JPS5996608A - Ｎｂ↓３Ｓｎ化合物超電導線の製造方法 - Google Patents
Ｎｂ↓３Ｓｎ化合物超電導線の製造方法Info
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- JPS5996608A JPS5996608A JP57207392A JP20739282A JPS5996608A JP S5996608 A JPS5996608 A JP S5996608A JP 57207392 A JP57207392 A JP 57207392A JP 20739282 A JP20739282 A JP 20739282A JP S5996608 A JPS5996608 A JP S5996608A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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】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】
本発明は強磁場発生装置に用いられる極細多芯化合物超
電導線およびその製造方法に関するものである。
電導線およびその製造方法に関するものである。
Ｎ ｂ ａ Ｓ ｎ 化合物超電導材料は臨界温度、臨
界磁界、臨界電流などの超電導特性が優れていることか
ら、高磁界発生用マグネット巻線として実用化されてい
る。
界磁界、臨界電流などの超電導特性が優れていることか
ら、高磁界発生用マグネット巻線として実用化されてい
る。
その代表的な導体構造で第１のものは、第１図に一例を
示すようにテープ状のものである。図において１はＮｂ
Ｌ７）芯で、その周囲にＮｂ３Ｓｎ 化合物超電導層
２があり、更にその外側にＣｕ層３が被覆されている。
示すようにテープ状のものである。図において１はＮｂ
Ｌ７）芯で、その周囲にＮｂ３Ｓｎ 化合物超電導層
２があり、更にその外側にＣｕ層３が被覆されている。
このようなテープ状導体を用いてマグネットを作製した
場合、フラックスジャンプの発生により材料の臨界電流
値付近でマグネットを、安定に作動させることが困難と
なるため、これを防ぐために特別な対策が必要になる。
場合、フラックスジャンプの発生により材料の臨界電流
値付近でマグネットを、安定に作動させることが困難と
なるため、これを防ぐために特別な対策が必要になる。
そこでこのフラックスジャンプの起こらない本質的に安
定な極細多芯線化の研究が進められている。
定な極細多芯線化の研究が進められている。
第２のものは、この極細多芯構造のもので、第２図に一
例を示すように、合金をマトリックスとする芯の表面に
化合物超電導層を生成させたものの多芯より成るもので
ある。図において、４はＮｂの芯で、５はＣｕ Ｓｎ
合金で、６は生成した化合物超電導層である。
例を示すように、合金をマトリックスとする芯の表面に
化合物超電導層を生成させたものの多芯より成るもので
ある。図において、４はＮｂの芯で、５はＣｕ Ｓｎ
合金で、６は生成した化合物超電導層である。
さて超電導線の直径を細くしてゆくと、不安定性がおき
て発熱があっても、その部分だけの超電導線の熱容量で
、この熱を吸収して、かつ常電導状態への転移に至らし
めないような直径が存在しうろことが明らかにされた。
て発熱があっても、その部分だけの超電導線の熱容量で
、この熱を吸収して、かつ常電導状態への転移に至らし
めないような直径が存在しうろことが明らかにされた。
この技術によって本質的な安定化が可能であると考えら
れている。本質的安定化がなされるための超電導導体の
直径は数七μＩηといわれている。
れている。本質的安定化がなされるための超電導導体の
直径は数七μＩηといわれている。
またＮ ｌ） ３Ｓ ｎ はＮｂ とＣｕ Ｓｎ
の約７００°Ｃでの拡散反応により得られたが第２図
に赴けるＮｂ芯の大ぎさが太きければ拡散反応に時間か
がかり、Ｎ Ｉ） ３Ｓ ｎ の結晶粒の粗大化が起
こり臨界電流密度が低下する。従って熱処理前のＮｌ）
芯の直径は、１０μ 以下であることが望ましい。この
２つの理由によりＮｂ芯を細くする必要があるが、電流
の大きい線材を作る場合には、数１００ 本〜数］００
０本の超電導線を束ねる必要がある。
の約７００°Ｃでの拡散反応により得られたが第２図
に赴けるＮｂ芯の大ぎさが太きければ拡散反応に時間か
がかり、Ｎ Ｉ） ３Ｓ ｎ の結晶粒の粗大化が起
こり臨界電流密度が低下する。従って熱処理前のＮｌ）
芯の直径は、１０μ 以下であることが望ましい。この
２つの理由によりＮｂ芯を細くする必要があるが、電流
の大きい線材を作る場合には、数１００ 本〜数］００
０本の超電導線を束ねる必要がある。
これを実現するために採られている従来法ではＣｕ Ｓ
ｎ 合金に第３図のように複数個の穴をあけこれにＮｌ
）を挿入し、両端にふたをし、電子ビーム溶接で両端を
とじる。これを熱間押出後、引伸加工し、最後に６角ダ
イスに通し、Ｃｕ ＳｎマトリックスＮｂ 多芯複合体
の６角棒を作る。これをＣｕ５Ｉ〕 でできた管に複
数本挿入し、両端にふたをし、電子ビーム溶接後、熱間
押出をすることにより数１００ 本から数１０００本の
Ｎｌ）芯を得ることができる。たとえばＣｕ Ｓｎ
ピレンｌ−に１９本の穴をあけ、Ｎｂ を挿入しそれを
引伸加工により６１本の６角棒を作り、それをＣｕ５ｎ
管に入れ熱間押出をすることにより１１５９本のＮ
ｂ芯を得ることができる。しかし従来法においてＣｕ
Ｓｎ合金に穴あけをする際、ドリルの刃先がふれること
なしに正確にあけられる距離はたかたか１Ｑｃｎ＋で、
それ以上の深さをあけると穴と穴の間隔が長くなったり
、短くなったりしてしまう。
ｎ 合金に第３図のように複数個の穴をあけこれにＮｌ
）を挿入し、両端にふたをし、電子ビーム溶接で両端を
とじる。これを熱間押出後、引伸加工し、最後に６角ダ
イスに通し、Ｃｕ ＳｎマトリックスＮｂ 多芯複合体
の６角棒を作る。これをＣｕ５Ｉ〕 でできた管に複
数本挿入し、両端にふたをし、電子ビーム溶接後、熱間
押出をすることにより数１００ 本から数１０００本の
Ｎｌ）芯を得ることができる。たとえばＣｕ Ｓｎ
ピレンｌ−に１９本の穴をあけ、Ｎｂ を挿入しそれを
引伸加工により６１本の６角棒を作り、それをＣｕ５ｎ
管に入れ熱間押出をすることにより１１５９本のＮ
ｂ芯を得ることができる。しかし従来法においてＣｕ
Ｓｎ合金に穴あけをする際、ドリルの刃先がふれること
なしに正確にあけられる距離はたかたか１Ｑｃｎ＋で、
それ以上の深さをあけると穴と穴の間隔が長くなったり
、短くなったりしてしまう。
従って従来法ではダルマ落とし法といわれる、Ｃｕ５ｎ
合金に複数本の穴をあけたものを２〜３個つをいて
Ｎｂ 捧を通し、Ｃｕ５ｎ 合金量を電子ビーム溶接
することにエリ熱間押出用ビレットを作っていた。
合金に複数本の穴をあけたものを２〜３個つをいて
Ｎｂ 捧を通し、Ｃｕ５ｎ 合金量を電子ビーム溶接
することにエリ熱間押出用ビレットを作っていた。
しかし、この方法により穴あけをすると、穴の個数はた
かだか４．０個までて、それ以」−穴をあけるとＮｂ捧
の挿入が非常にむずかしくなるという欠点があり、大容
量導体において数１．００００本のＮｂ芯が必要な場合
、第１回目の押出ビレットにおいてＮｌ）芯の数が少な
い場合、押出を３度することが必要な場合がある。押出
における歩どまりは約７０％であり、３度の押出により
最終的な歩どまりは３４・％になってしまい高価なＮｂ
を使用しているので、工業生産におけ、る問題は大き
い。
かだか４．０個までて、それ以」−穴をあけるとＮｂ捧
の挿入が非常にむずかしくなるという欠点があり、大容
量導体において数１．００００本のＮｂ芯が必要な場合
、第１回目の押出ビレットにおいてＮｌ）芯の数が少な
い場合、押出を３度することが必要な場合がある。押出
における歩どまりは約７０％であり、３度の押出により
最終的な歩どまりは３４・％になってしまい高価なＮｂ
を使用しているので、工業生産におけ、る問題は大き
い。
また穴あけしたＣｕ Ｓｎ 合金のブロックを複数個
使うダルマ落とし法では、精度よく穴あけ加工してもブ
ロック間に穴の段差ができてしまい、この段差が熱間押
出後、引伸加工時に断線の原因となる場合が多い。以上
のようにｃｃｔ Ｓｎ 合金に穴あけ加工する従来法
では、挿入するＮｂの本数が限られることおよび、複数
個のビレットをつなぐことにより断線が多発するという
欠点がある。
使うダルマ落とし法では、精度よく穴あけ加工してもブ
ロック間に穴の段差ができてしまい、この段差が熱間押
出後、引伸加工時に断線の原因となる場合が多い。以上
のようにｃｃｔ Ｓｎ 合金に穴あけ加工する従来法
では、挿入するＮｂの本数が限られることおよび、複数
個のビレットをつなぐことにより断線が多発するという
欠点がある。
またＣｕを５〜１０重量％含む３ｎ合金線とＮｂ線を撚
合せ又は束ね、それを引伸加工することによりＮｂ
とＳｎ の多芯線を得、それを熱処理することによすＮ
ｂ３Ｓｎ 化合物超電導線を得る従来例もあるが、Ｓｎ
合金は強度が低く、第４・図のようにＳｎ合金線とＮｂ
線の強度差の為、Ｓｎ線とＮｂ線の径がそれぞれ３０μ
ｍｎ 以下に引伸加工することができないので、拡散
熱処理に時間がかかり、それによりＮｂ３Ｓｎ の結
晶粒の粗大化が起こり臨界電流密度の低下がおこるし、
Ｓｎ合金線の融点は約２００°Ｃで低い為、熱間押出が
できないのでパイプ中に嵌合しそれをそのまま引伸加工
するパイプ嵌合法では、単重がたかだか５ ｋｙであり
工業生産上問題がある。
合せ又は束ね、それを引伸加工することによりＮｂ
とＳｎ の多芯線を得、それを熱処理することによすＮ
ｂ３Ｓｎ 化合物超電導線を得る従来例もあるが、Ｓｎ
合金は強度が低く、第４・図のようにＳｎ合金線とＮｂ
線の強度差の為、Ｓｎ線とＮｂ線の径がそれぞれ３０μ
ｍｎ 以下に引伸加工することができないので、拡散
熱処理に時間がかかり、それによりＮｂ３Ｓｎ の結
晶粒の粗大化が起こり臨界電流密度の低下がおこるし、
Ｓｎ合金線の融点は約２００°Ｃで低い為、熱間押出が
できないのでパイプ中に嵌合しそれをそのまま引伸加工
するパイプ嵌合法では、単重がたかだか５ ｋｙであり
工業生産上問題がある。
本発明は従来例の欠点を解消する為に考案され複数本の
Ｓｎを１０〜１３５重量％含むＣｕ Ｓｎ 合金線と
複数本のＮｌ）またはＮｂ合金線を混合して密に束ねる
か、又は撚合せて成るものに熱処理により、Ｎｂ３Ｓｎ
化合物超電導層を生成せしめて成ることを特徴とす
るＮ’ｂ３Ｓｎ 化合物超電導線の製造方法に関する
ものであり、以下実施例を用いて本発明を説明する。
Ｓｎを１０〜１３５重量％含むＣｕ Ｓｎ 合金線と
複数本のＮｌ）またはＮｂ合金線を混合して密に束ねる
か、又は撚合せて成るものに熱処理により、Ｎｂ３Ｓｎ
化合物超電導層を生成せしめて成ることを特徴とす
るＮ’ｂ３Ｓｎ 化合物超電導線の製造方法に関する
ものであり、以下実施例を用いて本発明を説明する。
実施例Ｉ
Ｃｕ Ｓｎ 合金とＮｂをそれぞれＱ、 ５ ｍｍψ
まで伸線加工し、Ｃｕ Ｓｎ 線を４・２個のリール、
Ｎｂ線を１３個のリールにまきとり、第５図の配置で撚
線を行なう。この撚線をさらに７個のリールにわけてと
り、撚線を行ないこれを４・ＯＣｍ の長さに３７本切
断する。
まで伸線加工し、Ｃｕ Ｓｎ 線を４・２個のリール、
Ｎｂ線を１３個のリールにまきとり、第５図の配置で撚
線を行なう。この撚線をさらに７個のリールにわけてと
り、撚線を行ないこれを４・ＯＣｍ の長さに３７本切
断する。
これを内径８５ψ、外径８９ψのＣｕ Ｓｎ 管に挿入
し両端にふたをし、電子ビーム溶接後、押出機にて３０
ｍｍψ に押出をする。この押出材の中には、３３Ｇ７
本のＮｂ芯が含まれているより、これをＱ、 ７ ｍ
ｍψ まで断線なしに伸線でき７μｍψのＮｂ芯３３６
７ 本がはいったＣｕ Ｓｎ とＮｂの複合体が得ら
れ、これを７２０”Ｃで５０時間熱処理することにより
Ｎｂ３Ｓｎ 化合物超電導線が得られる。
し両端にふたをし、電子ビーム溶接後、押出機にて３０
ｍｍψ に押出をする。この押出材の中には、３３Ｇ７
本のＮｂ芯が含まれているより、これをＱ、 ７ ｍ
ｍψ まで断線なしに伸線でき７μｍψのＮｂ芯３３６
７ 本がはいったＣｕ Ｓｎ とＮｂの複合体が得ら
れ、これを７２０”Ｃで５０時間熱処理することにより
Ｎｂ３Ｓｎ 化合物超電導線が得られる。
このように一度の押出により従来せいぜい４・０本のＮ
ｂ芯しか得られなかったが、本発明により一度の押し出
しにより多数本のＮｂ芯が得られる。
ｂ芯しか得られなかったが、本発明により一度の押し出
しにより多数本のＮｂ芯が得られる。
また３３６７本のＮｂ芯でも不足する大容量導体の場合
、これを束ねて２度目の押出しすることにより、従来３
回押出しをしなければならなかった多数本のＮ１３ 芯
が得られる。これによりＮｌ）の歩どまりは約３０％向
上し、高価なＮｂ を節約できノこ工業的価値は太きい
。
、これを束ねて２度目の押出しすることにより、従来３
回押出しをしなければならなかった多数本のＮ１３ 芯
が得られる。これによりＮｌ）の歩どまりは約３０％向
上し、高価なＮｂ を節約できノこ工業的価値は太きい
。
実施例２
Ｃｕ５１１ 捧、Ｎｂ捧を引伸加工後対辺距離３ ｍｍ
６角ダイスに通し、それを約２０ｔｙｒｒに切断し２０
０本のＮｂ棒と６００ 本のＣｕ Ｓｎ 棒を得る。
６角ダイスに通し、それを約２０ｔｙｒｒに切断し２０
０本のＮｂ棒と６００ 本のＣｕ Ｓｎ 棒を得る。
これを外径８４．ψ、内径８ｏψのＣｕ５ｎ パイプ
に第６図のようなＮｌ）棒とＣｕ Ｓｎ 俸の配置で挿
入し両端をＣｕ Ｓｎ でふたをした後電子ビーム溶
接後熱間押出をすることにより、２００ 本のＮｌ）
芯をもつＧｕＳｎ マトリックスの複合線を得る。こ
れに引伸加工をして最後に対辺距離３ ｍｍの６角ダイ
スに通したが伸線性はきわめて良好で、これを８００
本束ねＣｕ Ｓｎ 管して挿入し、２回目の熱間押出に
より１６００００本のＮｂ芯を得ることができ、従来法
では３回の押出で１．が得ることができなかった本数の
Ｎｂ芯を２回の押出て得られ伸線性も向」−シた。
に第６図のようなＮｌ）棒とＣｕ Ｓｎ 俸の配置で挿
入し両端をＣｕ Ｓｎ でふたをした後電子ビーム溶
接後熱間押出をすることにより、２００ 本のＮｌ）
芯をもつＧｕＳｎ マトリックスの複合線を得る。こ
れに引伸加工をして最後に対辺距離３ ｍｍの６角ダイ
スに通したが伸線性はきわめて良好で、これを８００
本束ねＣｕ Ｓｎ 管して挿入し、２回目の熱間押出に
より１６００００本のＮｂ芯を得ることができ、従来法
では３回の押出で１．が得ることができなかった本数の
Ｎｂ芯を２回の押出て得られ伸線性も向」−シた。
以上実施例にて、本発明を説明したが、本発明は複数本
のＳｎを１０〜１３．５重量％含むＣｕ５ｎ合金線と複
数本のＮｌ）まｋはＮ Ｉ）合金線を混介して密に束ね
るか、又は撚合せて成るものに熱処理によＦ） Ｎｂ３
Ｓｎ 化合物超電導層を生成せしめて成ることを特徴
とするＮｂ３Ｓｎ 化合物超電導線の製造方法に関す
るものであり、従来法では多数の極細Ｎｌ）芯を得るの
に押出を多数回繰返し、歩どまりが悪化していたものを
、本発明により、より少ない押出の回数により多数本の
Ｎｂ芯が得られることができ、歩どまりが大幅に向上し
、高価なＮｂの節約ができ、しかも伸線による断線の恐
れもなくなり、工業生産にあ・ける生産性が大幅に向上
した。
のＳｎを１０〜１３．５重量％含むＣｕ５ｎ合金線と複
数本のＮｌ）まｋはＮ Ｉ）合金線を混介して密に束ね
るか、又は撚合せて成るものに熱処理によＦ） Ｎｂ３
Ｓｎ 化合物超電導層を生成せしめて成ることを特徴
とするＮｂ３Ｓｎ 化合物超電導線の製造方法に関す
るものであり、従来法では多数の極細Ｎｌ）芯を得るの
に押出を多数回繰返し、歩どまりが悪化していたものを
、本発明により、より少ない押出の回数により多数本の
Ｎｂ芯が得られることができ、歩どまりが大幅に向上し
、高価なＮｂの節約ができ、しかも伸線による断線の恐
れもなくなり、工業生産にあ・ける生産性が大幅に向上
した。
また本発明によるＮｂ３Ｓｎ 化合物超電導線のまわ
りに拡散障壁としてＮｂ もしくはＴａ を、安定化
材としてＣｕ もしくはＡｌ を配置することが可能
である。
りに拡散障壁としてＮｂ もしくはＴａ を、安定化
材としてＣｕ もしくはＡｌ を配置することが可能
である。
第１図はテープ状Ｎｂ３Ｓｎ 超電導導体の横断面図、
第２図はＮｂ３Ｓｎ 極細多芯線の横断面図、第３図は
従来法でのＣｕ Ｓｎ 合金にドリルで穴をあけた図、
第４図はＮｌ） とＳｎ合金の加工硬化曲線図、第５図
は本発明におけるＣｕ Ｓｎ 線とＮｂ線の配置図、第
６図は本発明におけるＣｕ Ｓｎ 棒とＮｂ棒の配置図
である。 図中 １．４．．１１．１３ はＮｂ ２．５ はＮｂ５ｓｎ ３ 、６ 、７ 、１２，１４、はＣｕ ３ｎ８ は穴 ９ はＮｌ）の引張り強さ特性 １０はＣｕ Ｓｎ の引張り強さ特性を示す。 ア３図 ０ｉ２３４５ ｉロエ／ｉ （Ｉｎ Ａｏ／Ａ） ７４図
第２図はＮｂ３Ｓｎ 極細多芯線の横断面図、第３図は
従来法でのＣｕ Ｓｎ 合金にドリルで穴をあけた図、
第４図はＮｌ） とＳｎ合金の加工硬化曲線図、第５図
は本発明におけるＣｕ Ｓｎ 線とＮｂ線の配置図、第
６図は本発明におけるＣｕ Ｓｎ 棒とＮｂ棒の配置図
である。 図中 １．４．．１１．１３ はＮｂ ２．５ はＮｂ５ｓｎ ３ 、６ 、７ 、１２，１４、はＣｕ ３ｎ８ は穴 ９ はＮｌ）の引張り強さ特性 １０はＣｕ Ｓｎ の引張り強さ特性を示す。 ア３図 ０ｉ２３４５ ｉロエ／ｉ （Ｉｎ Ａｏ／Ａ） ７４図
Claims (1)
- （１）複数本のＳｎ を１０〜１３．５重量％含むＣｕ
−５ｎ 合金線と複数本のＮｂ またはＮｂ合、全課
を混合して密に束ねるか又は撚合せて成るものに熱処理
によりＮｂ３Ｓｎ 化合物超電導層を生成せしめて成
ることを特徴とするＮｂ３Ｓｎ 化合物超電導線の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57207392A JPS5996608A (ja) | 1982-11-25 | 1982-11-25 | Ｎｂ↓３Ｓｎ化合物超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57207392A JPS5996608A (ja) | 1982-11-25 | 1982-11-25 | Ｎｂ↓３Ｓｎ化合物超電導線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5996608A true JPS5996608A (ja) | 1984-06-04 |
| JPH0559527B2 JPH0559527B2 (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=16538976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57207392A Granted JPS5996608A (ja) | 1982-11-25 | 1982-11-25 | Ｎｂ↓３Ｓｎ化合物超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5996608A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012074330A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-12 | Hitachi Ltd | 超電導線材の製造方法、および超電導線材 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56126205A (en) * | 1980-03-07 | 1981-10-03 | Sumitomo Electric Industries | Compound superconductive wire and method of producing same |
| JPS5767222A (en) * | 1980-10-15 | 1982-04-23 | Sumitomo Electric Industries | Method of producing muticore nb3sn superconductor |
-
1982
- 1982-11-25 JP JP57207392A patent/JPS5996608A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56126205A (en) * | 1980-03-07 | 1981-10-03 | Sumitomo Electric Industries | Compound superconductive wire and method of producing same |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012074330A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-12 | Hitachi Ltd | 超電導線材の製造方法、および超電導線材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0559527B2 (ja) | 1993-08-31 |
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