JPH06150993A - 接続部入りＮｂＴｉ系合金超電導線 - Google Patents
接続部入りＮｂＴｉ系合金超電導線Info
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Classifications
-
- 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
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 ＮｂＴｉ系合金超電導線１同士の接続部を含
む連続した超電導線で、前記超電導線１はＮｂＴｉ系合
金フィラメント２中にＴａ等の人工ピンニングセンター
を含むものからなり、前記接続部は超電導線１の端部に
露出させたフィラメント２を撚り合わせ、その部分をＣ
ｕ管４で覆い、Ｃｕ管４内にＣｕ粉５を充填し、全体を
圧縮、熱処理して一体化したものからなる。 【効果】 接続部のＮｂＴｉ系合金フィラメントがＣｕ
安定化材で覆われ、しかもＣｕ安定化材をＮｂＴｉ系合
金フィラメントと結合させるときの熱処理でＮｂＴｉ系
合金フィラメント中のピンニングセンターが消滅するこ
とがないので、接続部の超電導特性が安定した接続部入
り超電導線が得られる。
む連続した超電導線で、前記超電導線１はＮｂＴｉ系合
金フィラメント２中にＴａ等の人工ピンニングセンター
を含むものからなり、前記接続部は超電導線１の端部に
露出させたフィラメント２を撚り合わせ、その部分をＣ
ｕ管４で覆い、Ｃｕ管４内にＣｕ粉５を充填し、全体を
圧縮、熱処理して一体化したものからなる。 【効果】 接続部のＮｂＴｉ系合金フィラメントがＣｕ
安定化材で覆われ、しかもＣｕ安定化材をＮｂＴｉ系合
金フィラメントと結合させるときの熱処理でＮｂＴｉ系
合金フィラメント中のピンニングセンターが消滅するこ
とがないので、接続部の超電導特性が安定した接続部入
り超電導線が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＮｂＴｉ系合金超電導
線同士の接続部を含む接続部入りＮｂＴｉ系合金超電導
線に関するものである。
線同士の接続部を含む接続部入りＮｂＴｉ系合金超電導
線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超電導線は一般に、安定化理論に基づ
き、極細線化した超電導フィラメントを低抵抗で熱伝導
性にすぐれたマトリクスに埋め込んだ構造となってい
る。これにより磁束跳躍などの電磁気的不安定性が抑え
られ、安定して電流を流すことができる。
き、極細線化した超電導フィラメントを低抵抗で熱伝導
性にすぐれたマトリクスに埋め込んだ構造となってい
る。これにより磁束跳躍などの電磁気的不安定性が抑え
られ、安定して電流を流すことができる。
【０００３】ところで超電導線でマグネットなどを構成
する場合、超電導線の長さが有限であるため、超電導線
を相互に接続する必要が生じることが多い。従来、Ｎｂ
Ｔｉ系合金超電導線を接続する場合には、接続すべきＮ
ｂＴｉ系合金超電導線の端部に露出させたフィラメント
を集合し、その部分にインジウムまたは半田などを比較
的低温で溶かし込むことにより接続していた。
する場合、超電導線の長さが有限であるため、超電導線
を相互に接続する必要が生じることが多い。従来、Ｎｂ
Ｔｉ系合金超電導線を接続する場合には、接続すべきＮ
ｂＴｉ系合金超電導線の端部に露出させたフィラメント
を集合し、その部分にインジウムまたは半田などを比較
的低温で溶かし込むことにより接続していた。
【０００４】このように接続に半田などの低融点金属を
使用する理由は次のとおりである。すなわちＮｂＴｉ系
合金超電導線では、磁束をピン止めするピンニングセン
ターはＮｂＴｉ系合金フィラメント内に析出させたα−
Ｔｉであり、このα−Ｔｉは約４５０℃以上に加熱する
と固溶して消滅してしまうため、接続の際にあまり高い
温度に加熱することができないからである。
使用する理由は次のとおりである。すなわちＮｂＴｉ系
合金超電導線では、磁束をピン止めするピンニングセン
ターはＮｂＴｉ系合金フィラメント内に析出させたα−
Ｔｉであり、このα−Ｔｉは約４５０℃以上に加熱する
と固溶して消滅してしまうため、接続の際にあまり高い
温度に加熱することができないからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記のような接
続部を有する超電導線では、接続部のＮｂＴｉ系合金フ
ィラメントのまわりに、銅やアルミ等の安定化金属に比
べて抵抗の高い半田等が存在することになるため、擾乱
に対する安定性が劣り、接続部で突然クエンチが発生す
るなどの問題があった。
続部を有する超電導線では、接続部のＮｂＴｉ系合金フ
ィラメントのまわりに、銅やアルミ等の安定化金属に比
べて抵抗の高い半田等が存在することになるため、擾乱
に対する安定性が劣り、接続部で突然クエンチが発生す
るなどの問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】接続部の安定性を高める
ためには、接続部のＮｂＴｉ系合金フィラメントのまわ
りに銅やアルミ等の安定化金属を配置することが有効で
ある。しかし接続部に安定化金属を配置し、その機能を
発揮させるためにはフィラメントと安定化金属を金属結
合させる必要があり、そのためには高温での熱処理が必
要となる。高温で熱処理すると前述のようにα−Ｔｉが
固溶し、ピンニングセンターが消滅してしまうため、接
続部のＪc が低下し、運転電流が接続部でＪc 以上にな
り、常電導転移が起こる結果となる。
ためには、接続部のＮｂＴｉ系合金フィラメントのまわ
りに銅やアルミ等の安定化金属を配置することが有効で
ある。しかし接続部に安定化金属を配置し、その機能を
発揮させるためにはフィラメントと安定化金属を金属結
合させる必要があり、そのためには高温での熱処理が必
要となる。高温で熱処理すると前述のようにα−Ｔｉが
固溶し、ピンニングセンターが消滅してしまうため、接
続部のＪc が低下し、運転電流が接続部でＪc 以上にな
り、常電導転移が起こる結果となる。
【０００７】そこで本発明では、接続の際に高温で熱処
理してもピンニングセンターが消滅することのないよう
に、超電導線としてＮｂＴｉ系合金フィラメント中に例
えばＴａやＡｕなどによる人工ピンニングセンターを導
入したものを使用することとし、かつその接続部は、接
続すべきＮｂＴｉ系合金超電導線の端部に露出させたフ
ィラメントを集合（撚り合わせたり、束ねたり、編んだ
りすること）し、その部分を金属管で覆い、その金属管
内に安定化金属の粉末を充填した上で、全体を圧縮、熱
処理して一体化した構造とするものである。
理してもピンニングセンターが消滅することのないよう
に、超電導線としてＮｂＴｉ系合金フィラメント中に例
えばＴａやＡｕなどによる人工ピンニングセンターを導
入したものを使用することとし、かつその接続部は、接
続すべきＮｂＴｉ系合金超電導線の端部に露出させたフ
ィラメントを集合（撚り合わせたり、束ねたり、編んだ
りすること）し、その部分を金属管で覆い、その金属管
内に安定化金属の粉末を充填した上で、全体を圧縮、熱
処理して一体化した構造とするものである。
【０００８】
【作用】このようにすれば、接続部のＮｂＴｉ系合金フ
ィラメントが安定化金属で覆われることになり、接続部
の電磁気的な安定性が高まる。またＮｂＴｉ系合金フィ
ラメント中に導入した人工ピンニングセンターは、安定
化金属をＮｂＴｉ系合金フィラメントと結合させるため
の熱処理の温度では消滅しないので、接続部のフィラメ
ント中にもピンニングセンターが残り、超電導特性の低
下がきわめて少なくなる。
ィラメントが安定化金属で覆われることになり、接続部
の電磁気的な安定性が高まる。またＮｂＴｉ系合金フィ
ラメント中に導入した人工ピンニングセンターは、安定
化金属をＮｂＴｉ系合金フィラメントと結合させるため
の熱処理の温度では消滅しないので、接続部のフィラメ
ント中にもピンニングセンターが残り、超電導特性の低
下がきわめて少なくなる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は接続すべき２本のＮｂＴｉ系合金超
電導線１の端部を示す。各々の超電導線１は多数のＮｂ
Ｔｉ系合金フィラメント２をＣｕマトリクス３の中に埋
め込んだものである。また個々のフィラメント２は人工
ピンニングセンターとしてＴａを導入したもので、従来
の析出型ピンニングセンターであるα−Ｔｉは存在しな
い。超電導線１の外径は０．５mm、フィラメント２の外
径は５μm 、フィラメント２の本数は６２７０本であ
る。
に説明する。図１は接続すべき２本のＮｂＴｉ系合金超
電導線１の端部を示す。各々の超電導線１は多数のＮｂ
Ｔｉ系合金フィラメント２をＣｕマトリクス３の中に埋
め込んだものである。また個々のフィラメント２は人工
ピンニングセンターとしてＴａを導入したもので、従来
の析出型ピンニングセンターであるα−Ｔｉは存在しな
い。超電導線１の外径は０．５mm、フィラメント２の外
径は５μm 、フィラメント２の本数は６２７０本であ
る。
【００１０】接続に際し、まず図１に示すように超電導
線１の端部のマトリクス３をエッチングにより溶去し、
フィラメント２を露出させる。次に図２に示すように超
電導線１の端部に露出したフィラメント２を撚り合わせ
る。その後、図３に示すようにフィラメント２の撚り合
わせ部からＣｕマトリクス３の端部にかけてＣｕ管４を
被せ、その中にＣｕ粉（ｒｒｒ＝２００）５を充填す
る。これによりフィラメント２はＣｕ粉５の中に埋まっ
た状態となる。次にこれを真空中で外周から圧縮し、８
００℃に加熱して、フィラメント２とＣｕ粉５とＣｕ管
４を金属結合させて一体化する。これにより図４に示す
ようにフィラメント２がＣｕ安定化材６の中に埋め込ま
れた接続部７を得ることができる。
線１の端部のマトリクス３をエッチングにより溶去し、
フィラメント２を露出させる。次に図２に示すように超
電導線１の端部に露出したフィラメント２を撚り合わせ
る。その後、図３に示すようにフィラメント２の撚り合
わせ部からＣｕマトリクス３の端部にかけてＣｕ管４を
被せ、その中にＣｕ粉（ｒｒｒ＝２００）５を充填す
る。これによりフィラメント２はＣｕ粉５の中に埋まっ
た状態となる。次にこれを真空中で外周から圧縮し、８
００℃に加熱して、フィラメント２とＣｕ粉５とＣｕ管
４を金属結合させて一体化する。これにより図４に示す
ようにフィラメント２がＣｕ安定化材６の中に埋め込ま
れた接続部７を得ることができる。
【００１１】以上のようにして得た接続部７を含む超電
導線１を図５に示すように液体ヘリウム（４．２Ｋ）に
浸漬し、電流を流し、接続部７の両側の超電導線１に電
圧タップ８をとって、電圧−電流特性を調べた。比較の
ため同じ方法で、接続部のない超電導線と、従来の半田
接続部を有する超電導線の電圧−電流特性を調べた。そ
の結果を図６に示す。これによると、半田接続による従
来品は何等かの擾乱による磁束跳躍が引金となってクエ
ンチが発生しているが、本実施例品はフィラメントの接
触接合による微小抵抗で電圧は発生するが、磁束跳躍が
抑えられ、安定した電流が流れていることが分かる。
導線１を図５に示すように液体ヘリウム（４．２Ｋ）に
浸漬し、電流を流し、接続部７の両側の超電導線１に電
圧タップ８をとって、電圧−電流特性を調べた。比較の
ため同じ方法で、接続部のない超電導線と、従来の半田
接続部を有する超電導線の電圧−電流特性を調べた。そ
の結果を図６に示す。これによると、半田接続による従
来品は何等かの擾乱による磁束跳躍が引金となってクエ
ンチが発生しているが、本実施例品はフィラメントの接
触接合による微小抵抗で電圧は発生するが、磁束跳躍が
抑えられ、安定した電流が流れていることが分かる。
【００１２】次に上記実施例の接続部を含む超電導線で
０．３μＨのワンターンコイルを作り、４．２Ｋに冷却
して、永久電流の減衰を測定した。比較のため、従来の
半田接続部を有する超電導線でも同じコイルを作り、同
じ測定をした。その結果を図７に示す。これによると、
半田接続による従来品では磁束跳躍で起きる常電導転移
後の抵抗が存在するため、ある時点（外的擾乱の起こっ
た時点）で電流が急激に減衰するが、本実施例品では永
久電流の減衰はフィラメント接触に基づく微小抵抗によ
る減衰のみであり、磁束跳躍、常電導転移に基づく急激
な抵抗発生による減衰は起こらないことが分かる。
０．３μＨのワンターンコイルを作り、４．２Ｋに冷却
して、永久電流の減衰を測定した。比較のため、従来の
半田接続部を有する超電導線でも同じコイルを作り、同
じ測定をした。その結果を図７に示す。これによると、
半田接続による従来品では磁束跳躍で起きる常電導転移
後の抵抗が存在するため、ある時点（外的擾乱の起こっ
た時点）で電流が急激に減衰するが、本実施例品では永
久電流の減衰はフィラメント接触に基づく微小抵抗によ
る減衰のみであり、磁束跳躍、常電導転移に基づく急激
な抵抗発生による減衰は起こらないことが分かる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、接
続部のＮｂＴｉ系合金フィラメントが安定化金属で覆わ
れ、しかも安定化金属をＮｂＴｉ系合金フィラメントと
結合させるときの熱処理でＮｂＴｉ系合金フィラメント
中のピンニングセンターが消滅することがないので、接
続部の超電導特性が安定した接続部入り超電導線を得る
ことができる。
続部のＮｂＴｉ系合金フィラメントが安定化金属で覆わ
れ、しかも安定化金属をＮｂＴｉ系合金フィラメントと
結合させるときの熱処理でＮｂＴｉ系合金フィラメント
中のピンニングセンターが消滅することがないので、接
続部の超電導特性が安定した接続部入り超電導線を得る
ことができる。
【図１】 本発明の一実施例に係る接続部入りＮｂＴｉ
系合金超電導線を製造する第一段階を示す平面図。
系合金超電導線を製造する第一段階を示す平面図。
【図２】 図１の次の段階を示す平面図。
【図３】 図２の次の段階を示す平面図。
【図４】 図１ないし図３の方法で製造された本発明の
一実施例に係る接続部入りＮｂＴｉ系合金超電導線を示
す断面図。
一実施例に係る接続部入りＮｂＴｉ系合金超電導線を示
す断面図。
【図５】 接続部入りＮｂＴｉ系合金超電導線の試験方
法を示す説明図。
法を示す説明図。
【図６】 本発明の実施例品および他の比較品の超電導
状態における電圧−電流特性を示すグラフ。
状態における電圧−電流特性を示すグラフ。
【図７】 本発明の実施例品および従来品の永久電流減
衰特性を示すグラフ。
衰特性を示すグラフ。
１：ＮｂＴｉ系合金超電導線 ２：ＮｂＴｉ系合金フィラメント ３：Ｃｕマトリクス ４：Ｃｕ管 ５：Ｃｕ粉 ６：Ｃｕ安定化材 ７：接続部
Claims (1)
- 【請求項１】ＮｂＴｉ系合金超電導線同士の接続部を含
む連続したＮｂＴｉ系合金超電導線であって、前記超電
導線はＮｂＴｉ系合金フィラメント中に人工ピンニング
センターを含むものからなり、前記接続部は接続すべき
ＮｂＴｉ系合金超電導線の端部に露出させたフィラメン
トを集合し、その部分を金属管で覆い、その金属管内に
安定化金属の粉末を充填し、全体を圧縮、熱処理して一
体化したものからなることを特徴とする接続部入りＮｂ
Ｔｉ系合金超電導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4321465A JPH06150993A (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 接続部入りＮｂＴｉ系合金超電導線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4321465A JPH06150993A (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 接続部入りＮｂＴｉ系合金超電導線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06150993A true JPH06150993A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=18132872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4321465A Pending JPH06150993A (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 接続部入りＮｂＴｉ系合金超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06150993A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100473622B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2005-03-08 | 한국전기연구원 | 초전도체 분말을 매개로 한 초전도 접합방법 |
| US7152302B2 (en) | 2001-07-10 | 2006-12-26 | Hitachi, Ltd. | Superconductor connection structure |
| JP2009158234A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Hitachi Ltd | 超電導線材を接続した超電導接続部およびその作製方法 |
| JP2011029557A (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Hitachi Ltd | 超電導回路、超電導接続部の作製方法、超電導マグネット、及び、超電導マグネットの製造方法 |
| CN104319058A (zh) * | 2014-11-17 | 2015-01-28 | 中国科学院电工研究所 | 一种超导接头冷却装置 |
| JP2022046126A (ja) * | 2020-09-10 | 2022-03-23 | 株式会社東芝 | 超電導線材の接続方法及び超電導磁石装置 |
-
1992
- 1992-11-06 JP JP4321465A patent/JPH06150993A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7152302B2 (en) | 2001-07-10 | 2006-12-26 | Hitachi, Ltd. | Superconductor connection structure |
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| EP2284916A3 (en) * | 2009-07-29 | 2011-04-27 | Hitachi, Ltd. | Superconducting circuit, production method of superconducting joints, superconducting magnet, and production method of superconducting magnet |
| EP2418703A3 (en) * | 2009-07-29 | 2013-03-06 | Hitachi, Ltd. | Superconducting circuit, production method of superconducting joints, superconducting magnet, and production method of superconducting magnet |
| US8513527B2 (en) | 2009-07-29 | 2013-08-20 | Hitachi, Ltd. | Superconducting circuit, production method of superconducting joints, superconducting magnet, and production method of superconducting magnet |
| CN104319058A (zh) * | 2014-11-17 | 2015-01-28 | 中国科学院电工研究所 | 一种超导接头冷却装置 |
| JP2022046126A (ja) * | 2020-09-10 | 2022-03-23 | 株式会社東芝 | 超電導線材の接続方法及び超電導磁石装置 |
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