JP2007509466A - Tiソース・ロッドを用いて(Nb,Ti)3Snワイヤを製造するための方法 - Google Patents
Tiソース・ロッドを用いて(Nb,Ti)3Snワイヤを製造するための方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】この方法は、NbまたはNb合金モノフィラメントを銅または銅合金シース内に包んだ複数のNbまたはNb合金ロッドを調製するステップ、これらのNbまたはNb合金ロッドを、銅を含むマトリクス内に詰め込んで、超伝導ワイヤのためのパック・サブエレメントを形成するステップ、このサブエレメント内にSnソース及びTiソースを設けるステップ、複数のサブエレメントを、もう一つの銅を含むマトリクス内に組み付けるステップ、そしてNbまたはNb合金ロッド内へSn及びTiを拡散させて(Nb,Ti)3Snを形成するステップからなる。この方法は、NbまたはNb合金ロッド間に配置した、少数のTiドーパント・ソース・ロッドからTiをNb内へ拡散させるという改善がなされている。
【選択図】図1a−1
Description
この出願は、2003年10月17日に出願した、米国仮出願第60/512,354号からの優先権を主張する。
この本発明は、概して、超伝導ワイヤ及びケーブルを調製する方法に関するもので、特に(Nb,Ti)3Snの調製のための方法に関する。
ガンドリルで孔を開けた銅ビレット(直径12.25インチ、図2a)内に、Nbロッド及びNb47wt%Tiロッド(直径0.54インチ)を詰め込み、このサブエレメントを3.1インチへ押出成形した。Nb47wt%Tiのモノフィラメント・ロッドを、例1で説明した方法と同様で製造した。
Cuチューブ内のTa隔壁内に成形サブエレメントを詰め込んで、最終サイズ(直径0.81mm)へ引き抜き加工した。典型的な内部スズ熱処理(48時間210℃、48時間400℃、そして100時間675℃)を用いて、ワイヤを反応させた(図6)。反応過程中、両フィラメントが完全に反応し、Nb47wt%Tiロッド中のチタンが導体断面を通って分散した。これの証拠は三つあった。第一に、断面は、ワイヤのフィラメントがほぼ完全に反応したことを示した。第二に、臨界電流密度対外部磁場印加プロット(図7)は、Tiドープの成功なしにはあり得ない大きさの臨界電流密度及びBc2(クレイマー外挿=29T)を示す。第三に、反応していないワイヤと反応したワイヤの断面を、SEMEDS(エネルギー分散分光測定法)で調べた。反応前に、Nbフィラメントが純Nbであり、Nb−Tiフィラメントが〜47wt%Tiであることを確認した。反応後、反応Nbフィラメントの全測定領域は、Ti濃度が〜1.0wt%Tiである(Nb,Ti)3Snを示した。当初Nb−Tiフィラメントが存在した位置には、主にNb、Sn及びCuが現れた。Tiの%は、約63wt%から約8wt%へ低下した。このことは、その箇所から離れてTiが拡散したことを示す。Ti拡散中に、Cu及びSnが、その箇所へ拡散したようだ(図9)。フィラメントを横切るX線ライン・スキャンは、Ti濃度の勾配を示さず、均一なTi分散を示した。
Claims (22)
- マルチフィラメント(Nb,Ti)3Sn超伝導ワイヤを製造するための方法であって、
a)複数のNbまたはNb合金ロッドを、銅を含むマトリクス内へ詰め込んで、前記超伝導ワイヤのためのパック・サブエレメントを形成するステップ、
b)前記銅を含むマトリクス内の前記NbまたはNb合金ロッド間にTiドーパント・ソース・ロッドを詰め込むステップ、
c)前記NbまたはNb合金ロッド内へ拡散させるためにアクセス可能なSnのソースを提供するステップ、
d)前記サブエレメントを、もう一つの銅を含むマトリクス内に組み入れるステップ、
e)ステップd)からの前記組み合わせ材をワイヤ形状へ絞るステップ、そして
f)前記Sn及び前記Tiを前記NbまたはNb合金ロッド内へ拡散させて(Nb,Ti)3Snを形成するステップからなる、方法。 - ステップa)において、前記NbまたはNb合金ロッドを銅または銅合金内に包含する、請求項1による方法。
- 前記Tiドーパント・ソース・ロッドが、銅または銅合金シース内のTiまたはTi合金ロッドからなる、請求項1による方法。
- 前記TiまたはTi合金ロッドと前記銅シースとの間にNb拡散隔壁を設ける、請求項3による方法。
- 前記Tiドーパント・ソース・ロッドの数が、前記NbまたはNb合金ロッドの数に比べて小さい、請求項3による方法。
- 前記Tiドーパント・ソース・ロッドが、前記NbまたはNb合金ロッドの間で対称的に配置される、請求項5による方法。
- 前記NbまたはNb合金ロッド内へ前記Snを内部Sn法によって拡散させる、請求項1による方法。
- 前記Snソースが前記サブエレメント内にある、請求項7による方法。
- 前記Snソースが前記サブエレメントに隣接している、請求項7による方法。
- ステップ(d)からの押出成形サブエレメントにガンドリルで孔を開け、それらの孔を前記SnまたはSn合金で充填する、請求項7による方法。
- 前記サブエレメントの全体を単一の拡散隔壁によって囲む、請求項10による方法。
- 前記NbまたはNb合金ロッド内へ前記Snをブロンズ法によって拡散させる、請求項1による方法。
- 各サブエレメントが拡散隔壁を持つ、請求項10による方法。
- ステップ(1d)からの押出成形サブエレメントにガンドリルで孔を開け、塩を充填し、再スタックし、再び押出成形し、そして前記塩をSnまたはSn合金で置換する、請求項10による方法。
- 前記包含NbまたはNb合金ロッドを、前記サブエレメントを詰め込むのに使用するための六角断面ロッドへ形成する、請求項2による方法。
- 前記Tiドーパント・ソース・ロッドを、前記六角NbまたはNb合金ロッド間に詰め込めるように六角形断面へ形成する、請求項3による方法。
- ステップ(d)において、前記サブエレメントは断面が六角である、請求項1による方法。
- ステップ(a)において、前記NbまたはNb合金ロッドを、前記マトリクス内に開けた孔内に設置する、請求項1による方法。
- 前記マトリクスがCu−Sn合金からなる、請求項18による方法。
- 前記マトリクスがCuからなる、請求項18による方法。
- 前記Tiドーパント・ソース・ロッドを、前記マトリクス内にさらに開けた孔内に挿入する、請求項18による方法。
- 前記Tiドーパント・ソース・ロッドを前記サブエレメント内に、超伝導領域を分離するように戦略的に配置して、有効フィラメント径及び交流損失を減少させる、請求項5による方法。
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