JP4080766B2 - Ｎｂ３Ｓｎ化合物系超電導線 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化合物系超電導線に関するものであり、詳しくは、優れた加工性および耐破断性を有する低融点金属拡散防止材を備えた化合物系超電導線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属を導入してなる超電導複合材と、その周囲に配置されたＣｕ含有安定化材とを備えてなる化合物系超電導線は知られている。このような化合物系超電導線は、例えばＣｕ含有マトリックス中に低融点金属としてのＳｎ線とＮｂ線を挿入し、その周囲にＣｕ含有安定化材を配置し複合組立し、続いてこれを断面減少加工（いわゆる線引き加工）し、ついで熱処理を施して低融点金属であるＳｎを拡散させることにより製造されている。
【０００３】
ところが、この熱拡散により、低融点金属が安定化材内まで達して安定化材を汚染し、安定化材の電気伝導性および熱的伝導性が低下し、超電導コイルの働きが不安定になるという欠点がある。そこで、超電導複合材とＣｕ含有安定化材との間にＴａまたはＴａ基合金からなる低融点金属拡散防止材を設けることが行われている。
【０００４】
しかしながら、従来のＴａまたはＴａ基合金からなる低融点金属拡散防止材は、加工性および耐破断性に劣るという問題点がある。すなわち、このような低融点金属拡散防止材は、一方の面がＣｕ含有マトリックスに、他方の面がＣｕ含有安定化材と接触するが、約１／１００まで断面減少加工したときに、ＣｕとＴａの加工性の差により、Ｃｕのみが加工され、ＴａまたはＴａ基合金はほとんど加工されないことがあり、結果として低融点金属拡散防止材や、さらには超電導線そのものが破断してしまうということがある。
【０００５】
前記現象についてさらに詳しく説明する。
図８および図９は、このような破断した従来の低融点金属拡散防止材を説明するための図である。図８において、線引き加工率の増加にしたがってＣｕ含有マトリックス１０１およびＣｕ含有安定化材１０２間に挟まれたＴａまたはＴａ基合金１０３が柿種状に破断していくことが分かる。図９は、線引き加工後の超電導線の断面図であり、Ｃｕ含有マトリックス１０１’およびＣｕ含有安定化材１０２’間に挟まれたＴａまたはＴａ基合金１０３’は変形・破断しその機能を発揮することができない。
【０００６】
この理由は、ＣｕとＣｕの中間にＴａが存在し、その組み合わせた材料が冷間で圧延されるという単純な状態を考えることで説明できる。ＣｕとＴａではその加工に対する変形抵抗が異なる。例えば単純な引張試験においてＣｕおよびＴａの引張強さは各々２０ｋｇｆ／ｍｍ２および３０ｋｇｆ／ｍｍ２である。両者の材料を圧延により塑性変形させ、板厚減少率あるいは圧延圧下率で９０％のひずみを与えると、ＣｕおよびＴａの引張強さは各々４５ｋｇｆ／ｍｍ２および９０ｋｇｆ／ｍｍ２に増加する。このように両者の変形抵抗特性は大きく異なる。また、超電導線に用いる各材料を複合組立したとき、ＣｕとＴａとは初期接着がなく、機械的に接触している状態である。そのため、そのような状態での複合体を線引き加工すると、両材料間に相対すべりが生じ、強度の小さいＣｕのみが変形することになる。すなわち、Ｔａは圧延ロールからＣｕを介して伝達される板厚方向圧縮応力とＴａとＣｕ境界面に沿ったせん断応力によって塑性変形が進み、内部のＴａがくびれを生じ、最終的に柿種状に破断してしまうことになる。このように異種金属を組み合わせた材料の加工における変形状の問題については、文献（「塑性と加工」第２９巻、第３３２号（１９８８）ｐ．９６５、「塑性と加工」ｖｏｌ．１５、ｎｏ．１５７（１９７４）ｐ．１５６）で報告されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、優れた加工性および耐破断性を有する低融点金属拡散防止材を備えた化合物系超電導線を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属であるＳｎを導入してなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材の周囲に配置されたＣｕ含有安定化材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と前記Ｃｕ含有安定化材との間に設けられた低融点金属拡散防止材とを備えてなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線において、
前記低融点金属拡散防止材が、ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材の一対の相対向する表面の一方にＣｕからなる第２板材を積層し積層体を作製したのちこれを熱処理し、前記第２板材から前記第１板材にＣｕを熱拡散させた複合材料を所望の形状に成形したものであり、かつ
前記第１板材の板厚と前記第２板材との板厚が、第１板材：第２板材として１：４〜４：１の比率であることを特徴とするＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線である。
請求項２の発明は、Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属であるＳｎを導入してなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材の周囲に配置されたＣｕ含有安定化材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と前記Ｃｕ含有安定化材との間に設けられた低融点金属拡散防止材とを備えてなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線において、
前記低融点金属拡散防止材が、ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材の一対の相対向する表面の双方にＣｕからなる第２板材および第３板材をそれぞれ積層し積層体を作製したのちこれを熱処理し、前記第２板材および前記第３板材から前記第１板材にＣｕを熱拡散させた複合材料を所望の形状に成形したものであり、かつ
前記第２板材と前記第３板材が同じ板厚であり、前記第１板材の板厚と前記第２板材の板厚が３：１〜０．５：１の比率であることを特徴とするＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線である。
請求項３の発明は、前記第１板材が、Ｎｂを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線である。
請求項４の発明は、前記第１板材が、Ｔｉを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線である。
請求項５の発明は、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材が、ＳｎまたはＳｎ基合金の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを配置してなる複合材料から作製される請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、線引き加工後の本発明の化合物系超電導線の一例の断面図である。図１において、Ｃｕ含有マトリックス１１およびＣｕ含有安定化材１２間に挟まれたＴａまたはＴａ基合金を含む低融点金属拡散防止材１３は、図９の従来の超電導線とは異なり、変形・破断することがなくその機能を十分に発揮することができるものである。
【００１０】
本発明における低融点金属拡散防止材は、第１の態様において、例えば図２に示すように、ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材２１の一対の相対向する表面の一方に、Ｃｕからなる第２板材２２を積層し積層体を作製したのちこれを熱処理し、第２板材２２から第１板材２１にＣｕを熱拡散させた複合材料を所望の形状に成形することにより得られる。さらなる具体例を述べると、（１）ＴａまたはＴａ基合金から電子ビーム溶解法により製造されたインゴットを冷間鍛造により厚さ３０ｍｍのスラブとし、（２）次いで該スラブを冷間圧延および焼鈍工程で厚さ４〜６ｍｍの第１板材とし、（３）該第１板材を１１００〜１２００℃の温度範囲で１時間程度焼鈍し、（４）次に、この材料と所定厚さの無酸素銅とを、無酸化環境下で９００〜１０００℃の温度範囲で熱拡散させ接合し、複合材料を作製し、（５）この複合材料に対し中間焼鈍をいれずに圧延圧下率９０％以上の冷間圧延を行い、８００〜１０００℃の温度範囲で２時間の最終焼鈍を行い、この材料をブレーキプレスにより管状に加工することにより低融点金属拡散防止材を得ることができる。
この第１の態様において、第１板材２１の板厚と第２板材２２との板厚が、第１板材：第２板材として１：４〜４：１の比率であることが必要である。この比率の範囲外であると所望の効果が得られない。
【００１１】
また本発明における低融点金属拡散防止材は、第２の態様において、例えば図３に示すように、ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材３１の一対の相対向する表面の双方にＣｕからなる第２板材３２および第３板材３３をそれぞれ積層し積層体を作製したのちこれを熱処理し、第２板材３２および第３板材３３から第１板材３１にＣｕを熱拡散させた複合材料を所望の形状に成形することにより得られる。さらなる具体例は前記第１の態様と同じであるが、この第２の態様において、第２板材３２と第３板材３３が同じ板厚であり、第１板材３１の板厚と第２板材３２の板厚が３：１〜０．５：１の比率であることが好ましい。この比率の範囲外であると所望の効果が得られない。
【００１２】
また本発明における低融点金属拡散防止材は、第３の態様において、第１板材にＮｂまたはＴｉを一部含有させても所望の効果を得ることができる。ＴａとＮｂまたはＴｉとは相互に固溶体を形成するため複合材料の作製には問題を生じない。
この第３の態様における低融点金属拡散防止材は、例えば図４に示すように、ＴａまたはＴａ基合金を含む板材４１の一対の相対向する表面の一方にＮｂまたはＴｉからなる板材４２を積層し、６００℃〜７５０℃で熱処理し、第１板材４３を作製し、前記第１の態様または第２の態様と同様に複合材料を作製し、これを所望の形状に成形することにより得られる。この第３の態様において、板材４２は、Ｔｉを用いた場合は内側（Ｃｕ含有マトリックス側）に、Ｎｂを用いた場合は外側（Ｃｕ含有安定化材側）に配置するのがよい。また、板材４１と板材４２の板厚の比率は例えば１：１が好ましい。なお４４はＣｕからなる板材である。
【００１３】
本発明において、低融点金属拡散防止材の寸法としては工業的観点で超電導線の線引き加工を容易にするという点から外径６５ｍｍ以下、内径５７ｍｍ以下であればよく、さらにＴａの加工伸び特性を安定維持するという点から外径４０ｍｍ以下、内径３５ｍｍ以下であればよい。
【００１４】
本発明の化合物系超電導線は、公知の方法にしたがって製造することができる。例えばＣｕ含有マトリックス中に低融点金属としてのＳｎ線とＮｂ線を挿入し、その周囲に低融点金属拡散防止材およびＣｕ含有安定化材を順次配置し複合組立し、続いてこれを断面減少加工（いわゆる線引き加工）し、ついで熱処理を施して低融点金属であるＳｎを拡散させることにより製造することができる。
【００１５】
本発明の化合物系超電導線は、Ｎｂ３Ｓｎ化合物系超電導線であるのが好ましい。すなわち、とくにＳｎはＣｕに拡散しやすいが、本発明化合物系超電導線によれば、Ｓｎの拡散を防止することができる。
【００１６】
図５および図６は、線引き加工前の、Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属を導入してなる超電導複合材の断面図である。該複合材は、例えば図５に示すように、Ｃｕ含有マトリックス５１中でＳｎまたはＳｎ基合金５２の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメント５３を配置し線引き加工する場合と、図６に示すように、ＣｕおよびＳｎからなるブロンズマトリックス６１中にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメント６２を配置し線引き加工する場合があるが、本発明によれば図５に示す超電導複合材が好ましい。該複合材を用いれば、Ｓｎの拡散をさらに防止することができる。
【００１７】
【作用】
本発明における低融点金属拡散防止材によれば、ＣｕとＴａを予め接合した状態の材料がＣｕ含有マトリックスとＣｕ含有安定化材の間に挟み込まれているため、Ｔａ単体を挟み込んだ状態とはその変形機構が異なってくる。まず、本発明の低融点金属拡散防止材において、Ｃｕ含有マトリックスとＣｕ含有安定化材に接する材料はＣｕであり、両界面での相対すべりは小さくなる。また当該界面で相対する材料はともに金属学的組織構造が面心立方構造であり、変形時に伴う付加応力により、容易に接合してしまう、という利点がある。また、本発明の低融点金属拡散防止材の引張強さはＴａまたはＴａ基合金より小さくなる。すなわち、相対すべりの低下による効果と引張強さの低下による効果のために、ＴａまたはＴａ基合金の線引き加工時の破断をなくすことができる。
【００１８】
【実施例】
以下に、本発明を、実施例を用いて説明するがこれらのみに限定されない。
実施例１
電子ビーム溶解法により製造したＴａインゴットを冷間鍛造により厚さ３０ｍｍのスラブとし、１０５０℃で１時間の中間焼鈍をし、さらに冷間圧延および焼鈍工程で厚さ４ｍｍの板材とし、１１００℃で１時間の焼鈍を行い、第１板材を得た。次に、この第１板材の一対の相対向する表面の一方に、表１に示す各種板厚の無酸素銅からなる第２板材とを図２に示すように積層し、無酸素雰囲気中で加圧・加熱した。加熱条件は９００℃、１時間である。作製された複合材料はＴａ／Ｃｕの形で接合している。この材料を中間焼鈍をいれずに冷間圧延を行い、所定板厚の板材を得、９００℃で２時間、真空中で焼鈍を行った。さらにこの材料をブレーキプレスにより管状に加工し、外径２５ｍｍの低融点金属拡散防止材１〜８を得た。
【００１９】
実施例２
電子ビーム溶解法により製造したＴａインゴットを冷間鍛造により厚さ３０ｍｍのスラブとし、１０５０℃で１時間の中間焼鈍をし、さらに冷間圧延および焼鈍工程で厚さ４ｍｍの板材とし、１１００℃で１時間の焼鈍を行い、第１板材を得た。次に、表２に示す各種板厚の無酸素銅からなる第２板材および第３板材を第１板材の一対の相対向する表面の双方に図３に示すように積層し、無酸素雰囲気中で加圧・加熱した。加熱条件は９００℃、１時間である。作製された複合材料はＣｕ／Ｔａ／Ｃｕの形で接合している。この材料を中間焼鈍をいれずに冷間圧延を行い、所定板厚の板材を得、９００℃で２時間、真空中で焼鈍を行った。さらにこの材料をブレーキプレスにより管状に加工し、外径２５ｍｍの低融点金属拡散防止材９〜１５を得た。
【００２０】
比較例１
電子ビーム溶解法により製造したＴａインゴットを冷間鍛造により厚さ３０ｍｍのスラブとし、１０５０℃で１時間の中間焼鈍をし、さらに冷間圧延および焼鈍工程で厚さ４ｍｍの板材とし、１１００℃で１時間の焼鈍を行った。この材料を中間焼鈍をいれずに冷間圧延を行い、厚さ０．３ｍｍの板材を得、９００℃で２時間、真空中で焼鈍を行った。さらにこの材料をブレーキプレスにより管状に加工し、外径２５ｍｍの低融点金属拡散防止材１６〜１８を得た。
【００２１】
実施例３
本発明の低融点金属拡散防止材を含む超電導線を線引き加工した際のＴａ層の破断を評価するために、図５に示すようにＣｕマトリックス５１中にＳｎ線５２および直径０．１５ｍｍのＮｂフィラメント５３を挿入してなる超電導複合材であって直径７．３ｍｍのものを７本、前記低融点金属拡散防止材１〜１８、および外径４０ｍｍ、内径２５ｍｍのＣｕからなる安定化材を複合組立した。図７は、本実施例３で複合組立した超電導線の断面図である。図７において、７１は超電導複合材、７２は低融点金属拡散防止材、７３は安定化材である。ついで、組立てた超電導線を線引加工し、直径０．７ｍｍの図１に示すような超電導線の母材を得た。通常、この母材に６００〜７５０℃の温度で５０時間以上の熱処理を施すことにより、超電導線を得ることができる。
【００２２】
ここで、光学顕微鏡を用いて線引き加工した超電導線の断面を観察し、Ｔａ層の破断状況を評価した。Ｔａ層の破断が著しい場合を１、Ｔａ層が一部破断した場合を２、破断はしていないがくびれが大きい場合を３、くびれの程度が軽い場合を４、くびれがない場合を５として評価した。結果を表１および２に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】
実施例４
電子ビーム溶解法により製造したＴａインゴットを冷間鍛造により厚さ３０ｍｍのスラブとし、１０５０℃で１時間の中間焼鈍をし、さらに冷間圧延および焼鈍工程で厚さ４ｍｍの板材とし、１１００℃で１時間の焼鈍を行い、板材を得た。次に、図４に示すように、該板材の一対の相対向する表面の一方にＮｂからなる板材を積層し、第１板材を作製し、さらに該第１板材の一対の相対向する表面の双方に無酸素銅板を積層した。すなわち、積層体は無酸素銅板、該第１板材、無酸素銅板がこの順で積層されている。この積層体を無酸素雰囲気中で加圧・加熱した。加熱条件は９００℃、１時間である。作製された複合材料はＣｕ／Ｔａ／Ｎｂ／Ｃｕの形で接合している。この材料を中間焼鈍をいれずに冷間圧延を行い、所定板厚の板材を得、９００℃で２時間、真空中で焼鈍を行った。複合材料の各構成材の厚さはすべて０．１５ｍｍで全厚さは０．６ｍｍであった。さらにこの材料をブレーキプレスによりＴａを内側、Ｎｂを外側になるようにして管状に加工し、外径２５ｍｍの低融点金属拡散防止材を得た。これを実施例３に示す如く組立後、線引き加工を行い、横断面を顕微鏡で観察した。Ｔａ層の状況は同様に評価５となった。
【００２６】
実施例５
実施例４において、第１板材を作製する際に、Ｎｂからなる板材をＴｉからなる板材に変更した以外は、実施例４を繰り返した。なお、作製された複合材料はＣｕ／Ｔａ／Ｔｉ／Ｃｕの形で接合しており、Ｔａを外側、Ｔｉを内側になるようにして管状に加工したＴａ層の状況は同様に評価５となった。
【００２７】
なお前記実施例では、化合物系超電導線がＳｎまたはＳｎ基合金の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを設置してなる超電導複合材を用いて製作されたＮｂ３Ｓｎ化合物系超電導線の場合について述べたが、本発明によれば、他の化合物系超電導線の場合にも同様の効果が得られる。
また、前記実施例では、材料にはそれぞれにＮｂ、Ｔａ、Ｓｎを用いたが、臨界電流特性を向上させるため、例えばＮｂにＴｉまたはＴａ等を添加したＮｂ基合金、またはＳｎにＴｉ、ＩｎまたはＴａ等を添加したＳｎ基合金としても本発明により同様の効果が得られる。
またＴａにＺｒ等の添加があっても同様の効果が得られる。
また、第２板材、第３板材としてＣｕを用いてきたが、Ｓｎ等を添加したＣｕ基合金としても同様の効果が得られる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属であるＳｎを導入してなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材の周囲に配置されたＣｕ含有安定化材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と前記Ｃｕ含有安定化材との間に設けられた低融点金属拡散防止材とを備えてなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線において、前記低融点金属拡散防止材が、ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材の一対の相対向する表面の一方にＣｕからなる第２板材を積層し積層体を作製したのちこれを熱処理し、前記第２板材から前記第１板材にＣｕを熱拡散させた複合材料を所望の形状に成形したものであり、かつ前記第１板材の板厚と前記第２板材との板厚が、第１板材：第２板材として１：４〜４：１の比率であることを特徴とするＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線であるので、低融点金属の拡散を一層良好に抑制することができ、優れた加工性および耐破断性を有する低融点金属拡散防止材を備えたＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線を提供することができる。
【００２９】
請求項２の発明は、Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属であるＳｎを導入してなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材の周囲に配置されたＣｕ含有安定化材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と前記Ｃｕ含有安定化材との間に設けられた低融点金属拡散防止材とを備えてなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線において、前記低融点金属拡散防止材が、ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材の一対の相対向する表面の双方にＣｕからなる第２板材および第３板材をそれぞれ積層し積層体を作製したのちこれを熱処理し、前記第２板材および前記第３板材から前記第１板材にＣｕを熱拡散させた複合材料を所望の形状に成形したものであり、かつ
前記第２板材と前記第３板材が同じ板厚であり、前記第１板材の板厚と前記第２板材の板厚が３：１〜０．５：１の比率であることを特徴とするＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線であるので、低融点金属の拡散を一層良好に抑制することができ、一層優れた加工性および耐破断性を有する低融点金属拡散防止材を備えたＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線を提供することができる。
【００３１】
請求項３の発明は、前記第１板材が、Ｎｂを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の化合物系超電導線であるので、優れた加工性および耐破断性を有する低融点金属拡散防止材を備えた化合物系超電導線を提供することができるとともに、コスト的に有利である。
【００３２】
請求項４の発明は、前記第１板材が、Ｔｉを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の化合物系超電導線であるので、優れた加工性および耐破断性を有する低融点金属拡散防止材を備えた化合物系超電導線を提供することができるとともに、コスト的に有利である。
【００３４】
請求項５の発明は、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材が、ＳｎまたはＳｎ基合金の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを配置してなる複合材料から作製される請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線であるので、Ｓｎの拡散を一層良好に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 線引き加工後の本発明の化合物系超電導線の一例の断面図である。
【図２】 ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材の一対の相対向する表面の一方に、Ｃｕからなる第２板材を積層した図である。
【図３】 ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材の一対の相対向する表面の双方にＣｕからなる第２板材および第３板材をそれぞれ積層した図である。
【図４】 ＴａまたはＴａ基合金を含む板材の一対の相対向する表面の一方にＮｂまたはＴｉからなる板材を積層した図である。
【図５】 線引き加工前の、Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属を導入してなる超電導複合材の断面図である。
【図６】 線引き加工前の、Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属を導入してなる超電導複合材の断面図である。
【図７】 実施例３で複合組立した超電導線の断面図である。
【図８】 破断した従来の低融点金属拡散防止材を説明するための図である。
【図９】 破断した従来の低融点金属拡散防止材を説明するための図である。
【符号の説明】
１１，５１ Ｃｕ含有マトリックス、１２，７３ Ｃｕ含有安定化材、１３，７２ 低融点金属拡散防止材、２１，３１，４３ 第１板材、２２，３２ 第２板材、３３ 第３板材、５２ ＳｎまたはＳｎ基合金、５３ ＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメント、６１ ＣｕおよびＳｎからなるブロンズマトリックス、６２ ＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメント、７１ 超電導複合材。
【発明の属する技術分野】
本発明は、化合物系超電導線に関するものであり、詳しくは、優れた加工性および耐破断性を有する低融点金属拡散防止材を備えた化合物系超電導線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属を導入してなる超電導複合材と、その周囲に配置されたＣｕ含有安定化材とを備えてなる化合物系超電導線は知られている。このような化合物系超電導線は、例えばＣｕ含有マトリックス中に低融点金属としてのＳｎ線とＮｂ線を挿入し、その周囲にＣｕ含有安定化材を配置し複合組立し、続いてこれを断面減少加工（いわゆる線引き加工）し、ついで熱処理を施して低融点金属であるＳｎを拡散させることにより製造されている。
【０００３】
ところが、この熱拡散により、低融点金属が安定化材内まで達して安定化材を汚染し、安定化材の電気伝導性および熱的伝導性が低下し、超電導コイルの働きが不安定になるという欠点がある。そこで、超電導複合材とＣｕ含有安定化材との間にＴａまたはＴａ基合金からなる低融点金属拡散防止材を設けることが行われている。
【０００４】
しかしながら、従来のＴａまたはＴａ基合金からなる低融点金属拡散防止材は、加工性および耐破断性に劣るという問題点がある。すなわち、このような低融点金属拡散防止材は、一方の面がＣｕ含有マトリックスに、他方の面がＣｕ含有安定化材と接触するが、約１／１００まで断面減少加工したときに、ＣｕとＴａの加工性の差により、Ｃｕのみが加工され、ＴａまたはＴａ基合金はほとんど加工されないことがあり、結果として低融点金属拡散防止材や、さらには超電導線そのものが破断してしまうということがある。
【０００５】
前記現象についてさらに詳しく説明する。
図８および図９は、このような破断した従来の低融点金属拡散防止材を説明するための図である。図８において、線引き加工率の増加にしたがってＣｕ含有マトリックス１０１およびＣｕ含有安定化材１０２間に挟まれたＴａまたはＴａ基合金１０３が柿種状に破断していくことが分かる。図９は、線引き加工後の超電導線の断面図であり、Ｃｕ含有マトリックス１０１’およびＣｕ含有安定化材１０２’間に挟まれたＴａまたはＴａ基合金１０３’は変形・破断しその機能を発揮することができない。
【０００６】
この理由は、ＣｕとＣｕの中間にＴａが存在し、その組み合わせた材料が冷間で圧延されるという単純な状態を考えることで説明できる。ＣｕとＴａではその加工に対する変形抵抗が異なる。例えば単純な引張試験においてＣｕおよびＴａの引張強さは各々２０ｋｇｆ／ｍｍ２および３０ｋｇｆ／ｍｍ２である。両者の材料を圧延により塑性変形させ、板厚減少率あるいは圧延圧下率で９０％のひずみを与えると、ＣｕおよびＴａの引張強さは各々４５ｋｇｆ／ｍｍ２および９０ｋｇｆ／ｍｍ２に増加する。このように両者の変形抵抗特性は大きく異なる。また、超電導線に用いる各材料を複合組立したとき、ＣｕとＴａとは初期接着がなく、機械的に接触している状態である。そのため、そのような状態での複合体を線引き加工すると、両材料間に相対すべりが生じ、強度の小さいＣｕのみが変形することになる。すなわち、Ｔａは圧延ロールからＣｕを介して伝達される板厚方向圧縮応力とＴａとＣｕ境界面に沿ったせん断応力によって塑性変形が進み、内部のＴａがくびれを生じ、最終的に柿種状に破断してしまうことになる。このように異種金属を組み合わせた材料の加工における変形状の問題については、文献（「塑性と加工」第２９巻、第３３２号（１９８８）ｐ．９６５、「塑性と加工」ｖｏｌ．１５、ｎｏ．１５７（１９７４）ｐ．１５６）で報告されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、優れた加工性および耐破断性を有する低融点金属拡散防止材を備えた化合物系超電導線を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属であるＳｎを導入してなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材の周囲に配置されたＣｕ含有安定化材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と前記Ｃｕ含有安定化材との間に設けられた低融点金属拡散防止材とを備えてなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線において、
前記低融点金属拡散防止材が、ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材の一対の相対向する表面の一方にＣｕからなる第２板材を積層し積層体を作製したのちこれを熱処理し、前記第２板材から前記第１板材にＣｕを熱拡散させた複合材料を所望の形状に成形したものであり、かつ
前記第１板材の板厚と前記第２板材との板厚が、第１板材：第２板材として１：４〜４：１の比率であることを特徴とするＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線である。
請求項２の発明は、Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属であるＳｎを導入してなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材の周囲に配置されたＣｕ含有安定化材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と前記Ｃｕ含有安定化材との間に設けられた低融点金属拡散防止材とを備えてなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線において、
前記低融点金属拡散防止材が、ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材の一対の相対向する表面の双方にＣｕからなる第２板材および第３板材をそれぞれ積層し積層体を作製したのちこれを熱処理し、前記第２板材および前記第３板材から前記第１板材にＣｕを熱拡散させた複合材料を所望の形状に成形したものであり、かつ
前記第２板材と前記第３板材が同じ板厚であり、前記第１板材の板厚と前記第２板材の板厚が３：１〜０．５：１の比率であることを特徴とするＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線である。
請求項３の発明は、前記第１板材が、Ｎｂを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線である。
請求項４の発明は、前記第１板材が、Ｔｉを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線である。
請求項５の発明は、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材が、ＳｎまたはＳｎ基合金の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを配置してなる複合材料から作製される請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、線引き加工後の本発明の化合物系超電導線の一例の断面図である。図１において、Ｃｕ含有マトリックス１１およびＣｕ含有安定化材１２間に挟まれたＴａまたはＴａ基合金を含む低融点金属拡散防止材１３は、図９の従来の超電導線とは異なり、変形・破断することがなくその機能を十分に発揮することができるものである。
【００１０】
本発明における低融点金属拡散防止材は、第１の態様において、例えば図２に示すように、ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材２１の一対の相対向する表面の一方に、Ｃｕからなる第２板材２２を積層し積層体を作製したのちこれを熱処理し、第２板材２２から第１板材２１にＣｕを熱拡散させた複合材料を所望の形状に成形することにより得られる。さらなる具体例を述べると、（１）ＴａまたはＴａ基合金から電子ビーム溶解法により製造されたインゴットを冷間鍛造により厚さ３０ｍｍのスラブとし、（２）次いで該スラブを冷間圧延および焼鈍工程で厚さ４〜６ｍｍの第１板材とし、（３）該第１板材を１１００〜１２００℃の温度範囲で１時間程度焼鈍し、（４）次に、この材料と所定厚さの無酸素銅とを、無酸化環境下で９００〜１０００℃の温度範囲で熱拡散させ接合し、複合材料を作製し、（５）この複合材料に対し中間焼鈍をいれずに圧延圧下率９０％以上の冷間圧延を行い、８００〜１０００℃の温度範囲で２時間の最終焼鈍を行い、この材料をブレーキプレスにより管状に加工することにより低融点金属拡散防止材を得ることができる。
この第１の態様において、第１板材２１の板厚と第２板材２２との板厚が、第１板材：第２板材として１：４〜４：１の比率であることが必要である。この比率の範囲外であると所望の効果が得られない。
【００１１】
また本発明における低融点金属拡散防止材は、第２の態様において、例えば図３に示すように、ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材３１の一対の相対向する表面の双方にＣｕからなる第２板材３２および第３板材３３をそれぞれ積層し積層体を作製したのちこれを熱処理し、第２板材３２および第３板材３３から第１板材３１にＣｕを熱拡散させた複合材料を所望の形状に成形することにより得られる。さらなる具体例は前記第１の態様と同じであるが、この第２の態様において、第２板材３２と第３板材３３が同じ板厚であり、第１板材３１の板厚と第２板材３２の板厚が３：１〜０．５：１の比率であることが好ましい。この比率の範囲外であると所望の効果が得られない。
【００１２】
また本発明における低融点金属拡散防止材は、第３の態様において、第１板材にＮｂまたはＴｉを一部含有させても所望の効果を得ることができる。ＴａとＮｂまたはＴｉとは相互に固溶体を形成するため複合材料の作製には問題を生じない。
この第３の態様における低融点金属拡散防止材は、例えば図４に示すように、ＴａまたはＴａ基合金を含む板材４１の一対の相対向する表面の一方にＮｂまたはＴｉからなる板材４２を積層し、６００℃〜７５０℃で熱処理し、第１板材４３を作製し、前記第１の態様または第２の態様と同様に複合材料を作製し、これを所望の形状に成形することにより得られる。この第３の態様において、板材４２は、Ｔｉを用いた場合は内側（Ｃｕ含有マトリックス側）に、Ｎｂを用いた場合は外側（Ｃｕ含有安定化材側）に配置するのがよい。また、板材４１と板材４２の板厚の比率は例えば１：１が好ましい。なお４４はＣｕからなる板材である。
【００１３】
本発明において、低融点金属拡散防止材の寸法としては工業的観点で超電導線の線引き加工を容易にするという点から外径６５ｍｍ以下、内径５７ｍｍ以下であればよく、さらにＴａの加工伸び特性を安定維持するという点から外径４０ｍｍ以下、内径３５ｍｍ以下であればよい。
【００１４】
本発明の化合物系超電導線は、公知の方法にしたがって製造することができる。例えばＣｕ含有マトリックス中に低融点金属としてのＳｎ線とＮｂ線を挿入し、その周囲に低融点金属拡散防止材およびＣｕ含有安定化材を順次配置し複合組立し、続いてこれを断面減少加工（いわゆる線引き加工）し、ついで熱処理を施して低融点金属であるＳｎを拡散させることにより製造することができる。
【００１５】
本発明の化合物系超電導線は、Ｎｂ３Ｓｎ化合物系超電導線であるのが好ましい。すなわち、とくにＳｎはＣｕに拡散しやすいが、本発明化合物系超電導線によれば、Ｓｎの拡散を防止することができる。
【００１６】
図５および図６は、線引き加工前の、Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属を導入してなる超電導複合材の断面図である。該複合材は、例えば図５に示すように、Ｃｕ含有マトリックス５１中でＳｎまたはＳｎ基合金５２の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメント５３を配置し線引き加工する場合と、図６に示すように、ＣｕおよびＳｎからなるブロンズマトリックス６１中にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメント６２を配置し線引き加工する場合があるが、本発明によれば図５に示す超電導複合材が好ましい。該複合材を用いれば、Ｓｎの拡散をさらに防止することができる。
【００１７】
【作用】
本発明における低融点金属拡散防止材によれば、ＣｕとＴａを予め接合した状態の材料がＣｕ含有マトリックスとＣｕ含有安定化材の間に挟み込まれているため、Ｔａ単体を挟み込んだ状態とはその変形機構が異なってくる。まず、本発明の低融点金属拡散防止材において、Ｃｕ含有マトリックスとＣｕ含有安定化材に接する材料はＣｕであり、両界面での相対すべりは小さくなる。また当該界面で相対する材料はともに金属学的組織構造が面心立方構造であり、変形時に伴う付加応力により、容易に接合してしまう、という利点がある。また、本発明の低融点金属拡散防止材の引張強さはＴａまたはＴａ基合金より小さくなる。すなわち、相対すべりの低下による効果と引張強さの低下による効果のために、ＴａまたはＴａ基合金の線引き加工時の破断をなくすことができる。
【００１８】
【実施例】
以下に、本発明を、実施例を用いて説明するがこれらのみに限定されない。
実施例１
電子ビーム溶解法により製造したＴａインゴットを冷間鍛造により厚さ３０ｍｍのスラブとし、１０５０℃で１時間の中間焼鈍をし、さらに冷間圧延および焼鈍工程で厚さ４ｍｍの板材とし、１１００℃で１時間の焼鈍を行い、第１板材を得た。次に、この第１板材の一対の相対向する表面の一方に、表１に示す各種板厚の無酸素銅からなる第２板材とを図２に示すように積層し、無酸素雰囲気中で加圧・加熱した。加熱条件は９００℃、１時間である。作製された複合材料はＴａ／Ｃｕの形で接合している。この材料を中間焼鈍をいれずに冷間圧延を行い、所定板厚の板材を得、９００℃で２時間、真空中で焼鈍を行った。さらにこの材料をブレーキプレスにより管状に加工し、外径２５ｍｍの低融点金属拡散防止材１〜８を得た。
【００１９】
実施例２
電子ビーム溶解法により製造したＴａインゴットを冷間鍛造により厚さ３０ｍｍのスラブとし、１０５０℃で１時間の中間焼鈍をし、さらに冷間圧延および焼鈍工程で厚さ４ｍｍの板材とし、１１００℃で１時間の焼鈍を行い、第１板材を得た。次に、表２に示す各種板厚の無酸素銅からなる第２板材および第３板材を第１板材の一対の相対向する表面の双方に図３に示すように積層し、無酸素雰囲気中で加圧・加熱した。加熱条件は９００℃、１時間である。作製された複合材料はＣｕ／Ｔａ／Ｃｕの形で接合している。この材料を中間焼鈍をいれずに冷間圧延を行い、所定板厚の板材を得、９００℃で２時間、真空中で焼鈍を行った。さらにこの材料をブレーキプレスにより管状に加工し、外径２５ｍｍの低融点金属拡散防止材９〜１５を得た。
【００２０】
比較例１
電子ビーム溶解法により製造したＴａインゴットを冷間鍛造により厚さ３０ｍｍのスラブとし、１０５０℃で１時間の中間焼鈍をし、さらに冷間圧延および焼鈍工程で厚さ４ｍｍの板材とし、１１００℃で１時間の焼鈍を行った。この材料を中間焼鈍をいれずに冷間圧延を行い、厚さ０．３ｍｍの板材を得、９００℃で２時間、真空中で焼鈍を行った。さらにこの材料をブレーキプレスにより管状に加工し、外径２５ｍｍの低融点金属拡散防止材１６〜１８を得た。
【００２１】
実施例３
本発明の低融点金属拡散防止材を含む超電導線を線引き加工した際のＴａ層の破断を評価するために、図５に示すようにＣｕマトリックス５１中にＳｎ線５２および直径０．１５ｍｍのＮｂフィラメント５３を挿入してなる超電導複合材であって直径７．３ｍｍのものを７本、前記低融点金属拡散防止材１〜１８、および外径４０ｍｍ、内径２５ｍｍのＣｕからなる安定化材を複合組立した。図７は、本実施例３で複合組立した超電導線の断面図である。図７において、７１は超電導複合材、７２は低融点金属拡散防止材、７３は安定化材である。ついで、組立てた超電導線を線引加工し、直径０．７ｍｍの図１に示すような超電導線の母材を得た。通常、この母材に６００〜７５０℃の温度で５０時間以上の熱処理を施すことにより、超電導線を得ることができる。
【００２２】
ここで、光学顕微鏡を用いて線引き加工した超電導線の断面を観察し、Ｔａ層の破断状況を評価した。Ｔａ層の破断が著しい場合を１、Ｔａ層が一部破断した場合を２、破断はしていないがくびれが大きい場合を３、くびれの程度が軽い場合を４、くびれがない場合を５として評価した。結果を表１および２に示す。
【００２３】
【表１】
【表２】
実施例４
電子ビーム溶解法により製造したＴａインゴットを冷間鍛造により厚さ３０ｍｍのスラブとし、１０５０℃で１時間の中間焼鈍をし、さらに冷間圧延および焼鈍工程で厚さ４ｍｍの板材とし、１１００℃で１時間の焼鈍を行い、板材を得た。次に、図４に示すように、該板材の一対の相対向する表面の一方にＮｂからなる板材を積層し、第１板材を作製し、さらに該第１板材の一対の相対向する表面の双方に無酸素銅板を積層した。すなわち、積層体は無酸素銅板、該第１板材、無酸素銅板がこの順で積層されている。この積層体を無酸素雰囲気中で加圧・加熱した。加熱条件は９００℃、１時間である。作製された複合材料はＣｕ／Ｔａ／Ｎｂ／Ｃｕの形で接合している。この材料を中間焼鈍をいれずに冷間圧延を行い、所定板厚の板材を得、９００℃で２時間、真空中で焼鈍を行った。複合材料の各構成材の厚さはすべて０．１５ｍｍで全厚さは０．６ｍｍであった。さらにこの材料をブレーキプレスによりＴａを内側、Ｎｂを外側になるようにして管状に加工し、外径２５ｍｍの低融点金属拡散防止材を得た。これを実施例３に示す如く組立後、線引き加工を行い、横断面を顕微鏡で観察した。Ｔａ層の状況は同様に評価５となった。
【００２６】
実施例５
実施例４において、第１板材を作製する際に、Ｎｂからなる板材をＴｉからなる板材に変更した以外は、実施例４を繰り返した。なお、作製された複合材料はＣｕ／Ｔａ／Ｔｉ／Ｃｕの形で接合しており、Ｔａを外側、Ｔｉを内側になるようにして管状に加工したＴａ層の状況は同様に評価５となった。
【００２７】
なお前記実施例では、化合物系超電導線がＳｎまたはＳｎ基合金の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを設置してなる超電導複合材を用いて製作されたＮｂ３Ｓｎ化合物系超電導線の場合について述べたが、本発明によれば、他の化合物系超電導線の場合にも同様の効果が得られる。
また、前記実施例では、材料にはそれぞれにＮｂ、Ｔａ、Ｓｎを用いたが、臨界電流特性を向上させるため、例えばＮｂにＴｉまたはＴａ等を添加したＮｂ基合金、またはＳｎにＴｉ、ＩｎまたはＴａ等を添加したＳｎ基合金としても本発明により同様の効果が得られる。
またＴａにＺｒ等の添加があっても同様の効果が得られる。
また、第２板材、第３板材としてＣｕを用いてきたが、Ｓｎ等を添加したＣｕ基合金としても同様の効果が得られる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属であるＳｎを導入してなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材の周囲に配置されたＣｕ含有安定化材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と前記Ｃｕ含有安定化材との間に設けられた低融点金属拡散防止材とを備えてなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線において、前記低融点金属拡散防止材が、ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材の一対の相対向する表面の一方にＣｕからなる第２板材を積層し積層体を作製したのちこれを熱処理し、前記第２板材から前記第１板材にＣｕを熱拡散させた複合材料を所望の形状に成形したものであり、かつ前記第１板材の板厚と前記第２板材との板厚が、第１板材：第２板材として１：４〜４：１の比率であることを特徴とするＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線であるので、低融点金属の拡散を一層良好に抑制することができ、優れた加工性および耐破断性を有する低融点金属拡散防止材を備えたＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線を提供することができる。
【００２９】
請求項２の発明は、Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属であるＳｎを導入してなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材の周囲に配置されたＣｕ含有安定化材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と前記Ｃｕ含有安定化材との間に設けられた低融点金属拡散防止材とを備えてなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線において、前記低融点金属拡散防止材が、ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材の一対の相対向する表面の双方にＣｕからなる第２板材および第３板材をそれぞれ積層し積層体を作製したのちこれを熱処理し、前記第２板材および前記第３板材から前記第１板材にＣｕを熱拡散させた複合材料を所望の形状に成形したものであり、かつ
前記第２板材と前記第３板材が同じ板厚であり、前記第１板材の板厚と前記第２板材の板厚が３：１〜０．５：１の比率であることを特徴とするＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線であるので、低融点金属の拡散を一層良好に抑制することができ、一層優れた加工性および耐破断性を有する低融点金属拡散防止材を備えたＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線を提供することができる。
【００３１】
請求項３の発明は、前記第１板材が、Ｎｂを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の化合物系超電導線であるので、優れた加工性および耐破断性を有する低融点金属拡散防止材を備えた化合物系超電導線を提供することができるとともに、コスト的に有利である。
【００３２】
請求項４の発明は、前記第１板材が、Ｔｉを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の化合物系超電導線であるので、優れた加工性および耐破断性を有する低融点金属拡散防止材を備えた化合物系超電導線を提供することができるとともに、コスト的に有利である。
【００３４】
請求項５の発明は、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材が、ＳｎまたはＳｎ基合金の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを配置してなる複合材料から作製される請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線であるので、Ｓｎの拡散を一層良好に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 線引き加工後の本発明の化合物系超電導線の一例の断面図である。
【図２】 ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材の一対の相対向する表面の一方に、Ｃｕからなる第２板材を積層した図である。
【図３】 ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材の一対の相対向する表面の双方にＣｕからなる第２板材および第３板材をそれぞれ積層した図である。
【図４】 ＴａまたはＴａ基合金を含む板材の一対の相対向する表面の一方にＮｂまたはＴｉからなる板材を積層した図である。
【図５】 線引き加工前の、Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属を導入してなる超電導複合材の断面図である。
【図６】 線引き加工前の、Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属を導入してなる超電導複合材の断面図である。
【図７】 実施例３で複合組立した超電導線の断面図である。
【図８】 破断した従来の低融点金属拡散防止材を説明するための図である。
【図９】 破断した従来の低融点金属拡散防止材を説明するための図である。
【符号の説明】
１１，５１ Ｃｕ含有マトリックス、１２，７３ Ｃｕ含有安定化材、１３，７２ 低融点金属拡散防止材、２１，３１，４３ 第１板材、２２，３２ 第２板材、３３ 第３板材、５２ ＳｎまたはＳｎ基合金、５３ ＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメント、６１ ＣｕおよびＳｎからなるブロンズマトリックス、６２ ＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメント、７１ 超電導複合材。
Claims (5)
- Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属であるＳｎを導入してなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材の周囲に配置されたＣｕ含有安定化材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と前記Ｃｕ含有安定化材との間に設けられた低融点金属拡散防止材とを備えてなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線において、
前記低融点金属拡散防止材が、ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材の一対の相対向する表面の一方にＣｕからなる第２板材を積層し積層体を作製したのちこれを熱処理し、前記第２板材から前記第１板材にＣｕを熱拡散させた複合材料を所望の形状に成形したものであり、かつ
前記第１板材の板厚と前記第２板材との板厚が、第１板材：第２板材として１：４〜４：１の比率であることを特徴とするＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線。 - Ｃｕ含有マトリックス中に低融点金属であるＳｎを導入してなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材の周囲に配置されたＣｕ含有安定化材と、前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材と前記Ｃｕ含有安定化材との間に設けられた低融点金属拡散防止材とを備えてなるＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線において、
前記低融点金属拡散防止材が、ＴａまたはＴａ基合金を含む第１板材の一対の相対向する表面の双方にＣｕからなる第２板材および第３板材をそれぞれ積層し積層体を作製したのちこれを熱処理し、前記第２板材および前記第３板材から前記第１板材にＣｕを熱拡散させた複合材料を所望の形状に成形したものであり、かつ
前記第２板材と前記第３板材が同じ板厚であり、前記第１板材の板厚と前記第２板材の板厚が３：１〜０．５：１の比率であることを特徴とするＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線。 - 前記第１板材が、Ｎｂを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線。
- 前記第１板材が、Ｔｉを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線。
- 前記Ｎｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導複合材が、ＳｎまたはＳｎ基合金の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを配置してなる複合材料から作製される請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＮｂ 3 Ｓｎ化合物系超電導線。
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