JP2021516428A - 金属超伝導ワイヤのための拡散障壁 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、その開示全体が、参照することによって本明細書に組み込まれる、2018年3月7日に出願された、米国仮特許出願第62/639,530号の利益および優先権を主張する。
一連の実験が、著しく引き伸ばされた超伝導ワイヤにおける処理性、したがって、拡散障壁として使用するための好適性の観点から、Nb−W合金材料を評価するために実施された。材料の加工は、ボタン炉内における3つの異なるNb−W合金の溶解から開始した。3つの異なるサンプルは、2.9重量パーセントのW、5.7重量パーセントのW、および11.4重量パーセントのWを有しており、3つ全てのボタンは、加工後、680.4グラムの重量であった。中心区分が、帯のこ上での切断およびやすりを用いたバリ取りを介して、ボタンのそれぞれから抽出された。各区分の厚さが、測定され、一連の圧延実験のための開始厚として利用された。サンプルは、公称5%通過スケジュールにおいて、圧延機上で圧延された。周期的に、圧延の間、サンプルの厚さが、測定され、各サンプルの一部が、硬度試験のために抽出された。中間焼鈍または他の処理は、サンプル上で実施されなかった。圧延実験の結果は、下記の表1に示され、これは、厚さおよび対応する面積の低減(ROA)を報告する。
Claims (44)
- 拡散抵抗および機械的強度を保有する超伝導ワイヤであって、前記超伝導ワイヤは、
Cuを含む外側ワイヤマトリクスと、
拡散障壁であって、前記拡散障壁は、前記ワイヤマトリクス内に配置され、0.1%〜20%のWを含有するNb合金または0.1%〜20%のWを含有するNb−Ta合金を含む、拡散障壁と、
複数の複合フィラメントであって、前記複数の複合フィラメントは、前記拡散障壁によって囲繞され、前記拡散障壁によって前記外側ワイヤマトリクスから分離される、複数の複合フィラメントと
を備え、
各複合フィラメントは、(i)複数のモノフィラメントと、(ii)前記複数のモノフィラメントを囲繞するCuを含むクラッディングとを含み、
各モノフィラメントは、Nbを含むコアと、前記コアを囲繞し、Cuを含むクラッディングとを含み、
前記拡散障壁は、前記超伝導ワイヤの断面積の1%〜20%を占有し、
前記拡散障壁は、前記超伝導ワイヤの軸方向寸法を通して延在する、超伝導ワイヤ。 - 前記複合フィラメントと前記拡散障壁との間に配置されるNbベースの超伝導相を含む環状領域をさらに備える、請求項1に記載のワイヤ。
- 前記環状領域は、Nb3Snを含む、請求項2に記載のワイヤ。
- 前記環状領域は、前記拡散障壁に共形化し、それと接触する、請求項2に記載のワイヤ。
- 前記拡散障壁は、前記超伝導ワイヤの断面積の1%〜10%を占有する、請求項1に記載のワイヤ。
- 前記拡散障壁は、前記超伝導ワイヤの断面積の2%〜10%を占有する、請求項1に記載のワイヤ。
- 前記拡散障壁は、前記超伝導ワイヤの断面積の3%〜10%を占有する、請求項1に記載のワイヤ。
- 各モノフィラメントの前記コアは、Ti、Zr、Hf、Ta、Y、またはLaのうちの少なくとも1つと合金化されるNbを含む、請求項1に記載のワイヤ。
- 各モノフィラメントの前記コアは、Nb3Snを含む、請求項1に記載のワイヤ。
- 前記拡散障壁は、Nb−6WまたはNb−Ta−3Wを含む、請求項1に記載のワイヤ。
- 前記拡散障壁は、加えて、Ru、Pt、Pd、Rh、Os、Ir、Mo、Re、またはSiから成る群から選択される1つ以上の合金化元素を含有する、請求項1に記載のワイヤ。
- 前記複合フィラメントはそれぞれ、六角形の断面形状を有する、請求項1に記載のワイヤ。
- 前記モノフィラメントはそれぞれ、六角形の断面形状を有する、請求項1に記載のワイヤ。
- 前記複数の複合フィラメント内に配置され、前記拡散障壁によって囲繞される安定化要素をさらに含み、前記安定化要素は、0.1%〜20%のWを含有するTa合金、0.1%〜20%のWを含有するNb合金、または0.1%〜20%のWを含有するNb−Ta合金を含む、請求項1に記載のワイヤ。
- 前記超伝導ワイヤの降伏強度は、少なくとも100MPaである、請求項1に記載のワイヤ。
- 拡散抵抗および機械的強度を保有する超伝導ワイヤであって、前記超伝導ワイヤは、
Cuを含むワイヤマトリクスと、
前記ワイヤマトリクス内に埋め込まれる複数の複合フィラメントと
を備え、
各複合フィラメントは、(i)複数のモノフィラメントと、(ii)拡散障壁であって、前記拡散障壁は、0.1%〜20%のWを含有するNb合金または0.1%〜20%のWを含有するNb−Ta合金を含み、前記複合フィラメントの軸方向寸法を通して延在し、前記複数のモノフィラメントを囲繞する、拡散障壁と、(iii)前記拡散障壁を囲繞するCuを含むクラッディングであって、前記拡散障壁は、前記複数のモノフィラメントから前記クラッディングを分離する、クラッディングとを含み、
前記拡散障壁は、集合的に、前記超伝導ワイヤの断面積の1%〜20%を占有し、
各モノフィラメントは、Nbを含むコアと、前記コアを囲繞し、Cuを含むクラッディングとを含む、超伝導ワイヤ。 - 前記モノフィラメントと前記複合フィラメントのうちの少なくとも1つの拡散障壁との間に配置され、Nbベースの超伝導相を含む環状領域をさらに備える、請求項16に記載のワイヤ。
- 前記環状領域は、Nb3Snを含む、請求項17に記載のワイヤ。
- 前記環状領域は、前記拡散障壁に共形化し、それと接触する、請求項17に記載のワイヤ。
- 前記拡散障壁は、集合的に、前記超伝導ワイヤの断面積の1%〜10%を占有する、請求項16に記載のワイヤ。
- 前記拡散障壁は、集合的に、前記超伝導ワイヤの断面積の2%〜10%を占有する、請求項16に記載のワイヤ。
- 前記拡散障壁は、集合的に、前記超伝導ワイヤの断面積の3%〜10%を占有する、請求項16に記載のワイヤ。
- 各モノフィラメントの前記コアは、Ti、Zr、Hf、Ta、Y、またはLaのうちの少なくとも1つと合金化されるNbを含む、請求項16に記載のワイヤ。
- 各モノフィラメントの前記コアは、Nb3Snを含む、請求項16に記載のワイヤ。
- 前記拡散障壁は、Nb−6WまたはNb−Ta−3Wを含む、請求項16に記載のワイヤ。
- 前記拡散障壁は、加えて、Ru、Pt、Pd、Rh、Os、Ir、Mo、Re、またはSiから成る群から選択される1つ以上の合金化元素を含有する、請求項16に記載のワイヤ。
- 前記超伝導ワイヤの降伏強度は、少なくとも100MPaである、請求項16に記載のワイヤ。
- 前記複合フィラメントはそれぞれ、六角形の断面形状を有する、請求項16に記載のワイヤ。
- 前記モノフィラメントはそれぞれ、六角形の断面形状を有する、請求項16に記載のワイヤ。
- 前記複数の複合フィラメント内に配置される安定化要素をさらに含み、前記安定化要素は、0.1%〜20%のWを含有するTa合金、0.1%〜20%のWを含有するNb合金、または0.1%〜20%のWを含有するNb−Ta合金を含む、請求項16に記載のワイヤ。
- 拡散抵抗および機械的強度を保有する超伝導ワイヤであって、前記超伝導ワイヤは、
Cuを含む内側ワイヤ安定化マトリクスと、
拡散障壁であって、前記拡散障壁は、前記ワイヤ安定化マトリクスの周囲に配置され、0.1%〜20%のWを含有するNb合金または0.1%〜20%のWを含有するNb−Ta合金を含む、拡散障壁と、
複数の複合フィラメントであって、前記複数の複合フィラメントは、前記拡散障壁の周囲に配置され、前記拡散障壁によって、前記ワイヤ安定化マトリクスから分離される、複数の複合フィラメントと
を備え、
各複合フィラメントは、(i)複数のモノフィラメントと、(ii)前記複数のモノフィラメントを囲繞するCuを含むクラッディングとを含み、
各モノフィラメントは、Nbを含むコアと、前記コアを囲繞し、Cuを含むクラッディングとを含み、
前記拡散障壁は、前記超伝導ワイヤの断面積の1%〜20%を占有し、
前記拡散障壁は、前記ワイヤの軸方向寸法を通して延在する、超伝導ワイヤ。 - 前記複合フィラメントと前記拡散障壁との間に配置され、Nbベースの超伝導相を含む環状領域をさらに備える、請求項31に記載のワイヤ。
- 前記環状領域は、Nb3Snを含む、請求項32に記載のワイヤ。
- 前記環状領域は、前記拡散障壁に共形化し、それと接触する、請求項32に記載のワイヤ。
- 前記拡散障壁は、前記超伝導ワイヤの断面積の1%〜10%を占有する、請求項31に記載のワイヤ。
- 前記拡散障壁は、前記超伝導ワイヤの断面積の2%〜10%を占有する、請求項31に記載のワイヤ。
- 前記拡散障壁は、前記超伝導ワイヤの断面積の3%〜10%を占有する、請求項31に記載のワイヤ。
- 各モノフィラメントの前記コアは、Ti、Zr、Hf、Ta、Y、またはLaのうちの少なくとも1つと合金化されるNbを含む、請求項31に記載のワイヤ。
- 各モノフィラメントの前記コアは、Nb3Snを含む、請求項31に記載のワイヤ。
- 前記拡散障壁は、Nb−6WまたはNb−Ta−3Wを含む、請求項31に記載のワイヤ。
- 前記拡散障壁は、加えて、Ru、Pt、Pd、Rh、Os、Ir、Mo、Re、またはSiから成る群から選択される1つ以上の合金化元素を含有する、請求項31に記載のワイヤ。
- 前記超伝導ワイヤの降伏強度は、少なくとも100MPaである、請求項31に記載のワイヤ。
- 前記複合フィラメントはそれぞれ、六角形の断面形状を有する、請求項31に記載のワイヤ。
- 前記モノフィラメントはそれぞれ、六角形の断面形状を有する、請求項31に記載のワイヤ。
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