JPS59214111A - 化合物系極細多芯超電導線の製造方法 - Google Patents
化合物系極細多芯超電導線の製造方法Info
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- JPS59214111A JPS59214111A JP58088816A JP8881683A JPS59214111A JP S59214111 A JPS59214111 A JP S59214111A JP 58088816 A JP58088816 A JP 58088816A JP 8881683 A JP8881683 A JP 8881683A JP S59214111 A JPS59214111 A JP S59214111A
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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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- Coating With Molten Metal (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はNb3SnやV3Ga等の化合物系超電導材
料からなる極細フィラメントを多数備えた化合物系極細
多芯超電導線の製造方法に関するものである。
料からなる極細フィラメントを多数備えた化合物系極細
多芯超電導線の製造方法に関するものである。
周知のようにNb3Sn等の超電導金属間化合物は、優
れた超電導特性を備えているが、その反面、加工性特に
展性や延性が低い問題があり、そのためNb3Sn等の
金属間化合物を用いた超電導線を製造する場合、金属間
化合物が生成された状態で加工することは困難であるか
ら、金属間化合物を形成する各金属元素が未だ別個に存
在する状態、例えばNbとSnとが別個に存在する複合
状態で加工を加えて所望の線径とし、その後拡散熱処理
を施してNbaSn等の化合物を生成させるのが通常で
ある。
れた超電導特性を備えているが、その反面、加工性特に
展性や延性が低い問題があり、そのためNb3Sn等の
金属間化合物を用いた超電導線を製造する場合、金属間
化合物が生成された状態で加工することは困難であるか
ら、金属間化合物を形成する各金属元素が未だ別個に存
在する状態、例えばNbとSnとが別個に存在する複合
状態で加工を加えて所望の線径とし、その後拡散熱処理
を施してNbaSn等の化合物を生成させるのが通常で
ある。
上述のように複合状態で加工して拡散熱処理を施すこと
により例えばNb5Sn系極細多芯超電導線を製造する
方法としては、従来からブロンズ法が知られている。こ
のブロンズ法は、Ca −Sn合金(ブロンズ)からな
る基地中に1本または2本以上のNb芯材を配して複合
素線を作り、通常はその複合素線を複数本集合した後縮
径加工を施して所望の線径の極細多芯複合素線を得、そ
の極細多芯複合素線に拡散熱処理を施してCu −Sn
合金基地中のSnを拡散させ、多数のNb3Snフィラ
メントを生成させる方法である。しかしながらこの方法
では、縮径加工における加工性に劣る重大な欠点がある
。
により例えばNb5Sn系極細多芯超電導線を製造する
方法としては、従来からブロンズ法が知られている。こ
のブロンズ法は、Ca −Sn合金(ブロンズ)からな
る基地中に1本または2本以上のNb芯材を配して複合
素線を作り、通常はその複合素線を複数本集合した後縮
径加工を施して所望の線径の極細多芯複合素線を得、そ
の極細多芯複合素線に拡散熱処理を施してCu −Sn
合金基地中のSnを拡散させ、多数のNb3Snフィラ
メントを生成させる方法である。しかしながらこの方法
では、縮径加工における加工性に劣る重大な欠点がある
。
すなわち充分な量のNb3Snを生成させるためにはS
n1度が10〜14%と相当に高いCu −Sn合金を
基地として用いる必要があり、このようにSns度が高
いCu −Sn合金は加工硬化が極めて生じ易く、その
ため縮径加工中における中間焼鈍を頻繁に行なわなけれ
ばならず、生産性が低い問題がある。
n1度が10〜14%と相当に高いCu −Sn合金を
基地として用いる必要があり、このようにSns度が高
いCu −Sn合金は加工硬化が極めて生じ易く、その
ため縮径加工中における中間焼鈍を頻繁に行なわなけれ
ばならず、生産性が低い問題がある。
一方Nb5Sn系極細多芯超電導線の製造方法としては
、外部メッキと称される方法も知られている。
、外部メッキと称される方法も知られている。
この方法は、純銅からなる基地中に1本または2本以上
のNb芯材を配して複合素線を作り、通常はその複合素
線を複数本集合した後縮径加工を施して所望の線径とし
、さらにその外周面にSnメンキを施して極細多芯複合
線とし、その極細多芯複合線に拡散熱処理を施してSn
メッキ層からCu基地を介してSnを拡散させ、前記同
様にNb5Snフイラメントを生成させる方法である。
のNb芯材を配して複合素線を作り、通常はその複合素
線を複数本集合した後縮径加工を施して所望の線径とし
、さらにその外周面にSnメンキを施して極細多芯複合
線とし、その極細多芯複合線に拡散熱処理を施してSn
メッキ層からCu基地を介してSnを拡散させ、前記同
様にNb5Snフイラメントを生成させる方法である。
この外部メッキ法では基地として加工性の良好な純銅を
用いているため、縮径加工における中間焼鈍回数をブロ
ンズ法の場合と比較して格段に少なくすることができ、
また加工度を大きくすることができる。しかしながらそ
の反面、充分な量のNb3Snを生成させるためには、
相当に厚いSnメッキ層を必要とし、そのためメッキに
長時間を要し、またメッキ層の厚さ制御が困難となる等
の問題がある。
用いているため、縮径加工における中間焼鈍回数をブロ
ンズ法の場合と比較して格段に少なくすることができ、
また加工度を大きくすることができる。しかしながらそ
の反面、充分な量のNb3Snを生成させるためには、
相当に厚いSnメッキ層を必要とし、そのためメッキに
長時間を要し、またメッキ層の厚さ制御が困難となる等
の問題がある。
そこで上述の外部メッキ法を改良し、外部メッキ法とブ
ロンズ法とを折衷させた改良方法がいくつか提案されて
いる。すなわち前記外部メッキ法における純銅基地の代
りに10wt%程度未満の低Sn濃度の加工性が比較的
良好なCu −Sn合金基地を用い、外部メッキ法と同
様に集合および縮径加工後に、低Sn濃度のCn −S
n合金基地で不足するSn分に相当するSnメッキを施
す方法、あるいは基地としてはCu −Sn合金を用い
るがその外側に加工性が良好な純銅を配し、集合および
縮径加工後にSnメッキを施す方法、さらには基地とし
て甲Snl!度のC。
ロンズ法とを折衷させた改良方法がいくつか提案されて
いる。すなわち前記外部メッキ法における純銅基地の代
りに10wt%程度未満の低Sn濃度の加工性が比較的
良好なCu −Sn合金基地を用い、外部メッキ法と同
様に集合および縮径加工後に、低Sn濃度のCn −S
n合金基地で不足するSn分に相当するSnメッキを施
す方法、あるいは基地としてはCu −Sn合金を用い
るがその外側に加工性が良好な純銅を配し、集合および
縮径加工後にSnメッキを施す方法、さらには基地とし
て甲Snl!度のC。
−Sn合金を用いてその外側に加工性が良好な低Sr濃
度のCu −Sn合金を配し、前記同様にSnメッキを
施す方法である。これらの改良外部メッキ法では、加工
度は通常の外部メッキ法はど大きくとれないが、通常の
ブロンズ法よりは大きくすることができ、またSnメッ
キ層は内部のCu −Sn合金の不足分を補うだけで良
いから、そのSnメッキ層の厚みは通常の外部メッキ法
よりは薄くすることができる。
度のCu −Sn合金を配し、前記同様にSnメッキを
施す方法である。これらの改良外部メッキ法では、加工
度は通常の外部メッキ法はど大きくとれないが、通常の
ブロンズ法よりは大きくすることができ、またSnメッ
キ層は内部のCu −Sn合金の不足分を補うだけで良
いから、そのSnメッキ層の厚みは通常の外部メッキ法
よりは薄くすることができる。
しかしながら上述のように改良外部メッキ法でもSnメ
ッキ層の厚みが歓声〜数士J、ImPi!度は必要であ
り、特に大径の極細多芯超電導線を製造する場合には表
面のSnメッキ層から補給すべきSnmが多くなるから
Snメッキ層の厚みもある程度厚くする必要がある。と
ころでNb5snを生成するための拡散熱処理は通常6
50〜850℃程度で行なう必要があるが、このような
拡散熱処理詩には表面のSnメッキ層が溶融するから、
Snメッキ層の厚みがある程度以上厚い場合には、線表
面からSIIが溶は落ちてしまったり、あるいは溶融S
oが線の長手方向に流動して1ケ所に留まり、そのSn
の留まった領域で極めて脆い化合物層が生成されて超電
導線の強度を損うことがある。これらの問題を防止する
ための方法としては拡散熱処理として2段熱処理あるい
は多段熱処理を施す方法も考えられているが、これらの
方法では熱処理工程が複雑となる欠点があるほか、この
ような熱処理法を適用しても上述の問題を確実に防止す
ることは困難であった。
ッキ層の厚みが歓声〜数士J、ImPi!度は必要であ
り、特に大径の極細多芯超電導線を製造する場合には表
面のSnメッキ層から補給すべきSnmが多くなるから
Snメッキ層の厚みもある程度厚くする必要がある。と
ころでNb5snを生成するための拡散熱処理は通常6
50〜850℃程度で行なう必要があるが、このような
拡散熱処理詩には表面のSnメッキ層が溶融するから、
Snメッキ層の厚みがある程度以上厚い場合には、線表
面からSIIが溶は落ちてしまったり、あるいは溶融S
oが線の長手方向に流動して1ケ所に留まり、そのSn
の留まった領域で極めて脆い化合物層が生成されて超電
導線の強度を損うことがある。これらの問題を防止する
ための方法としては拡散熱処理として2段熱処理あるい
は多段熱処理を施す方法も考えられているが、これらの
方法では熱処理工程が複雑となる欠点があるほか、この
ような熱処理法を適用しても上述の問題を確実に防止す
ることは困難であった。
したがって従来は前述の通常の外部メッキ法の場合はも
ちろん、改良メッキ法の場合でさえもNbG Sn系極
細多芯超電導線の線径には限界があり、後者の改良メッ
キ法の場合でも10ミル(外径0.25+am )程度
が実用上の限界とされており、これ以上の径では前述の
現象が生じてしまうのが実情であった。
ちろん、改良メッキ法の場合でさえもNbG Sn系極
細多芯超電導線の線径には限界があり、後者の改良メッ
キ法の場合でも10ミル(外径0.25+am )程度
が実用上の限界とされており、これ以上の径では前述の
現象が生じてしまうのが実情であった。
この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、上述の
外部メッキ法あるいは改良外部メッキ法の欠点を解消し
て、外部メッキ法もしくは改良外部メッキ法でも大径の
化合物系極細多芯超電導線を支障なく製造し得るように
することを目的とするものである。
外部メッキ法あるいは改良外部メッキ法の欠点を解消し
て、外部メッキ法もしくは改良外部メッキ法でも大径の
化合物系極細多芯超電導線を支障なく製造し得るように
することを目的とするものである。
すなわちこの発明の製造方法は、化合物系超電導材料を
形成する一方の元素からなる複数本の芯材を、他方の元
素と銅との合金もしくは純銀からなる基地中に配し、か
つその基地の外周面には間隔を冒いてスリットを形成し
ておき、基地の外周面に前記他方の元素による溶融メッ
キを施してその他方の元素の金属を前記スリット内に充
填させその後拡散熱処理を施し、て超電導金属間化合物
を生成させることを特徴とするものである。
形成する一方の元素からなる複数本の芯材を、他方の元
素と銅との合金もしくは純銀からなる基地中に配し、か
つその基地の外周面には間隔を冒いてスリットを形成し
ておき、基地の外周面に前記他方の元素による溶融メッ
キを施してその他方の元素の金属を前記スリット内に充
填させその後拡散熱処理を施し、て超電導金属間化合物
を生成させることを特徴とするものである。
以下この発明の方法をNbaSn系極細多芯超電導線の
製造に適用した場合を例にとって詳細に説明する。
製造に適用した場合を例にとって詳細に説明する。
この発明の方法においては、先ず第1図に示づようにC
u −Sn合金もしくは純銅からなる線材状の基地1中
に多数のNb芯材2が間隔を置いて埋め込まれかつ韻記
腺材状の基地1の外周面に複数のスリッ1〜3が形成さ
れた線材11を作成する。ここでスリッ1〜3は線材4
の長手方向に沿いかつ線材4の周方向に間隔を胃いて形
成されたものである。
u −Sn合金もしくは純銅からなる線材状の基地1中
に多数のNb芯材2が間隔を置いて埋め込まれかつ韻記
腺材状の基地1の外周面に複数のスリッ1〜3が形成さ
れた線材11を作成する。ここでスリッ1〜3は線材4
の長手方向に沿いかつ線材4の周方向に間隔を胃いて形
成されたものである。
このような線04を作成するためには、例えばCl1−
Sn合金もしくは純銅からなる中空育にNb芯材を挿入
して複合素線を作成し、その筏合稟線を多数本集合して
Cu −Sn台金もしくは純銅からなる管に挿入した後
、所望の径まで縮径加工し、さらに必要に応じて同様な
集合−挿入および縮径加工を適宜繰返し、最終仕上がり
径とした後、外周面にスリットを形成ずれば良い。また
このスリット形成手段としては、例えば前記スリットに
対応する突部を内面に形成したダイスを用いて引抜いて
も良いし、あるいはレーザー加工等を用いることもでき
る。なおスリット3の断面形状は、第1図のような横形
のほか、矩形断面等が考えられる。
Sn合金もしくは純銅からなる中空育にNb芯材を挿入
して複合素線を作成し、その筏合稟線を多数本集合して
Cu −Sn台金もしくは純銅からなる管に挿入した後
、所望の径まで縮径加工し、さらに必要に応じて同様な
集合−挿入および縮径加工を適宜繰返し、最終仕上がり
径とした後、外周面にスリットを形成ずれば良い。また
このスリット形成手段としては、例えば前記スリットに
対応する突部を内面に形成したダイスを用いて引抜いて
も良いし、あるいはレーザー加工等を用いることもでき
る。なおスリット3の断面形状は、第1図のような横形
のほか、矩形断面等が考えられる。
上述のようにスリットを形成した後、溶融メッキ法によ
りSnメッキを施して、第2図に示すようにスリット3
内にSnを充填5させる。この工程においては、スリッ
ト3以外の外表面にSnをも看残留させることは好まし
くなく、したがって溶融スズ跨から引上げる際にアスベ
スト等により線を絞って余分なSnを落とすことが望ま
しい。
りSnメッキを施して、第2図に示すようにスリット3
内にSnを充填5させる。この工程においては、スリッ
ト3以外の外表面にSnをも看残留させることは好まし
くなく、したがって溶融スズ跨から引上げる際にアスベ
スト等により線を絞って余分なSnを落とすことが望ま
しい。
このようにスリットにSnを充填させた後、常法にした
がって拡散熱処理を行なえば、スリット中のSnが基地
を介してtvb芯材の周囲に拡散し、NbaShが形成
される。この拡散熱処理は通常650〜850℃程度で
行なうから、スリッI〜中のSnは溶融状態となるが、
外周面Snが存在する場合と異なり、円周方向へ流動し
て下面側から溶は落ちたり、あるいは長さ方向へ流動し
て1ケ所に留ったりすることが有効に防止され、したが
って溶は落ちにより拡散させることが不足したりあるい
はSoが局部的に留まることにより跪い反応領域が形成
されたりすることが防止される。
がって拡散熱処理を行なえば、スリット中のSnが基地
を介してtvb芯材の周囲に拡散し、NbaShが形成
される。この拡散熱処理は通常650〜850℃程度で
行なうから、スリッI〜中のSnは溶融状態となるが、
外周面Snが存在する場合と異なり、円周方向へ流動し
て下面側から溶は落ちたり、あるいは長さ方向へ流動し
て1ケ所に留ったりすることが有効に防止され、したが
って溶は落ちにより拡散させることが不足したりあるい
はSoが局部的に留まることにより跪い反応領域が形成
されたりすることが防止される。
なお外側から供給される5nfflはスリットの全断積
によって定まるから、予め供給すべき5nfflを計算
して、それに対応してスリットの幅、深さ、数を決定す
る。但し基地としてCu −Sn合金を用いる場合には
、その基地の5nfiも考慮覆ることはもちろんである
。
によって定まるから、予め供給すべき5nfflを計算
して、それに対応してスリットの幅、深さ、数を決定す
る。但し基地としてCu −Sn合金を用いる場合には
、その基地の5nfiも考慮覆ることはもちろんである
。
次にこの発明の実施例を記J0
実施例
6%Sn −0,15%P −Cuのリン青銅を基地と
して用いてNb5Sn系極細多芯超電導線を製造するに
あたり、前記リン青銅基地中に外径5.5声のtJbフ
ィラメンh1159本が埋め込まれた外径0.5mmの
綿材を作成し、その外周面に幅o、o2mm 、深さ0
.04Inlllの断面矩形状のスリットを長さ方向に
沿って計12本平行に形成し、これを溶融スズメッキ層
に通してアスベストで絞り、スリット内のみにSnを充
填させた。そして750℃×100時間の拡散熱処理を
施してNb3Snを生成させた。上述の拡散熱処理時に
おいてはSnの溶は落ちも少なく、また熱処理後は全体
が均一かつ充分な銅色を呈していて、局部的にSnが留
まった事実がないことが判明した。また得られたNba
Sn系極細多芯超電導線の超電導特性も、100KG、
4.2に、IOTでの臨界電流密度が線全体で500
A / ma、Nb3Snのみについて3.6x 10
A / mJに相当し、優れた超電導特性を有するこ
とが明らかである。
して用いてNb5Sn系極細多芯超電導線を製造するに
あたり、前記リン青銅基地中に外径5.5声のtJbフ
ィラメンh1159本が埋め込まれた外径0.5mmの
綿材を作成し、その外周面に幅o、o2mm 、深さ0
.04Inlllの断面矩形状のスリットを長さ方向に
沿って計12本平行に形成し、これを溶融スズメッキ層
に通してアスベストで絞り、スリット内のみにSnを充
填させた。そして750℃×100時間の拡散熱処理を
施してNb3Snを生成させた。上述の拡散熱処理時に
おいてはSnの溶は落ちも少なく、また熱処理後は全体
が均一かつ充分な銅色を呈していて、局部的にSnが留
まった事実がないことが判明した。また得られたNba
Sn系極細多芯超電導線の超電導特性も、100KG、
4.2に、IOTでの臨界電流密度が線全体で500
A / ma、Nb3Snのみについて3.6x 10
A / mJに相当し、優れた超電導特性を有するこ
とが明らかである。
なお以上の説明ではNbaSh系についてのみ示したが
、V3 Ga等、他の化合物系超電導材料にも適用可能
なことはもちろんである。
、V3 Ga等、他の化合物系超電導材料にも適用可能
なことはもちろんである。
以上の説明で明らかなように、この発明の製造方法によ
れば、外部メッキ法あるいは改良外部メッキ法により化
合物系極細多芯超電導線を製造づるにあたって、拡散熱
処理時に外側のメツ4:金属が溶は落ちたりあるいは流
動して1ケ所に留ったりすることが有効に防止され、し
たがって大径の超電導線を製造するべく外部メッキによ
る補給金[1を多くする場合でも特に支障なく製造する
ことができる顕著な効果が得られる。
れば、外部メッキ法あるいは改良外部メッキ法により化
合物系極細多芯超電導線を製造づるにあたって、拡散熱
処理時に外側のメツ4:金属が溶は落ちたりあるいは流
動して1ケ所に留ったりすることが有効に防止され、し
たがって大径の超電導線を製造するべく外部メッキによ
る補給金[1を多くする場合でも特に支障なく製造する
ことができる顕著な効果が得られる。
第1図はこの発明の製造方法におけるメッキ前の線材の
状態の1例を示す断面図、第2図はこの発明の製造方法
におけるメッキ後、拡散熱処理前の線材の状態の一例を
示す断面図である。 1・・・基地、 2・・・Nb芯材、 3−・・スリツ
1〜、5・・・充jMsn層。 出願人 藤倉N線株式会社 代理人 弁理士 豊田武久 (ばか1名) 第 1 図 と 第2図
状態の1例を示す断面図、第2図はこの発明の製造方法
におけるメッキ後、拡散熱処理前の線材の状態の一例を
示す断面図である。 1・・・基地、 2・・・Nb芯材、 3−・・スリツ
1〜、5・・・充jMsn層。 出願人 藤倉N線株式会社 代理人 弁理士 豊田武久 (ばか1名) 第 1 図 と 第2図
Claims (1)
- 化合物系超N導材料を形成する一方の元素からなる複数
本の芯材を、他方の元素と銅との合金もしくは銅単独か
らなる基地中に配し、かつその基地の外周面には間隔を
置いてスリットを形成しておき、基地の外面に前記他方
の元素による溶融メッキを施してその他方の元素の金属
を前記スリット内に充填させ、その後拡散熱処理を施し
て超電導台R間化合物を生成させることを特徴とする化
合物系極細多芯超電導線の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58088816A JPS59214111A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 化合物系極細多芯超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58088816A JPS59214111A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 化合物系極細多芯超電導線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59214111A true JPS59214111A (ja) | 1984-12-04 |
| JPH0461448B2 JPH0461448B2 (ja) | 1992-09-30 |
Family
ID=13953432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58088816A Granted JPS59214111A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 化合物系極細多芯超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59214111A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03171516A (ja) * | 1989-11-30 | 1991-07-25 | Natl Res Inst For Metals | 化合物超電導線の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5918509A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-30 | 古河電気工業株式会社 | 化合物超電導線の製造方法 |
-
1983
- 1983-05-20 JP JP58088816A patent/JPS59214111A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5918509A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-30 | 古河電気工業株式会社 | 化合物超電導線の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03171516A (ja) * | 1989-11-30 | 1991-07-25 | Natl Res Inst For Metals | 化合物超電導線の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0461448B2 (ja) | 1992-09-30 |
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