JPS6025841B2 - 化合物超電導体 - Google Patents
化合物超電導体Info
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- JPS6025841B2 JPS6025841B2 JP53081090A JP8109078A JPS6025841B2 JP S6025841 B2 JPS6025841 B2 JP S6025841B2 JP 53081090 A JP53081090 A JP 53081090A JP 8109078 A JP8109078 A JP 8109078A JP S6025841 B2 JPS6025841 B2 JP S6025841B2
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- Japan
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- compound
- reinforcing material
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- cross
- superconductor
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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
- 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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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は化合物超電導体、特に化合物超電導線と補強材
とが金属的に接着されて一体化機造をなす化合物超電導
体に関するものである。
とが金属的に接着されて一体化機造をなす化合物超電導
体に関するものである。
ニオブ３−錫（Ｎ広Ｓｎ）、バナジウム３ーガリゥム（
Ｖ３Ｇａ）などの化合物超電導材料は、高磁界ですぐれ
た超電導性を有するので、核融合装置のマグネット材料
として注目されているが、ニッケル・チタンなどのよう
な合金系超電導材料に比べ脆弱であるため、現状では強
大な電磁応力の加わる大型高磁界マグネットは作られて
いない。
Ｖ３Ｇａ）などの化合物超電導材料は、高磁界ですぐれ
た超電導性を有するので、核融合装置のマグネット材料
として注目されているが、ニッケル・チタンなどのよう
な合金系超電導材料に比べ脆弱であるため、現状では強
大な電磁応力の加わる大型高磁界マグネットは作られて
いない。
化合物超電導材料を用いた化合物超電導体としては、例
えば第１図および第２図に示すような構造のものが提案
されている。こられの図において、１は補強材、２は超
電導形成用材料、３は化合物超電導層、４はマトリック
ス、５は低融点金属である。すなわち、第１図に示すも
のは化合物超電導層３の形成されている撚線の中心部に
タングステンやステンレス鋼などの補強材１を入れてあ
り、第２図に示すものは補強材１を化合物超電導層３の
内部に内蔵した構造になっている。しかし、本発明者ら
が各種構造の化合物超電導体について研究を行った結果
、第１図の如き、撚線構造では本質的に強度が弱く、液
体ヘリウム中における磁界−電流−荷重重量試験におい
ても小さな応力で臨界電流の劣化が生じはじめることが
明らかとなり、また、第２図の如く補強材を化合物超電
導層の内部に内属する構造では、複合体としての成型加
工性が極めて悪く、大電流容量化合物超電導体を製作で
きないことが明らかとなった。本発明は、このような問
題点を除去し、強大な電磁応力に対しても磁界電流の劣
化がなく、電流密度の高い化合物超電導体を提供するこ
とを目的とするもので、化合物超電導線とこの化合物超
電導線より高強度、高騰性率を有する材料よりなる補強
材とが金属的に接着された一体化構造をなす化合物超電
導体において、前記化合物超電導線が表面にニオブ３一
錫化合物超電導層の形成されたニオブ線を複数本組み合
せた化合物多心線が銅マトリックス中に複数本埋込され
た板状体よりなり、前記補強材が鋼被覆ステンレス鋼板
よりなり、かつ前記化合物超電導体の全横断面に対する
補強材の横断面積（以下、全横断面積および横断面積を
それぞれ全断面積および断面積と称する。
えば第１図および第２図に示すような構造のものが提案
されている。こられの図において、１は補強材、２は超
電導形成用材料、３は化合物超電導層、４はマトリック
ス、５は低融点金属である。すなわち、第１図に示すも
のは化合物超電導層３の形成されている撚線の中心部に
タングステンやステンレス鋼などの補強材１を入れてあ
り、第２図に示すものは補強材１を化合物超電導層３の
内部に内蔵した構造になっている。しかし、本発明者ら
が各種構造の化合物超電導体について研究を行った結果
、第１図の如き、撚線構造では本質的に強度が弱く、液
体ヘリウム中における磁界−電流−荷重重量試験におい
ても小さな応力で臨界電流の劣化が生じはじめることが
明らかとなり、また、第２図の如く補強材を化合物超電
導層の内部に内属する構造では、複合体としての成型加
工性が極めて悪く、大電流容量化合物超電導体を製作で
きないことが明らかとなった。本発明は、このような問
題点を除去し、強大な電磁応力に対しても磁界電流の劣
化がなく、電流密度の高い化合物超電導体を提供するこ
とを目的とするもので、化合物超電導線とこの化合物超
電導線より高強度、高騰性率を有する材料よりなる補強
材とが金属的に接着された一体化構造をなす化合物超電
導体において、前記化合物超電導線が表面にニオブ３一
錫化合物超電導層の形成されたニオブ線を複数本組み合
せた化合物多心線が銅マトリックス中に複数本埋込され
た板状体よりなり、前記補強材が鋼被覆ステンレス鋼板
よりなり、かつ前記化合物超電導体の全横断面に対する
補強材の横断面積（以下、全横断面積および横断面積を
それぞれ全断面積および断面積と称する。
）の比率が２０〜５０パーセントであることご特徴とす
るものである。すなわち、本発明は化合物超電導線とこ
の化合物超電導線より高強度、高弾性率を有する材料よ
りなる補強材とを金属的に後着た一体化構造を用いるこ
とが目的達成のためには最も適しており、この化合物超
電導体の全断面積に対する補強材の断面積の比率を大き
くすことが必要である点に想到してなされたものである
。
るものである。すなわち、本発明は化合物超電導線とこ
の化合物超電導線より高強度、高弾性率を有する材料よ
りなる補強材とを金属的に後着た一体化構造を用いるこ
とが目的達成のためには最も適しており、この化合物超
電導体の全断面積に対する補強材の断面積の比率を大き
くすことが必要である点に想到してなされたものである
。
ここで、補強材に用いられる化合物超電導線より高強度
、高弾性率を有する材料にはステンレス鋼、タングステ
ンなどがあり、これらの化合物超電導線と補強材とを金
属的に接着された‐一体化構造とするには、銀ろう、圧
暖、溶接等の方法が用いられる。
、高弾性率を有する材料にはステンレス鋼、タングステ
ンなどがあり、これらの化合物超電導線と補強材とを金
属的に接着された‐一体化構造とするには、銀ろう、圧
暖、溶接等の方法が用いられる。
このような構造にすることによって、化合物超電導線と
補強材は、大きな電磁応力に対して、それぞれ独立に変
形挙動を生ずることなく、強固な一体化構造の化合物超
電導体として挙動する。
補強材は、大きな電磁応力に対して、それぞれ独立に変
形挙動を生ずることなく、強固な一体化構造の化合物超
電導体として挙動する。
なお、化合物超電導線と補強材を強固に金属的に接着さ
せるためには、補強材として単体のものよりも、例えば
銅とステンレス鋼とのクラッド材の如き複合補強材を用
いることが望ましい。また、本発明者者らの補強材の比
率（補強材断面積／化合物超電導体の全面積）を種々変
えて磁界−電流−力持性を測定した結果は、強材の比率
が２０％未満では２０〜３０ｋ９／柵の応力で臨界電流
が劣化し、補強材挿入の効果が少なく、また、補強材の
比率を２０％以上にしていくと顕著に補強効果が現われ
、耐ストレス性は向上するが、５０％以上では明らかに
超電導体全体の電流密度が低下することを示していた。
せるためには、補強材として単体のものよりも、例えば
銅とステンレス鋼とのクラッド材の如き複合補強材を用
いることが望ましい。また、本発明者者らの補強材の比
率（補強材断面積／化合物超電導体の全面積）を種々変
えて磁界−電流−力持性を測定した結果は、強材の比率
が２０％未満では２０〜３０ｋ９／柵の応力で臨界電流
が劣化し、補強材挿入の効果が少なく、また、補強材の
比率を２０％以上にしていくと顕著に補強効果が現われ
、耐ストレス性は向上するが、５０％以上では明らかに
超電導体全体の電流密度が低下することを示していた。
従って、補強材の材質によって多少異なるが、大型高磁
界マグネットで負荷される電磁力に対して臨界電流が劣
化せず、かつ流密度の高い化合物超蚤導体して２０〜５
０％の強材が有効であることがわかった。
界マグネットで負荷される電磁力に対して臨界電流が劣
化せず、かつ流密度の高い化合物超蚤導体して２０〜５
０％の強材が有効であることがわかった。
なお、補強材の比率を単に２０〜５０％と増加しても化
合物超電導体の耐ストレス性に対しては効果が少なく、
化合物超電導線と補強材とが金属的に十分後着され、化
合物超電導体して一体的に挙動し得る構成にするとによ
って、はじめて２０〜５０ｑ○の補強材挿入効果が発揮
される。
合物超電導体の耐ストレス性に対しては効果が少なく、
化合物超電導線と補強材とが金属的に十分後着され、化
合物超電導体して一体的に挙動し得る構成にするとによ
って、はじめて２０〜５０ｑ○の補強材挿入効果が発揮
される。
以下、実施例について説明する。
第３図は一実施例の構成を示すもので、こで用いられて
いる化合物超電導線６は超電導形成材料としてＮｂ、銅
−錫（Ｃｕ−Ｓｎ）合金を用い安定化金属としてＣｕを
用いたＮｂ３Ｓｎ化合物超電導体よりなり、具体的には
外寸法が２．１６物×ＩＱ奴の平角状のＣｕよりなるマ
トリックス７の中に、Ｃｕ−Ｓｎ被覆された外径５仏ｍ
のＮｂ線３３１本を押込んだ化合物多心線８をさらに２
０４本組合せ埋込み、成形後７００ｑＣで１０独特間真
空中で熱処理し、Ｎｂ線の表面に厚さ１仏ｍのＮ広Ｓｕ
化合物超電導層を形成させたものであり、補強材１はＣ
ｕ被覆ステンレス鋼を用い、化合物超電導線６と補強材
１とを鉛−錫（Ｐｂ−Ｓｎ）はんだ９で俵合たものであ
る。
いる化合物超電導線６は超電導形成材料としてＮｂ、銅
−錫（Ｃｕ−Ｓｎ）合金を用い安定化金属としてＣｕを
用いたＮｂ３Ｓｎ化合物超電導体よりなり、具体的には
外寸法が２．１６物×ＩＱ奴の平角状のＣｕよりなるマ
トリックス７の中に、Ｃｕ−Ｓｎ被覆された外径５仏ｍ
のＮｂ線３３１本を押込んだ化合物多心線８をさらに２
０４本組合せ埋込み、成形後７００ｑＣで１０独特間真
空中で熱処理し、Ｎｂ線の表面に厚さ１仏ｍのＮ広Ｓｕ
化合物超電導層を形成させたものであり、補強材１はＣ
ｕ被覆ステンレス鋼を用い、化合物超電導線６と補強材
１とを鉛−錫（Ｐｂ−Ｓｎ）はんだ９で俵合たものであ
る。
また、本実例では、線村全断面積に対する比率が０〜５
０％にあたるステンレス鋼補強材を各用意し、それぞれ
上述のＮはＳｎ化合物超電導線にＰｂ−Ｓｎはんだで接
合して試料とし、４．２Ｋで力を加えない状態、および
力を加えた状態につき、６０ＫＯｅの磁界中で臨界電流
を側定た。
０％にあたるステンレス鋼補強材を各用意し、それぞれ
上述のＮはＳｎ化合物超電導線にＰｂ−Ｓｎはんだで接
合して試料とし、４．２Ｋで力を加えない状態、および
力を加えた状態につき、６０ＫＯｅの磁界中で臨界電流
を側定た。
第４図は応力を変化せて臨界電流がどのように変化する
かについて測定した結果で、機軸、縦軸には、それぞれ
応力（ｋ９／地）、力下における臨界電流と応力かない
状態における臨界電流の比（％）がとってあり、Ａは補
強材が無い場合、Ｂは補強材の比率が２０％の場合、Ｃ
は補強材の比率が２４％の場合と例示している。
かについて測定した結果で、機軸、縦軸には、それぞれ
応力（ｋ９／地）、力下における臨界電流と応力かない
状態における臨界電流の比（％）がとってあり、Ａは補
強材が無い場合、Ｂは補強材の比率が２０％の場合、Ｃ
は補強材の比率が２４％の場合と例示している。
この図から明らかなように、応力が増大して行くと、あ
る応力で臨界電流は急激に劣化する。この時の力を臨界
力として、各試料の補強材断面積／全断面積に対する関
係を示したのが第５図で、機軸、縦軸にはそれぞれ、補
強材断面積／全断面積（％）、臨界応力（Ｘ９／柵）が
とってある。この図は補強材断面積／全断面積が２０％
以上になると臨界応力が急激に増大することを示してい
る。すなわち、補強効果を有効ならしめるには、補強材
断面積／全断面積を２０％以上にする必要があることを
示している。第６図は１５０ｋ９／柵の力を負荷したき
の臨界電流を示したもので、機軸、縦軸にはそれぞれ、
補強材断面積／全断面積（％）、臨界電流（Ａ）がとっ
てある。
る応力で臨界電流は急激に劣化する。この時の力を臨界
力として、各試料の補強材断面積／全断面積に対する関
係を示したのが第５図で、機軸、縦軸にはそれぞれ、補
強材断面積／全断面積（％）、臨界応力（Ｘ９／柵）が
とってある。この図は補強材断面積／全断面積が２０％
以上になると臨界応力が急激に増大することを示してい
る。すなわち、補強効果を有効ならしめるには、補強材
断面積／全断面積を２０％以上にする必要があることを
示している。第６図は１５０ｋ９／柵の力を負荷したき
の臨界電流を示したもので、機軸、縦軸にはそれぞれ、
補強材断面積／全断面積（％）、臨界電流（Ａ）がとっ
てある。
補強材が２４％以上では７０００〜７２０Ｍとほぼ同様
の臨界電流を示しているが、補強材が２０％のきは６８
０Ｍ、補強材が無に場合には２９山Ａまで劣化している
。第７図は第６図の縦軸を臨界電流密度（Ａ／協）で書
き直した図で、この図は補強材断面積／全断面積が３０
％付近で臨界電流密度がピークを持っていることを示し
ている。超電導マグネットにおいては、臨界電流密度は
大きい程望ましい。従って、補強効果が大でかつ臨界電
流密度を大ならしめる補強材補強材断面積／全断面積は
２０〜５０％の範囲になる。また、第６図において、補
強材断面積／全断面積が２０％以上、’２４％未満では
、わずかながら臨界電流の劣化が認められることから、
臨界電流の劣化の無い状態、すなわち補強材材断面積／
全断面積が２４〜３６％であることがさらに望ましい。
すなわち、この範囲を選べば超電導体の応力による電流
劣化を最小限にし、さらに線材全体の電流密度の低下を
おさえることができる。また、本実施例では補強材をは
んだを用いて結合する例を示したが、圧薮、溶接等他の
方法でも金属的に接着されて一体化構造となるものであ
れば同様に使用できる。
の臨界電流を示しているが、補強材が２０％のきは６８
０Ｍ、補強材が無に場合には２９山Ａまで劣化している
。第７図は第６図の縦軸を臨界電流密度（Ａ／協）で書
き直した図で、この図は補強材断面積／全断面積が３０
％付近で臨界電流密度がピークを持っていることを示し
ている。超電導マグネットにおいては、臨界電流密度は
大きい程望ましい。従って、補強効果が大でかつ臨界電
流密度を大ならしめる補強材補強材断面積／全断面積は
２０〜５０％の範囲になる。また、第６図において、補
強材断面積／全断面積が２０％以上、’２４％未満では
、わずかながら臨界電流の劣化が認められることから、
臨界電流の劣化の無い状態、すなわち補強材材断面積／
全断面積が２４〜３６％であることがさらに望ましい。
すなわち、この範囲を選べば超電導体の応力による電流
劣化を最小限にし、さらに線材全体の電流密度の低下を
おさえることができる。また、本実施例では補強材をは
んだを用いて結合する例を示したが、圧薮、溶接等他の
方法でも金属的に接着されて一体化構造となるものであ
れば同様に使用できる。
このように、実施例記載の化合物超電導体は、線材全体
の断面積に対し最適補強材断面積を与えるため、大電流
量線材とし耐ストレス性と高電流密度とをそなえた線材
を造でき、従って、この大電流容量の化合物超電導体を
巻回した超電導コイルは大型化、高磁界化が容易で高電
流密度のため、経済的利点も大い。以上の如く、本発明
の化合物超電導体は、強大な電磁力に対しても臨界電流
の劣化がなく、電流密度の高い化合物超電導体を提供す
るもので、工業的効果の大なるのである。
の断面積に対し最適補強材断面積を与えるため、大電流
量線材とし耐ストレス性と高電流密度とをそなえた線材
を造でき、従って、この大電流容量の化合物超電導体を
巻回した超電導コイルは大型化、高磁界化が容易で高電
流密度のため、経済的利点も大い。以上の如く、本発明
の化合物超電導体は、強大な電磁力に対しても臨界電流
の劣化がなく、電流密度の高い化合物超電導体を提供す
るもので、工業的効果の大なるのである。
第１図および第２図は従来のそれぞれ異なる化合物超弦
導体の横断面図、第３図は本発明化合物超電導体の一実
施例の横断面図、第４図は本発明化合物超電導体におけ
る力と臨界電流との関係を示す特性線図、５図は同じく
補強材補強材断面積／全断面積と臨界力との関係を示す
特性線図、第６図は同じく補強材断面積／全断面積と臨
界電流との関係を示す特性線図、第７図は同じく補強材
断面積／全断面積と臨界電流密度との関係を示す特性線
図である。 １・・・…補強材、６・・・化合物超電導線、７・・・
Ｃｕマトリックス、８・・…・化合物多心線、９・・…
・Ｐｂ−Ｓｎはんだ。 髪ー図 第２図 第３図 第４図 努Ｓ図 第５図 菊７図
導体の横断面図、第３図は本発明化合物超電導体の一実
施例の横断面図、第４図は本発明化合物超電導体におけ
る力と臨界電流との関係を示す特性線図、５図は同じく
補強材補強材断面積／全断面積と臨界力との関係を示す
特性線図、第６図は同じく補強材断面積／全断面積と臨
界電流との関係を示す特性線図、第７図は同じく補強材
断面積／全断面積と臨界電流密度との関係を示す特性線
図である。 １・・・…補強材、６・・・化合物超電導線、７・・・
Ｃｕマトリックス、８・・…・化合物多心線、９・・…
・Ｐｂ−Ｓｎはんだ。 髪ー図 第２図 第３図 第４図 努Ｓ図 第５図 菊７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 化合物超電導線と該化合物超電導線より高強度、高
弾性率を有する材料よりなる補強材とが金属的に接着さ
れた一体化構造をなす化合物超電導体において、前記化
合物超電導線が表面にニオブ３−錫化合物超電導層の形
成されたニオブ線を複数本組み合せた化合物多心線が銅
マトリツクス中に複数本埋込まれた板状体よりなり、前
記補強材が銅被覆ステンレス銅板よりなり、かつ前記化
合物超電導体の全横断面積に対する前記補強材の横断面
積の比率が２０〜５０パーセントであることを特徴とす
る化合物超電導体。 ２ 前記化合物超電導体の全横断面積に対する前記補強
材の横断面積に対する前記補強材の横断面積の比率が２
４〜３６パーセントである特許請求の範囲第１項記載の
化合物超電導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53081090A JPS6025841B2 (ja) | 1978-07-04 | 1978-07-04 | 化合物超電導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53081090A JPS6025841B2 (ja) | 1978-07-04 | 1978-07-04 | 化合物超電導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS559326A JPS559326A (en) | 1980-01-23 |
| JPS6025841B2 true JPS6025841B2 (ja) | 1985-06-20 |
Family
ID=13736682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53081090A Expired JPS6025841B2 (ja) | 1978-07-04 | 1978-07-04 | 化合物超電導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6025841B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62115046U (ja) * | 1986-01-10 | 1987-07-22 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2874451B1 (fr) * | 2004-08-17 | 2006-10-20 | Nexans Sa | Conducteur composite a brins multifilamentaires supraconducteurs |
| JP2008282584A (ja) * | 2007-05-08 | 2008-11-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導テープおよびその製造方法 |
-
1978
- 1978-07-04 JP JP53081090A patent/JPS6025841B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62115046U (ja) * | 1986-01-10 | 1987-07-22 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS559326A (en) | 1980-01-23 |
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