JPS6331884B2 - - Google Patents
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- JPS6331884B2 JPS6331884B2 JP56122335A JP12233581A JPS6331884B2 JP S6331884 B2 JPS6331884 B2 JP S6331884B2 JP 56122335 A JP56122335 A JP 56122335A JP 12233581 A JP12233581 A JP 12233581A JP S6331884 B2 JPS6331884 B2 JP S6331884B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- superconductor
- composite
- wire
- superconducting
- 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.)
- Expired
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0128—Manufacture or treatment of composite superconductor filaments
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超伝導ワイヤー複合体の製造方法に関
し、該複合体は次のような型のものである。即
ち、所定の極低温においてもしくはそれ以下で電
気抵抗零を有する金属、金属合金もしくは金属間
化合物の極めて細い多数のフイラメントが非超伝
導性物質のマトリツクス内に分布したアレー
（array）として埋設されており、該マトリツク
スは一般に普通の電気伝導性を有する金属もしく
は金属合金である。従来技術の、この種の代表的
複合超伝導性ワイヤーは約0.3mm（0.01インチ）
程度の径を有し、かつ数百〜数千の、Cuまたは
銅合金のマトリツクス内に埋設された、NbTiも
しくはNb3Snなどの超伝導物質のフイラメントの
分布を有している。
し、該複合体は次のような型のものである。即
ち、所定の極低温においてもしくはそれ以下で電
気抵抗零を有する金属、金属合金もしくは金属間
化合物の極めて細い多数のフイラメントが非超伝
導性物質のマトリツクス内に分布したアレー
（array）として埋設されており、該マトリツク
スは一般に普通の電気伝導性を有する金属もしく
は金属合金である。従来技術の、この種の代表的
複合超伝導性ワイヤーは約0.3mm（0.01インチ）
程度の径を有し、かつ数百〜数千の、Cuまたは
銅合金のマトリツクス内に埋設された、NbTiも
しくはNb3Snなどの超伝導物質のフイラメントの
分布を有している。
複合超伝導ワイヤーは銅もしくは類似の良好な
電気的並びに熱的伝導体のマトリツクスに囲まれ
た高電場超伝導性合金の縦方向に伸びた多数のス
トランドにより特徴ずけられ、これは著しく高い
磁場を発生し得る超伝導磁石のコイルに使用する
ためにますますその応用面を増していることがわ
かつている。
電気的並びに熱的伝導体のマトリツクスに囲まれ
た高電場超伝導性合金の縦方向に伸びた多数のス
トランドにより特徴ずけられ、これは著しく高い
磁場を発生し得る超伝導磁石のコイルに使用する
ためにますますその応用面を増していることがわ
かつている。
従来の型の複合超伝導性ワイヤーは典型的に
は、まず銅押出缶からなるビレツトを製造するこ
とによつてつくられる。該銅押出缶は多数の最密
充填六方晶系型のロツド挿入物を含んでいる。こ
のような各ロツド挿入物は典型的には、高純度
OFHC銅のマトリツクス中に埋設された１または
それ以上のタイプ超伝導体のロツド、例えばニ
オブ−チタン合金のロツドであり得、各単位は前
記押出缶に挿入する前に、凝集性六角バーに延伸
される。充填されたロツドを含有する該缶は好ま
しくはその端部を密封し、その後押出しまたは圧
伸並びに延伸操作に付し、それによつてビレツト
および含有挿入物の径を徐々に減衰させる。この
技術によつて達成される、最終的に極小さな径を
有する細いワイヤーは銅マトリツクスに包囲され
た状態で個々の超伝導合金製ストランドを含有し
ている。
は、まず銅押出缶からなるビレツトを製造するこ
とによつてつくられる。該銅押出缶は多数の最密
充填六方晶系型のロツド挿入物を含んでいる。こ
のような各ロツド挿入物は典型的には、高純度
OFHC銅のマトリツクス中に埋設された１または
それ以上のタイプ超伝導体のロツド、例えばニ
オブ−チタン合金のロツドであり得、各単位は前
記押出缶に挿入する前に、凝集性六角バーに延伸
される。充填されたロツドを含有する該缶は好ま
しくはその端部を密封し、その後押出しまたは圧
伸並びに延伸操作に付し、それによつてビレツト
および含有挿入物の径を徐々に減衰させる。この
技術によつて達成される、最終的に極小さな径を
有する細いワイヤーは銅マトリツクスに包囲され
た状態で個々の超伝導合金製ストランドを含有し
ている。
より一層高電場タイプ伝導体のいくつかの場
合においては、上で概説した手だてを首尾よく利
用することはできない。特に、V3Gaおよび
Nb3Snなどの金属間化合物（これらは現在知られ
ているものの中ではより有用なタイプ超伝導体
である）は非常に脆い性質を有するので、これら
を加工する際に延伸工程はまつたく無効となつて
しまう。実際のところ、この問題を認識しつつ、
上述の如き構造で、かつGa−青銅もしくはSn−
青銅のマトリツクスにより包囲されたバナジウム
もしくはニオブをロツド挿入物として使用してビ
レツトを製造することにより、かかる高電場金属
間タイプ超伝導体に基く複合超伝導ワイヤーを
製造する試みが提案されている。この方法に従つ
て、該ビレツトはNb−Ti複合ワイヤーについて
示したものと同様な様式で適当に圧下させ、所定
の小さな径の複合ワイヤーを得た後、得られる製
品を長時間の加熱スケジユールに付し、それによ
つてガリウムまたは錫の中心の伝導体中に拡散さ
せて、そこで所定の超伝導性合金を形成する。こ
の形式の改良において、マトリツクスは青銅の代
りに純銅であり得、SnまたはGaは複合体が最終
的な径に達した後に複合体の外部から拡散によつ
て加えることができる。
合においては、上で概説した手だてを首尾よく利
用することはできない。特に、V3Gaおよび
Nb3Snなどの金属間化合物（これらは現在知られ
ているものの中ではより有用なタイプ超伝導体
である）は非常に脆い性質を有するので、これら
を加工する際に延伸工程はまつたく無効となつて
しまう。実際のところ、この問題を認識しつつ、
上述の如き構造で、かつGa−青銅もしくはSn−
青銅のマトリツクスにより包囲されたバナジウム
もしくはニオブをロツド挿入物として使用してビ
レツトを製造することにより、かかる高電場金属
間タイプ超伝導体に基く複合超伝導ワイヤーを
製造する試みが提案されている。この方法に従つ
て、該ビレツトはNb−Ti複合ワイヤーについて
示したものと同様な様式で適当に圧下させ、所定
の小さな径の複合ワイヤーを得た後、得られる製
品を長時間の加熱スケジユールに付し、それによ
つてガリウムまたは錫の中心の伝導体中に拡散さ
せて、そこで所定の超伝導性合金を形成する。こ
の形式の改良において、マトリツクスは青銅の代
りに純銅であり得、SnまたはGaは複合体が最終
的な径に達した後に複合体の外部から拡散によつ
て加えることができる。
上記の如くして作られる超伝導性ワイヤーは、
0.3mm以下の径を有する複合伝導体中における数
千の超伝導体フイラメントを含むことができる。
しかしながら、かかる伝導体における真意はこれ
に予め明確に定められた数の連続フイラメントを
与えることである。見出された他のものは、以下
のような複合超伝導体である。即ち、該伝導体に
おいては、より小さな未確定の数の、かつより一
層密に充填された不連続超伝導性フイラメントが
超伝導物質の分散した混在物を含有する通常の伝
導体のロツド、ワイヤーもしくはストリツプの機
械的延伸によつて形成されている。このような方
法の例は米国特許第3815224号に開示されており、
該特許ではNbの多孔性ストリツプがSnによる侵
入を受け、その後機械的に延伸される。他の例で
は、超伝導性および非超伝導性粉末の混合物を圧
縮し、かつ引き抜かれる。更に洗練された方法は
ツエイ（Tsuel）Science、180、57（1973年４月
６日）；ツエイ、表題「銅およびニオブの超伝導
複合体−冶金学的研究（Superconducting
Composite of Copper and Niobium−Ａ
Metallurgical Approach）」、AECリサーチ＆デ
イベロツプメントレポート（Research and
Development Report）（契約No.（04−３）−
822）、No.47（1973年10月）；ツエイ、スエナガ
（Suenaga）およびサンプソン（Sampson）、表
題「Nb3Snフイラメントを含有する超伝導性銅−
ベース合金の臨界電流密度（Critical Current
Density of ａ Superconducting Copper−
Base Alloy Containing Nb3Sn Filaments）」、
AECリサーチ＆デイベロツプメントレポートNo.
49（契約No.AT（04−３）−822）（1973年12月）な
どにより開示されているものである。この方法に
おいては、超伝導性相または超伝導性前駆体相
が、冷硬鋳造により、普通の伝導性延性マトリツ
クス内において分布している析出物として形成さ
れる。
0.3mm以下の径を有する複合伝導体中における数
千の超伝導体フイラメントを含むことができる。
しかしながら、かかる伝導体における真意はこれ
に予め明確に定められた数の連続フイラメントを
与えることである。見出された他のものは、以下
のような複合超伝導体である。即ち、該伝導体に
おいては、より小さな未確定の数の、かつより一
層密に充填された不連続超伝導性フイラメントが
超伝導物質の分散した混在物を含有する通常の伝
導体のロツド、ワイヤーもしくはストリツプの機
械的延伸によつて形成されている。このような方
法の例は米国特許第3815224号に開示されており、
該特許ではNbの多孔性ストリツプがSnによる侵
入を受け、その後機械的に延伸される。他の例で
は、超伝導性および非超伝導性粉末の混合物を圧
縮し、かつ引き抜かれる。更に洗練された方法は
ツエイ（Tsuel）Science、180、57（1973年４月
６日）；ツエイ、表題「銅およびニオブの超伝導
複合体−冶金学的研究（Superconducting
Composite of Copper and Niobium−Ａ
Metallurgical Approach）」、AECリサーチ＆デ
イベロツプメントレポート（Research and
Development Report）（契約No.（04−３）−
822）、No.47（1973年10月）；ツエイ、スエナガ
（Suenaga）およびサンプソン（Sampson）、表
題「Nb3Snフイラメントを含有する超伝導性銅−
ベース合金の臨界電流密度（Critical Current
Density of ａ Superconducting Copper−
Base Alloy Containing Nb3Sn Filaments）」、
AECリサーチ＆デイベロツプメントレポートNo.
49（契約No.AT（04−３）−822）（1973年12月）な
どにより開示されているものである。この方法に
おいては、超伝導性相または超伝導性前駆体相
が、冷硬鋳造により、普通の伝導性延性マトリツ
クス内において分布している析出物として形成さ
れる。
引き続いての機械的圧下並びに熱処理により、
前述の連続超伝導性フイラメントとまつたく同様
に機能する伸長された超伝導性混在物が製造され
る。このおよび他の研究から、普通の伝導性金属
マトリツクス中における高密度の、極めて微細な
不連続的超伝導性フイラメントは有用な安定化さ
れた超伝導体を与え、これは従来の有限の予め決
められた数のフイラメントを有する連続フイラメ
ント製品に勝るいくつかの利点を有している。
前述の連続超伝導性フイラメントとまつたく同様
に機能する伸長された超伝導性混在物が製造され
る。このおよび他の研究から、普通の伝導性金属
マトリツクス中における高密度の、極めて微細な
不連続的超伝導性フイラメントは有用な安定化さ
れた超伝導体を与え、これは従来の有限の予め決
められた数のフイラメントを有する連続フイラメ
ント製品に勝るいくつかの利点を有している。
本発明の目的は改善された電気的および機械的
特性を有する、新規形状の安定化されたマルチフ
イラメント超伝導体を製造する方法を提供するこ
とである。
特性を有する、新規形状の安定化されたマルチフ
イラメント超伝導体を製造する方法を提供するこ
とである。
本発明の他の目的は普通の伝導体マトリツクス
中に分布した多数の超伝導性フイラメントを含む
複合超伝導体の改良製造方法を提供することであ
る。
中に分布した多数の超伝導性フイラメントを含む
複合超伝導体の改良製造方法を提供することであ
る。
本明細書において、用語「超伝導性前駆物質」
を金属並びに合金が極低温においてそれ自体超伝
導性となるような金属並びに合金を表すために、
かつSnまたはGaなどの他の金属と反応して超伝
導性化合物を形成し得るNbまたはＶなどの金属
を表すために使用する。
を金属並びに合金が極低温においてそれ自体超伝
導性となるような金属並びに合金を表すために、
かつSnまたはGaなどの他の金属と反応して超伝
導性化合物を形成し得るNbまたはＶなどの金属
を表すために使用する。
本発明によれば、切断された不連続の長さの短
い、超伝導性前駆物質の微細なフイラメントは押
出しビレツトの通常の伝導体中に分散している。
このものを押出しし、更に圧延により延伸しおよ
び／または線引きし、かつ必要により熱処理に付
して最終的な伝導体がつくられる。長さの短いフ
イラメントはNbTiなどの超伝導性物質もしくは
最終製品中でSnまたはGaと反応させてNb3Snま
たはV3Gaを形成することができるNbまたはＶな
どの超伝導性前駆体の長いワイヤーを切断するこ
とにより得ることができる。普通の伝導体、一般
にはCuまたはAl、は粉末形であり得、これは短
い無秩序状態で分散されたフイラメントの回りで
圧縮されて、一体形のマトリツクスを形成する。
また該伝導体は各フイラメントを取り巻くチユー
ブもしくは螺線状外装であつてもよい。後の圧縮
および押出し中に、チユーブまたは外装の隣接部
分が一体形マトリツクスに統合される。いくつか
の形式が本明細書において開示される。
い、超伝導性前駆物質の微細なフイラメントは押
出しビレツトの通常の伝導体中に分散している。
このものを押出しし、更に圧延により延伸しおよ
び／または線引きし、かつ必要により熱処理に付
して最終的な伝導体がつくられる。長さの短いフ
イラメントはNbTiなどの超伝導性物質もしくは
最終製品中でSnまたはGaと反応させてNb3Snま
たはV3Gaを形成することができるNbまたはＶな
どの超伝導性前駆体の長いワイヤーを切断するこ
とにより得ることができる。普通の伝導体、一般
にはCuまたはAl、は粉末形であり得、これは短
い無秩序状態で分散されたフイラメントの回りで
圧縮されて、一体形のマトリツクスを形成する。
また該伝導体は各フイラメントを取り巻くチユー
ブもしくは螺線状外装であつてもよい。後の圧縮
および押出し中に、チユーブまたは外装の隣接部
分が一体形マトリツクスに統合される。いくつか
の形式が本明細書において開示される。
第１図に図式的に示した製造方法の例として、
径3.5mm（0.139インチ）、長さ3.05ｍ（10フイー
ト）のNb棒を壁厚0.89mm（0.035インチ）、外径
6.35mm（0.25インチ）を有するCuチユーブ内に挿
入する。この複合ロツドを、次いで引き抜き、ス
エージングおよび／または圧延によつて径を減じ
かつ延伸して、外径0.62mm（0.0245インチ）を有
する、Cuで取り巻かれたNbワイヤーをつくる。
この微小径複合ワイヤーを、次に長さ6.35mm
（0.25インチ）に切断する。本発明によれば個々
の芯ワイヤーセグメントの長さ対径の比は10〜
100の範囲内にあるべきである。該切断芯ワイヤ
ーセグメントの最大許容径および長さは最終的な
押出しビレツトの寸法、即ちビレツト形成前の圧
下の程度に依存する。しかしながら、指針として
最大ワイヤー直径は約2.5mm（約0.1インチ）であ
り、最大セグメント長は約50mm（約２インチ）で
あるべきである。これら長さの短いシーズ線を適
当な鋳型内にゆるくかつ無秩序状態で置き、プレ
スで圧縮して、実質的に空隙のない、Cuマトリ
ツクス中の長さの短いNbからなる複合ブロツク
を形成する。該プレスの許容範囲内で、短い長さ
のCuで取り巻かれたNbワイヤーから形成された
この圧縮ブロツクは任意の所定の寸法並びに形態
であり得る。典型的には、円形もしくは六角断面
のウエーフアーを約2.54〜19.05cm（１〜7.5イン
チ）の径（または六角形の場合には径と同等の寸
法）を有するように形成する。特殊な例として、
約19cm（7.5インチ）の径および厚さ約7.6cm（３
インチ）の円筒状ブロツクを約703Kg／cm2
（10000psi）の圧力の下で形成することができる。
径3.5mm（0.139インチ）、長さ3.05ｍ（10フイー
ト）のNb棒を壁厚0.89mm（0.035インチ）、外径
6.35mm（0.25インチ）を有するCuチユーブ内に挿
入する。この複合ロツドを、次いで引き抜き、ス
エージングおよび／または圧延によつて径を減じ
かつ延伸して、外径0.62mm（0.0245インチ）を有
する、Cuで取り巻かれたNbワイヤーをつくる。
この微小径複合ワイヤーを、次に長さ6.35mm
（0.25インチ）に切断する。本発明によれば個々
の芯ワイヤーセグメントの長さ対径の比は10〜
100の範囲内にあるべきである。該切断芯ワイヤ
ーセグメントの最大許容径および長さは最終的な
押出しビレツトの寸法、即ちビレツト形成前の圧
下の程度に依存する。しかしながら、指針として
最大ワイヤー直径は約2.5mm（約0.1インチ）であ
り、最大セグメント長は約50mm（約２インチ）で
あるべきである。これら長さの短いシーズ線を適
当な鋳型内にゆるくかつ無秩序状態で置き、プレ
スで圧縮して、実質的に空隙のない、Cuマトリ
ツクス中の長さの短いNbからなる複合ブロツク
を形成する。該プレスの許容範囲内で、短い長さ
のCuで取り巻かれたNbワイヤーから形成された
この圧縮ブロツクは任意の所定の寸法並びに形態
であり得る。典型的には、円形もしくは六角断面
のウエーフアーを約2.54〜19.05cm（１〜7.5イン
チ）の径（または六角形の場合には径と同等の寸
法）を有するように形成する。特殊な例として、
約19cm（7.5インチ）の径および厚さ約7.6cm（３
インチ）の円筒状ブロツクを約703Kg／cm2
（10000psi）の圧力の下で形成することができる。
次の加工工程として、これらのブロツクは押出
しによりロツドに形成される。この操作は、円筒
状押出し缶内に積重ねた５個のかかるブロツクを
挿入することによつて有利に行うことができる。
適切な押出し缶はCu製で、壁厚約1.3cm（0.50イ
ンチ）および厚さ約7.62cm（３インチ）のブロツ
ク５個を積重ねたものを受け入れるのに十分な内
径約20.3cm（８インチ）を有する。複合ブロツク
を含む押出しビレツトを、次に銅キヤツプ上で溶
接することによつてシールし、当業界において良
く知られているピツグテイルを介して排気する。
マトリツクス内に埋設した不連続の各ワイヤーの
長さは押出しビレツトの長さの20％、好ましくは
10％を越えてはならない。このビレツトは500〜
1000℃の範囲の温度で押出されて16〜100以上の
フアクターでその断面積が減じられる。典型的に
は上述の約22.86cm（９インチ）のO.D.ビレツト
が1000℃にて、断面積減少率100にて押出されて、
径約2.3cm（0.9インチ）のロツドを与える。押出
工程中に、Cu−Cu界面が消失して、一体形のCu
マトリツクスが形成され、そこで延伸されかつ不
連続のNbフイラメントが分布している。
しによりロツドに形成される。この操作は、円筒
状押出し缶内に積重ねた５個のかかるブロツクを
挿入することによつて有利に行うことができる。
適切な押出し缶はCu製で、壁厚約1.3cm（0.50イ
ンチ）および厚さ約7.62cm（３インチ）のブロツ
ク５個を積重ねたものを受け入れるのに十分な内
径約20.3cm（８インチ）を有する。複合ブロツク
を含む押出しビレツトを、次に銅キヤツプ上で溶
接することによつてシールし、当業界において良
く知られているピツグテイルを介して排気する。
マトリツクス内に埋設した不連続の各ワイヤーの
長さは押出しビレツトの長さの20％、好ましくは
10％を越えてはならない。このビレツトは500〜
1000℃の範囲の温度で押出されて16〜100以上の
フアクターでその断面積が減じられる。典型的に
は上述の約22.86cm（９インチ）のO.D.ビレツト
が1000℃にて、断面積減少率100にて押出されて、
径約2.3cm（0.9インチ）のロツドを与える。押出
工程中に、Cu−Cu界面が消失して、一体形のCu
マトリツクスが形成され、そこで延伸されかつ不
連続のNbフイラメントが分布している。
径約2.3cm（0.9インチ）の棒は、次いで圧延さ
れるか、または例えば径約0.30mm（0.012インチ）
のワイヤーに引き抜かれる。その結果得られる含
有Nbフイラメントは、一般に軸方向に配向し、
個々のフイラメントは0.5ミクロン（0.00002イン
チ）程度の径を有する。該ワイヤーの芯（元のビ
レツト壁を除いたワイヤー断面）は31％のNbを
含み、これは約100000Nbフイラメントに相当す
る。ビレツト壁を含めたNbの全体としての面積
百分率は27％である。
れるか、または例えば径約0.30mm（0.012インチ）
のワイヤーに引き抜かれる。その結果得られる含
有Nbフイラメントは、一般に軸方向に配向し、
個々のフイラメントは0.5ミクロン（0.00002イン
チ）程度の径を有する。該ワイヤーの芯（元のビ
レツト壁を除いたワイヤー断面）は31％のNbを
含み、これは約100000Nbフイラメントに相当す
る。ビレツト壁を含めたNbの全体としての面積
百分率は27％である。
この約0.30mm（0.012インチ）の複合ワイヤー
は、次いでSnの厚さ約0.025mm（0.001インチ）の
層で被覆され、これは従来公知の任意のスズメツ
キ法により適用することができる。このスズメツ
キしたワイヤーを、次いで超伝導体技術分野にお
いて良く知られているように熱処理して、Snを
Cuマトリツクス内に拡散させ、かつ包含されて
いるNbフイラメントと反応させて、最終伝導体
中に超伝導性化合物Nb3Snを形成する。
は、次いでSnの厚さ約0.025mm（0.001インチ）の
層で被覆され、これは従来公知の任意のスズメツ
キ法により適用することができる。このスズメツ
キしたワイヤーを、次いで超伝導体技術分野にお
いて良く知られているように熱処理して、Snを
Cuマトリツクス内に拡散させ、かつ包含されて
いるNbフイラメントと反応させて、最終伝導体
中に超伝導性化合物Nb3Snを形成する。
更に多くのフイラメントを含有する最終伝導体
を製造したい場合には、スズメツキされているが
未反応の伝導体を切断し、第２の押出し缶内に包
み込むことができる。しかしながら、押出し前に
ビレツトは熱処理されて、それによつてSnはCu
中に拡散してCu−Sn青銅を形成する。温度並び
に時間はNbとSnとの反応が生じないように選ば
れる。このビレツトは今や本質的にCu−Sn青銅
マトリツクス内のNbフイラメントである。この
ビレツトを、次いで前と同様であるが押出し温度
を約400〜500℃としてロツドに押出しし、Nb3Sn
の形成を防止する。このビレツトを、次いで必要
により青銅の過度の加工硬化を防止するために中
間的焼なましを行いつつ所定の最終的ワイヤー直
径にまで加工する。この最終直径のワイヤーを、
次に当技術分野で良く知られたように、Nbフイ
ラメント上にNb3Snが形成されるのに十分な時間
並びに温度で熱処理する。
を製造したい場合には、スズメツキされているが
未反応の伝導体を切断し、第２の押出し缶内に包
み込むことができる。しかしながら、押出し前に
ビレツトは熱処理されて、それによつてSnはCu
中に拡散してCu−Sn青銅を形成する。温度並び
に時間はNbとSnとの反応が生じないように選ば
れる。このビレツトは今や本質的にCu−Sn青銅
マトリツクス内のNbフイラメントである。この
ビレツトを、次いで前と同様であるが押出し温度
を約400〜500℃としてロツドに押出しし、Nb3Sn
の形成を防止する。このビレツトを、次いで必要
により青銅の過度の加工硬化を防止するために中
間的焼なましを行いつつ所定の最終的ワイヤー直
径にまで加工する。この最終直径のワイヤーを、
次に当技術分野で良く知られたように、Nbフイ
ラメント上にNb3Snが形成されるのに十分な時間
並びに温度で熱処理する。
第１図の態様の更に別の変形がオプシヨンとし
て該図上に示されている。そこでは複合微小ワイ
ヤーは切断される前にスズメツキされ、圧縮され
かつ押出される。これら変形のこれ以上の記載は
不要であると考えられる。
て該図上に示されている。そこでは複合微小ワイ
ヤーは切断される前にスズメツキされ、圧縮され
かつ押出される。これら変形のこれ以上の記載は
不要であると考えられる。
本発明における主な新規な点は、フイラメント
の源として長さの短い切断された不連続なワイヤ
ーを使用して得られる最終製品中における、著し
く多数の極めて細い、かつ不連続なフイラメント
にある。本発明はA3B型の超伝導物質に限定され
るものではなく、かつマトリツクスの出発材料の
形状もしくは組成によつて限定されるものでもな
う。例えば、最終的超伝導性フイラメントは
NbTiであり得、これは上記例のCuチユーブ内に
挿入された元のロツドの組成であり得る。このよ
うな場合には、Sn層は必要とされず、かつ拡散
もしくは反応工程も必要とされない。Cuチユー
ブの代りに、Cuマトリツクス材料はNbまたは
NbTiロツドを取り巻くCuフオイルとして使用す
ることができる。上で最初に詳しく記載した例か
ら全くかけ離れて、NbTi伝導体用Cuマトリツク
ス材料もしくはNb3Sn伝導体用のCuおよびSnは
金属粉末として使用することができる。
の源として長さの短い切断された不連続なワイヤ
ーを使用して得られる最終製品中における、著し
く多数の極めて細い、かつ不連続なフイラメント
にある。本発明はA3B型の超伝導物質に限定され
るものではなく、かつマトリツクスの出発材料の
形状もしくは組成によつて限定されるものでもな
う。例えば、最終的超伝導性フイラメントは
NbTiであり得、これは上記例のCuチユーブ内に
挿入された元のロツドの組成であり得る。このよ
うな場合には、Sn層は必要とされず、かつ拡散
もしくは反応工程も必要とされない。Cuチユー
ブの代りに、Cuマトリツクス材料はNbまたは
NbTiロツドを取り巻くCuフオイルとして使用す
ることができる。上で最初に詳しく記載した例か
ら全くかけ離れて、NbTi伝導体用Cuマトリツク
ス材料もしくはNb3Sn伝導体用のCuおよびSnは
金属粉末として使用することができる。
具体的実施例は以下の通りである。
実施例
第２図をみると、適した出発物質はロツド形の
Nb（45％）Ti（55％）である。これは引き抜きな
どによつて微小径のワイヤーにされ、長さの短い
断片に細断される。この長さの短い微小ワイヤー
を、次いでCu粉末の集合体中に均一に分散し、
更に実質的に空隙のない複合体に圧縮する。次
に、これら圧縮された複合体の１もしくはそれ以
上をCu押出し缶内に挿入し、押出しして複合ロ
ツドを形成する。これは次いで機械的に圧下さ
れ、最終的微小径のワイヤーとなる。前述のよう
に、任意に第２の切断、集束および押出しを行つ
て、一層多数の、かつ一層微細なフイラメントを
得ることができる。
Nb（45％）Ti（55％）である。これは引き抜きな
どによつて微小径のワイヤーにされ、長さの短い
断片に細断される。この長さの短い微小ワイヤー
を、次いでCu粉末の集合体中に均一に分散し、
更に実質的に空隙のない複合体に圧縮する。次
に、これら圧縮された複合体の１もしくはそれ以
上をCu押出し缶内に挿入し、押出しして複合ロ
ツドを形成する。これは次いで機械的に圧下さ
れ、最終的微小径のワイヤーとなる。前述のよう
に、任意に第２の切断、集束および押出しを行つ
て、一層多数の、かつ一層微細なフイラメントを
得ることができる。
Nb3Sn伝導体をNbロツドからこの方法で製造
する場合、CuとSnとの混合粉末はCu粉末に置換
することができ、かつ最終製品は熱処理し反応さ
せたものである。
する場合、CuとSnとの混合粉末はCu粉末に置換
することができ、かつ最終製品は熱処理し反応さ
せたものである。
一度、かかるフイラメントの源として「細断ワ
イヤー」を使用して得られる極めて多数の不連続
フイラメントが、連続的なフイラメント前駆体を
製造することが困難であつたことに起因する従来
の有限な数のフイラメント数のものと少なくとも
同様の（もしくはそれ以下であつても）効果を達
成し得ることが認識されたならば無限の別法が超
伝導体設計者により即座に示唆されるだろう。し
かしながら、これらはすべて本発明の範囲にはい
るものと理解さるべきである。本発明の方法によ
つて、数百万の等価な超伝導フイラメントを含有
する伝導体を簡単に得ることができる。
イヤー」を使用して得られる極めて多数の不連続
フイラメントが、連続的なフイラメント前駆体を
製造することが困難であつたことに起因する従来
の有限な数のフイラメント数のものと少なくとも
同様の（もしくはそれ以下であつても）効果を達
成し得ることが認識されたならば無限の別法が超
伝導体設計者により即座に示唆されるだろう。し
かしながら、これらはすべて本発明の範囲にはい
るものと理解さるべきである。本発明の方法によ
つて、数百万の等価な超伝導フイラメントを含有
する伝導体を簡単に得ることができる。
第１図および第２図は本発明の２種の製品に対
する操作順序を表す図である。
する操作順序を表す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 普通の伝導性金属マトリクス内に長さの短い
切断された不連続な超伝導体前駆物質を分散させ
て、複合体を形成し、該複合体を押出しして延伸
すると共にその縦方向の断面積を減じ、更に該押
出し生成物を機械的加工によりワイヤーの径まで
に延伸することを含む、マルチフイラメント超伝
導体の製造方法。 ２ 該長さの短い不連続な超伝導体前駆物質が普
通の伝導性の金属粉末のマトリツクス内に分散さ
れており、該複合体が圧縮により形成される、特
許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 該長さの短い不連続な超伝導体前駆物質が夫
夫普通の伝導性金属内に包接されており、該複合
体が該短い前駆物質の包接体の多数を圧縮するこ
とにより形成される、特許請求の範囲第１項記載
の方法。 ４ 該超伝導体前駆物質がNbTiおよびNbZrか
ら選ばれ、普通の伝導性金属がCuである、特許
請求の範囲第１、２または３項記載の方法。 ５ 前記超伝導体がA3B型の金属間化合物であ
り、前記超伝導体前駆物質が金属Ａのワイヤーで
あり、金属Ｂが後の加工段階に伴う外部拡散によ
り導入される、特許請求の範囲第１、２または３
項記載の方法。 ６ 超伝導体がA3B型の金属間化合物であり、超
伝導体前駆物質が金属Ａのワイヤーであり、金属
Ｂが普通の伝導性金属粉末の１成分を構成し、か
つ化合物A3Bが、製品をその最終的断面寸法にま
で圧下した後、熱処理に伴う反応により形成され
る、特許請求の範囲第２項記載の方法。 ７ 金属ＡがNbであり、金属ＢがSnである、特
許請求の範囲第５または６項記載の方法。 ８ 金属ＡがＶであり、金属ＢがGaである、特
許請求の範囲第５または６項記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US17511980A | 1980-08-04 | 1980-08-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5755010A JPS5755010A (en) | 1982-04-01 |
| JPS6331884B2 true JPS6331884B2 (ja) | 1988-06-27 |
Family
ID=22638990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56122335A Granted JPS5755010A (en) | 1980-08-04 | 1981-08-03 | Multifilament superconductor and method of producing same |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0045584B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5755010A (ja) |
| DE (1) | DE3162171D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0333578U (ja) * | 1989-08-09 | 1991-04-02 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6147019A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-07 | 住友電気工業株式会社 | ＮｂＴｉ極細多芯超電導線 |
| JPS61101913A (ja) * | 1984-10-23 | 1986-05-20 | 住友電気工業株式会社 | ＮｂＴｉ極細多芯超電導線の製造法 |
| US4885273A (en) * | 1987-03-20 | 1989-12-05 | Fujikura Ltd. | Method of producing a superconducting wire using alloy preform |
| US5215565A (en) * | 1987-04-14 | 1993-06-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for making superconductor filaments |
| AU596289B2 (en) * | 1987-04-14 | 1990-04-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of the production of ceramic superconductor filaments |
| US5174831A (en) * | 1989-06-08 | 1992-12-29 | Composite Materials Technology, Inc. | Superconductor and process of manufacture |
| US5160550A (en) * | 1989-06-08 | 1992-11-03 | Composite Materials Technology, Inc. | Superconductor and process of manufacture |
| US5174830A (en) * | 1989-06-08 | 1992-12-29 | Composite Materials Technology, Inc. | Superconductor and process for manufacture |
| US5160794A (en) * | 1989-06-08 | 1992-11-03 | Composite Materials Technology, Inc. | Superconductor and process of manufacture |
| JP4817094B2 (ja) * | 2004-09-30 | 2011-11-16 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 超伝導合金多芯線の製造方法 |
| US8137553B2 (en) | 2007-11-29 | 2012-03-20 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Priming system and method for dialysis systems |
| US9358331B2 (en) | 2007-09-13 | 2016-06-07 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Portable dialysis machine with improved reservoir heating system |
| CA2706919C (en) | 2007-11-29 | 2018-03-06 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | System and method for conducting hemodialysis and hemofiltration |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3796553A (en) * | 1970-08-03 | 1974-03-12 | Research Corp | High field composite superconductive material |
| JPS5127790A (en) * | 1974-08-31 | 1976-03-08 | Showa Electric Wire & Cable Co | Nb3sn chodendosennoseiho |
| JPS5754882B2 (ja) * | 1975-03-03 | 1982-11-20 | ||
| US4053976A (en) * | 1975-06-27 | 1977-10-18 | General Electric Company | Method of making Nb3 Sn composite wires and cables |
-
1981
- 1981-07-15 DE DE8181303261T patent/DE3162171D1/de not_active Expired
- 1981-07-15 EP EP81303261A patent/EP0045584B1/en not_active Expired
- 1981-08-03 JP JP56122335A patent/JPS5755010A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0333578U (ja) * | 1989-08-09 | 1991-04-02 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0045584A1 (en) | 1982-02-10 |
| EP0045584B1 (en) | 1984-02-08 |
| JPS5755010A (en) | 1982-04-01 |
| DE3162171D1 (en) | 1984-03-15 |
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