JPS603726B2 - Compound composite superconductor - Google Patents

Compound composite superconductor

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JPS603726B2
JPS603726B2 JP53004983A JP498378A JPS603726B2 JP S603726 B2 JPS603726 B2 JP S603726B2 JP 53004983 A JP53004983 A JP 53004983A JP 498378 A JP498378 A JP 498378A JP S603726 B2 JPS603726 B2 JP S603726B2
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compound
matrix
superconductor
temperature
alloy
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直文 多田
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は化合物複合超電導体、特に、A3B型化合物超
電導体が化合物形成元素Bを含む合金よりなるマトリッ
クス中に形成されている化合物複合超電導体に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a compound composite superconductor, particularly a compound composite superconductor in which an A3B type compound superconductor is formed in a matrix made of an alloy containing a compound-forming element B.

化合物超電導体は、臨界温度、臨界磁界、臨界電流密度
が高く、優れた特性を持っているが、一方金属間化合物
特有の脆さを持っている。
Compound superconductors have excellent properties such as high critical temperature, high critical magnetic field, and high critical current density, but they also have the fragility characteristic of intermetallic compounds.

近年、これら化合物超電導体となるA3B型化合物の化
合物形成元素AまたはAを含む合金よりなる心材と化合
物形成元素Bを含む合金よりなるマトリックスとを加工
により複合化させたものに熱処理を施して、両者の境界
面に選択拡散によりA3B型化合物超電導層を形成させ
る所謂複合加工、選択拡散法が開発された。この方法に
より、電磁気的安定性の良好な化合物複合超電導体が作
られるようになったが、金属間化合物の腕丸こ基づく問
題点は依然未解決の状態にあり、一方、大型高磁界超電
導コイルに対する要望が強くなるにつれ、化合物複合超
電導体に付加される応力はますます過酷なものになりつ
つある。この応力には、化合物形成温度から冷却される
過程における熱応力、コイル巻線過程における引張り応
力、曲げ加工による応力、コイル励磁過程における電磁
応力などがあり、これらの応力により化合物超電導層に
歪が加わり、その歪が大きくなると、化合物複合超電導
体の臨界温度、臨界磁界、臨界電流密度を大幅に低下さ
せ、高磁界発生を困難にする。このような欠点を除去す
るため、補強材を有する二、三の化合物複合超電導体が
提案されている。
In recent years, a core material made of a compound-forming element A or an alloy containing A and a matrix made of an alloy containing a compound-forming element B of these A3B type compounds, which become compound superconductors, have been processed into a composite material, which has been heat-treated. A so-called composite processing, selective diffusion method, has been developed in which an A3B type compound superconducting layer is formed at the interface between the two by selective diffusion. This method has made it possible to produce compound composite superconductors with good electromagnetic stability, but the problems caused by the round arms of intermetallic compounds remain unresolved. As the demand for superconductors becomes stronger, the stress applied to compound composite superconductors is becoming increasingly severe. These stresses include thermal stress during the cooling process from the compound formation temperature, tensile stress during the coil winding process, stress due to bending, and electromagnetic stress during the coil excitation process.These stresses cause strain in the compound superconducting layer. When the strain increases, the critical temperature, critical magnetic field, and critical current density of the compound composite superconductor are significantly reduced, making it difficult to generate a high magnetic field. In order to eliminate these drawbacks, a few compound composite superconductors with reinforcing materials have been proposed.

この種補強材を有する化合物複合超電導体で化合物にニ
オブ3−錫を用いたものを第1図および第2図に示す。
A compound composite superconductor having this type of reinforcing material and using niobium 3-tin as the compound is shown in FIGS. 1 and 2.

第1図の化合物複合超電導体は、ステンレス鋼線または
タングステン線等よりなる断面円形の補強材1の周囲に
断面円形のブロンズマトリックスニオブ3−錫複合超電
導体20を6本燃線し、その間隙をインジウム等の低融
点金属3で埋めて一体化した構造となっている。第2図
の化合物複合超電導体は断面矩形状のブロンズマトリッ
クスニオブ3−錫複合超電導体20と、銅12で被覆さ
れたステンレス鋼11よりなる補強材1とをハンダ等の
低融点金属3で接合した構造となっている。これらの補
強材を有する化合物複合超電導体は、低温強度の大きい
補強材によって補強されているため、化合物複合超電導
体の破断強度が大きく、電磁応力等外部から加わる応力
に対して耐応力性があり、ニオブ3−錫超電導化合物層
に加わる歪を低減することができる。
The compound composite superconductor shown in FIG. 1 consists of six bronze matrix niobium 3-tin composite superconductors 20 each having a circular cross section arranged around a reinforcing material 1 made of stainless steel wire, tungsten wire, etc. and having a circular cross section. is filled with a low melting point metal 3 such as indium to form an integrated structure. The compound composite superconductor shown in Figure 2 is a bronze matrix niobium 3-tin composite superconductor 20 with a rectangular cross section and a reinforcing material 1 made of stainless steel 11 coated with copper 12, which is bonded with a low melting point metal 3 such as solder. It has a similar structure. Compound composite superconductors with these reinforcing materials are reinforced with reinforcing materials that have high low-temperature strength, so the compound composite superconductors have high breaking strength and are resistant to external stress such as electromagnetic stress. , strain applied to the niobium 3-tin superconducting compound layer can be reduced.

しかし、ニオブ3一錫超電導化合物層生成温度から液体
ヘリウム温度までの冷却過程で生ずる熱応力は、ブロン
ズとニオブ3一錫超電導化合物層との間の熱収縮率の差
によって約1%の歪を生じ、これが金属間化合物の腕さ
とあいまって、このような断面構造を有する化合物複合
超電導体の臨界温度、臨界磁界を低下させ、その結果、
特に高磁界下では臨界電流密度が大幅に低下する欠点が
ある。
However, the thermal stress generated during the cooling process from the formation temperature of the niobium-tritin-tin superconducting compound layer to the liquid helium temperature causes a strain of about 1% due to the difference in thermal shrinkage rate between the bronze and the niobium-tri-tin superconducting compound layer. This, combined with the strength of the intermetallic compound, lowers the critical temperature and critical magnetic field of the compound composite superconductor with such a cross-sectional structure, and as a result,
Particularly under high magnetic fields, there is a drawback that the critical current density decreases significantly.

本発明は、このような欠点を除去し、高性能で高磁界発
生の可能な化合物複合超電導体を提供することを目的と
し、A3B型化合物超電導体の化合物形成元素Aまたは
Aを含む合金よりなる心材と化合物形成元素Bを含む合
金よりなるマトリックスとを加工により複合したものに
熱処理を施して両者の境界面にA3B型化合物超電導層
が形成されている化合物複合超電導体において、マトリ
ックス中に、A3B型化合物超電導体を生成する温度か
ら液体ヘリウム温度までの熱収縮率がこのマトリックス
を形成する合金の熱収縮率より小なる物質(以下、単に
低熱収縮怪物質と称する)の細粒または紬線が分散され
ていることを特徴とするものである。
The present invention aims to eliminate such drawbacks and provide a compound composite superconductor that has high performance and is capable of generating a high magnetic field. In a compound composite superconductor in which an A3B type compound superconducting layer is formed at the interface between a core material and a matrix made of an alloy containing a compound-forming element B by heat treatment on a composite material formed by processing, A3B Fine grains or pongee wires of a material (hereinafter simply referred to as low heat shrinkage material) whose heat shrinkage rate from the temperature that produces a type compound superconductor to the liquid helium temperature is smaller than the heat shrinkage rate of the alloy forming this matrix. It is characterized by being distributed.

すなわち、本発明はマトリックスを形成する合金中に低
熟収縮性物質を分散させることにより、マトリックスと
化合物超電導層との熱収縮率の差を小さくすることによ
って、化合物超電導層にかかる歪を小さくして性能の向
上を可能とし、これによって、金属間化合物の腕さによ
る性能低下の顕在下を抑止して目的を達成するものであ
る。
That is, the present invention reduces the strain applied to the compound superconducting layer by reducing the difference in thermal shrinkage rate between the matrix and the compound superconducting layer by dispersing a low-shrinkable substance in the alloy forming the matrix. The objective is to achieve the objective by suppressing the actual deterioration in performance due to the strength of the intermetallic compound.

以下、実施例について説明する。第3図はその構成を示
すもので、21はA3B型化合物形成元素AまたはAを
含む合金よりなる心線、22はA3B型化合物形成元素
Bを含む合金よりなるマトリックス、23はA3B型化
合物超電導層、24はマトリックス22に分散する低熱
収縮性物質の細粒または細綾である。
Examples will be described below. Figure 3 shows its structure, where 21 is a core made of an A3B-type compound-forming element A or an alloy containing A, 22 is a matrix made of an alloy containing an A3B-type compound-forming element B, and 23 is an A3B-type compound superconductor. Layer 24 is a granule or twill of low heat shrink material dispersed in matrix 22.

このA3B型化合物複合超電導体を複合加工、選択拡散
法によって製造する場合には、化合物形成元素Bを含む
合金の中に低熱収縮性物質の細粒または紬線24を均一
に分散させたマトリックス22を用い、このマトリック
ス22中に他の一つの化合物形成元素AまたはAを含む
合金を心線21として複合加工し、B元素をA元素中に
拡散反応させてA3B型化合物超電導層23を形成する
。このような構成の化合物複合超電導体においては、A
3B型化合物超電導層23の周囲のマトリックス22の
熱収縮率を、A3B型化合物超電導層23の熱収縮率に
近づけることができ、液体ヘリウム温度まで冷却しても
んB型化合物超電導層23にわずかな圧縮歪しか残らな
いようにすることができる。
When manufacturing this A3B type compound composite superconductor by composite processing and selective diffusion method, a matrix 22 in which fine grains or pongee wires 24 of a low heat shrinkage material are uniformly dispersed in an alloy containing a compound-forming element B is used. Using this matrix 22, another compound-forming element A or an alloy containing A is composite-processed as the core wire 21, and the B element is diffused into the A element to form an A3B type compound superconducting layer 23. . In a compound composite superconductor with such a configuration, A
The thermal contraction rate of the matrix 22 surrounding the 3B type compound superconducting layer 23 can be brought close to the thermal contraction rate of the A3B type compound superconducting layer 23. It is possible to ensure that only compressive strain remains.

複合加工、選択拡散法により、んB型複合超電導体を製
造出来るのは、ニオブ3−錫、パナジウム3ーガリウム
、ニオブ3ーアルミニウム・錫、ニオブ3−錫・ガリウ
ム等で、化合物形成元素Bを含む合金よりなるマトリッ
クスとしては、それぞれ銅錫合金、銅ガリウム合金、銅
錫アルミニウム合金、銅錫ガリウム合金等が用いられる
B-type composite superconductors can be produced by compound processing and selective diffusion methods using niobium-tritin, panadium-gallium, niobium-aluminum-tin, niobium-tin-gallium, etc., and compound-forming element B Examples of the matrix containing the alloy include a copper-tin alloy, a copper-gallium alloy, a copper-tin-aluminum alloy, a copper-tin-gallium alloy, and the like.

このようなマトリックス中に分散させる低熱収縮怪物質
としては、ふB型化合物超電導体を生成する600〜8
0000の温度で、マトリックスを構成する合金と反応
せず、かつマトリックスを構成する合金の熱収縮率より
熱収縮率が小さいことが必要で、側素、グラフアイト、
ハフニウム、モリブデン、タンタル、チタン、タングス
テン、ジルコニウム等の物質ならびにこれらの物質を含
む棚化物、炭化物、窒化物、酸化物等がこれに該当する
。次に、マトリックス中に分散させる低熱収縮怪物質の
量は、マトリックスを構成する合金単体の熱収縮率がA
3B型化合物超電導層の熱収縮率に比べてかなり大きい
ために、少量では効果は少ない、マトリックスを構成す
る合金の組成、低熱収縮怪物質の種類によっても多少は
異なるが、低熱収縮性物質の量は体積パーセントで10
パーセントは必要である。一方、低熱収縮性物質の量を
増加させていくと、低熱収縮性物質を分散したマトリッ
クスを構成する合金の熱収縮率をんB型化合物層の熱収
縮率に近づけることができるが、低熱収縮性物質を分散
させたマトリックスを棒状あるいは管状に加工すること
が困難となり、その限界分散量は、体積パーセントでほ
ぼ50パーセントである。また、低熱収縮性物質を体積
パーセントで40〜50パーセント分散させた場合、ん
B型化合物生成温度から液体ヘリウム温度まで冷却され
る過程で生ずる熱応力によってA3B型化合物超電導層
には、最大0.5パーセント程度の圧縮歪しか残らず、
この程度以下の歪では実質的にんB型化合物超電導層の
臨界温度、臨界磁界、臨界電流密度を低下させないこと
も明らかとなった。また「この圧縮歪はさらに低熱収縮
怪物質の分散量を増加させても殆んど変らない。従って
、マトリックス中に分散させる低熱収縮性物質の量は1
0〜5M本積パーセントが望ましい。次に、分散させる
べき低熱収縮性物質の寸法、形状を変えて実験した結果
、分散させたマトリックスの熱収縮率には大きな影響を
与えなかったが、低熱収縮性物質の紬線のアスペクト比
(線のさ/平均直径)が100以上のものを分散させた
が最も小さな熱収縮率を示すことがわかった。
The low heat shrinkage material to be dispersed in such a matrix is 600-8, which produces a F type B compound superconductor.
At a temperature of
This includes substances such as hafnium, molybdenum, tantalum, titanium, tungsten, and zirconium, as well as shelving products, carbides, nitrides, oxides, etc. containing these substances. Next, the amount of low heat-shrinkable material to be dispersed in the matrix is such that the heat shrinkage rate of the alloy itself constituting the matrix is A.
Since the heat shrinkage rate is considerably higher than that of the 3B type compound superconducting layer, a small amount will have little effect.The amount of low heat shrink material varies depending on the composition of the alloy that makes up the matrix and the type of low heat shrink material. is 10 in volume percent
Percentages are necessary. On the other hand, by increasing the amount of the low heat shrinkage material, the heat shrinkage rate of the alloy constituting the matrix in which the low heat shrinkage material is dispersed can be brought close to that of the type B compound layer. It becomes difficult to process a matrix in which a substance is dispersed into a rod or tube shape, and the critical dispersion amount thereof is approximately 50% by volume. In addition, when a low heat shrinkage material is dispersed in a volume percentage of 40 to 50%, the A3B type compound superconducting layer will have a maximum of 0.5% due to the thermal stress generated during the cooling process from the B type compound formation temperature to the liquid helium temperature. Only about 5% compression strain remains,
It has also been revealed that strain below this level does not substantially reduce the critical temperature, critical magnetic field, and critical current density of the B-type compound superconducting layer. ``This compressive strain hardly changes even if the amount of the low heat shrink material dispersed is further increased. Therefore, the amount of the low heat shrink material dispersed in the matrix is 1
A volume percentage of 0 to 5M is desirable. Next, as a result of experiments by changing the dimensions and shape of the low heat shrinkable material to be dispersed, it was found that the heat shrinkage rate of the dispersed matrix was not significantly affected, but the aspect ratio of the pongee lines of the low heat shrinkable material ( It was found that the wires with a wire length/average diameter of 100 or more exhibited the smallest thermal shrinkage rate.

−熱収縮怪物質の寸法は特に限定しないが、直径ミクロ
ン以下のものが、その後の加工性等の点から望ましい。
以下、実施例について説明する。
- The dimensions of the heat-shrinkable material are not particularly limited, but a diameter of microns or less is desirable from the viewpoint of subsequent workability.
Examples will be described below.

実施例1 種々の低熱収縮性物質を分散させた銅錫合金の銭塊を高
圧凝固法で作成した。
Example 1 Coin coins made of copper-tin alloy in which various low heat shrinkage substances were dispersed were prepared by high-pressure coagulation.

すなわち、銅一10重量パーセント錫の溶傷中に平均直
径数ミクロンの棚素、グラフアイト、ハフニウム、モリ
ブデン、タンタル、チタン、タングステン、ジルコニウ
ム、チタン側化物、モリブデン炭化物、ジルコニウム窒
化物、シリコン酸化物粉末をそれぞれ体積パーセントで
20パーセントになるように強制的に吹込み、蝿拝した
後、鋳型に鋳込むと共に約数気圧の圧力をかけて凝固さ
せた。銭塊は直径40ミリメートルで長さ約90ミリメ
ートル、重量約1キログラムである。この銭魂を外径1
0ミリメートル、内蓬8ミリメートルの管になるように
熱間押出加工を行なった。次に、この低熱収縮性物質を
分散させた銅錫合金管に、外径7ミリメートルのニオブ
榛を挿入して、中間焼純を加えながら外径1ミリメート
ルまで伸線加工した。さらに、この鋼錫合金被覆ニオブ
単心複合線331本を束ね、外径26ミリメートル、内
径22ミリメートルの無酸素鋼管中に挿入し、再び中間
焼純を加えながら外径0.4ミリメートルまで加工した
。その結果、これらの試料中には第4図に示す如く、約
10ミクロンのニオブフィラメント25が低熱収縮性物
質を分散した銅錫合金管26で被覆され、それらが33
1本、銅マトリックス27中に押込まれた状態になる。
この試料を700qoで2独時間、真空中で熱処理して
、各ニオブフィラメント25の表面に約1ミクロン厚さ
のニオブ3−錫超電導化合物層28を形成させた。この
試料の臨界温度を4端子抵抗法で測定した結果を第1表
に示す。この表の臨界温度は試料の抵抗値が1′2にな
る所の温度をもって臨界温度としてある。なお、比較の
ため、低熱収縮性物質を分散していない銅一1増重量パ
ーセント錫管を用いた試料について測定した結果も示し
てある。・ 注:Wソoは重量協,Vノoは体積%を表わす。
That is, in the melting scratches of copper and 10 weight percent tin, shelmets, graphite, hafnium, molybdenum, tantalum, titanium, tungsten, zirconium, titanium sideride, molybdenum carbide, zirconium nitride, and silicon oxide with an average diameter of several microns were found. The powders were forcibly blown into each powder to give a volume percentage of 20%, and then poured into a mold and solidified by applying a pressure of about several atmospheres. The coin has a diameter of 40 mm, a length of about 90 mm, and a weight of about 1 kilogram. This Zenitama has an outer diameter of 1
Hot extrusion processing was performed to obtain a tube with a diameter of 0 mm and an inner diameter of 8 mm. Next, a niobium wire with an outer diameter of 7 mm was inserted into the copper-tin alloy tube in which this low heat shrinkage material was dispersed, and wire drawing was performed to an outer diameter of 1 mm while adding intermediate sintering. Furthermore, 331 of these steel-tin alloy-coated niobium single-core composite wires were bundled, inserted into an oxygen-free steel tube with an outer diameter of 26 mm and an inner diameter of 22 mm, and processed to an outer diameter of 0.4 mm while applying intermediate sintering again. . As a result, in these samples, as shown in FIG.
One wire is pushed into the copper matrix 27.
This sample was heat treated in vacuum at 700 qo for 2 hours to form a niobium 3-tin superconducting compound layer 28 with a thickness of about 1 micron on the surface of each niobium filament 25. Table 1 shows the results of measuring the critical temperature of this sample using the four-terminal resistance method. The critical temperature in this table is defined as the temperature at which the resistance value of the sample becomes 1'2. For comparison, the results of measurements on a sample using a copper-1 weight percent tin tube in which no low heat shrinkage material is dispersed are also shown.・Note: Wso means weight, V means volume %.

この結果は、低熱収縮性物質を含まないマトリックスか
らなる試料においては臨界温度が16.血であるのに対
して、低熱収縮性物質を含むマトリックスを用いた試料
は、いずれも17.1K以上の臨界温度を示し、その中
でもシリコン酸化物(Si02)を分散させた試料は、
17.弧を示した。
This result shows that the critical temperature is 16.5 mm for the sample made of a matrix that does not contain a low heat shrinkage material. In contrast to blood, all samples using matrices containing low heat shrinkage materials showed a critical temperature of 17.1 K or higher, and among these, the sample in which silicon oxide (Si02) was dispersed had a critical temperature of 17.1 K or higher.
17. It showed an arc.

一方、これらの測定を行なった後、マトリックスを硝酸
で除去し、ニオブ3一錫超電導化合物層を含むニオブフ
ィラメント単独で臨界温度を測定した結果、いずれも1
7.8〜18.皿の臨界温度を示し、低熱収縮性物質を
マトリックスに分散させることによってニオブ3一錫超
電導化合物層に付加される熱歪を軽減せしめ得ることが
明らかになった。実施例 2実施例1と同様の方法で、
外径20ミクロンの銅被覆タングステン繊維を銅−1の
重量パーセント錫溶傷中に2の本積パーセント分散させ
た管を高圧凝固法で作成し、タングステン繊維のアスペ
クト比を変えて、実施例1の場合と同様な331本のニ
オブフィラメントを含む試料を作成した。
On the other hand, after performing these measurements, we removed the matrix with nitric acid and measured the critical temperature of the niobium filament containing the niobium-tritin superconducting compound layer alone.
7.8-18. It has been shown that the critical temperature of the dish can be demonstrated and that the thermal strain imposed on the niobium-tin superconducting compound layer can be reduced by dispersing a low heat shrinkage material in the matrix. Example 2 In the same manner as in Example 1,
Example 1 A tube in which copper-coated tungsten fibers having an outer diameter of 20 microns was dispersed at a volume percent of 2 in a copper-1 weight percent tin flaw was prepared by high-pressure coagulation, and the aspect ratio of the tungsten fiber was changed. A sample containing 331 niobium filaments similar to the case was prepared.

そして、700qoで2期時間、真空中で熱処理して、
ニオブフィラメントの周囲にニオブ3−錫超電導化合物
層を形成させた後、臨界温度を測定した。その結果を第
2表に示す。第 2 表 この結果から明らかなように、アスペクト比が100以
上になると、試料の臨界温度は最も高くなる。
Then, heat treated in vacuum at 700 qo for two periods,
After forming a niobium 3-tin superconducting compound layer around the niobium filament, the critical temperature was measured. The results are shown in Table 2. Table 2 As is clear from the results, when the aspect ratio is 100 or more, the critical temperature of the sample becomes the highest.

実施例 3 実施例1と同様な方法で、銅一1の重量パーセント錫溶
湯中に直径数ミクロンの銅めつきしたタングステン粉末
の添加量を変えて分散させ、実施例1と同じく331本
のニオブフィラメントを含む試料を作成した。
Example 3 In the same manner as in Example 1, copper-plated tungsten powder with a diameter of several microns was dispersed in a molten tin with a weight percent of 1 to 1, and 331 niobium particles were dispersed in the same manner as in Example 1. A sample containing filament was prepared.

そして、70000で24時間、真空中で熱処理して、
ニオブフィラメントの周囲にニオブ3−錫超電導化合物
層を形成させた後、4.雛の液体ヘリウムならびに外部
磁界100キロェルステッド中で試料の臨界電流を測定
した。臨界電流は試料の電圧が1マイクロボルトの値に
なった所の電流値とした。第5図は銅錫マトリックス中
のタングステン粉末量とニオブ3−錫超電導化合物層の
臨界電流密度との関係を示すもので、機軸、縦軸には、
それぞれ、タングステン粉末量(体積パーセント)、臨
界電流密度(A/の)×1びがとってあり、外部磁界1
00キロェルステツドの場合を示している。この結果は
、タングステンを用いた場合、添加量3の本積パーセン
ト以上で、臨界電流密度はほぼ一定となり、これ以上添
加しても効果が少ないことを示している。以上の実施例
では、ニオブ3−錫複合超電導体についての結果を示し
たが、複合加工、選択拡散法によって製造される他のA
3B型化合物複合超電導体についても同様の効果が得ら
れる。
Then, heat treated in vacuum at 70,000 for 24 hours,
After forming a niobium tri-tin superconducting compound layer around the niobium filament, 4. The critical current of the sample was measured in chick liquid helium and an external magnetic field of 100 kOersted. The critical current was defined as the current value at which the voltage of the sample reached a value of 1 microvolt. Figure 5 shows the relationship between the amount of tungsten powder in the copper-tin matrix and the critical current density of the niobium-tritin superconducting compound layer.
For each, the amount of tungsten powder (volume percent), critical current density (A/) x 1, and the external magnetic field 1
The case of 00 kiloersted is shown. This result shows that when tungsten is used, the critical current density becomes almost constant at a volume percent of 3 or more, and adding more than this has little effect. In the above examples, the results were shown for the niobium tri-tin composite superconductor, but other A
Similar effects can be obtained with the 3B type compound composite superconductor.

また、化合物複合超電導体の横断面の形状や構成が異な
ってもその効果は減少することはない。すなわち、大容
量A3B型化合物複合超電導体においては、高純度な安
定化材中にB元素が拡散混入して電気抵抗を増加させな
いようにするために、拡散障壁を設けているが、このよ
うな拡散障壁を設けている場合にも適用可能で、何等の
支障もなく本発明の効果を発揮させることができる。ま
た、このような構造の化合物複合超電導体を第1図ある
いは第2図の如く補強材を用いた構造に適用する場合は
、電磁応力等外部から加わる応力、および液体ヘリウム
温度までの冷却過程で生ずる熱応力の何れに対しても耐
応力性の高い化合物複合超電導体を得ることができる。
Further, even if the cross-sectional shape and structure of the compound composite superconductor are different, the effect will not be reduced. In other words, in large-capacity A3B type compound composite superconductors, a diffusion barrier is provided to prevent element B from diffusing into the high-purity stabilizing material and increasing electrical resistance. The present invention can be applied even when a diffusion barrier is provided, and the effects of the present invention can be exhibited without any problems. In addition, when applying a compound composite superconductor with such a structure to a structure using a reinforcing material as shown in Fig. 1 or 2, stress applied from the outside such as electromagnetic stress and during the cooling process to the temperature of liquid helium must be applied. A compound composite superconductor having high stress resistance against any thermal stress that occurs can be obtained.

すなわち、化合物形成元素Bを含む合金よりなるマトリ
ックス中に低熱収縮性物質の細粒または紬線を分散させ
ることによって、このマトリックスと接触して形成され
るA3B型化合物超電導層に付加される熱歪を減少させ
、A3母型化合物複合超電導体特有の壊れた超電導特性
を化合物超電導マグネットにおいて十分発揮させること
が出釆る。
That is, by dispersing fine grains or pongee wires of a low heat shrinkage substance in a matrix made of an alloy containing compound-forming element B, thermal strain is added to the A3B type compound superconducting layer formed in contact with this matrix. This makes it possible to sufficiently exhibit the broken superconducting properties peculiar to the A3 matrix compound composite superconductor in a compound superconducting magnet.

特に、その効果は高磁界において顕著であり、100キ
ロェルステッド以上における臨界電流密度を大幅に増加
させることが出釆る。このことは、高磁界の発生を容易
にするのみならず、マグネットの小型化を可能とし、そ
の結果、化合物複合超電導体の使用量、液体ヘリウムの
使用量なども少なくなり、経済的な利点も大きい。以上
、本発明の化合物複合超電導体は、高性能で高磁界発生
の可能な化合物複合超電導体を提供可能とするもので、
工業的効果の大なるものである。
Particularly, the effect is remarkable in high magnetic fields, and the critical current density at 100 kOersted or more can be significantly increased. This not only makes it easier to generate a high magnetic field, but also makes it possible to downsize the magnet.As a result, the amount of compound composite superconductor used and the amount of liquid helium used are reduced, which also provides economic advantages. big. As described above, the compound composite superconductor of the present invention makes it possible to provide a compound composite superconductor with high performance and capable of generating a high magnetic field.
It has great industrial effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図はそれぞれ異なる従来の化合物複合
超電導体の断面図、第3図は本発明の化合物複合超電導
体の一実施例の断面図、第4図は同じく他の実施例の断
面図、第5図は同じく一実施例の効果を示す特性図であ
る。 21・・・・・・心線、22・・・・・・マトリックス
、23..・・・・A3B型化合物超電導層、24・・
・・・・低熟収縮性物質の紬粒または紬線。 第丁図 第2図 第3図 第4図 第5図
1 and 2 are cross-sectional views of different conventional compound composite superconductors, FIG. 3 is a cross-sectional view of one embodiment of the compound composite superconductor of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional diagram of another embodiment. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the effects of one embodiment. 21... Cord wire, 22... Matrix, 23. .. ...A3B type compound superconducting layer, 24...
...Pongee grains or pongee lines, which are low-mature contractile substances. Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 A_3B型化合物超電導体の化合物形成元素Aまた
はAを含む合金よりなる心材と化合物形成元素Bを含む
合金よりなるマトリツクスとを加工により複合化したも
のに熱処理を施して両者の境界面にA_3B型化合物超
電導層が形成されている化合物複合超電導体において、
前記マトリツクス中に、A_3B型化合物超電導体を生
成する温度から液体ヘリウム温度までの熱収縮率が該マ
トリツクスを形成する合金の熱収縮率より小なる物質の
細粒または細線が分散されていることを特徴とする化合
物複合超電導体。 2 前記マトリツクスが銅と、錫、ガリウム、アルミニ
ウムよりなる群から選ばれた少なくとも一種の元素との
合金よりなり、前記A_3B型化合物超電導体を生成す
る温度から液体ヘリウム温度までの熱収縮率がマトリツ
クスを形成する合金の熱収縮率より小なる物質が、硼素
、グラフアイト、ハフニウム、モリブデン、タンタル、
チタン、タングステン、ジルコニウムよりなる群より選
ばれた少なくとも一種またはハフニウム、モリブテン、
タンタル、チタン、タングステン、ジルコニウムの酸化
物、炭化物、窒化物、酸化物よりなる群より選ばれた少
なくとも一種の物質である特許請求の範囲第1項記載の
化合物複合超電導体。 3 前記、A_3B型化合物超電導体を生成する温度か
ら液体ヘリウム温度までの熱収縮率がマトリツクスを形
成する合金の熱収縮率より小なる物質が前記マトリツク
ス中に10〜50体積パーセント分散されている特許請
求の範囲第1項または第2項記載の化合物複合超電導体
。 4 前記細線が、そのアスペクト比(線の長さ/平均直
径)が100以上の細線である特許請求の範囲第1項記
載の化合物複合超電導体。
[Scope of Claims] 1. A core material made of a compound-forming element A or an alloy containing A of a type A_3B compound superconductor and a matrix made of an alloy containing a compound-forming element B are combined by processing, and then both are heat-treated. In a compound composite superconductor in which an A_3B type compound superconducting layer is formed on the interface of
Dispersed in the matrix are fine grains or fine wires of a substance whose thermal contraction coefficient from the temperature at which the A_3B type compound superconductor is produced to the temperature of liquid helium is smaller than the thermal contraction coefficient of the alloy forming the matrix. Characteristic compound composite superconductor. 2. The matrix is made of an alloy of copper and at least one element selected from the group consisting of tin, gallium, and aluminum, and the matrix has a thermal contraction rate from the temperature at which the A_3B type compound superconductor is produced to the temperature of liquid helium. Substances with a thermal shrinkage rate smaller than that of the alloy forming the are boron, graphite, hafnium, molybdenum, tantalum,
At least one selected from the group consisting of titanium, tungsten, and zirconium, or hafnium, molybdenum,
The compound composite superconductor according to claim 1, which is at least one substance selected from the group consisting of oxides, carbides, nitrides, and oxides of tantalum, titanium, tungsten, and zirconium. 3. The above-mentioned patent in which 10 to 50 volume percent of a substance whose thermal contraction rate from the temperature at which the A_3B type compound superconductor is produced to the temperature of liquid helium is smaller than the thermal contraction rate of the alloy forming the matrix is dispersed in the matrix. A compound composite superconductor according to claim 1 or 2. 4. The compound composite superconductor according to claim 1, wherein the thin wire has an aspect ratio (wire length/average diameter) of 100 or more.
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