DE3718258A1 - Method for the fabrication of multifilament superconductor wires from Nb3Sn filaments or V3Ga filaments, embedded in a matrix of Cu or Cu alloy - Google Patents

Abstract

The invention relates to a method for the fabrication of multifilament superconductor wires from Nb3Sn filaments or V3Ga filaments, embedded in a matrix of Cu or Cu alloy, which contain metallic inclusions of crystallographic phases other than the superconducting A15 crystal phase in the filaments. The object of the invention is to provide a method for fabricating multifilament superconductor wires from Nb3Sn filaments or V3Ga filaments, by means of which method it is possible to fabricate a) such conductors on an industrial scale b) with microstructured filaments c) reliably and with relatively little effort compared with the methods from the prior art, and d) with a high areal degree of deformation up to Ra >/= 10<10>. The object is achieved according to the invention by a composite structure comprising rods made of niobium or vanadium and rods made of elements forming metallic foreign phases in the filaments, being introduced in a compactable Cu, or Cu alloy, vessel and being processed, with the aid of extrusion and further cold working, to give a composite rod made of Nb or V containing inclusions (X) and using this as a starting material for the further process steps of a manufacturing process from the group comprising bronze method, internal tin process, external tin process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Multifilament-Supraleiterdrähten aus Nb₃Sn- oder V₃Ga-Fila­ menten, eingebettet in einer Cu- oder Cu-Legierungs-Matrix, welche metallische Einschlüsse anderer kristallographischer Phasen als die supraleitende A15-Kristallphase in den Fila­ menten enthalten.The invention relates to a method for producing multifilament superconductor wires made of Nb ₃ Sn or V ₃ Ga filaments, embedded in a Cu or Cu alloy matrix, which contain metallic inclusions of crystallographic phases other than the superconducting A15 crystal phase Filaments included.

Ein Verfahren nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der DE-OS 35 31 769 bekannt. Dort werden ebenfalls ein oder mehrere Zusatzelemente in die Filamente eingebracht und die Ausgangsmaterialien mit oder ohne Umhüllung einem oder mehreren sich wiederholenden mechanischen Verformungs­ schritten mit einer abschließenden Reaktionsglühung im Tem­ peraturbereich zwischen 550°C und 1000°C unterzogen, wo­ nach Multifilament-Supraleiterdrähte mit vorbestimmten su­ praleitenden Eigenschaften sowohl bei mittleren Magnetfel­ dern (unter 12 T) als auch bei hohen Magnetfeldern (12 T und höher) erhalten werden. In die Filamente wurden Einschlüsse aus Material einer anderen kristallographischen Phase einge­ baut, um die Haftkräfte auf Flußlinien im Supraleiter zu erhöhen. Gegen Ende des in der Offenlegungsschrift beschrie­ benen Herstellungsprozesses konnten die supraleitenden Ei­ genschaften für verschiedene Anforderungen eingestellt wer­ den. Der Einbau der Einschlüsse erfolgte mit Hilfe eines pulvermetallurgischen Verfahrens: Niob oder Vanadium enthal­ tende Pulver wurden mit einem Pulver aus einem oder mehreren metallischen Zusatzelementen oder aus einer oder mehreren Legierungen aus mindestens zwei Zusatzelementen gemischt, wobei alle Pulver Korngrößen aufwiesen im Bereich zwischen 0,1 µm und 500 µm Durchmesser. Das Pulvergemisch wurde in einen kompaktierbaren Behälter aus Kupfer eingefüllt und durch Strangpressen und Kaltumformung zu einem Kompositstab verarbeitet. Diese Kompositstäbe wurden nach bekannten Nb₃Sn- oder V₃Ga-Herstellungsverfahren weiterverarbeitet und anschließend nach Maßgabe der gewünschten supraleitenden Eigenschaften einer Reaktionsglühung zwischen 550°C und 1000°C bei einer ausgewählten Glühdauer im Bereich von 48 bis 300 Stunden unterzogen.A method according to the preamble of claim 1 is known from DE-OS 35 31 769. There, too, one or more additional elements are introduced into the filaments and the starting materials with or without sheathing undergo one or more repetitive mechanical deformation steps with a final reaction annealing in the temperature range between 550 ° C and 1000 ° C, where according to multifilament superconductor wires with predetermined su-conducting properties can be obtained with medium magnetic fields (below 12 T) as well as with high magnetic fields (12 T and higher). Inclusions made of material from another crystallographic phase were built into the filaments in order to increase the adhesive forces on flux lines in the superconductor. Towards the end of the manufacturing process described in the published patent application, the superconducting properties could be set for different requirements. The inclusions were installed using a powder metallurgical process: niobium or vanadium-containing powders were mixed with a powder composed of one or more metallic additional elements or one or more alloys comprising at least two additional elements, all powders having particle sizes in the range between 0.1 µm and 500 µm diameter. The powder mixture was poured into a compactable container made of copper and processed into a composite rod by extrusion and cold forming. These composite rods were processed further by known Nb ₃ Sn or V ₃ Ga production processes and then subjected to reaction annealing between 550 ° C. and 1000 ° C. with a selected annealing time in the range from 48 to 300 hours in accordance with the desired superconducting properties.

Die Einschlüsse sollen Abmessungen von kleiner als 100 nm besitzen, d. h. sie müssen sehr stark verformt werden. Geht man von Ausgangspulvern einer mittleren Korngröße von z. B. 100 µm aus, so muß eine Querschnittsflächenreduktion der Pulverkorn-Abmessungen von R _a größer als 10⁶ erreicht wer­ den. Aus diesem Grunde sind für die Anwendung der Pulvermet­ hode sehr reine Ausgangsstoffe bezüglich der gasförmigen Verunreinigungen, wie z. B. Sauerstoff, Stickstoff, Wasser­ stoff, etc., erforderlich. Die Pulverherstellung wird hier­ durch sehr aufwendig: Blöcke aus reinem Niob oder Vanadium und der Zusatzstoffe, wie z. B. Tantal, NbTi, Titan, müssen zersägt und bei erhöhter Temperatur mit Wasserstoff begast werden. Das so entstehende Nb(Ta, etc.)-Hydrid läßt sich nun einfach verpulvern und wird in seine Siebfraktionen aufge­ teilt. Anschließend muß unter Hochvakuumbedingungen und erhöhten Temperaturen der Wasserstoff wieder ausgetrieben werden, um die reinen Nb (Ta, etc.)-Pulver zu erhalten. Even­ tuell ist sogar noch eine chemische Nachbehandlung erforder­ lich. Der ganze Herstellungsprozeß und die weitere Behand­ lung, wie z. B. Mischen, Verpressen, etc. sollte unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden, um die hohe Rein­ heit bezüglich Sauerstoff zu erreichen. Dadurch wird die Herstellung der Pulver sehr teuer. Die Pulverkomposite wei­ sen mit zunehmender Verformung größere Härte auf, was große Schwierigkeiten bei der Herstellung derartiger Leiter in größerem Maßstab mit sich bringt. Über die Bearbeitung von Pulverkompositen ist daher die Herstellung von Multifila­ ment-Supraleiterdrähten nach dem Gattungsbegriff in indu­ striellem Maßstab nicht oder nur unter weiter erhöhtem Auf­ wand durchführbar. The inclusions should have dimensions of less than 100 nm, ie they have to be deformed very strongly. If you start from starting powders with an average grain size of z. B. 100 microns, a cross-sectional area reduction of the powder grain dimensions of R _a greater than 10 ^{6 must be} achieved who the. For this reason, very pure starting materials with regard to the gaseous impurities, such as. B. oxygen, nitrogen, water, etc., required. The powder production here is very complex: Blocks made of pure niobium or vanadium and the additives, such as. B. tantalum, NbTi, titanium must be sawn and gassed with hydrogen at elevated temperature. The resulting Nb (Ta, etc.) hydride can now easily be pulverized and is divided into its sieve fractions. The hydrogen must then be expelled again under high vacuum conditions and elevated temperatures in order to obtain the pure Nb (Ta, etc.) powders. Chemical aftertreatment may even be necessary. The whole manufacturing process and further treatment, such as. B. mixing, pressing, etc. should be carried out under a protective gas atmosphere in order to achieve the high purity regarding oxygen. This makes the production of the powders very expensive. The powder composites have greater hardness with increasing deformation, which poses great difficulties in the production of such conductors on a larger scale. By processing powder composites, the production of multifilament superconducting wires according to the generic term cannot therefore be carried out on an industrial scale, or can only be carried out with further increased effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Multifilament-Supraleiterdrähten aus Nb₃Sn- oder V₃Ga-Filamenten, eingebettet in einer Cu- oder Cu- Legierungs-Matrix zu schaffen, mit welchemThe invention has for its object to provide a method for producing multifilament superconductor wires from Nb ₃ Sn or V ₃ Ga filaments, embedded in a Cu or Cu alloy matrix, with which

• a) derartige Leiter in industriellem Maßstaba) such conductors on an industrial scale
• b) mit mikrostrukturierten Filamentenb) with microstructured filaments
• c) sicher und mit verhältnismäßig geringem Aufwand im Ver­ gleich zu den zum Stande der Technik gehörenden Verfahren undc) safe and with relatively little effort in Ver equal to the methods belonging to the state of the art and
• d) mit einem hohen Flächen-Verformungsgrad bis R _a 10¹⁰ (Durchschnittsfläche vor der Verformung zu Durchschnitts­ fläche nach der Verformung)d) with a high degree of area deformation up to R _a 10 ¹⁰ (average area before deformation to average area after deformation)

hergestellt werden können.can be produced.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man einen Verbund aus Niob- oder Vanadium-Stäben und Stäben aus in den Filamenten metallische Fremdphasen bildenden Elemen­ ten in einen kompaktierbaren Cu- der Cu-Legierungs-Behälter einbringt und mit Hilfe von Strangpressen und weiterer Kalt­ verarbeitung zu einem Kompositstab aus Nb oder V mit Ein­ schlüssen (X) verarbeitet und diesen als Ausgangsmaterial für die weiteren Verfahrensschritte eines Herstellungs­ prozesses aus der Gruppe Bronzemethode, Internes Zinnver­ fahren, Externes Zinnverfahren verwendet.The object is achieved in that a composite of niobium or vanadium rods and rods from elements forming metallic foreign phases in the filaments is introduced into a compactable copper or copper alloy container and processed with the help of extrusion and further cold processing processed into a composite rod made of Nb or V with inclusions ( X ) and used as the starting material for the further process steps of a manufacturing process from the group bronze method, internal tin process, external tin process.

Der Nb-X- oder V-X-Kompositstab wird zu einem Filament mit einem Durchmesser im Bereich von 2 µm bis 20 µm verformt, in welchem die Einschlüsse X radiale Abmessungen von bis weniger gleich 0,5 nm aufweisen. In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung besteht der Stab-Verbund aus Nb- oder V-Stäben undThe Nb-X or VX composite rod is shaped into a filament with a diameter in the range from 2 μm to 20 μm, in which the inclusions X have radial dimensions of less than or equal to 0.5 nm. In an advantageous embodiment of the invention, the rod assembly consists of Nb or V rods and

• a) 0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf Nb oder V, aus Stäben eines langsam entweder in Nb (oder Nb₃Sn) oder V (oder V₃Ga) diffundierenden Materials (A) und/oder a) 0.1 to 50% by weight, based on Nb or V, of rods of a material ( A ) and / or slowly diffusing either in Nb (or Nb ₃ Sn) or V (or V ₃ Ga)
• b) 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf Nb oder V, aus Stäben eines schnell entweder in Nb (oder Nb₃Sn) oder V (oder V₃Ga) diffundierenden Materials (B)b) 0.1 to 5% by weight, based on Nb or V, of rods of a material which diffuses rapidly in either Nb (or Nb ₃ Sn) or V (or V ₃ Ga) ( B )

besteht.consists.

Die Stäbe aus langsam diffundierendem Material (A) enthalten ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe Ta, V für Nb oder Nb₃Sn, Nb für V oder V₃Ga, .... . Die Stäbe aus schnell diffundierendem Material (B) enthalten ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe Mg, Al, Ti, Fe, Co, Ni, Ga, In und Sn.The slowly diffusing material rods ( A ) contain one or more elements from the group Ta, V for Nb or Nb ₃ Sn, Nb for V or V ₃ Ga, ..... The rapidly diffusing material rods ( B ) contain one or more elements from the group Mg, Al, Ti, Fe, Co, Ni, Ga, In and Sn.

Alternativ zu dem Einbringen eines Verbundes aus Niob- oder Vanadium-Stäben und Stäben aus in den Filamenten metallische Fremdphasen bildenden Elementen in einen kompaktierbaren Cu- oder Cu-Legierungs-Behälter kann man auchAs an alternative to introducing a composite of niobium or Vanadium rods and rods made of metallic in the filaments Elements forming foreign phases in a compactible copper or Cu alloy containers can also

• a) einen Verbund aus Nb- oder V-Folien und Folien aus in den Filamenten metallische Fremdphasen bildenden Elementen herstellen odera) a composite of Nb or V foils and foils in the Filaments forming elements that form foreign phases manufacture or
• b) Folien aus Nb mit Einschlüssen (X) oderb) films of Nb with inclusions ( X ) or
• c) Folien aus V mit Einschlüssen (X)c) V films with inclusions ( X )

bereitstellen und als Ausgangsmaterial für das "Modified Jelly Roll"-Verfahren verwenden. In jedem Falle aber sollen die in den Filamenten metallische Fremdphasen bildenden Elemente gleiche oder ähnliche Duktilität wie Nb oder V aufweisen.provide and as a starting material for the "Modified Use Jelly Roll "method. In any case, but should the metallic foreign phases forming in the filaments Elements with the same or similar ductility as Nb or V exhibit.

Untersuchungen haben gezeigt, daß die Verformbarkeit von Pulverkompositen schlechter ist als die der reinen Ausgangs­ materialien. Ein Maß für diese Verformbarkeit ist beispiels­ weise das Verhältnis der Härte der Materialien, angegeben in Vickers-Härte N/mm², zu der durch die Verformung erwirkten Querschnittsflächenreduktion des Pulverkomposits in R _a , wie sie aus Fig. 1 hervorgeht. So erzielt Nb-Vollmaterial (Bulk Nb), Kurve 3, eine sogenannte "Sättigung" der Vickers-Härte bei H _v ungefähr gleich 1400 N/mm², während Nb-Pulver diese Sättigung erst bei H _v ungefähr gleich 3200 N/mm² erreicht (Kurve 2). Etwas höher liegt die Kurve für das Pulverkompo­ sit Nb-15 Gew.-% Ta, Kurve 1. Wesentlich höher liegt die Kurve 4 für reines Tantal-Pulver (45 bis 75 µm). Im Diagramm der Fig. 1 ist der Verlauf der Härte für den ersten Teil der Kaltverformung aufgezeigt, d. h. lediglich bis R _a gleich 10⁴.Studies have shown that the deformability of powder composites is worse than that of the pure starting materials. A measure of this ductility is example, the ratio of the hardness of the materials indicated in Vickers hardness N / mm ^2, to the erwirkten by the deformation of the cross-sectional area reduction of Pulverkomposits in R _a, as seen in FIG. 1. Nb solid material (bulk Nb), curve 3 , achieves a so-called "saturation" of Vickers hardness at H _v approximately equal to 1400 N / mm ² , while Nb powder only achieves this saturation at H _v approximately equal to 3200 N / mm ² reached (curve 2 ). The curve for the powder composite Nb-15 wt.% Ta, curve 1, is somewhat higher. Curve 4 is much higher for pure tantalum powder (45 to 75 µm). The diagram of FIG. 1 shows the course of the hardness for the first part of the cold deformation, ie only up to R _a equal to 10⁴.

Zwar ist die Einbettung von Nb-Stäben oder von Stäben aus aufgeschmolzenen Nb-X-Legierungen in einer Cu- oder Cu-Sn- Matrix bereits bekannt, doch löst diese Arbeitsweise die oben aufgeführte Aufgabenstellung nicht, da der Verformungs­ grad in diesem Falle nicht weit genug getrieben werden kann. Die gewünschte weitgehende Verformung ist nicht erreichbar ohne Qualitätsverlust des Supraleiters. Beispielsweise kann bei zu hoher Verformung die supraleitende Phase im Leiter unterbrochen werden.It is true that embedding is carried out from Nb rods or from rods melted Nb-X alloys in a Cu or Cu-Sn Matrix is already known, but this way of working solves the problem Task listed above not because of the deformation cannot be driven far enough in this case. The desired extensive deformation cannot be achieved without loss of quality of the superconductor. For example if the deformation is too high, the superconducting phase in the conductor to be interrupted.

Demgegenüber wird die mechanische Festigkeit der Nb₃Sn- Filamente durch die duktilen Einschlüsse nach der Erfindung erhöht.In contrast, the mechanical strength of the Nb ₃ Sn filaments is increased by the ductile inclusions according to the invention.

Während bei der zum Stande der Technik gehörigen Verarbei­ tung von Pulvermischungen aus Partikeln mit Durchmessern von 0,1 bis 500 µm ausgegangen wird, können nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren Stäbe von 0,5 bis 20 mm Durchmesser ver­ wendet werden. Metallstäbe von 20 mm Durchmesser können ohne Schwierigkeiten auf Durchmesser von 50 nm kaltverformt wer­ den (R _a größer gleich 10¹⁰), um die von der Supraleitung her geforderte Abmessung der Einschlüsse zu erreichen. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den Verfahren zum Stande der Technik sind:While processing of powder mixtures of particles with diameters of 0.1 to 500 μm is assumed in the state of the art, rods of 0.5 to 20 mm in diameter can be used according to the method according to the invention. Metal rods with a diameter of 20 mm can easily be cold-formed to a diameter of 50 nm ( R _a greater than or equal to 10 ¹⁰ ) in order to achieve the dimensions of the inclusions required by superconductivity. Further advantages of the method according to the invention over the methods of the prior art are:

• - Die Verwendung von kosten- und herstellungsaufwendigen Pulvern wird vermieden, man startet das Verfahren bereits mit den Stäben, die als Ausgangsstäbe der Pulverherstellung beim zum Stande der Technik gehörigen Verfahren verwendet werden müssen. - The use of costly and manufacturing-intensive Powders are avoided, the process is already started with the bars that act as starting bars for powder manufacturing used in the prior art method Need to become.  
• - die Verarbeitbarkeit der Stäbe ist gerade bei den benötig­ ten hohen Verformungsraten besser als die der Pulverkompo­ site. - The processability of the rods is especially necessary for those high deformation rates better than that of the powder compo site.
• - Erst das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine siche­ re Herstellung des in der DE-OS.... vorgestellten Prinzips der Phasengrenzen bzw. der Zwischenwände in den Filamenten bei der Übertragung in den industriellen Maßstab.- Only the inventive method enables a safe re production of the principle presented in DE-OS .... the phase boundaries or the partition walls in the filaments in the transfer to the industrial scale.
• - Erst durch das erfindungsgemäße Verfahren kommen die Vor­ teile der in der DE-OS .... vorgestellten Möglichkeit, die supraleitenden Eigenschaften einzustellen, voll zum Tragen (Umgehen des aufwendigen Elektronenstrahlschmelzens der Legierungen Nb-Ta, Nb-Ti...).- The occurrence occurs only through the method according to the invention share the possibility presented in DE-OS .... that set superconducting properties, fully effective (Avoiding the complex electron beam melting of the Alloys Nb-Ta, Nb-Ti ...).
• - In der besonderen Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens ist es möglich, anstelle der Alternative a) entweder binäres Nb₃Sn mit Zwischenwänden aus Matrix A oder die ternäre Legierung (Nb-A)₃Sn ohne Zwischenwände (jedoch mit Einschlüssen A) herzustellen, die Eigenschaft von ternären (Nb-B)₃Sn einzustellen und gleichzeitig Zwischenwände aus A zusätzlich einzuführen (kombinierte Verfahrensweise b) plus a)).- In the special embodiment of the method according to the invention it is possible, instead of the alternative a), to produce either binary Nb ₃ Sn with partitions from matrix A or the ternary alloy (Nb-A) ₃ Sn without partitions (but with inclusions A ), which Property of ternary (Nb-B) ₃ Sn to set and at the same time to additionally introduce partition walls from A (combined procedure b) plus a)).

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Herstellungsbe­ schreibung in Verbindung einigen beispielhaften schematisch dargestellten Figuren näher beschrieben.In the following the invention based on a manufacturing writing in connection with some exemplary schematic illustrated figures described in more detail.

Die supraleitende A15-Kristallphase von Nb₃Sn (V₃Ga) bildet sich bei Glühungen des Nb- bzw. V-Bronzeverbunds oberhalb 500°C. Die üblichen Reaktionstemperaturen liegen zwischen 650°C und 750°C bei Zeiten von 48 bis 300 Stunden. Die künstlich eingebauten Wände aus dem Zusatzmaterial bleiben bei langsam diffundierenden Elementen wie Ta, V (Nb) bis zu ca. 700°C bei 64 Stunden Reaktionsdauer erhalten. Bei schneller diffundierenden Elementen wie Ti, Ni und Fe bleiben die Wände bis ca. 660°C und 120 Stunden Reaktionszeit erhalten. Diese geringe Temperaturdifferenz ist eine Folge der exponentiellen Temperaturabhängigkeit der Diffusion, so können beide Arten von Zusatzstoffen im Rahmen der üblichen Reaktionsbedingungen verwendet werden. Bei der gleichzeiti­ gen Zinndiffusion ist die Reaktion zu Nb₃Sn zu berücksichti­ gen, d. h. es existiert nicht nur ein Konzentrationsgefälle, sondern auch ein chemisches Potential, das das Zinn in die Nb- bzw. Nb₃Sn-Schicht zieht.The superconducting A15 crystal phase of Nb ₃ Sn (V ₃ Ga) is formed when the Nb or V bronze composite is annealed above 500 ° C. The usual reaction temperatures are between 650 ° C and 750 ° C with times of 48 to 300 hours. The artificially built-in walls made of the additional material are preserved with slowly diffusing elements such as Ta, V (Nb) up to approx. 700 ° C with a reaction time of 64 hours. With faster diffusing elements such as Ti, Ni and Fe, the walls remain up to approx. 660 ° C and 120 hours reaction time. This small temperature difference is a consequence of the exponential temperature dependence of the diffusion, so both types of additives can be used within the usual reaction conditions. In the case of simultaneous tin diffusion, the reaction to Nb ₃ Sn must be taken into account, ie there is not only a concentration gradient, but also a chemical potential that pulls the tin into the Nb or Nb ₃ Sn layer.

Die Fig. 2 bis 6 stehen für mögliche Konfigurationen der Stäbe, aus denen ein mikrostrukturiertes Nb-(V)-Filament hergestellt werden kann. Dabei sind die schraffierten Berei­ che aus dem Zusatzmaterial 6 und die weißen aus Nb- bzw. V- Material 7. Figures 2 through 6 represent possible configurations of the rods from which a microstructured Nb (V) filament can be made. The hatched areas are made of the additional material 6 and the white areas are made of Nb or V material 7 .

Fig. 2: Die einfachste Möglichkeit ist sicherlich das Bündeln von sechseckigen Stäben in einen Cu-Behälter 5, in dem die weitere Verformung (Strangpressen, Walzen, Drahtziehen) durchgeführt wird. Es sind viele verschiedene Möglichkeiten der Anordnung der Zusatzmaterialstäbe gegeben, eingezeichnet ist eine Konfiguration mit 33 Vol.-% Zusatzstoff. Fig. 2: The simplest option is certainly the bundling of hexagonal rods in a Cu container 5 , in which the further deformation (extrusion, rolling, wire drawing) is carried out. There are many different ways of arranging the additional material rods, a configuration with 33% by volume of additive is shown.

Fig. 3: Hier ist die Möglichkeit der Bündelung von hexagonalen Nb- (V)-Rohren 9 aufgezeigt. Durch Variation der Bohrung und der Anordnung können beliebige Anteile des Zusatzmaterials 8 eingestellt werden. In der Figur ist auch eine Bündelung eines Nb-(V)-Profilstabes exemplarisch aufgezeigt. Fig. 3: Here the possibility of bundling hexagonal Nb (V) tubes 9 is shown. By varying the bore and the arrangement, any proportions of the additional material 8 can be set. The figure also shows an example of a bundling of an Nb (V) profile rod.

Fig. 4 und 5: Sie zeigen mögliche Bündelungsarten von runden Nb-(V)-Stäben in hexagonaler 11 (Fig. 4) und kubischer 12, 12′ (Fig. 5) Anordnung. In die Lücke zwischen diesen Elementen werden Stäbe aus Zusatzmaterial 10, 10′ etc. gesteckt, je nach Formgebung kann auch hier dessen Anteil variiert werden. Die Bündelung von Stäben gleichen Durchmessers (vgl. Fig. 2) ist selbstverständlich auch möglich. Die Luft zwischen den Stä­ ben wird durch Evakuieren des Strangpreßbehälters entfernt, falls nötig, kann die Dichte auch noch durch einen kalten oder heißen isostatischen Preßvorgang erhöht werden. FIGS. 4 and 5: show possible bundling types of round Nb (V) rods in hexagonal and cubic 11 12, 12 '(Fig. 5) assembly (Fig. 4). In the gap between these elements, rods made of additional material 10 , 10 'etc. are inserted, depending on the shape, the proportion of which can also be varied here. The bundling of rods of the same diameter (see FIG. 2) is of course also possible. The air between the rods is removed by evacuating the extrusion container, if necessary the density can also be increased by a cold or hot isostatic pressing process.

Fig. 6: Hier ist exemplarisch eine der vielen anderen Bündelungsmög­ lichkeiten aufgezeigt anhand von 8- und viereckigen Stäben (14 bzw. 13). Fig. 6: Here is an example of one of the many other bundling options shown using 8 and square bars ( 14 and 13 ).

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von Multifilament-Supraleiter­ drähten aus Nb₃Sn- oder V₃Ga-Filamenten, eingebettet in einer Cu- oder Cu-Legierungs-Matrix, welche metallische Einschlüsse anderer kristallographischer Phasen als die supraleitende A15-Kristallphase in den Filamenten enthal­ ten, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Verbund aus Niob- oder Vanadium-Stäben und Stäben aus in den Filamen­ ten metallische Fremdphasen bildenden Elementen in einen kompaktierbaren Cu-oder Cu-Legierungs-Behälter einbringt und mit Hilfe von Strangpressen und weiterer Kaltverar­ beitung zu einem Kompositstab aus Nb oder V mit Ein­ schlüssen (X) verarbeitet und diesen als Ausgangsmaterial für die weiteren Verfahrensschritte eines Herstellungs­ prozesses aus der Gruppe Bronzemethode, Internes Zinnver­ fahren, Externes Zinnverfahren verwendet.1. Process for the production of multifilament superconductors from Nb ₃ Sn or V ₃ Ga filaments, embedded in a Cu or Cu alloy matrix, which contains metallic inclusions of crystallographic phases other than the superconducting A15 crystal phase in the filaments ten, characterized in that a composite of niobium or vanadium rods and rods made of elements which form metallic foreign phases in the filamen ten is introduced into a compactable Cu or Cu alloy container and processed with the help of extrusion and further cold processing into one Composite rod made of Nb or V with inclusions ( X ) processed and used as the starting material for the further process steps of a manufacturing process from the group bronze method, internal tin process, external tin process. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nb-X- oder V-X-Kompositstab zu einem Filament mit einem Durchmesser im Bereich von 2 µm bis 20 µm verformt wird, in welchem die Einschlüsse X radiale Abmessungen von bis 0,5 nm aufweisen.2. The method according to claim 1, characterized in that the Nb-X or VX composite rod is deformed into a filament with a diameter in the range from 2 µm to 20 µm, in which the inclusions X have radial dimensions of up to 0.5 nm exhibit. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab-Verbund aus Nb- oder V-Stäben und

• a) 0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf Nb oder V, aus Stäben eines langsam entweder in Nb (oder Nb₃Sn) oder V (oder V₃Ga) diffundierenden Materials (A) und/oder
• b) 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf Nb oder V, aus Stäben eines schnell entweder in Nb (oder Nb₃Sn) oder V (oder V₃Ga) diffundierenden Materials (B)
• besteht.

3. The method according to claim 1, characterized in that the rod composite of Nb or V rods and

• a) 0.1 to 50% by weight, based on Nb or V, of rods of a material ( A ) and / or slowly diffusing either in Nb (or Nb ₃ Sn) or V (or V ₃ Ga)
• b) 0.1 to 5% by weight, based on Nb or V, of rods of a material which diffuses rapidly in either Nb (or Nb ₃ Sn) or V (or V ₃ Ga) ( B )
• consists.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe aus langsam diffundierendem Material (A) ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe Ta, V für Nb oder Nb₃Sn, Nb für V oder V₃Ga enthalten.4. The method according to claim 3, characterized in that the rods made of slowly diffusing material ( A ) contain one or more elements from the group Ta, V for Nb or Nb ₃ Sn, Nb for V or V ₃ Ga. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe aus schnell diffundierendem Material (B) ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe Mg, Al, Ti, Fe, Co, Ni, Ga, In und Sn enthalten.5. The method according to claim 3, characterized in that the rods made of rapidly diffusing material ( B ) contain one or more elements from the group Mg, Al, Ti, Fe, Co, Ni, Ga, In and Sn. 6. Verfahren zur Herstellung von Multifilament-Supraleiter­ drähten aus Nb₃Sn- oder V₃Ga-Filamenten, eingebettet in einer Cu- oder Cu-Legierungs-Matrix, welche metallische Einschlüsse anderer kristallographischer Phasen als die supraleitende A15-Kristallphase in den Filamenten enthal­ ten, dadurch gekennzeichnet, daß man

• a) einen Verbund aus Nb- oder V-Folien und Folien aus in den Filamenten metallische Fremdphasen bildenden Ele­ menten herstellt oder
• b) Folien aus Nb mit Einschlüssen (X) oder
• c) Folien aus V mit Einschlüssen (X)
• bereitstellt und als Ausgangsmaterial für das "Modified Jelly Roll"-Verfahren verwendet.

6. A process for producing multifilament superconductors made of Nb ₃ Sn or V ₃ Ga filaments, embedded in a Cu or Cu alloy matrix, which contains metallic inclusions of crystallographic phases other than the superconducting A15 crystal phase in the filaments ten, characterized in that one

• a) produces a composite of Nb or V foils and foils from elements forming metallic foreign phases in the filaments or
• b) films of Nb with inclusions ( X ) or
• c) V films with inclusions ( X )
• provides and used as starting material for the "Modified Jelly Roll" process.

7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die in den Filamenten metalli­ sche Fremdphasen bildenden Elemente gleiche oder ähnliche Duktilität wie Nb oder V aufweisen.7. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that the metalli in the filaments elements forming foreign phases are identical or similar Have ductility such as Nb or V.