べて低くなるようにしたものである。接続部の再熱処
理に際しては、接続部両側の熱処理対象でない部分を冷
却し、再熱処理される領域をできるだけ狭い範囲、すな
わち、接続工程において機械的歪および損傷（冶金学的
損傷）が生ずる領域に留めるのが望ましい。

【０００９】本発明の接合方法、導体端部構造および端
部形成方法は、公知の超電導線材のうちＮb₃Ｓn超電導
線の他、（Ｎb、Ｔi）₃Ｓn、Ｎb₃Ａl、Ｖ₃Ｇa超電導線
等に適用可能である。また、これらの化合物超電導線を
束ねてなる化合物超電導導体にも適用できる。

【００１０】

【作用】これまでの研究の結果から、超電導相形成のた
めの熱処理をした超電導導体を互いに加圧圧接した接合
部においては、超電導フィラメントが溶接時にうける熱
的・機械的ひずみおよび損傷が、接続抵抗の支配的要因
であることがわかっている。接合部を再度熱処理するこ
とにより、フィラメントに部分的に残っていた未反応元
素とマトリックスとの反応により、新たに超電導体が形
成される。損傷を受けた部分においても、超電導体の形
成反応が進行し、部分的にフィラメントの損傷が補修さ
れる。これによって、部分的に断たれていた電流の通路
がつながることになる。さらに、熱的・機械的な歪みは
開放されることになる。

【００１１】化合物超電導線の代表的なものとして、Ｎ
b₃Ｓn超電導線を例にとり、さらに詳細に説明する。一
般に、Ｎb₃Ｓn超電導線はまず、中心に配置されたＮbフ
ィラメントと、その周囲に安定化マトリックスとして配
置されたＣu−Ｓn合金と、さらにその周囲を囲む安定化
材のＣuとで構成され、これを約７００℃で熱処理して
ＮbとＣu−Ｓn合金の界面にＮb₃Ｓn化合物を形成させた
ものである。超電導体化熱処理前の超電導線の断面模式
図およびフィラメント拡大図を図１に、超電導体化熱処
理後の超電導線の断面模式図およびフィラメント拡大図
を図２に、それぞれ示す。超電導体化熱処理後のフィラ
メントの中心軸部には未反応のＮb（コア）が残ってい
る。これらの超電導線同士を突き合わせて通電加熱圧接
するだけの従来接合方法では、図３に示すように、脆弱
なフィラメントは損傷を受け、電流の通路が分断され
る。よって、接続部の臨界電流値は低下することにな
る。ただし、Ｎbコアが残存するため、フィラメントは
完全には切断されずに、中心の位置でつながったままで
屈曲した状態にある。

【００１２】本発明においては、上記のような状態にあ
って電気的特性に問題がある接続部を、再度部分的に熱
処理することで、フィラメント中心部に残っていた単体
のＮbがマトリックスのＳnと反応し、新たにＮb₃Ｓn超
電導体が形成される。また、フィラメントとマトリック
スとの界面においても、Ｎb₃Ｓnの結晶粒が新たに成長
することにより損傷部が補修され、分断されていた電流
の通路がつながって連続した超電導電流の経路が得られ
る。

【００１３】接合部近傍の熱処理対象でない部分を冷却
手段によって冷却することにより、熱処理対象部分を所
要の温度に加熱し、熱処理対象部分に隣接する熱処理対
象でない部分が加熱されないようにすることができる。

【００１４】以上のことから、本発明により、接続抵抗
が低く、臨界電流密度が高く、さらに機械的特性に優れ
た超電導導体の接合体を得ることができる。

【００１５】本発明の接続方法は、化合物超電導コイル
の製作において、超電導線または導体を超導体化熱処理
した後で相互に接続せざるを得ない場合に広く有効な方
法である。超電導フィラメント同士の接続と合わせて安
定化材同士を溶接する方法としては、突き合わせ接合の
他に、テーパ状の接合、あるいはくし歯状に互いに組み
合った形状の接合にも適用可能である。さらに、超電導
フィラメント同士の接合を含む、ラップ状接合部に対し
ても適用可能である。

【００１６】また、本発明の接続方法は、コイルの補修
にも適用可能である。

【００１７】

【実施例】

（第１の実施例）本発明の第１の実施例を図に基づいて
説明する。図９に、本実施例における超電導導体形成の
作業手順を示す。

【００１８】超電導導体のもとになる基材として、図１
で示されるように、電気抵抗の低い金属（低抵抗金属）
であるＣu−Ｓn合金マトリックス２中に、径が約３μｍ
のＮbフィラメント３が約10000本埋め込まれ、さらにそ
の外周にＣu５を備えた構造の、外径約１mmの線材を素
線４とし、それを７本束ねてステンレス鋼（以下、ＳＵ
Ｓという）のコンジット６で被覆した外径約４mmの複合
導体１を形成した（手順９１）。この複合導体１を、約
７００℃で２００時間熱処理し、各素線のＣu−Ｓn合金
とＮbの界面にＮb₃Ｓn７を形成して超電導導体とした
（手順９２）。この超電導導体同士を接続するために、
まず、接続する一対の超電導導体の端面を、エメリーペ
ーパー、ラッピングテープを用いて研摩し、導体軸方向
に直角な表面粗さ約6μｍの面に仕上げた。これらの端
面を突き合わせて、抵抗溶接により接続し、超電導導体
同士の接合体を得た（手順９３）。同一の溶接条件で、
数組の接合体を作製した。ここで得られた接合体のいく
つかを試料とする。残りの接合体の接続部のみを６４
５℃で１０時間、再度熱処理し（手順９４）、再度熱処
理したものを試料とする。これらの接合体について、
四端子抵抗法により液体ヘリウム中で、かつ垂直方向
（接合体の軸線に対して垂直の方向）に印加した４Ｔの
磁界中で、３００Ａの通電における接続抵抗を測定し
た。試料では、４×１０~⁹〜７×１０~⁹Ωの抵抗を示
した。一方、試料では、電圧発生は検出限界以下であ
り、接続抵抗は３×１０~¹⁰Ω以下であることがわかっ
た。

【００１９】また、試料，の各々について、接合界
面近傍(試料では再熱処理領域、以下Ａ部と記す)と接
合界面から十分に離れた（試料では再熱処理のない領
域、以下Ｂ部と記す）各位置で軸方向に直角に切断し、
切断部のマトリックスを化学的に除去してフィラメント
の横断面を観察し、比較した。図４，図５は各位置での
フィラメント断面を示す。試料のＡ、Ｂ部及び試料
のＢ部は、ほぼ同様の断面形状を示し（図４）、未反応
Ｎb（図の中央、白い部分を囲む黒い部分）の直径は１.
５±０.１μｍであった。一方、試料のＡ部では未反
応Ｎb（図の中央、白い部分を囲む黒い部分）の径は１.
０±０.１μｍであり、未反応の領域が狭くなっている
ことがわかった（図５）。また、接合界面近傍のフィラ
メントの縦断面（中心軸上）模式図を図６，７に示す。
図６に示す試料の断面ではＮbコアの深さまでクラッ
クが入り込んでいるのに加え、クラックのない領域では
圧縮応力を受けていることは明らかであり、化合物超電
導体の歪特性から考えて、この部位での臨界電流密度の
低下は避けられない。一方、図７に示す試料の断面で
はＮbコアの幅（すなわち径）が減少しているかわり
に、損傷をうけていないＮb₃Ｓnの領域が増加してお
り、超電導電流の通路が拡大したことが理解できる。

【００２０】さらに、接合部の引張試験を行った結果、
試料ともに最大引張り強さ２０kg／mm²で母材破断
を示した。

【００２１】以上のことから、接合後に再度熱処理を施
した接合体は、接合したままの接合体より優れた電気的
特性と、接合したままの接合体と同等の機械的特性を有
することがわかった。また、接続部に対して接合後に行
う２度目の熱処理は、既に１度化合物超電導相形成のた
めの熱処理を終え、化合物超電導相形成済の部分が対象
であるため、全体に対して行われる１度目の熱処理に比
べ、上述のように、約２０分の１の時間でよく、作業工
程を短縮することができた。

【００２２】なお、接合後の接続部の熱処理は、６００
℃以上８００℃以下ですくなくとも１０時間、さらに望
ましくは、６３０℃以上７５０℃以下で１００時間以上
２００時間以下の条件で行うのがよい。

【００２３】(第２の実施例）本実施例は基本的には第
１の実施例と同様である。超電導体形成作業手順を図１
０に示す。実施例１で用いたものと同じ仕様の超電導導
体のもとである複合導体を形成し（手順１０１）、でき
た複合導体をコイル形状に巻き（手順１０２）、その後
に超電導体化熱処理して（手順１０３）超電導コイルを
作製した。このコイルを、もう１つの同一形状のコイル
と接続するために、各コイルの一端を実施例１と同様な
方法で処理し、突き合わせ通電加熱圧接した（手順１０
４）。次いで圧接された接続部のみを再度熱処理し（手
順１０５）、コイル集合体を得た。ここで得られたコイ
ル接続部の接続抵抗を測定したところ、外部磁場４Ｔ、
通電電流３００Ａの条件下で３×１０~¹⁰Ω以下の優れ
た接続特性を示した。

【００２４】(第３の実施例）本実施例では、Ｃu−Ｓn
合金マトリックス中に直径が約３μｍのＮbフィラメン
トが約１００００本埋め込まれ、さらにその外周にＣu
を備えた構造の、外径約１mmの線材を素線とし、それを
４２本束ねて撚りを施し、ＳＵＳのコンジットで被覆し
た外径約８.５mmの複合導体を形成した。この複合導体
の端部約１００mmは、接続のために、コンジットを外
し、素線の撚りを戻して銅管をかぶせてスエージング
し、素線同士を十分に密着させた。この複合導体を、約
７００℃で２００時間熱処理し、各素線のＣu−Ｓn合金
とＮbの界面にＮb₃Ｓnを形成して超電導導体とした。こ
れらの超電導導体の端面をテーパ状に加工研磨した後、
テーパ部を互いに重ねて電極に固定し、軸方向及び上下
方向（超電導導体の軸線を含みテーパ面に垂直な面内で
軸方向に垂直な方向）に加圧しながら、通電して溶接し
た。さらに接続部のみを熱処理し、最終接合体を得た。
以下、熱処理方法について詳述する。

【００２５】用いた熱処理装置は、ガス出入口用のパイ
プを有し、縦方向に２分割できる、長さ７００mmの気密
性の高い円筒形状の導体覆いと、赤外線ヒーターによる
加熱部と、数本の銅パイプが並列に並んだ構造を有する
冷却部と、を含んで構成されている。熱処理に際して
は、熱処理される超電導導体をはさむようにして分割し
た覆いを組み合わせ、超電導導体の接続部が覆いの長手
方向中央部にくるように超電導導体と覆いの長手方向相
対位置を調整した。覆いの長手方向両端部には耐熱素材
のキャップを取付け、超電導導体と覆いの間を密封し
た。また、覆いとその長手方向両端のキャップで形成さ
れる密封室の両端部の導体には、長手方向約２００mm
（両端で各約１００ｍｍ）の範囲に亘って冷却用銅パイ
プを巻き付けた。接続部の覆い（密封室）の中にはガス
流入口からアルゴンガスを流し加熱部をアルゴン雰囲気
に保持した。一方、銅パイプには冷却水を流し、加熱範
囲を出来るだけ狭くできるように、超電導導体を冷却し
た。この様な状態で、接続部を中心に約５００mmの範囲
を加熱するように赤外線ヒーターを配置し、７５０℃で
３時間、熱処理した。

【００２６】これにより得た超電導導体接続部の接続抵
抗を測定した結果、印加磁場５Ｔ、通電電流１５００Ａ
において、１.２×１０~¹⁰Ωの抵抗値を示した。比較の
ために通電加熱圧接した後、熱処理を施す前に同条件で
測定した接続抵抗は、２×１０~⁸Ωであり、熱処理によ
り優れた抵抗特性が得られることがわかった。

【００２７】なお、接合部の加熱方法として、抵抗加熱
ヒーターを接続部に密着させて巻き付ける方法や、高周
波電流通電用コイル（誘導炉）による方法を用いた場合
でも、同様の特性の接続部が得られた。

【００２８】（第４の実施例）本実施例は基本的には第
３の実施例と同様である。

【００２９】ここで、接合部の熱処理には図８に示すよ
うな熱処理装置を用いた。図示の熱処理装置は、冷却手
段である一対の環状の水冷ジャケット１６と、この水冷
ジャケット１６に冷却水を循環させる手段（図示せず）
と、前記水冷ジャケット１６を内装し軸線方向の分割線
に沿って２分割可能に構造された円筒状の導体収容手段
である気密室１３と、この気密室１３の長手方向中央部
分周壁を構成する石英窓１２と、気密室１３の外部に配
置され石英窓１２を通して気密室１３内部を加熱する導
体加熱手段であるヒータ１４と、このヒータ１４を挟ん
で石英窓１２に対向する位置に配置されヒータ１４が放
射する熱を石英窓１２を通して気密室１３内部に導く反
射板１５と、を含んで構成されている。

【００３０】前記一対の水冷ジャケット１６のそれぞれ
は、その内周面が超電導導体１０の外周に密着する形状
に構成され、かつ周方向に半周分づつに２分割可能とし
てある。冷却水は、分割された半周分の水冷ジャケット
のそれぞれに独立に循環可能になっている。一対の水冷
ジャケット１６の軸方向の長さは、それぞれ約１００mm
であり、半周分づつの水冷ジャケットは、同じく半周分
づつに２分割された気密室１３内部に、約５００mmの間
隔をおいて装着されている。

【００３１】気密室１３は軸方向の長さ約７００mmであ
り、先に述べたように、軸線方向の分割線に沿って周方
向に半周分づつに２分割可能としてある。分割線の周方
向位置は、水冷ジャケット１６の分割線に一致させてあ
り、軸線方向端部をなすキャップ１３Ａ，１３Ｂには、
内周面が超電導導体１０の外周に密着する形状の開口が
設けられている。開口の内周面は、超電導導体１０の外
周に密着して気密にシールするガスケットが装着されて
いる。２分割された水冷ジャケット１６のそれぞれは、
水冷ジャケット１６の内周面の円弧の中心線がキャップ
１３Ａ，１３Ｂの開口の中心を結ぶ線に一致するように
気密室１３に取り付けてある。すなわち、気密室１３を
超電導導体１０の外周に、該超電導導体１０を挟むよう
に装着すると、水冷ジャケット１６の内周面も自動的に
超電導導体１０の外周に密着する。分割された半周分の
水冷ジャケット１６の冷却水の出入口配管は、半径方向
の分割線に沿って２分割されたキャップ１３Ａもしくは
１３Ｂの近い方に接続され、キャップ１３Ａもしくは１
３Ｂの外側に冷却水を循環させる手段と接続するための
カプリングが設けられている。２分割された気密室の一
方のキャップ１３Ａには、気密室１３内にアルゴンガス
を導くための供給口１３Ｃが、キャップ１３Ｂには気密
室１３からアルゴンガスを排出する排出口１３Ｄが、そ
れぞれ設けられている。

【００３２】ヒータ１４及び反射板１５は、分割可能な
環状に構成され、気密室１３に収容された超電導導体１
０をその全周から加熱できるようになっている。

【００３３】上記構成の装置を用いて熱処理を行う場合
を説明する。まず、超電導導体１０同士の接合部１１を
中心にして、片側約２５０mm離れた導体の２か所に水冷
ジャケット１６が位置するように、接合部および両端の
冷却部全体を、石英窓１２を有する気密室１３で両側か
ら挟んで覆い、２分割された気密室１３を互いに締め付
けて超電導導体１０に固定する。次いで気密室１３内に
供給口１３Ｃからアルゴンガスを流して気密室１３内を
不活性雰囲気とした。次に一対の水冷ジャケット１６
（周方向に各２分割されているから都合４個）に水を流
して気密室１３内両端の超電導導体１０を冷却しなが
ら、ヒータ１４が発生する熱を反射板１５を用いて、気
密室１３内の超電導導体１０に反射・収束させ、接合部
１１を含む長さ約５００mmの範囲のみを部分的に熱処理
した。この約５００mmという範囲は、超電導導体１０の
接続によって超電導相に損傷が生ずる可能性の高い領域
範囲である。水冷ジャケット１６を用いて超電導導体１
０の接続部１１の両側を冷却することで再熱処理時の加
熱範囲（超電導導体１０の昇温範囲）を狭くすることが
でき、接続部（損傷部）以外のフィラメントを再熱処理
した場合に起こりやすい結晶粒の粗大化、それによる超
電導特性の劣化が生ずるおそれのある領域を狭く抑える
ことができた。この様にして得た超電導導体接続部の接
続抵抗を測定した結果、印加磁場５Ｔ、通電電流１５０
０Ａにおいて、１.０×１０~¹⁰Ωの低い抵抗値が得られ
た。

【００３４】本発明は上述のように、熱処理によって材
料を超電導化する場合に適用できるものであり、上記各
実施例は、マトリックスにＣu−Ｓn合金を、フィラメン
トにＮbを、それぞれ用いて超電導導体を構成する場合
に適用したものである。しかし、そのほかに熱処理によ
って材料を超電導化するものには、マトリックスを構成
する低抵抗金属にＣu−Ａl合金やＣu−Ｇa合金を使用
し、フィラメントにＶやＴiを用いたものがある。マト
リックスとフィラメントの組合せとしては、マトリック
スにＣu−Ａl合金、フィラメントにＮbを用いた組合せ
（超電導相はＮb₃Ａl）、マトリックスにＣu−Ｓn合
金、フィラメントにＮbとＴiを用いた組合せ（超電導相
は（Ｎb，Ｔi）₃Ｓn）、マトリックスにＣu−Ｇa合金、
フィラメントにＶを用いた組合せ（超電導相はＶ₃Ｇa）
がある。それらの組合せでできる超電導導体を接合する
場合も本発明を適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、超電導体化熱処理した
超電導線または超電導線の束からなる導体同士の接合体
で、接続抵抗が低く、高電流密度の通電が可能で、しか
も、機械的特性に優れた超電導導体の接合体を、短縮さ
れた熱処理時間で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】超電導導体及びそれを構成する超電導素線の超
電導体化熱処理前の状態を示す断面模式図である。

【図２】超電導導体及びそれを構成する超電導素線の超
電導体化熱処理後の状態を示す断面模式図である。

【図３】従来技術によるフィラメントの状態の例を示す
断面拡大図である。

【図４】本発明の一実施例の接合体の接合部から十分に
離れた位置でのフィラメントの状態を示す横断面図であ
る。

【図５】本発明の一実施例の接合体の接合界面近傍のフ
ィラメントの状態を示す横断面図である。

【図６】本発明の一実施例の接合体の接合部から十分に
離れた位置でのフィラメントの状態を示す縦断面図であ
る。

【図７】本発明の一実施例の接合体の接合界面近傍のフ
ィラメントの状態を示す縦断面図である。

【図８】本発明の一実施例である、接続部を再熱処理す
るための熱処理装置の要部構成を示す断面概略図であ
る。

【図９】本発明に係る製造方法の実施例を示す手順図で
ある。

【図１０】本発明に係る製造方法の他の実施例を示す手
順図である。

【符号の説明】

１複合導体２、２’、２” マトリッ
クス（Ｃu−Ｓn合金）３、３’ Ｎｂフィラメント４超電導素線５マトリックス（Ｃｕ）６コンジット（ＳＵ
Ｓ）７Ｎb₃Ｓｎ超電導体１０超電導導体１１導体接合部１２石英窓１３導体収容手段（気密室）１４加熱手段（ヒータ
ー）１５反射板１６水冷ジャケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋龍吉茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者和田山芳英茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 ▲高▼力勝男茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者浅野克彦茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者重中顕茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低抵抗金属からなるマトリックス中に、
複数本の超電導フィラメントが埋め込まれて構成された
化合物超電導線同士の接合体において、接合部近傍と、
接合部から十分に離れた領域で、フィラメントの内部構
造が異なることを特徴とする化合物超電導線の接合体。
【請求項２】低抵抗金属からなるマトリックス中に、
複数本の超電導フィラメントが埋め込まれて構成された
化合物超電導線同士の接合体において、接合部近傍のフ
ィラメントの熱処理反応進行度が、接合部から十分に離
れた領域での熱処理反応進行度より、大きいことを特徴
とする化合物超電導線の接合体。
【請求項３】低抵抗金属からなるマトリックス中に、
複数本の超電導フィラメントが埋め込まれて構成された
化合物超電導線同士の接合体において、接合部の超電導
フィラメント中の未反応部の体積が、接合部から十分に
離れた領域のフィラメント中の未反応部の体積より小さ
いことを特徴とする化合物超電導線の接合体。
【請求項４】低抵抗金属からなるマトリックス中に、
複数本の超電導フィラメントが埋め込まれて構成された
化合物超電導線同士の接合体において、超電導体構成元
素のマトリックス中の濃度が、接合部に比べて、接合部
から十分に離れた領域で高いことを特徴とする化合物超
電導線の接合体。
【請求項５】低抵抗金属からなるマトリックス中に、
複数本の超電導フィラメントが埋め込まれて構成された
化合物超電導素線を複数本束ねて構成された、化合物超
電導導体同士の接合体において、接合部近傍と、接合部
から十分に離れた領域で、素線のフィラメントの内部構
造が異なることを特徴とする化合物超電導導体の接合
体。
【請求項６】低抵抗金属からなるマトリックス中に、
複数本の超電導フィラメントが埋め込まれて構成された
２本の化合物超電導線、またはこれらの超電導線を複数
本束ねて構成された化合物超電導導体の接合方法におい
て、超電導化熱処理後の２本の化合物超電導線または導
体を、互いに一端面を対向させて通電加熱圧接した後、
接合部のみを再度熱処理することを特徴とする化合物超
電導線または導体の接合方法。
【請求項７】低抵抗金属からなるマトリックス中に、
複数本の超電導フィラメントが埋め込まれて構成された
２本の化合物超電導線、またはこれらの超電導線を複数
本束ねて構成された化合物超電導導体で形成された超電
導コイルの接合方法において、超電導化熱処理後の超電
導コイルの端部の２本の化合物超電導線または導体を、
互いに一端面を対向させて通電加熱圧接した後、接合部
のみを再度熱処理することを特徴とする化合物超電導コ
イルの接合方法。
【請求項８】接合部の熱処理に際し、接合部の両側部
分の化合物超電導導体を冷却することを特徴とする請求
項６に記載の化合物超電導線または導体の接合方法。
【請求項９】接合部の熱処理に際し、接合部の両側部
分の化合物超電導導体を冷却することを特徴とする請求
項７に記載の化合物超電導コイルの接合方法。
【請求項１０】低抵抗金属からなるマトリックス中
に、複数本の超電導フィラメントが埋め込まれて構成さ
れた化合物超電導線、またはそれらの超電導線を複数本
束ねて構成された化合物超電導導体からなる超電導コイ
ルにおいて、線端面または導体端面を対向させた接合部
を有しており、接合部における超電導フィラメントの形
成状態が、前記接合部から十分に離れた領域における超
電導フィラメントの形成状態より進行していることを特
徴とする化合物超電導コイル。
【請求項１１】長尺またはコイル状の、化合物超電導
線又は超電導素線を複数本束ねて構成された化合物超電
導導体を部分的に熱処理するための装置において、熱処
理対象の化合物超電導導体を収容するとともに該化合物
超電導導体周囲の雰囲気を所要の条件に保持するための
導体収容手段と、該導体収容手段に収容された化合物超
電導導体を加熱する導体加熱手段と、前記導体収容手段
に内装され収容された化合物超電導導体の熱処理対象部
両側の非熱処理対象部を冷却する冷却手段と、を含んで
構成されていることを特徴とする化合物超電導導体の部
分的熱処理装置。