(57)【要約】      （修正有）【課題】長尺化できるＮｂ３Ａｌ超電導線材、及びＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造方法を提供する。【解決手段】Ｎｂ３Ａｌ超電導線材は、Ｎｂ及びＡｌを含む線材と、線材を覆うＮｂ層又はＴａ層と、Ｎｂ層又は前記Ｔａ層上に設けられる金属層とを備える。Ｎｂ及びＡｌを含んで形成される線材をＮｂ層又はＴａ層で覆った前駆体線材を形成する前駆体線材形成工程と、前駆体線材を加熱して冷却することにより、過飽和固溶体線材を形成する熱処理工程と、過飽和固溶体線材の表面に金属層を形成する金属層形成工程とを備えるＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｂ及びＡｌを含む線材と、
前記線材を覆うＮｂ層又はＴａ層と、
前記Ｎｂ層又は前記Ｔａ層上に設けられる金属層と
を備えるＮｂ３Ａｌ超電導線材。
【請求項２】
前記金属層は、電気抵抗が０．４μΩ・ｍ以下の金属材料を含んで形成される請求項１に記載のＮｂ３Ａｌ超電導線材。
【請求項３】
前記金属層は、１ｎｍ以上の厚さを有する請求項２に記載のＮｂ３Ａｌ超電導線材。
【請求項４】
前記金属層は、前記金属層の外周に設けられるべき金属パイプとの間で合金化しない金属材料から形成される請求項３に記載のＮｂ３Ａｌ超電導線材。
【請求項５】
前記金属層は、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｄ、及びＰｔからなる群から選択される少なくとも１つの金属材料を含む請求項４に記載のＮｂ３Ａｌ超電導線材。
【請求項６】
前記金属層は、Ａｇを含み、
前記金属層の外周に設けられるべき金属パイプと前記金属層との間に設けられ、前記金属層と前記金属パイプとの間の合金化を抑制するバリア層
を更に備える請求項３に記載のＮｂ３Ａｌ超電導線材。
【請求項７】
Ｎｂ及びＡｌを含んで形成される線材をＮｂ層又はＴａ層で覆った前駆体線材を形成する前駆体線材形成工程と、
前記前駆体線材を加熱して冷却することにより、過飽和固溶体線材を形成する熱処理工程と、
前記過飽和固溶体線材の表面に金属層を形成する金属層形成工程と
を備えるＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造方法。
【請求項８】
前記金属層が前記表面に形成された前記過飽和固溶体線材を、金属パイプに充填して充填金属パイプを形成する金属パイプ充填工程と、
前記充填金属パイプに減面加工を施す減面加工工程と
を更に備える請求項７に記載のＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造方法。
【請求項９】
前記減面加工工程は、製造されるべきＮｂ３Ａｌ超電導線材が備える前記金属層の厚さを１ｎｍ以上の厚さになるように、前記充填金属パイプに減面加工を施す請求項８に記載のＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造方法。
【請求項１０】
前記金属パイプ充填工程は、Ｃｕ及びＡｇからなる群から選択される少なくとも１つの金属を含む前記金属パイプを用いる請求項９に記載のＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｎｂ３Ａｌ超電導線材、及びＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造方法に関する。特に、本発明は、リスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材、及びリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超電導線材として、Ｎｂ３Ａｌ化合物系超電導線材は、ＮｂＴｉ超電導線材に比べ、高磁界における臨界電流密度（Ｊｃ）特性に優れることから、１２〜２３Ｔ（テスラ）程度の環境下で稼働する超電導マグネット用材料として期待されている。超電導マグネットに超電導線材を適用するには、高いＪｃが得られるだけでなく、長尺化、すなわち、長い線材を安定して製造することが重要となる。
【０００３】
従来のＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線材の一つとして、リスタック方式を用いて製造され、Ｎｂ又はＴａが表面に露出したＮｂ（Ａｌ）過飽和固溶体線材が金属パイプに充填されることで製造されるＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線材が知られている（例えば、非特許文献１）。非特許文献１に記載の線材は、急熱急冷処理後のＮｂ（Ａｌ）過飽和固溶体に、Ｃｕからなる安定化材を線材の外部に付与しているので、超電導線材に強い加工を施すことができる。そして、斯かる強い加工によりＮｂ（Ａｌ）過飽和固溶体相中に転移等による高い歪エネルギーを蓄積できるので、１２〜１５Ｔの中磁場領域で高いＪｃを得ることができる。また、非特許文献１に記載の超電導線材は、フィラメント径を従来に比べて一桁程度縮径できるので、耐歪特性に優れ、次期加速器用マグネット等で問題とされている低磁界での不安定性を抑制できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Superconductor Science and Technology, Vol. 21 (2008), p.115020-115026
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線材は、外周の金属パイプと過飽和固溶体線材との密着性が十分ではなく、長尺化するには改良の余地がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、長尺化できるＮｂ３Ａｌ超電導線材、及びＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、Ｎｂ及びＡｌを含む線材と、線材を覆うＮｂ層又はＴａ層と、Ｎｂ層又は前記Ｔａ層上に設けられる金属層とを備えるＮｂ３Ａｌ超電導線材が提供される。
【０００８】
また、上記Ｎｂ３Ａｌ超電導線材は、金属層は、電気抵抗が０．４μΩ・ｍ以下の金属材料を含んで形成することができる。
【０００９】
また、上記Ｎｂ３Ａｌ超電導線材は、金属層は、１ｎｍ以上の厚さを有することもできる。
【００１０】
また、上記Ｎｂ３Ａｌ超電導線材は、金属層は、金属層の外周に設けられるべき金属パイプとの間で合金化しない金属材料から形成することもできる。
【００１１】
また、上記Ｎｂ３Ａｌ超電導線材は、金属層は、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｄ、及びＰｔからなる群から選択される少なくとも１つの金属材料を含むことができる。
【００１２】
また、上記Ｎｂ３Ａｌ超電導線材は、金属層は、Ａｇを含み、金属層の外周に設けられるべき金属パイプと金属層との間に設けられ、金属層と金属パイプとの間の合金化を抑制するバリア層を更に備えることもできる。
【００１３】
また、本発明は、上記目的を達成するため、Ｎｂ及びＡｌを含んで形成される線材をＮｂ層又はＴａ層で覆った前駆体線材を形成する前駆体線材形成工程と、前駆体線材を加熱して冷却することにより、過飽和固溶体線材を形成する熱処理工程と、過飽和固溶体線材の表面に金属層を形成する金属層形成工程とを備えるＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造方法が提供される。
【００１４】
また、上記Ｎｂ３Ａｌ超電導線材の製造方法は、金属層が表面に形成された過飽和固溶体線材を、金属パイプに充填して充填金属パイプを形成する金属パイプ充填工程と、充填金属パイプに減面加工を施す減面加工工程とを更に備えることもできる。
【００１５】
また、上記Ｎｂ３Ａｌ超電導線材の製造方法は、減面加工工程は、製造されるべきＮｂ３Ａｌ超電導線材が備える金属層の厚さを１ｎｍ以上の厚さになるように、充填金属パイプに減面加工を施すこともできる。
【００１６】
また、上記Ｎｂ３Ａｌ超電導線材の製造方法は、金属パイプ充填工程は、Ｃｕ及びＡｇからなる群から選択される少なくとも１つの金属を含む金属パイプを用いることもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るＮｂ３Ａｌ超電導線材、及びＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造方法によれば、長尺化できるＮｂ３Ａｌ超電導線材、及びＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係るＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造の流れの概要のフローチャートである。
【図２】本発明の実施の形態に係るＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造工程の概要図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造工程の概要図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造工程の概要図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造工程の概要図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造工程の概要図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造工程の概要図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造工程の概要図である。
【図９】実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材のＪｃと比較例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材のＪｃとの比較結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係るＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造の流れの概要のフローチャートを示す。また、図２〜図８は、本発明の実施の形態に係るＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造工程の概要を示す。
【００２０】
本実施の形態に係るＮｂ３Ａｌ超電導線材は、Ｎｂ３Ａｌ化合物を含んで形成されるＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線材であって、リスタック方式で形成されるリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材である。本実施の形態に係るＮｂ３Ａｌ超電導線材は、例えば、ジェリーロール／急熱急冷プロセスを用いて形成することができる。以下、詳述する。
【００２１】
（Ｎｂ３Ａｌ超電導線材の製造方法）
まず、アルミニウム（Ａｌ）又はＡｌ合金を含む第１の金属材料から形成され、所定の厚さを有するＡｌシート１０と、Ｎｂ又はＮｂ合金を含む第２の金属材料から形成され、所定の厚さを有するＮｂシート２０と、Ｎｂ又はＴａ等の高融点の金属材料から形成され、所定の径を有する巻芯３０とを準備する。更に、Ｎｂ又はＴａから形成され、所定の厚さを有する化合物生成防止シート４０（バリア層用シート）を準備する。
【００２２】
次に、図２（ａ）に示すように、Ａｌシート１０とＮｂシート２０とを巻芯３０に合わせ巻きする。続いて、図２（ｂ）に示すように、巻芯３０に巻き合わされたＡｌシート１０又はＮｂシート２０のシートの表面に化合物生成防止シート４０を巻きつける。これにより、図２（ｃ）に示すようなシングル線としてのジェリーロール／シングル線１が作製される（ジェリーロール／シングル線形成工程、図１：ステップ１０（以下、ステップを「Ｓ」と略す））。
【００２３】
次に、図２（ｃ）に示すように、シングルビレット２にジェリーロール／シングル線１を充填する（シングルビレット充填工程：Ｓ１２）。なお、シングルビレット２は、ジェリーロール／シングル線１の外径以上の内径を有すると共に、略円筒形の外形（すなわち、パイプ状）を呈する。そして、シングルビレット２は、例えば、銅（Ｃｕ）又はＣｕ合金から形成することができ、本実施の形態では、Ｃｕから形成することが好ましい。
【００２４】
ここで、ジェリーロール／シングル線１をシングルビレット２に充填することにより、ジェリーロール／シングル線１の外周をシングルビレット２で被覆する理由は以下のとおりである。すなわち、ジェリーロール／シングル線１の外表面が外部に露出した状態で後述するダイス伸線等の工程をジェリーロール／シングル線１が経ると、ダイス伸線時におけるダイスの焼き付き、ジェリーロール巻き線部分のずれ等の発生に起因して加工性が低下するので、斯かる加工性の低下の抑制を目的としている。
【００２５】
次に、ジェリーロール／シングル線１を充填したシングルビレット２を所望の径、所望の長さまで加工して前駆体線材としての前駆体シングル線３を形成する（前駆体線材形成工程：Ｓ１４）。例えば、ジェリーロール／シングル線１を充填したシングルビレット２に、静水圧押出及びダイス伸線による加工（伸線加工）を施す工程（伸線加工工程）と、静水圧押出及びダイス伸線による加工を施す工程を所定の段階で停止して、加工したシングルビレット２に中間熱処理（焼鈍処理）を施す工程（中間熱処理工程）とを、ジェリーロール／シングル線１を充填したシングルビレット２に１回、又は複数回繰り返し施すことにより、ジェリーロール／シングル線１を充填したシングルビレット２を所望の径、所望の長さまで加工する。これにより、図３（ａ）に示すような前駆体シングル線３が得られる。
【００２６】
なお、本実施の形態において、中間熱処理を施す工程は、第１の金属材料（例えば、Ｎｂ）と第２の金属材料（例えば、Ａｌ）との金属間化合物が生成しない条件で実施する。例えば、第１の金属材料の融点より低い温度（一例として、第１の金属材料の融点の１／２程度の温度）であって、不活性雰囲気又は真空での中間熱処理を当該シングルビレット２に施す。より具体的には、例えば、２５０℃から５５０℃の温度で、０．５時間から２時間、不活性ガス（例えば、アルゴンガス）フロー中又は真空中において中間熱処理を実施する。
【００２７】
次に、シングルビレット２は、後述する加熱急冷処理においては不要であるので、前駆体シングル線３の表面に露出しているシングルビレット２を除去する。例えば、シングルビレット２がＣｕから形成されている場合、１０％程度の濃度の硝酸を主成分とするシングルビレット除去剤に所定の時間（例えば、数時間程度）、浸漬することにより、前駆体シングル線３の表面からシングルビレット２を除去する（シングルビレット除去工程：Ｓ１６）。これにより、図３（ｂ）に示すようなシングルビレット２が除去された前駆体シングル線３ａが形成される。
【００２８】
続いて、複数本の前駆体シングル線３ａと、複数本の中心ダミー材４と、合金パイプ５とを準備する。そして、図３（ｃ）に示すように、複数本の前駆体シングル線３ａと複数本の中心ダミー材４とを、合金パイプ５に充填する（多芯ビレット形成工程：Ｓ１８）。これにより、図４（ａ）に示すような、多芯ビレット６が得られる。一例として、２２２本の前駆体シングル線３ａと、１９本の中心ダミー材４とをＣｕ合金パイプに充填することにより、２４１芯構造の多芯ビレット６を作製する。なお、前駆体シングル線３ａの本数及び中心ダミー材４の本数は、作製すべきＮｂ３Ａｌ超電導線材の用途に応じて適宜増減させることができる。
【００２９】
なお、中心ダミー材４は、Ｎｂ又はＴａ等の金属材料から形成することができる。例えば、作製すべきＮｂ３Ａｌ超電導線材を加速器等に用いる場合であって、低放射化が要求される場合には、液体ヘリウムの温度下で磁気的な不安定性がＮｂよりも少ないＴａを用いることが好ましい。一方、低放射化が要求されない場合には、ＮｂまたはＴａを用いることができる。なお、合金パイプ５は、所定の内径の略円筒形状を有する。そして、合金パイプ５は、一例として、ＣｕＮｉ合金から形成される。
【００３０】
次に、多芯ビレット６を所望の径、所望の長さまで加工する。すなわち、多芯ビレット６に、静水圧押出及びダイス伸線による加工を施す工程と、静水圧押出及びダイス伸線による加工を施す工程を所定の段階で停止して、加工した多芯ビレット６に中間熱処理を施す工程とを、多芯ビレット６に繰り返し施すことにより、多芯ビレット６を所望の径、所望の長さまで加工する。これにより、図４（ｂ）に示すような、所望の径、所望の長さまで断線せずに加工された多芯線７が得られる（多芯線形成工程：Ｓ２０）。
【００３１】
多芯線７の表面には、合金パイプ５が被覆されている。合金パイプ５は、後述する加熱冷却処理において不要であるので、除去する（合金パイプ除去工程：Ｓ２２）。例えば、合金パイプ５がＣｕＮｉ合金等のＣｕ合金から形成されている場合、硝酸を主成分とするエッチング溶液（例えば、１０％程度の濃度の硝酸）を用いて、多芯線７の表面を被覆している合金パイプ５を除去する。これにより、合金パイプ５が除去された多芯線７ａが得られる。
【００３２】
続いて、合金パイプ５を除去した多芯線７ａに加熱冷却処理（急熱急冷処理）を施して、過飽和固溶体線材８を作製する（熱処理工程：Ｓ２４）。この加熱冷却処理は、多芯線７ａを構成する第１の金属材料と第２の金属材料との過飽和固溶体を形成する処理である。具体的に、加熱冷却処理は、多芯線７ａを構成するＡｌとＮｂとからＮｂ／Ａｌ過飽和固溶体を形成する。例えば、加熱冷却処理は、図５に示す急熱急冷装置を用いて以下のように実施できる。
【００３３】
まず、送出リール１００に多芯線７ａを巻き付ける。そして、多芯線７ａを送出リール１００からキャプスタン１１５を介して送り出す。続いて、多芯線７ａを加熱して、ガリウム（Ｇａ）バス１３０を通して冷却した後、巻取りリール１２０で巻き取る。具体的に、キャプスタン１１５とＧａバス１３０との間において、電源１１０から多芯線７ａに電流を供給する。多芯線７ａに電流を供給すると、多芯線７ａは、自己通電加熱により１５００℃から２０００℃まで温度が上昇する。自己通電加熱により加熱するので、多芯線７ａは、短時間で所定の温度まで急速に加熱される。続いて、加熱された多芯線７ａを、Ｇａバス１３０に浸すことにより、急速冷却する。これにより、多芯線７ａを構成するＡｌとＮｂとが反応して、Ｎｂ／Ａｌ過飽和固溶体からなる過飽和固溶体線材８が形成される。そして、過飽和固溶体線材８は、連続的に巻取りリール１２０に巻き付けられる。
【００３４】
次に、過飽和固溶体線材８の外表面に金属層を形成する（金属層形成工程：Ｓ２６）。例えば、図６（ａ）に示すように、成膜装置のチャンバー１５０内に過飽和固溶体線材８を設置して、過飽和固溶体線材８の外表面に、金属層５０を形成する。金属層５０は、最終的に形成されるリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０の外周に設けられる金属パイプとの間で合金化しない金属材料から形成することが好ましい。これにより、図６（ｂ）に示すように、金属層５０が外表面に形成された過飽和固溶体線材９が作製される。
【００３５】
本実施の形態において金属層５０は、室温（２５℃）における電気抵抗が０．４μΩ・ｍ以下の金属材料を含んで形成される。具体的に、金属層５０は、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｄ、及びＰｔから成る群から選択される少なくとも１つの金属材料を含んで形成される。例えば、金属層５０は、これらの金属単体、又はこれらの金属材料から選択される２つ以上の金属材料を含んで形成される合金から形成することができる。なお、リスタック法を用いる場合、金属層５０を含む線材に強加工を施すことにより金属層５０の変態熱処理温度を低下させることができる。これにより、例えば、後述する最終的に形成されるリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０を、加速器検出器用アルミ安定化導体へ適用することができる。
【００３６】
また、金属層５０は、後述する最終的に形成されるリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０の形態になった場合に（すなわち、最終形態であるリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０まで減面加工した後に）、１ｎｍ以上の厚さを有する厚さを有して形成される。そして、金属層５０は、イオンプレーティング法、アークイオンプレーティング法、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法等の成膜方法、又は電気めっき法を用いて形成することができる。
【００３７】
例えば、アークイオンプレーティング法を用いて金属層５０を形成する場合を説明する。まず、形成すべき金属層５０を構成する金属材料からなるターゲット１６０と、過飽和固溶体線材８とをチャンバー１５０内に設置する。次に、ターゲット１６０と過飽和固溶体線材８を設置した設置個所の電極との間にバイアス電圧をかけて、ターゲット１６０にアークを発生させる。そして、発生したアークによって、過飽和固溶体線材８の表面に存在している金属酸化層が除去される。更に、ターゲット１６０を構成する金属材料がイオン化して、発生した金属イオンが過飽和固溶体線材８の表面に到達することにより、金属層５０が形成される。これにより、過飽和固溶体線材９が形成される。
【００３８】
なお、金属イオンが過飽和固溶体線材８の表面に到達することにより過飽和固溶体線材８の温度が上昇する場合には、過飽和固溶体線材８を形成する過飽和固溶体中に金属間化合物（例えば、ＮｂとＡｌとからなる金属間化合物）が生成しない温度で実施する。例えば、過飽和固溶体線材８を設置する箇所に冷却機構を備えることにより、過飽和固溶体線材８の温度が上昇することを抑制できる。また、本実施の形態において金属層５０は、過飽和固溶体線材８の表面に直接、又は金属層５０を構成する金属材料を除く他の金属材料（例えば、Ｔｉ）からなる金属層を介して過飽和固溶体線材８の表面の上方に形成することができる。
【００３９】
次に、図７（ａ）に示すように、金属層５０が形成された複数本の過飽和固溶体線材９を、製造されるリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０の外周である金属パイプとしてのＣｕパイプ６０に充填する。なお、Ｃｕパイプ６０の代替として、Ａｇからなるパイプを用いることもできる。これにより、図７（ｂ）に示すような、金属パイプに過飽和固溶体線材が充填されたリスタック用ビレット７０が作製される（金属パイプ充填工程：Ｓ２８）。なお、Ｃｕパイプ６０の内壁と金属層５０とが熱処理によって金属間化合物を形成する場合（例えば、金属層５０がＡｇからなる場合）、過飽和固溶体線材９０の表面に、Ｃｕパイプ６０と金属層５０との反応を抑制するＮｂ又はＴａからなるバリア層を挿入することもできる。
【００４０】
続いて、リスタック用ビレット７０に、静水圧押出及びダイス伸線を施してリスタック用ビレット７０を減面加工することにより、所定径の過飽和固溶体リスタック線材であるリスタック線材８０が形成される。すなわち、リスタック用ビレット７０に、静水圧押出及びダイス伸線による加工を施す工程と、静水圧押出及びダイス伸線による加工を施す工程を所定の段階で停止して、加工したリスタック用ビレット７０に中間熱処理を施す工程とを、リスタック用ビレット７０に繰り返し施すことにより、リスタック用ビレット７０を所望の径、所望の長さまで加工する。これにより、図７（ｃ）に示すような、所望の径、所望の長さまで断線せずに加工されたリスタック線材８０が得られる（減面加工工程：Ｓ３０）。また、本実施の形態に係る製造方法によって製造されるべきＮｂ３Ａｌ超電導線材が交流応用の機器に用いられる場合、リスタック線材８０にツイスト加工を施すこともできる。
【００４１】
続いて、リスタック線材８０に、所定の温度で、所定の時間の再加熱処理（変態熱処理）を施す。例えば、リスタック線材８０を熱処理炉１７０内に導入して、所定の雰囲気下（例えば、真空中又は不活性雰囲気中）、所定の温度（例えば、６５０℃から１０００℃程度）で、所定の時間（例えば、約１０時間程度）、リスタック線材８０を保持する。これによりＮｂ３Ａｌ化合物が生成して、図８（ｂ）に示すようなＮｂ３Ａｌ系化合物超電導線材としてのリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０が製造される（変態熱処理工程：Ｓ３２）。
【００４２】
上記工程を経て製造されるリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０は、Ｎｂ及びＡｌを含む線材としてのＮｂ３Ａｌ化合物からなるＮｂ３Ａｌ超電導材の外周にＮｂ層又はＴａ層としての化合物生成防止シート４０が設けられた複数本の線材を有しており、複数本の当該線材の上にＴｉ膜を介して設けられた金属層５０を有する複数本のＮｂ３Ａｌ超電導線材が、金属パイプとしてのＣｕパイプに覆われた形状を備えている。
【００４３】
なお、静水圧押出の後に実施する径を縮小する縮径加工としてのダイス伸線は、以下のように実施できる。すなわち、縮径加工としては、ドローベンチ、スエージャー、カセットローラーダイス、又は溝ロールを用いて実施できる。そして、縮径加工における１パス当りの断面減少率が１０〜３０％程度の伸線加工を繰り返し実施する。
【００４４】
また、線材を多芯化する場合（例えば、Ｓ２０、Ｓ２８）には、丸断面形状、又は六角断面形状に伸線加工した線材（例えば、前駆体シングル線３ａ、過飽和固溶体線材９）をパイプ（例えば、合金パイプ５、Ｃｕパイプ６０）に組み込み、上記の装置を用いて、１パス当りの断面減少率が１０〜３０％程度で、所望の線径まで伸線加工する。そして、所望する形状まで加工した線材（例えば、過飽和固溶体線材９）は、所定の温度下、所定の雰囲気下において所定の熱処理を施すことによって、高いＪｃを有する線材（例えば、リスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０）となる。なお、高いＪｃを実現することを目的として、最終的にＮｂ３Ａｌ相を形成するフィラメント部分のＮｂ又はＮｂ合金と、Ａｌ又はＡｌ合金との体積比（Ｎｂ／Ａｌ）は、２．５〜３．５の範囲が望ましい。
【００４５】
また、本実施に形態に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０を、例えば、液体ヘリウム中で使用する場合、金属系超電導体又は酸化物超電導体と組合せさせる構造にすることで、より強い磁場を発生する超電導マグネット等の実用導体を実現できる。この場合における金属系超電導体としては、ＮｂＴｉ系合金、Ｎｂ３Ｓｎ系化合物、Ｖ３Ｇａ系、ＭｇＢ２系、及び／又はシェブレル系化合物等を用いることができ、若しくは、必要に応じて２種以上のマグネットを配置することができる。なお、酸化物超電導体には、Ｙ系、Ｂｉ系、Ｔｌ系、Ｈｇ系、又はＡｇ−Ｐｂ系の超電導体を用いることができる。
【００４６】
更に、本実施の形態に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０を冷凍機伝導冷却で使用する場合には、リスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０と、ＭｇＢ２系又は酸化物超電導体とを組み合わせることにより、より高性能の超電導マグネット等の実用導体を実現できる。
【００４７】
また、本実施の形態に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０は、臨界温度以下の環境において超電導性を発現すると共に、高い輸送臨界電流密度（Ｊｃ）を維持しつつ、ｋｍ級の長尺線材として用いることができる。例えば、リスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０は、送電ケーブル、核磁気共鳴分析装置、医療用磁気共鳴診断装置、磁気分離装置、磁場中単結晶引き上げ装置、超電導発電機、核融合炉用マグネット、高エネルギー粒子加速器用マグネット等の機器に適用することができる。
【００４８】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０は、過飽和固溶体線材９の外表面に金属層５０が形成されており、過飽和固溶体線材９と電気的に安定な材料であるＣｕパイプ６０との密着性が向上するので、金属層５０を形成しない場合に比べてリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０の加工性を著しく改善させることができる。具体的に、本実施の形態に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０は、Ｎｂ又はＴａからなる化合物生成防止シート４０で覆われた過飽和固溶体線材の表面の少なくとも一部に金属層５０が形成されているので、電気的に安定な材料であるＣｕパイプ６０と金属層５０との間、又は、超電導フィラメントである過飽和固溶体線材９同士の密着性を向上させることができる。これにより、実用的に用いることに十分な長さを有すると共に（例えば、ｋｍ級）、高い超電導性能（例えば、リスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０が用いられる磁界中で、１０００Ａ／ｍｍ２低度のＪｃ）を有するリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０を提供できる。
【００４９】
また、本実施の形態に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０の製造方法は、Ｃｕを含むシングルビレット２及び合金パイプ５を除去した後、急熱急冷処理を実施するので、線材の断面内に銅合金が形成されない。これにより、急熱急冷処理後の線材（すなわち、過飽和固溶体線材８）を用いて形成されるリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０の残留抵抗比の低下を抑制できる。なお、残留抵抗比は、３００Ｋにおける電気抵抗と臨界温度直上における電気抵抗との比で表され、「ＲＲＲ」と称される。そして、本実施の形態に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０は、１００以上の値のＲＲＲを有することができる。なお、変態熱処理の実施により、仮に、Ｃｕパイプ６０と金属層５０との間で銅合金が形成され得る場合、Ｃｕパイプ６０と金属層５０との間に合金化反応を抑制するバリア層を設けることもできる。
【００５０】
［実施例１］
実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０は、以下のように製造した。まず、出発素材として、厚さ０．０３ｍｍのＡｌシート１０と厚さ０．１０ｍｍのＮｂシート２０とを準備した。次に、Ａｌシート１０とＮｂシート２０とを巻芯３０として直径２ｍｍのＮｂ棒に合わせ巻きした。Ａｌシート１０とＮｂシート２０とを巻芯３０に合わせ巻きした後、その外周に化合物生成防止シート４０（バリア層）として、厚さ０．１ｍｍのＴａシートを巻き付けた。これにより、外径が略１３ｍｍの実施例１に係るジェリーロール／シングル線１が得られた。
【００５１】
次に、得られたジェリーロール／シングル線１を、外径１６ｍｍ、内径１４ｍｍ、長さ１５０ｍｍのシングルビレット２としてのＣｕパイプに充填した。そして、ジェリーロール／シングル線１を充填したＣｕパイプを、押出機を用いて線径７．５ｍｍまで押出加工した。次に、ドローベンチを用いて線径３．１ｍｍまで伸線加工した後、更に、六角対辺長が２．８０ｍｍになるように伸線加工した。これにより、前駆体シングル線３を得た。
【００５２】
続いて、前駆体シングル線３の全体を濃度が１０％の硝酸に浸すことにより、前駆体シングル線３の外周を覆うＣｕパイプを完全に除去した。これにより、六角対辺長が２．５５ｍｍの前駆体シングル線３ａが得られた。次に、前駆体シングル線３ａを、長さ３００ｍｍごとに切断した。これにより、２７６本の前駆体シングル線３ａを作製した。そして、六角対辺長が２．５５ｍｍの中心ダミー材４としての３７本のＴａ棒と、外径５９ｍｍ、内径５４ｍｍの合金パイプ５としてのＣｕ合金パイプを準備した。
【００５３】
次に、Ｃｕ合金パイプに中心ダミー材４としてのＴａ棒と、前駆体シングル線３ａとを充填した。具体的には、Ｔａ棒をＣｕ合金パイプの中心付近に位置するように配置すると共に、前駆体シングル線３ａを複数本のＴａ棒の周囲に位置するようにそれぞれＣｕ合金パイプ内に配置した。これにより、多芯ビレット６が得られた。続いて、多芯ビレット６を、押出機を用いて線径２９ｍｍまで押出加工した。更に、この押出加工が施された多芯ビレット６を、ドローベンチ、及び釜状の伸線機を用いて線径１．２ｍｍまで加工した。これにより、多芯線７が得られた。そして、多芯線７の表面を覆うＣｕ合金パイプを除去すべく、濃度が１０％の硝酸に多芯線７を浸した。これにより、Ｃｕ合金パイプが除去され、Ｔａが露出した多芯線７ａを製造した。
【００５４】
次に、急熱急冷装置を用いて多芯線７ａに急熱急冷処理を施すことにより、過飽和固溶体線材８を製造した。急熱急冷処理は、最高到達経験温度を約２０００℃にした。急冷は、約２０００℃まで急熱された多芯線７ａをＧａバス１３０に潜らすことにより実施した。更に、過飽和固溶体線材８に伸線加工を施して、六角対辺長を１．０ｍｍにした。
【００５５】
続いて、断面六角形状の過飽和固溶体線材８の表面に金属層５０としてのＴｉ層を形成した。具体的に、まず、断面六角形状の過飽和固溶体線材８をアークイオンプレーティング装置のチャンバー１５０内に設置した。そして、チャンバー１５０中に露出しているＴａの表面にＴｉイオンを照射することで、Ｔａ表面の酸化層を除去すると同時に、Ｔｉ層を形成した。なお、Ｔｉ層の形成中におけるチャンバー１５０内の温度を計測したところ、５００℃±２５℃であった。
【００５６】
次に、Ｔｉ層が形成された過飽和固溶体線材９をチャンバー１５０内から取り出さずに、続けて、Ｔｉ層の表面に約１μｍの膜厚の金属層５０としてのＣｕ層を形成した。なお、Ｃｕ層の形成条件は、Ｔｉイオンの照射条件と同一にした。また、Ｃｕ層の形成中におけるチャンバー１５０内の温度を計測したところ、５００℃±２５℃であった。
【００５７】
続いて、Ｃｕ層が形成された５５本の過飽和固溶体線材９を、外径１３ｍｍ、内径１０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＣｕパイプ６０にリスタックした。これにより、リスタック用ビレット７０が形成された。このリスタック用ビレット７０を、押出機を用いて線径８ｍｍまで押出加工した。その後、ドローベンチを用いて線径１．０ｍｍまで更に伸線した。これにより、リスタック線材８０が形成された。
【００５８】
ここで、伸線後のＣｕ層を有する過飽和固溶体線材９、すなわち、リスタック線材８０の断面状態を光学顕微鏡で観察した。その結果、Ｃｕ層と過飽和固溶体線材９との間、及び複数の過飽和固溶体線材９間（すなわち、過飽和固溶体線材９の外皮であるＣｕ層間）にはすき間が存在しておらず、密着性が良好であることが確認された。
【００５９】
次に、熱処理炉１７０を用いてリスタック線材８０に変態熱処理を施した。変態熱処理の条件は、真空中、８００℃、１０時間にした。これにより、実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材９０が得られた。なお、最終形態であるリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材のＣｕ層の厚さ、すなわち、金属層５０の表面に１μｍの膜厚で形成したＣｕ層の厚さは約８０ｎｍであった。
【００６０】
実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材のＪｃ測定を、温度４．２Ｋ、磁場１４Ｔ中で実施した。Ｊｃ測定は、直流四端子法を用い、１μＶ／ｃｍの電界基準で実施した。その結果、実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材のＪｃは、９００Ａ／ｍｍ２であり、良好なＮｂ３Ａｌ超電導線材であることが示された。また、実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材について、磁場３Ｔ中での交流損失を測定したところ、４００ｍＪ／ｃｍ３の交流損失であった。したがって、実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材は、加速器、核融合炉等に応用した場合であっても、十分実用化できる程度の交流損失であることが示された。
【００６１】
なお、実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材の製造工程において、金属層５０を形成する工程にて、室温下における電気抵抗が０．１μΩ・ｍから２００μΩ・ｍまでの金属材料を種々選択して、複数種類のリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材を製造した。その結果、Ｃｕ層と過飽和固溶体線材９との間、及び複数の過飽和固溶体線材９間の密着性の観点から、０．４μΩ・ｍ以下の電気抵抗を有する金属材料を用いて金属層５０を形成することが好ましいことが示された。斯かる電気抵抗を有する金属材料を用いて金属層５０を形成することで、良好な加工性を有するリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材を提供することができる。
【００６２】
［実施例２〜７］
実施例２〜７に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材はそれぞれ、実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材とは、金属層５０であるＣｕ層の厚さを様々に変化させた点を除き、実施例１と同様にして形成した。したがって、相違点を除き、詳細な説明は省略する。
【００６３】
実施例２〜７に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材はそれぞれ、金属層５０であるＣｕ層の厚さを変化させ、最終形態であるリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材における厚さが０．１ｎｍから１００ｎｍになるように調整して製造した。
【００６４】
具体的に、最終形態であるリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材におけるＣｕ層の厚さ（以下、単に「Ｃｕ層の厚さ」という）が０．１ｎｍのリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材を参考例１、Ｃｕ層の厚さが０．５ｎｍのリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材を参考例２、Ｃｕ層の厚さが０．８ｎｍのリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材を参考例３、Ｃｕ層の厚さが１ｎｍのリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材を実施例２、Ｃｕ層の厚さが２ｎｍのリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材を実施例３、Ｃｕ層の厚さが５ｎｍのリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材を実施例４、Ｃｕ層の厚さが１０ｎｍのリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材を実施例５、Ｃｕ層の厚さが３０ｎｍのリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材を実施例６、Ｃｕ層の厚さが１００ｎｍのリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材を実施例７とした。
【００６５】
参考例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材は、Ｃｕ層を形成した後、５５本の参考例１に係る過飽和固溶体線材を、外径１３ｍｍ、内径１０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＣｕパイプ６０にリスタックして、リスタック用ビレット７０を形成した。そして、このリスタック用ビレット７０を、押出機を用いて線径８ｍｍまで押出加工した。その後、ドローベンチを用いて線径１．１ｍｍまで更に伸線したときの断線発生回数を計測した。参考例２及び３、並びに実施例２〜７に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材も同様にして断線発生回数を計測した。
【００６６】
表１は、参考例１〜３、及び実施例２〜７に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材それぞれのＣｕ層厚みと断線発生回数とをそれぞれ示す。
【００６７】
【表１】
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【００６８】
表１を参照すると分かるように、線径が１．１ｍｍまでの伸線においては、最終形態におけるＣｕ層の厚みが１ｎｍよりも薄い場合（参考例１〜３）は、断線が発生したことが示された。一方、Ｃｕ層の厚みが１ｎｍ以上の場合（実施例２〜７）、断線が発生しない状態で伸線加工できることが示された。なお、断線した参考例１〜３のリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材の断面を光学顕微鏡で観察したところ、Ｃｕが１ｎｍより薄い場合、Ｃｕ層の膜厚の不均質性に基づくＣｕ層の剥がれが観察された。一方、実施例２から７においては、Ｃｕ層の膜厚は略均等であり、Ｃｕ層の剥がれは観察されなかった。したがって、実施例１〜７においては、Ｃｕ層の存在によりＣｕ層と過飽和固溶体線材９との間、及び複数の過飽和固溶体線材９間の密着性が良好であり、その結果、断線が発生しないことが示された。
【００６９】
［実施例８］
実施例８に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材は、実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材とは、金属層５０を構成する金属材料をＣｕからＡｇに代えた点を除き、実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材と同様にして製造した。すなわち、実施例８に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材においては、金属層５０として１μｍ厚のＡｇ層を形成した。
【００７０】
Ｃｕ層をＡｇ層に代えた実施例８においても、最終形態であるリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材の線径が１．０ｍｍになるまで断線なく伸線加工できた。
【００７１】
また、実施例８に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材を製造するにおいて、変態熱処理の温度を、７００℃と８５０℃との２つの温度条件下で実施して２種類のリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材を製造した。そして、直流四端子法を用い、温度４．２Ｋ、磁場１４Ｔ中でＪｃを測定して両者を比較した。その結果、Ｊｃは両者とも８６０Ａ／ｍｍ２であった。しかしながら、７００℃の変態熱処理を施したリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材は、残留抵抗比ＲＲＲが２００を超えたものの、８５０℃の変態熱処理を施したリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材は、残留抵抗被ＲＲＲが８８であった。
【００７２】
７００℃の変態熱処理を施したリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材、及び８５０℃の変態熱処理を施したリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材それぞれの断面の組成観察、組成分析を実施した。その結果、８５０℃の変態熱処理を施したリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材では、形成したＡｇ層と外周に配置された電気的安定化のためのＣｕ（すなわち、Ｃｕパイプ６０）との間で合金層が形成されていることが観察された。一方、７００℃の変態熱処理を施したリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材においては、斯かる合金層は形成されていなかった。
【００７３】
したがって、金属層５０としてＡｇ層を形成する場合、Ａｇ層とＣｕパイプ６０との間に、Ｎｂ又はＴａからなるバリア層を設けることが好ましい。なお、Ａｇ層とＣｕパイプ６０との間にＮｂ又はＴａからなるバリア層（ＡｇとＣｕとの反応を抑制する層）を設けたリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材を製造したところ、８５０℃の変態熱処理を施した場合であっても、Ａｇ層とＣｕパイプ６０との間で合金層が形成されないことを確認した。これにより、Ａｇ層とＣｕパイプ６０との間で合金層が形成され得る場合、Ａｇ層とＣｕパイプ６０との間に予めバリア層を形成することにより、残留抵抗比ＲＲＲの現象を抑制することを確認した。
【００７４】
なお、金属層５０として、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ単独、及びこれらの合金を適用することが有効であることも確認した。また、Ａｌの融点以下で変態熱処理ができる場合、金属層５０としてＡｌを用いることもできる。
【００７５】
［比較例１］
比較例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材は、実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材とは、急熱急冷処理後の過飽和固溶体線材８上に金属層５０を設けない点を除き、実施例１と同様にして製造した。すなわち、比較例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材は、Ｃｕからなる金属層５０を備えていない。
【００７６】
具体的に、比較例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材は以下のように製造した。すなわち、Ｃｕ層を有さない５５本の過飽和固溶体線材８を、外径１３ｍｍ、内径１０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＣｕパイプ６０にリスタックして、リスタック用ビレットを形成した。そして、このリスタック用ビレットを、押出機を用いて線径８ｍｍまで押出加工した。その後、ドローベンチを用いて伸線してリスタック線材とした。その後、リスタック線材に変態熱処理を施して比較例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材を得た。
【００７７】
ここで、押出機を用いて線径８ｍｍまでリスタック用ビレットを押出加工して、ドローベンチを用いて伸線した場合において、線径３．２ｍｍまで伸線加工したときに、線材の表面にくびれが発生した。その後、伸線加工を継続すると、線径１．８ｍｍにおいて断線が頻発した。そこで、線径２．３ｍｍに伸線した後の線材の断面を光学顕微鏡で観察したところ、Ｃｕパイプ６０と過飽和固溶体線材との間、及び複数の過飽和固溶体線材間には３μｍから３０μｍ程度の隙間が発生していることが確認された。これは、Ｃｕパイプ６０と過飽和固溶体線材との間、及び複数の過飽和固溶体線材間の密着性が良好ではないことを示している。
【００７８】
そして、線径１．９ｍｍまで伸線した比較例１に係るリスタック線材に、真空中、８００℃、１０時間の変態熱処理を施した。これにより、比較例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材が得られた。この比較例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材について、直流四端子法を用い、温度４．２Ｋ、磁場１４Ｔ中でＪｃを測定した。
【００７９】
図９は、実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材のＪｃと比較例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材のＪｃとの比較結果を示す。
【００８０】
図９は、横軸がＪｃ、縦軸が電界である。実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材のＪｃに比べて、比較例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材のＪｃは低い結果であった。これは、比較例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材においては、Ｃｕパイプ６０と過飽和固溶体線材との間、及び複数の過飽和固溶体線材間の密着性が良好ではないことに起因していると考えられる。比較例１においては、密着性が良好でないことに起因する抵抗成分が通電開始直後から確認され、１μＶ／ｃｍの電解基準でＪｃを定義すると、４００Ａ／ｍｍ２であった。また、図９の比較例１において、急激に電圧が発生した箇所をクエンチ電流と仮定すると、Ｊｃは６５０Ａ／ｍｍ２と予測された。この結果は、実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材のＪｃ（９００Ａ／ｍｍ２）に比べて低い値であることが示された。
【００８１】
なお、Ｊｃは、Ｎｂ３Ａｌ超電導線材の細径化に応じて向上する傾向があるので、比較例１においては、リスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材の線径が実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材の線径より太いことに起因して、Ｊｃが実施例１のＪｃより低い値になったものと推測された。すなわち、比較例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材は金属層５０を備えていないので、Ｃｕパイプ６０と過飽和固溶体線材との間、及び複数の過飽和固溶体線材間の密着性が小さい。これにより、比較例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材は、実施例１に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材に比べて、伸線加工による断線発生により細径化に限度があり、その結果、Ｊｃが実施例１のＪｃより低い値になったものと推測された。
【００８２】
以上より、比較例１においては、Ｎｂ又はＴａを表面に有する過飽和固溶体線材と最終的に形成されるリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材が外周に有するＣｕパイプ６０との間、又は過飽和固溶体線材同士間の密着性が十分ではないことから、線材の長尺化が困難であることが示された。これは、Ｎｂ及びＡｌを含む過飽和固溶体線材の外表面に形成したＮｂ又はＴａが外部に露出していると、Ｎｂの酸化物又はＴａの酸化物が生成することにより、過飽和固溶体線材とＣｕパイプとの間の密着力が低下するためである。一方、実施例１〜８に係るリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材においては、過飽和固溶体線材の外表面に形成したＮｂ又はＴａ上に金属層を形成するので、過飽和固溶体線材とＣｕパイプとの間の密着力の低下を抑制できる。これにより、高い超電導性能を発揮すると共に、長尺化できるリスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材を提供できることが示された。
【００８３】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００８４】
１  ジェリーロール／シングル線
２  シングルビレット
３、３ａ  前駆体シングル線
４  中心ダミー材
５  合金パイプ
６  多芯ビレット
７、７ａ  多芯線
８、９  過飽和固溶体線材
１０  Ａｌシート
２０  Ｎｂシート
３０  巻芯
４０  化合物生成防止シート
５０  金属層
６０  Ｃｕパイプ
７０  リスタック用ビレット
８０  リスタック線材
９０  リスタックＮｂ３Ａｌ超電導線材
１００  送出リール
１１０  電源
１１５  キャプスタン
１２０  巻取りリール
１３０  Ｇａバス
１５０  チャンバー
１６０  ターゲット
１７０  熱処理炉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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