JPS62230958A - Nb3 Sn超電導線の製造方法 - Google Patents
Nb3 Sn超電導線の製造方法Info
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Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、核融合炉用トロイダルマグネット、粒子加速
器用マグネット、超電導発電機用マグネット等に利用さ
れる高磁界特性の優れたNb3Sn超電導線を製造する
ための方法に関する乙のである。
器用マグネット、超電導発電機用マグネット等に利用さ
れる高磁界特性の優れたNb3Sn超電導線を製造する
ための方法に関する乙のである。
「従来の技術」
N b3S ni: T i等の第3元素を添加するこ
とによってN bs S n超電導線の高磁界特性、特
に、l O′I’ (テスラ)以上の臨界電流特性を改
善てきろことか知られている。そして、Tiを添加した
N bz S n超電導線を製造する方法として、従来
、以下に説明する方法が提案されている。
とによってN bs S n超電導線の高磁界特性、特
に、l O′I’ (テスラ)以上の臨界電流特性を改
善てきろことか知られている。そして、Tiを添加した
N bz S n超電導線を製造する方法として、従来
、以下に説明する方法が提案されている。
1)Nb芯材にTiをWi量(0,1−15原子%の範
囲であって、好ましくは10〜15重量%仔度)添加し
て合金化したNb芯(才を製造し、このNb芯材を基地
内に配して超電導素線を作製し、これに拡散熱処理を施
してNb3Sn超゛1M導線を製造する方法。
囲であって、好ましくは10〜15重量%仔度)添加し
て合金化したNb芯(才を製造し、このNb芯材を基地
内に配して超電導素線を作製し、これに拡散熱処理を施
してNb3Sn超゛1M導線を製造する方法。
2)ブロンズ基地(Cu−Sn合金基地)の内部にT1
を微量(0,1〜5原子%の範囲で、好ましくは02〜
0.4重〕%)添加することにより3元合金系ブロンズ
基地(Cu −S n −’[’ i合金基地)を製造
し、この3元合金系ブロンズ基地の内部にN b芯十オ
を配して超電導素線を作製し、これに拡散熱処理を施し
てNb3Sn超電導線を製造する方法。
を微量(0,1〜5原子%の範囲で、好ましくは02〜
0.4重〕%)添加することにより3元合金系ブロンズ
基地(Cu −S n −’[’ i合金基地)を製造
し、この3元合金系ブロンズ基地の内部にN b芯十オ
を配して超電導素線を作製し、これに拡散熱処理を施し
てNb3Sn超電導線を製造する方法。
なお、添加する第3元素としてTiの代わりにTa、+
(「、A1、In、Zr、Si等を用いることらある。
(「、A1、In、Zr、Si等を用いることらある。
「発明が解決しようとする問題点」
前記した各方法には、以下に説明する問題があった。
a)1”iのように高温で非常に活性な元素をNb芯材
に?Ii”;に添加する場合、コストの高い特殊な溶解
法、例えば、重子ヒーム溶解法やアーク溶解法を新たに
採用しなくてはなら」゛、製造コストか嵩むとと乙に、
これらの溶解法を採用してらTiをNb芯材に均一に添
加′4−るには技術的にかなりの困難性を伴う。
に?Ii”;に添加する場合、コストの高い特殊な溶解
法、例えば、重子ヒーム溶解法やアーク溶解法を新たに
採用しなくてはなら」゛、製造コストか嵩むとと乙に、
これらの溶解法を採用してらTiをNb芯材に均一に添
加′4−るには技術的にかなりの困難性を伴う。
まlこ、Nb芯iオに1゛lを微ユ添加することによっ
てNb81才の硬度が向」二する関係から、極細多心化
のために行う縮径加工の際に強加工する場合、断線等の
トラブルを生じろ問題かある。
てNb81才の硬度が向」二する関係から、極細多心化
のために行う縮径加工の際に強加工する場合、断線等の
トラブルを生じろ問題かある。
従って縮径工程においては、Nb芯や4を合金化けずに
純N bの状態のまま加工することか望ましいのである
。
純N bの状態のまま加工することか望ましいのである
。
1))ブロンズ)、(地にT1を添加オろ場合、大気溶
解を行うと後工程の縮径加工の際に割れを生じろfコめ
に、真空溶解を行う必要があり、溶解量に制限をilE
しる問題がめる。また、この場合、ブロンズ基地がCu
−5r+−Ti系の3元合金となるために、加工硬化能
か大きくなり、縮径工程で全体に硬化することが早くな
り、中間焼鈍をひんばんに行わないと断線等のトラブル
を生じる問題がある。
解を行うと後工程の縮径加工の際に割れを生じろfコめ
に、真空溶解を行う必要があり、溶解量に制限をilE
しる問題がめる。また、この場合、ブロンズ基地がCu
−5r+−Ti系の3元合金となるために、加工硬化能
か大きくなり、縮径工程で全体に硬化することが早くな
り、中間焼鈍をひんばんに行わないと断線等のトラブル
を生じる問題がある。
そこで未発明箭らは、先に、特願昭60、−7138号
明細書において、これらの問題を解消する超電導線の製
造方法を提案している。
明細書において、これらの問題を解消する超電導線の製
造方法を提案している。
前記提案の製造方法は、Nb芯+4の表面にNb。
Snの高磁界域における臨界電流値を向上させろTi等
の第3元素からなる箔、テープ、管体等の薄肉部材を複
合してN b基芯材を形成し、このNb基芯材をブロン
ズ等からなる基地内に配して複合素線を形成し、この複
合素線に必要に応して縮径加工を施した後に拡散熱処理
を施して超電導線を製造する方法である。この製造方法
によれば、薄肉部材を設けることによってNbと第3元
素と基地との合金化を阻止し、Nb芯材と基地の加工性
を確保し、縮径工程における加工性を向上させて断線等
のトラブルを生じる問題を解消し、更に、特殊な溶解法
を採用する必要性ら無くして高特性の超電導線を従来よ
り容易に製造できるようにした方法である。
の第3元素からなる箔、テープ、管体等の薄肉部材を複
合してN b基芯材を形成し、このNb基芯材をブロン
ズ等からなる基地内に配して複合素線を形成し、この複
合素線に必要に応して縮径加工を施した後に拡散熱処理
を施して超電導線を製造する方法である。この製造方法
によれば、薄肉部材を設けることによってNbと第3元
素と基地との合金化を阻止し、Nb芯材と基地の加工性
を確保し、縮径工程における加工性を向上させて断線等
のトラブルを生じる問題を解消し、更に、特殊な溶解法
を採用する必要性ら無くして高特性の超電導線を従来よ
り容易に製造できるようにした方法である。
ところか、前述の方法を用いて製造された多数の超電導
線の内部構造を分析してみたところ、一部ではあるが、
第3元素からなる薄肉部材が基地の内部て不均一度)[
ヨを起こしている例、または、N b芯(イの−・部か
不均一変形を起こしている例が見られた。
線の内部構造を分析してみたところ、一部ではあるが、
第3元素からなる薄肉部材が基地の内部て不均一度)[
ヨを起こしている例、または、N b芯(イの−・部か
不均一変形を起こしている例が見られた。
本発明は、前記事情に鑑みてなされた乙ので、Nb3S
nの臨界電流特性を向上さける元素からなる複合体やN
l)芯(才の不均一変形を防止できるとと乙に、極細
多心化のための縮径加工時に断線等のトラブルを生じさ
せろことかなく良好な加工性を有し、臨界電流密度が高
く、良好な超電導特性を発揮するNb*Sn超電導線を
製造する方法の提供を目的とする。
nの臨界電流特性を向上さける元素からなる複合体やN
l)芯(才の不均一変形を防止できるとと乙に、極細
多心化のための縮径加工時に断線等のトラブルを生じさ
せろことかなく良好な加工性を有し、臨界電流密度が高
く、良好な超電導特性を発揮するNb*Sn超電導線を
製造する方法の提供を目的とする。
「問題点を解決するための手段謬
本発明の製造方法は、前記問題点を解消ずろfこめに、
Nb3Snの高磁界域におけろ臨界電流値を向上さ仕る
T1、Ta、I n5I−1r1Al、Zr、Siのい
ずれか1つ以上からなる複合体を用意し、前記複合体を
電解研摩した後に、面記Nb芯財の内部、または、Nb
芯材外部の基地内に複合体を配して超電導素線を構成し
、その後に拡散熱処理を施すしのである。
Nb3Snの高磁界域におけろ臨界電流値を向上さ仕る
T1、Ta、I n5I−1r1Al、Zr、Siのい
ずれか1つ以上からなる複合体を用意し、前記複合体を
電解研摩した後に、面記Nb芯財の内部、または、Nb
芯材外部の基地内に複合体を配して超電導素線を構成し
、その後に拡散熱処理を施すしのである。
「作用 」
電解研摩を施した複合体をNb芯材、あるいは、基地内
に配するために、複合体とその周囲の部分との密着性を
均一にすることによって縮径加工時の強加工によるNb
芯材および複合体の不均一変形を防止できる。また、拡
散熱処理前に、複合体とN +3芯+4、および複合体
と基地を合金化しないようにしてNb芯材と基地の加工
性を推持することにより加工性を向上させ、断線等のト
ラブルを解消する。
に配するために、複合体とその周囲の部分との密着性を
均一にすることによって縮径加工時の強加工によるNb
芯材および複合体の不均一変形を防止できる。また、拡
散熱処理前に、複合体とN +3芯+4、および複合体
と基地を合金化しないようにしてNb芯材と基地の加工
性を推持することにより加工性を向上させ、断線等のト
ラブルを解消する。
「実施例」
第1図(A)〜(G)は、本発明の一実施例を示すもの
で、第1図(A)に示すNb芯材1を第1図(B)〜(
G)に示す如く加工することにより超電導素線゛Fを製
造4−るととちに、この超電導素線Tに拡散熱処理を施
すことによりNb5Sn超電導線を製造できる。
で、第1図(A)に示すNb芯材1を第1図(B)〜(
G)に示す如く加工することにより超電導素線゛Fを製
造4−るととちに、この超電導素線Tに拡散熱処理を施
すことによりNb5Sn超電導線を製造できる。
第1図(G)に示す超電導素線′rを製造するには、ま
ず、N b 3 S nの高磁界域における超電導特性
を向」二さUoる第3元素であるTIからなる箔体3に
、前処理として、例えば、トリクロルエチレン等の脱脂
液に浸漬する脱脂処理と、硝酸溶液とフッ酸溶液に浸漬
する酸洗い処理を施し、更に、氷酢酸と過塩素酸を電解
液として電解研摩を施す。
ず、N b 3 S nの高磁界域における超電導特性
を向」二さUoる第3元素であるTIからなる箔体3に
、前処理として、例えば、トリクロルエチレン等の脱脂
液に浸漬する脱脂処理と、硝酸溶液とフッ酸溶液に浸漬
する酸洗い処理を施し、更に、氷酢酸と過塩素酸を電解
液として電解研摩を施す。
次に、Nbからなる棒体2の周囲に前記if処理を施し
た箔体3を縦添えして披せ、第1図(A)に示すNl>
芯+41を製造する。
た箔体3を縦添えして披せ、第1図(A)に示すNl>
芯+41を製造する。
ところて、前記箔体3を構成するオ料は、Nb3Snの
高磁界域における臨界電流値を向上さ仕るT i、Ta
、 IIr、 AI、 I n、 Si、 Zr等
の第3元素からなる高純度tオ科あるいは、これらの合
金やオ科を用いることしてきる。
高磁界域における臨界電流値を向上さ仕るT i、Ta
、 IIr、 AI、 I n、 Si、 Zr等
の第3元素からなる高純度tオ科あるいは、これらの合
金やオ科を用いることしてきる。
次に、第1図(B)に示すように、Nb芯材1をCu−
5直合金あるいはCuからなる管体5の内部に挿入し、
縮径加工を施して第1図(C)に示、1−ように、Cu
−3直合金らしくはC11からなる基地の内部にNb芯
+41か埋め込まれた1次慢合線6を作製ずろ。
5直合金あるいはCuからなる管体5の内部に挿入し、
縮径加工を施して第1図(C)に示、1−ように、Cu
−3直合金らしくはC11からなる基地の内部にNb芯
+41か埋め込まれた1次慢合線6を作製ずろ。
続いて面記1次複合線6を複数本集合してCu−3直合
金らしくはCuからなるパイプ7に第1図(D)に示す
ように挿入し、更に縮tM加工を奄して、第1図(E)
に示す2次複合線8を作製する。
金らしくはCuからなるパイプ7に第1図(D)に示す
ように挿入し、更に縮tM加工を奄して、第1図(E)
に示す2次複合線8を作製する。
次にこの2次1夏合線8を複数本集合してCu−5直合
金からなるバイブ9とT a管10と銅管11とからな
る度合管12に挿入し、縮径加工を施して所望の直径、
即ち、最終的に得るべき超電導線の直径まで縮径し、第
1図(G)に示すように基地I5の内部に2次度合線8
か多数理め込まれfニ超電導素線′rを得る。
金からなるバイブ9とT a管10と銅管11とからな
る度合管12に挿入し、縮径加工を施して所望の直径、
即ち、最終的に得るべき超電導線の直径まで縮径し、第
1図(G)に示すように基地I5の内部に2次度合線8
か多数理め込まれfニ超電導素線′rを得る。
ここで、面述の縮径加工において、Tiからなる箔体1
1は基地内部のNbあるいはSnと合金化していないた
めに、基地の加工性を損なうことはない。従って、Sn
とTiあるいはNbとTiを合金化していた従来の超電
導素線に比較して中間焼鈍条件ら’n fllになって
縮径加工中の断線等のトラブルらなくなり、加工性が向
上する。
1は基地内部のNbあるいはSnと合金化していないた
めに、基地の加工性を損なうことはない。従って、Sn
とTiあるいはNbとTiを合金化していた従来の超電
導素線に比較して中間焼鈍条件ら’n fllになって
縮径加工中の断線等のトラブルらなくなり、加工性が向
上する。
ところで、面記各縮径加工においては、Cu−5直合金
あるいはCuからなる管体5と、Tiからなる箔体3と
、Nbからなる棒体2の各々における111t浄度の違
いに起因する密着性の差異によって箔体3と棒体2に不
均一変形を生じろ1直があった。
あるいはCuからなる管体5と、Tiからなる箔体3と
、Nbからなる棒体2の各々における111t浄度の違
いに起因する密着性の差異によって箔体3と棒体2に不
均一変形を生じろ1直があった。
この点において、前記箔体3には電解研摩を施してその
メI−浄度を向上さ仕ているために、縮径加工による箔
体3と棒体2の密着性、および箔体3と管体5の密着性
を十分な値にすることができ、これによって箔体3と棒
体2の不均一変形を阻止ずろことかできる。
メI−浄度を向上さ仕ているために、縮径加工による箔
体3と棒体2の密着性、および箔体3と管体5の密着性
を十分な値にすることができ、これによって箔体3と棒
体2の不均一変形を阻止ずろことかできる。
なお、本発明者らは電解研摩を施しfこ箔体3を複合し
て縮径した超電導素線′rにあっては、75%の加工度
を越える縮径加工によって管体5と箔体3と棒体2か密
着し始めることを確認している。
て縮径した超電導素線′rにあっては、75%の加工度
を越える縮径加工によって管体5と箔体3と棒体2か密
着し始めることを確認している。
これに対し、71解研摩を施していない箔体を複合して
超電導素線を作製した場合には、90%の加工度を越え
ろ縮径加工を施してら箔体と管体と棒体か完全に密着し
ていないことを確認している。
超電導素線を作製した場合には、90%の加工度を越え
ろ縮径加工を施してら箔体と管体と棒体か完全に密着し
ていないことを確認している。
従って前記密着性の差異が縮径加工途中で生しる薄い箔
体の破壊(即ち不均一変形)を生しるかとうかの差とな
っていると推定でき、前記電解研摩を箔体3に施すこと
によって不均一変形を起こしていない超電導線を製造す
ることがてきる。
体の破壊(即ち不均一変形)を生しるかとうかの差とな
っていると推定でき、前記電解研摩を箔体3に施すこと
によって不均一変形を起こしていない超電導線を製造す
ることがてきる。
01工述の如く製造された超電導素線′Fに、拡散熱処
理(600℃〜850℃程度の温度に20〜150時間
程度加熱する熱処理)を施4−ことによりSnとNbお
よびT iを反応させてNbqSn−Tiを生成し、N
bz S n超電導線を製造する。このように製造さ
れた超電心線においては、その内部に均一にq/Eする
T1部分かNb*Sn生成時に効率良く作用してNba
Sn T+を生成させて浸れた超電導特性を発揮さけ
る。
理(600℃〜850℃程度の温度に20〜150時間
程度加熱する熱処理)を施4−ことによりSnとNbお
よびT iを反応させてNbqSn−Tiを生成し、N
bz S n超電導線を製造する。このように製造さ
れた超電心線においては、その内部に均一にq/Eする
T1部分かNb*Sn生成時に効率良く作用してNba
Sn T+を生成させて浸れた超電導特性を発揮さけ
る。
なお、N b芯(オlを用いて超電導素線Tを製造する
工程は、第1図(A)〜(G)に示す工程の他に、従来
公知の各種工程を採用しても良い。即ち、例えば、)宴
会素線の集合は1回以上の所要回数行って乙良く、更に
、■次複合線6あるいは2次複合線8の外面にSnメッ
キ層を形成してSnの拡散を促進しても良いし、このS
nメッキ層を超電導素線Tの外周面に形成して拡散熱処
理を施すこともできる。
工程は、第1図(A)〜(G)に示す工程の他に、従来
公知の各種工程を採用しても良い。即ち、例えば、)宴
会素線の集合は1回以上の所要回数行って乙良く、更に
、■次複合線6あるいは2次複合線8の外面にSnメッ
キ層を形成してSnの拡散を促進しても良いし、このS
nメッキ層を超電導素線Tの外周面に形成して拡散熱処
理を施すこともできる。
一方、第2図と第3図はNb*Sn超電導素線を作製す
る場合に使用するNb芯材14の第2の例を示す乙ので
ある。
る場合に使用するNb芯材14の第2の例を示す乙ので
ある。
この例のNb芯H14は、第2図に示すように、Nbパ
イプI6の内部に電解研摩を施したTi線17を挿入し
て作製した複合線を多数、Nbロッド18の周囲に配し
、この周囲をNbバイブI9てrσってNb素芯材Sを
作製し、これを縮径して作if!’Jされたらので、こ
の例に示すように、Nbの内部にTi線17を配するこ
ともできる。このNb芯+414は、第1図(D)〜(
G)に示す工程に沿って加工されて超電導素線が作製さ
れる。
イプI6の内部に電解研摩を施したTi線17を挿入し
て作製した複合線を多数、Nbロッド18の周囲に配し
、この周囲をNbバイブI9てrσってNb素芯材Sを
作製し、これを縮径して作if!’Jされたらので、こ
の例に示すように、Nbの内部にTi線17を配するこ
ともできる。このNb芯+414は、第1図(D)〜(
G)に示す工程に沿って加工されて超電導素線が作製さ
れる。
また、第4図に示すように電解研摩したTi線を内含ず
ろ複数のNb芯材20をCu−Sn合金あるいはCuか
らなる筒体21に挿入して多心複合Nb芯材22を形成
し、この多心複合Nb芯材22を第1図(I))〜(G
)に示す工程に沿って加工することにより超電導素線を
製造することらできろ。
ろ複数のNb芯材20をCu−Sn合金あるいはCuか
らなる筒体21に挿入して多心複合Nb芯材22を形成
し、この多心複合Nb芯材22を第1図(I))〜(G
)に示す工程に沿って加工することにより超電導素線を
製造することらできろ。
更に、第5図は、Nt)+Sn超電導素線を作製する場
合に使用するNb芯材の第4の例を示すもので、本例に
おいては、横断面円形状をなし、その内部の外周面近く
に複数の挿通孔30を形成した筒状のNb芯体31を用
念し、このNb芯体31の各挿通孔30に、電解研摩し
たTi棒32を挿入して多心複合Nb芯材33を構成し
たものである。
合に使用するNb芯材の第4の例を示すもので、本例に
おいては、横断面円形状をなし、その内部の外周面近く
に複数の挿通孔30を形成した筒状のNb芯体31を用
念し、このNb芯体31の各挿通孔30に、電解研摩し
たTi棒32を挿入して多心複合Nb芯材33を構成し
たものである。
そして、前記多心複合Nb芯材33を必要に応して縮径
し、更に、第1図(D)〜(G)に示しfこ加工と同等
の加工を施して超電導素線を形成し、次いで拡散熱処理
を施すことによりNt1+Sn超電導線を製造すること
ができる。
し、更に、第1図(D)〜(G)に示しfこ加工と同等
の加工を施して超電導素線を形成し、次いで拡散熱処理
を施すことによりNt1+Sn超電導線を製造すること
ができる。
第6図と第7図はNb3Sn超電導素線を作製する場合
に使用するNb芯材の第5の例を示すらのて、本例jこ
おいては、Nbからなる棒状のNb素芯材40の外周面
にその周方向に所定間隔離間して収納溝=I 1を複数
形成し、各収納i7η41に電解研摩した1゛i棒42
を挿入するとともに、この素芯材40をN l)パイプ
43に挿入してNb芯材44を構成したらのである。そ
して、前記Nb芯Vr44を必要に応じて縮径し、更に
、第1図(D)〜(G)に示した加工と同等の加工を施
して超電導素線を形成し、次いで拡散熱処理を施すこと
によりNb。
に使用するNb芯材の第5の例を示すらのて、本例jこ
おいては、Nbからなる棒状のNb素芯材40の外周面
にその周方向に所定間隔離間して収納溝=I 1を複数
形成し、各収納i7η41に電解研摩した1゛i棒42
を挿入するとともに、この素芯材40をN l)パイプ
43に挿入してNb芯材44を構成したらのである。そ
して、前記Nb芯Vr44を必要に応じて縮径し、更に
、第1図(D)〜(G)に示した加工と同等の加工を施
して超電導素線を形成し、次いで拡散熱処理を施すこと
によりNb。
Sn超電導線を製造することができる。
「製造例1」
Nb、Snの高畦界域における超電導特性を向上させろ
元素である’I’ iからなる厚さ60μmの箔体に、
前処理として、トリクロルエヂレン等の脱脂液に浸漬す
る脱脂処理と、硝酸溶液とフッ酸溶液に浸漬する酸洗い
処理を施し、更に、氷酢酸と過塩素酸を電解液として電
解研摩を施す。
元素である’I’ iからなる厚さ60μmの箔体に、
前処理として、トリクロルエヂレン等の脱脂液に浸漬す
る脱脂処理と、硝酸溶液とフッ酸溶液に浸漬する酸洗い
処理を施し、更に、氷酢酸と過塩素酸を電解液として電
解研摩を施す。
次に、直径6mmのNb棒の外周に、面記面処理を施し
た箔体を縦添えしてNb芯材を作製し、この後に、外径
10mm、肉厚1.5mmであって、Sn13wt%を
含有するブロンズ管に前記Nb芯材を挿入し、縮径加工
を施して直径0.8mmの1次複合線を得た。次にこの
1次複合線を91本集合するとともに、外径10mm、
肉厚0.5mmてめって、Sn13wt%を含有するブ
ロンズ管に挿入して縮径加工を行い、直径1.0mmの
2次複合線を得た。
た箔体を縦添えしてNb芯材を作製し、この後に、外径
10mm、肉厚1.5mmであって、Sn13wt%を
含有するブロンズ管に前記Nb芯材を挿入し、縮径加工
を施して直径0.8mmの1次複合線を得た。次にこの
1次複合線を91本集合するとともに、外径10mm、
肉厚0.5mmてめって、Sn13wt%を含有するブ
ロンズ管に挿入して縮径加工を行い、直径1.0mmの
2次複合線を得た。
更に、この2次複合線を91本集合し、外径20mm、
肉厚2 、0 mmの鋼管に挿入し、更に、外径15
n+m、肉厚0.3mmの拡散バリア用T a管に挿入
し、更に、外径13mm、肉厚0.5mmであって、S
n13wt%を含有するブロンズ管に挿入し、縮径加工
を施して直径1.4mmの超電導素線を作成した。
肉厚2 、0 mmの鋼管に挿入し、更に、外径15
n+m、肉厚0.3mmの拡散バリア用T a管に挿入
し、更に、外径13mm、肉厚0.5mmであって、S
n13wt%を含有するブロンズ管に挿入し、縮径加工
を施して直径1.4mmの超電導素線を作成した。
そしてこの超電導素線を800℃に50時間加熱する拡
散熱処理を施してN b3S n超電導線を製造した。
散熱処理を施してN b3S n超電導線を製造した。
一方、電解研摩を施していない箔体に前記と同等の加工
を施して超電導線を製造した。
を施して超電導線を製造した。
これらのNb5Sn超電導線の臨界電流密度を測定した
ところ、第8図に示す結果が得られた。
ところ、第8図に示す結果が得られた。
第8図において、実線Aが電解研摩した箔体を)宴会し
たNb、Sn超1導線の特性を示し、鎖線BがTIを含
汀しない従来一般のN b3S nB3電導線の特性を
示し、実線Cが電解研摩を施していないTI石を複合し
た従来のNb*Sn線の特性を示している。
たNb、Sn超1導線の特性を示し、鎖線BがTIを含
汀しない従来一般のN b3S nB3電導線の特性を
示し、実線Cが電解研摩を施していないTI石を複合し
た従来のNb*Sn線の特性を示している。
第8図より明らかなように本発明方法によって製造した
Nl)*Sn超電導線は、高磁界域において従来のN
b 3 S n超電導線より優れた臨界電流密度を示す
ことか明らかであり、優秀な超電導特性をL1備してい
る。
Nl)*Sn超電導線は、高磁界域において従来のN
b 3 S n超電導線より優れた臨界電流密度を示す
ことか明らかであり、優秀な超電導特性をL1備してい
る。
ニー製造例2−・
Nb3Snの高磁界域における超電導特性を向上さU゛
る元素である′I″lからなる厚さ20μmの箔体に、
前処理として、トリクロルエヂレン等の脱脂液に受音す
る脱脂処理と、硝酸溶液とフヅ酸溶液に浸、責1−ろ酸
洗い処理を施し、更に、氷酢酸と過塩素酸を電解液とし
て電解研摩を施す。
る元素である′I″lからなる厚さ20μmの箔体に、
前処理として、トリクロルエヂレン等の脱脂液に受音す
る脱脂処理と、硝酸溶液とフヅ酸溶液に浸、責1−ろ酸
洗い処理を施し、更に、氷酢酸と過塩素酸を電解液とし
て電解研摩を施す。
次に、第9図(A)に示すように、外径12mmであっ
て、Sn90wt%を含有するCu−Sn合金棒50の
外周に、前記前処理を施した箔体5Iを1層巻き付け、
この外側に、外径15mm、肉q 1. mmのNb管
52を被せ、更にその外側に外径18mm、肉厚1mm
の無酸素銅管53を披U、これらを直径2mmまで縮径
して第9図([3)に示・1−1次複合線54を得た。
て、Sn90wt%を含有するCu−Sn合金棒50の
外周に、前記前処理を施した箔体5Iを1層巻き付け、
この外側に、外径15mm、肉q 1. mmのNb管
52を被せ、更にその外側に外径18mm、肉厚1mm
の無酸素銅管53を披U、これらを直径2mmまで縮径
して第9図([3)に示・1−1次複合線54を得た。
次にこの1次複合、腺54を91本集合するとと乙に、
外径27mm、肉厚21mmのメ11酸素銅管55に第
9図(C)に示すように挿入して縮径加工を行い、第9
図(D)に示す直径1.0mmの多心複合超電導素線5
6を得た。この多心複合超電導素線56において最終的
にNb管は外径70μm、肉厚lOμmとなっていた。
外径27mm、肉厚21mmのメ11酸素銅管55に第
9図(C)に示すように挿入して縮径加工を行い、第9
図(D)に示す直径1.0mmの多心複合超電導素線5
6を得た。この多心複合超電導素線56において最終的
にNb管は外径70μm、肉厚lOμmとなっていた。
そしてこの超電導索線を650℃に50時間加熱する拡
散熱処理を施してNbaSn超電導線を製造した。
散熱処理を施してNbaSn超電導線を製造した。
一方、面肥前処理の中で電解研摩を施していない箔体に
前記と同等の加工を雀して超電導索線を製造し、更に拡
散熱処理を施して超電導線を製造した。
前記と同等の加工を雀して超電導索線を製造し、更に拡
散熱処理を施して超電導線を製造した。
前記のように製造された各超電導素線において、Nb管
内面の′ri箔の状態を走査電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、電界研摩を施していない箔体を使用して製造した超
電導線にあっては、TI箔の所々に破れ部分を観察する
ことができ、Nb管内面におけろ1゛1の未存在部分が
全体の30〜50%の表面積部分を占めていた。これに
対し、電界研摩を施したri箔を用いて製造された超電
導素線にあっては、Tiの未存在部分が先に示した超電
導素線の約1/2であり、先に示した超電導素線に比較
して欠陥のない好適な構造を有していることが明らかに
なった。
内面の′ri箔の状態を走査電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、電界研摩を施していない箔体を使用して製造した超
電導線にあっては、TI箔の所々に破れ部分を観察する
ことができ、Nb管内面におけろ1゛1の未存在部分が
全体の30〜50%の表面積部分を占めていた。これに
対し、電界研摩を施したri箔を用いて製造された超電
導素線にあっては、Tiの未存在部分が先に示した超電
導素線の約1/2であり、先に示した超電導素線に比較
して欠陥のない好適な構造を有していることが明らかに
なった。
なお、前記各超電導線について臨界?IX流特性を測定
したところ、第8図に示す結果と同等の結果か得られ、
電界研摩を施したT i箔を用いて製造した超電導線の
特性の優秀さが明らかになった。
したところ、第8図に示す結果と同等の結果か得られ、
電界研摩を施したT i箔を用いて製造した超電導線の
特性の優秀さが明らかになった。
「発明の効果」
以」−説明しf二ように本発明は、Nb3Snの高磁界
域における臨界電流値を向上させろ′ri、′1゛a、
I n、 T−1f、 Ai、Si、Zrのいずれか1
つ以−Lからなる複合体を重色し、前記複合体を電界研
摩した後に、前記Nb芯材の内部、または、Nb芯十オ
の基地内に複合体を配して超電導素線を構成し、その後
に拡散熱処理を施すしのであるために、以下に説明する
効果を奏する。
域における臨界電流値を向上させろ′ri、′1゛a、
I n、 T−1f、 Ai、Si、Zrのいずれか1
つ以−Lからなる複合体を重色し、前記複合体を電界研
摩した後に、前記Nb芯材の内部、または、Nb芯十オ
の基地内に複合体を配して超電導素線を構成し、その後
に拡散熱処理を施すしのであるために、以下に説明する
効果を奏する。
([)電界研摩した複合材をNb芯(4内または基地内
に配するf二めに、複合(オとNb芯(才の間の密i′
f性、および、複合材と基地との間の密着性を揃えるこ
とかでき、縮径加工時のこれらの密行性を均一化してこ
れらの不均一変形を阻止゛4゛ることがてきる。このた
め、極細多心化のために縮径加工により強加工した場合
であって乙、1夏合材やN b芯十オに不均一変形部分
のない(野れた構造の超7u導線を製造できろ効果があ
る。
に配するf二めに、複合(オとNb芯(才の間の密i′
f性、および、複合材と基地との間の密着性を揃えるこ
とかでき、縮径加工時のこれらの密行性を均一化してこ
れらの不均一変形を阻止゛4゛ることがてきる。このた
め、極細多心化のために縮径加工により強加工した場合
であって乙、1夏合材やN b芯十オに不均一変形部分
のない(野れた構造の超7u導線を製造できろ効果があ
る。
(II)拡散熱処理前の状態において、複合[)rを構
成するTi等の第3元素とNb芯材、および、基地を合
金化しない状態で縮径するために、Nb芯(オと基地か
木来備えろ加工性をKL持することにより断線等のトラ
ブルを生じることなく縮径加工を施すことかてき、極細
多心超電導線を効率良<?J造できる効果かある。
成するTi等の第3元素とNb芯材、および、基地を合
金化しない状態で縮径するために、Nb芯(オと基地か
木来備えろ加工性をKL持することにより断線等のトラ
ブルを生じることなく縮径加工を施すことかてき、極細
多心超電導線を効率良<?J造できる効果かある。
(III)NbiSnの高磁界域におけろ臨界電流特性
を向」ニさせる第3元素からなる複合体を具備し、しか
し、複合体とその周囲の部分の不均一変形を阻止できる
ために、構造的欠陥のない、しかも、優れた臨界電流特
性を有ずろ超電導線を製造できろ効果がある。
を向」ニさせる第3元素からなる複合体を具備し、しか
し、複合体とその周囲の部分の不均一変形を阻止できる
ために、構造的欠陥のない、しかも、優れた臨界電流特
性を有ずろ超電導線を製造できろ効果がある。
第1図(A)ないし第1図(G)は本発明の一実施例を
示すのらので、第1図(A)はNb芯材の横断面図、第
1図(I3)はNb芯材を管体に収納した状態を示す横
断面図、第1図(C)は1次段合線の横断面図、第1図
(D)は1次段合線の集合状態を示す横断面図、第1図
(E)は2次段合線の横断面図、第1図(F)は2次m
合線の集合状態を示す横断面図、第1図(G)はB3電
導素線の横断面図、第2図と第3図は超電導線の製造に
使用するNb芯材の第2の例を示す乙ので、第2図はN
b素芯材の横断面図、第3図はNb芯材の横断面図、第
4図は\l)芯(オの第3の例を示す横断面図、第5図
はNb芯材の第4の例を示す横断面図、第6図と第7図
はNb芯(オの第5の例を示す乙ので、第6図はNb素
芯(4の横断面図、第7図はNb芯材の横断面図、第8
図は本願発明方法を実施して製造され7=Nb+Sn超
電導線の臨界電流特性を従来の超電導線と比較して示す
線図、第9図(A)ないし第9図(D)は製造例2に採
用した本発明方法を示す乙ので、第9図(A)は電界研
摩したTi箔を巻回した5n−Cu合金棒とNb管との
隈合状態を示す横断面図、第9図(B)は1次段合線の
横断面図、第9図(C)は!次段合線の集合状態を示す
横断面図、第9図(D)は多心超電導素線の横断面図で
ある。 T・・・・・・超電導素線、 S・・・・・・N
bi芯打、!・・・・・・Nb芯材、 2・
・・・・・棒体、3・・・・・・箔体、
5・・・・・管体、6・・・・・・1次段合線、
8・・・・・2次段合線、1ノド・・・・・Nb芯材
、 16・・・・・・Nbバイブ、I 7・
・・・・・T i線、l 8−− N bロノ ド、
19・・・・・・Nbパイプ、 20・・・・・
・Nb芯材、22・・・・・多心複合Nb芯材、32・
・・・・・Ti棒、33・・・・・・多心複合Nb芯材
、 112・ ・・T i捧、 44・・・・
・Nb芯材。
示すのらので、第1図(A)はNb芯材の横断面図、第
1図(I3)はNb芯材を管体に収納した状態を示す横
断面図、第1図(C)は1次段合線の横断面図、第1図
(D)は1次段合線の集合状態を示す横断面図、第1図
(E)は2次段合線の横断面図、第1図(F)は2次m
合線の集合状態を示す横断面図、第1図(G)はB3電
導素線の横断面図、第2図と第3図は超電導線の製造に
使用するNb芯材の第2の例を示す乙ので、第2図はN
b素芯材の横断面図、第3図はNb芯材の横断面図、第
4図は\l)芯(オの第3の例を示す横断面図、第5図
はNb芯材の第4の例を示す横断面図、第6図と第7図
はNb芯(オの第5の例を示す乙ので、第6図はNb素
芯(4の横断面図、第7図はNb芯材の横断面図、第8
図は本願発明方法を実施して製造され7=Nb+Sn超
電導線の臨界電流特性を従来の超電導線と比較して示す
線図、第9図(A)ないし第9図(D)は製造例2に採
用した本発明方法を示す乙ので、第9図(A)は電界研
摩したTi箔を巻回した5n−Cu合金棒とNb管との
隈合状態を示す横断面図、第9図(B)は1次段合線の
横断面図、第9図(C)は!次段合線の集合状態を示す
横断面図、第9図(D)は多心超電導素線の横断面図で
ある。 T・・・・・・超電導素線、 S・・・・・・N
bi芯打、!・・・・・・Nb芯材、 2・
・・・・・棒体、3・・・・・・箔体、
5・・・・・管体、6・・・・・・1次段合線、
8・・・・・2次段合線、1ノド・・・・・Nb芯材
、 16・・・・・・Nbバイブ、I 7・
・・・・・T i線、l 8−− N bロノ ド、
19・・・・・・Nbパイプ、 20・・・・・
・Nb芯材、22・・・・・多心複合Nb芯材、32・
・・・・・Ti棒、33・・・・・・多心複合Nb芯材
、 112・ ・・T i捧、 44・・・・
・Nb芯材。
Claims (1)
- Snを内含した基地の内部にNb芯材を配して構成され
た超電導素線に拡散熱処理を施して製造するNb_3S
n超電導線の製造方法において、Nb_3Snの高磁界
域における臨界電流値を向上させるTi、Ta、In、
Hf、Al、Zr、Siのいずれか1つ以上からなる複
合体を用意し、前記複合体を電解研摩した後に、前記N
b芯材の内部、またはNb芯材外部の基地内に配して超
電導素線を構成し、その後に拡散熱処理を施すことを特
徴とするNb_3Sn超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7318186A JPS62230958A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | Nb3 Sn超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7318186A JPS62230958A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | Nb3 Sn超電導線の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62230958A true JPS62230958A (ja) | 1987-10-09 |
Family
ID=13510712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7318186A Pending JPS62230958A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | Nb3 Sn超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62230958A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007509466A (ja) * | 2003-10-17 | 2007-04-12 | オックスフォード スーパーコンダクティング テクノロジー | Tiソース・ロッドを用いて(Nb,Ti)3Snワイヤを製造するための方法 |
WO2021112211A1 (ja) * | 2019-12-04 | 2021-06-10 | 古河電気工業株式会社 | Nb3Sn単芯超電導線材用前駆体およびその製造方法、Nb3Sn単芯超電導線材、ならびにNb3Sn多芯超電導線材用前駆体およびその製造方法、Nb3Sn多芯超電導線材 |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP7318186A patent/JPS62230958A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007509466A (ja) * | 2003-10-17 | 2007-04-12 | オックスフォード スーパーコンダクティング テクノロジー | Tiソース・ロッドを用いて(Nb,Ti)3Snワイヤを製造するための方法 |
JP4728245B2 (ja) * | 2003-10-17 | 2011-07-20 | オックスフォード スーパーコンダクティング テクノロジー | Tiソース・ロッドを用いて(Nb,Ti)3Snワイヤを製造するための方法 |
WO2021112211A1 (ja) * | 2019-12-04 | 2021-06-10 | 古河電気工業株式会社 | Nb3Sn単芯超電導線材用前駆体およびその製造方法、Nb3Sn単芯超電導線材、ならびにNb3Sn多芯超電導線材用前駆体およびその製造方法、Nb3Sn多芯超電導線材 |
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