JPH065345A - 異種超電導線材の接続方法 - Google Patents

異種超電導線材の接続方法

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JPH065345A
JPH065345A JP27778992A JP27778992A JPH065345A JP H065345 A JPH065345 A JP H065345A JP 27778992 A JP27778992 A JP 27778992A JP 27778992 A JP27778992 A JP 27778992A JP H065345 A JPH065345 A JP H065345A
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JP
Japan
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superconducting wire
nbti
based alloy
type compound
heat treatment
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JP27778992A
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English (en)
Inventor
Daisuke Miura
大介 三浦
Kaname Matsumoto
要 松本
Yasuzo Tanaka
靖三 田中
Itaru Inoue
至 井上
Takuya Suzuki
卓哉 鈴木
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 NbTi系合金超電導線材と、Nb3 Sn化
合物超電導線材とを接続する場合に、NbTi系合金超
電導線材として、Nb3 Sn生成熱処理温度ではNbT
i系合金に固溶しないTaなどの人工ピニングセンター
を有する線材を用い、この線材と、Nb3 Sn生成前の
化合物超電導線材とを接続し、その後、Nb3 Sn生成
熱処理を行う。 【効果】 接続後に化合物超電導体生成熱処理を行うの
で、化合物超電導体に歪のない接続部が得られる。熱処
理によりNbTi系合金超電導線材のJcが低下するこ
とがない。NbTi系合金中のNbも一部反応してNb
3 Snになるため超電導接続状態が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、NbTi系合金超電導
線材と、構成元素としてNbを含むA15型化合物超電
導線材との接続方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、NbTi系合金超電導線材と、N
3 SnのようなNbを含むA15型化合物超電導線材
とを接続する必要が生じた場合には、NbTi系合金超
電導線材と、すでにA15型化合物を生成した後のA1
5型化合物超電導線材とを半田付けにより接続すること
が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一般に化合物
超電導体はきわめて脆く、歪に対して敏感であるため、
他の線材と接続する場合でも歪を与えないようにするこ
とが必要であるが、半田付け接続では歪を与えずに接続
することは困難である。また接続後においても、接続部
を含む超電導線材を変形させることは、脆弱なA15型
化合物超電導体を破壊することになるため、事実上不可
能である。さらに半田付けによる接続では、超電導状態
の接続部を得ることができず、接続部に微小抵抗が残る
ため、これが永久電流を減衰させる要因となる。
【0004】
【課題を解決するための手段】以上のような問題点をな
くすためには、NbTi系合金超電導線材と、A15型
化合物生成前の(熱処理前の)A15型化合物超電導線
材とを接続した後に、A15型化合物生成のための熱処
理を行うことが考えられる。しかしこの方法によると、
熱処理の際に、NbTi系合金超電導体のピン止め点で
あるα−Tiが固溶してしまい、NbTi系合金超電導
線材のJc(臨界電流密度)が極端に低下するという問
題が別に生じる。
【0005】そこで本発明は、NbTi系合金超電導線
材と、構成元素としてNbを含むA15型化合物超電導
線材とを接続する場合に、NbTi系合金超電導線材
と、A15型化合物生成前の(熱処理前の)A15型化
合物超電導線材とを接合することとし、その際、NbT
i系合金超電導線材として、NbTi系合金フィラメン
ト内にA15型化合物生成時の熱処理温度ではNbTi
系合金に固溶しないTaやAuなどの人工ピニングセン
ターを有する線材を用い、接合後にA15型化合物生成
のための熱処理を行うようにしたことを特徴とする。
【0006】
【作用】このようにすると、接合後にA15型化合物生
成熱処理を行っても、NbTi系合金フィラメント内の
ピニングセンターが固溶することはないので、NbTi
系合金超電導線材のJcが低下することがない。また接
合後にA15型化合物生成熱処理を行うので、熱処理前
に最終形状(コイル等)にしておけば、熱処理によって
生成されるA15型化合物に歪を与えることがなくな
る。また熱処理によりNbTi系合金中のNbも一部反
応してA15型化合物になるため超電導体が相互に結合
した超電導接続状態を得ることが可能となる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
【0008】実施例1 図1ないし図3は本発明の一実施例を示す。図におい
て、1は銅マトリクス2内に多数のNbTiフィラメン
ト3が埋め込まれたNbTi系合金超電導線材、4はブ
ロンズマトリクス5内に多数のNbフィラメント6が埋
め込まれたNb3Sn生成熱処理前のA15型化合物超
電導線材である。NbTi系合金超電導線材1のNbT
iフィラメント3内には人工ピニングセンターとしてT
aを含ませてある。Taの含有量はα−Tiの場合と同
様約20%程度である。
【0009】接続に先立ち、両線材1、4の端部のマト
リクス2、5を硝酸などでエッチングし、図1のように
マトリクス2、5の端面からフィラメント3、6を所要
長露出させる。次に露出させたフィラメント3、6を図
2に示すように互いに入り組ませて接触させた後、両線
材1、4の端部に跨がるように銅または銅−錫ブロンズ
等からなる金属スリーブ7を被せる。その後、図3に示
すように真空中で両線材1、4を軸線方向に加圧しなが
ら加熱して、溶接または圧接する。なお、この接合は金
属スリーブ7を外周から圧縮することにより行ってもよ
い。
【0010】このあと、Nb3 Sn生成のための熱処理
を施すと、ブロンズマトリクス5のSnが拡散してNb
フィラメント6のNbと反応し、Nb3 Sn化合物超電
導体が生成される。またこのときNbTiフィラメント
3のNbも一部Snと反応してNb3 Sn化合物超電導
体を生成するため、超電導体が相互に結合した超電導接
続状態が得られる。
【0011】以上のようにして得られた接続部を含む超
電導線材で0.3μHのワンターンコイルを作り、4.
2Kにて、永久電流の減衰を測定した結果、永久電流の
減衰は実質的に認められなかった。これに対し従来の半
田付けによる接続部を含む超電導線材について同様の測
定を行った結果では、接続部に10-12 Ωの微小抵抗が
あり、永久電流の減衰が認められた。
【0012】実施例2 図4は本発明の他の実施例を示す。符号は図1と同じ
で、1は銅マトリクス2内に多数のNbTiフィラメン
ト3が埋め込まれたNbTi系合金超電導線材、4はブ
ロンズマトリクス5内に多数のNbフィラメント6が埋
め込まれたNb3Sn生成熱処理前のA15型化合物超
電導線材であり、NbTi系合金超電導線材1のNbT
iフィラメント3内には人工ピニングセンターとしてT
aを含ませてある。
【0013】まず両線材1、4の端面を十分に研磨した
後、真空中にて両端面間にNb箔8を介在させ、両線材
1、4を突き合わせ溶接するか、両線材1、4の突き合
わせ部の外周をスポット溶接する。その後、Nb3 Sn
生成のための熱処理を施すと、ブロンズマトリクス5の
Snが拡散して、Nbフィラメント6およびNb箔のN
bと反応し、Nb3 Sn化合物超電導体が生成される。
またこのときNbTiフィラメント6のNbも一部Sn
と反応してNb3 Sn化合物超電導体を生成するため、
超電導接続状態が得られる。以上のようにして得られた
接続部を含む超電導線材につき実施例1と同様の測定を
行った結果、永久電流の減衰は実質的に認められなかっ
た。
【0014】実施例3 図5は本発明のさらに他の実施例を示す。符号は図1と
同じで、1は銅マトリクス2内に多数のNbTiフィラ
メント3が埋め込まれたNbTi系合金超電導線材、4
はブロンズマトリクス5内に多数のNbフィラメント6
が埋め込まれたNb3 Sn生成熱処理前のA15型化合
物超電導線材であり、NbTi系合金超電導線材1のN
bTiフィラメント3内には人工ピニングセンターとし
てTaを含ませてある。
【0015】まず両線材1、4の端部のマトリクス2、
5を硝酸などでエッチングし、マトリクス2、5の端面
からフィラメント3、6を所要長露出させる。次に露出
させたフィラメント3、6を図4に示すように互いに撚
り合わせた後、両線材1、4の端部に跨がるように銅ま
たは銅−錫ブロンズ等からなる金属スリーブ7を被せ
る。その後、この部分を真空中で加熱加圧して一体化す
る。なお、この接合は溶接等により行ってもよい。
【0016】このあと、Nb3 Sn生成のための熱処理
を施すと、ブロンズマトリクス5のSnが拡散してNb
フィラメント6のNbと反応し、Nb3 Sn化合物超電
導体が生成される。またこのときNbTiフィラメント
3のNbも一部Snと反応してNb3 Sn化合物超電導
体を生成するため、超電導体が相互に結合した超電導接
続状態が得られる。以上のようにして得られた接続部を
含む超電導線材につき実施例1と同様の測定を行った結
果、永久電流の減衰は実質的に認められなかった。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、N
bTi系合金超電導線材と、化合物超電導体生成前のA
15型化合物超電導線材とを接続してから、化合物超電
導体生成のための熱処理を行うので、化合物超電導体に
歪のない接続部を得ることができる。またNbTi系合
金超電導線材のNbTi系合金フィラメントには化合物
超電導体生成熱処理温度では固溶しない人工ピニングセ
ンターを導入してあるので、熱処理によってNbTi系
合金超電導線材のJcが低下することもない。また熱処
理によりNbTi系合金中のNbも一部反応してA15
型化合物超電導体になるため超電導体が相互に結合した
超電導接続状態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る接続方法の第一段階
を示す断面図。
【図2】 図1の次の段階を示す断面図。
【図3】 図2の次の段階を示す断面図。
【図4】 本発明の他の実施例に係る接続方法を示す断
面図。
【図5】 本発明のさらに他の実施例に係る接続方法を
示す断面図。
【符号の説明】
1:NbTi系合金超電導線材 2:銅マトリクス 3:NbTiフィラメント 4:Nb3 Sn生成熱処理前のA15型化合物超電導線
材 5:ブロンズマトリクス 6:Nbフィラメント 7:金属スリーブ 8:Nb箔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 至 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 鈴木 卓哉 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】NbTi系合金超電導線材と、構成元素と
    してNbを含むA15型化合物超電導線材とを接続する
    方法において、前記NbTi系合金超電導線材として、
    NbTi系合金フィラメント内にA15型化合物生成熱
    処理温度ではNbTi系合金に固溶しない人工ピニング
    センターを有する線材を用い、この線材と、A15型化
    合物を生成する前のA15型化合物超電導線材とを接合
    し、しかる後、A15型化合物生成熱処理を行うことを
    特徴とする異種超電導線材の接続方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の接続方法において、NbT
    i系合金フィラメント内に人工ピニングセンターを有す
    るNbTi系合金超電導線材と、A15型化合物を生成
    する前のA15型化合物超電導線材との接合は、NbT
    i系合金超電導線材の端部に露出させたNbTi系合金
    フィラメントと、A15型化合物超電導線材の端部に露
    出させたNbフィラメントとを互いに接触させた状態
    で、両線材の端部に跨がるように金属スリーブを被せ、
    両線材を軸線方向に加圧して、溶接または圧接するか、
    金属スリーブを外周から圧縮することにより行うことを
    特徴とするもの。
  3. 【請求項3】請求項1記載の接続方法において、NbT
    i系合金フィラメント内に人工ピニングセンターを有す
    るNbTi系合金超電導線材と、A15型化合物を生成
    する前のA15型化合物超電導線材との接合は、NbT
    i系合金超電導線材の端面とA15型化合物超電導線材
    の端面を研磨した後、両端面間にNb箔を介在させて突
    き合わせ溶接または圧接することにより行うことを特徴
    とするもの。
  4. 【請求項4】請求項1記載の接続方法において、NbT
    i系合金フィラメント内に人工ピニングセンターを有す
    るNbTi系合金超電導線材と、A15型化合物を生成
    する前のA15型化合物超電導線材との接合は、NbT
    i系合金超電導線材の端部に露出させたNbTi系合金
    フィラメントと、A15型化合物超電導線材の端部に露
    出させたNbフィラメントとを互いに撚り合わせた状態
    で、両線材の端部に跨がるように金属スリーブを被せ、
    その部分を加熱加圧、溶接、圧接または圧縮することに
    より行うことを特徴とするもの。
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