JP4185548B1

JP4185548B1 - Nb3Sn superconducting wire and precursor therefor

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Publication number: JP4185548B1
Application number: JP2007148551A
Authority: JP
Inventors: 享司財津; 弘之加藤; 隆司長谷
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2007-06-04
Filing date: 2007-06-04
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2027-06-04
Also published as: JP2008300337A; WO2008149644A1

Abstract

【課題】内部拡散法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材が備えている優れた超電導特性を十分に発揮させるべく、内部拡散法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材における機械的強度の強化を図り、従来のブロンズ法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材を超電導特性および強度の両面で凌駕することのできる内部拡散法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材、およびそのための前駆体を提供する。
【解決手段】中央にＳｎまたはＳｎ基合金芯が配置されると共に、その周囲にＣｕまたはＣｕ基合金マトリクスと、複数本のＮｂまたはＮｂ基合金フィラメントが配置されたモノエレメント線を複数本束ねて配置して構成されるマルチエレメント線であって、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ，ＭｏおよびＨｆよりなる群から選ばれる１種以上の金属または合金からなる棒状の補強部材をＣｕまたはＣｕ基合金に埋設した補強用エレメント線によって、前記モノエレメント線の一部を置き換えて配置したものであり、且つ前記棒状の補強部材の断面積の割合は、線材の全断面積に対して２〜２５％である。
【選択図】図５A order to fully exhibit excellent superconducting properties internal diffusion process Nb ₃ Sn superconducting wire is provided, to strengthen the mechanical strength of the internal diffusion process Nb ₃ Sn superconducting wire, a conventional bronze process Nb ₃ Sn Provided are an internal diffusion Nb ₃ Sn superconducting wire capable of surpassing superconducting wire in both superconducting properties and strength, and a precursor therefor.
A plurality of monoelement wires each having a Sn or Sn base alloy core disposed in the center, a Cu or Cu base alloy matrix, and a plurality of Nb or Nb base alloy filaments are bundled around the core. A multi-element wire formed by arranging a rod-shaped reinforcing member made of one or more metals or alloys selected from the group consisting of Nb, Ta, Ti, W, Mo and Hf into Cu or a Cu-based alloy A portion of the mono-element wire is replaced by an embedded reinforcing element wire, and the ratio of the cross-sectional area of the rod-shaped reinforcing member is 2 to 25% with respect to the total cross-sectional area of the wire. is there.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材を内部Ｓｎ法によって製造するための前駆体（超電導線材前駆体）およびこうした前駆体によって製造されるＮｂ₃Ｓｎ超電導線材に関するものであり、殊に超電導マグネットの素材として有用なＮｂ₃Ｓｎ超電導線材およびその前駆体に関するものである。 The present invention relates to a precursor (superconducting wire precursor) for producing an Nb ₃ Sn superconducting wire by an internal Sn method, and an Nb ₃ Sn superconducting wire produced by such a precursor, in particular, a material of a superconducting magnet. The present invention relates to a Nb ₃ Sn superconducting wire useful as a precursor and a precursor thereof.

超電導線材が実用化されている分野のうち、高分解能核磁気共鳴（ＮＭＲ）分析装置や核融合装置、加速器等に用いられる超電導マグネットがある。これらの超電導マグネットでは、ＮＭＲ信号の分解性能向上やデータ習得の短時間化の要求から高磁場化が求められている。超電導マグネットの高磁場化・コンパクト化に対しては、超電導マグネットに使用する超電導線材の高性能化が必須となっており、特に超電導マグネットの最内層部に使用される超電導コイルの高性能化が求められている。 Among the fields where superconducting wires are put into practical use, there are superconducting magnets used in high-resolution nuclear magnetic resonance (NMR) analyzers, fusion devices, accelerators, and the like. These superconducting magnets are required to have a high magnetic field in order to improve the resolution of NMR signals and to shorten the time required for data acquisition. To increase the magnetic field and size of superconducting magnets, it is essential to improve the performance of superconducting wires used in superconducting magnets, and in particular, to improve the performance of superconducting coils used in the innermost layer of superconducting magnets. It has been demanded.

超電導マグネットに使用される超電導線材としては、Ｎｂ₃Ｓｎ線材が実用化されており、このＮｂ₃Ｓｎ超電導線材の製造には主にブロンズ法が採用されている。このブロンズ法では、Ｃｕ−Ｓｎ基合金（ブロンズ）マトリクス中に、複数のＮｂまたはＮｂ基合金からなる芯材を埋設して複合線材が構成される。この複合線材を、押出し若しくは伸線加工等の縮径加工を施すことによって、上記芯材を細径化してフィラメント（以下、「Ｎｂ基フィラメント」と呼ぶ）とし、このＮｂ基フィラメントとブロンズからなる複合線材を複数束ねて線材群となし、その外周に安定化の為の銅（安定化銅）を配置した後、更に減面加工する。引き続き、縮径加工後の上記線材群を６００℃以上、８００℃以下程度で熱処理（拡散熱処理）することにより、Ｎｂ基フィラメントとブロンズマトリクスの界面にＮｂ₃Ｓｎ化合物層を生成する方法である。 As a superconducting wire used for the superconducting magnet, an Nb ₃ Sn wire has been put into practical use, and the bronze method is mainly employed for manufacturing this Nb ₃ Sn superconducting wire. In this bronze method, a composite wire is formed by embedding a core material made of a plurality of Nb or Nb-based alloys in a Cu—Sn-based alloy (bronze) matrix. The composite wire is subjected to diameter reduction processing such as extrusion or wire drawing, thereby reducing the diameter of the core material to form a filament (hereinafter referred to as “Nb-based filament”), and the Nb-based filament and bronze. A plurality of composite wire rods are bundled to form a wire rod group, and after stabilizing copper (stabilized copper) is arranged on the outer periphery, the surface is further reduced. Subsequently, the Nb ₃ Sn compound layer is formed at the interface between the Nb-based filament and the bronze matrix by heat-treating (diffusion heat treatment) the wire group after the diameter reduction processing at about 600 ° C. or more and 800 ° C. or less.

しかしながら、この方法ではブロンズ中に固溶できるＳｎ濃度には限界があり（１５．８質量％以下）、生成されるＮｂ₃Ｓｎ化合物層の厚さが薄く、また結晶性が劣化してしまい、高い臨界電流密度Ｊｃが得られないという欠点がある。超電導マグネット（以下、「ＮＭＲマグネット」で代表することがある）は、線材の臨界電流密度Ｊｃが高いほど、ＮＭＲマグネットをコンパクトにすることができ、マグネットのコストダウンが可能である。また、導体中の超電導部分の面積を小さくできることから、線材自体のコストダウンも可能となる。 However, in this method, there is a limit to the Sn concentration that can be dissolved in bronze (15.8% by mass or less), the thickness of the Nb ₃ Sn compound layer to be formed is thin, and the crystallinity is deteriorated. There is a drawback that a high critical current density Jc cannot be obtained. Superconducting magnets (hereinafter sometimes referred to as “NMR magnets”) can be made more compact as the critical current density Jc of the wire is higher, and the cost of the magnets can be reduced. Moreover, since the area of the superconducting portion in the conductor can be reduced, the cost of the wire itself can be reduced.

Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材を製造する方法としては、上記ブロンズ法の他に、内部拡散法も知られている。この内部拡散法（「内部Ｓｎ法」とも呼ばれている）では、ブロンズ法のような固溶限によるＳｎ濃度に限界がないのでＳｎ濃度をできるだけ高く設定でき、良質なＮｂ₃Ｓｎ相が生成可能であるため、高い臨界電流密度Ｊｃが得られるといわれている。また上記ブロンズ法線材では、Ｃｕ−Ｓｎ合金が冷間加工中に加工硬化を起こすため多数回の焼鈍が必要となるが、内部Ｓｎ法ではほとんど焼鈍の必要はなく、納期短縮も可能であるため、内部拡散法によって製造される超電導線材（以下、「内部拡散法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材」と呼ぶことがある）のＮＭＲマグネット用途への適用が望まれている。 In addition to the bronze method, an internal diffusion method is also known as a method for producing the Nb ₃ Sn superconducting wire. In this internal diffusion method (also called “internal Sn method”), there is no limit on the Sn concentration due to the solid solubility limit as in the bronze method, so the Sn concentration can be set as high as possible, and a high-quality Nb ₃ Sn phase is generated. Since it is possible, it is said that a high critical current density Jc can be obtained. In the above bronze normal wire, the Cu-Sn alloy undergoes work hardening during cold working, and thus requires many annealings. However, the internal Sn method requires almost no annealing and the delivery time can be shortened. Therefore, it is desired to apply a superconducting wire manufactured by an internal diffusion method (hereinafter, also referred to as “internal diffusion method Nb ₃ Sn superconducting wire”) to NMR magnets.

内部Ｓｎ法では、図１（Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材製造用前駆体の模式図）に示すように、ＣｕまたはＣｕ基合金（以下、「Ｃｕマトリクス」と呼ぶことがある）４の中央部に、ＳｎまたはＳｎ基合金からなる芯材（以下、「Ｓｎ基金属芯」と呼ぶことがある）３ａを埋設すると共に、Ｓｎ基金属芯３ａの周囲のＣｕマトリクス４中に、複数のＮｂまたはＮｂ基合金からなる芯材（以下、「Ｎｂ基金属芯」と呼ぶことがある）２を相互に接触しないように配置して前駆体（超電導線材製造用前駆体）１とし、これを伸線加工した後、熱処理（拡散熱処理）によってＳｎ基金属芯３ａ中のＳｎを拡散させ、Ｎｂ基金属芯２と反応させることによって線材中にＮｂ₃Ｓｎ相を生成させる方法である（例えば、特許文献１）。 In the internal Sn method, as shown in FIG. 1 (schematic diagram of a precursor for producing a Nb ₃ Sn superconducting wire), Cu or a Cu-based alloy (hereinafter sometimes referred to as “Cu matrix”) 4 is formed at the center portion. A core material (hereinafter sometimes referred to as “Sn-based metal core”) 3a made of Sn or an Sn-based alloy is embedded, and a plurality of Nb or Nb groups are included in the Cu matrix 4 around the Sn-based metal core 3a. An alloy core material (hereinafter sometimes referred to as “Nb-based metal core”) 2 is arranged so as not to contact each other to form a precursor (precursor for producing a superconducting wire) 1, which is drawn. Thereafter, Sn in the Sn-based metal core 3a is diffused by heat treatment (diffusion heat treatment) and reacted with the Nb-based metal core 2 to generate an Nb ₃ Sn phase in the wire (for example, Patent Document 1). .

また上記のような前駆体においては、図２に示すように、前記Ｎｂ基金属芯２とＳｎ基金属芯３ａが配置されたＣｕマトリクス４ａと、その外部の安定化銅層４ｂの間に拡散バリア層６ａを配置した構成（前駆体５ａ）を採用するのが一般的である。この拡散バリア層６ａは、例えばＮｂ層またはＴａ層、或いはＮｂ層とＴａ層の２層からなり、拡散熱処理の際にＳｎ基金属芯３ａ中のＳｎが外部に拡散してしまうことを防止し、超電導線材内でのＳｎの純度を高める作用を発揮するものである。 Further, in the precursor as described above, as shown in FIG. 2, diffusion occurs between the Cu matrix 4a in which the Nb-based metal core 2 and the Sn-based metal core 3a are arranged, and the stabilized copper layer 4b outside the Cu matrix 4a. Generally, a configuration (precursor 5a) in which the barrier layer 6a is disposed is employed. This diffusion barrier layer 6a is composed of, for example, an Nb layer or a Ta layer, or two layers of an Nb layer and a Ta layer, and prevents Sn in the Sn-based metal core 3a from diffusing outside during the diffusion heat treatment. The effect of increasing the purity of Sn in the superconducting wire is exhibited.

上記のような、超電導線材製造用前駆体の製造は、下記の手順で行われる。まず、Ｎｂ基金属芯をＣｕマトリスク管に挿入し、押出し加工や伸線加工等の縮径加工を施して複合体とし（通常、断面形状が六角形に形成される）、これを適当な長さに裁断する。そして、Ｃｕ製外筒を有し、拡散バリア層６ａを設け或いは設けないビレット内に前記複合体を充填し、その中央部にＣｕマトリクス（Ｃｕ製中実ビレット）を配置して押出し加工した後、中央部のＣｕマトリクスを機械的に穿孔してパイプ状複合体を構成する。或いは、他の方法として、Ｃｕ外筒とＣｕ内筒で構成され、拡散バリア層６ａを有しまたは有さない中空ビレット内（外筒と内筒の間）に前記複合体を複数本充填してパイプ押出ししてパイプ状複合体を構成する。 Production of the precursor for producing a superconducting wire as described above is performed in the following procedure. First, an Nb-based metal core is inserted into a Cu matrisk tube and subjected to diameter reduction processing such as extrusion processing or wire drawing processing to form a composite (usually the cross-sectional shape is formed in a hexagonal shape). Cut to the right. Then, after having a Cu outer cylinder, filling the composite in a billet with or without the diffusion barrier layer 6a, and placing and extruding a Cu matrix (Cu solid billet) at the center Then, the Cu matrix at the center is mechanically perforated to form a pipe-shaped composite. Alternatively, as another method, a plurality of the composites are filled in a hollow billet (between the outer cylinder and the inner cylinder) which is composed of a Cu outer cylinder and a Cu inner cylinder and which has or does not have the diffusion barrier layer 6a. The pipe is extruded to form a pipe-shaped composite.

そして、これらの方法で作製されたパイプ状複合体の中央空隙部内に、Ｓｎ基金属芯３ａを挿入して縮径加工して、前記図１、２に示したような、Ｎｂ基金属芯２とＳｎ基金属芯３ａを含む前駆体エレメントが製造される。以下では、これらのものを、「モノエレメント線」と呼ぶことがある。 Then, the Sn-based metal core 3a is inserted into the central gap portion of the pipe-shaped composite body manufactured by these methods to reduce the diameter, and the Nb-based metal core 2 as shown in FIGS. And a precursor element including the Sn-based metal core 3a. Hereinafter, these may be referred to as “mono element lines”.

上記のようにして構成された各前駆体（モノエレメント線）は、図１のモノエレメント線の場合は拡散バリア層６ｂ（後記図３参照）を有するＣｕマトリクス管内に、図２のシングルエレメント線の場合は拡散バリア層を含まないＣｕマトリクス管内に、複数本束ねた集合体として充填され、更に縮径加工されて多芯型の超電導線材製造用前駆体（以下、「マルチエレメント線」と呼ぶことがある）とされる。 In the case of the monoelement line shown in FIG. 1, each precursor (monoelement line) configured as described above has a single element line shown in FIG. 2 in a Cu matrix tube having a diffusion barrier layer 6b (see FIG. 3 described later). In this case, a Cu matrix tube that does not include a diffusion barrier layer is filled as a bundle of a plurality of bundles, and further reduced in diameter to be a precursor for manufacturing a multi-core superconducting wire (hereinafter referred to as “multi-element wire”). It is said that).

図３、４は、マルチエレメント線の構成例を示したものである。このうち図３は、前記図１に示した前駆体１（モノエレメント線）を、拡散バリア層６ｂおよび安定化銅４ｄを有するＣｕマトリクス４ｃ内に複数本束ねた集合体として埋設し、その部分が超電導マトリクス部として構成されるマルチエレメント線７としたものである（例えば、非特許文献１）。図４は、前記図２に示した前駆体５ａ（モノエレメント線）を、拡散バリア層を有さないＣｕマトリクス４ｅ内に複数本束ねた集合体として埋設し、その部分が超電導マトリクス部として構成されるマルチエレメント前駆体８としたものである（例えば、非特許文献２）。
特開昭４９−１１４３８９号公報「低温工学」３９巻９号２００４ｐ３９１〜３９７「ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｏｎＭａｇｎｅｔｉｃｓ」,Ｖｏｌ，ＭＡＧ−１９，Ｎｏ．３，ＭＡＹ１９８３ｐ１１３１〜１１３４ 3 and 4 show examples of the configuration of multi-element lines. Among these, FIG. 3 embeds a plurality of the precursors 1 (monoelement lines) shown in FIG. 1 as an aggregate bundled in a Cu matrix 4c having a diffusion barrier layer 6b and a stabilized copper 4d. Is a multi-element wire 7 configured as a superconducting matrix portion (for example, Non-Patent Document 1). FIG. 4 shows that the precursor 5a (monoelement wire) shown in FIG. 2 is embedded as an aggregate of a plurality of bundles in a Cu matrix 4e having no diffusion barrier layer, and that portion constitutes a superconducting matrix portion. Multi-element precursor 8 (for example, Non-Patent Document 2).
JP-A 49-114389 “Cryogenic Engineering” vol.39 No.9 2004 p391-97 “IEEE Transactions on Magnetics”, Vol, MAG-19, No. 3, MAY 1983 p1131-1134

超電導電流は、前駆体線材を作製した後に拡散熱処理（通常６００〜７００℃で１００〜３００時間程度）を施すことによって生成させたＮｂ₃Ｓｎ相を流れることになる。そしてこのＮｂ₃Ｓｎ相は、機械的な歪に対して非常に敏感であり、僅か１％程度の歪量であっても、急激に超電導特性（特に、臨界電流密度Ｊｃ）が低下することになる。 The superconducting current flows through the Nb ₃ Sn phase generated by performing diffusion heat treatment (usually about 600 to 700 ° C. for about 100 to 300 hours) after preparing the precursor wire. This Nb ₃ Sn phase is very sensitive to mechanical strain, and even if the strain amount is only about 1%, the superconducting characteristics (especially the critical current density Jc) are drastically reduced. Become.

Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材が使用される場合、その殆ど全てが超電導マグネットの状態となるが、超電導マグネットではマグネットの磁界と通電電流によって、線材に対して常時電磁力が作用することになる。またＮｂ₃Ｓｎ超電導線材では、Ｎｂ₃Ｓｎ生成熱処理が７００℃に近い高温で行われ、４．２Ｋ以下の極低温で通電されるため、Ｎｂ₃Ｓｎ相には周囲に配置されるＣｕの熱収縮による力も作用することになって、歪を受けて特性が劣化することになる。 When Nb ₃ Sn superconducting wire is used, almost all of it is in the state of a superconducting magnet. However, in the superconducting magnet, an electromagnetic force always acts on the wire due to the magnetic field and energizing current of the magnet. In addition Nb ₃ Sn superconducting wire, Nb ₃ Sn generation heat treatment is performed at a high temperature close to 700 ° C., since it is energized by the following cryogenic 4.2 K, Cu heat the Nb ₃ Sn phase disposed around The force due to contraction also acts, and the characteristics are deteriorated due to distortion.

前述の如く、内部拡散法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材では、ブロンズ法で製造されるＮｂ₃Ｓｎ超電導線材に比べて高い臨界電流密度Ｊｃが得られるものである。こうした特性は、線材単位断面積内におけるＮｂ₃Ｓｎ相面積がブロンズ法によって作製されたＮｂ₃Ｓｎ超電導線材（以下、「ブロンズ法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材」と呼ぶことがある）に比べて大きいことに起因しているものと考えられる。このことは、内部拡散法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材では、良好な超電導特性が得られる分だけ歪に対して非常に敏感であるという問題を含んでいることになる。 As described above, the internal diffusion method Nb ₃ Sn superconducting wire has a higher critical current density Jc than the Nb ₃ Sn superconducting wire manufactured by the bronze method. These properties, Nb ₃ Sn superconducting wire Nb ₃ Sn phase area is produced by the bronze process in the wire unit cross the area larger than a (hereinafter, sometimes referred to as "bronze method Nb ₃ Sn superconducting wire") It is thought to be caused by This includes the problem that the internal diffusion method Nb ₃ Sn superconducting wire is very sensitive to strain as much as good superconducting characteristics can be obtained.

こうした事情の下において、内部拡散法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材は、実用上は電磁力を加味した複雑なマグネット設計が強いられることになり、超電導線材は耐え得る電磁力（特性が劣化しない電磁力範囲）によって使用状態が制限されており、内部拡散法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材が本来備えている高い超電導特性を十分に発揮するところまでに至っていないのが実情である。 Under these circumstances, the internal diffusion method Nb ₃ Sn superconducting wire is forced to have a complicated magnet design that takes electromagnetic force into practical use, and the superconducting wire can withstand electromagnetic force (the electromagnetic force range in which the characteristics do not deteriorate). ) Is limited, and the situation is that the internal diffusion method Nb ₃ Sn superconducting wire does not sufficiently exhibit the high superconducting characteristics originally provided.

本発明はこうした状況の下でなされたものであって、その目的は、内部拡散法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材が備えている優れた超電導特性を十分に発揮させるべく、内部拡散法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材における機械的強度の強化を図り、従来のブロンズ法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材を超電導特性および強度の両面で凌駕することのできる内部拡散法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材、およびそのための前駆体（超電導線材製造用前駆体）を提供することにある。 The present invention was made under such circumstances, and an object, in order to sufficiently exhibit the excellent superconducting characteristic internal diffusion process Nb ₃ Sn superconducting wire is provided with an internal diffusion method Nb ₃ Sn superconducting wire The internal diffusion method Nb ₃ Sn superconducting wire, which can surpass the conventional bronze method Nb ₃ Sn superconducting wire in terms of both superconducting properties and strength, and its precursor (for superconducting wire production) A precursor).

上記目的を達成することのできた本発明のＮｂ₃Ｓｎ超電導線材前駆体とは、内部拡散法によってＮｂ₃Ｓｎ超電導線材を製造する際に用いる超電導線材前駆体において、中央にＳｎまたはＳｎ基合金芯が配置されると共に、その周囲にＣｕまたはＣｕ基合金マトリクスと、複数本のＮｂまたはＮｂ基合金フィラメントが配置されたモノエレメント線を複数本束ねて配置して構成されるマルチエレメント線であって、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ，ＭｏおよびＨｆよりなる群から選ばれる１種以上の金属または合金からなる棒状の補強部材を埋設した補強用エレメント線によって、前記モノエレメント線の一部を置き換えて配置したものであり、且つ前記棒状の補強部材の断面積の割合は、線材の全断面積に対して２〜２５％である点に要旨を有するものである。 The Nb ₃ Sn superconducting wire precursor of the present invention that has achieved the above-mentioned object is a superconducting wire precursor used for producing an Nb ₃ Sn superconducting wire by an internal diffusion method, and is Sn or Sn-based alloy core in the center. And a multi-element wire configured by bundling a plurality of mono-element wires each having a Cu or Cu-based alloy matrix and a plurality of Nb or Nb-based alloy filaments disposed around the matrix. A part of the mono-element wire is replaced by a reinforcing element wire in which a rod-shaped reinforcing member made of one or more metals or alloys selected from the group consisting of Nb, Ta, Ti, W, Mo and Hf is embedded. The ratio of the cross-sectional area of the rod-shaped reinforcing member is 2 to 25% with respect to the total cross-sectional area of the wire. It is intended.

本発明の上記Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材前駆体においては、その構成例として、前記モノエレメント線および補強用エレメント線は、断面外形状が同一の六角形状であるものが挙げられる。また、前記棒状の補強部材の表面に被覆されるＣｕまたはＣｕ基合金層は、その最小厚みが拡散熱処理前の段階で２０〜１００μｍであることが好ましい。 In the Nb ₃ Sn superconducting wire precursor of the present invention, the monoelement wire and the reinforcing element wire may be hexagonal shapes having the same cross-sectional outer shape. The Cu or Cu-based alloy layer coated on the surface of the rod-shaped reinforcing member preferably has a minimum thickness of 20 to 100 μm before the diffusion heat treatment.

前記補強用エレメント線は、線材中心を中心点として点対称となるように配置されたものであることが好ましく、こうした配置に具体的な構成として、（ａ）前記補強用エレメント線が、線材断面の外周囲に沿って連続的または断続的に複数本配置されると共に、その内側に前記モノエレメント線が配置されたものや、（ｂ）前記補強用エレメント線が、線材断面の中央部に相互に接触させて集合配置されると共に、その周囲に前記モノエレメント線が配置されたもの、等が挙げられる。 The reinforcing element wire is preferably arranged so as to be point-symmetric with respect to the center of the wire, and as a specific configuration for such arrangement, (a) the reinforcing element wire has a wire cross section. A plurality of mono-element wires are arranged continuously or intermittently along the outer periphery of the wire, and (b) the reinforcing element wires are mutually arranged at the center of the cross-section of the wire. And the like, and the monoelement wire is arranged around it.

上記のような各種超電導線材製造用前駆体を用いて、拡散熱処理することによって希望する超電導特性（臨界電流密度Ｊｃおよび強度）を発揮するＮｂ₃Ｓｎ超電導線材を製造することができる。 Nb ₃ Sn superconducting wires exhibiting desired superconducting properties (critical current density Jc and strength) can be produced by diffusion heat treatment using the various precursors for producing superconducting wires as described above.

本発明においては、内部拡散法によってＮｂ₃Ｓｎ超電導線材を製造する際に構成される前駆体（マルチエレメント線）において、本来Ｎｂ₃Ｓｎ相を形成するために配置されるモノエレメント線の一部を、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ，ＭｏおよびＨｆよりなる群から選ばれる１種以上の金属または合金からなる棒状の補強部材を埋設した補強用エレメント線によって、所定の面積割合となるように置き換えて配置する構成を採用することによって、良好な超電導特性を維持しつつ強度的にも十分な超電導線材を得ることができた。 In the present invention, in a precursor (multi-element wire) that is formed when an Nb ₃ Sn superconducting wire is manufactured by an internal diffusion method, a part of a monoelement wire that is originally arranged to form an Nb ₃ Sn phase Is replaced with a reinforcing element wire in which a rod-shaped reinforcing member made of one or more metals or alloys selected from the group consisting of Nb, Ta, Ti, W, Mo and Hf is embedded so as to have a predetermined area ratio. By adopting such a configuration, it was possible to obtain a superconducting wire having sufficient strength while maintaining good superconducting characteristics.

本発明の前駆体線材では、前記図３、４に示したようなマルチエレメント線（図３の７、図４の８）を構成する際に、その構成素材となるモノエレメント線（図３の１、図４の５ａ）の一部を、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ，ＭｏおよびＨｆよりなる群から選ばれる１種以上の金属または合金からなる棒状の補強部材を埋設した補強用エレメント線によって、前駆体を構成するときに特別な作業をすることなく、比較的容易に前駆体を製造することができるという利点もある。 In the precursor wire of the present invention, when a multi-element wire (7 in FIG. 3 and 8 in FIG. 4) as shown in FIGS. 1. Part of 5a) in FIG. 4 is formed by a reinforcing element wire in which a bar-shaped reinforcing member made of one or more metals or alloys selected from the group consisting of Nb, Ta, Ti, W, Mo and Hf is embedded. There is also an advantage that the precursor can be produced relatively easily without performing any special work when the precursor is constituted.

内部拡散法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材を製造するときの最終熱処理（拡散熱処理）は、上述の如く６００〜７００℃程度となるのであるが、本発明で補強部材として用いる金属若しくは合金は、こうした熱処理による焼きなまし効果によっても軟化の程度が少ないと共に（高融点金属）、加工性にも優れている必要がある。また、４．２Ｋの低温における機械的強度（例えば、０．２％耐力σ_0.2）が十分に高いことも必要である。こうした観点から、本発明では、補強部材を構成する素材として、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ，ＭｏおよびＨｆよりなる群から選ばれる１種以上の金属または合金が選ばれる。このうち、特に好ましいのはＮｂ，ＴａおよびＴｉ（少なくともこれらの金属を含むもの）である。 The final heat treatment (diffusion heat treatment) for producing the internal diffusion method Nb ₃ Sn superconducting wire is about 600 to 700 ° C. as described above, but the metal or alloy used as the reinforcing member in the present invention is subjected to such heat treatment. It is necessary that the degree of softening is small due to the annealing effect (high melting point metal) and that the workability is also excellent. Also, it is necessary that the mechanical strength at a low temperature of 4.2 K (for example, 0.2% proof stress σ _0.2 ) is sufficiently high. From this point of view, in the present invention, one or more metals or alloys selected from the group consisting of Nb, Ta, Ti, W, Mo and Hf are selected as the material constituting the reinforcing member. Of these, Nb, Ta, and Ti (including at least these metals) are particularly preferable.

上記補強用エレメント線は、上記のような金属または合金からなる補強部材をＣｕまたはＣｕ基合金に埋設して構成されるものであるが、補強部材としてＴｉを採用した場合には、拡散熱処理の際にＴｉ部分にＣｕが拡散反応して硬いＣｕ−Ｔｉ化合物が線材内に形成されることになるが、こうしたＣｕ−Ｔｉ化合物の存在は、最終的な超電導線材の強度向上に寄与することになる。 The reinforcing element wire is configured by embedding a reinforcing member made of a metal or alloy as described above in Cu or a Cu-based alloy. However, when Ti is used as the reinforcing member, diffusion heat treatment is performed. At this time, Cu diffuses and reacts with the Ti portion to form a hard Cu-Ti compound in the wire, but the presence of such a Cu-Ti compound contributes to improving the strength of the final superconducting wire. Become.

但し、拡散熱処理までに熱間加工（例えば、熱間押し出し）を行う必要があるときには、その作製中での熱によって、最終伸線加工までに上記のようなＣｕ−Ｔｉ化合物が形成されることになると、伸線加工性に悪影響を及ぼすことになる。こうした事態が懸念される場合には、Ｔｉ（補強部材）と、ＣｕまたはＣｕ基合金との界面にＮｂ等によって薄い層（拡散障壁層）を形成してＣｕのＴｉへの拡散を防止するようにすれば良い。尚、こうした拡散障壁層を形成するときには、短時間の熱（押し出し加工時の熱や加工発熱）での化合物生成を抑制すれば良く、その後の拡散熱処理でのＣｕのＴｉへの拡散を大きく阻害しないようにすることが有効である。こうした観点から、Ｎｂ等の拡散障壁層の厚みはＴｉの直径の０．２〜０．８％程度とすることが好ましい。 However, when it is necessary to perform hot working (for example, hot extrusion) before the diffusion heat treatment, the Cu-Ti compound as described above is formed by the heat during the production until the final wire drawing. If it becomes, it will have a bad influence on wire drawing workability. If such a situation is a concern, a thin layer (diffusion barrier layer) is formed of Nb or the like at the interface between Ti (reinforcing member) and Cu or a Cu-based alloy so as to prevent diffusion of Cu into Ti. You can do it. When forming such a diffusion barrier layer, it suffices to suppress the formation of compounds with a short time of heat (heat during extrusion processing or heat generation during processing), and greatly inhibits the diffusion of Cu into Ti during the subsequent diffusion heat treatment. It is effective not to do so. From this point of view, the thickness of the diffusion barrier layer such as Nb is preferably about 0.2 to 0.8% of the diameter of Ti.

本発明で用いる補強用エレメント線では、上記のような金属または合金からなる棒状の補強部材をＣｕまたはＣｕ基合金に埋設することによって構成されるものであるが、こうした補強用エレメント線を前駆体の補強のために配置すると、超電導部（Ｎｂ₃Ｓｎ相）の面積が減少してしまい、全断面積に対する臨界電流密度Ｊｃが低下することになる。こうしたことから、補強用エレメント線の配置割合を大きくして高強度化を指向することにも限界がある。 The reinforcing element wire used in the present invention is constituted by embedding a rod-like reinforcing member made of a metal or an alloy as described above in Cu or a Cu-based alloy. Such a reinforcing element wire is a precursor. If it is arranged for reinforcement, the area of the superconducting portion (Nb ₃ Sn phase) is reduced, and the critical current density Jc with respect to the entire cross-sectional area is reduced. For these reasons, there is a limit to increasing the arrangement ratio of the reinforcing element wires to increase the strength.

補強部材の素材としてＴｉを用いたときに（即ち、拡散熱処理によってＣｕ−Ｔｉ化合物を形成したとき）、補強部材の面積率（線材全体の面積率に対する補強部材の面積割合）が０．２％耐力や臨界電流密度Ｊｃに与える影響を図５に示す。また、補強部材の素材としてＮｂを用いたときに、補強部材の面積率が０．２％耐力や臨界電流密度Ｊｃに与える影響を図６に示す。尚、０．２％耐力や臨界電流密度Ｊｃの測定方法や、超電導線材の作製条件については、後記実施例１、２に示す通りである。 When Ti is used as the material of the reinforcing member (that is, when the Cu—Ti compound is formed by diffusion heat treatment), the area ratio of the reinforcing member (the area ratio of the reinforcing member to the area ratio of the entire wire) is 0.2%. FIG. 5 shows the influence on the yield strength and critical current density Jc. FIG. 6 shows the influence of the area ratio of the reinforcing member on the 0.2% proof stress and the critical current density Jc when Nb is used as the reinforcing member material. In addition, about the measuring method of 0.2% yield strength and critical current density Jc, and the preparation conditions of a superconducting wire, it is as having shown in Example 1, 2 after-mentioned.

図５、６から明らかなように、補強部材の面積率が増加するにつれて、強度（０．２％耐力σ_0.2）が増大すると共に、臨界電流密度Ｊｃが低下する傾向を示すことが分かる。一般的なブロンズ法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材では、外部磁場１８Ｔ（テスラ）における臨界電流密度および０．２％耐力σ_0.2は、夫々１３０〜１５０Ａ／ｍｍ²、１５０〜１８０ＭＰａ程度であることから、ブロンズ法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材での両特性を凌駕するためには、内部拡散法Ｎｂ₃Ｓｎ超電導線材中の補強部材の面積率は、２〜２５％程度にすれば良いことが分かる。この面積率の好ましい範囲は６〜１８％程度である。 As can be seen from FIGS. 5 and 6, as the area ratio of the reinforcing member increases, the strength (0.2% yield strength σ _0.2 ) increases and the critical current density Jc tends to decrease. In a general bronze Nb ₃ Sn superconducting wire, the critical current density and 0.2% proof stress σ _0.2 in an external magnetic field 18T (Tesla) are about 130 to 150 A / mm ² and about 150 to 180 MPa, respectively. to surpass both properties in law Nb ₃ Sn superconducting wire, the area ratio of the internal diffusion process Nb ₃ Sn superconducting wire in reinforcing member, it can be seen that may be about 2-25%. A preferable range of the area ratio is about 6 to 18%.

本発明の前駆体線材では、前記図１、２に示したようなモノエレメント線（図１の１、図２の５ａ）と、上記のようにして構成される補強用エレメント線を組み合わせて束ね、これをＣｕ製パイプ内に挿入した後、伸線加工することによって、マルチエレメント線としたものである。こうした前駆体の構成を、図面を用いて説明する。 In the precursor wire of the present invention, the mono-element wire (1 in FIG. 1, 5a in FIG. 2) as shown in FIGS. 1 and 2 and the reinforcing element wire configured as described above are bundled together. This is inserted into a Cu pipe and then drawn to form a multi-element wire. The structure of such a precursor will be described with reference to the drawings.

図７は、本発明の前駆体を構成する状態を説明する図であり、図中１０は前記図１、２に示したモノエレメント線（図１の１、図２の５ａ）、１１は上記補強部材をＣｕまたはＣｕ基合金に埋設することによって構成される補強用エレメント線を夫々示す。これらモノエレメント線１０（以下、「内部拡散法エレメント線１０」と呼ぶことがある）と、補強用エレメント線とを複数本束ねて組合わせ、Ｃｕ製パイプ１２内に挿入した後、伸線加工してマルチエレメント線とすることによって、本発明の前駆体が構成される。また、このときのＣｕ製パイプ１２はＣｕマトリクスを構成することになる（図４に示した４ｅの一部）。また、こうした前駆体を構成する際に、前記図３に示したような、拡散バリア層（図３の６ｂ相当）を形成しても良いことは勿論である。 FIG. 7 is a diagram for explaining the state constituting the precursor of the present invention, in which 10 is the monoelement line shown in FIGS. 1 and 2 (1 in FIG. 1, 5a in FIG. 2), and 11 is the above-mentioned Reinforcing element wires each formed by embedding a reinforcing member in Cu or a Cu-based alloy are shown. A plurality of these mono element wires 10 (hereinafter sometimes referred to as “internal diffusion method element wires 10”) and a plurality of reinforcing element wires are bundled together and inserted into the Cu pipe 12, and then drawn. Thus, the precursor of the present invention is formed by forming a multi-element line. At this time, the Cu pipe 12 constitutes a Cu matrix (part of 4e shown in FIG. 4). Further, when forming such a precursor, it is needless to say that a diffusion barrier layer (corresponding to 6b in FIG. 3) as shown in FIG. 3 may be formed.

本発明の前駆体を構成するに当たっては、図７に示したように、内部拡散法エレメント線（モノエレメント線）１０と補強用エレメント線１１は、断面外形状が同一の六角形状であることが好ましい。こうした構成を採用することによって、内部拡散法エレメント線１０と補強用エレメント線１１を束ねて組み合わせる際に容易に行えることになる。またこれらのエレメント線（内部拡散法エレメント線１０、補強用エレメント線１１）は、その表面がＣｕまたはＣｕ基合金によって被覆された構成となるが、これらのＣｕまたはＣｕ基合金部分は、組合わせの際に相互に接合されてＣｕまたはＣｕマトリクス層（図３の４ｃ、図４の４ｅ相当）を形成することになる。 In constructing the precursor of the present invention, as shown in FIG. 7, the internal diffusion method element wire (monoelement wire) 10 and the reinforcing element wire 11 may have a hexagonal shape with the same cross-sectional outer shape. preferable. By adopting such a configuration, the internal diffusion method element wire 10 and the reinforcing element wire 11 can be easily combined when combined. These element wires (internal diffusion element wire 10 and reinforcing element wire 11) have a structure in which the surface is coated with Cu or a Cu-based alloy, but these Cu or Cu-based alloy portions are combined. At this time, they are bonded to each other to form a Cu or Cu matrix layer (corresponding to 4c in FIG. 3 and 4e in FIG. 4).

尚、内部拡散法エレメント線１０と補強用エレメント線１１は、断面の外観形状（外形状）が同一であれば、上記の効果が発揮されるものであり、必ずしも内部の形状（例えば、棒状の補強部材の埋設位置）まで同じである必要はないことは勿論である。また、上記「同一」とは、厳密に同一である必要もなく、設計上の誤差（例えば、Ｃｕ製パイプの組込みの段階で±１ｍｍ程度）は許容できるのである。 The inner diffusion method element wire 10 and the reinforcing element wire 11 exhibit the above-described effects as long as the external appearance (outer shape) of the cross section is the same. Of course, it is not necessary to be the same up to the embedding position of the reinforcing member. The “same” does not need to be exactly the same, and a design error (for example, about ± 1 mm at the stage of incorporation of a Cu pipe) is acceptable.

前記補強用エレメント線１１において、その表面のＣｕまたはＣｕ合金層の厚さ（六角断面形状の場合は最小厚さ）は、周囲との密着性向上による加工性向上という観点から、拡散熱処理前の段階で２０〜１００μｍであることが好ましい。即ち、この厚さが２０μｍ未満では、周囲エレメントとの密着性が低くなって加工時の断線の一因となり、１００μｍを超えると補強部材の面積率の低下による強度不足や、補強用エレメント線の使用量増による臨界電流密度Ｊｃの低下を招くことになる。 In the reinforcing element wire 11, the thickness of the Cu or Cu alloy layer on the surface (minimum thickness in the case of a hexagonal cross-sectional shape) is the value before diffusion heat treatment from the viewpoint of improving workability by improving adhesion with the surroundings. It is preferable that it is 20-100 micrometers in a step. That is, if the thickness is less than 20 μm, the adhesion to the surrounding elements becomes low and causes disconnection during processing. If the thickness exceeds 100 μm, the strength is insufficient due to a decrease in the area ratio of the reinforcing member, The critical current density Jc is reduced due to the increase in the amount used.

上記のようにして内部拡散法エレメント線１０と補強用エレメント線１１とを組み合わせてＣｕ製パイプ１２内に挿入して加工するに際しては、夫々の構成部材の機械的特性は異なることになる。線材を押し出しや伸線によって縮径していくに当たっては、円形状を保持したまま、線材断面構成を崩さないようにダイスを用いた引き抜きによる伸線加工等を経ることになる。断面構成（各材料の面積率）が伸線加工によって変化する場合、拡散熱処理の際にＮｂとＳｎの反応比率が線材長さ方向で希望する超電導特性が得られなくなったり、断面内における補強部材の比率が変化してしまうという事態も発生する。特に、本発明で構成される前駆体では、断面構成が非常に複雑なものとなり、加工に際しては線材断面内での加工のし易さの違い（変形抵抗の違い）が幾分か生じることは避けることはできない。 When the internal diffusion method element wire 10 and the reinforcing element wire 11 are combined and inserted into the Cu pipe 12 for processing as described above, the mechanical characteristics of the constituent members are different. When the diameter of the wire is reduced by extrusion or wire drawing, the wire is subjected to wire drawing by drawing with a die so as not to break the wire cross-sectional configuration while maintaining the circular shape. When the cross-sectional configuration (area ratio of each material) changes due to wire drawing, the desired superconducting characteristics cannot be obtained in the wire length direction during the diffusion heat treatment, or the reinforcing member in the cross section There also occurs a situation in which the ratio of changes. In particular, in the precursor constituted according to the present invention, the cross-sectional configuration becomes very complicated, and there is some difference in ease of processing (difference in deformation resistance) in the cross section of the wire during processing. It cannot be avoided.

こうした現象を考慮すると、本発明の前駆体において、円形状を保持したまま加工する伸線加工を施すためには、Ｃｕパイプ内に配置される内部拡散法エレメント線は勿論のこと、補強用エレメント線は、線材中心を中心点として点対称となるように配置されることが好ましい。 In consideration of such a phenomenon, in the precursor of the present invention, in order to perform wire drawing processing while maintaining a circular shape, not only the internal diffusion method element wire arranged in the Cu pipe but also the reinforcing element The lines are preferably arranged so as to be point symmetric with respect to the center of the wire.

図８は、点対称の構成を採用するときの具体的な構成例を示す説明図であり、この構成は補強用エレメント線１１を、線材断面の外周囲に沿って連続的または断続的に複数本配置すると共に、その内側に内部拡散法エレメント線（モノエレメント線）１０を配置した構成を示したものである。また図９は、点対称の構成を採用するときの具体的な他の構成例を示す説明図であり、この構成は、補強用エレメント線１１を、線材断面の中央部に相互に接触させて集合配置すると共に、その周囲にモノエレメント線１０を配置したものである。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing a specific configuration example when a point-symmetric configuration is adopted. In this configuration, a plurality of reinforcing element wires 11 are continuously or intermittently provided along the outer periphery of the wire cross section. This shows a configuration in which the internal diffusion method element line (mono element line) 10 is arranged inside the main arrangement. FIG. 9 is an explanatory view showing another specific configuration example when a point-symmetric configuration is adopted. In this configuration, the reinforcing element wire 11 is brought into contact with the central portion of the wire cross section. In addition to the collective arrangement, the mono-element lines 10 are arranged around it.

本発明においては、上記のような前駆体を用い、ブロンズ化熱処理を含めた拡散熱処理（通常６００℃以上、７００℃以下程度）することによって、良好な超電導特性（臨界電流密度Ｊｃ）を発揮するＮｂ₃Ｓｎ超電導線材を得ることができる。具体的には、１８０〜６００℃の温度範囲でブロンズ化熱処理（ＳｎをＣｕに拡散させる）を行なった後に、６００〜７００℃の温度範囲で１００〜３００時間程度のＮｂ₃Ｓｎを生成させる熱処理を行なう。尚、ブロンズ化熱処理としては、１８０〜２００℃で５０時間程度、３４０℃前後で５０時間程度、５５０℃前後で５０〜１００時間等の多段階の熱処理の組合せにすることもできる。 In the present invention, good superconducting properties (critical current density Jc) are exhibited by using a precursor as described above and performing diffusion heat treatment (normally about 600 ° C. or more and 700 ° C. or less) including bronzing heat treatment. An Nb ₃ Sn superconducting wire can be obtained. Specifically, after performing bronzing heat treatment (diffusion of Sn into Cu) at a temperature range of 180 to 600 ° C., heat treatment for generating Nb ₃ Sn for about 100 to 300 hours at a temperature range of 600 to 700 ° C. To do. The bronzing heat treatment may be a combination of multi-stage heat treatments such as about 180 to 200 ° C. for about 50 hours, about 340 ° C. for about 50 hours, and about 550 ° C. for about 50 to 100 hours.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.

（実施例１）
純度：９９．９％のＮｂ棒（直径：５５ｍｍ）を、Ｃｕ製パイプ（内径：６５ｍｍ）中に挿入後、このＣｕ製パイプの両端をＣｕで封止し、Ｃｕ／Ｎｂ複合ビレットを作製した。この複合ビレットを、押し出し・伸線して六角断面形状のＣｕ／Ｎｂ複合単芯線（六角対辺：４ｍｍ）を作製した。 (Example 1)
After inserting a 99.9% purity Nb rod (diameter: 55 mm) into a Cu pipe (inner diameter: 65 mm), both ends of the Cu pipe were sealed with Cu to produce a Cu / Nb composite billet. . This composite billet was extruded and drawn to produce a Cu / Nb composite single core wire (hexagon side: 4 mm) having a hexagonal cross section.

上記Ｃｕ／Ｎｂ複合単芯線：３０６本を外周に、同形状のＣｕスペーサ：４３９本をその中心に配置して、Ｃｕ製パイプ（外径：１５０ｍｍ、内径：１３０ｍｍ）内に組込み、両端をＣｕで封止し、内部拡散法ビレットを作製した。このビレットを押出し後矯正し、機械加工により中心（Ｃｕスペーサ部分）に直径２０ｍｍの孔を開けた。その孔にＳｎ棒（直径：１９．５ｍｍ）を挿入した後伸線加工し、六角断面形状に加工することによって、内部拡散法エレメント線（前記図１）を作製した。このとき、六角断面形状の大きさ（六角対角辺長さ）、最終的に組込む本数によって変化させた（この点については、後述する）。 Cu / Nb composite single-core wire: 306 wires are arranged on the outer periphery, Cu spacers of the same shape: 439 are arranged at the center, and incorporated in a Cu pipe (outer diameter: 150 mm, inner diameter: 130 mm), and both ends are Cu And an internal diffusion billet was produced. The billet was extruded and straightened, and a hole having a diameter of 20 mm was formed in the center (Cu spacer portion) by machining. An Sn-bar (diameter: 19.5 mm) was inserted into the hole, followed by wire drawing and processing into a hexagonal cross-sectional shape, thereby producing an internal diffusion method element wire (see FIG. 1). At this time, it changed with the magnitude | size (hexagon diagonal side length) of a hexagonal cross-sectional shape, and the number of finally incorporating (this point is mentioned later).

一方、純度：９９．９％のＴｉ棒（直径：５７ｍｍ）を、Ｃｕ製パイプ（外径：６５ｍｍ、内径：５７．５ｍｍ）中に挿入後、このＣｕ製パイプの両端をＣｕで封止し、Ｃｕ／Ｔｉ複合ビレットを作製した。この複合ビレットを、押し出し・伸線して六角断面形状のＣｕ／Ｔｉ複合単芯線（補強用エレメント線）を作製した。このとき、Ｔｉ棒の周囲に厚さ：０．２ｍｍのＮｂシートを巻き付ける以外は上記と同様にして作製したＣｕ／Ｔｉ複合単芯線についても準備した（後記実験Ｎｏ．２，７）。このとき、六角断面形状の大きさ（六角対角辺長さ）は、上記内部拡散法エレメント線と同様に、最終的に組込む本数によって変化させた（この点については、後述する）。 On the other hand, after inserting a 99.9% purity Ti rod (diameter: 57 mm) into a Cu pipe (outer diameter: 65 mm, inner diameter: 57.5 mm), both ends of the Cu pipe were sealed with Cu. Cu / Ti composite billet was prepared. This composite billet was extruded and drawn to prepare a Cu / Ti composite single core wire (reinforcing element wire) having a hexagonal cross section. At this time, a Cu / Ti composite single core wire prepared in the same manner as described above except that an Nb sheet having a thickness of 0.2 mm was wound around the Ti rod was prepared (Experiment No. 2, 7 described later). At this time, the size of the hexagonal cross-sectional shape (hexagonal diagonal side length) was changed according to the number of elements finally incorporated, as in the case of the internal diffusion method element line (this point will be described later).

上記内部拡散法エレメント線：Ｘ本と、Ｃｕ／Ｔｉ複合単芯線（補強用エレメント線）：Ｙ本とを束ね、Ｃｕ製パイプ（外径：４６ｍｍ、内径：３８ｍｍ）中に組込んで、抽伸法により内部拡散法多芯線（前記図３、４相当）を作製した。このときの、全断面積に対する補強部材（Ｃｕ／Ｔｉ複合単芯線のＴｉ部分）の面積割合はＺ％である。 The above-mentioned internal diffusion method element wires: X wires and Cu / Ti composite single core wires (reinforcing element wires): Y wires are bundled and incorporated into a Cu pipe (outer diameter: 46 mm, inner diameter: 38 mm). An internal diffusion method multifilamentary wire (corresponding to FIGS. 3 and 4) was produced by the method. At this time, the area ratio of the reinforcing member (Ti portion of the Cu / Ti composite single core wire) with respect to the entire cross-sectional area is Z%.

尚、内部拡散エレメント線と補強用エレメント線の大きさ（六角対辺距離）は、組込む本数によって変化させたが、例えば合計本数（Ｘ＋Ｙ）が１９本の場合（下記表１の実験Ｎｏ．１，４）は、六角対辺：７．３ｍｍであり、合計本数（Ｘ＋Ｙ）が５５本の場合（下記表１の実験Ｎｏ．２，６，７）は、六角対辺：４．５ｍｍであり、合計本数（Ｘ＋Ｙ）が３７本の場合（下記表１の実験Ｎｏ．３，５）は、六角対辺：５．３ｍｍである。また、こうした加工に伴って、Ｃｕ／Ｔｉ複合単芯線における、Ｃｕ層の厚さは伸線加工後で（直径：１．５ｍｍの段階で）、３３μｍ（実験Ｎｏ．１，４）、２０μｍ（実験Ｎｏ．２，６，７）、２５μｍ（実験Ｎｏ．３，５）となる。 In addition, although the size (hexagonal opposite side distance) of the internal diffusion element wire and the reinforcing element wire was changed depending on the number of incorporated wires, for example, when the total number (X + Y) is 19 (Experiment No. 1, Table 1 below) 4) is the width across flats: 7.3 mm and the total number (X + Y) is 55 (Experiment No. 2, 6, 7 in Table 1 below), the width across flats is 4.5 mm and the total number When (X + Y) is 37 (Experiment Nos. 3 and 5 in Table 1 below), the width across flats is 5.3 mm. With such processing, the thickness of the Cu layer in the Cu / Ti composite single core wire is 33 μm (experiment No. 1, 4), 20 μm (after the diameter: 1.5 mm) after wire drawing processing ( Experiment No. 2, 6, 7), 25 μm (Experiment No. 3, 5).

こうして得られた各種内部拡散多芯線を、直径：１．５ｍｍとなるまで伸線加工してＮｂ₃Ｓｎ生成熱処理（６００℃×２００時間）を施した後、下記の方法によって臨界電流密度Ｊｃを測定した。また、同サンプルについて、液体ヘリウム（４．２Ｋ）中に浸漬した状態で、引張試験を実施して０．２％耐力（σ_0.2）を測定した。尚、臨界電流密度Ｊｃは１４０Ａ／ｍｍ²以上であることが必要であり、０．２％耐力（σ_0.2）は１５０ＭＰａ以上であることが必要である。 The various internally diffused multifilamentary wires thus obtained were drawn to a diameter of 1.5 mm and subjected to Nb ₃ Sn generation heat treatment (600 ° C. × 200 hours), and then the critical current density Jc was determined by the following method. It was measured. Further, the sample was immersed in liquid helium (4.2 K), and a tensile test was performed to measure 0.2% yield strength (σ _0.2 ). The critical current density Jc needs to be 140 A / mm ² or more, and the 0.2% proof stress (σ _0.2 ) needs to be 150 MPa or more.

［臨界電流密度Ｊｃの測定］
液体ヘリウム中（温度４．２Ｋ）で、１８Ｔの外部磁場の下、試料（超電導線材）に通電し、４端子法によって発生電圧を測定し、この値が０．１μＶ／ｃｍの電界が発生した電流値（臨界電流Ｉｃ）を測定し、この電流値を、線材の全導体断面当りの断面積で除して臨界電流密度Ｊｃを求めた。尚、「全導体断面」とは、線材全体の断面を意味する。 [Measurement of critical current density Jc]
In liquid helium (temperature 4.2K), a sample (superconducting wire) was energized under an external magnetic field of 18T, and the generated voltage was measured by the four-terminal method. An electric field with this value of 0.1 μV / cm was generated. The current value (critical current Ic) was measured, and this current value was divided by the cross-sectional area per cross section of all conductors of the wire to determine the critical current density Jc. The “total conductor cross section” means a cross section of the entire wire.

その結果を（臨界電流密度Ｊｃ、０．２％耐力）を、内部拡散法エレメントの本数Ｘ、補強用エレメントの本数Ｙ、補強部材の面積割合Ｚおよび銅比（線材全断面積に対する銅部分の断面積の割合）と共に、下記表１に示す。尚、下記表１に示した実験Ｎｏ．１〜４、７のものは、補強用エレメント線を線材中心部に集合させて配置したものであり（前記図９）、実験Ｎｏ．５のものは補強用エレメント線を内部拡散法エレメントの外周に配置したものである（前記図８）。また、補強部材の面積割合（％）は、Ｃｕ／Ｔｉ複合単芯線のＴｉ部分の合計断面積Ｓ_０の線材全断面積Ｓに対する割合［（Ｓ_０／Ｓ）×１００（％）］を示す。 The results (critical current density Jc, 0.2% proof stress), the number of internal diffusion method elements X, the number Y of reinforcing elements, the area ratio Z of reinforcing members, and the copper ratio (of the copper portion relative to the total cross-sectional area of the wire rod) Table 1 below shows the ratio of the cross-sectional area. In addition, the experiment No. shown in Table 1 below. Nos. 1 to 4 and 7 are arranged by assembling reinforcing element wires in the center of the wire (FIG. 9). In the case of No. 5, reinforcing element wires are arranged on the outer periphery of the internal diffusion method element (FIG. 8). The area ratio (%) of the reinforcing member indicates the ratio [(S ₀ / S) × 100 (%)] of the total cross-sectional area S ₀ of the Ti portion of the Cu / Ti composite single core wire to the total cross-sectional area S of the wire. .

この結果から明らかなように、本発明で規定する要件を満足する実験Ｎｏ．１〜５のものでは、良好な臨界電流密度Ｊｃが良好な値（２００Ａ／ｍｍ²）が得られている共に、適切な０．２％耐力（σ_0.2）も１５０ＭＰａ以上を確保していることが分かる。 As is apparent from this result, the experiment No. 1 satisfying the requirements defined in the present invention was performed. In the case of 1-5, a good critical current density Jc has a good value (200 A / mm ² ) and an appropriate 0.2% proof stress (σ _0.2 ) of 150 MPa or more is ensured. I understand.

これに対し、実験Ｎｏ．６のものでは、補強部材を組込んでいないので、４．２Ｋにおける０．２％耐力（σ_0.2）が１３９ＭＰａと低い値となっている。また、実験。Ｎｏ．７のものでは、補強部材の面積割合が３３．６％と多くすることによって、４．２Ｋにおける０．２％耐力（σ_0.2）は大きい値（４２１ＭＰａ）を示しているが、臨界電流密度が低下している。 In contrast, Experiment No. In No. 6, since the reinforcing member is not incorporated, the 0.2% proof stress (σ _0.2 ) at 4.2 K is a low value of 139 MPa. Also experiment. No. In the case of No. 7, the 0.2% proof stress (σ _0.2 ) at 4.2K shows a large value (421 MPa) by increasing the area ratio of the reinforcing member to 33.6%, but the critical current density is It is falling.

尚、実験Ｎｏ．２，７については、Ｔｉ棒の周囲に厚さ：０．２ｍｍのＮｂシートを巻き付けてＣｕ／Ｔｉ複合単芯線を構成したものであり、これらはＮｂシートの存在によって、Ｎｂ₃Ｓｎ拡散熱処理後においても補強材としてのＴｉ芯は他の元素と反応しないままであったが、その他のもの（実験Ｎｏ．１，３〜５）については、Ｎｂ₃Ｓｎ拡散熱処理の際のＴｉ中にＣｕが拡散しており、Ｔｉ棒部分はＣｕ−Ｔｉ化合物に変化していた。即ち、Ｔｉを補強部材として用いた場合には、Ｃｕと反応してＣｕ−Ｔｉ系化合物を形成した場合においても補強部材としての機能を発揮することが分かる。 Experiment No. For Nos. 2 and 7, a Cu / Ti composite single-core wire was constructed by winding a Nb sheet having a thickness of 0.2 mm around the Ti rod, and these were after the Nb ₃ Sn diffusion heat treatment due to the presence of the Nb sheet. Also, the Ti core as a reinforcing material remained unreacted with other elements, but for the other (experiment Nos. 1, _{3 to} 5), Cu was contained in Ti during the Nb ₃ Sn diffusion heat treatment. It was diffusing and the Ti bar portion was changed to a Cu-Ti compound. That is, when Ti is used as the reinforcing member, it can be seen that the function as the reinforcing member is exhibited even when Cu—Ti-based compound is formed by reaction with Cu.

（実施例２）
純度：９９．９％のＮｂ棒（直径：５５ｍｍ）を、Ｃｕ製パイプ（内径：６５ｍｍ）中に挿入後、このＣｕ製パイプの両端をＣｕで封止し、Ｃｕ／Ｎｂ複合ビレットを作製した。この複合ビレットを、押し出し・伸線して六角断面形状のＣｕ／Ｎｂ複合単芯線（六角対辺：４ｍｍ）を作製した。 (Example 2)
After inserting a 99.9% purity Nb rod (diameter: 55 mm) into a Cu pipe (inner diameter: 65 mm), both ends of the Cu pipe were sealed with Cu to produce a Cu / Nb composite billet. . This composite billet was extruded and drawn to produce a Cu / Nb composite single core wire (hexagon side: 4 mm) having a hexagonal cross section.

上記Ｃｕ／Ｎｂ複合単芯線：３０６本を外周に、同形状のＣｕスペーサ：４３９本をその中心に配置して、Ｃｕ製パイプ（外径：１５０ｍｍ、内径：１３０ｍｍ）内に組込み、両端をＣｕで封止し、内部拡散法ビレットを作製した。このビレットを押出し後矯正し、機械加工により中心（Ｃｕスペーサ部分）に直径２０ｍｍの孔を開けた。その孔にＳｎ棒（直径：１９．５ｍｍ）を挿入した後伸線加工し、六角断面形状に加工することによって、内部拡散法エレメント（前記図１）を作製した。このとき、六角断面形状の大きさ（六角対角辺長さ）、最終的に組み込む本数によって変化させた（この点については、後述する）。 Cu / Nb composite single-core wire: 306 wires are arranged on the outer periphery, Cu spacers of the same shape: 439 are arranged at the center, and incorporated in a Cu pipe (outer diameter: 150 mm, inner diameter: 130 mm), and both ends are Cu And an internal diffusion billet was produced. The billet was extruded and straightened, and a hole having a diameter of 20 mm was formed in the center (Cu spacer portion) by machining. An Sn-bar (diameter: 19.5 mm) was inserted into the hole, followed by wire drawing and processing into a hexagonal cross-sectional shape, thereby producing an internal diffusion method element (see FIG. 1). At this time, it changed with the magnitude | size (hexagon diagonal side length) of a hexagonal cross-sectional shape and the number of finally incorporating (this point is mentioned later).

一方、純度：９９．９％のＮｂ棒（直径：５７ｍｍ）を、Ｃｕ製パイプ（外径：６５ｍｍ、内径：５７．５ｍｍ）中に挿入後、このＣｕ製パイプの両端をＣｕで封止し、Ｃｕ／Ｎｂ複合ビレットを作製した。この複合ビレットを、押し出し・伸線して六角断面形状のＣｕ／Ｎｂ複合単芯線を作製した。このとき、六角断面形状の大きさ（六角対角辺長さ）、最終的に組み込む本数によって変化させた（この点については、後述する）。このとき、六角断面形状の大きさ（六角対辺距離）、内部拡散法エレメント線と同様に、最終的に組込む本数によって変化させた（この点については、後述する）。 On the other hand, after inserting a 99.9% purity Nb bar (diameter: 57 mm) into a Cu pipe (outer diameter: 65 mm, inner diameter: 57.5 mm), both ends of the Cu pipe were sealed with Cu. Cu / Nb composite billet was prepared. This composite billet was extruded and drawn to prepare a Cu / Nb composite single core wire having a hexagonal cross section. At this time, it changed with the magnitude | size (hexagon diagonal side length) of a hexagonal cross-sectional shape and the number of finally incorporating (this point is mentioned later). At this time, similarly to the size of the hexagonal cross-sectional shape (hexagonal opposite side distance) and the internal diffusion method element line, it was changed according to the number of elements finally incorporated (this point will be described later).

上記内部拡散法エレメント：ｘ本と、Ｃｕ／Ｎｂ複合単芯線：ｙ本とを束ね、Ｃｕ製パイプ（外径：４６ｍｍ、内径：３８ｍｍ）中に組込んで、抽伸法により内部拡散法多芯線（前記図３、４相当）を作製した。このときの、全断面積に対する補強部材（Ｃｕ／Ｎｂ複合単芯線のＮｂ部分）の面積割合はｚ％である。 The above internal diffusion method element: x wires and Cu / Nb composite single core wire: y wires are bundled and assembled in a Cu pipe (outer diameter: 46 mm, inner diameter: 38 mm), and the internal diffusion method multicore wire is drawn by drawing. (Corresponding to FIGS. 3 and 4) was prepared. At this time, the area ratio of the reinforcing member (Nb portion of the Cu / Nb composite single core wire) to the entire cross-sectional area is z%.

尚、内部拡散エレメント線と補強用エレメント線の大きさ（六角対辺距離）は、実施例１と同様に、組込む本数によって変化させたが、例えば合計本数（ｘ＋ｙ）が１９本の場合（下記表２の実験Ｎｏ．８，１１）は、六角対辺：７．３ｍｍであり、合計本数（ｘ＋ｙ）が５５本の場合（下記表２の実験Ｎｏ．９，１３，１４）は、六角対辺：４．５ｍｍであり、合計本数（ｘ＋ｙ）が３７本の場合（下記表２の実験Ｎｏ．１０，１２）は、六角対辺：５．３ｍｍである。また、こうした加工に伴って、Ｃｕ／Ｔｉ複合単芯線における、Ｃｕ層の厚さは伸線加工後で（直径：１．５ｍｍの段階で）、３３μｍ（実験Ｎｏ．８，１１）、２０μｍ（実験Ｎｏ．９，１３，１４）、２５μｍ（実験Ｎｏ．１０，１２）となる。 In addition, although the size (hexagonal opposite side distance) of the internal diffusion element line and the reinforcing element line was changed according to the number to be incorporated in the same manner as in Example 1, for example, when the total number (x + y) is 19 (the following table) Experiment No. 8, 11) of No. 2 is hex across flats: 7.3 mm, and the total number (x + y) is 55 (Experiment Nos. 9, 13, 14 in Table 2 below), the width across flats: 4 When the total number (x + y) is 37 (Experiment Nos. 10 and 12 in Table 2 below), the width across flats is 5.3 mm. With such processing, the thickness of the Cu layer in the Cu / Ti composite single core wire is 33 μm (experiment Nos. 8 and 11), 20 μm after wire drawing (diameter: 1.5 mm). Experiment No. 9, 13, 14) and 25 μm (Experiment No. 10, 12).

こうして得られた各種内部拡散多芯線を、直径：１．５ｍｍとなるまで伸線加工してＮｂ₃Ｓｎ生成熱処理（６００℃×２００時間）を施した後、実施例１と同様の方法で臨界電流密度Ｊｃおよび０．２％耐力（σ_0.2）を測定した（その基準は実施例１と同じ）。 The various internally-diffused multifilamentary wires thus obtained were drawn to a diameter of 1.5 mm and subjected to Nb ₃ Sn generation heat treatment (600 ° C. × 200 hours), and then critical in the same manner as in Example 1. The current density Jc and the 0.2% proof stress (σ _0.2 ) were measured (the criteria are the same as in Example 1).

その結果を（臨界電流密度Ｊｃ、０．２％耐力）を、内部拡散法エレメントの本数ｘ、補強用エレメント線の本数ｙ、補強部材の面積割合ｚおよび銅比（線材全断面積に対する銅部分の断面積の割合）と共に、下記表２に示す。尚、下記表２に示した実験Ｎｏ．８〜１１、１４のものは、補強用エレメント線を線材中心部に集合させて配置したものであり（前記図９）、実験Ｎｏ．１２のものは補強用エレメント線を内部拡散法エレメントの外周に配置したものである（前記図８）。 The result (critical current density Jc, 0.2% proof stress), the number x of internal diffusion method elements, the number y of reinforcing element wires, the area ratio z of reinforcing members, and the copper ratio (copper portion relative to the total cross-sectional area of the wire rod) Are shown in Table 2 below. In addition, the experiment No. shown in Table 2 below. Nos. 8 to 11 and 14 are arranged by assembling reinforcing element wires in the center of the wire (FIG. 9). No. 12 has reinforcing element wires arranged on the outer periphery of the internal diffusion method element (FIG. 8).

この結果から明らかなように、本発明で規定する要件を満足する実験Ｎｏ．８〜１２のものでは、臨界電流密度Ｊｃが良好な値（２００Ａ／ｍｍ²）が得られている共に、適切な０．２％耐力（σ_0.2）も１５０ＭＰａ以上を確保していることが分かる。 As is apparent from this result, the experiment No. 1 satisfying the requirements defined in the present invention was performed. In the case of 8-12, it can be seen that the critical current density Jc has a good value (200 A / mm ² ), and the appropriate 0.2% proof stress (σ _0.2 ) is 150 MPa or more. .

これに対し、実験Ｎｏ．１３のものでは、補強部材を組込んでいないので、４．２Ｋにおける０．２％耐力（σ_0.2）が１３９ＭＰａと低い値となっている。また、実験Ｎｏ．１４のものでは、補強部材の面積割合が３３．６％と多くすることによって、４．２Ｋにおける０．２％耐力（σ_0.2）は大きい値（３００ＭＰａ）を示しているが、臨界電流密度が低下している。 In contrast, Experiment No. In No. 13, since the reinforcing member is not incorporated, the 0.2% proof stress (σ _0.2 ) at 4.2 K is a low value of 139 MPa. In addition, Experiment No. In the case of No. 14, the 0.2% proof stress (σ _0.2 ) at 4.2 K shows a large value (300 MPa) by increasing the area ratio of the reinforcing member to 33.6%, but the critical current density is It is falling.

内部Ｓｎ法に適用される超電導線材製造用前駆体（モノエレメント線）の構成例を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the structural example of the precursor (monoelement wire) for superconducting wire manufacturing applied to the internal Sn method. 内部Ｓｎ法に適用される超電導線材製造用前駆体（モノエレメント線）の他の構成例を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the example of another structure of the precursor (monoelement wire) for superconducting wire manufacturing applied to the internal Sn method. 内部Ｓｎ法に適用される超電導線材製造用前駆体（マルチエレメント線）の構成例を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the example of a structure of the precursor (multi-element wire) for superconducting wire material application applied to the internal Sn method. 内部Ｓｎ法に適用される超電導線材製造用前駆体（マルチエレメント線）の他の構成例を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the other structural example of the precursor (multi-element wire) for superconducting wire manufacturing applied to the internal Sn method. 補強部材の素材としてＴｉを用いたときに、補強部材の面積率が０．２％耐力や臨界電流密度Ｊｃに与える影響を示したグラフである。It is the graph which showed the influence which the area ratio of a reinforcement member gives to 0.2% yield strength and critical current density Jc, when using Ti as a raw material of a reinforcement member. 補強部材の素材としてＮｂを用いたときに、補強部材の面積率が０．２％耐力や臨界電流密度Ｊｃに与える影響を示したグラフである。It is the graph which showed the influence which the area ratio of a reinforcement member gives to 0.2% yield strength and critical current density Jc when using Nb as a raw material of a reinforcement member. 本発明の前駆体を構成する状態を説明する図である。It is a figure explaining the state which comprises the precursor of this invention. 点対称の構成を採用するときの具体的な構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific structural example when employ | adopting a point-symmetric structure. 点対称の構成を採用するときの具体的な他の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another specific structural example when employ | adopting a point-symmetric structure.

符号の説明Explanation of symbols

１，５ａ超電導線材製造用前駆体（モノエレメント線）
２ＮｂまたはＮｂ基合金芯（Ｎｂ基金属芯）
３ａＳｎまたはＳｎ基合金芯（Ｓｎ基金属芯）
４，４ａ，４ｃ，４ｅＣｕまたはＣｕ基合金マトリクス
６ａ，６ｂ拡散バリア層
７，８超電導線材製造用前駆体（マルチエレメント線）
１０内部拡散法エレメント線（モノエレメント線）
１１補強用エレメント線
１２Ｃｕ製パイプ 1,5a Precursor for manufacturing superconducting wire (monoelement wire)
2 Nb or Nb-based alloy core (Nb-based metal core)
3a Sn or Sn base alloy core (Sn base metal core)
4, 4a, 4c, 4e Cu or Cu-based alloy matrix 6a, 6b Diffusion barrier layer 7, 8 Precursor for production of superconducting wire (multi-element wire)
10 Internal diffusion method element wire (mono element wire)
11 Reinforcing element wire 12 Cu pipe

Claims

内部拡散法によってＮｂ₃Ｓｎ超電導線材を製造する際に用いる超電導線材前駆体において、中央にＳｎまたはＳｎ基合金芯が配置されると共に、その周囲にＣｕまたはＣｕ基合金マトリクスと、複数本のＮｂまたはＮｂ基合金フィラメントが配置されたモノエレメント線を複数本束ねて配置して構成されるマルチエレメント線であって、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ，ＭｏおよびＨｆよりなる群から選ばれる１種以上の金属または合金からなる棒状の補強部材をＣｕまたはＣｕ基合金に埋設した補強用エレメント線によって、前記モノエレメント線の一部を置き換えて配置したものであり、且つ前記棒状の補強部材の断面積の割合は、線材の全断面積に対して２〜２５％であることを特徴とするＮｂ₃Ｓｎ超電導線材前駆体。 In a superconducting wire precursor used when manufacturing an Nb ₃ Sn superconducting wire by an internal diffusion method, an Sn or Sn base alloy core is disposed at the center, and a Cu or Cu base alloy matrix and a plurality of Nb in the periphery thereof. Or a multi-element wire formed by bundling a plurality of mono-element wires on which Nb-based alloy filaments are arranged, and one or more selected from the group consisting of Nb, Ta, Ti, W, Mo, and Hf A rod-shaped reinforcing member made of a metal or an alloy is arranged by replacing a part of the mono-element wire with a reinforcing element wire embedded in Cu or a Cu-based alloy, and the cross-sectional area of the rod-shaped reinforcing member The Nb ₃ Sn superconducting wire precursor is characterized in that the ratio is 2 to 25% with respect to the total cross-sectional area of the wire.

前記モノエレメント線および補強用エレメント線は、断面外形状が同一の六角形状である請求項１に記載のＮｂ₃Ｓｎ超電導線材前駆体。 2. The Nb ₃ Sn superconducting wire precursor according to claim 1, wherein the mono element wire and the reinforcing element wire have a hexagonal shape having the same outer cross-sectional shape.

棒状の補強部材の表面に被覆されるＣｕまたはＣｕ基合金層は、その最小厚みが拡散熱処理前の段階で２０〜１００μｍである請求項２に記載のＮｂ₃Ｓｎ超電導線材前駆体。 The Nb ₃ Sn superconducting wire precursor according to claim 2, wherein the Cu or Cu-based alloy layer coated on the surface of the rod-shaped reinforcing member has a minimum thickness of 20 to 100 µm before the diffusion heat treatment.

前記補強用エレメント線は、線材中心を中心点として点対称となるように配置されたものである請求項１〜３のいずれかに記載のＮｂ₃Ｓｎ超電導線材前駆体。 The Nb ₃ Sn superconducting wire precursor according to any one of claims 1 to 3, wherein the reinforcing element wire is arranged so as to be point-symmetric with respect to the center of the wire.

前記補強用エレメント線は、線材断面の外周囲に沿って連続的または断続的に複数本配置されると共に、その内側に前記モノエレメント線が配置されたものである請求項４に記載のＮｂ₃Ｓｎ超電導線材前駆体。 The reinforcing element line with along the outer periphery of the wire cross-section is continuously or intermittently a plurality of placement, Nb ₃ of claim 4 wherein the one in which the mono-element wire is arranged inside Sn superconducting wire precursor.

前記補強用エレメント線は、線材断面の中央部に相互に接触させて集合配置されると共に、その周囲に前記モノエレメント線が配置されたものである請求項４に記載のＮｂ₃Ｓｎ超電導線材前駆体。 5. The Nb ₃ Sn superconducting wire precursor according to claim 4, wherein the reinforcing element wires are collectively arranged in contact with each other at a central portion of a cross section of the wire, and the monoelement wires are arranged around the reinforcing element wires. body.

請求項１〜６のいずれかに記載の超電導線材前駆体を、拡散熱処理することによってＮｂ₃Ｓｎ超電導相を形成したものであるＮｂ₃Ｓｎ超電導線材。 Nb ₃ Sn superconducting wire and superconducting wire precursor according to any one of claims 1 to 6, is obtained by forming a Nb ₃ Sn superconducting phase by diffusion heat treatment.