JPS60250512A - Ｎｂ３Ｓｎ系複合超電導体の製造方法 - Google Patents
Ｎｂ３Ｓｎ系複合超電導体の製造方法Info
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- JPS60250512A JPS60250512A JP59106434A JP10643484A JPS60250512A JP S60250512 A JPS60250512 A JP S60250512A JP 59106434 A JP59106434 A JP 59106434A JP 10643484 A JP10643484 A JP 10643484A JP S60250512 A JPS60250512 A JP S60250512A
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- Japan
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- tube
- composite
- conductor
- producing
- nb3sn
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- 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】
〔発明の属する技術分野〕
この発明はＮｂＢＳｎ系複合超電導体の製造方法に関す
る。
る。
Ｎｂ３８ｎ系複合超電導体の製造方法の一つとして。
次のような方法（パウダー法）が知られている。
すなわち、Ｎｂ管の中にＮｂＳｎ２パウダーを包含させ
、そのＮｂ管をＣｕで被覆した後、細線化し、６７５℃
〜７００℃の熱処理温度に加熱して、Ｎｂ管の内側にＮ
ｂ３８ｎ層を形成させるＮｂ ３８ ｎ複合超電導体の
製造方法が知られている。しかしながらこの方法には次
のような不都合さがある。パウダー法は一般に長尺線材
への細線化加工が非常に困難（Ｎｂ管にくびれが発生じ
やすい）であ）、それを克服するために従来Ｎｂ管の外
側にあるＣｕマトリックスの量を多くして（体積率〜７
０％）加工できるように工夫している。そのため導体全
体の臨界電流密度（オーバー−オールのＪｃ）が極度に
低下する。またＣｕ１Ｅ Ｎｂ管内に含まれていないの
で、Ｎｂ２Ｓｎ層を生成させる温度が高めになるので、
Ｊｃ特性が低下する問題点があった。
、そのＮｂ管をＣｕで被覆した後、細線化し、６７５℃
〜７００℃の熱処理温度に加熱して、Ｎｂ管の内側にＮ
ｂ３８ｎ層を形成させるＮｂ ３８ ｎ複合超電導体の
製造方法が知られている。しかしながらこの方法には次
のような不都合さがある。パウダー法は一般に長尺線材
への細線化加工が非常に困難（Ｎｂ管にくびれが発生じ
やすい）であ）、それを克服するために従来Ｎｂ管の外
側にあるＣｕマトリックスの量を多くして（体積率〜７
０％）加工できるように工夫している。そのため導体全
体の臨界電流密度（オーバー−オールのＪｃ）が極度に
低下する。またＣｕ１Ｅ Ｎｂ管内に含まれていないの
で、Ｎｂ２Ｓｎ層を生成させる温度が高めになるので、
Ｊｃ特性が低下する問題点があった。
我々は以前に、Ｎｂ管を用いた複合超電導体の細線化、
およびＮｂ３Ｓｎの超電導特性を向上させる方法を開示
した（特公告昭５５−１６５４７）。すなわちＮｂ管の
内側にＣｕを被覆したａｎを配置し、Ｎｂ管の外側にＣ
ｕを被覆した複合体を複数本束ねて、減面加工した後、
加熱処理を施してＮｂ３Ｓｎを生成させる複合超電導体
の製造方法である（いわゆるＮｂ ｔｕｂｅ法）。この
ような方法ではＮｂ管を使う九めＮｂ棒を使用する場合
と異なった加工上の問題点が、パウダー法と同様に、高
加工度の減面加工誉施すに従って現われる。しかし、Ｎ
ｂ管の内壁にＣｕ層を配置させることにより、高い減面
加工度をとることができるとともに、このＣｕ層を介し
てＮｂとＳｎを反応させることによシ（低温度の熱処理
が可能）、結晶粒径の小さいＮｂ３８ｎ層が生成し、
Ｊｃを向上させることができる。
およびＮｂ３Ｓｎの超電導特性を向上させる方法を開示
した（特公告昭５５−１６５４７）。すなわちＮｂ管の
内側にＣｕを被覆したａｎを配置し、Ｎｂ管の外側にＣ
ｕを被覆した複合体を複数本束ねて、減面加工した後、
加熱処理を施してＮｂ３Ｓｎを生成させる複合超電導体
の製造方法である（いわゆるＮｂ ｔｕｂｅ法）。この
ような方法ではＮｂ管を使う九めＮｂ棒を使用する場合
と異なった加工上の問題点が、パウダー法と同様に、高
加工度の減面加工誉施すに従って現われる。しかし、Ｎ
ｂ管の内壁にＣｕ層を配置させることにより、高い減面
加工度をとることができるとともに、このＣｕ層を介し
てＮｂとＳｎを反応させることによシ（低温度の熱処理
が可能）、結晶粒径の小さいＮｂ３８ｎ層が生成し、
Ｊｃを向上させることができる。
この発明は上記のような不都合さ、欠点が除かれ、Ｎｂ
管フィラメントのくびれや芯線切れのない良好な加工性
を持ち、かつ高Ｊｃ、耐高歪特性を有する、Ｎｂ３Ｓｎ
複合超電導線を容易に製造する方法を提供することを目
的とするものである。
管フィラメントのくびれや芯線切れのない良好な加工性
を持ち、かつ高Ｊｃ、耐高歪特性を有する、Ｎｂ３Ｓｎ
複合超電導線を容易に製造する方法を提供することを目
的とするものである。
本発明に係る複合超電導体としてはＮｂ管内で、Ｎｂと
ａｎが反応して、生成されるＮｂ３Ｓｎ化合物超電導体
層とＣｕからなる常電導体とを複合したものである。
ａｎが反応して、生成されるＮｂ３Ｓｎ化合物超電導体
層とＣｕからなる常電導体とを複合したものである。
このＮｂ３８ｎ超電導体層を形成した複合超電導体を製
造する場合について図面を参照しで説明する。
造する場合について図面を参照しで説明する。
第１図（Ａ）に示すようにＣｕを主成分とするＣｕ系合
金管１（メツシュ状になっている管も含む）を介して、
Ｎｂを主成分とするＮｂ系合金管２を外側に。
金管１（メツシュ状になっている管も含む）を介して、
Ｎｂを主成分とするＮｂ系合金管２を外側に。
Ｎｂ８ｎ２パウダー３を内側に含有させ、かつ、Ｎｂ系
合金管２をさらにＣｕマトリックス４と接触させた複合
体を減面加工し、７７５℃以下の温度で加熱処理を施し
て第１図（Ｂ）に示すよりなＮｂ３Ｓｎ超電導化合物６
を生成させるＮｂ３８ｎ複合超電導体７の製造方法であ
る。
合金管２をさらにＣｕマトリックス４と接触させた複合
体を減面加工し、７７５℃以下の温度で加熱処理を施し
て第１図（Ｂ）に示すよりなＮｂ３Ｓｎ超電導化合物６
を生成させるＮｂ３８ｎ複合超電導体７の製造方法であ
る。
Ｎｂ系合金管とＮｂ８ｎ２パウダーとの間ＫＣｕ系合金
管を介在させることにより、相互の密着性が非常に良く
なシ、減面加工中高加工度においても芯線のくびれ、肉
切れおよび、断線等がなくなった。
管を介在させることにより、相互の密着性が非常に良く
なシ、減面加工中高加工度においても芯線のくびれ、肉
切れおよび、断線等がなくなった。
すなわち加工性が向上した。このことから以下に述べる
効果が生まれた。
効果が生まれた。
（１１Ｎｂ管フィラメントが切れないため、加熱処理時
に内部のａｎがＮｂ管の外側のＣｕマトリックスに拡散
しないため、Ｉｃが尚い。また、Ｃｕマトリックスが８
ｎで汚染されないため、低抵抗を維持できるので冷却安
定性が良い。
に内部のａｎがＮｂ管の外側のＣｕマトリックスに拡散
しないため、Ｉｃが尚い。また、Ｃｕマトリックスが８
ｎで汚染されないため、低抵抗を維持できるので冷却安
定性が良い。
（２）高減面加工度においてもＮｂ管の健全性が保たれ
るためＮｂ管径を小さくできるので、Ｎｂ３８ｈ層の厚
みを薄くできるため、引張や曲げ歪等に対して強い導体
となる。
るためＮｂ管径を小さくできるので、Ｎｂ３８ｈ層の厚
みを薄くできるため、引張や曲げ歪等に対して強い導体
となる。
（３） Ｃｕを介在させて、Ｎｂとａｎの反応を行なわ
せることができるので熱処理温度が相対的に低くてすみ
、その結果Ｊｃ値の高いＮｂ３８ｎを生成させることが
できる。 ・ （４）加工性の向上により、 Ｃｕマトリックスの導体
に占める割合を少なくできるので、実用的に重要である
導体の全断面積当りのＩｃ（オーバー・オールのＪｃ）
を高くすることができる。 。
せることができるので熱処理温度が相対的に低くてすみ
、その結果Ｊｃ値の高いＮｂ３８ｎを生成させることが
できる。 ・ （４）加工性の向上により、 Ｃｕマトリックスの導体
に占める割合を少なくできるので、実用的に重要である
導体の全断面積当りのＩｃ（オーバー・オールのＪｃ）
を高くすることができる。 。
実施例１
第１図（Ａ）に示すように、Ｃｕ管１に被覆されたＮｂ
Ｓｎ２パウダー３を作るために、外径１８５ｍφ、内径
１２＋ｌｌＩφのＣｕ管内に平均粒径〜３０＃ｍのＮｂ
Ｓｎ２パウダーを充填した後、細線化加工を行ない、外
径を５ ｗｍ’にした。このＣｕクラッドＮｂＳｎ２パ
ウダー線を、外径８ノ、内径５ＪのＮｂ管管内内装着し
、さらにこの組合せ体を、外径１００ｍ’、長さ１００
０＋ｍのＣｕビレッ・トに８コの挿通孔を７８本穿設し
たＣｕ′マトリックス４に挿着し、しかる後、これを減
面加工して、細線化し、Ｃｕマトリックス４中にＮｂ管
（ＣｕクラッドＮｂ８ｎ２線を含む）を埋設した線径０
．２ ｍｍ’の複合導体５を形成した。細線化途中およ
び最終、線径０．２ Ｊにおいて芯線の異常はみとめら
れず。
Ｓｎ２パウダー３を作るために、外径１８５ｍφ、内径
１２＋ｌｌＩφのＣｕ管内に平均粒径〜３０＃ｍのＮｂ
Ｓｎ２パウダーを充填した後、細線化加工を行ない、外
径を５ ｗｍ’にした。このＣｕクラッドＮｂＳｎ２パ
ウダー線を、外径８ノ、内径５ＪのＮｂ管管内内装着し
、さらにこの組合せ体を、外径１００ｍ’、長さ１００
０＋ｍのＣｕビレッ・トに８コの挿通孔を７８本穿設し
たＣｕ′マトリックス４に挿着し、しかる後、これを減
面加工して、細線化し、Ｃｕマトリックス４中にＮｂ管
（ＣｕクラッドＮｂ８ｎ２線を含む）を埋設した線径０
．２ ｍｍ’の複合導体５を形成した。細線化途中およ
び最終、線径０．２ Ｊにおいて芯線の異常はみとめら
れず。
外径１６μｍφ、内径１０μｍφの芯線径（Ｎｂ ）ま
で加工できた。これ以上の加工も可能であるが、特性の
評価のため、 ０．２＋ｍ＋φの線径で止めた。Ｎｂの
芯線内径１０μｍ６は従来の方法で得られる値の帰以下
である。
で加工できた。これ以上の加工も可能であるが、特性の
評価のため、 ０．２＋ｍ＋φの線径で止めた。Ｎｂの
芯線内径１０μｍ６は従来の方法で得られる値の帰以下
である。
特性評価のため、この複合導体５を６２５℃で５０時間
、真空雰囲気中で熱処理して、第１図（Ｂ）に示すよう
に、Ｎｂ管２ａの内側にＮｂ ３８ ｎ超電導化合物６
を１．５μｍ生成させ念。このＮｂ３８ｎ複合超電導体
７に占めるＣｕマトリックス４ａの体積率は５０％でち
ゃ従来のそれよｆｉ、３０％も低くすることができた。
、真空雰囲気中で熱処理して、第１図（Ｂ）に示すよう
に、Ｎｂ管２ａの内側にＮｂ ３８ ｎ超電導化合物６
を１．５μｍ生成させ念。このＮｂ３８ｎ複合超電導体
７に占めるＣｕマトリックス４ａの体積率は５０％でち
ゃ従来のそれよｆｉ、３０％も低くすることができた。
このようにして得られたＮｂＢ８ｎ複合超電導体７の臨
界電流（Ｉｃ ）を１１Ｔ（テスラ）の磁界中で榔１定
したところ、２５．２ Ａであった。この値を導体７の
全断面積で除して、臨界電流密度（Ｊｃ）をめたところ
、８０３ Ａ／ｍＪの値であった。この値は、従来の導
体よ９３４％向上している。これはＣｕマトリックスの
体積率の低下、および低温度熱処理によるＪｃ内向上よ
るものである。
界電流（Ｉｃ ）を１１Ｔ（テスラ）の磁界中で榔１定
したところ、２５．２ Ａであった。この値を導体７の
全断面積で除して、臨界電流密度（Ｊｃ）をめたところ
、８０３ Ａ／ｍＪの値であった。この値は、従来の導
体よ９３４％向上している。これはＣｕマトリックスの
体積率の低下、および低温度熱処理によるＪｃ内向上よ
るものである。
さらに歪特性を調べるために、曲げ歪を加えた後、４．
２に、ＩＩＴの磁場下でＩｃを測定した。その結果を第
２図に示す。第２図において、横軸は曲げ歪を示し、縦
軸は曲げ歪下におけるＩｃと曲げ歪を加えないときのＩ
ｃとの比（％）を示す。（ａ）は特性比較用導体で、従
来の製法で作ったＮｂの芯線内Ｎｂ３８ｎ層を４μｍ厚
にして１本発明と同じＩｃをもつ導体である。上記の芯
線径が加工上限度であった。
２に、ＩＩＴの磁場下でＩｃを測定した。その結果を第
２図に示す。第２図において、横軸は曲げ歪を示し、縦
軸は曲げ歪下におけるＩｃと曲げ歪を加えないときのＩ
ｃとの比（％）を示す。（ａ）は特性比較用導体で、従
来の製法で作ったＮｂの芯線内Ｎｂ３８ｎ層を４μｍ厚
にして１本発明と同じＩｃをもつ導体である。上記の芯
線径が加工上限度であった。
（ｂ）は本発明に係る超電導線で、それぞれの特性曲線
を示す。この図から明らかなように本発明に係る超電導
体は従来の超電導体より約２倍、歪に対して強くなって
いることがわかる。
を示す。この図から明らかなように本発明に係る超電導
体は従来の超電導体より約２倍、歪に対して強くなって
いることがわかる。
実施例２
第１図（人）におけるＣｕ管１のかわりに、メツシー状
のＣｕ管（管が網状に形成されているもの）を用いて、
上記実施例１と同形状の線外径０．２ ｍｍ’のＮｂ３
Ｓｎ複合導体を製作した。特性評価のため。
のＣｕ管（管が網状に形成されているもの）を用いて、
上記実施例１と同形状の線外径０．２ ｍｍ’のＮｂ３
Ｓｎ複合導体を製作した。特性評価のため。
６２５℃で５０時間、真空中で熱処理を行なって、１．
５７１ｍ厚のＮｂ３Ｓｎを生成させた。そのｆｉ、４．
２Ｋ。
５７１ｍ厚のＮｂ３Ｓｎを生成させた。そのｆｉ、４．
２Ｋ。
１１Ｔの磁場下゛で臨界電流（Ｉｃ）の測定したところ
３０、ＯＡであった。この値は実施例１における本発明
の導体よシさらに２０％程度向上していた。これはＮｂ
と８ｎの反応が非常に効率よく行なわれることにより、
生成したＮｂＢＳｎ層内の原子の秩序度が改善されたこ
とによるものと考える。
３０、ＯＡであった。この値は実施例１における本発明
の導体よシさらに２０％程度向上していた。これはＮｂ
と８ｎの反応が非常に効率よく行なわれることにより、
生成したＮｂＢＳｎ層内の原子の秩序度が改善されたこ
とによるものと考える。
第１７ （Ａ）におけるＣｕ管は純金属Ｋかぎらず、加
工性を阻害しない範囲で元素を添加した合金でもよい。
工性を阻害しない範囲で元素を添加した合金でもよい。
実施例２におけるＣｕメツシー管のかわりにＮｂＳｎ２
パウダーを焼結した外周面にＣｕ線等をら旋状に巻回し
てもよい。
パウダーを焼結した外周面にＣｕ線等をら旋状に巻回し
てもよい。
第１図（Ａ）、（Ｂ）はこの発明の詳細な説明するため
に複合超電導体の構成について示す一部断面図、第２図
は本発明導体と比較導体の臨界電流（Ｉｃ）−曲げ歪特
性図である。 １・・・Ｃｕ系合金管、２・・・Ｎｂ系合金管、３・・
・Ｎｂ８ｎ２パウダー、４・・・Ｃｕマトリックス、
５・・・複合導体。 ６・・・Ｎｂ３Ｓｎ超電導化合物、７・・・Ｎｂ３８ｎ
複合超電導体、８・・・反応後のＮｂ −８ｎ −Ｃｕ
合金。 代理人弁理士 則近憲佑 （ほか１名）第 １ 図 第 ２ 図 胡 曲丁ＪＬε（幻
に複合超電導体の構成について示す一部断面図、第２図
は本発明導体と比較導体の臨界電流（Ｉｃ）−曲げ歪特
性図である。 １・・・Ｃｕ系合金管、２・・・Ｎｂ系合金管、３・・
・Ｎｂ８ｎ２パウダー、４・・・Ｃｕマトリックス、
５・・・複合導体。 ６・・・Ｎｂ３Ｓｎ超電導化合物、７・・・Ｎｂ３８ｎ
複合超電導体、８・・・反応後のＮｂ −８ｎ −Ｃｕ
合金。 代理人弁理士 則近憲佑 （ほか１名）第 １ 図 第 ２ 図 胡 曲丁ＪＬε（幻
Claims (1)
- （１） Ｃｕ ｔ−主成分とするＣｕ系合金管を介して
、Ｎｂを主成分とするＮｂ系合金管を外側に、Ｎｂ８ｎ
２パウダーを内側に接触せしめ、かつ、 Ｎｂ系合金管
をさらにＣｕと接触させた複合体を減面加工し７７５℃
以下の温度で、加熱処理を施し、Ｎｂ ３８ｎ化合物°
超電導層を生成させることを特徴とするＮｂ３８ｎ系複
合超電導体の製造方法。 （２１ｅｕを主成分とするＣｕ系合金管がメツシュ状に
なっている管を用いることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のＮｂ Ｂ Ｓ ｎ系複合超電導体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59106434A JPS60250512A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | Ｎｂ３Ｓｎ系複合超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59106434A JPS60250512A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | Ｎｂ３Ｓｎ系複合超電導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60250512A true JPS60250512A (ja) | 1985-12-11 |
Family
ID=14433541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59106434A Pending JPS60250512A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | Ｎｂ３Ｓｎ系複合超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60250512A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6139322A (ja) * | 1984-06-27 | 1986-02-25 | リツプス ユナイテツド ベスロ−テム・ベンノツトシヤツプ | 超電導物質の製造方法 |
-
1984
- 1984-05-28 JP JP59106434A patent/JPS60250512A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6139322A (ja) * | 1984-06-27 | 1986-02-25 | リツプス ユナイテツド ベスロ−テム・ベンノツトシヤツプ | 超電導物質の製造方法 |
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