JPS62271306A - 安定化超電導線 - Google Patents
安定化超電導線Info
- Publication number
- JPS62271306A JPS62271306A JP61114456A JP11445686A JPS62271306A JP S62271306 A JPS62271306 A JP S62271306A JP 61114456 A JP61114456 A JP 61114456A JP 11445686 A JP11445686 A JP 11445686A JP S62271306 A JPS62271306 A JP S62271306A
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- Japan
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- wire
- layer
- superconducting
- multifilamentary
- compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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】
３、発明の詳細な説明
［産業上の利用分野］
この発明は、安定化超電導線に関するものであり、特に
多芯線部の合金マトリックス中の元素が安定化材部に拡
散して汚染するのを防止するためのバリア層（以下、拡
散バリア層という）の改良された安定化超？ｒｆ導線に
関するものである。
多芯線部の合金マトリックス中の元素が安定化材部に拡
散して汚染するのを防止するためのバリア層（以下、拡
散バリア層という）の改良された安定化超？ｒｆ導線に
関するものである。
［従来の技術］
核融合、エネルギ貯蔵、分析用ＮＭＲマグネット等への
超電専の応用においては、ｔＸ磁界での性能の良好な超
電導線が３１！：望されている。高眼界用の実用超電導
線としては、Ｎｂ３Ｓｎや■。Ｑａなどの化合物系超電
導線が用いられている。これらの化合物系超電Ｓ線は、
通常いわゆる“ブロンズ法°゛によって作製されている
。化合物系超電導材は加工１娶の熱処理によって形成さ
れており、Ｎｂ ２ ｓｎの場合には、ＣＬＩ−３ｎ合
金マトリックス中のＮｂ多芯線を熱処理しＮｂとマトリ
ックス中の３ｎの拡散反応によりＮｂ ｓ ｓｎを形成
させている。また、ＶｘＧａの場合には、Ｃｕ −Ｇａ
合金マトリックス中のＶ多芯線を熱処理しＶとマトリッ
クス中のＧａの拡散反応によりＶ３Ｇａを形成させてい
る。
超電専の応用においては、ｔＸ磁界での性能の良好な超
電導線が３１！：望されている。高眼界用の実用超電導
線としては、Ｎｂ３Ｓｎや■。Ｑａなどの化合物系超電
導線が用いられている。これらの化合物系超電Ｓ線は、
通常いわゆる“ブロンズ法°゛によって作製されている
。化合物系超電導材は加工１娶の熱処理によって形成さ
れており、Ｎｂ ２ ｓｎの場合には、ＣＬＩ−３ｎ合
金マトリックス中のＮｂ多芯線を熱処理しＮｂとマトリ
ックス中の３ｎの拡散反応によりＮｂ ｓ ｓｎを形成
させている。また、ＶｘＧａの場合には、Ｃｕ −Ｇａ
合金マトリックス中のＶ多芯線を熱処理しＶとマトリッ
クス中のＧａの拡散反応によりＶ３Ｇａを形成させてい
る。
第４図に、従来の安２化超？ｆｉ導線の斜視図を示す、
第４図において、多芯線部１のまわりには安定化材部４
が位置している。該安定化材部４と多芯線部１との間に
）ま、拡散バリア層６が設けられている。拡散バリア層
を５成する材質としては、伸線加工の際に破［１の欠陥
を生じないよう良好な塑性加工性を有し、かつ安定化材
部中に拡散しにくい材質であることが望ましい。従来、
これらの要求を満足するｖＩＪ貿としてＮｂまたはＴａ
等の金属が用いられている。
第４図において、多芯線部１のまわりには安定化材部４
が位置している。該安定化材部４と多芯線部１との間に
）ま、拡散バリア層６が設けられている。拡散バリア層
を５成する材質としては、伸線加工の際に破［１の欠陥
を生じないよう良好な塑性加工性を有し、かつ安定化材
部中に拡散しにくい材質であることが望ましい。従来、
これらの要求を満足するｖＩＪ貿としてＮｂまたはＴａ
等の金属が用いられている。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、拡散バリア層として用いるためには、Ｎ
ｂまたはＴａを相当の厚みの層とする必要があり、しか
もこれらの金属が高価であるため、超電導線のコストが
高くなるという問題があった。
ｂまたはＴａを相当の厚みの層とする必要があり、しか
もこれらの金属が高価であるため、超電導線のコストが
高くなるという問題があった。
また、拡散バリア頑としてＮｂを用い多芯線部の合金マ
トリックスとしてＣＬＩ−３ｎ合金を用いた場合には、
多芯線部内に大きな結合損が発生ずるという問題も生じ
た。これは、合金マトリックス中の３ｎが拡散バリア層
のＮｂにまで拡散し、Ｎｂと反応して拡散バリア層との
境界面で円筒状のＮｂ ｌ Ｓｎ超電導層を形成するこ
とによる。このＮｂ３Ｓｎ超Ｎ導層は変動磁界にさらさ
れると、大きなヒステリシス損失を発生し、また多芯線
部内に大さな結合損を発生して、結果として超電導線の
効率を著しく低下させる。
トリックスとしてＣＬＩ−３ｎ合金を用いた場合には、
多芯線部内に大きな結合損が発生ずるという問題も生じ
た。これは、合金マトリックス中の３ｎが拡散バリア層
のＮｂにまで拡散し、Ｎｂと反応して拡散バリア層との
境界面で円筒状のＮｂ ｌ Ｓｎ超電導層を形成するこ
とによる。このＮｂ３Ｓｎ超Ｎ導層は変動磁界にさらさ
れると、大きなヒステリシス損失を発生し、また多芯線
部内に大さな結合損を発生して、結果として超電導線の
効率を著しく低下させる。
それゆえに、この発明の目的は、安定化材部への合金マ
トリックス中の元素の拡散が有効に防止され、かつヒス
テリシス損失の低減された安価に製造可能な安定化超電
導線を提供することにある。
トリックス中の元素の拡散が有効に防止され、かつヒス
テリシス損失の低減された安価に製造可能な安定化超電
導線を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
この発明の安定化超電導線は、化合物系超電導材からな
る多数のフィラメントを合金マド・リツクス中に配置し
た多芯線部と、該多芯線部のまわりに位置する安定化材
部と、該安定化材部と多芯線部との間に設けられる拡散
バリア層とを備えており、該拡散バリア層が安定化材部
側に設けられるＮＦ２層と多芯線部側に設けられるＣＩ
Ｊ−Ｎｉ合金層とから構成されるＮｈ ／Ｃｕ−Ｎｉ複
合層であることを特徴としている。
る多数のフィラメントを合金マド・リツクス中に配置し
た多芯線部と、該多芯線部のまわりに位置する安定化材
部と、該安定化材部と多芯線部との間に設けられる拡散
バリア層とを備えており、該拡散バリア層が安定化材部
側に設けられるＮＦ２層と多芯線部側に設けられるＣＩ
Ｊ−Ｎｉ合金層とから構成されるＮｈ ／Ｃｕ−Ｎｉ複
合層であることを特徴としている。
［作用コ
この発明で拡散バリア層として用いられるＮｂ／Ｃｕ−
Ｎｉ１合層は、Ｎｔ酸成分含むため、Ｓｎとの拡散反応
で超電導を示さないＮｂ −Ｎｉ −３ｎ系の化合物を
形成し、Ｎｂ５Ｓｎ超電導化合物な形成しない。また、
合金マトリックス中の元素の安定化材部への拡散は、Ｎ
ｂ層によって有効に防止される。
Ｎｉ１合層は、Ｎｔ酸成分含むため、Ｓｎとの拡散反応
で超電導を示さないＮｂ −Ｎｉ −３ｎ系の化合物を
形成し、Ｎｂ５Ｓｎ超電導化合物な形成しない。また、
合金マトリックス中の元素の安定化材部への拡散は、Ｎ
ｂ層によって有効に防止される。
［実施例］
第１図は、この発明の一実施例を示す断面図である。第
１図において、多芯線部１のまわりにｔよ、安定化材部
４が位置しており、該安定化材部４と多芯線部１との間
には拡散バリア層が設けられている。該拡散バリア層は
、多芯線部１側に設けられるＣｕ−Ｎｉ合金層２、およ
び安定化材部４側に設けられるＮｂ層３から構成される
２層構造のＮｂ／Ｃｕ−Ｎｉ複合層となっている。
１図において、多芯線部１のまわりにｔよ、安定化材部
４が位置しており、該安定化材部４と多芯線部１との間
には拡散バリア層が設けられている。該拡散バリア層は
、多芯線部１側に設けられるＣｕ−Ｎｉ合金層２、およ
び安定化材部４側に設けられるＮｂ層３から構成される
２層構造のＮｂ／Ｃｕ−Ｎｉ複合層となっている。
第２図は、第１図と同じく、ｃｕ−Ｎ＋合金層２および
Ｎｂ層３から構成されるＮｂ ／Ｃｕ −Ｎ１複合層が
拡散バリア層としで用いられる超電導線を示しており、
多芯線部１が複数備えられている超、１９１線について
示している。
Ｎｂ層３から構成されるＮｂ ／Ｃｕ −Ｎ１複合層が
拡散バリア層としで用いられる超電導線を示しており、
多芯線部１が複数備えられている超、１９１線について
示している。
この発明の安定化用″？ｆｉ導線を作製ツる方法として
は、調合ビレットの１１１１出しによる作製方法がある
。以下、この作製方法について説明する。
は、調合ビレットの１１１１出しによる作製方法がある
。以下、この作製方法について説明する。
第３図に、この複合ビレットの分解斜視図を示す。安定
化材部としてのＣｕバイブ８の内側に、Ｎｂシー１−９
ｂを外側に巻いたＣ１１−１０Φ柑％Ｎｉ合金バイブ９
ａを挿入し、Ｃｕ−１３重奥％３ｎ？ｌ−リックスＮｌ
ｌ多芯線（Ｎｂ８５５本）の六角棒１０を１５１本稠密
に充填して、複合ビレット７を組立てた。真空チャンバ
中で内部を真空引きした後、上下に電子ビームで道を溶
接した。
化材部としてのＣｕバイブ８の内側に、Ｎｂシー１−９
ｂを外側に巻いたＣ１１−１０Φ柑％Ｎｉ合金バイブ９
ａを挿入し、Ｃｕ−１３重奥％３ｎ？ｌ−リックスＮｌ
ｌ多芯線（Ｎｂ８５５本）の六角棒１０を１５１本稠密
に充填して、複合ビレット７を組立てた。真空チャンバ
中で内部を真空引きした後、上下に電子ビームで道を溶
接した。
次に、複合ビレット７を３Ｑｍｍ径に押出した後、中間
軟化を繰返しながら伸線加工し、１．２ｍｍｆＮの線材
とした。この線材において、拡散バリア層の厚みは、約
１０μｍであった。
軟化を繰返しながら伸線加工し、１．２ｍｍｆＮの線材
とした。この線材において、拡散バリア層の厚みは、約
１０μｍであった。
さらに、Ｎｂ、Ｓｎ超電導化合物層を形成させるため、
７００℃、１００時間の熱処理を行なった。その債、金
属顕微鏡による線材の断面観察と、ＸｗＡマイクロアナ
ライザによる組成分析を行なった。ＣＵ−１３重ｆｆｉ
％３ｎマトリックス中のＮｂ多芯線は、ＳｎとＮｂの反
応によりＮ１）ａ Ｓｎの超電導層になっていることが
確認された。一方、多芯線部と拡散バリア層との境界で
は、Ｎｂ 、 Ｓｎ超電導化合物は形成されず、その代
わりにＮｂ−１’Ｊｉ−３ｎ系の化合物の形成が確認さ
れた。また、安定化材部には３ｎがほとんど存在せず、
Ｓｎの拡散が有効に防止されていることも確認された。
７００℃、１００時間の熱処理を行なった。その債、金
属顕微鏡による線材の断面観察と、ＸｗＡマイクロアナ
ライザによる組成分析を行なった。ＣＵ−１３重ｆｆｉ
％３ｎマトリックス中のＮｂ多芯線は、ＳｎとＮｂの反
応によりＮ１）ａ Ｓｎの超電導層になっていることが
確認された。一方、多芯線部と拡散バリア層との境界で
は、Ｎｂ 、 Ｓｎ超電導化合物は形成されず、その代
わりにＮｂ−１’Ｊｉ−３ｎ系の化合物の形成が確認さ
れた。また、安定化材部には３ｎがほとんど存在せず、
Ｓｎの拡散が有効に防止されていることも確認された。
さらに、この超ｆｆｌ導線は均一に塑性変形しており、
局所的な破断等の欠陥は認められなかった。
局所的な破断等の欠陥は認められなかった。
以上の実施例では、化合物系超電導材としてＮｂ 、
Ｓｎを用いたが、これの代わりにＶａＧａを化合物系ｍ
電導材として用いた場合にも、同様の結果が得られた。
Ｓｎを用いたが、これの代わりにＶａＧａを化合物系ｍ
電導材として用いた場合にも、同様の結果が得られた。
すなわち、安定化材部への金属マド・リックス中のＧａ
の拡散は有効に防止され、伸縮加工の際均−に塑性変形
し局所的な破断等の欠陥は認められなかった。またＮｂ
、へ見についても同様の結果が得られた。
の拡散は有効に防止され、伸縮加工の際均−に塑性変形
し局所的な破断等の欠陥は認められなかった。またＮｂ
、へ見についても同様の結果が得られた。
［発明の効果］
この発明の安定化超電Ｒ＄！では、安定化材部側に設け
られるＮｂｆｆと多芯線部側に設けられるＣＬｌ−Ｎｉ
合金層とから構成されるＮｂ ／Ｃｕ −Ｎ１複合層が
拡散バリア層として設けられている。
られるＮｂｆｆと多芯線部側に設けられるＣＬｌ−Ｎｉ
合金層とから構成されるＮｂ ／Ｃｕ −Ｎ１複合層が
拡散バリア層として設けられている。
このようにＮｂ１ｌと多芯線部の合金マトリックスとの
間に、Ｃｕ−Ｎｉ合金層が設けられているため、従来の
ように接散バリア層との界面で円筒状のＮｂ−，３ｎ超
電導層が形成されることはない。
間に、Ｃｕ−Ｎｉ合金層が設けられているため、従来の
ように接散バリア層との界面で円筒状のＮｂ−，３ｎ超
電導層が形成されることはない。
したがって、ヒステリシス損失の増大を有効に防止する
ことができ、超１１１線の効率の低下を防止することが
できる。また、Ｎｂ ／Ｃｕ−Ｎｉ複合層におけるＮｂ
層は、従来の拡散バリア層としてのＮｂ層よりも厚みが
薄い。したがって、この発明では高価なＮｂの使用量を
従来よりも少なくすることができる。さらに、Ｎｂ ／
Ｃｕ−Ｎｉ複合層は、塑性加工性が優れており、伸縮加
工等の際に破断等の欠陥を生じることもない。
ことができ、超１１１線の効率の低下を防止することが
できる。また、Ｎｂ ／Ｃｕ−Ｎｉ複合層におけるＮｂ
層は、従来の拡散バリア層としてのＮｂ層よりも厚みが
薄い。したがって、この発明では高価なＮｂの使用量を
従来よりも少なくすることができる。さらに、Ｎｂ ／
Ｃｕ−Ｎｉ複合層は、塑性加工性が優れており、伸縮加
工等の際に破断等の欠陥を生じることもない。
この発明の安定化超電導線は、高磁界用超電導導体を始
め、その他の超電導の応用分野に広く利用され得るもの
である。
め、その他の超電導の応用分野に広く利用され得るもの
である。
第１図は、この発明の一実施例を示す断面図である。第
２図は、この発明の他の実施例を示す断面図である。第
３図は、複合ビレットの分解斜視図である。第４図は、
従来の安定化超電導線を示す斜視図である。 図において、１は多芯線部、２はＣｕ−Ｎ１合金層、３
はＮｂ層、４は安定化材部を示す。
２図は、この発明の他の実施例を示す断面図である。第
３図は、複合ビレットの分解斜視図である。第４図は、
従来の安定化超電導線を示す斜視図である。 図において、１は多芯線部、２はＣｕ−Ｎ１合金層、３
はＮｂ層、４は安定化材部を示す。
Claims (4)
- （１）化合物系超電導材からなる多数のフィラメントを
合金マトリックス中に配置した多芯線部と、該多芯線部
のまわりに位置する安定化材部と、該安定化材部と多芯
線部との間に設けられる拡散バリア層とを備える安定化
超電導線において、前記拡散バリア層が安定化材部側に
設けられるＮｂ層と多芯線部側に設けられるＣｕ−Ｎｉ
合金層とから構成されるＮｂ／Ｃｕ−Ｎｉ複合層である
ことを特徴とする、安定化超電導線。 - （２）前記化合物系超電導材がＮｂ＿３Ｓｎであること
を特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の安定化超電
導線。 - （３）前記化合物系超電導材がＶ＿３Ｇａであることを
特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の安定化超電導
線。 - （４）前記化合物系超電導材がＮｂ＿３Ａｌであること
を特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の安定化超電
導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61114456A JPS62271306A (ja) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | 安定化超電導線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61114456A JPS62271306A (ja) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | 安定化超電導線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62271306A true JPS62271306A (ja) | 1987-11-25 |
| JPH054765B2 JPH054765B2 (ja) | 1993-01-20 |
Family
ID=14638180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61114456A Granted JPS62271306A (ja) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | 安定化超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62271306A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135479A (en) * | 1977-04-28 | 1978-11-27 | Hitachi Cable Ltd | Super-conductive compound conductor |
| JPS5784511A (en) * | 1980-11-17 | 1982-05-26 | Mitsubishi Electric Corp | Composite superconductive material |
| JPS607014A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | 昭和電線電纜株式会社 | Ｎｂ↓３Ｓｎ超電導線の製造方法 |
| JPS6049512A (ja) * | 1983-08-29 | 1985-03-18 | 古河電気工業株式会社 | 安定化超電導導体 |
| JPS60253114A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-13 | 昭和電線電纜株式会社 | Ｎｂ↓３Ｓｎ超電導線の製造方法 |
-
1986
- 1986-05-19 JP JP61114456A patent/JPS62271306A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135479A (en) * | 1977-04-28 | 1978-11-27 | Hitachi Cable Ltd | Super-conductive compound conductor |
| JPS5784511A (en) * | 1980-11-17 | 1982-05-26 | Mitsubishi Electric Corp | Composite superconductive material |
| JPS607014A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | 昭和電線電纜株式会社 | Ｎｂ↓３Ｓｎ超電導線の製造方法 |
| JPS6049512A (ja) * | 1983-08-29 | 1985-03-18 | 古河電気工業株式会社 | 安定化超電導導体 |
| JPS60253114A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-13 | 昭和電線電纜株式会社 | Ｎｂ↓３Ｓｎ超電導線の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH054765B2 (ja) | 1993-01-20 |
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