JPS60421B2 - Nb↓3Sn複合超電導体の製造法 - Google Patents
Nb↓3Sn複合超電導体の製造法Info
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- JPS60421B2 JPS60421B2 JP55034148A JP3414880A JPS60421B2 JP S60421 B2 JPS60421 B2 JP S60421B2 JP 55034148 A JP55034148 A JP 55034148A JP 3414880 A JP3414880 A JP 3414880A JP S60421 B2 JPS60421 B2 JP S60421B2
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/28—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/28—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
- C23C10/34—Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation
- C23C10/58—Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation more than one element being diffused in more than one step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はNb3Sn超電導体の製造法の改良に関し、更
に詳しくはHf、Ga、AIを含有させて、その特性を
改善した強磁界発生用等に適するNQSn超電導体の製
造法に関するものである。
に詳しくはHf、Ga、AIを含有させて、その特性を
改善した強磁界発生用等に適するNQSn超電導体の製
造法に関するものである。
超電導線材を用いると電力消費ないこ大電流を流せ、し
かも強磁界まで超電導状態が保たれることから強磁界発
生用電磁石の巻線材としての利用が進められている。
かも強磁界まで超電導状態が保たれることから強磁界発
生用電磁石の巻線材としての利用が進められている。
このような超電導線材はその臨界温度(Tc)および臨
界磁界(Hc2)の高いほどその利用を容易にし、応用
範囲を広めることができる。現在もっとも多量に使用さ
れている線材はNb−Ti系の合金線材であるが、該合
金線材では発生磁界の限度が8万5千ガウス(8.5テ
スラ)(テスラを以下Tで表わす)である。これ以上の
強磁界を必要とする場合には、臨界磁界Hc2の高い化
合物系超電導体を用いる必要がある。しかし、従来の化
合物系超電導体は化合物特有の可塑性に欠ける点が実用
化に際しての大きな障害となっている。近年表面拡散法
および複合加工法などの拡散を利用した方法が相次いで
発明され、N広Sn(Tc=約1郷、Hc2=約21T
)、V30a(Tc=約1斑、Hc2:約2の)の化合
物系超電導線村が実用化されている。表面拡散法として
は、例えばNb(ニオブ)テープを溶融蜂n(錫)裕中
に連続的に通過させてテープ表面にSnを付着させた後
、適当な温度で熱処理してNbとSnを反応させテープ
表面にNQSn化合物層を生成させる方法がある。一方
複合加工法としては、例えばNbとCu(銅)−Sn団
落合金体との複合体を加工、熱処理しCu−Sn合金中
のSnを選択的にNbと反応させ、N広Sn化合物層を
境界面に生成させる方法があり、固体拡散の一種である
。NbおよびCu−Sn固溶合金体はともに十分な可塑
性を有するため熱処理を施す以前に、複合体のまま線材
として要求される線、テープ、管等の任意の形状に比較
的容易に加工でき、またCu−Sn合金マトリックス中
に多数のNb榛を埋め込んで細線加工することにより、
早い磁界変化に対して安定な極細多芯形式の線材とする
ことができる。このような表面拡散法および複合加工法
により作製されたNb3Sn、V30a化合物線材は、
すでに物性研究用の小型強磁界マグネットとして利用さ
れている。一方近年、核融合炉用、高エネルギー物理用
、エネルギー貯蔵用等の大型強磁界マグネットの開発が
進められており、これらに使用される超電導線材として
15T以上の強磁界領域において大きい臨界電流をもち
、しかも磁界変化に対して安定な化合物極細多芯線の実
用化が急がれている。
界磁界(Hc2)の高いほどその利用を容易にし、応用
範囲を広めることができる。現在もっとも多量に使用さ
れている線材はNb−Ti系の合金線材であるが、該合
金線材では発生磁界の限度が8万5千ガウス(8.5テ
スラ)(テスラを以下Tで表わす)である。これ以上の
強磁界を必要とする場合には、臨界磁界Hc2の高い化
合物系超電導体を用いる必要がある。しかし、従来の化
合物系超電導体は化合物特有の可塑性に欠ける点が実用
化に際しての大きな障害となっている。近年表面拡散法
および複合加工法などの拡散を利用した方法が相次いで
発明され、N広Sn(Tc=約1郷、Hc2=約21T
)、V30a(Tc=約1斑、Hc2:約2の)の化合
物系超電導線村が実用化されている。表面拡散法として
は、例えばNb(ニオブ)テープを溶融蜂n(錫)裕中
に連続的に通過させてテープ表面にSnを付着させた後
、適当な温度で熱処理してNbとSnを反応させテープ
表面にNQSn化合物層を生成させる方法がある。一方
複合加工法としては、例えばNbとCu(銅)−Sn団
落合金体との複合体を加工、熱処理しCu−Sn合金中
のSnを選択的にNbと反応させ、N広Sn化合物層を
境界面に生成させる方法があり、固体拡散の一種である
。NbおよびCu−Sn固溶合金体はともに十分な可塑
性を有するため熱処理を施す以前に、複合体のまま線材
として要求される線、テープ、管等の任意の形状に比較
的容易に加工でき、またCu−Sn合金マトリックス中
に多数のNb榛を埋め込んで細線加工することにより、
早い磁界変化に対して安定な極細多芯形式の線材とする
ことができる。このような表面拡散法および複合加工法
により作製されたNb3Sn、V30a化合物線材は、
すでに物性研究用の小型強磁界マグネットとして利用さ
れている。一方近年、核融合炉用、高エネルギー物理用
、エネルギー貯蔵用等の大型強磁界マグネットの開発が
進められており、これらに使用される超電導線材として
15T以上の強磁界領域において大きい臨界電流をもち
、しかも磁界変化に対して安定な化合物極細多芯線の実
用化が急がれている。
しかし、純NbとCu−Sn二元合金との複合体から作
製した通常のNQSn化合物線材の磁界−電流密度特性
は10T以上で急速に低下し、この線材によっては1汀
以上の磁界を発生し得る超電導マグネットを作製するこ
とが困難である。Vやa超電導線材はNb3Snよりも
強磁界中での特性が優れているが、材料の価格を考慮す
ると線材を大量に消費する大型設備に関してはNb3S
nの強磁界中での特性を改善して使用する方が得策であ
る。Nb3Sn複合加工線材では、他の元素を添加する
ことがその臨界磁界Hc2および強磁界中での臨界電流
密顔aCを高めるうえに効果的な一つの方法と考えられ
る。最近、NbにHf(ハフニウム)を固熔させた二元
合金体と、Cu−Sn二元合金あるいはそれにさらにG
a(ガリウム)または山(アルミニウム)を固溶させた
三元Cu基合金体との複合体を加工、熱処理して強磁界
中の超電導特性が顕著に改良されたN広Sn超電導線材
を製造する方法が発見された。(特磯昭53−1121
91号)、Nb合金中のHfはNらSn相内に固溶して
臨界磁界Hc2を高めるとともにLNb3Sn層の拡散
生成速度を著しく早めてN広Sn層の厚さを増加し臨界
電流lcを増大させる作用をする。また、Cu−Sn合
金中に添加されたGaまたはMもSnとともにNb合金
体内に拡散して、生成されるNはSn相内に顕溶しその
臨界磁界Hc2を高める。このようなHf、あるいはH
fおよびGa、あるいはHfおよびNを含有させたNb
ぶn複合加工線材の強磁界特性は著しく改善され、強磁
界ですぐれた臨界電流密度Jc値が得られている。しか
し上記の方法では、マトリックスとしてCu−Sn−G
aまたはCu−Sn−山の三元Cu基団溶合金体を使用
しており、その良好な加工性を保持するためにはSn+
GaまたはSn十AIの濃度をCu‘こ対する固溶領域
内に低く制限する必要がある。一方、線材の良好な超電
導特性を得るためにはマトリックス内のSn+Gaまた
はSn+AIの濃度がなるべく高いことが望ましい。し
たがって、マトリックスの良好な加工性と線材のすぐれ
た超電導特性を両立させることが困難な欠点があった。
本発明はこのような欠点を解消し、加工が容易で、且つ
強磁界特性の優れたN公Sn複合超電導体の製造法を提
供するにある。
製した通常のNQSn化合物線材の磁界−電流密度特性
は10T以上で急速に低下し、この線材によっては1汀
以上の磁界を発生し得る超電導マグネットを作製するこ
とが困難である。Vやa超電導線材はNb3Snよりも
強磁界中での特性が優れているが、材料の価格を考慮す
ると線材を大量に消費する大型設備に関してはNb3S
nの強磁界中での特性を改善して使用する方が得策であ
る。Nb3Sn複合加工線材では、他の元素を添加する
ことがその臨界磁界Hc2および強磁界中での臨界電流
密顔aCを高めるうえに効果的な一つの方法と考えられ
る。最近、NbにHf(ハフニウム)を固熔させた二元
合金体と、Cu−Sn二元合金あるいはそれにさらにG
a(ガリウム)または山(アルミニウム)を固溶させた
三元Cu基合金体との複合体を加工、熱処理して強磁界
中の超電導特性が顕著に改良されたN広Sn超電導線材
を製造する方法が発見された。(特磯昭53−1121
91号)、Nb合金中のHfはNらSn相内に固溶して
臨界磁界Hc2を高めるとともにLNb3Sn層の拡散
生成速度を著しく早めてN広Sn層の厚さを増加し臨界
電流lcを増大させる作用をする。また、Cu−Sn合
金中に添加されたGaまたはMもSnとともにNb合金
体内に拡散して、生成されるNはSn相内に顕溶しその
臨界磁界Hc2を高める。このようなHf、あるいはH
fおよびGa、あるいはHfおよびNを含有させたNb
ぶn複合加工線材の強磁界特性は著しく改善され、強磁
界ですぐれた臨界電流密度Jc値が得られている。しか
し上記の方法では、マトリックスとしてCu−Sn−G
aまたはCu−Sn−山の三元Cu基団溶合金体を使用
しており、その良好な加工性を保持するためにはSn+
GaまたはSn十AIの濃度をCu‘こ対する固溶領域
内に低く制限する必要がある。一方、線材の良好な超電
導特性を得るためにはマトリックス内のSn+Gaまた
はSn+AIの濃度がなるべく高いことが望ましい。し
たがって、マトリックスの良好な加工性と線材のすぐれ
た超電導特性を両立させることが困難な欠点があった。
本発明はこのような欠点を解消し、加工が容易で、且つ
強磁界特性の優れたN公Sn複合超電導体の製造法を提
供するにある。
本発明の方法は、Nbに0.1〜30原子%のHfを含
む合金体と、Cu‘こ0.1〜10原子%のSnを含む
合金体との複合体を加工成形した後「拡散後のマトリッ
クス内の濃度に換算して0.1〜50原子%になるよう
に、前記加工材の表面にGaあるいはAIを付着させ、
30〜700qoで1分〜20独特間予備熱処理を行っ
た後、600〜90000で1分〜200時間拡散熱処
理を行い複合体境界面にNb3Snの化合物を生成させ
ることを特徴とするNb3Sn複合超電導体の製造法に
ある。
む合金体と、Cu‘こ0.1〜10原子%のSnを含む
合金体との複合体を加工成形した後「拡散後のマトリッ
クス内の濃度に換算して0.1〜50原子%になるよう
に、前記加工材の表面にGaあるいはAIを付着させ、
30〜700qoで1分〜20独特間予備熱処理を行っ
た後、600〜90000で1分〜200時間拡散熱処
理を行い複合体境界面にNb3Snの化合物を生成させ
ることを特徴とするNb3Sn複合超電導体の製造法に
ある。
すなわち、Cu−Sn−GaあるいはCu−Sn−M三
元合金マトリックスに比較して、加工性の良好なCu−
Sn二元合金マトリックスとNb−Hf合金体とを複合
一体化し、これを所望の形状に加工成形した後、該加工
成形材の表面にGaまたはAIを付着させて拡散熱処理
することによって、複合体境界面にHf、Ga、AIを
少量含む強磁界特性の優れたN&Sn層を生成させるよ
うにした方法である。
元合金マトリックスに比較して、加工性の良好なCu−
Sn二元合金マトリックスとNb−Hf合金体とを複合
一体化し、これを所望の形状に加工成形した後、該加工
成形材の表面にGaまたはAIを付着させて拡散熱処理
することによって、複合体境界面にHf、Ga、AIを
少量含む強磁界特性の優れたN&Sn層を生成させるよ
うにした方法である。
本発明の方法において使用するNbに含ませるHf量は
、優れた超電導特性を得るために0.1原子%以上、ま
たNb合金体の良好な加工性を保持する上から30原子
%以下であることが必要である。特に好ましい量は1〜
10原子%である。またCuに含ませるSn量は、前記
のHfの場合と同様の理由から0.1〜10原子%、好
ましくは5〜7原子%であることが必要である。前記H
fを含んだNb基合金体を、前記Cu−Sn合金体で被
覆した複合体を作り、線引き、圧延あるいは管引きなど
により、線、テープあるいは管などに加工する。
、優れた超電導特性を得るために0.1原子%以上、ま
たNb合金体の良好な加工性を保持する上から30原子
%以下であることが必要である。特に好ましい量は1〜
10原子%である。またCuに含ませるSn量は、前記
のHfの場合と同様の理由から0.1〜10原子%、好
ましくは5〜7原子%であることが必要である。前記H
fを含んだNb基合金体を、前記Cu−Sn合金体で被
覆した複合体を作り、線引き、圧延あるいは管引きなど
により、線、テープあるいは管などに加工する。
この場合従来法における三元合金体を使用すると、一回
の蟻錨当り断面収縮率で30%程度であったが、本発明
の方法においては二元合金体のマトリックスを用いるた
め、1回の中間嘘鈍当り断面収縮率で75%程度の加工
が可能であり、中間暁錨の回数を著しく減少することが
できる。次に加工成形材の表面に、GaあるいはAIの
膜を付着させる。
の蟻錨当り断面収縮率で30%程度であったが、本発明
の方法においては二元合金体のマトリックスを用いるた
め、1回の中間嘘鈍当り断面収縮率で75%程度の加工
が可能であり、中間暁錨の回数を著しく減少することが
できる。次に加工成形材の表面に、GaあるいはAIの
膜を付着させる。
膜の付着は溶融メッキ、電気メッキ、真空蒸着などの方
法によって行う。その付着させる量は、拡散後のマトリ
ックス内の濃度に換算して0.1〜50原子%になるよ
うな量である。付着量がこれより少し、とGaあるいは
AIがNbぶn中にほとんど拡散されないため超電導特
性の改善が得られず「また逆にこれより多いとマトリッ
クス内のSn量が相対的に不足して充分な厚さのNはS
n層が得られない。次に予備熱処理を行う。
法によって行う。その付着させる量は、拡散後のマトリ
ックス内の濃度に換算して0.1〜50原子%になるよ
うな量である。付着量がこれより少し、とGaあるいは
AIがNbぶn中にほとんど拡散されないため超電導特
性の改善が得られず「また逆にこれより多いとマトリッ
クス内のSn量が相対的に不足して充分な厚さのNはS
n層が得られない。次に予備熱処理を行う。
この予備熱処理は付着させたGaあるいはAIを歩留り
よくマトリックス内に拡散させるために行うものである
。しかし、GaあるいはAI量が少し、場合は予備熱処
理を省略することができる。予備熱処理の温度は30〜
700℃で、その処理時間は1分〜20畑時間である。
30℃より低い温度、1分より少し、時間では、Gaあ
るいは山がマトリックス内に十分拡散しない。
よくマトリックス内に拡散させるために行うものである
。しかし、GaあるいはAI量が少し、場合は予備熱処
理を省略することができる。予備熱処理の温度は30〜
700℃で、その処理時間は1分〜20畑時間である。
30℃より低い温度、1分より少し、時間では、Gaあ
るいは山がマトリックス内に十分拡散しない。
また逆に前記上限温度以上ではSnのみが先に芯と反応
し、NGSnに対してGaあるいはAI含有による特性
改善の十分な効果を得ることができず、20岬時間以上
の熱処理は、経済的に不利である。ついで、拡散熱処理
を行う。この拡散熱処理はSn及び少量のGaあるいは
AIをN巧基合金体内に拡散させて、複合体境界面に少
量のHf及び少量のGaあるいはNを含む超電導性の優
れたNb3Sn化合物を生成させる処理である。拡散熱
処理の温度は600〜9000○であり、処理時間は1
分〜20畑時間である。処理温度が低いと長時間を要し
、処理温度が高いと短時間でよい。処理温度が600℃
より低いと十分なNはSn層を生成し得られず、900
ooを超えると、NなSnの結晶粒が粗大化し超電導特
性が劣化する。処理時間は低い温度では長時間を要し、
高い温度では短時間でよい。本発明の方法により作られ
るHfおよびGa、あるいはHfおよびAIを含ませた
N&Sn超電導体は、いずれも臨界磁界Hc2が高く、
また強磁界中の臨界電流密度Jcが、従来のNはSn線
村よりも大きい。
し、NGSnに対してGaあるいはAI含有による特性
改善の十分な効果を得ることができず、20岬時間以上
の熱処理は、経済的に不利である。ついで、拡散熱処理
を行う。この拡散熱処理はSn及び少量のGaあるいは
AIをN巧基合金体内に拡散させて、複合体境界面に少
量のHf及び少量のGaあるいはNを含む超電導性の優
れたNb3Sn化合物を生成させる処理である。拡散熱
処理の温度は600〜9000○であり、処理時間は1
分〜20畑時間である。処理温度が低いと長時間を要し
、処理温度が高いと短時間でよい。処理温度が600℃
より低いと十分なNはSn層を生成し得られず、900
ooを超えると、NなSnの結晶粒が粗大化し超電導特
性が劣化する。処理時間は低い温度では長時間を要し、
高い温度では短時間でよい。本発明の方法により作られ
るHfおよびGa、あるいはHfおよびAIを含ませた
N&Sn超電導体は、いずれも臨界磁界Hc2が高く、
また強磁界中の臨界電流密度Jcが、従来のNはSn線
村よりも大きい。
しかも本発明の方法においては、GaあるいはAIを外
部から拡散させるため、これら添加元素を充分な量だけ
供給することが可能となり、NはSn複合線材の強磁界
特性を著しく改善することができ、その結果発生磁界が
15T以上の超電導マグネットの作製を容易にするNC
Sn超電導体を製造することができる。また従来方法で
はマトリックス内のSn+GaあるいはSn+AIの絶
対量を高めるために線村断面におけるマトリックスの占
める面積を大きくとる必要があった。本発明ではGaあ
るいはAIを外部から拡散させるため、マトリックスの
断面積を従来よりも小さくすることができ、線材全断面
についての超電導電流密度を増大できる効果がある。さ
らに、Cu−S江二元合金はCu−Sn−Gaあるいは
Cu−Sn−AI三元合金より加工性がすぐれているた
め、加工の際の中間焼鎚の回数を著しく減少でき、経済
的効果が大きい。さらに本発明の製造法における加工工
程は、従来の化合物超電導体に対する複合加工法とまっ
たく同じであるため、線、テープ、管等用途に応じた任
意の形状の超電導線材を作製することができ、とくにC
u基合金中にNb−Hf合金芯を多数含む極細多芯形式
の線材にすることができるためにフラックスジャンプや
磁界の時間変化に対する安定性の点でも有利な条件を備
えている。
部から拡散させるため、これら添加元素を充分な量だけ
供給することが可能となり、NはSn複合線材の強磁界
特性を著しく改善することができ、その結果発生磁界が
15T以上の超電導マグネットの作製を容易にするNC
Sn超電導体を製造することができる。また従来方法で
はマトリックス内のSn+GaあるいはSn+AIの絶
対量を高めるために線村断面におけるマトリックスの占
める面積を大きくとる必要があった。本発明ではGaあ
るいはAIを外部から拡散させるため、マトリックスの
断面積を従来よりも小さくすることができ、線材全断面
についての超電導電流密度を増大できる効果がある。さ
らに、Cu−S江二元合金はCu−Sn−Gaあるいは
Cu−Sn−AI三元合金より加工性がすぐれているた
め、加工の際の中間焼鎚の回数を著しく減少でき、経済
的効果が大きい。さらに本発明の製造法における加工工
程は、従来の化合物超電導体に対する複合加工法とまっ
たく同じであるため、線、テープ、管等用途に応じた任
意の形状の超電導線材を作製することができ、とくにC
u基合金中にNb−Hf合金芯を多数含む極細多芯形式
の線材にすることができるためにフラックスジャンプや
磁界の時間変化に対する安定性の点でも有利な条件を備
えている。
以上のように本発明の方法で得られるNb3Sn超電導
線村を用いれば、15T以上の強磁界を安定度良く発生
できるため、核融合炉、高エネルギー物理、エネルギー
貯蔵、磁気浮上列車「磁気分離、物性研究用等の各種強
磁界マグネットの巻線材として効果的に使用することが
できる。
線村を用いれば、15T以上の強磁界を安定度良く発生
できるため、核融合炉、高エネルギー物理、エネルギー
貯蔵、磁気浮上列車「磁気分離、物性研究用等の各種強
磁界マグネットの巻線材として効果的に使用することが
できる。
実施例 1
純NbあるいはNbに3原子%のHfを配合した素材を
、アルゴン雰囲気中でアーク溶解炉にて溶解し、これを
溝ロールおよびスヱージングにて3肋径まで加工して純
Nb榛またはNb−Hf合金棒を作製した。
、アルゴン雰囲気中でアーク溶解炉にて溶解し、これを
溝ロールおよびスヱージングにて3肋径まで加工して純
Nb榛またはNb−Hf合金棒を作製した。
これを外径8帆、内径3柳のCu−6原子%Sn管に挿
入した複合体を溝ロールおよび線引きにより外径0.8
肋の細線に加工した。ついでその線をGaの溶融溶中に
連続的に浸潰し、厚さ20ム肌のGa膜を付着させたの
ち、Gaをマトリックス内に歩蟹りよく拡散させるため
にアルゴン雰囲気で450ooで2即時間さらに700
q0でlq時間の予備拡散熱処理を行った。そののち8
00℃で50時間の拡散熱処理を行い第1表に示したよ
うな結果を得た。なお第1表最下段には純Nb芯を用い
、Gaあるいは山を添加しないで、拡散熱処理を行った
試料の特性を示した。これからわかるようにGaを外部
拡散で添加した試料は臨界温度Tcの向上に伴なし、臨
界磁界Hc2が高められるため強磁界中、特に15T以
上での臨界電流密度Jcが改善される。また芯材にHf
を添加した試料ではNb3Snの層厚が著しく増大し「
また臨界温度Tcおよび強磁界中での臨界電流密度Jc
がいっそう高められている。実際に超電導線に流れる電
流はNbぶnの層厚と臨界電流密度Jcの積に比例する
のでNb芯に対するHf添加の効果は著しい。Gaの添
加はNCSn層の生成速度をやや遅くしNb3Snの層
厚を減少させるので本実施例のようにNb−Hf合金芯
を利用するのが実用的に最も効果的である。第1表 実施例 2 実施例1と同様にして純NbあるいはNb−4原子%H
f合金とCu−6原子%Sn合金との複合線を作製した
のち、その表面に厚さ約20r肌のAI膜を真空蒸着に
より付着させ、やはり同様な予備熱処理ののち800o
oで50時間の拡散熱処理を行った。
入した複合体を溝ロールおよび線引きにより外径0.8
肋の細線に加工した。ついでその線をGaの溶融溶中に
連続的に浸潰し、厚さ20ム肌のGa膜を付着させたの
ち、Gaをマトリックス内に歩蟹りよく拡散させるため
にアルゴン雰囲気で450ooで2即時間さらに700
q0でlq時間の予備拡散熱処理を行った。そののち8
00℃で50時間の拡散熱処理を行い第1表に示したよ
うな結果を得た。なお第1表最下段には純Nb芯を用い
、Gaあるいは山を添加しないで、拡散熱処理を行った
試料の特性を示した。これからわかるようにGaを外部
拡散で添加した試料は臨界温度Tcの向上に伴なし、臨
界磁界Hc2が高められるため強磁界中、特に15T以
上での臨界電流密度Jcが改善される。また芯材にHf
を添加した試料ではNb3Snの層厚が著しく増大し「
また臨界温度Tcおよび強磁界中での臨界電流密度Jc
がいっそう高められている。実際に超電導線に流れる電
流はNbぶnの層厚と臨界電流密度Jcの積に比例する
のでNb芯に対するHf添加の効果は著しい。Gaの添
加はNCSn層の生成速度をやや遅くしNb3Snの層
厚を減少させるので本実施例のようにNb−Hf合金芯
を利用するのが実用的に最も効果的である。第1表 実施例 2 実施例1と同様にして純NbあるいはNb−4原子%H
f合金とCu−6原子%Sn合金との複合線を作製した
のち、その表面に厚さ約20r肌のAI膜を真空蒸着に
より付着させ、やはり同様な予備熱処理ののち800o
oで50時間の拡散熱処理を行った。
得られた結果を実施例1の結果とともに第1表に示す。
Gaの場合と同様に、山を外部拡散で添加すると臨界温
度Tcおよび鞄磁界中での臨界電流密度Jcが改善され
る。また、実施例1と同様にNb芯に対するHfの添加
はNb3Snの層厚および臨界電流密度Jcの増加に対
して著しい効果を示す。実施例1および2で用いた二元
マトリックスであるCu−6原子%Sn合金は加工硬化
が小さく1回の膝錨あたり75%の加工が可能である。
Gaの場合と同様に、山を外部拡散で添加すると臨界温
度Tcおよび鞄磁界中での臨界電流密度Jcが改善され
る。また、実施例1と同様にNb芯に対するHfの添加
はNb3Snの層厚および臨界電流密度Jcの増加に対
して著しい効果を示す。実施例1および2で用いた二元
マトリックスであるCu−6原子%Sn合金は加工硬化
が小さく1回の膝錨あたり75%の加工が可能である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ニオブに0.1〜30原子%のハフニウムを含む合
金体と、銅に0.1〜10原子%の錫を含む合金体との
複合体を加工成形した後、拡散後のマトリツクス内の濃
度に換算して0.1〜50原子%になるように、前記加
工成形材の表面にガリウムあるいはアルミニウムを付着
させ30〜700℃で1分〜200時間予備熱処理を行
った後、600〜900℃で1分〜200時間拡散熱処
理を行い複合体境界面にNb_3Snの化合物層を生成
させることを特徴とするNb_3Sn複合超電導体の製
造法。 2 加工成形が押出し、線引き、圧延、管引きなどによ
り、線、テープ、管とする特許請求の範囲第1項記載の
製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55034148A JPS60421B2 (ja) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | Nb↓3Sn複合超電導体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55034148A JPS60421B2 (ja) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | Nb↓3Sn複合超電導体の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS56130464A JPS56130464A (en) | 1981-10-13 |
JPS60421B2 true JPS60421B2 (ja) | 1985-01-08 |
Family
ID=12406108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP55034148A Expired JPS60421B2 (ja) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | Nb↓3Sn複合超電導体の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60421B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6032414U (ja) * | 1983-08-08 | 1985-03-05 | 谷内 敬治 | 自動車用簡易除雪プラウ |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0715806B2 (ja) * | 1989-11-30 | 1995-02-22 | 科学技術庁金属材料技術研究所長 | 化合物超電導線の製造方法 |
-
1980
- 1980-03-19 JP JP55034148A patent/JPS60421B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6032414U (ja) * | 1983-08-08 | 1985-03-05 | 谷内 敬治 | 自動車用簡易除雪プラウ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS56130464A (en) | 1981-10-13 |
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