JPH0714439A - ＮｂＴｉ系超電導線材 - Google Patents
ＮｂＴｉ系超電導線材Info
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- JPH0714439A JPH0714439A JP5173831A JP17383193A JPH0714439A JP H0714439 A JPH0714439 A JP H0714439A JP 5173831 A JP5173831 A JP 5173831A JP 17383193 A JP17383193 A JP 17383193A JP H0714439 A JPH0714439 A JP H0714439A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁場中での臨界電流密度特性に優れたＮｂＴ
ｉ系超電導線材を提供する。 【構成】 ＮｂＴｉ系超電導体６中に、長手方向に連続
的に複合した人工ピン７の断面形状を、長方形、楕円
形、又は長方形を基本単位とするジグザク形となし、且
つ前記長方形、楕円形、又はジグザグ形を基本単位とす
る長方形のアスペクト比（断面の縦横比）を1.5 〜30に
限定することにより、量子化磁束線が人工ピン７と出会
う確率と人工ピン７の平均的ピン止め力とを高位にバラ
ンスさせて、高磁場下での超電導特性の向上を図る。
ｉ系超電導線材を提供する。 【構成】 ＮｂＴｉ系超電導体６中に、長手方向に連続
的に複合した人工ピン７の断面形状を、長方形、楕円
形、又は長方形を基本単位とするジグザク形となし、且
つ前記長方形、楕円形、又はジグザグ形を基本単位とす
る長方形のアスペクト比（断面の縦横比）を1.5 〜30に
限定することにより、量子化磁束線が人工ピン７と出会
う確率と人工ピン７の平均的ピン止め力とを高位にバラ
ンスさせて、高磁場下での超電導特性の向上を図る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導臨界電流特性に
優れたＮｂＴｉ系超電導線材に関する。
優れたＮｂＴｉ系超電導線材に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＮｂＴｉ系超電導線材は、加工性及び臨
界電流密度（Ｊｃ）等の超電導特性に優れており、磁気
浮上列車、高エネルギー粒子加速器、医療診断用核磁気
共鳴映像装置等の超電導応用製品に実用化されつつあ
る。ＮｂＴｉ系超電導線材は、銅やアルミ等の安定化金
属材、或いは銅合金等にＮｂＴｉ系超電導フィラメント
を多数本埋込んだもので、その製造は、銅製管内にＮｂ
Ｔｉ系超電導棒材を充填したビレットを延伸加工して単
芯の超電導線材となし、この単芯の超電導線材を再び銅
製管内に多数本充填してビレットとなし、このビレット
を延伸加工する工程を所望回繰返してなされている。
界電流密度（Ｊｃ）等の超電導特性に優れており、磁気
浮上列車、高エネルギー粒子加速器、医療診断用核磁気
共鳴映像装置等の超電導応用製品に実用化されつつあ
る。ＮｂＴｉ系超電導線材は、銅やアルミ等の安定化金
属材、或いは銅合金等にＮｂＴｉ系超電導フィラメント
を多数本埋込んだもので、その製造は、銅製管内にＮｂ
Ｔｉ系超電導棒材を充填したビレットを延伸加工して単
芯の超電導線材となし、この単芯の超電導線材を再び銅
製管内に多数本充填してビレットとなし、このビレット
を延伸加工する工程を所望回繰返してなされている。
【０００３】ところで、ＮｂＴｉ系超電導体内に外部磁
場印加によって侵入した量子化磁束線は、使用中、Ｎｂ
Ｔｉ系超電導体内の析出物、格子欠陥、粒界等の不均質
部分にピン止めされているが、このピン止め力が弱い
と、量子化磁束線は超電導体内を移動して電圧が生じ、
ジュール損失が発生して超電導体は常電導体に転移して
しまう。このようなことから、種々のピン止め法が開発
されており、中でも加工中に熱処理を施してα−Ｔｉ相
を析出させる方法は、α−Ｔｉ相が加工中にリボン状に
変形して高いピン止め効果が得られ（例えばC.Meingast
et al. J.Appl. Phys.66 5962 1989)、実用化されて
いる。そしてこの方法でピン止めしたＮｂＴｉ系超電導
線材のＪｃ値は、最高3700〜3800Ａ／mm2(at 5T,4.2K)
である。しかしながら、このα−Ｔｉ相析出法で、Ｊｃ
値を4000Ａ／mm2(at 5T,4.2K)以上に高めるには、100
0時間以上の熱処理を要し生産性に劣る、長時間熱処
理によりＮｂＴｉ系超電導体層と安定化銅層との界面に
ＣｕとＴｉの脆い金属間化合物が生成してＮｂＴｉ系超
電導線材の加工性が低下する、α−Ｔｉ相の形状、サ
イズ、分布を制御するのが困難である等の問題があっ
た。
場印加によって侵入した量子化磁束線は、使用中、Ｎｂ
Ｔｉ系超電導体内の析出物、格子欠陥、粒界等の不均質
部分にピン止めされているが、このピン止め力が弱い
と、量子化磁束線は超電導体内を移動して電圧が生じ、
ジュール損失が発生して超電導体は常電導体に転移して
しまう。このようなことから、種々のピン止め法が開発
されており、中でも加工中に熱処理を施してα−Ｔｉ相
を析出させる方法は、α−Ｔｉ相が加工中にリボン状に
変形して高いピン止め効果が得られ（例えばC.Meingast
et al. J.Appl. Phys.66 5962 1989)、実用化されて
いる。そしてこの方法でピン止めしたＮｂＴｉ系超電導
線材のＪｃ値は、最高3700〜3800Ａ／mm2(at 5T,4.2K)
である。しかしながら、このα−Ｔｉ相析出法で、Ｊｃ
値を4000Ａ／mm2(at 5T,4.2K)以上に高めるには、100
0時間以上の熱処理を要し生産性に劣る、長時間熱処
理によりＮｂＴｉ系超電導体層と安定化銅層との界面に
ＣｕとＴｉの脆い金属間化合物が生成してＮｂＴｉ系超
電導線材の加工性が低下する、α−Ｔｉ相の形状、サ
イズ、分布を制御するのが困難である等の問題があっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような背景から、
ピンニング点を人工的に形成する方法が提案された。こ
の方法は、銅製管内にＮｂＴｉ系超電導棒材を充填した
ビレットの前記ＮｂＴｉ系超電導棒材の中に、Ｎｂ金属
等をピンニング点として人工的に複合する方法である。
この人工ピン法では、既に3800Ａ／mm2(at 5T,4.2K、K.
Matsumoto etal. IEEE Trans.Appl.Supercond. 3 1362
1993)や3400Ａ／mm2(at 5T,4.2K、H.C.Kanichi et al.
Adv.Cryog.Eng.38B 675 1992)等の、α−Ｔｉ相析出法
に匹敵するＪｃ値が得られている。そして、この人工ピ
ン法では、ピンニング点となす物質の種類、及びその形
状、分布、量等を任意に選び又は制御することができる
為、Ｊｃ値の一層の向上が期待されている。
ピンニング点を人工的に形成する方法が提案された。こ
の方法は、銅製管内にＮｂＴｉ系超電導棒材を充填した
ビレットの前記ＮｂＴｉ系超電導棒材の中に、Ｎｂ金属
等をピンニング点として人工的に複合する方法である。
この人工ピン法では、既に3800Ａ／mm2(at 5T,4.2K、K.
Matsumoto etal. IEEE Trans.Appl.Supercond. 3 1362
1993)や3400Ａ／mm2(at 5T,4.2K、H.C.Kanichi et al.
Adv.Cryog.Eng.38B 675 1992)等の、α−Ｔｉ相析出法
に匹敵するＪｃ値が得られている。そして、この人工ピ
ン法では、ピンニング点となす物質の種類、及びその形
状、分布、量等を任意に選び又は制御することができる
為、Ｊｃ値の一層の向上が期待されている。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】本発明はこのような状況に
鑑み、人工ピン法について鋭意研究を行ない、複合する
人工ピンニング点の断面形状によりＪｃ値が著しく左右
されることを知見し、更に研究を重ねて本発明を完成す
るに至ったものである。即ち、本発明は、ＮｂＴｉ系超
電導体中に、ＮｂＴｉ系超電導体の使用環境下で非超電
導体の物質、或いはＮｂＴｉ系超電導体よりＢｃ2(上部
臨界磁場) が弱い物質をピンニング点として長手方向に
連続的に複合したＮｂＴｉ系超電導線材において、前記
ピンニング点として長手方向に連続的に複合した物質の
断面形状が、長方形、楕円形、又は長方形を基本単位と
するジグザク形であり、且つ前記長方形、楕円形、又は
ジグザグ形基本単位の長方形のアスペクト比（断面の縦
横比）が1.5 〜30であることを特徴とするＮｂＴｉ系超
電導線材である。
鑑み、人工ピン法について鋭意研究を行ない、複合する
人工ピンニング点の断面形状によりＪｃ値が著しく左右
されることを知見し、更に研究を重ねて本発明を完成す
るに至ったものである。即ち、本発明は、ＮｂＴｉ系超
電導体中に、ＮｂＴｉ系超電導体の使用環境下で非超電
導体の物質、或いはＮｂＴｉ系超電導体よりＢｃ2(上部
臨界磁場) が弱い物質をピンニング点として長手方向に
連続的に複合したＮｂＴｉ系超電導線材において、前記
ピンニング点として長手方向に連続的に複合した物質の
断面形状が、長方形、楕円形、又は長方形を基本単位と
するジグザク形であり、且つ前記長方形、楕円形、又は
ジグザグ形基本単位の長方形のアスペクト比（断面の縦
横比）が1.5 〜30であることを特徴とするＮｂＴｉ系超
電導線材である。
【０００６】本発明において、人工ピンニング点（以下
人工ピンと略記する）となす非超電導体物質とは、Ｎｂ
Ｔｉ系超電導体の使用環境下で、つまりＮｂＴｉ系超電
導体が超電導を示す条件下で、非超電導状態にある物質
である。人工ピンニング点には、ＮｂＴｉ系超電導体よ
りＢｃ2(上部臨界磁場) が低い物質も適用される。これ
ら物質としては、Ｎｂ金属やＮｂ合金等がＮｂＴｉ系超
電導体を変質させず好適である。Ｎｂ以外には、Ｔｉ，
Ｔａ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｆｅ，Ｈｆ，Ｃｕ，Ｇｅ，Ｎｉ，Ｚ
ｒ，Ｃｒ等の金属、或いはこれらを適当に組み合わせた
合金、更にはこれらの金属を適当に積層したもの等が用
いられる。
人工ピンと略記する）となす非超電導体物質とは、Ｎｂ
Ｔｉ系超電導体の使用環境下で、つまりＮｂＴｉ系超電
導体が超電導を示す条件下で、非超電導状態にある物質
である。人工ピンニング点には、ＮｂＴｉ系超電導体よ
りＢｃ2(上部臨界磁場) が低い物質も適用される。これ
ら物質としては、Ｎｂ金属やＮｂ合金等がＮｂＴｉ系超
電導体を変質させず好適である。Ｎｂ以外には、Ｔｉ，
Ｔａ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｆｅ，Ｈｆ，Ｃｕ，Ｇｅ，Ｎｉ，Ｚ
ｒ，Ｃｒ等の金属、或いはこれらを適当に組み合わせた
合金、更にはこれらの金属を適当に積層したもの等が用
いられる。
【０００７】本発明において、長手方向に連続的に複合
した人工ピンの断面形状を長方形、楕円形、又は長方形
を基本単位とするジグザク形とし、且つ前記長方形、楕
円形又はジグザグ形基本単位の長方形のアスペクト比
（断面の縦横比）を 1.5〜30に限定した理由は、人工ピ
ン断面のアスペクト比が、前記限定値を下回っても、又
上回っても、高いＪｃ値が得られない為である。
した人工ピンの断面形状を長方形、楕円形、又は長方形
を基本単位とするジグザク形とし、且つ前記長方形、楕
円形又はジグザグ形基本単位の長方形のアスペクト比
（断面の縦横比）を 1.5〜30に限定した理由は、人工ピ
ン断面のアスペクト比が、前記限定値を下回っても、又
上回っても、高いＪｃ値が得られない為である。
【０００８】アスペクト比が、1.5 〜30の範囲におい
て、高いＪｃ値が得られる理由は、次のように考えられ
る。即ち、量子化磁束線のピン止め力は、量子化磁束線
が出会う人工ピンの表面積により左右され、人工ピンの
広幅面と量子化磁束線とのなす角度θが０の時、つまり
両者が平行な時、量子化磁束線は最も強くピン止めされ
る。前記θが増大するにつれてピン止め力は急激に減少
し、この減少率はアスペクト比が大きい程大きく、従っ
てθが０〜90度における平均的なピン止め力はアスペク
ト比が大きい程低下する。他方、量子化磁束線が人工ピ
ンの表面と出会う確率は人工ピンのアスペクト比が小さ
い程大きくなる。このように、アスペクト比が大きいと
人工ピンの平均的ピン止め力が低下し、アスペクト比が
小さいと量子化磁束線の人工ピンと出会う確率が増大す
る。そして出会いの確率とピン止め力とのバランスのと
れたアスペクト比が 1.5〜30の間であると考えられる。
て、高いＪｃ値が得られる理由は、次のように考えられ
る。即ち、量子化磁束線のピン止め力は、量子化磁束線
が出会う人工ピンの表面積により左右され、人工ピンの
広幅面と量子化磁束線とのなす角度θが０の時、つまり
両者が平行な時、量子化磁束線は最も強くピン止めされ
る。前記θが増大するにつれてピン止め力は急激に減少
し、この減少率はアスペクト比が大きい程大きく、従っ
てθが０〜90度における平均的なピン止め力はアスペク
ト比が大きい程低下する。他方、量子化磁束線が人工ピ
ンの表面と出会う確率は人工ピンのアスペクト比が小さ
い程大きくなる。このように、アスペクト比が大きいと
人工ピンの平均的ピン止め力が低下し、アスペクト比が
小さいと量子化磁束線の人工ピンと出会う確率が増大す
る。そして出会いの確率とピン止め力とのバランスのと
れたアスペクト比が 1.5〜30の間であると考えられる。
【０００９】
【作用】本発明では、長手方向に連続的に複合した人工
ピンの断面形状を、長方形、楕円形、又は長方形を基本
単位とするジグザク形となし、且つ前記長方形、楕円
形、又はジグザグ形基本単位の長方形のアスペクト比
（断面の縦横比）を1.5 〜30に限定したので、量子化磁
束線が人工ピンと出会う確率と、人工ピンの平均的ピン
止め力とが高位にバランスして、人工ピンのピン止め効
率が高まり、磁場中における超電導特性が向上する。
ピンの断面形状を、長方形、楕円形、又は長方形を基本
単位とするジグザク形となし、且つ前記長方形、楕円
形、又はジグザグ形基本単位の長方形のアスペクト比
（断面の縦横比）を1.5 〜30に限定したので、量子化磁
束線が人工ピンと出会う確率と、人工ピンの平均的ピン
止め力とが高位にバランスして、人工ピンのピン止め効
率が高まり、磁場中における超電導特性が向上する。
【００１０】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 実施例１ 銅管に、厚さ 3.3mmの板状のＮｂ−50wt％Ｔｉ合金材
と、厚さ1.3 mm、アスペクト比が最大30、最小で18の板
状のＮｂ材とを交互に積層して充填して一次ビレットを
作製した。次にこの一次ビレットを熱間押出しと伸線加
工により線材に加工し、この線材を硝酸水溶液に浸漬し
て外周の銅層を除去して2.5 mmφのＮｂＴｉとＮｂとの
積層線材となし、この線材を銅管に200 本充填して二次
ビレットとなした。次にこれを熱間押出により複合化
し、更に伸線加工により1.3 mmφの線材に加工した。次
にこの線材を銅管に750 本充填して三次ビレットとな
し、これを熱間押出しにより一体化し、更に伸線加工し
て0.2 mmφのＮｂＴｉ系超電導線材となした。銅管には
全て外径45mmφ、内径40mmφの銅管を用いた。
る。 実施例１ 銅管に、厚さ 3.3mmの板状のＮｂ−50wt％Ｔｉ合金材
と、厚さ1.3 mm、アスペクト比が最大30、最小で18の板
状のＮｂ材とを交互に積層して充填して一次ビレットを
作製した。次にこの一次ビレットを熱間押出しと伸線加
工により線材に加工し、この線材を硝酸水溶液に浸漬し
て外周の銅層を除去して2.5 mmφのＮｂＴｉとＮｂとの
積層線材となし、この線材を銅管に200 本充填して二次
ビレットとなした。次にこれを熱間押出により複合化
し、更に伸線加工により1.3 mmφの線材に加工した。次
にこの線材を銅管に750 本充填して三次ビレットとな
し、これを熱間押出しにより一体化し、更に伸線加工し
て0.2 mmφのＮｂＴｉ系超電導線材となした。銅管には
全て外径45mmφ、内径40mmφの銅管を用いた。
【００１１】実施例２ 銅管に、厚さ６mmの板状のＮｂ−50wt％Ｔｉ合金材と、
厚さ2.4 mm、アスペクト比が最大16、最小で13の板状の
Ｎｂ材とを交互に積層して充填して一次ビレットを作製
した。次にこの一次ビレットを熱間押出しと伸線加工に
より線材に加工し、この線材を硝酸水溶液に浸漬して外
周の銅層を除去して1.3 mmφのＮｂＴｉとＮｂとの積層
線材となし、この線材を銅管に700 本充填して二次ビレ
ットとなした他は、実施例１と同じ方法により0.2 mmφ
のＮｂＴｉ系超電導線材を製造した。
厚さ2.4 mm、アスペクト比が最大16、最小で13の板状の
Ｎｂ材とを交互に積層して充填して一次ビレットを作製
した。次にこの一次ビレットを熱間押出しと伸線加工に
より線材に加工し、この線材を硝酸水溶液に浸漬して外
周の銅層を除去して1.3 mmφのＮｂＴｉとＮｂとの積層
線材となし、この線材を銅管に700 本充填して二次ビレ
ットとなした他は、実施例１と同じ方法により0.2 mmφ
のＮｂＴｉ系超電導線材を製造した。
【００１２】実施例３ 銅管に、厚さ10.5mmのＮｂ−50wt％Ｔｉ合金材と、厚さ
4.2 mm、アスペクト比９の板状のＮｂ材とを交互に積層
して充填して一次ビレットを作製した。次にこの一次ビ
レットを熱間押出しと伸線加工により線材に加工し、こ
の線材を硝酸水溶液に浸漬して外周の銅層を除去して0.
8 mmφのＮｂＴｉとＮｂとの積層線材となし、この線材
を銅管に2000本充填して二次ビレットとなした他は、実
施例１と同じ方法により0.2 mmφのＮｂＴｉ系超電導線
材を製造した。
4.2 mm、アスペクト比９の板状のＮｂ材とを交互に積層
して充填して一次ビレットを作製した。次にこの一次ビ
レットを熱間押出しと伸線加工により線材に加工し、こ
の線材を硝酸水溶液に浸漬して外周の銅層を除去して0.
8 mmφのＮｂＴｉとＮｂとの積層線材となし、この線材
を銅管に2000本充填して二次ビレットとなした他は、実
施例１と同じ方法により0.2 mmφのＮｂＴｉ系超電導線
材を製造した。
【００１３】実施例４ 銅管に、厚さ15.5mmのＮｂ−50wt％Ｔｉ合金材に、厚さ
８mm、アスペクト比５のＮｂ材を挟んで充填して一次ビ
レットを作製した。次にこの一次ビレットを熱間押出し
と伸線加工により線材に加工し、この線材を硝酸水溶液
に浸漬して外周の銅層を除去して3.0 mmφのＮｂＴｉと
Ｎｂとの積層線材となし、この線材を銅管に 140本充填
して二次ビレットとなした。次にこれを熱間押出により
縮径したのち、再び硝酸水溶液に浸漬して外周の銅層を
除去してＮｂＴｉとＮｂとの積層線材となし、この線材
を銅管に55本充填して三次ビレットとなし、これを熱間
押出しにより複合化し、更に伸線加工により1.3 mmφの
線材に加工した。次にこの線材を銅管に750 本充填して
四次ビレットとなし、これを熱間押出しにより一体化
し、更に伸線加工して0.2 mmφの超電導線材となした。
銅管には全て外径45mmφ、内径40mmφの銅管を用いた。
８mm、アスペクト比５のＮｂ材を挟んで充填して一次ビ
レットを作製した。次にこの一次ビレットを熱間押出し
と伸線加工により線材に加工し、この線材を硝酸水溶液
に浸漬して外周の銅層を除去して3.0 mmφのＮｂＴｉと
Ｎｂとの積層線材となし、この線材を銅管に 140本充填
して二次ビレットとなした。次にこれを熱間押出により
縮径したのち、再び硝酸水溶液に浸漬して外周の銅層を
除去してＮｂＴｉとＮｂとの積層線材となし、この線材
を銅管に55本充填して三次ビレットとなし、これを熱間
押出しにより複合化し、更に伸線加工により1.3 mmφの
線材に加工した。次にこの線材を銅管に750 本充填して
四次ビレットとなし、これを熱間押出しにより一体化
し、更に伸線加工して0.2 mmφの超電導線材となした。
銅管には全て外径45mmφ、内径40mmφの銅管を用いた。
【００１４】実施例５ Ｎｂ−50wt％Ｔｉ合金の中空丸棒材の中空部に、厚さ1
4.5mm、アスペクト比 1.5のＮｂ角棒材を嵌入し、これ
を銅管に充填して一次ビレットを作製した。次にこの一
次ビレットを熱間押出しと伸線加工により線材に加工
し、この線材を硝酸水溶液に浸漬して外周の銅層を除去
して1.6 mmφのＮｂＴｉ合金中にＮｂを複合した線材と
なし、この線材を銅管に 470本充填して二次ビレットと
なした他は、実施例４と同じ方法により0.2 mmφの超電
導線材を製造した。
4.5mm、アスペクト比 1.5のＮｂ角棒材を嵌入し、これ
を銅管に充填して一次ビレットを作製した。次にこの一
次ビレットを熱間押出しと伸線加工により線材に加工
し、この線材を硝酸水溶液に浸漬して外周の銅層を除去
して1.6 mmφのＮｂＴｉ合金中にＮｂを複合した線材と
なし、この線材を銅管に 470本充填して二次ビレットと
なした他は、実施例４と同じ方法により0.2 mmφの超電
導線材を製造した。
【００１５】実施例６ 銅管に、片面又は両面をジグザク状に形成した９枚のＮ
ｂ−50wt％Ｔｉ合金材とジグザグ状に折り曲げた８枚の
Ｎｂ材（厚さ1.3 mm) とを交互に積層して充填した他
は、実施例２と同じ方法により 0.2mmφのＮｂＴｉ超電
導線材を製造した。前記ジグザグ状Ｎｂ材の基本単位の
長方形のアスペクト比は５とした。
ｂ−50wt％Ｔｉ合金材とジグザグ状に折り曲げた８枚の
Ｎｂ材（厚さ1.3 mm) とを交互に積層して充填した他
は、実施例２と同じ方法により 0.2mmφのＮｂＴｉ超電
導線材を製造した。前記ジグザグ状Ｎｂ材の基本単位の
長方形のアスペクト比は５とした。
【００１６】比較例１ 銅管に、厚さ２mmの板状のＮｂ−50wt％Ｔｉ合金材と、
厚さ0.8 mm、アスペクト比が最大40、最小で19の板状の
Ｎｂ材とを交互に積層して充填して一次ビレットを作製
した他は、実施例１と同じ方法により 0.2mmφのＮｂＴ
ｉ系超電導線材を製造した。
厚さ0.8 mm、アスペクト比が最大40、最小で19の板状の
Ｎｂ材とを交互に積層して充填して一次ビレットを作製
した他は、実施例１と同じ方法により 0.2mmφのＮｂＴ
ｉ系超電導線材を製造した。
【００１７】比較例２ Ｎｂ−50wt％Ｔｉ合金の中空丸棒材の中空部に、断面18
mm×18mm（アスペクト比１）のＮｂ材を嵌入し、これを
銅管に充填して一次ビレットを作製した他は、実施例４
と同じ方法により 0.2mmφのＮｂＴｉ系超電導線材を製
造した。尚、上記実施例及び比較例の一次ビレットにお
けるＮｂ材とＮｂＴｉ材の体積比は１：３（Ｎｂ材の占
積率25％）に統一した。
mm×18mm（アスペクト比１）のＮｂ材を嵌入し、これを
銅管に充填して一次ビレットを作製した他は、実施例４
と同じ方法により 0.2mmφのＮｂＴｉ系超電導線材を製
造した。尚、上記実施例及び比較例の一次ビレットにお
けるＮｂ材とＮｂＴｉ材の体積比は１：３（Ｎｂ材の占
積率25％）に統一した。
【００１８】実施例１〜６及び比較例１，２にて得られ
た各々の 0.2mmφのＮｂＴｉ系超電導線材について、Ｎ
ｂ材（人工ピン）の分布状態を観察し、その断面をそれ
ぞれ図１〜６及び図８，９に示した。参考に一次ビレッ
トのＮｂ材の配置も示した。実施例１の一次ビレット
は、図１イにその断面を示したように、銅管１内にＮｂ
Ｔｉ材２とＮｂ材３とが層状に充填されている。Ｎｂ材
３のアスペクト比は断面の中心と端部で異なる。この一
次ビレット４を基にして得られたＮｂＴｉ系超電導線材
５は、図１ロにその断面を示したように、ＮｂＴｉ系超
電導体６の中にＮｂ材の人工ピン７が８層を一単位とし
て向きを種々に変えて分布している。一次ビレットのＮ
ｂ材のアスペクト比と、ＮｂＴｉ超電導線材のＮｂ材
（人工ピン）のアスペクト比とは極めて良く一致してい
た。以下、実施例２〜６及び比較例１，２の各々の一次
ビレット及びＮｂＴｉ超電導線材の断面はそれぞれ図２
〜６及び図８，９に示した通りで説明は割愛する。尚、
実施例６のジグザグ形基本単位の長方形とは、図７に示
したように、ジグザグ状の人工ピン７の直線部分のこと
で、そのアスペクト比は、長さ（縦）を厚さ（横）で除
した値である。
た各々の 0.2mmφのＮｂＴｉ系超電導線材について、Ｎ
ｂ材（人工ピン）の分布状態を観察し、その断面をそれ
ぞれ図１〜６及び図８，９に示した。参考に一次ビレッ
トのＮｂ材の配置も示した。実施例１の一次ビレット
は、図１イにその断面を示したように、銅管１内にＮｂ
Ｔｉ材２とＮｂ材３とが層状に充填されている。Ｎｂ材
３のアスペクト比は断面の中心と端部で異なる。この一
次ビレット４を基にして得られたＮｂＴｉ系超電導線材
５は、図１ロにその断面を示したように、ＮｂＴｉ系超
電導体６の中にＮｂ材の人工ピン７が８層を一単位とし
て向きを種々に変えて分布している。一次ビレットのＮ
ｂ材のアスペクト比と、ＮｂＴｉ超電導線材のＮｂ材
（人工ピン）のアスペクト比とは極めて良く一致してい
た。以下、実施例２〜６及び比較例１，２の各々の一次
ビレット及びＮｂＴｉ超電導線材の断面はそれぞれ図２
〜６及び図８，９に示した通りで説明は割愛する。尚、
実施例６のジグザグ形基本単位の長方形とは、図７に示
したように、ジグザグ状の人工ピン７の直線部分のこと
で、そのアスペクト比は、長さ（縦）を厚さ（横）で除
した値である。
【００１９】次に、得られた各々の 0.2mmφのＮｂＴｉ
系超電導線材について、臨界電流密度（Ｊｃ）を 5T,4.
2Kの条件にて測定した。測定にあたり、線径を 0.2mmφ
前後で振らせて最大のＪｃ値を求めた。結果を表１に示
した。
系超電導線材について、臨界電流密度（Ｊｃ）を 5T,4.
2Kの条件にて測定した。測定にあたり、線径を 0.2mmφ
前後で振らせて最大のＪｃ値を求めた。結果を表１に示
した。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１より明らかなように、本発明例品（No
１〜６）は、いずれも高いＪｃ値を示した。これは人工
ピンのアスペクト比が 1.5〜30の範囲にあった為、量子
化磁束線が人工ピンと出会う確率と人工ピンの平均的ピ
ン止め力とが高位にバランスした為である。これに対し
比較例品のNo７は人工ピンのアスペクト比が30を超えた
為、平均的ピン止め力と、人工ピンと量子化磁束線との
出会いの確率が低下し、又No８はアスペクト比が１であ
った為人工ピンと量子化磁束線との出会いの確率は増大
したが、個々のピン止め力が低下した為いずれもＪｃ値
が低下した。以上、人工ピンにＮｂ金属を用いた場合に
ついて説明したが、本発明は、Ｎｂ合金等他の物質を人
工ピンに用いた場合にも同様の効果が得られる。
１〜６）は、いずれも高いＪｃ値を示した。これは人工
ピンのアスペクト比が 1.5〜30の範囲にあった為、量子
化磁束線が人工ピンと出会う確率と人工ピンの平均的ピ
ン止め力とが高位にバランスした為である。これに対し
比較例品のNo７は人工ピンのアスペクト比が30を超えた
為、平均的ピン止め力と、人工ピンと量子化磁束線との
出会いの確率が低下し、又No８はアスペクト比が１であ
った為人工ピンと量子化磁束線との出会いの確率は増大
したが、個々のピン止め力が低下した為いずれもＪｃ値
が低下した。以上、人工ピンにＮｂ金属を用いた場合に
ついて説明したが、本発明は、Ｎｂ合金等他の物質を人
工ピンに用いた場合にも同様の効果が得られる。
【００２２】
【効果】以上述べたように、本発明のＮｂＴｉ系超電導
線材は、アスペクト比（断面の縦横比）が 1.5〜30の人
工ピンを複合したものなので、量子化磁束線が人工ピン
と出会う確率及び人工ピンの平均的ピン止め力とが高位
にバランスして高磁場下でのＪｃ値が向上し、工業上顕
著な効果を奏する。
線材は、アスペクト比（断面の縦横比）が 1.5〜30の人
工ピンを複合したものなので、量子化磁束線が人工ピン
と出会う確率及び人工ピンの平均的ピン止め力とが高位
にバランスして高磁場下でのＪｃ値が向上し、工業上顕
著な効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施例における一次ビレットと
超電導線材の横断面図である。
超電導線材の横断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例における一次ビレットと
超電導線材の横断面図である。
超電導線材の横断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例における一次ビレットと
超電導線材の横断面図である。
超電導線材の横断面図である。
【図４】本発明の第４の実施例における一次ビレットと
超電導線材の横断面図である。
超電導線材の横断面図である。
【図５】本発明の第５の実施例における一次ビレットと
超電導線材の横断面図である。
超電導線材の横断面図である。
【図６】本発明の第６の実施例における一次ビレットと
超電導線材の横断面図である。
超電導線材の横断面図である。
【図７】ジグザグ状人工ピンの基本単位の長方形とアス
ペクト比の説明図である。
ペクト比の説明図である。
【図８】比較例１における一次ビレットと超電導線材の
横断面図である。
横断面図である。
【図９】比較例２における一次ビレットと超電導線材の
横断面図である。
横断面図である。
１ 銅管 ２ ＮｂＴｉ材 ３ Ｎｂ材 ４ 一次ビレット ５ ＮｂＴｉ超電導線材 ６ ＮｂＴｉ超電導体 ７ 人工ピン
Claims (1)
- 【請求項１】 ＮｂＴｉ系超電導体中に、ＮｂＴｉ系超
電導体の使用環境下で非超電導体の物質、或いはＮｂＴ
ｉ系超電導体よりＢｃ2(上部臨界磁場) が低い物質をピ
ンニング点として長手方向に連続的に複合したＮｂＴｉ
系超電導線材において、前記ピンニング点として長手方
向に連続的に複合した物質の断面形状が、長方形、楕円
形、又は長方形を基本単位とするジグザク形であり、且
つ前記長方形、楕円形、又はジグザグ形基本単位の長方
形のアスペクト比（断面の縦横比）が1.5 〜30であるこ
とを特徴とするＮｂＴｉ系超電導線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5173831A JPH0714439A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | ＮｂＴｉ系超電導線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5173831A JPH0714439A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | ＮｂＴｉ系超電導線材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0714439A true JPH0714439A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=15967969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5173831A Pending JPH0714439A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | ＮｂＴｉ系超電導線材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0714439A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4974718A (en) * | 1987-10-09 | 1990-12-04 | W. Schlafhorst & Co. | Method and apparatus for transporting yarn packages |
| US7828505B2 (en) | 2005-03-18 | 2010-11-09 | Yanmar Co., Ltd. | Loading device for working machine |
-
1993
- 1993-06-21 JP JP5173831A patent/JPH0714439A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4974718A (en) * | 1987-10-09 | 1990-12-04 | W. Schlafhorst & Co. | Method and apparatus for transporting yarn packages |
| US7828505B2 (en) | 2005-03-18 | 2010-11-09 | Yanmar Co., Ltd. | Loading device for working machine |
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