JPS60101811A - Νｂ↓３Ｓｎ系超電導線の臨界電流値の向上方法 - Google Patents
Νｂ↓３Ｓｎ系超電導線の臨界電流値の向上方法Info
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- JPS60101811A JPS60101811A JP58208731A JP20873183A JPS60101811A JP S60101811 A JPS60101811 A JP S60101811A JP 58208731 A JP58208731 A JP 58208731A JP 20873183 A JP20873183 A JP 20873183A JP S60101811 A JPS60101811 A JP S60101811A
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- 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】
■ 発明の背景
この発明はＮｂ ｓＳ ｎ 界超電導線の臨界電流値の
向上方法に関するものである。
向上方法に関するものである。
Ｎｂ、８ｎ 等の化合物系超電導体は非常に脆い性質が
あり、化合物の棒材等を加工することは困難であるから
、上記化合物を利用した超電導線を製造するに当っては
、末だ金属間化合物となっていない複合状態で加工を加
え、その加工後に拡散熱処理を施して金属間化合物を生
成させるのが普通である。また、Ｎｂ３Ｓｎ 等の化合
物系超電導体の臨界電流（Ｉｃ）は、結晶粒界、析出粒
子、転位網などの不均質点が磁束線の移動を妨げるピン
止め力、すなわち、不均質点のピンニング力に依存する
ため、Ｉｃ （ｆ！Ｌは、化合物系超電導体内の転位や
析出物の形成・消滅を支配する熱処理および加工の施し
方により著しく変化するものであり、特に、上記金属間
化合物生成後の超電導線に大きな歪を発生させるとＩｃ
値が低下することが知られている。ち々みに、歪の発
生による超電導特性の劣化に関して、 Ｄｏ Ｓ、 Ｅ
ａｓｔｏｎ＋ ｅｔａｌ、ＡｐＰ１７ｅｌｅｔｔｅｒ２
９１：５）３１９ （１９７６）や日本金属学会雑纂２
２巻、第８号（１９８３）に述べられているように、
Ｎｂ３Ｓｎ 系超電導線に０．２〜０．３係の引張９歪
が生じると、そのＩｃ は歪のない超電導線の８０＃１
程度になってしまうといった報告があり。
あり、化合物の棒材等を加工することは困難であるから
、上記化合物を利用した超電導線を製造するに当っては
、末だ金属間化合物となっていない複合状態で加工を加
え、その加工後に拡散熱処理を施して金属間化合物を生
成させるのが普通である。また、Ｎｂ３Ｓｎ 等の化合
物系超電導体の臨界電流（Ｉｃ）は、結晶粒界、析出粒
子、転位網などの不均質点が磁束線の移動を妨げるピン
止め力、すなわち、不均質点のピンニング力に依存する
ため、Ｉｃ （ｆ！Ｌは、化合物系超電導体内の転位や
析出物の形成・消滅を支配する熱処理および加工の施し
方により著しく変化するものであり、特に、上記金属間
化合物生成後の超電導線に大きな歪を発生させるとＩｃ
値が低下することが知られている。ち々みに、歪の発
生による超電導特性の劣化に関して、 Ｄｏ Ｓ、 Ｅ
ａｓｔｏｎ＋ ｅｔａｌ、ＡｐＰ１７ｅｌｅｔｔｅｒ２
９１：５）３１９ （１９７６）や日本金属学会雑纂２
２巻、第８号（１９８３）に述べられているように、
Ｎｂ３Ｓｎ 系超電導線に０．２〜０．３係の引張９歪
が生じると、そのＩｃ は歪のない超電導線の８０＃１
程度になってしまうといった報告があり。
また１曲げ歪に関しては、歪が０．５９６を超えると１
、は急激に減少し、歪が１９６を超えるとほとんど超電
導状態を示さなくなることが知られている。
、は急激に減少し、歪が１９６を超えるとほとんど超電
導状態を示さなくなることが知られている。
以上のような背景から、上記超電導体を有する超電導線
の製造の際に行う熱処理はＩｃ 値が最大になる条件で
なすようにし、熱処理後の超電導線は応力劣化を生じさ
せないように細心の注意全仏って使用するのが普通であ
る。
の製造の際に行う熱処理はＩｃ 値が最大になる条件で
なすようにし、熱処理後の超電導線は応力劣化を生じさ
せないように細心の注意全仏って使用するのが普通であ
る。
しかしながら超電導線は、液体ヘリウム温度等の超低温
で使用するものであシ、室温と超低温との間での昇降温
の繰り返しによる熱収縮の影響を幾度となく受けるもの
である。
で使用するものであシ、室温と超低温との間での昇降温
の繰り返しによる熱収縮の影響を幾度となく受けるもの
である。
そこで本発明の出願人は、超電導化合物層の超電導特性
が繰り返し引っ張り力の付加によってどの程度影響を受
ける本のか、疲労試験を行って調べてみた。ところがこ
の疲労試験を行っているうちに、本発明の出願人は、従
来、超電導線の応力劣化音引き起こすとされてきた引張
９力も使用の仕方によっては、逆に、超電導特性を向上
させ得るといった全く新しい現象を知見したのである。
が繰り返し引っ張り力の付加によってどの程度影響を受
ける本のか、疲労試験を行って調べてみた。ところがこ
の疲労試験を行っているうちに、本発明の出願人は、従
来、超電導線の応力劣化音引き起こすとされてきた引張
９力も使用の仕方によっては、逆に、超電導特性を向上
させ得るといった全く新しい現象を知見したのである。
Ｉ 発明の目的
この発明は上記知見に基づいてなされたもので。
Ｎｂ３Ｓｎ 系超電導金属間化合物を含む超電導線に。
この超電導線の破断に必要な引張力よりも小さな引張力
を繰り返し加えることにより、臨界電流値？向上させ得
る処理方法を提供することを目的とする。
を繰り返し加えることにより、臨界電流値？向上させ得
る処理方法を提供することを目的とする。
璽 発明の詳細な説明
以下この発明を図面に基づいて説明する。
第１図に符号１で示すものは、Ｃｕ基地筐たはＣｕ −
Ｓｎ合金基地中に８ｎパイプや多数のＮｌ）芯材を配し
た後に、縮径加工等の諸加工を施し。
Ｓｎ合金基地中に８ｎパイプや多数のＮｌ）芯材を配し
た後に、縮径加工等の諸加工を施し。
その後に所要の拡散熱処理を施してＮｂＳｎ 金属間化
合物を生成させた多芯超電導線である。この超電導線１
０両端を引張試験機のチャック２．３で把持し、一方の
チャック２ｆ：固定し、他方のチャック３をチャック２
から離れる方向であって超電導線１の軸線方向に、超電
導線１の破断強度の９５係以下（望ましくは６０〜９５
１０応力を生じさせる引張力で多数回（望甘しくは１０
〜１０ 回）、繰り返しく望ましくは１分間に数十回の
サイクルで繰り返し）引張ってＮｂ３Ｓｎ 系超電導線
を得る。
合物を生成させた多芯超電導線である。この超電導線１
０両端を引張試験機のチャック２．３で把持し、一方の
チャック２ｆ：固定し、他方のチャック３をチャック２
から離れる方向であって超電導線１の軸線方向に、超電
導線１の破断強度の９５係以下（望ましくは６０〜９５
１０応力を生じさせる引張力で多数回（望甘しくは１０
〜１０ 回）、繰り返しく望ましくは１分間に数十回の
サイクルで繰り返し）引張ってＮｂ３Ｓｎ 系超電導線
を得る。
以下に上記方法によシ得られた超電導線の実施例を記す
。
。
外径１，４１１１．長さ約２ ｎ Ｑ ｓａｔ、 Ｃｕ
／ｎｏｎ、 ＣｕＯ，ＦＩ、Ｎｈバリヤーを有するＮｂ
フィラメント数７７３５本のＮｂ −Ｓｎ ％細多芯
複合線に８００℃×５０時間の拡散熱処理を施し、Ｎｂ
Ｓｎ 極細多芯超電伝導線ｆ？８た。この超電導線の臨
界電流ＩＣの値は約６２０Ａであった！ 次に上記超電導線を複数本用意し、室温下および７７に
の液体窒素（Ｉ、Ｎ）中で、各々の破断強度σム１の６
０〜９５％の重力下で数回〜ａｏｏｏ。
／ｎｏｎ、 ＣｕＯ，ＦＩ、Ｎｈバリヤーを有するＮｂ
フィラメント数７７３５本のＮｂ −Ｓｎ ％細多芯
複合線に８００℃×５０時間の拡散熱処理を施し、Ｎｂ
Ｓｎ 極細多芯超電伝導線ｆ？８た。この超電導線の臨
界電流ＩＣの値は約６２０Ａであった！ 次に上記超電導線を複数本用意し、室温下および７７に
の液体窒素（Ｉ、Ｎ）中で、各々の破断強度σム１の６
０〜９５％の重力下で数回〜ａｏｏｏ。
回の離軸引張りを１分間に約８０回繰ｉ返し加えて各超
電導線を得た。各超電導線のＩａ 値をめ。
電導線を得た。各超電導線のＩａ 値をめ。
その結果？第２図に示す。なおりＩｃ’−ｉの測定には
超電導線の中央部５０ＵＩ〜１００非の部分を用いた。
超電導線の中央部５０ＵＩ〜１００非の部分を用いた。
■ 発明による効果
第２図において、縦軸は引張シカゼａの１．値に対する
各々のＩａ値を示し、横軸は応力を加えた回数を示し、
加えた応力は、 ゼロからσちの９５４−１でであり、
実線人は、室温での測定結果。
各々のＩａ値を示し、横軸は応力を加えた回数を示し、
加えた応力は、 ゼロからσちの９５４−１でであり、
実線人は、室温での測定結果。
点線Ｂは、液体窒素温度での測定結果を示している。第
２図により明らかなように、この発明の方法による超電
導線のＩｃ 値は引張を加えていない超電導線のＩｅ
値よりも数憾〜数十憾向上しており、特に、応力をσＢ
の９５憾とし、室温で１０００回引張ったものにおいて
は、 Ｉｃ 値が２８憾も向上している。また、第２図
から引張る回数を多くするほどＩａ ＊を向上できるこ
とが判るが、１０００回当シ回当−ク値が見られる６ま
た３００００回の範囲に於ては、引張りカゼａｏＩＣ値
を下回ることはなかった。
２図により明らかなように、この発明の方法による超電
導線のＩｃ 値は引張を加えていない超電導線のＩｅ
値よりも数憾〜数十憾向上しており、特に、応力をσＢ
の９５憾とし、室温で１０００回引張ったものにおいて
は、 Ｉｃ 値が２８憾も向上している。また、第２図
から引張る回数を多くするほどＩａ ＊を向上できるこ
とが判るが、１０００回当シ回当−ク値が見られる６ま
た３００００回の範囲に於ては、引張りカゼａｏＩＣ値
を下回ることはなかった。
すなわち、この発明の方法を用いることによりＩ（ｌ値
の高い超電導線を製造できることが判る。
の高い超電導線を製造できることが判る。
なお、この発明の方法は超電導線に繰り返し引張力を加
えるのみで実施可能であ６ため、実施も容易である。ま
た、この発明の実施に当って、応力がσＢの９０〜９５
嗟の範囲内での１．値の向上が著しい。
えるのみで実施可能であ６ため、実施も容易である。ま
た、この発明の実施に当って、応力がσＢの９０〜９５
嗟の範囲内での１．値の向上が著しい。
次に、上記の如＜ Ｉｅ 値が向上する理由について説
明する。
明する。
通常１．値が変化する理由は、超電導線が、Ｎｂ ／
Ｎｂ３Ｓｎ 、Ｍ Ｏンズ／銅等の各材料で構成される
複合材であるため・熱処理ａｄから液体ヘリゝ１ ラム温度（４，２Ｋ）に冷却される間の各材料の熱膨張
率が異なることによる。すなわち、ブロンズや銅に比較
しＮｂ 、 Ｎｂ３Ｓｎ は膨張係数が約１／２程度で
あるため冷却により超電導体には収縮応力が働らいてい
る。このため低温で超電導線を引張り力を与えながらＩ
ａ 値を測定すると第３図と第４図に見られるようにＩ
ｃ が向上する。つまり。
Ｎｂ３Ｓｎ 、Ｍ Ｏンズ／銅等の各材料で構成される
複合材であるため・熱処理ａｄから液体ヘリゝ１ ラム温度（４，２Ｋ）に冷却される間の各材料の熱膨張
率が異なることによる。すなわち、ブロンズや銅に比較
しＮｂ 、 Ｎｂ３Ｓｎ は膨張係数が約１／２程度で
あるため冷却により超電導体には収縮応力が働らいてい
る。このため低温で超電導線を引張り力を与えながらＩ
ａ 値を測定すると第３図と第４図に見られるようにＩ
ｃ が向上する。つまり。
Ｎｂ３Ｓｎ は冷却により収縮しているためこれに引張
り力が働くと収縮量が減少し、歪みがゼロとなったとこ
ろで最大のＩｃ を示すのである。したがって我々の提
案においても、熱処理温度（８００℃）−室温、および
室温−４，２にの冷却によりＮｂ３Ｓｎに圧縮歪みを受
ける。一方繰り返し引張りにおいてはマトリックス材（
プａンズ、銅）が加工硬化することは確かめられており
、そのため室温から４．２にへの冷却への際のマトリッ
クス材の熱収縮量も変化することが考えられる。又、室
温で繰り返し引張ることにより、８００℃→室温時の熱
収縮に起因する圧縮歪みが緩和され、結果的に４．２に
の測定時にはかなり歪みが減少するため特性向上するこ
とが考えられる。
り力が働くと収縮量が減少し、歪みがゼロとなったとこ
ろで最大のＩｃ を示すのである。したがって我々の提
案においても、熱処理温度（８００℃）−室温、および
室温−４，２にの冷却によりＮｂ３Ｓｎに圧縮歪みを受
ける。一方繰り返し引張りにおいてはマトリックス材（
プａンズ、銅）が加工硬化することは確かめられており
、そのため室温から４．２にへの冷却への際のマトリッ
クス材の熱収縮量も変化することが考えられる。又、室
温で繰り返し引張ることにより、８００℃→室温時の熱
収縮に起因する圧縮歪みが緩和され、結果的に４．２に
の測定時にはかなり歪みが減少するため特性向上するこ
とが考えられる。
これ等のことから繰り返し引張りにより■ ７Ｆリツク
ス硬化による熱収縮率変化■ 歪み緩和 による効果が表われてＩｃ 値が向上したものと推定さ
れる。
ス硬化による熱収縮率変化■ 歪み緩和 による効果が表われてＩｃ 値が向上したものと推定さ
れる。
■ 発明の具体的効果
以上説明したようにこの発明は、Ｎｂａ８ｎ 超電導金
属間出会物を含有した超電導線をこの超電導線の引張り
破断強度の９５係以下の応力金生せしめる引張力で多数
回長さ方向に引いてＮｂ３Ｓｎ 系超電導線を得るよう
にしたものであるため、図面に示すような優れたＩｅ
値を有する超電導線を得ることができる。また、超電導
線に繰り返し引張り力を加えるといった簡単な操作を行
うのみでよいため、作業も容易かつ装置も簡単なもので
すむといった効果も奏する。
属間出会物を含有した超電導線をこの超電導線の引張り
破断強度の９５係以下の応力金生せしめる引張力で多数
回長さ方向に引いてＮｂ３Ｓｎ 系超電導線を得るよう
にしたものであるため、図面に示すような優れたＩｅ
値を有する超電導線を得ることができる。また、超電導
線に繰り返し引張り力を加えるといった簡単な操作を行
うのみでよいため、作業も容易かつ装置も簡単なもので
すむといった効果も奏する。
ｗＸ１図はこの発明の方法を実施する状態の一例を示す
説明図、第２図は所定の引張力で超電、導線を１０〜３
００００回引いて製造した超電導線のＩｃ 値を示す説
明図、第３図は応力によるＩｃ値の変化を示す説明図、
第４図は歪みによるＩｃ 値の変化を示す説明図である
。 出願人 工業技術院長 用田裕部 ０ 応力ｍａｘ 疲りｈ酊雫父１てよゐ４Ｃ５Ｌイど！
説明図、第２図は所定の引張力で超電、導線を１０〜３
００００回引いて製造した超電導線のＩｃ 値を示す説
明図、第３図は応力によるＩｃ値の変化を示す説明図、
第４図は歪みによるＩｃ 値の変化を示す説明図である
。 出願人 工業技術院長 用田裕部 ０ 応力ｍａｘ 疲りｈ酊雫父１てよゐ４Ｃ５Ｌイど！
Claims (1)
- Ｎｂ３８ｎ超電導金属間化合物を含有する超電導線をと
の超電導線の引張り破断強度の９５係以下の応力を生ぜ
しめる引張シカで多数回長さ方向に引張ることｔ４Ｉｉ
Ｐ徴とするＡ Ｂ Ｓ ｎ 系超電導線の臨界電流値の
向上方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58208731A JPS60101811A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | Νｂ↓３Ｓｎ系超電導線の臨界電流値の向上方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58208731A JPS60101811A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | Νｂ↓３Ｓｎ系超電導線の臨界電流値の向上方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60101811A true JPS60101811A (ja) | 1985-06-05 |
| JPH0247802B2 JPH0247802B2 (ja) | 1990-10-23 |
Family
ID=16561140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58208731A Granted JPS60101811A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | Νｂ↓３Ｓｎ系超電導線の臨界電流値の向上方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60101811A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62158302A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 超電導マグネツトの製造方法 |
| JP2006253592A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 超電導コイル及びその製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0436301U (ja) * | 1990-07-25 | 1992-03-26 |
-
1983
- 1983-11-07 JP JP58208731A patent/JPS60101811A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62158302A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 超電導マグネツトの製造方法 |
| JP2006253592A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 超電導コイル及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0247802B2 (ja) | 1990-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |