JPH09120721A - Ｎｂ３ Ｓｎ系化合物超電導導体 - Google Patents
Ｎｂ３ Ｓｎ系化合物超電導導体Info
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- JPH09120721A JPH09120721A JP7278598A JP27859895A JPH09120721A JP H09120721 A JPH09120721 A JP H09120721A JP 7278598 A JP7278598 A JP 7278598A JP 27859895 A JP27859895 A JP 27859895A JP H09120721 A JPH09120721 A JP H09120721A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- 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】
【課題】 導体の加工性を低下させずに連続繊維を極細
化することが難しく、臨界電流特性の向上と履歴損失特
性の低減に限界がある。 【解決手段】 連続繊維を０．５〜１．５ａｔ％のＴａ
を含有したＮｂ−Ｔａ合金によって構成した。
化することが難しく、臨界電流特性の向上と履歴損失特
性の低減に限界がある。 【解決手段】 連続繊維を０．５〜１．５ａｔ％のＴａ
を含有したＮｂ−Ｔａ合金によって構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＮｂ3 Ｓｎ系化合物
超電導導体に関し、特に、導体の加工性を低下させずに
連続繊維の極細化が図れるようにして、臨界電流特性の
向上と履歴損失特性の低減を図ったＮｂ3 Ｓｎ系化合物
超電導導体に関する。
超電導導体に関し、特に、導体の加工性を低下させずに
連続繊維の極細化が図れるようにして、臨界電流特性の
向上と履歴損失特性の低減を図ったＮｂ3 Ｓｎ系化合物
超電導導体に関する。
【０００２】
【従来の技術】化合物超電導導体として、例えば、Ｃｕ
−Ｓｎ合金を用いてブロンズ法によって形成されたＮｂ
3 Ｓｎ系超電導導体がある。
−Ｓｎ合金を用いてブロンズ法によって形成されたＮｂ
3 Ｓｎ系超電導導体がある。
【０００３】従来、この種のＮｂ3 Ｓｎ系化合物超電導
導体は、Ｓｎを含有したマトリックス中に多数本のＮｂ
の連続繊維を埋設し、これに所定の加工（例えば、熱処
理）を施してＮｂ3 Ｓｎ化合物層を形成して構成されて
いる。
導体は、Ｓｎを含有したマトリックス中に多数本のＮｂ
の連続繊維を埋設し、これに所定の加工（例えば、熱処
理）を施してＮｂ3 Ｓｎ化合物層を形成して構成されて
いる。
【０００４】また、Ｎｂ3 Ｓｎ系化合物超電導導体の製
造では、一般に、Ｃｕ−Ｓｎ合金マトリックスが冷間に
よる減面加工で著しく硬化し、導体の加工が困難になる
ことから、工程中にＣｕ−Ｓｎ合金マトリックスの加工
性を回復させるための中間熱処理として、６００℃以上
の焼鈍を冷間加工中に多数回施している。
造では、一般に、Ｃｕ−Ｓｎ合金マトリックスが冷間に
よる減面加工で著しく硬化し、導体の加工が困難になる
ことから、工程中にＣｕ−Ｓｎ合金マトリックスの加工
性を回復させるための中間熱処理として、６００℃以上
の焼鈍を冷間加工中に多数回施している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＮｂ3
Ｓｎ系化合物超電導導体によると、上述したＣｕ−Ｓｎ
合金マトリックスの中間熱処理によってＣｕ−Ｓｎ合金
マトリックスとＮｂ連続繊維の界面に微量のＮｂ3 Ｓｎ
系化合物が生成される。このＮｂ3 Ｓｎ系化合物はＮｂ
連続繊維の径が大きいものでは全く導体の加工性を阻害
する要因とはならないが、Ｎｂ連続繊維の径がミクロン
オーダーになると、Ｎｂ連続繊維にネッキングや破断が
発生し、断線回数の増大等から加工性を低下させると共
に臨界電流特性を低下させるという不都合をもたらす。
このため、Ｎｂ連続繊維の径を４μｍ以下にすることが
できなかった。
Ｓｎ系化合物超電導導体によると、上述したＣｕ−Ｓｎ
合金マトリックスの中間熱処理によってＣｕ−Ｓｎ合金
マトリックスとＮｂ連続繊維の界面に微量のＮｂ3 Ｓｎ
系化合物が生成される。このＮｂ3 Ｓｎ系化合物はＮｂ
連続繊維の径が大きいものでは全く導体の加工性を阻害
する要因とはならないが、Ｎｂ連続繊維の径がミクロン
オーダーになると、Ｎｂ連続繊維にネッキングや破断が
発生し、断線回数の増大等から加工性を低下させると共
に臨界電流特性を低下させるという不都合をもたらす。
このため、Ｎｂ連続繊維の径を４μｍ以下にすることが
できなかった。
【０００６】従って、本発明の目的は導体の加工性を低
下させずに連続繊維の極細化が図れ、臨界電流特性の向
上と履歴損失特性の低減を図ることができるＮｂ3 Ｓｎ
系化合物超電導導体を提供することである。
下させずに連続繊維の極細化が図れ、臨界電流特性の向
上と履歴損失特性の低減を図ることができるＮｂ3 Ｓｎ
系化合物超電導導体を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み、導体の加工性を低下させずに連続繊維の極細化が図
れ、臨界電流特性の向上と履歴損失特性の低減を図るた
め、連続繊維を０．５〜１．５ａｔ％のＴａを含有した
Ｎｂ−Ｔａ合金によって構成したＮｂ3 Ｓｎ系化合物超
電導導体を提供するものである。
み、導体の加工性を低下させずに連続繊維の極細化が図
れ、臨界電流特性の向上と履歴損失特性の低減を図るた
め、連続繊維を０．５〜１．５ａｔ％のＴａを含有した
Ｎｂ−Ｔａ合金によって構成したＮｂ3 Ｓｎ系化合物超
電導導体を提供するものである。
【０００８】上記連続繊維は、Ｎｂ3 Ｓｎ系化合物を生
成する最終熱処理前の径が１μｍ以上、４μｍ以下であ
る構成を有している。
成する最終熱処理前の径が１μｍ以上、４μｍ以下であ
る構成を有している。
【０００９】また、上記Ｓｎを含有したマトリックス
は、Ｃｕ−Ｓｎ系合金より構成され、Ｃｕ−Ｓｎ系合金
はＳｎの他に、Ｔｉ，Ｎｉ，Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｚｎ，
Ｔａ，Ｂの少なくとも１種を合計で５ａｔ％以下含有し
た構成を有している。
は、Ｃｕ−Ｓｎ系合金より構成され、Ｃｕ−Ｓｎ系合金
はＳｎの他に、Ｔｉ，Ｎｉ，Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｚｎ，
Ｔａ，Ｂの少なくとも１種を合計で５ａｔ％以下含有し
た構成を有している。
【００１０】ここで、連続繊維を構成するＮｂ−Ｔａ合
金のＴａの含有量を０．５〜１．５ａｔ％にする理由
は、含有量が０．５ａｔ％以下では純Ｎｂのものに比べ
て化合物生成抑制効果が現れず、また、含有量が１．５
ａｔ％以上では逆に化合物生成促進効果が生じて、化合
物生成量が多くなるからである。
金のＴａの含有量を０．５〜１．５ａｔ％にする理由
は、含有量が０．５ａｔ％以下では純Ｎｂのものに比べ
て化合物生成抑制効果が現れず、また、含有量が１．５
ａｔ％以上では逆に化合物生成促進効果が生じて、化合
物生成量が多くなるからである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明のＮｂ3 Ｓｎ系化合
物超電導導体について添付図面を参照しながら詳細に説
明する。
物超電導導体について添付図面を参照しながら詳細に説
明する。
【００１２】図１には、本発明のＮｂ3 Ｓｎ系化合物超
電導導体の最終熱処理前の断面構造が示されている。こ
のＮｂ3 Ｓｎ系化合物超電導導体は、Ｃｕ−Ｓｎ系合金
のマトリックス２中に、Ｎｂ−Ｔａ合金の連続繊維を５
５本埋設したサブエレメント線１を３６１本集合させ、
その外周にＴａの拡散バリヤ３とＣｕの安定化材４を順
次形成して構成されている。
電導導体の最終熱処理前の断面構造が示されている。こ
のＮｂ3 Ｓｎ系化合物超電導導体は、Ｃｕ−Ｓｎ系合金
のマトリックス２中に、Ｎｂ−Ｔａ合金の連続繊維を５
５本埋設したサブエレメント線１を３６１本集合させ、
その外周にＴａの拡散バリヤ３とＣｕの安定化材４を順
次形成して構成されている。
【００１３】サブエレメント線１中の連続繊維は、０．
５〜１．５ａｔ％のＴａを含有したＮｂ−Ｔａ合金より
構成されている。この連続繊維は最終熱処理前の径が１
〜４μｍになっている。
５〜１．５ａｔ％のＴａを含有したＮｂ−Ｔａ合金より
構成されている。この連続繊維は最終熱処理前の径が１
〜４μｍになっている。
【００１４】以下、本発明の実施の形態を更に詳細に説
明する。まず、上記構成、つまり、連続繊維のＮｂ−Ｔ
ａ合金のＴａの含有量が０．５〜１．５ａｔ％である構
成を有する第１及び第２の実施の形態と、連続繊維が純
Ｎｂの比較例１と、連続繊維のＮｂ−Ｔａ合金のＴａの
含有量が１．５ａｔ％以上の比較例４をそれぞれ表１の
条件に基づいて作成した。即ち、導体径が０．９ｍｍ、
繊維本数が１９８５５本、最終熱処理前の連続繊維径が
約１．９０μｍ、銅対非銅部断面積比が１．６：１のも
のを作成した。
明する。まず、上記構成、つまり、連続繊維のＮｂ−Ｔ
ａ合金のＴａの含有量が０．５〜１．５ａｔ％である構
成を有する第１及び第２の実施の形態と、連続繊維が純
Ｎｂの比較例１と、連続繊維のＮｂ−Ｔａ合金のＴａの
含有量が１．５ａｔ％以上の比較例４をそれぞれ表１の
条件に基づいて作成した。即ち、導体径が０．９ｍｍ、
繊維本数が１９８５５本、最終熱処理前の連続繊維径が
約１．９０μｍ、銅対非銅部断面積比が１．６：１のも
のを作成した。
【表１】
【００１５】これらの導体は静水圧押出を用いたダブル
スタッキング法で製作し、製作時の押出温度は各段階共
通の４００℃とし、押出ビレット径約２７．５ｍｍに対
して押出比５．３で実施した。また、引抜伸線における
中間熱処理条件は６００℃×３０分とし、熱処理減面率
を３５〜４０％とした。
スタッキング法で製作し、製作時の押出温度は各段階共
通の４００℃とし、押出ビレット径約２７．５ｍｍに対
して押出比５．３で実施した。また、引抜伸線における
中間熱処理条件は６００℃×３０分とし、熱処理減面率
を３５〜４０％とした。
【００１６】次に、中間熱処理によって第１及び第２の
実施の形態、及び比較例１、２の導体に生成されたＮｂ
3 Ｓｎ化合物層の量を比較するために、Ｎｂ3 Ｓｎ生成
最終熱処理前のこれらの導体に対して磁化の強さの温度
変化を測定し、Ｎｂ，或いはＮｂ−Ｔａ合金のＴｃ（約
９Ｋ）直上における磁化の強さを測定した。測定は温度
を変化させて磁化の強さが測定可能なＳＱＵＩＤを装着
した高感度磁化測定装置によって行った。この時の試料
印加磁場は０．０１Ｔであり、測定温度は２０Ｋから
４．５Ｋであった。
実施の形態、及び比較例１、２の導体に生成されたＮｂ
3 Ｓｎ化合物層の量を比較するために、Ｎｂ3 Ｓｎ生成
最終熱処理前のこれらの導体に対して磁化の強さの温度
変化を測定し、Ｎｂ，或いはＮｂ−Ｔａ合金のＴｃ（約
９Ｋ）直上における磁化の強さを測定した。測定は温度
を変化させて磁化の強さが測定可能なＳＱＵＩＤを装着
した高感度磁化測定装置によって行った。この時の試料
印加磁場は０．０１Ｔであり、測定温度は２０Ｋから
４．５Ｋであった。
【００１７】図２にその測定結果を示す。ここで、磁化
の強さとは中間熱処理で化合物が生成しないと仮定した
場合の連続繊維の単位体積当たりの磁気モーメントを指
す。この図から判るように、Ｎｂ−Ｔａ合金中のＴａの
濃度が０．５〜１．５ａｔ％の範囲内の第１及び第２の
実施の形態は、中間熱処理における化合物生成量を純Ｎ
ｂのものより約５０％低減することができる。また、Ｔ
ａ濃度が高くなると逆に化合物生成促進効果が現れ、化
合物生成量が多くなる。
の強さとは中間熱処理で化合物が生成しないと仮定した
場合の連続繊維の単位体積当たりの磁気モーメントを指
す。この図から判るように、Ｎｂ−Ｔａ合金中のＴａの
濃度が０．５〜１．５ａｔ％の範囲内の第１及び第２の
実施の形態は、中間熱処理における化合物生成量を純Ｎ
ｂのものより約５０％低減することができる。また、Ｔ
ａ濃度が高くなると逆に化合物生成促進効果が現れ、化
合物生成量が多くなる。
【００１８】この後、第１及び第２の実施の形態、及び
比較例１，２の導体に、６５０℃×２００時間のＮｂ3
Ｓｎ化合物生成熱処理を施した導体の臨界電流特性をそ
れぞれ考察した。図３にその考察結果を示す。この図か
ら判るように、１０Ｔ、１１Ｔ、１２Ｔの各磁場での臨
界電流は、中間熱処理で生成された化合物生成量に密接
に関係している。つまり、Ｎｂ−Ｔａ合金中のＴａの濃
度が０．５〜１．５ａｔ％の範囲内の第１及び第２の実
施の形態は、比較例１、２に比べて大幅に臨界電流が向
上している。
比較例１，２の導体に、６５０℃×２００時間のＮｂ3
Ｓｎ化合物生成熱処理を施した導体の臨界電流特性をそ
れぞれ考察した。図３にその考察結果を示す。この図か
ら判るように、１０Ｔ、１１Ｔ、１２Ｔの各磁場での臨
界電流は、中間熱処理で生成された化合物生成量に密接
に関係している。つまり、Ｎｂ−Ｔａ合金中のＴａの濃
度が０．５〜１．５ａｔ％の範囲内の第１及び第２の実
施の形態は、比較例１、２に比べて大幅に臨界電流が向
上している。
【００１９】最後に、これら第１及び第２の実施の形
態、及び比較例１、２の導体の５Ｔにおける有効繊維径
を測定した。図４にその測定結果を示す。この図から判
るように、中間熱処理における化合物生成量が少ない第
１及び第２の実施の形態の導体は、比較例１、２の導体
に比較して線径が５０％程小さくなっている。これは有
効繊維径の増大の一因とされる化合物層による繊維のリ
ボン状変形が発生し難かったものと考えられる。
態、及び比較例１、２の導体の５Ｔにおける有効繊維径
を測定した。図４にその測定結果を示す。この図から判
るように、中間熱処理における化合物生成量が少ない第
１及び第２の実施の形態の導体は、比較例１、２の導体
に比較して線径が５０％程小さくなっている。これは有
効繊維径の増大の一因とされる化合物層による繊維のリ
ボン状変形が発生し難かったものと考えられる。
【００２０】しかし、図２から判るように、本発明のＮ
ｂ−Ｔａ合金の組成範囲内であっても、中間熱処理にお
ける化合物生成を完全に防止することはできない。従っ
て、本発明の効果は連続繊維径に限界が存在する。そこ
で、第２の実施の形態の導体を同じ中間熱処理条件，熱
処理間減面率で線径０．４ｍｍ（連続繊維径０．８４μ
ｍ）まで引抜き、前述した方法で中間熱処理における化
合物生成量と連続繊維径の関係を調べたところ、Ｎｂ−
Ｔａ合金のＴｃ直上の磁化が連続繊維径が１μｍ以下で
は十分な臨界電流が得られない値になった。また、連続
繊維径が４μｍ以上では、中間熱処理における化合物生
成において特性にほとんど影響を及ばさないことが同様
な測定から判った。このことから連続繊維径が１μｍ以
上，4 μｍ以下であることが最も望ましい。
ｂ−Ｔａ合金の組成範囲内であっても、中間熱処理にお
ける化合物生成を完全に防止することはできない。従っ
て、本発明の効果は連続繊維径に限界が存在する。そこ
で、第２の実施の形態の導体を同じ中間熱処理条件，熱
処理間減面率で線径０．４ｍｍ（連続繊維径０．８４μ
ｍ）まで引抜き、前述した方法で中間熱処理における化
合物生成量と連続繊維径の関係を調べたところ、Ｎｂ−
Ｔａ合金のＴｃ直上の磁化が連続繊維径が１μｍ以下で
は十分な臨界電流が得られない値になった。また、連続
繊維径が４μｍ以上では、中間熱処理における化合物生
成において特性にほとんど影響を及ばさないことが同様
な測定から判った。このことから連続繊維径が１μｍ以
上，4 μｍ以下であることが最も望ましい。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＮｂ3 Ｓ
ｎ系化合物超電導導体によると、連続繊維を０．５〜
１．５ａｔ％のＴａを含有したＮｂ−Ｔａ合金によって
構成したため、導体の加工性を低下させずに連続繊維の
極細化が図れ、臨界電流特性の向上と履歴損失特性の低
減を図ることができる。
ｎ系化合物超電導導体によると、連続繊維を０．５〜
１．５ａｔ％のＴａを含有したＮｂ−Ｔａ合金によって
構成したため、導体の加工性を低下させずに連続繊維の
極細化が図れ、臨界電流特性の向上と履歴損失特性の低
減を図ることができる。
【図１】本発明のＮｂ3 Ｓｎ系化合物超電導導体の最終
熱処理前の構造を示す断面図。
熱処理前の構造を示す断面図。
【図２】ＮｂへのＴａの含有量とＮｂのＴｃ直上の磁化
の強さの関係を表すグラフ。
の強さの関係を表すグラフ。
【図３】ＮｂへのＴａの含有量と臨界電流の関係を表す
グラフ。
グラフ。
【図４】ＮｂへのＴａの含有量と５Ｔにおける有効繊維
系の関係を表すグラフ。
系の関係を表すグラフ。
１ サブエレメント線 ２ マトリックス ３ 拡散バリヤ ４ 安定化材
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｓｎを含有したマトリックス中にＮｂを
含有した多数本の連続繊維を埋設し、熱処理等を施して
Ｎｂ3 Ｓｎ系化合物層を形成してなるＮｂ3Ｓｎ系化合
物超電導導体において、 前記連続繊維は、０．５〜１．５ａｔ％のＴａを含有し
たＮｂ−Ｔａ合金より構成されていることを特徴とする
Ｎｂ3 Ｓｎ系化合物超電導導体。 - 【請求項２】 前記連続繊維は、前記Ｎｂ3 Ｓｎ系化合
物を生成する最終熱処理前の径が１μｍ以上、４μｍ以
下である構成の請求項１のＮｂ3 Ｓｎ系化合物超電導導
体。 - 【請求項３】 前記Ｓｎを含有したマトリックスは、Ｃ
ｕ−Ｓｎ系合金より構成され、 前記Ｃｕ−Ｓｎ系合金は、Ｓｎの他にＴｉ，Ｎｉ，Ｇ
ａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｔａ，Ｂの少なくとも１種を合
計で５ａｔ％以下含有している構成の請求項１のＮｂ3
Ｓｎ系化合物超電導導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7278598A JPH09120721A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | Ｎｂ３ Ｓｎ系化合物超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7278598A JPH09120721A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | Ｎｂ３ Ｓｎ系化合物超電導導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09120721A true JPH09120721A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=17599504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7278598A Pending JPH09120721A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | Ｎｂ３ Ｓｎ系化合物超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09120721A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007165152A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Hitachi Cable Ltd | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線用芯線、Ｎｂ３Ｓｎ超電導線及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-10-26 JP JP7278598A patent/JPH09120721A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007165152A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Hitachi Cable Ltd | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線用芯線、Ｎｂ３Ｓｎ超電導線及びその製造方法 |
| JP4687438B2 (ja) * | 2005-12-14 | 2011-05-25 | 日立電線株式会社 | Ｎｂ３Ｓｎ超電導線用芯線、Ｎｂ３Ｓｎ超電導線及びその製造方法 |
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