JPS603726B2 - 化合物複合超電導体 - Google Patents
化合物複合超電導体Info
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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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- 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
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- Conductive Materials (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
オブ３−錫を用いたものを第１図および第２図に示す。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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
。
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。
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。
−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。
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。
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。
圧凝固法で作成した。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53004983A JPS603726B2 (ja) | 1978-01-19 | 1978-01-19 | 化合物複合超電導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53004983A JPS603726B2 (ja) | 1978-01-19 | 1978-01-19 | 化合物複合超電導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5497775A JPS5497775A (en) | 1979-08-02 |
| JPS603726B2 true JPS603726B2 (ja) | 1985-01-30 |
Family
ID=11598825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53004983A Expired JPS603726B2 (ja) | 1978-01-19 | 1978-01-19 | 化合物複合超電導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603726B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6586370B1 (en) * | 1997-02-26 | 2003-07-01 | Nove' Technologies, Inc. | Metal boride based superconducting composite |
| US7745376B2 (en) | 2004-08-10 | 2010-06-29 | Nove Technologies, Inc. | Superconducting composite |
-
1978
- 1978-01-19 JP JP53004983A patent/JPS603726B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5497775A (en) | 1979-08-02 |
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