JPS62170111A - 多芯細線超電導線の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は安定化された多芯細線超電導線の製造方法に
関する。

［従来の技術］ 超電導材料から成る各一つの芯を備えた線が束ねられ、
良導電性の安定化材料から成る外被により囲まれ、この
ように形成された複合体が押し出し成形及び／又は線引
きにより断面を減少する変形を加えられるような安定化
された多芯細線超電導線の製造方法は、例えばスイス連
邦共和国特許第４５８７９０号明細書（ドイツ連邦共和
国特許出願公開第１Ｅｉ４Ｇ５０６号公報に相当）から
知られている。ここでは例えばＮｂＴ　ｉのような超電
導材料から成る芯を含み銅から成る六角形の線が束ねら
れ、筒形の銅外被により囲まれる。次いでその全体が閉
ざされて、所望の外径を有する超電導線が得られるまで
、押し出し成形、線引き又は他の変形方法により断面を
減少する変形を加えられる。例えば医療機器（核磁気共
鳴ＣＴ等）に対しては超電導磁石が必要となり、この磁
石では安定化材料の割合が超電導材料から成る芯の断面
を遥かに越える。

もしかかる超電導線を前記の方法で製造しようとすれば
、超電導断面の割合の比較的小さいビレットを組み立て
、その後このビレットを費用のかかる押し出し成形とそ
れに続く線引き工程により変形しなけらばならない、そ
のために完成された導線の超電導断面を基準にすれば、
安定化材料の割合が比較的小さい導線に比べて必然的に
製作費が非常に高くなる。

この理由から１０：１ないし１５：ｌの安定化材料対超
電導材料の比率を有する導線の製作のために、まず安定
化材料の割合の比較的小さい多芯細線超電導線を製作し
成形し、そして安定化材料を追加して設けた。

例えばドイツ連邦共和国特許第３０４５２７７号明細書
にがかる配置が記載されている。ここでは超電導線を含
む複合体が安定化する金属形材の溝の中にろう付けされ
る。こうして超電導材料を備えた複合体のための比較的
高価な押し出し成形行程が全断面の一部にだけ適用され
、前記の方法に比べて製作費が著しく低下する。その際
内部で芯線の配置が非対称な方形の超電導線が生じるの
はやむを得ない、更に完成した超電導線を強く加熱する
ことは不可能であるので、加熱して硬化可能なワニスを
用いる絶縁は採用できない、ここでは高価であるばかり
でなく完成した電磁石の中の巻き付けられた超電導線の
充填率をも減少する別の絶縁材料を用いなけらばならな
い。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は、定められた断面形状又はろう付けを必要と
することなく、安定化材料の割合が超電導材料の割合を
著しく（少なくとも５倍）超える多芯細線超電導線を提
供することを目的とする。

超電導材料の割合が特に高くはない超電導線に対しては
、超電導芯線をアルミニウム合金から成る基材の中に収
容し、このように形成された束に押し出し成形により断
面を減少する変形を加えることが、ドイツ連邦共和国特
許出願公告第２７３３５１１号公報により知られている
。押し出し成形の後に例えば線引きによる別の断面を減
少する変形の前に、超電導線を高純度のアルミニウム管
と鋼管とから成る管で覆い、その後で断面を減少する別
の変形工程を加える。導線が最終断面に成った後にかぶ
せられた銅管が取り外されるので、安定化材料としての
高純度のアルミニウムを有する多芯細線超電導線が生れ
る。押し出し成形の後にアルミニウムをかぶせることに
より、またアルミニウムを機械的に耐久性のある材料例
えば銅で一時的に覆うことにより、比較的柔らかいアル
ミニウムを使用した場合でも、超電導芯線と安定化材料
とから成る複合体が製作可能である。ここでは特に柔ら
かい材料を安定化のために使用できるように、この方法
が用いられる。しかしながらかかる方法によってはこの
発明の目的は達成されない。

［問題点を解決するための手段］ この目的はこの発明に基づき、複合体が最終的に用いら
れる安定化材料の一部だけを含み、まず真直な棒の形と
なる程度だけ変形され、次に複合体が安定化材料から成
る被覆管の中に挿入され、この被覆管と共に更に断面を
減少する変形を加えられ、超電導材料から成る芯を内蔵
する線は、束ねるときに安定化材料だけを含む中心範囲
の周りに配置され、この中心範囲の断面が複合体と被覆
管とから形成される全断面の０．２３％より大きいこと
により達成される。

［実施例］ 次にこの発明に基づく方法の二つの実施例を示す図面に
より、この発明の詳細な説明する。

第１ａ図は六角形の線２から組み立てられた複合体１を
示し、これらの線は超電導材料から成る各一つの芯３を
含み、かつ安定化材料（ここでは高純度の銅）から成る
外被４により囲まれている。中央の線５は安定化材料だ
けから成り、超電導材料から成る芯３を含んでいない。

外側の線２と外被４との間の中間空間６は通常のように
安定化材料により充填されている。

そのほかに第１ｂ図に断面を示したように複合体１が製
作された。この複合体は第１ａ図に示すものと類似に構
成され、同じ部分は同じ符号が付けられている。第１ｂ
図に示す複合体１は第１ａ図に示す断面に比べて、安定
化材料（ここでは銅）だけから成る線５を多数備えてい
る。

そしてこのように構成された両次合体は第２図に示すよ
うにビレ７ト７に加工され、このビレットは押し出し成
形機の中でほぼ５００°Ｃの高温で棒８に変形された。

その際外径は両方の場合（第１ａ図及び第１ｂ図参照）
において２２１ｍｍから６０ｍｍに減少された。

そして棒８は複数の線引き工程により２８．１ｍｍの外
径に変形された。

これらの製作工程により比較的ずんぐりしたビレットか
ら長い棒が生じ、この棒は次の断面を減少する変形の際
に展開しなけらばならなかった。

それ故に棒は両方の場合において四つの同一の部分に切
断された。

２８．１ｍｍの外径ではそれぞれ約１０ｍの長さを有す
る棒の形で四つの複合体１が得られた。

各複合体１は第３図に示すように安定化材料から成る各
一つの被覆管ｌＯの中に挿入され、これらの被覆管の長
さは複合体ｌの長さより短かった。

そしてこうして生じた組み合わせ導体は更に線引き工程
により変形された。第１ａ図に示す束の場合には被覆管
１０の外径は７３ｍｍであり、複合体１と被覆管ＩＯと
から成る導体は約２０回の線引き工程で４ｍｍの外径に
まで変形された。この外径のときに二、三の芯線が線引
き工程により既に破損したことが確認された。従ってこ
の導体は使用不可能であった。

第１ｂ図に示す複合体の場合には被覆管の外径は６５ｍ
ｍであった。それ故にこの外径は最初に述べた被覆管の
外径より小さい、なぜならば複合体ｌの中の安定化材料
の割合が比較的多く、両方の場合において安定化材料対
超電導材料の比率を同一（α＝１３）に設定しようとし
たからである。複合体と被覆管とのこの配置も更に線引
きすることにより断面を減少する変形を加えられた。

第４ａ図と第４ｂ図とは、被覆管１０と複合体ｌとから
成る導体全体１１の同一直径における二つの実施例に対
する断面状態を示す。その際第４ａ図は第１ａ図に示す
断面から生じた配置を示し、同様に第４ｂ図は第１ｂ図
に示す断面から生じた配置を示す、これらの断面を比較
すれば、線２から生じた個々の芯線の断面は第４ｂ図に
示すもののほうが第４ａ図に示すものより大きく、第４
ｂ図に示す断面の中心では第４ａ図に示すものより安定
化材料の割合が大きいことが分かる。

中心に存在する安定化材料の断面を導体全体１１の断面
に対して計算すれば、その結果は第４ａ図に示す配置で
は全断面積の０．２３％であり、第４ｂ図に示す配置で
は全断面積の６．６％である。第４ｂ図に示す導体１１
は芯線の破断が観測されることなく２ｍｍの外径の所望
の寸法に門で線引きされた。

この実験は、第１の変形工程の後に複合体１を被覆管ｌ
Ｏと共に更に加工するとき、安定化材料の割合の高い多
芯細線超電導線が製作でき、安定化材料だけを含む十分
に大きい中心範囲を設けることにより、芯線破断を避け
ることができるという、この発明に基づく理論を立証し
ている。

前記の実験は、５：ｌを超える（例えば１０：１ないし
１５：１の）安定化材料対超電導材料の割合と４０ｐｍ
以下の芯線直径とを有する超電導線を製作するためには
、安定化材料の断面割合が全断面に対して０．２３％を
超えるほど多くの安定化材料を、複合体の中心に設けな
けらばならないということを示す。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図及び第１ｂ図はこの発明に基づく製造方法に用
いられた複合体のそれぞれ別の実施例の断面図、第２図
は第１ｂ図に示す複合体を押し出し成形したときの変形
を示す斜視図、第３図は第２図に示す押し出し成形後の
棒を被覆管に挿入した状態を示す斜視図、第４ａ図及び
第４ｂ図はそれぞれ第１ａ図及び第１ｂ図に示す複合体
から作られた棒と被覆管とから成る導体全体の断面図で
ある。 ｌ・・・複合体、　　２．５・・・線、　３・・・芯、
　　４Ｏ・・外被、　　８・−・棒、　　ｉｏ−・Φ被
覆管。 ｂ　　　　　　５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）超電導材料から成る各一つの芯（３）を備えた線（
   ２）が束ねられ、良導電性の安定化材料から成る外被（
   ４）により囲まれ、このように形成された複合体（１）
   が押し出し成形及び／又は線引きにより断面を減少する
   変形を加えられるような、安定化された多芯 細線超電導線の製造方法において、複合体 （１）が最終的に用いられる安定化材料の 一部だけを含み、まず真直な棒（８）の形となる程度だ
   け変形され、次に複合体が安定化材料から成る被覆管（
   １０）の中に挿入さ れ、この被覆管と共に更に断面を減少する変形を加えら
   れ、超電導材料から成る芯（３）を内蔵する線（２）は
   、束ねるときに安定 化材料だけを含む中心範囲の周りに配置さ れ、この中心範囲の断面が複合体（１）と 被覆管（１０）とから形成される全断面の ０．２３％より大きいことを特徴とする安定化された多
   芯細線超電導線の製造方法。 ２）安定化材料から成る中心範囲の断面が、複合体（１
   ）と被覆管（１０）とから形成された全断面に対して、
   ５％特に６．５％より大きいことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ３）複合体（１）を被覆管（１０）の中に挿入するとき
   に、複合体（１）の長さが被覆管 （１０）の長さより大きいことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ４）複合体（１）が被覆管（１０）の中に挿入される前
   に複数の部分に分割されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第３項記載の方法。 ５）安定化材料として良導電性の銅が用いられることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６）安定化材料から成る中心範囲が超電導材料を含む線
   （２）と同じ断面を有する線（５）により形成されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。