JPS6173849A - Ｃｕ基超伝導合金 - Google Patents
Ｃｕ基超伝導合金Info
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- JPS6173849A JPS6173849A JP59196352A JP19635284A JPS6173849A JP S6173849 A JPS6173849 A JP S6173849A JP 59196352 A JP59196352 A JP 59196352A JP 19635284 A JP19635284 A JP 19635284A JP S6173849 A JPS6173849 A JP S6173849A
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Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (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、母相中に微細な第２相金属粒子が均一に分散
してなる組織を有する超伝導特性に優れたＣｕｐｕ金に
関するものである。
してなる組織を有する超伝導特性に優れたＣｕｐｕ金に
関するものである。
従来、超伝導材料としては、Ｎｔｌ：＋Ｓｎ、 Ｖ、ｌ
Ｇａ＋ ＮｂＴｔ合金等がよく知られている。しかし、
これらの超伝導化合物は跪く、実用上あるいは製造上程
々の問題点が残されている。その問題点としては９例え
ば線材化の困難性等があげられる。
Ｇａ＋ ＮｂＴｔ合金等がよく知られている。しかし、
これらの超伝導化合物は跪く、実用上あるいは製造上程
々の問題点が残されている。その問題点としては９例え
ば線材化の困難性等があげられる。
すなわち、超伝導特性を利用した種々の用途。
例えば超伝導コイルや機器部品の用途において線材条の
超伝導材料が望まれている現在９Ｍ造及び加工等成型が
容易で、かつ超伝導特性の優れた材料が好ましい。
超伝導材料が望まれている現在９Ｍ造及び加工等成型が
容易で、かつ超伝導特性の優れた材料が好ましい。
従来、上記の目的を達しようとした試みで、母材の加工
性を利用し、近接効果により超伝導特性を向上させよう
とした材料の報告にシーエッチ１ジェイ、ロー アンド
イー、ロー；ゼット、フィシツク（ｃｈ、 Ｊ、 Ｒ
ａｕｂ ａｎｄ Ｅ、 Ｒａｕｂ ； Ｚ、 Ｐｈ１ｓ
ｉｋ）１８６ （１９６５）、 ３１０がある。この報
告では、鋳造材のＴｃ （超伝導遷移温度）が低いため
、さらに焼入れ時効させ、焼入れ時効により向上したＴ
ｃとｐｂ粒子との関係を示している。また、 Ｃｕ−Ｎ
ｂ合金等においても同様の研究がなされている。しかし
ながら、これらは最適、の熱処理条件を施してはじめて
良好なＴｃを示しており、しかもｐｂ及びＮｂ粒子が熱
処理によって粒界に析出しており９機械的性質を著しく
劣化させる。すなわち、これらの報告においては、母材
の良好な加工性とｐｂ粒子の近接効果から、加工性に優
れ、さらには超伝導特性にも優れた材料を得ようとした
わけであるが、鋳造材では加工性は優れているが、超伝
導特性は低く、さらに焼入れ時効を行うと、超伝導特性
は向上するが、加工性が非常に低下してしまうというこ
とで所期の目的は全く達せられておらず、またＴｃが１
〜２に程度では用途は全くなかった。
性を利用し、近接効果により超伝導特性を向上させよう
とした材料の報告にシーエッチ１ジェイ、ロー アンド
イー、ロー；ゼット、フィシツク（ｃｈ、 Ｊ、 Ｒ
ａｕｂ ａｎｄ Ｅ、 Ｒａｕｂ ； Ｚ、 Ｐｈ１ｓ
ｉｋ）１８６ （１９６５）、 ３１０がある。この報
告では、鋳造材のＴｃ （超伝導遷移温度）が低いため
、さらに焼入れ時効させ、焼入れ時効により向上したＴ
ｃとｐｂ粒子との関係を示している。また、 Ｃｕ−Ｎ
ｂ合金等においても同様の研究がなされている。しかし
ながら、これらは最適、の熱処理条件を施してはじめて
良好なＴｃを示しており、しかもｐｂ及びＮｂ粒子が熱
処理によって粒界に析出しており９機械的性質を著しく
劣化させる。すなわち、これらの報告においては、母材
の良好な加工性とｐｂ粒子の近接効果から、加工性に優
れ、さらには超伝導特性にも優れた材料を得ようとした
わけであるが、鋳造材では加工性は優れているが、超伝
導特性は低く、さらに焼入れ時効を行うと、超伝導特性
は向上するが、加工性が非常に低下してしまうというこ
とで所期の目的は全く達せられておらず、またＴｃが１
〜２に程度では用途は全くなかった。
さらに、一般の超伝導材料は超伝導状態が壊れた時に大
電流が流れるために異常に発熱し９周囲の液体ｌｉｅガ
スを沸騰させ、気化したＨｅガスにより爆発を起こす等
の危険がある。このような理由により、できるだけ超伝
導材料の導電率は高いことが望ましい。
電流が流れるために異常に発熱し９周囲の液体ｌｉｅガ
スを沸騰させ、気化したＨｅガスにより爆発を起こす等
の危険がある。このような理由により、できるだけ超伝
導材料の導電率は高いことが望ましい。
一方、第２相金属粒子分散型旧−ｐｂ系合金を液体急冷
法により急冷凝固して得、得られた合金材料の超伝導特
性を検討した発表がある〔日本金属学会：春朋大会 一
般概要（１９８４年４月） Ｐ２Ｓ５）。
法により急冷凝固して得、得られた合金材料の超伝導特
性を検討した発表がある〔日本金属学会：春朋大会 一
般概要（１９８４年４月） Ｐ２Ｓ５）。
この報告によると、約４０ｎｍ粒径の微細なｐｂ粒子を
母相中に均一に分散させることが可能で、超伝導特性も
向上していた。しかし、 Ａｌ基合金であるために’Ｊ
＝Ｎ率は十分満足すべきものではなかった。
母相中に均一に分散させることが可能で、超伝導特性も
向上していた。しかし、 Ａｌ基合金であるために’Ｊ
＝Ｎ率は十分満足すべきものではなかった。
本発明者らは、超伝導状態が壊れた場合にも電流をリー
クしやすい、すなわち導電率が高い合金を提供すること
を目的として鋭意検討した結果５特定の組成からなるＣ
ｕ基合金を急冷凝固させると。
クしやすい、すなわち導電率が高い合金を提供すること
を目的として鋭意検討した結果５特定の組成からなるＣ
ｕ基合金を急冷凝固させると。
上記の目的が達成され、微細な第２相金属粒子が均一に
分散してなる組織を有する合金が得られ。
分散してなる組織を有する合金が得られ。
得られた合金が超伝導特性に優れたＣｕ基合金であるこ
とを見い出し９本発明を完成した。
とを見い出し９本発明を完成した。
すなわち２本発明はＰｂ、 Ｂｉ、 Ｔｌ、 ｌ、ｉ、
Ｆｅからなる群より選ばれた少な（とも１種が１〜１
０原子％で、残部が実質的にＣｕよりなり、かつ母相中
に微細な第２相金属粒子が均一に分散してなるＵ織を有
するＣｕ基超超伝導合金ある。
Ｆｅからなる群より選ばれた少な（とも１種が１〜１
０原子％で、残部が実質的にＣｕよりなり、かつ母相中
に微細な第２相金属粒子が均一に分散してなるＵ織を有
するＣｕ基超超伝導合金ある。
本発明の合金について説明すると、 Ｐｂ、 Ｂｉ、
ＴＩ。
ＴＩ。
Ｌ＋、 Ｆｅからなる群より選ばれた少なくとも１種が
１〜１０原子％であることが必要であり、特に２〜５原
子％であることが好ましい。Ｐｂ、 Ｂｉ、 Ｔｌ、
Ｌｉ。
１〜１０原子％であることが必要であり、特に２〜５原
子％であることが好ましい。Ｐｂ、 Ｂｉ、 Ｔｌ、
Ｌｉ。
Ｆｅからなる群より選ばれた少なくとも１種が１原子％
未溝の場合には、 Ｔｃが１．５に以下と非常に低く。
未溝の場合には、 Ｔｃが１．５に以下と非常に低く。
また１０原子％を超える場合には、得られる合金の母相
中の第２相金属粒子が均一に分散しなくなるため、 Ｔ
ｃが非常にばらつくようになり、しかも機械的強度も低
下する。
中の第２相金属粒子が均一に分散しなくなるため、 Ｔ
ｃが非常にばらつくようになり、しかも機械的強度も低
下する。
また１本発明の合金にＡｈ Ｓｉ、 Ｓｎからなる群よ
り選ばれた１種又は２種以上の元素を４〜１７原子％（
Ｓｎは３〜１５原子％）、好ましくは５〜１０原子％添
加すると、第２＋目金属粒子の粒径の均−性及び分散状
態は良好のままで、母相を強化し１機械的性質を向上さ
せる効果や耐摩耗性を改善する効果がみられる。特に、
超伝導合金に優れた殿械的性質４例えば高い強度を与え
るということば、リード線、センサーとして利用する場
合にテンションをかけるが、この工程が支障なく、大変
容易に行えるというメリットを有しており、さらに構造
材料として利用することもできる。
り選ばれた１種又は２種以上の元素を４〜１７原子％（
Ｓｎは３〜１５原子％）、好ましくは５〜１０原子％添
加すると、第２＋目金属粒子の粒径の均−性及び分散状
態は良好のままで、母相を強化し１機械的性質を向上さ
せる効果や耐摩耗性を改善する効果がみられる。特に、
超伝導合金に優れた殿械的性質４例えば高い強度を与え
るということば、リード線、センサーとして利用する場
合にテンションをかけるが、この工程が支障なく、大変
容易に行えるというメリットを有しており、さらに構造
材料として利用することもできる。
本発明の合金を製造するには、前記合金組成を用い、雰
囲気中もしくは真空中で加熱溶融し、これを惣、冷凝固
させればよい。その急冷方法としては種々あるが１例え
ば液体惣冷法として知られる片ロール法、双ロール法及
び回転液中紡糸法等が特に有効である。これら片ロール
法２双ロール法では薄帯材料が９回転液中紡糸法では細
線材料が容易に連続的に、しかも低コストで製造するこ
とが可能である。
囲気中もしくは真空中で加熱溶融し、これを惣、冷凝固
させればよい。その急冷方法としては種々あるが１例え
ば液体惣冷法として知られる片ロール法、双ロール法及
び回転液中紡糸法等が特に有効である。これら片ロール
法２双ロール法では薄帯材料が９回転液中紡糸法では細
線材料が容易に連続的に、しかも低コストで製造するこ
とが可能である。
本発明の合金は、溶湯状態では偏析が全くなく。
完全に合金化しているが、これを適当な速度で急冷凝固
化することにより１例えば母相中に粒径が１〜１１００
ｎ程度の非常に微細で、かつ１〜１１００ｎ程度の間隔
に均一に分散した第２相金属粒子を含むｍ織となる。
化することにより１例えば母相中に粒径が１〜１１００
ｎ程度の非常に微細で、かつ１〜１１００ｎ程度の間隔
に均一に分散した第２相金属粒子を含むｍ織となる。
具体例をあげると、 ９４Ｃｕ−６Ｐｂの合金組成をを
する本発明の第２相金属粒子分散型合金は、 Ｃｕの母
相中に粒径約２０〜４０ｎｍでほぼ完全な球形を有する
ｐｂ粒子が約５０〜８０ｎｍの間隔で分散しており、こ
れは従来の粒子分散型合金と比較して粒子の微細さ。
する本発明の第２相金属粒子分散型合金は、 Ｃｕの母
相中に粒径約２０〜４０ｎｍでほぼ完全な球形を有する
ｐｂ粒子が約５０〜８０ｎｍの間隔で分散しており、こ
れは従来の粒子分散型合金と比較して粒子の微細さ。
分散の均一性において非常に優れたものである。
本発明のＣｕ基合金は、、ｈ記の組織を有しているため
、超伝導特性が改善され、特にＰｂ、 Ｂｉ、 ＴＩ。
、超伝導特性が改善され、特にＰｂ、 Ｂｉ、 ＴＩ。
Ｌｉ、 Ｆｅｌを変化させることによってＴｃを自由に
コントロールでき、しかも加工性が良く、冷間圧延及び
冷間線引きできることから、液体ヘリウム下で使用する
機器の配線材液面レベル計等各種工業用材料として非常
に有用である。特に、液体ヘリウムの液面レベル計は、
そのレヘルセンサーとしてＴｃが４．２に付近の材料が
使用され、超伝導から常伝導への遷移がシャープでなけ
ればならず１本発明の合金はそれらの点において特に優
れている。
コントロールでき、しかも加工性が良く、冷間圧延及び
冷間線引きできることから、液体ヘリウム下で使用する
機器の配線材液面レベル計等各種工業用材料として非常
に有用である。特に、液体ヘリウムの液面レベル計は、
そのレヘルセンサーとしてＴｃが４．２に付近の材料が
使用され、超伝導から常伝導への遷移がシャープでなけ
ればならず１本発明の合金はそれらの点において特に優
れている。
以下１本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１〜１６．比較例１〜１８
表＝１に示す各種組成のＣｕ基合金をアルゴンガス雰囲
気中で溶融させ、アルゴン噴出圧４．０ ｋｇ／ｃｍ２
＋ 孔径０．１２ｎｕｗΦのルビー製紡糸ノズルより３
２Ｏｒｐｍで回転している内径５００ｍｍΦの円筒ドラ
ム内に形成された温度４℃、深さ２ｃｍの回転冷却液体
中に噴出して急冷凝固させて平均径０．１ｍｍΦの円形
断面を有する細線状材料を得た。
気中で溶融させ、アルゴン噴出圧４．０ ｋｇ／ｃｍ２
＋ 孔径０．１２ｎｕｗΦのルビー製紡糸ノズルより３
２Ｏｒｐｍで回転している内径５００ｍｍΦの円筒ドラ
ム内に形成された温度４℃、深さ２ｃｍの回転冷却液体
中に噴出して急冷凝固させて平均径０．１ｍｍΦの円形
断面を有する細線状材料を得た。
これら細線状材料の組織観察を透過電子顕微鏡により測
定した。また１機械的性質は常温においてインストロン
型引張試験機を用いて測定した。
定した。また１機械的性質は常温においてインストロン
型引張試験機を用いて測定した。
なお、超伝導遷移温度（Ｔｃ）については、試料をクラ
イオスクノト内部に取り付け、それに希薄なヘリウムガ
スを充填し、液体ヘリウム中に浸漬した後１通常の四端
子法により試料の電気抵抗を測定した。
イオスクノト内部に取り付け、それに希薄なヘリウムガ
スを充填し、液体ヘリウム中に浸漬した後１通常の四端
子法により試料の電気抵抗を測定した。
また、加工製を示す線引可能の限界圧下率は。
急冷凝固線材を各ダイスでの圧下率５％で、連続的に通
常のダイヤモンドダイスを用いて冷間線引きし、切断の
生じた線径から線引可能限界圧下率を求め７圧下率７０
％以上冷間線引きができたものを加工性に優れたものと
した。
常のダイヤモンドダイスを用いて冷間線引きし、切断の
生じた線径から線引可能限界圧下率を求め７圧下率７０
％以上冷間線引きができたものを加工性に優れたものと
した。
ここで、圧下率とはＲ５八、（χ）＝ （１〜−）Ｘ１
００Ｒ，Ａ、 ：圧下率 Ｓｏ；線引前の急冷凝固線材の断面積（ｍｍ”）Ｓ ；
線引後の伸線材の断面積（ｍｍ”）で表される線材の断
面減少率をいう。
００Ｒ，Ａ、 ：圧下率 Ｓｏ；線引前の急冷凝固線材の断面積（ｍｍ”）Ｓ ；
線引後の伸線材の断面積（ｍｍ”）で表される線材の断
面減少率をいう。
また、比較のため、従来技術で述べたｃｈ、 Ｊ、 Ｒ
ａ＋＋ｂａｎｄ Ｅ、 Ｒａｕｂ らの行った実験と同
様にして、 Ｃｕ−２ｐｂ合金を通常の鋳造法により得
、さらに８００°Ｃから水中に固相焼入れした材料（比
較例−１）、さ表−１−２ 表−１−３ 表１より明らかなごとく、実施例１．２．５゜７、 ８
． ９．１０．１１．１２．１３． １４．１５．１６
はＣｕ中に第２和金属粒子が均一に分散し２加工性の良
好な超伝導材料であるが、比較例３． ８．１０．１２
゜１４、１７はＰｂ、 Ｂｉ、 Ｔｌ、 Ｆｅ、 Ｌｉ
ｉが少なく、 １．５にテもＴｃが現れず（測定機器上
１．５に以下の測定はできない）ｌ上ｌ交例４． ９．
ＩＩ、 １３．１５．１８はＰｂ、 ８ｉ。
ａ＋＋ｂａｎｄ Ｅ、 Ｒａｕｂ らの行った実験と同
様にして、 Ｃｕ−２ｐｂ合金を通常の鋳造法により得
、さらに８００°Ｃから水中に固相焼入れした材料（比
較例−１）、さ表−１−２ 表−１−３ 表１より明らかなごとく、実施例１．２．５゜７、 ８
． ９．１０．１１．１２．１３． １４．１５．１６
はＣｕ中に第２和金属粒子が均一に分散し２加工性の良
好な超伝導材料であるが、比較例３． ８．１０．１２
゜１４、１７はＰｂ、 Ｂｉ、 Ｔｌ、 Ｆｅ、 Ｌｉ
ｉが少なく、 １．５にテもＴｃが現れず（測定機器上
１．５に以下の測定はできない）ｌ上ｌ交例４． ９．
ＩＩ、 １３．１５．１８はＰｂ、 ８ｉ。
Ｔｌ、 Ｆｅ、 Ｌｉ量か多すぎて第２相金属粒子が均
一に分散しにくくなり、実用に供さない材料であった。
一に分散しにくくなり、実用に供さない材料であった。
また、実施例３〜５はＳｉ、 ＡＩ、 Ｓｎの添加によ
って、超伝導性質の低下させることな（１機械的性質を
向上させることができている。しかしながら比較例５〜
７．１６はＳｉ、 ＡＩ、 Ｓｎが適正量を超えたため
に、母相がＣｕ固溶体とならず、化合物相が現れ、加工
性を低下させてしまった。
って、超伝導性質の低下させることな（１機械的性質を
向上させることができている。しかしながら比較例５〜
７．１６はＳｉ、 ＡＩ、 Ｓｎが適正量を超えたため
に、母相がＣｕ固溶体とならず、化合物相が現れ、加工
性を低下させてしまった。
また、比較例１，２は本発明と同様の組成ではあるが、
第２相金属粒子の分数が悪く、特に粒界に析出しており
、加工性、 Ｔｃも低く、超伝導材料としての有用性は
全くなかった。
第２相金属粒子の分数が悪く、特に粒界に析出しており
、加工性、 Ｔｃも低く、超伝導材料としての有用性は
全くなかった。
Claims (1)
- （１）Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｌ、Ｌｉ、Ｆｅからなる群より選
ばれた少なくとも１種が１〜１０原子％で、残部が実質
的にＣｕよりなり、かつ母相中に微細な第２相金属粒子
が均一に分散してなる組織を有するＣｕ基超伝導合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59196352A JPS6173849A (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | Ｃｕ基超伝導合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59196352A JPS6173849A (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | Ｃｕ基超伝導合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6173849A true JPS6173849A (ja) | 1986-04-16 |
| JPH045734B2 JPH045734B2 (ja) | 1992-02-03 |
Family
ID=16356410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59196352A Granted JPS6173849A (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | Ｃｕ基超伝導合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6173849A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2613117A1 (fr) * | 1987-03-25 | 1988-09-30 | Matsushita Electric Works Ltd | Materiau conducteur composite, procede pour le fabriquer et son emploi dans un materiau pour contacts electriques |
| WO2005068671A1 (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Ｐｂフリー銅合金摺動材料 |
| US7883588B2 (en) | 2004-06-10 | 2011-02-08 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Pb-free bearing used for fuel-injection pump |
| US9028582B2 (en) | 2008-01-23 | 2015-05-12 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Process for production of sintered copper alloy sliding material and sintered copper alloy sliding material |
| US9434005B2 (en) | 2007-05-15 | 2016-09-06 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Pb-free copper-alloy sliding material, and plain bearing |
| US10041148B2 (en) | 2006-08-05 | 2018-08-07 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Pb-free copper alloy sliding material |
-
1984
- 1984-09-19 JP JP59196352A patent/JPS6173849A/ja active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2613117A1 (fr) * | 1987-03-25 | 1988-09-30 | Matsushita Electric Works Ltd | Materiau conducteur composite, procede pour le fabriquer et son emploi dans un materiau pour contacts electriques |
| WO2005068671A1 (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Ｐｂフリー銅合金摺動材料 |
| US7678173B2 (en) | 2004-01-15 | 2010-03-16 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Pb-free copper-alloy sliding material |
| US7883588B2 (en) | 2004-06-10 | 2011-02-08 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Pb-free bearing used for fuel-injection pump |
| US10041148B2 (en) | 2006-08-05 | 2018-08-07 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Pb-free copper alloy sliding material |
| US9434005B2 (en) | 2007-05-15 | 2016-09-06 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Pb-free copper-alloy sliding material, and plain bearing |
| US9028582B2 (en) | 2008-01-23 | 2015-05-12 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Process for production of sintered copper alloy sliding material and sintered copper alloy sliding material |
| US9669461B2 (en) | 2008-01-23 | 2017-06-06 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Process for production of sintered copper alloy sliding material and sintered copper alloy sliding material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH045734B2 (ja) | 1992-02-03 |
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