JPH10116522A - Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材 - Google Patents
Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材Info
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- JPH10116522A JPH10116522A JP8270220A JP27022096A JPH10116522A JP H10116522 A JPH10116522 A JP H10116522A JP 8270220 A JP8270220 A JP 8270220A JP 27022096 A JP27022096 A JP 27022096A JP H10116522 A JPH10116522 A JP H10116522A
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- 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
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 交流損失が低く、かつ、１Ｔ以上の磁界中で
の臨界電流密度が高いＮｂ−Ｔｉ超電導線材を提供する
ものである。 【解決手段】 Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金線材４中にＮｂ−
Ｔｉフィラメント３を配してなるＮｂ−Ｔｉ超電導線材
において、上記Ｎｂ−Ｔｉフィラメント３中にＮｂまた
はＮｂ合金フィラメント５を単数本または複数本配置し
たものである。
の臨界電流密度が高いＮｂ−Ｔｉ超電導線材を提供する
ものである。 【解決手段】 Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金線材４中にＮｂ−
Ｔｉフィラメント３を配してなるＮｂ−Ｔｉ超電導線材
において、上記Ｎｂ−Ｔｉフィラメント３中にＮｂまた
はＮｂ合金フィラメント５を単数本または複数本配置し
たものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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または交流磁界を発生する
ための超電導マグネットの巻線に用いられるＮｂ−Ｔｉ
超電導線材に係り、特に、１Ｔ以上の交流磁界を発生す
るために用いられるＮｂ−Ｔｉ超電導線材に関するもの
である。
される電力機器の超電導巻線または交流磁界を発生する
ための超電導マグネットの巻線に用いられるＮｂ−Ｔｉ
超電導線材に係り、特に、１Ｔ以上の交流磁界を発生す
るために用いられるＮｂ−Ｔｉ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Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材には、交流損失の低
減と臨界電流密度の向上が要求される。超電導線材の交
流損失は、ヒステリシス損失（磁化履歴損失）、結合損
失、および渦電流損失の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Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材には、交流損失の低
減と臨界電流密度の向上が要求される。超電導線材の交
流損失は、ヒステリシス損失（磁化履歴損失）、結合損
失、および渦電流損失の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
の径に比例して減少するが、超電導フィラメント径の縮
小に比例して縮小する隣り合う超電導フィラメント同士
の間隔（以下、フィラメント間隔と呼ぶ）が、ある間隔
以下になると超電導フィラメント同士が電磁気的に結合
し、多数本の超電導フィラメントが１本の超電導フィラ
メントとして振舞う挙動を示す。
の径に比例して減少するが、超電導フィラメント径の縮
小に比例して縮小する隣り合う超電導フィラメント同士
の間隔（以下、フィラメント間隔と呼ぶ）が、ある間隔
以下になると超電導フィラメント同士が電磁気的に結合
し、多数本の超電導フィラメントが１本の超電導フィラ
メントとして振舞う挙動を示す。
【０００４】この結果、幾何学的には超電導フィラメン
ト径が小さくても、電磁気的には超電導フィラメント径
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、この近接効果による
ヒステリシス損失の増加が発現するフィラメント間隔
は、超電導フィラメントの周囲に配置するマトリックス
（母材）の種類によって決定される。また、近接効果に
よる超電導フィラメント間の電磁気的な結合は、フィラ
メント間隔が狭くなるほど顕著に現れる。
ト径が小さくても、電磁気的には超電導フィラメント径
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、この近接効果による
ヒステリシス損失の増加が発現するフィラメント間隔
は、超電導フィラメントの周囲に配置するマトリックス
（母材）の種類によって決定される。また、近接効果に
よる超電導フィラメント間の電磁気的な結合は、フィラ
メント間隔が狭くなるほど顕著に現れる。
【０００５】一方、Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材の臨界電流密
度向上の観点からは、超電導フィラメントの占積率が高
い方が有利なため、フィラメント間隔を狭くして超電導
フィラメントの充填率を向上させることが望ましい。そ
のため、マトリックスとしては近接効果を抑制する作用
を持つ材料が要求され、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の添
加が有効となる。
度向上の観点からは、超電導フィラメントの占積率が高
い方が有利なため、フィラメント間隔を狭くして超電導
フィラメントの充填率を向上させることが望ましい。そ
のため、マトリックスとしては近接効果を抑制する作用
を持つ材料が要求され、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の添
加が有効となる。
【０００６】Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材の場合、Ｎｂ−Ｔｉ
フィラメントの周りに配置するマトリックスにＣｕ−Ｎ
ｉ合金を用いて高電気抵抗化させたり、Ｃｕ−Ｎｉ合金
に第３元素としてＭｎなどの磁性元素を添加することに
よって近接効果を抑制できる。
フィラメントの周りに配置するマトリックスにＣｕ−Ｎ
ｉ合金を用いて高電気抵抗化させたり、Ｃｕ−Ｎｉ合金
に第３元素としてＭｎなどの磁性元素を添加することに
よって近接効果を抑制できる。
【０００７】Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材の臨界電流密度を向
上させるためには、前述したように超電導フィラメント
の占積率を高めることに加え、個々の超電導フィラメン
トの臨界電流密度を向上させる必要がある。
上させるためには、前述したように超電導フィラメント
の占積率を高めることに加え、個々の超電導フィラメン
トの臨界電流密度を向上させる必要がある。
【０００８】超電導線材内における磁束量子Φ0 （＝
２．０７×１０-15 ｗｂ）の間隔ａｆは、磁束密度をＢ
（Ｔ）とした時、以下の式で表される。
２．０７×１０-15 ｗｂ）の間隔ａｆは、磁束密度をＢ
（Ｔ）とした時、以下の式で表される。
【０００９】 ａｆ（ｍ）＝１．０７５×（Φ0 ／Ｂ）1/2 …（１） 磁束密度Ｂが０．５Ｔの時、磁束量子間隔ａｆは０．７
μｍとなり、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント径ｄｆを０．１μ
ｍオーダーまで極細化することによって磁束量子間隔ａ
ｆとＮｂ−Ｔｉフィラメント径ｄｆが整合する。これに
よって、磁束量子Φ0 がＮｂ−Ｔｉフィラメントとマト
リックスとの境界面に整列して磁束がピンニングされ、
Ｎｂ−Ｔｉフィラメント単体の臨界電流密度を向上させ
ることができる。これを“表面ピンニング”と呼び、表
面ピンの導入によりＮｂ−Ｔｉ超電導線材の臨界電流密
度を向上させることが可能となる。
μｍとなり、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント径ｄｆを０．１μ
ｍオーダーまで極細化することによって磁束量子間隔ａ
ｆとＮｂ−Ｔｉフィラメント径ｄｆが整合する。これに
よって、磁束量子Φ0 がＮｂ−Ｔｉフィラメントとマト
リックスとの境界面に整列して磁束がピンニングされ、
Ｎｂ−Ｔｉフィラメント単体の臨界電流密度を向上させ
ることができる。これを“表面ピンニング”と呼び、表
面ピンの導入によりＮｂ−Ｔｉ超電導線材の臨界電流密
度を向上させることが可能となる。
【００１０】ここで、Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材のヒステリ
シス損失を極力低減するためにＮｂ−Ｔｉフィラメント
径ｄｆを０．１μｍレベルとした時、フィラメント間隔
ｄｓとＮｂ−Ｔｉフィラメント径ｄｆとの比ｄｓ／ｄｆ
を０．５程度にすると、ヒステリシス損失を大幅に低減
でき、かつ、表面ピンニングの効果で１Ｔ以下の低磁界
中の臨界電流密度が向上する。
シス損失を極力低減するためにＮｂ−Ｔｉフィラメント
径ｄｆを０．１μｍレベルとした時、フィラメント間隔
ｄｓとＮｂ−Ｔｉフィラメント径ｄｆとの比ｄｓ／ｄｆ
を０．５程度にすると、ヒステリシス損失を大幅に低減
でき、かつ、表面ピンニングの効果で１Ｔ以下の低磁界
中の臨界電流密度が向上する。
【００１１】この時、１Ｔより高い磁界中の磁束量子間
隔ａｆは０．０５μｍ以下まで狭くなるため、Ｎｂ−Ｔ
ｉフィラメントの臨界電流密度を向上させようとして表
面ピンニングを導入するには、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント
径ｄｆを０．０５μｍレベルまで極細化する必要があ
る。
隔ａｆは０．０５μｍ以下まで狭くなるため、Ｎｂ−Ｔ
ｉフィラメントの臨界電流密度を向上させようとして表
面ピンニングを導入するには、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント
径ｄｆを０．０５μｍレベルまで極細化する必要があ
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｎｂ−
Ｔｉフィラメント径ｄｆを０．０５μｍレベルまで極細
化すると本質的な超電導特性の劣化が起こり、Ｎｂ−Ｔ
ｉバルクの超電導特性と比較して、臨界温度、臨界磁界
が極端に低下する。超電導特性維持の観点からすると、
Ｎｂ−Ｔｉフィラメントの極細化の下限は０．０７μｍ
程度であり、それ以下の極細化は１Ｔ以上での高電流密
度化に効果がない。
Ｔｉフィラメント径ｄｆを０．０５μｍレベルまで極細
化すると本質的な超電導特性の劣化が起こり、Ｎｂ−Ｔ
ｉバルクの超電導特性と比較して、臨界温度、臨界磁界
が極端に低下する。超電導特性維持の観点からすると、
Ｎｂ−Ｔｉフィラメントの極細化の下限は０．０７μｍ
程度であり、それ以下の極細化は１Ｔ以上での高電流密
度化に効果がない。
【００１３】４〜５Ｔ以上の高磁界中で臨界電流密度の
向上が要求される直流応用のＮｂ−Ｔｉ超電導線材は、
Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材作製工程の伸線工程の合間に３０
０〜４００℃の時効熱処理を施し、Ｎｂ−Ｔｉフィラメ
ント内に非超電導相であるα−Ｔｉ相を析出させること
によって、高磁界中における臨界電流密度を向上させて
いる。
向上が要求される直流応用のＮｂ−Ｔｉ超電導線材は、
Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材作製工程の伸線工程の合間に３０
０〜４００℃の時効熱処理を施し、Ｎｂ−Ｔｉフィラメ
ント内に非超電導相であるα−Ｔｉ相を析出させること
によって、高磁界中における臨界電流密度を向上させて
いる。
【００１４】この伸線工程を繰り返すことによって、α
−Ｔｉ相をＮｂ−Ｔｉフィラメントの長さ方向に引き延
ばすと共に、微細かつ均等に分散させる。分散したα−
Ｔｉ相の間隔は数〜数十ｎｍと非常に狭く、このα−Ｔ
ｉ相の間隔と磁束量子間隔ａｆを同レベルとすることで
磁束をピンニングさせ、臨界電流密度を向上させてい
る。
−Ｔｉ相をＮｂ−Ｔｉフィラメントの長さ方向に引き延
ばすと共に、微細かつ均等に分散させる。分散したα−
Ｔｉ相の間隔は数〜数十ｎｍと非常に狭く、このα−Ｔ
ｉ相の間隔と磁束量子間隔ａｆを同レベルとすることで
磁束をピンニングさせ、臨界電流密度を向上させてい
る。
【００１５】商用周波数オーダーの交流用Ｎｂ−Ｔｉ超
電導線材に、１Ｔ以上での臨界電流密度向上を目的とし
て、上述したα−Ｔｉ析出のための時効熱処理を施して
も、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント周囲のＣｕ合金中のＮｉが
Ｎｂ−Ｔｉフィラメントに拡散してＮｂ−ＴｉのＮｉ汚
染を引き起こし、逆に臨界電流密度を減少させてしま
う。このため、直流応用のＮｂ−Ｔｉ超電導線材に施さ
れる時効熱処理を、商用周波数オーダーの交流用Ｎｂ−
Ｔｉ超電導線材に施しても高磁界中での臨界電流密度向
上は期待できず、逆に特性を劣化させることになる。
電導線材に、１Ｔ以上での臨界電流密度向上を目的とし
て、上述したα−Ｔｉ析出のための時効熱処理を施して
も、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント周囲のＣｕ合金中のＮｉが
Ｎｂ−Ｔｉフィラメントに拡散してＮｂ−ＴｉのＮｉ汚
染を引き起こし、逆に臨界電流密度を減少させてしま
う。このため、直流応用のＮｂ−Ｔｉ超電導線材に施さ
れる時効熱処理を、商用周波数オーダーの交流用Ｎｂ−
Ｔｉ超電導線材に施しても高磁界中での臨界電流密度向
上は期待できず、逆に特性を劣化させることになる。
【００１６】そこで本発明は、上記課題を解決し、交流
損失が低く、かつ、１Ｔ以上の磁界中での臨界電流密度
が高いＮｂ−Ｔｉ超電導線材を提供することにある。
損失が低く、かつ、１Ｔ以上の磁界中での臨界電流密度
が高いＮｂ−Ｔｉ超電導線材を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金線材中にＮ
ｂ−Ｔｉフィラメントを配してなるＮｂ−Ｔｉ超電導線
材において、上記Ｎｂ−Ｔｉフィラメント中にＮｂまた
はＮｂ合金フィラメントを単数本または複数本配置した
ものである。
に請求項１の発明は、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金線材中にＮ
ｂ−Ｔｉフィラメントを配してなるＮｂ−Ｔｉ超電導線
材において、上記Ｎｂ−Ｔｉフィラメント中にＮｂまた
はＮｂ合金フィラメントを単数本または複数本配置した
ものである。
【００１８】請求項２の発明は、Ｃｕ−Ｎｉ合金線材の
中央部に安定化銅材を複数本配すると共に、そのＣｕ−
Ｎｉ合金線材の外周部に上記Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金線材
中に複数本の上記Ｎｂ−Ｔｉフィラメントを配したシン
グルスタックを複数本配してなる請求項１記載のＮｂ−
Ｔｉ超電導線材である。
中央部に安定化銅材を複数本配すると共に、そのＣｕ−
Ｎｉ合金線材の外周部に上記Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金線材
中に複数本の上記Ｎｂ−Ｔｉフィラメントを配したシン
グルスタックを複数本配してなる請求項１記載のＮｂ−
Ｔｉ超電導線材である。
【００１９】請求項３の発明は、上記ＮｂまたはＮｂ合
金フィラメントの直径が０．０１〜０．０５μｍである
請求項１記載のＮｂ−Ｔｉ超電導線材である。
金フィラメントの直径が０．０１〜０．０５μｍである
請求項１記載のＮｂ−Ｔｉ超電導線材である。
【００２０】請求項４の発明は、上記Ｎｂ−Ｔｉフィラ
メントの直径（ｄｆ）が０．０７〜０．５μｍであり、
かつ、隣り合うＮｂ−Ｔｉフィラメント間隔（ｄｓ）と
上記直径（ｄｆ）との比（ｄｓ／ｄｆ）が０．３〜０．
７である請求項１および請求項２記載のＮｂ−Ｔｉ超電
導線材である。
メントの直径（ｄｆ）が０．０７〜０．５μｍであり、
かつ、隣り合うＮｂ−Ｔｉフィラメント間隔（ｄｓ）と
上記直径（ｄｆ）との比（ｄｓ／ｄｆ）が０．３〜０．
７である請求項１および請求項２記載のＮｂ−Ｔｉ超電
導線材である。
【００２１】請求項５の発明は、上記Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ
合金のＮｉ濃度が１０〜３０ｗｔ％である請求項１およ
び請求項２記載のＮｂ−Ｔｉ超電導線材である。
合金のＮｉ濃度が１０〜３０ｗｔ％である請求項１およ
び請求項２記載のＮｂ−Ｔｉ超電導線材である。
【００２２】請求項６の発明は、上記Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ
合金のＭｎ濃度が０．５〜３ｗｔ％である請求項１およ
び請求項２記載のＮｂ−Ｔｉ超電導線材である。
合金のＭｎ濃度が０．５〜３ｗｔ％である請求項１およ
び請求項２記載のＮｂ−Ｔｉ超電導線材である。
【００２３】上既数値範囲を限定した理由を以下に述べ
る。
る。
【００２４】ＮｂまたはＮｂ合金フィラメントの直径を
０．０１〜０．０５μｍと限定したのは、磁束密度Ｂが
１Ｔ、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔの時、磁束量子間隔ａｆは
（１）式から０．０４９μｍ、０．０３４μｍ、０．０
２８μｍ、０．０２４μｍとなり、ＮｂまたはＮｂ合金
フィラメントをピンニング材として利用するにはＮｂま
たはＮｂ合金フィラメントの直径を磁束量子間隔ａｆの
レベルまで極細化する必要があるためである。
０．０１〜０．０５μｍと限定したのは、磁束密度Ｂが
１Ｔ、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔの時、磁束量子間隔ａｆは
（１）式から０．０４９μｍ、０．０３４μｍ、０．０
２８μｍ、０．０２４μｍとなり、ＮｂまたはＮｂ合金
フィラメントをピンニング材として利用するにはＮｂま
たはＮｂ合金フィラメントの直径を磁束量子間隔ａｆの
レベルまで極細化する必要があるためである。
【００２５】Ｎｂ−Ｔｉフィラメントの直径（ｄｆ）を
０．０７〜０．５μｍと限定した理由を以下に示す。
０．０７〜０．５μｍと限定した理由を以下に示す。
【００２６】Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材の臨界温度は、Ｎｂ
−Ｔｉフィラメント径に依存し、径が小さくなると臨界
温度が低下する傾向がある。特に、０．０７〜０．１μ
ｍ近傍から臨界温度の低下が顕著となり、Ｎｂ−Ｔｉバ
ルクの臨界温度が約９．３Ｋであるのに対し、径が０．
０５μｍのＮｂ−Ｔｉフィラメントの臨界温度は６．５
〜７Ｋまで低下する。すなわち、Ｎｂ−Ｔｉフィラメン
ト径が０．０７μｍよりも小さいと、臨界温度の低下に
よる超電導線材の安定性に大きく影響を与えるためであ
る。また、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント径が０．５μｍより
も大きいと、商用周波数オーダーの交流磁界中での応用
を考えた場合、実用上の観点からヒステリシス損失が増
加して熱となり、多量の冷媒（液体ヘリウム）の蒸発を
引き起こすためである。
−Ｔｉフィラメント径に依存し、径が小さくなると臨界
温度が低下する傾向がある。特に、０．０７〜０．１μ
ｍ近傍から臨界温度の低下が顕著となり、Ｎｂ−Ｔｉバ
ルクの臨界温度が約９．３Ｋであるのに対し、径が０．
０５μｍのＮｂ−Ｔｉフィラメントの臨界温度は６．５
〜７Ｋまで低下する。すなわち、Ｎｂ−Ｔｉフィラメン
ト径が０．０７μｍよりも小さいと、臨界温度の低下に
よる超電導線材の安定性に大きく影響を与えるためであ
る。また、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント径が０．５μｍより
も大きいと、商用周波数オーダーの交流磁界中での応用
を考えた場合、実用上の観点からヒステリシス損失が増
加して熱となり、多量の冷媒（液体ヘリウム）の蒸発を
引き起こすためである。
【００２７】隣り合うＮｂ−Ｔｉフィラメント間隔（ｄ
ｓ）と上記直径（ｄｆ）との比（ｄｓ／ｄｆ）を０．３
〜０．７と限定したのは、Ｎｂ−Ｔｉフィラメントの周
囲にＣｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金を配置した場合、ｄｓ／ｄｆ
を０．３より小さくすると近接効果の影響が顕著に現れ
てヒステリシス損失が大幅に増加してしまうためであ
り、また、ｄｓ／ｄｆを０．７よりも大きくするとヒス
テリシス損失は低減できるが、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント
の充填率が低下するためにＮｂ−Ｔｉフィラメントの占
積率が低下し、線材断面積当たりの臨界電流密度が低下
してしまう。
ｓ）と上記直径（ｄｆ）との比（ｄｓ／ｄｆ）を０．３
〜０．７と限定したのは、Ｎｂ−Ｔｉフィラメントの周
囲にＣｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金を配置した場合、ｄｓ／ｄｆ
を０．３より小さくすると近接効果の影響が顕著に現れ
てヒステリシス損失が大幅に増加してしまうためであ
り、また、ｄｓ／ｄｆを０．７よりも大きくするとヒス
テリシス損失は低減できるが、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント
の充填率が低下するためにＮｂ−Ｔｉフィラメントの占
積率が低下し、線材断面積当たりの臨界電流密度が低下
してしまう。
【００２８】Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金のＮｉ濃度を１０〜
３０ｗｔ％と限定したのは、Ｃｕ−Ｎｉ合金において、
Ｃｕ−Ｎｉ合金の抵抗率がＮｉ濃度に比例して増加する
ため、Ｎｉ濃度が１０ｗｔ％よりも低いと、ヒステリシ
ス損失や結合損失などの交流損失を低減させるという実
用上の効果がほとんどないためである。Ｎｉ濃度が３０
ｗｔ％よりも高いと、超電導線材の加工性が著しく低下
すると共に、断線が起こりやすくなり長尺線材の作製が
困難になるためである。
３０ｗｔ％と限定したのは、Ｃｕ−Ｎｉ合金において、
Ｃｕ−Ｎｉ合金の抵抗率がＮｉ濃度に比例して増加する
ため、Ｎｉ濃度が１０ｗｔ％よりも低いと、ヒステリシ
ス損失や結合損失などの交流損失を低減させるという実
用上の効果がほとんどないためである。Ｎｉ濃度が３０
ｗｔ％よりも高いと、超電導線材の加工性が著しく低下
すると共に、断線が起こりやすくなり長尺線材の作製が
困難になるためである。
【００２９】Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金のＭｎ濃度を０．５
〜３ｗｔ％と限定したのは、Ｍｎ濃度が０．５ｗｔ％よ
りも低いと、近接効果を抑止するためにはフィラメント
間隔を広げなくてはならず、臨界電流密度の向上を妨げ
るためである。Ｍｎ濃度を高めていくと、２ｗｔ％付近
よりＣｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金自身のヒステリシス損失が増
加し始め、特に、Ｍｎ濃度が３ｗｔ％よりも高い場合、
磁性元素であるＭｎがＣｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金マトリック
ス中で固溶せずに析出することによって、Ｃｕ−Ｎｉ−
Ｍｎ合金自身が大きなヒステリシス損失を発生し、その
値がＮｂ−Ｔｉフィラメントのヒステリシス損失をはる
かに上回るためである。
〜３ｗｔ％と限定したのは、Ｍｎ濃度が０．５ｗｔ％よ
りも低いと、近接効果を抑止するためにはフィラメント
間隔を広げなくてはならず、臨界電流密度の向上を妨げ
るためである。Ｍｎ濃度を高めていくと、２ｗｔ％付近
よりＣｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金自身のヒステリシス損失が増
加し始め、特に、Ｍｎ濃度が３ｗｔ％よりも高い場合、
磁性元素であるＭｎがＣｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金マトリック
ス中で固溶せずに析出することによって、Ｃｕ−Ｎｉ−
Ｍｎ合金自身が大きなヒステリシス損失を発生し、その
値がＮｂ−Ｔｉフィラメントのヒステリシス損失をはる
かに上回るためである。
【００３０】以上の構成によれば、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合
金線材中にＮｂ−Ｔｉフィラメントを配してなるＮｂ−
Ｔｉ超電導線材において、上記Ｎｂ−Ｔｉフィラメント
中にＮｂまたはＮｂ合金フィラメントを単数本または複
数本配置したため、交流損失が低く、かつ、１Ｔ以上の
磁界中での臨界電流密度が高いＮｂ−Ｔｉ超電導線材を
得ることができる。
金線材中にＮｂ−Ｔｉフィラメントを配してなるＮｂ−
Ｔｉ超電導線材において、上記Ｎｂ−Ｔｉフィラメント
中にＮｂまたはＮｂ合金フィラメントを単数本または複
数本配置したため、交流損失が低く、かつ、１Ｔ以上の
磁界中での臨界電流密度が高いＮｂ−Ｔｉ超電導線材を
得ることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【００３２】本発明のＮｂ−Ｔｉ超電導線材の横断面図
を図１に示す。図１（ａ）は、Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材の
横断面図を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ
部の拡大図を示し、図１（ｃ）は、図１（ｂ）における
要部拡大図を示し、図１（ｄ）は、図１（ｃ）における
要部拡大図を示し、図１（ｅ）は、図１（ａ）における
Ｂ部の拡大図を示している。
を図１に示す。図１（ａ）は、Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材の
横断面図を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ
部の拡大図を示し、図１（ｃ）は、図１（ｂ）における
要部拡大図を示し、図１（ｄ）は、図１（ｃ）における
要部拡大図を示し、図１（ｅ）は、図１（ａ）における
Ｂ部の拡大図を示している。
【００３３】図１（ａ）に示すように、本発明のＮｂ−
Ｔｉ超電導線材１は、中央に配置されたコア部（中央
部）１ａとそのコア部１ａの外周を被覆する外周部１ｂ
からなるものである。
Ｔｉ超電導線材１は、中央に配置されたコア部（中央
部）１ａとそのコア部１ａの外周を被覆する外周部１ｂ
からなるものである。
【００３４】外周部１ｂは、図１（ｂ）に示すように、
複数本のサブマルチ六角線（シングルスタック）２の周
りにＣｕ−Ｎｉ合金８を配置してなるものである。ま
た、コア部１ａは、図１（ｅ）に示すように、複数本の
安定化銅六角線（安定化銅材）７の周りにＣｕ−Ｎｉ合
金８を配置してなるものである。安定化銅六角線７は、
Ｃｕフィラメント９の周りにＣｕ−Ｎｉ合金８を配置し
てなるものである。
複数本のサブマルチ六角線（シングルスタック）２の周
りにＣｕ−Ｎｉ合金８を配置してなるものである。ま
た、コア部１ａは、図１（ｅ）に示すように、複数本の
安定化銅六角線（安定化銅材）７の周りにＣｕ−Ｎｉ合
金８を配置してなるものである。安定化銅六角線７は、
Ｃｕフィラメント９の周りにＣｕ−Ｎｉ合金８を配置し
てなるものである。
【００３５】サブマルチ六角線２は、図１（ｃ）に示す
ように、フィラメント径ｄｆで、かつ、フィラメント間
隔ｄｓを有して配置された複数本のＮｂ−Ｔｉフィラメ
ント３の周りそれぞれにＣｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金４を配置
してなるものである。
ように、フィラメント径ｄｆで、かつ、フィラメント間
隔ｄｓを有して配置された複数本のＮｂ−Ｔｉフィラメ
ント３の周りそれぞれにＣｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金４を配置
してなるものである。
【００３６】Ｎｂ−Ｔｉフィラメント３は、図１（ｄ）
に示すように、単数本または複数本のＮｂまたはＮｂ合
金フィラメント５の周りにＮｂ−Ｔｉ合金６を配置して
なるものである。
に示すように、単数本または複数本のＮｂまたはＮｂ合
金フィラメント５の周りにＮｂ−Ｔｉ合金６を配置して
なるものである。
【００３７】次に、本発明のＮｂ−Ｔｉ超電導線材の具
体的な製造方法を示す。
体的な製造方法を示す。
【００３８】本発明のＮｂ−Ｔｉ超電導線材の一製造方
法のフローチャートを図２に示す。
法のフローチャートを図２に示す。
【００３９】図２（ａ）は、Ｎｂ−Ｔｉフィラメントの
加工前の外観を示し、図２（ｂ）は、Ｎｂ−Ｔｉ六角線
の加工前の外観を示し、図２（ｃ）は、サブマルチ六角
線の加工前の外観を示し、図２（ｄ）は、安定化銅六角
線の加工前の外観を示し、図２（ｅ）は、Ｎｂ−Ｔｉ超
電導線材の加工前の外観を示し、図２（ｆ）は、Ｎｂ−
Ｔｉ超電導線材のフローチャートを示している。
加工前の外観を示し、図２（ｂ）は、Ｎｂ−Ｔｉ六角線
の加工前の外観を示し、図２（ｃ）は、サブマルチ六角
線の加工前の外観を示し、図２（ｄ）は、安定化銅六角
線の加工前の外観を示し、図２（ｅ）は、Ｎｂ−Ｔｉ超
電導線材の加工前の外観を示し、図２（ｆ）は、Ｎｂ−
Ｔｉ超電導線材のフローチャートを示している。
【００４０】図２（ａ）、（ｆ）に示すように、所定の
長さおよび直径を有したＮｂ−Ｔｉ合金ロッド１１に、
所定の径の貫通穴１１ａを複数本（図中では７本）形成
する。それぞれの貫通穴１１ａに、貫通穴１１ａとほぼ
同径のＮｂまたはＮｂ合金ロッド１２を挿入し、Ｎｂ−
Ｔｉ／Ｎｂロッド１３を形成する。
長さおよび直径を有したＮｂ−Ｔｉ合金ロッド１１に、
所定の径の貫通穴１１ａを複数本（図中では７本）形成
する。それぞれの貫通穴１１ａに、貫通穴１１ａとほぼ
同径のＮｂまたはＮｂ合金ロッド１２を挿入し、Ｎｂ−
Ｔｉ／Ｎｂロッド１３を形成する。
【００４１】次に、図２（ｂ）に示すように、Ｎｂ−Ｔ
ｉ／Ｎｂロッド１３を、Ｎｂ−Ｔｉ／Ｎｂロッド１３と
ほぼ同径の内径を有したＣｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金管１４内
に挿入する。その後、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金管１４の両
端をシールしてシングルビレット１５を作製する。この
シングルビレット１５に静水圧押出加工、伸線加工、お
よび矯正加工を施した後に所定の長さに切り分けて、Ｎ
ｂ−Ｔｉフィラメント１５ａを作製する。
ｉ／Ｎｂロッド１３を、Ｎｂ−Ｔｉ／Ｎｂロッド１３と
ほぼ同径の内径を有したＣｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金管１４内
に挿入する。その後、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金管１４の両
端をシールしてシングルビレット１５を作製する。この
シングルビレット１５に静水圧押出加工、伸線加工、お
よび矯正加工を施した後に所定の長さに切り分けて、Ｎ
ｂ−Ｔｉフィラメント１５ａを作製する。
【００４２】次に、図２（ｃ）、（ｆ）に示すように、
複数本（図中では１９本）のＮｂ−Ｔｉフィラメント１
５ａを束ね、その束ねたＮｂ−Ｔｉフィラメント１５ａ
とほぼ同径の内径を有したＣｕ−Ｎｉ合金管１６内に挿
入する。その後、Ｃｕ−Ｎｉ合金管１６の両端をシール
して、Ｃｕ−Ｎｉ／Ｎｂ−Ｔｉサブマルチビレット１７
を作製する。このＣｕ−Ｎｉ／Ｎｂ−Ｔｉサブマルチビ
レット１７に静水圧押出加工、伸線加工、および矯正加
工を施した後に所定の長さに切り分けて、サブマルチ六
角線１７ａを作製する。
複数本（図中では１９本）のＮｂ−Ｔｉフィラメント１
５ａを束ね、その束ねたＮｂ−Ｔｉフィラメント１５ａ
とほぼ同径の内径を有したＣｕ−Ｎｉ合金管１６内に挿
入する。その後、Ｃｕ−Ｎｉ合金管１６の両端をシール
して、Ｃｕ−Ｎｉ／Ｎｂ−Ｔｉサブマルチビレット１７
を作製する。このＣｕ−Ｎｉ／Ｎｂ−Ｔｉサブマルチビ
レット１７に静水圧押出加工、伸線加工、および矯正加
工を施した後に所定の長さに切り分けて、サブマルチ六
角線１７ａを作製する。
【００４３】ここで、サブマルチ六角線１７ａの作製工
程とは別途に、図２（ｄ）、（ｆ）に示すように、所定
の長さおよび直径を有したＣｕロッド１８を、Ｃｕロッ
ド１８とほぼ同径の内径を有したＣｕ−Ｎｉ合金管１９
内に挿入する。その後、Ｃｕ−Ｎｉ合金管１９の両端を
シールして、Ｃｕ−Ｎｉ／Ｃｕサブマルチビレット２０
を作製する。このＣｕ−Ｎｉ／Ｃｕサブマルチビレット
２０に静水圧押出加工、伸線加工、および矯正加工を施
した後に所定の長さに切り分けて、Ｃｕ−Ｎｉ被覆の安
定化銅六角線２０ａを作製する。
程とは別途に、図２（ｄ）、（ｆ）に示すように、所定
の長さおよび直径を有したＣｕロッド１８を、Ｃｕロッ
ド１８とほぼ同径の内径を有したＣｕ−Ｎｉ合金管１９
内に挿入する。その後、Ｃｕ−Ｎｉ合金管１９の両端を
シールして、Ｃｕ−Ｎｉ／Ｃｕサブマルチビレット２０
を作製する。このＣｕ−Ｎｉ／Ｃｕサブマルチビレット
２０に静水圧押出加工、伸線加工、および矯正加工を施
した後に所定の長さに切り分けて、Ｃｕ−Ｎｉ被覆の安
定化銅六角線２０ａを作製する。
【００４４】次に、図２（ｅ）、（ｆ）に示すように、
安定化銅六角線２０ａを複数本（図中では３１本）束ね
る。その束ねた安定化銅六角線２０ａの周りを複数本
（図中では５４本）のサブマルチ六角線１７ａで取り囲
む。そのサブマルチ六角線／安定化銅六角線集合体を、
サブマルチ六角線／安定化銅六角線集合体とほぼ同径の
内径を有したＣｕ−Ｎｉ合金管２１内に挿入する。その
後、Ｃｕ−Ｎｉ合金管２１の両端をシールして、マルチ
ビレット２２を作製する。このマルチビレット２２に静
水圧押出加工、伸線加工、およびツイスト加工を施し
て、Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材を作製する。
安定化銅六角線２０ａを複数本（図中では３１本）束ね
る。その束ねた安定化銅六角線２０ａの周りを複数本
（図中では５４本）のサブマルチ六角線１７ａで取り囲
む。そのサブマルチ六角線／安定化銅六角線集合体を、
サブマルチ六角線／安定化銅六角線集合体とほぼ同径の
内径を有したＣｕ−Ｎｉ合金管２１内に挿入する。その
後、Ｃｕ−Ｎｉ合金管２１の両端をシールして、マルチ
ビレット２２を作製する。このマルチビレット２２に静
水圧押出加工、伸線加工、およびツイスト加工を施し
て、Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材を作製する。
【００４５】本製造方法においては、管（Ｃｕ−Ｎｉ−
Ｍｎ合金管１４、Ｃｕ−Ｎｉ合金管１６、Ｃｕ−Ｎｉ合
金管１９、およびＣｕ−Ｎｉ合金管２１）の両端をシー
ルしたものを用いているが、図２（ｂ）〜（ｄ）に示す
ように、シール後の種々の加工の際の便宜を図るため
に、一方端のシールにテーパ加工を施していてもよい。
Ｍｎ合金管１４、Ｃｕ−Ｎｉ合金管１６、Ｃｕ−Ｎｉ合
金管１９、およびＣｕ−Ｎｉ合金管２１）の両端をシー
ルしたものを用いているが、図２（ｂ）〜（ｄ）に示す
ように、シール後の種々の加工の際の便宜を図るため
に、一方端のシールにテーパ加工を施していてもよい。
【００４６】
（実施例１）長さ１５０ｍｍ、直径２０．８ｍｍのＮｂ
−４６．５ｗｔ％Ｔｉ合金ロッドの中心に直径２ｍｍの
貫通穴を形成すると共に、その貫通穴を中心とした半径
６ｍｍの円上に６０°ピッチで直径２ｍｍの貫通穴を６
本形成する。それぞれの貫通穴に、長さ１５０ｍｍ、直
径１．９ｍｍのＮｂロッドを挿入し、Ｎｂ−Ｔｉ／Ｎｂ
ロッドを形成する。
−４６．５ｗｔ％Ｔｉ合金ロッドの中心に直径２ｍｍの
貫通穴を形成すると共に、その貫通穴を中心とした半径
６ｍｍの円上に６０°ピッチで直径２ｍｍの貫通穴を６
本形成する。それぞれの貫通穴に、長さ１５０ｍｍ、直
径１．９ｍｍのＮｂロッドを挿入し、Ｎｂ−Ｔｉ／Ｎｂ
ロッドを形成する。
【００４７】次に、Ｎｂ−Ｔｉ／Ｎｂロッドを、長さ１
７０ｍｍ、外径３０ｍｍ、内径２１ｍｍのＣｕ−３０ｗ
ｔ％Ｎｉ−１．３４ｗｔ％Ｍｎ合金管内に挿入する。そ
の後、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金管の両端をシールしてシン
グルビレットを作製する。このシングルビレットに静水
圧押出加工および伸線加工を施して、対辺距離０．８５
ｍｍの六角線を形成し、この六角線に矯正加工を施した
後に長さ１５０ｍｍに切り分けて、Ｎｂ−Ｔｉフィラメ
ントを作製する。
７０ｍｍ、外径３０ｍｍ、内径２１ｍｍのＣｕ−３０ｗ
ｔ％Ｎｉ−１．３４ｗｔ％Ｍｎ合金管内に挿入する。そ
の後、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金管の両端をシールしてシン
グルビレットを作製する。このシングルビレットに静水
圧押出加工および伸線加工を施して、対辺距離０．８５
ｍｍの六角線を形成し、この六角線に矯正加工を施した
後に長さ１５０ｍｍに切り分けて、Ｎｂ−Ｔｉフィラメ
ントを作製する。
【００４８】次に、８４７本のＮｂ−Ｔｉフィラメント
を束ね、長さ１７０ｍｍ、外径２８ｍｍ、内径２４．５
ｍｍのＣｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ合金管内に挿入する。その
後、Ｃｕ−Ｎｉ合金管の両端をシールして、Ｃｕ−Ｎｉ
／Ｎｂ−Ｔｉサブマルチビレットを作製する。このＣｕ
−Ｎｉ／Ｎｂ−Ｔｉサブマルチビレットに静水圧押出加
工および伸線加工を施して、対辺距離１．６ｍｍの六角
線を形成し、この六角線に矯正加工を施した後に長さ１
５０ｍｍに切り分けて、サブマルチ六角線を作製する。
を束ね、長さ１７０ｍｍ、外径２８ｍｍ、内径２４．５
ｍｍのＣｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ合金管内に挿入する。その
後、Ｃｕ−Ｎｉ合金管の両端をシールして、Ｃｕ−Ｎｉ
／Ｎｂ−Ｔｉサブマルチビレットを作製する。このＣｕ
−Ｎｉ／Ｎｂ−Ｔｉサブマルチビレットに静水圧押出加
工および伸線加工を施して、対辺距離１．６ｍｍの六角
線を形成し、この六角線に矯正加工を施した後に長さ１
５０ｍｍに切り分けて、サブマルチ六角線を作製する。
【００４９】ここで、サブマルチ六角線の作製工程とは
別途に、長さ１５０ｍｍ、直径２２．８ｍｍのＣｕロッ
ドを、長さ１７０ｍｍ、外径２７ｍｍ、内径２３ｍｍの
Ｃｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ合金管内に挿入する。その後、Ｃ
ｕ−Ｎｉ合金管の両端をシールして、Ｃｕ−Ｎｉ／Ｃｕ
サブマルチビレットを作製する。このＣｕ−Ｎｉ／Ｃｕ
サブマルチビレットに静水圧押出加工および伸線加工を
施して、対辺距離１．６ｍｍの六角線を形成し、この六
角線に矯正加工を施した後に長さ１５０ｍｍに切り分け
て、Ｃｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ被覆の安定化銅六角線を作製
する。
別途に、長さ１５０ｍｍ、直径２２．８ｍｍのＣｕロッ
ドを、長さ１７０ｍｍ、外径２７ｍｍ、内径２３ｍｍの
Ｃｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ合金管内に挿入する。その後、Ｃ
ｕ−Ｎｉ合金管の両端をシールして、Ｃｕ−Ｎｉ／Ｃｕ
サブマルチビレットを作製する。このＣｕ−Ｎｉ／Ｃｕ
サブマルチビレットに静水圧押出加工および伸線加工を
施して、対辺距離１．６ｍｍの六角線を形成し、この六
角線に矯正加工を施した後に長さ１５０ｍｍに切り分け
て、Ｃｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ被覆の安定化銅六角線を作製
する。
【００５０】次に、安定化銅六角線を１９本束ねる。そ
の束ねた安定化銅六角線の周りを１６８本のサブマルチ
六角線で取り囲む。そのサブマルチ六角線／安定化銅六
角線集合体を、長さ１７０ｍｍ、外径２８ｍｍ、内径２
４．３ｍｍのＣｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ合金管内に挿入す
る。その後、Ｃｕ−Ｎｉ合金管の両端をシールして、マ
ルチビレットを作製する。このマルチビレットに静水圧
押出加工、伸線加工、およびツイスト加工を施して、線
径が０．２ｍｍ、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント径が０．２μ
ｍ、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント総本数が１４２，２９６
（＝８４７×１６８）本のＮｂ−Ｔｉ超電導線材を作製
する。
の束ねた安定化銅六角線の周りを１６８本のサブマルチ
六角線で取り囲む。そのサブマルチ六角線／安定化銅六
角線集合体を、長さ１７０ｍｍ、外径２８ｍｍ、内径２
４．３ｍｍのＣｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ合金管内に挿入す
る。その後、Ｃｕ−Ｎｉ合金管の両端をシールして、マ
ルチビレットを作製する。このマルチビレットに静水圧
押出加工、伸線加工、およびツイスト加工を施して、線
径が０．２ｍｍ、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント径が０．２μ
ｍ、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント総本数が１４２，２９６
（＝８４７×１６８）本のＮｂ−Ｔｉ超電導線材を作製
する。
【００５１】（実施例２）Ｎｂロッドの代わりに、Ｎｂ
−５ｗｔ％Ｔａロッドを用い、後は、実施例１と同様に
してＮｂ−Ｔｉ超電導線材を作製する。
−５ｗｔ％Ｔａロッドを用い、後は、実施例１と同様に
してＮｂ−Ｔｉ超電導線材を作製する。
【００５２】（比較例１）Ｎｂ−Ｔｉ合金ロッド中にＮ
ｂロッドを包含しないＮｂ−Ｔｉフィラメントを用い、
後は、実施例１と同様にしてＮｂ−Ｔｉ超電導線材を作
製する。
ｂロッドを包含しないＮｂ−Ｔｉフィラメントを用い、
後は、実施例１と同様にしてＮｂ−Ｔｉ超電導線材を作
製する。
【００５３】実施例１、２および比較例１のＮｂ−Ｔｉ
超電導線材に対し、磁界Ｂが０．５〜２Ｔと変化した時
におけるヒステリシス損失Ｑｈ、臨界電流密度λＪC 、
およびＱｈ／λＪC の評価を行った。
超電導線材に対し、磁界Ｂが０．５〜２Ｔと変化した時
におけるヒステリシス損失Ｑｈ、臨界電流密度λＪC 、
およびＱｈ／λＪC の評価を行った。
【００５４】この時、ヒステリシス損失Ｑｈは、ＳＱＵ
ＩＤ（超電導磁束量子干渉素子）型の高分解能磁束計を
用いて測定し、得られた磁化曲線内の面積を線材の体積
で除した値とした。
ＩＤ（超電導磁束量子干渉素子）型の高分解能磁束計を
用いて測定し、得られた磁化曲線内の面積を線材の体積
で除した値とした。
【００５５】臨界電流密度λＪC は、臨界電流ＩC を線
材の断面積で除した値とした。ここで、臨界電流Ｉ
C は、外部印加磁界中において直流４端子法により測定
して求められ、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とする。
材の断面積で除した値とした。ここで、臨界電流Ｉ
C は、外部印加磁界中において直流４端子法により測定
して求められ、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とする。
【００５６】それぞれの評価結果をまとめたものを表１
に示す。
に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】表１に示すように、実施例１、２のＮｂ−
Ｔｉ超電導線材のヒステリシス損失Ｑｈは、磁界Ｂが
０．５〜２Ｔの全ての範囲において、比較例１のＮｂ−
Ｔｉ超電導線材のヒステリシス損失Ｑｈよりも優れた
（高い）値を示している。特に、磁界Ｂが１Ｔ以上の
時、実施例１、２のＮｂ−Ｔｉ超電導線材の臨界電流密
度λＪC は、比較例１のＮｂ−Ｔｉ超電導線材の臨界電
流密度λＪC のほぼ２倍以上の値を示している。すなわ
ち、Ｑｈ／λＪC の値は、実施例１、２のＮｂ−Ｔｉ超
電導線材の方が比較例１のＮｂ−Ｔｉ超電導線材よりも
小さくなり、特に、磁界Ｂが１．５Ｔ以上でより顕著に
現れている。
Ｔｉ超電導線材のヒステリシス損失Ｑｈは、磁界Ｂが
０．５〜２Ｔの全ての範囲において、比較例１のＮｂ−
Ｔｉ超電導線材のヒステリシス損失Ｑｈよりも優れた
（高い）値を示している。特に、磁界Ｂが１Ｔ以上の
時、実施例１、２のＮｂ−Ｔｉ超電導線材の臨界電流密
度λＪC は、比較例１のＮｂ−Ｔｉ超電導線材の臨界電
流密度λＪC のほぼ２倍以上の値を示している。すなわ
ち、Ｑｈ／λＪC の値は、実施例１、２のＮｂ−Ｔｉ超
電導線材の方が比較例１のＮｂ−Ｔｉ超電導線材よりも
小さくなり、特に、磁界Ｂが１．５Ｔ以上でより顕著に
現れている。
【００５９】本発明のＮｂ−Ｔｉ超電導線材は、発電機
の電機子巻線などの１Ｔ以上の磁界中に晒される電力機
器または１Ｔ以上の交流磁界を発生する交流マグネット
などに適用することが可能である。
の電機子巻線などの１Ｔ以上の磁界中に晒される電力機
器または１Ｔ以上の交流磁界を発生する交流マグネット
などに適用することが可能である。
【００６０】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００６１】（１） 個々のＮｂ−Ｔｉフィラメント内
にＮｂまたはＮｂ合金フィラメントを単数本または複数
本配置して、ＮｂまたはＮｂ合金フィラメントに磁束を
ピンニングさせたことにより、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント
１本当たりの臨界電流密度を向上させることができる。
にＮｂまたはＮｂ合金フィラメントを単数本または複数
本配置して、ＮｂまたはＮｂ合金フィラメントに磁束を
ピンニングさせたことにより、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント
１本当たりの臨界電流密度を向上させることができる。
【００６２】（２） Ｎｂ−Ｔｉフィラメントの周囲に
Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金を配置することにより交流損失を
低減することができるため、フィラメント間隔を従来に
比して狭くすることが可能となると共に、Ｎｂ−Ｔｉフ
ィラメントの充填率を向上することができ、線材断面積
当たりの臨界電流密度を大幅に向上することができる。
Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金を配置することにより交流損失を
低減することができるため、フィラメント間隔を従来に
比して狭くすることが可能となると共に、Ｎｂ−Ｔｉフ
ィラメントの充填率を向上することができ、線材断面積
当たりの臨界電流密度を大幅に向上することができる。
【図１】本発明のＮｂ−Ｔｉ超電導線材の横断面図であ
る。
る。
【図２】本発明のＮｂ−Ｔｉ超電導線材の一製造方法の
フローチャートである。
フローチャートである。
１ Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材 ２ サブマルチ六角線（シングルスタック） ３ Ｎｂ−Ｔｉフィラメント ４ Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金線
材） ５ ＮｂまたはＮｂ合金フィラメント ６ Ｃｕ−Ｎｉ合金（Ｃｕ−Ｎｉ合金線材） ７ 安定化銅六角線（安定化銅材）
材） ５ ＮｂまたはＮｂ合金フィラメント ６ Ｃｕ−Ｎｉ合金（Ｃｕ−Ｎｉ合金線材） ７ 安定化銅六角線（安定化銅材）
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金線材中にＮｂ−Ｔ
ｉフィラメントを配してなるＮｂ−Ｔｉ超電導線材にお
いて、上記Ｎｂ−Ｔｉフィラメント中にＮｂまたはＮｂ
合金フィラメントを単数本または複数本配置したことを
特徴とするＮｂ−Ｔｉ超電導線材。 - 【請求項２】 Ｃｕ−Ｎｉ合金線材の中央部に安定化銅
材を複数本配すると共に、そのＣｕ−Ｎｉ合金線材の外
周部に上記Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金線材中に複数本の上記
Ｎｂ−Ｔｉフィラメントを配したシングルスタックを複
数本配してなる請求項１記載のＮｂ−Ｔｉ超電導線材。 - 【請求項３】 上記ＮｂまたはＮｂ合金フィラメントの
直径が０．０１〜０．０５μｍである請求項１記載のＮ
ｂ−Ｔｉ超電導線材。 - 【請求項４】 上記Ｎｂ−Ｔｉフィラメントの直径（ｄ
ｆ）が０．０７〜０．５μｍであり、かつ、隣り合うＮ
ｂ−Ｔｉフィラメント間隔（ｄｓ）と上記直径（ｄｆ）
との比（ｄｓ／ｄｆ）が０．３〜０．７である請求項１
および請求項２記載のＮｂ−Ｔｉ超電導線材。 - 【請求項５】 上記Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金のＮｉ濃度が
１０〜３０ｗｔ％である請求項１および請求項２記載の
Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材。 - 【請求項６】 上記Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金のＭｎ濃度が
０．５〜３ｗｔ％である請求項１および請求項２記載の
Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8270220A JPH10116522A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8270220A JPH10116522A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10116522A true JPH10116522A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17483225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8270220A Pending JPH10116522A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | Ｎｂ−Ｔｉ超電導線材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10116522A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116475263A (zh) * | 2023-06-25 | 2023-07-25 | 西安聚能超导线材科技有限公司 | 一种分布式人工钉扎NbTi超导线材的制备方法 |
-
1996
- 1996-10-11 JP JP8270220A patent/JPH10116522A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116475263A (zh) * | 2023-06-25 | 2023-07-25 | 西安聚能超导线材科技有限公司 | 一种分布式人工钉扎NbTi超导线材的制备方法 |
| CN116475263B (zh) * | 2023-06-25 | 2023-09-05 | 西安聚能超导线材科技有限公司 | 一种分布式人工钉扎NbTi超导线材的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040810 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041214 |