(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シース（２）内に超伝導コア（１）を含んでなる複数のフィラメント（４）を有し、該フィラメント（４）はマトリックス（３）内に埋設され、前記超伝導コア（１）が二ホウ化マグネシウム（ＭｇＢ2）からなると共に前記シース（２）がニオブ（Ｎｂ）からなる、第１及び第２の超伝導線（７）を接続する方法であって、
前記マトリックス（３）を所定長（２０）除去して前記フィラメント（４）を露出させ、
該露出フィラメント（４）を溶融スズ（Ｓｎ）（２４，５４）に浸して前記シース（２）のニオブを、その厚さ全体にわたってニオブ−スズ（Ｎｂ3Ｓｎ）に変化させ、
前記第１の超伝導線（７）のフィラメント（４）の超伝導コア（１）の間に、前記フィラメント（４）の前記Ｎｂ3Ｓｎシース（２）を経て前記第２の線（７）の前記コア（１）へ達する超伝導経路を設ける、
ことを含む方法。
【請求項２】
前記露出フィラメント（４）を溶融スズに浸すときに、少なくとも６００℃の温度のスズを使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記露出フィラメント（４）を溶融スズに浸すときに、接続有効部分において前記溶融スズ（２４，５４）に対する前記コア（１）の露出を防止して行う、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記溶融スズに浸す前に前記超伝導線（７）を曲げ、前記シース（２）の端部（３２）が前記溶融スズに漬からないようにする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記溶融スズに浸す間、保持クリップ（２２）により前記曲げた超伝導線を一定の相対位置に維持する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記溶融スズに浸す前に前記シース（２）の端部（４２）を封止し、前記フィラメント（４）のコア（１）が前記溶融スズに漬からないようにする、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の超伝導線（７）のフィラメント（４）の超伝導コア（１）の間にあって、前記フィラメント（４）の前記Ｎｂ3Ｓｎシース（２）を経て前記第２の超伝導線（７）の前記コア（１）へ達する前記超伝導経路は、前記第１及び第２の超伝導線の前記フィラメントを超伝導鋳造物質（３０）内に埋めることにより設ける、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記溶融スズ（５４）に浸す間、前記第１及び第２の超伝導線（７）の前記フィラメント（４）を圧着具（４６）内に保持し、続く前記シース（２）のＮｂ3Ｓｎへの変化で、当該フィラメントのＮｂ3Ｓｎシース間に電気的及び機械的接触を生じさせる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記圧着具内に保持する際に、
前記超伝導線（７）の前記フィラメント（４）を近接させ、
該フィラメントの周りに筒形圧着具（４６）を配置し、
該圧着具を機械的に圧着（４７）して前記フィラメントを加圧し互いに接触させる、
ことを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記圧着具がニオブで裏打ち（５２）されており、前記圧着実行時に加圧されて前記フィラメントと接触し、その裏地（５２）が、前記溶融スズに浸されている間に少なくとも部分的にＮｂ3Ｓｎに変化し、前記フィラメント間のさらなる超伝導経路を提供する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記溶融スズの周囲に不活性雰囲気を提供して前記スズの酸化を防止する、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
シース（２）内に超伝導コア（１）を含んでなる複数のフィラメント（４）を有し、該フィラメント（４）はマトリックス（３）に入れてあり、前記シース（２）がニオブ（Ｎｂ）からなる、第１及び第２の超伝導線（７）の間の接続部であって、
前記マトリックス（３）の除去により所定長（２０）を露出させた前記フィラメントと、
前記シース（２）の端部が封止されており、
前記所定長（２０）内で、前記シースの厚さ全体をニオブ−スズ（Ｎｂ3Ｓｎ）にした前記シース（２）と、
前記第１の超伝導線（７）のフィラメント（４）の超伝導コア（１）の間に設けられた、前記フィラメント（４）の前記Ｎｂ3Ｓｎシース（２）を経て前記第２の超伝導線（７）の前記コア（１）へ達する超伝導経路と、
を備えた接続部。
【請求項１３】
前記超伝導コア（１）は、二ホウ化マグネシウム（ＭｇＢ2）からなる、請求項１２に記載の接続部。
【請求項１４】
前記第１及び第２の超伝導線の前記フィラメントは、超伝導鋳造物質（３０）に埋められており、この超伝導鋳造物質（３０）により、前記第１の超伝導線（７）のフィラメント（４）の超伝導コア（１）の間にあって、前記フィラメント（４）の前記Ｎｂ3Ｓｎシース（２）を経て前記第２の超伝導線（７）の前記コア（１）へ達する前記超伝導経路が提供されている、請求項１２または１３に記載の接続部。
【請求項１５】
前記第１及び第２の超伝導線（７）の前記フィラメント（４）は、圧着具（４６）内に保持されていて、前記フィラメントのＮｂ3Ｓｎシース間に電気的及び機械的接触が提供されている、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の接続部。
【請求項１６】
前記圧着具は、ニオブで裏打ち（５２）されて少なくとも部分的にＮｂ3Ｓｎに変化しており、前記フィラメント間のさらなる超伝導経路を提供する、請求項１５に記載の接続部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超伝導線を互いに接続する方法と該方法により形成可能な接続部に関する。
【背景技術】
【０００２】
超伝導線を用いて電磁石などの器具を製造する際には、通常、別個の何本かの線を互いに接続する必要がある。「永久モード（persistent-mode）」での動作が求められる場合、器具の超伝導性を維持するためには、その接続部もまた、超伝導であるか、又は、少なくとも極低抵抗でなければならない。通例、この動作のモードを可能とするには〜１０-13オームの接続抵抗が要求される。「永久モード」の動作は、初期通電完了後に電源不要を可能にするので、大変望ましい。
【０００３】
超伝導物質の最近の進歩は、二ホウ化マグネシウムＭｇＢ2の超伝導物質としての使用に至っている。二ホウ化マグネシウムＭｇＢ2は、従来の物質よりも高い温度で超伝導性を示す利点をもち、超伝導体を極めて低い温度に冷却する必要がない。しかしながら、当該物質自体が脆く、永久的接続を形成するべくつなげることが難しい。
【０００４】
図１は、一般的なＭｇＢ2コアの超伝導導体１０の破断図を示す。超伝導フィラメント４は、金属ニオブのシース（鞘）２内に保持された基本的に粒状、粉末状のＭｇＢ2コア１をもつ。これらＭｇＢ2充填ニオブシースは、さらに、「ＭＯＮＥＬ」として知られるＣｕ−Ｎｉ合金など高強度伝導性の金属又は合金のマトリックス３内に包み込まれる。これらのマトリックス３及びフィラメント４から超伝導線７が形成される。ニオブ２の目的は、線の製造工程においてＭｇＢ2とマトリックス物質とが予定外の反応を起こすのを防ぐことである。
【０００５】
エクス−シチュ（ex-situ）プロセスとして知られる製造方法において、粒状又は粉末状にしたＭｇＢ2が、マトリックス物質のビレット（鋼片）中に穿孔した孔内を覆っている複数のニオブの内側に入れられる。完成したビレットは、次に、要求される最終線径へ引き延ばされる。ニオブで包まれた超伝導フィラメントが形成され、引き延ばし加工で圧縮される。
【０００６】
マトリックス３は、導電分路（シャント）及び熱シンクを提供する。超伝導フィラメント４のいずれかがクエンチした場合、マトリックス３によってクエンチ領域から熱が運び出され、このマトリックスにより提供される低抵抗を通して電流が流れる。これが、フィラメントのクエンチ部分を冷却して超伝導状態へ戻し得る。マトリックスはまた、超伝導線を機械的により頑丈にする。
【０００７】
導体１０は、一般的に、安定化チャンネル５も備える。このチャンネル５は、銅やその他の物質、又はこれらの組み合わせからなる。チャンネル５は、電気的及び熱的導体とすべきである。図示の例で線７は、チャンネル５のキャビティ内にはんだ付け６される。チャンネル５は、マトリックス３に関して説明したのと同様にして、電気的及び熱的安定性、そして超伝導線７に対する機械的堅牢性を、さらに追加する。
【０００８】
超伝導接続部を形成するために、２つの既存のアプローチが採用されている。その一つは、接続すべき線のＭｇＢ2コア１間に接続部を直接形成することである。もう一つは、線の動作温度でも超伝導である別の物質を使用して、超伝導仕様にした線のＭｇＢ2コア１を互いに電気的に接続することである。通例、既知の接続方法は、接続すべき超伝導線のＭｇＢ2コアを露出させ、該各線の露出したＭｇＢ2粒子を互いに機械的に押し付けて超伝導接続部を形成することを、必要とする。既知の仕様のいくつかでは、通常はインジウムなどの金属とされる超伝導物質の中間層が各線の露出コアの間に設けられ、接触表面積を増加させると共に各線の粒子間で機械的付着を向上させる。このような方法は、ＭｇＢ2粒子にかなりの機械的負荷をかける。ＭｇＢ2粒子は比較的もろく、このような機械的負荷がかかると、ＭｇＢ2超伝導物質にひびが入って超伝導接続部の不良につながるリスクがある。
【０００９】
既知の方法のいくつかでは、ＭｇＢ2粒子は、例えばＭｇＢ2粉末によって又はマグネシウムとホウ素との反応によって接続する際、露出させられ、加熱される。ＭｇＢ2粒子を露出させれば、酸化のリスクがある。不良は、接続工程後時間が経って、極低温容器（cryogen vessel）内マグネットなどの超伝導デバイスに接続部が組み込まれた後になって生じ得る。このような不良は、極低温容器や真空容器等の少なくともいずれかに組み入れられている超伝導デバイス内の接続部まで到達するというアクセスの問題があるため、修理に多大なコストと時間を要する。したがって、本発明の一つの目的は、ＭｇＢ2コアの超伝導線を接続する方法として、ＭｇＢ2粒子に対する機械的ダメージ又は酸化のリスクを低減できるようにした方法を提案することにある。
【００１０】
しかしながら、既存のＭｇＢ2系の超伝導線間の接続部に対するテストは、予定よりも劣る磁場許容度値を示している。これは、各線のＭｇＢ2粒子間の超伝導接続部を通してよりむしろ、シース２のニオブを通して実際には起こる伝導に起因するものと考えられる。ニオブは第二種超伝導体であるが、ニオブチタン合金など他の第二種超伝導体と比較して大変低い上部臨界磁場強度Ｂc2を有する。ニオブの臨界場は、多くの要素、特に電流密度に従う正確な値で１０分の数テスラの範囲にある。超伝導マグネットで使用するための接続部は、大変に高い磁場を許容できることが望まれるので、電流伝送にニオブシースを利用する接続方法のいずれも、ほとんど役に立たないと考えられる。
【００１１】
超伝導接続部を形成する従来の方法に関して、以下の特許文献に開示がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００７／１２８６３５Ａ１号パンフレット
【特許文献２】米国特許出願公開ＵＳ２００８／０２３６８６９Ａ１号明細書
【特許文献３】米国特許ＵＳ６９２１８６５Ｂ２号明細書
【特許文献４】米国特許ＵＳ７１５２３０２Ｂ２号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上に鑑みて本発明は、特許請求の範囲に定義されるように、ＭｇＢ2コア又はＮｂＴｉコアを有するニオブシース超伝導線間の超伝導接続部を形成する方法と、当該本発明の方法により形成することの可能な接続部を、提案する。
【００１４】
上記及びその他の、本発明の目的、特徴、利点は、次の図面を伴った以下に示す本発明の実施形態の説明から、より明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一般的なニオブシースＭｇＢ2コア超伝導導体の破断図を示す。
【図２】本発明の接続方法における初期段階での２本の超伝導線を示す。
【図３】本発明の接続方法における後続工程で処理中の図２の線を示す。
【図４】本発明の接続方法における各工程でのニオブシースＭｇＢ2コア超伝導フィラメントの断面を示す。
【図５】図４Ｃの部分拡大図を示す。
【図６】本発明の方法における後続工程での図２及び図３の超伝導線を示す。
【図７】図６に示す工程後の、本発明の実施形態に係る完成した接続部を示す。
【図８】図７に図示したような本発明に係る接続部の部分断面を示す。
【図９】図８中にＩＸで示す領域を拡大して示す。
【図１０】本発明の別の実施形態に係る接続用に準備された超伝導線を示す。
【図１１】本発明の実施形態に係る超伝導接続部形成方法における各工程を説明する。
【図１２】図１１に図示した方法により形成可能な本発明に係る接続部の断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、ニオブシース超伝導線を接続する方法及び当該方法により用意可能な接続部を提案する。
【００１７】
本発明によれば、ニオブシース超伝導フィラメント４を液体スズ（Ｓｎ）に浸し、ニオブシースをスズと反応させてＮｂ3Ｓｎを生成する。従来において、Ｎｂ3Ｓｎ超伝導フィラメントは、長くて高温の反応工程においてニオブのフィラメント中にスズを拡散させることにより、用意されている。同様の工程が、本発明に係るニオブシース線を接続するために使用される。
【００１８】
Ｎｂ3Ｓｎは、ニオブ（４Ｋで〜０．５Ｔ）よりずっと高い磁場許容度（４Ｋで〜１８Ｔ）と、おおよそ１８Ｋの高い臨界温度Ｔｃをもつ超伝導体である。Ｎｂ3Ｓｎはまた、反応したシースとＭｇＢ2超伝導体粒又は粉末との間の無損失電流伝送を可能にする、大きなコヒーレンス長を有する。コヒーレンス長は、超伝導体間に存在し得るけれども、該超伝導体間に超伝導がなお存在する、ギャップのサイズを示す。大きいコヒーレンス長を備えたＮｂ3Ｓｎのようなシース物質があることにより、シース物質と内包されたＭｇＢ2粒との間の超伝導が維持される。したがって、超伝導線中のニオブシースをＮｂ3Ｓｎに変えることができれば、接続部の磁場許容度が実質的に増加し、ＭｇＢ2粒とシース物質との間の伝送電流が改善される。
【００１９】
ＭｇＢ2コア線を接続する既知の方法において、電流のほとんどは、一方の線のコアから他方の線のコアまで直接的にではなくて、シース物質を通過すると考えられる。本発明は、格別有益なシース物質を提案し、そのような電流伝送がより有効であるようにする。
【００２０】
フィラメント４の反応したシース２は、超伝導物質により接続される。本発明によれば、ＭｇＢ2粒を露出させずに済み、これらの間の機械的接続を行う必要がない。加熱スズに対するＭｇＢ2の暴露は、汚染物質となる望ましくない化合物を生成する可能性があると考えられる。これは、接合部位の達成可能な品質を悪化させる可能性がある。
【００２１】
本発明に係る接続部は、比較的高い磁場許容度と比較的高い臨界温度Ｔｃを有する。本発明の方法に従い形成される接続部は、接続した線の超伝導フィラメント間の良好な電気的及び機械的接続品質、同様の線間の従来技術による接続部と比較して改善された接続部の磁場許容度、そして、機械的ダメージに対する保護、を提供すると考えられる。
【００２２】
図２は、本発明の接続方法における初期工程を図示する。接続すべき２つの導体１２，１４は、所定の長さにわたってチャンネル５を剥ぎ取って線７を露出させてある。例えばステンレス鋼線の結束具１８が２つの導体の剥ぎ取りしてない領域に巻き付けてあり、導体を機械的に一緒に保持している。導体１２，１４のチャンネル５は、剥ぎ取られていない領域で、機械的安定性を上げるために互いにはんだ付けされる。各線７の剥き出し領域の所定長２０は、半径ｒで曲げられる。該半径は、小さく選択されるべきであるが、ただし、ＭｇＢ2超伝導体の品質を落とすリスクがあるまでは小さくしない。現在のＭｇＢ2では、約８０ｍｍ〜１００ｍｍの半径が好ましい。曲げる角度はθまでで、好適には４５°〜９０°の範囲とする。
【００２３】
図３は、本発明の方法における次の工程を示し、保持クリップ２２が、線７の曲げ部分２０を一定の位置に保つために適用される。剥き出し線７の曲げ領域は、槽２６内のエッチャント２４中に浸される。そのエッチャント剤と温度は、物質及び関係するトポロジーに関連して選択される。該エッチャントは、マトリックス３物質を取り除いてフィラメント４のシース２を露出させるべく選択される。
【００２４】
一例において、マトリックス３は銅合金であり、シース２はニオブである。硝酸のエッチャント２４が、銅はエッチングする一方でニオブはあまり冒さないので、最適と思われる。
【００２５】
他の例では、温度が３００℃程度の溶融スズ（Ｓｎ）が適していると思われる。Ｃｕ及び銅合金は加熱スズに容易に溶ける。この場合、一つの工程においてスズが銅マトリックスをエッチングすると同時にＮｂＳｎを生成する。
【００２６】
好ましくは加熱スズが使用され、加熱スズとあまり反応しないシース物質又はスズで除去するのに時間がかかるシース物質に対してのみ、好ましくは酸エッチを使用する。
【００２７】
槽２６には、エッチャント２４に耐性をもつものを選ぶ。加熱スズの場合の槽はるつぼである。撹拌器２７が、線７の周り及びその間とシース２をもつフィラメント４の周り及びその間にエッチャント２４を循環させるために設けられる。
【００２８】
エッチングが終了すると、シース２物質の反応を実施する。図３の工程において使用されるようなるつぼ槽であり得るるつぼにおいて、温度を６００℃程度にした加熱スズ（Ｓｎ）に曲げ領域２０を浸す。シース２の元素ニオブ（Ｎｂ）が拡散により加熱スズ（Ｓｎ）と反応してＮｂ3Ｓｎ、超伝導体となる。Ｎｂ中に拡散するＳｎの割合は、溶融Ｓｎの温度に大きく依存する。したがって、スズの最高可能温度が好ましい。不活性ガス又は真空雰囲気をスズの酸化防止に提供可能である。
【００２９】
図４Ａ〜図４Ｃは、シース２をもつフィラメント４の１個に関して３つの断面図を示し、それぞれが反応の進行を説明する。図４Ａにおいて、ＭｇＢ2コア１は、Ｓｎ槽２４に浸された未反応のＮｂシース２の中に包含されている。図４Ｂにおいて、シース２が反応し始め、該シースの外側部分がＮｂ3Ｓｎへ変わっていくが、シースの内側部分は元素Ｎｂとして残っている。反応は、図４Ｃに示すようにシース２が完全にＮｂ3Ｓｎへ変わるまで、拡散によって続く。ＭｇＢ2コア１は、未反応を維持する。
【００３０】
次に線７は、るつぼから取り出される。図５は、上記行程後のフィラメント４の１個について部分断面を示す。ＭｇＢ2コア１は反応していない。シース２は、今や全体的にＮｂ3Ｓｎであり、るつぼでのＳｎ湿潤から薄いＳｎコーティングがシース上にある。コア内のＭｇＢ2の粒が示されている。フィラメントの製造方法に起因して、ＭｇＢ2粒は、シースの物質のすぐ近くにある。この距離は、ほぼＮｂ3Ｓｎのコヒーレンス長以下であり、シース２のＮｂ3Ｓｎ物質を通して、永久的な超伝導接続部をＭｇＢ2コア間に形成する。
【００３１】
図６は、本発明に係る方法における次の工程を図示する。今やＮｂ3Ｓｎシース内のＭｇＢ2コアからなる線７の曲げ部分２０は、別のるつぼ又は型２８の中に配置される。あるいは、適切な構造であれば、同じるつぼを使用することもできる。ウッドメタルやＰｂＢｉなどの超伝導鋳造物質３０がるつぼ又は型２８に加えられ、これによってフィラメント４の曲げ部分２０を埋没させる。鋳造中の機械的アライメントを補助するため、保持クリップ２２を定位置に残しておくことができる。完成接続部の機械的強度を得るため、線７の隣接部品も鋳造物質３０内に鋳込むことができる。鋳造物質は冷却、硬化させられる。形成された接続部４０が、図７に示すように、るつぼ又は型２８から取り出される。
【００３２】
フィラメントの端部３２が、エッチャント、超伝導鋳造物質に浸っておらず、ＭｇＢ2コアのダメージ又は汚染が防止されている点が重要である。
【００３３】
図８は、図７に図示した接続部４０の部分断面を示す。各線のフィラメント４が示され、まだ互いにグループ化されている。フィラメント４は、超伝導鋳造物質３０の中に埋め込まれている。図９は、ＩＸで示す図８中の部分の拡大図である。各フィラメント４のＭｇＢ2コア１は、超伝導Ｎｂ3Ｓｎシース層２及び超伝導鋳造物質３０を通して、互いに機械的にくっつけられ、電気的に接続される。図５に示すＳｎコーティングは、超伝導鋳造物質において溶液に溶けている。電流ｉは、ＭｇＢ2のコア１の一方から、Ｎｂ3Ｓｎのシース２、超伝導鋳造物質３０の間隔、他方のＮｂ3Ｓｎのシースを通って、他方のフィラメント４のＭｇＢ2コア１へ流れることができる。このようにして、本発明の超伝導接続部が実現される。超伝導線に機械的負荷をかける必要がなく、機械的加圧を必要とする従来の接続方法と比較して、超伝導フィラメントにダメージを与えるリスクが低減される。
【００３４】
本発明に係る超伝導接続部を形成する方法のバリエーションに関し、図１０を参照して説明する。
【００３５】
この実施形態においては、線を曲げる必要がなく、さらにコンパクトな末端接続部ができる。
【００３６】
図１０は、接続すべき第１の線の端部を示す。銅又はＭＯＮＥＬなどのマトリックス物質３は、例えば酸を使用したエッチングで端部から剥がされており、露出したＮｂシース２付きのフィラメントが残されている。フィラメントの先端４２は、るつぼ内スズへ浸す前に封止される。封止は、マトリックス物質の溶接や機械的圧着により行える。
【００３７】
圧着工程中、近隣のＭｇＢ2粒子が砕かれてフィラメントから落ち、圧着により封止される空のシースの長さを残す。あるいは、溶接、ロウ付け、又は６００℃のスズ（Ｓｎ）により影響を受けない物質を同様に使用して、フィラメントの先端を封止してもよい。このような封止は、ＭｇＢ2粒子が溶融スズと接触することを防ぐ目的をもつ。
【００３８】
図３〜図７の方法においては、エッチャント、スズ及び超伝導鋳造物質にシースの開放端が漬からないように、線の曲げが提供されている。図１０に示すような封止端を備えた直線状線を使用することにより、シースの開放端のエッチャント又は鋳造物質に対する暴露を防止できる。図１０に示す線を接続部へと鋳造するるつぼは、例えば細い円筒など、図７に示すものよりもかなり小さくてよい。細い円筒形状としてるつぼを作るのは難しく、使用で壊れやすいので、当該接続部用のモールディングキャビティを形成するべくマルチパートモールドを使用することもできる。
【００３９】
上述したように形成される超伝導接続部は、極低温冷凍装置によって約１０Ｋの温度まで冷却されるドライマグネットの生産における応用に適していると考えられる。このような構成において、超伝導接続部は、該接続部の効果的冷却を確保すべく冷凍装置の近くに配置される。
【００４０】
超伝導接続部を形成する別の方法について、図１１及び図１２を参照して説明する。この方法も、フィラメントのニオブシースをスズと反応させてＮｂ3Ｓｎ超伝導シースを形成する特徴をもつ。しかしながら、得られる接続部は、超伝導物質内に鋳込まれるのではなく、互いに圧着されている。
【００４１】
図１１（ｉ）は、本発明の方法に従って互いに接続される２つの線７を示す。該線の先端は、例えば、加熱スズに耐性をもつ物質を使用した、圧着、ロウ付け又は溶接により４４で封止されている。
【００４２】
図１１（ii）に示すように、マトリックス３が端部の所定長にわたり剥がされる。これによりフィラメント４が露出する。封止４４の物質は、シースの物質を剥がすべく使用されるエッチャントに対する耐性をもつ。封止４４は、エッチャントに対するＭｇＢ2コアの暴露を防止する。
【００４３】
図１１（iii）に示すように、例えばニオブを裏打ちした銅管の筒形金属圧着具４６をフィラメントの周りに配置する。ニオブの裏地は、銅圧着具内側のコーティングとすることができる。あるいは、フィラメントをニオブ箔で包み、この箔の上に銅圧着具を配置することでも可能である。圧着具を嵌めたときにフィラメントへダメージを与えないように、圧着具は、ぴったりしているがきつくはないものとする。矢印４７で概略的に示すように、機械的圧着工程が次いで実施される。これにより、圧着具のニオブ裏地が加圧されてフィラメントのニオブシースと接触し、また、フィラメントが加圧されて互いに接触する。フィラメント４の機械的加圧が若干必要であるが、ＭｇＢ2コア１はＮｂシース２の中に包み込まれたままであり、大半の従来方法と比べて、機械的加圧中のコアに対するダメージのリスクは低減される。
【００４４】
図１１（iiiａ）は、当工程における圧着具断面を示す。圧着具の外側表面４８は、圧着加工により機械的変形５０を見せる。圧着具４６のニオブ裏地５２が見えている。圧着具内では、線７のフィラメント４が互いに加圧されて機械的に接触している。圧着加工は、フィラメントのＭｇＢ2コアにダメージを与えないように制御される。この工程で、フィラメント４のＭｇＢ2コア１は、ニオブ金属シース２及び圧着具のニオブ裏地を通して電気的に接続される。
【００４５】
図１１（iv）は、本方法の次の工程を示す。図１１（iii）及び図１１（iiiａ）に示すように圧着されたフィラメント４は、るつぼ５６内の溶融スズ５４に浸される。溶融スズは、約６００℃以上の温度とする。この工程は、雰囲気中成分とスズとの反応を防止すべく、真空又は不活性雰囲気中で実施可能である。図４を参照して説明したように、加熱スズにニオブシース２を浸すと、拡散によりニオブがスズと反応し、超伝導ニオブ−スズ（Ｎｂ3Ｓｎ）が形成される。好ましくは、この反応は、ニオブシース２が完全にＮｂ3Ｓｎへ変わるように、最適温度及び最適時間で実施する。ただし、ニオブ裏地５２を完全にＮｂ3Ｓｎへ変化させる必要はない。
【００４６】
図１２は、図１１（iiiａ）と同様に、形成された圧着接続部の断面を示す。圧着具の外側表面４８は、圧着加工による機械的変形５０を見せる。圧着具４６の裏地５２はＮｂ3Ｓｎへ変化している。圧着具内では、線７のフィラメント４のシース２がＮｂ3Ｓｎへ変化している。これらは、互いに加圧されて機械的に接触している。フィラメント４のＭｇＢ2コア１は、Ｎｂ3Ｓｎシース及び圧着具のＮｂ3Ｓｎ裏地を通して電気的に接続される。Ｎｂ3Ｓｎ成分は、上述したとおり超伝導であり、ニオブよりもいっそう良好な超伝導特性をもつ。例えば、格段に優れた磁場許容度（温度４Ｋで約１８Ｔ）及びより高い臨界温度（約１８Ｋ）をもつ。また、Ｎｂ3Ｓｎは、比較的大きなコヒーレンス長をもつ。銅圧着具４６は、スズへ浸しても、スズで被覆される以外には影響を受けない。
【００４７】
図１２に図示した形成構造は、フィラメント４間に入り込んで圧着具を満たすウッドメタルやＰｂＢｉなどの溶融超伝導フィラー物質中に浸してもよいが、このような接続物質は含まないほうが好ましい。当該本発明の実施形態により提供される、Ｎｂ3ＳｎシースとＮｂ3Ｓｎ圧着具裏地との間の機械的及び電気的接触は、必要な超伝導接続部を提供するのに十分である。多くのＮｂ3Ｓｎ連結による接続形成は、フィラー物質なしでも、比較的高強度の磁場を許容し、１０Ｋを越える温度で超伝導を維持すると考えられる。このような接続部は、およそ１０Ｋで動作する極低温冷凍装置による熱伝導で冷却されるドライマグネットの生産において有益であると思われる。
【００４８】
本発明は、以上のように、超伝導線を接続する方法と該方法により得られる接続部とを提供する。本発明は、ＭｇＢ2コアをもつ超伝導線、ＮｂＴｉコアをもつ超伝導線、さらに、ＭｇＢ2コア線とＮｂＴｉコア線との間の接続部、というような、ニオブシースを有するフィラメントの間の接続部に関連する。本発明によれば、ニオブシースを加熱スズ（Ｓｎ）に浸して、ニオブを、元素ニオブより優れた超伝導体であるＮｂ3Ｓｎに変える。得られるＮｂ3Ｓｎシースは、ＭｇＢ2コア線へ電流を伝送する効率の良い優れた導体として機能する。形成される接続部の磁場許容度は、同様の線に関する従来の接続方法と比べて各段に改善される。ＭｇＢ2コアは、接続形成の間にスズ（Ｓｎ）に曝されることがなく、ＭｇＢ2コアの汚染や酸化のリスクが低減される。
【００４９】
接続部の有効部分に到達するような程度までスズが線中に侵入しないという条件であれば、加熱スズに対するＭｇＢ2コアの若干の露出は許容される。
【００５０】
本発明の他の実施形態では、１つのスズ人工物（artefact）において多数の接続部を形成することもできる。接続部はそれぞれ、２以上の超伝導線からなる。このような実施形態のバリエーションでは、１つのスズ人工物で多数の接続部を形成し、そして、このスズ人工物を個別の接続部を生成するために分割することもできる。
【符号の説明】
【００５１】
１  ＭｇＢ2コア
２  シース
３  マトリックス
４  フィラメント
５  チャンネル
６  はんだ付け
７  超伝導線
１０  超伝導導体
１２  導体
１４  導体
１８  結束具
２０  所定長（曲げ部分；曲げ領域）
２２  クリップ
２４  エッチャント
２６  槽
２７  撹拌器
３０  超伝導鋳造物質
３２  フィラメント端部
４０  接続部
４２  フィラメント先端
４４  封止
４６  圧着具（クリンプ）
４７  圧着
４８  外側表面
５０  変形
５２  裏地（裏打ち）
５４  スズ
５６  るつぼ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ−４Ｃ】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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