(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｂ３Ａｌ系化合物の外周部にＮｂ、Ｎｂ合金、Ｔａ、またはＴａ合金からなるマトリックスを被覆した複数本のシングル線材と、バリア材で包囲された複数本の内部安定化材とからなるマルチ線材の外周部に、前記内部安定化材と同種の金属からなる外部安定化材が複合されており、前記内部安定化材のうち少なくとも１本が前記シングル線材の外周に配置され、その安定化材が前記マルチ線材の表面に露出して前記外部安定化材と接していることを特徴とするＮｂ３Ａｌ系化合物超電導線。
【請求項２】
前記内部安定化材および前記外部安定化材は、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｇまたはＡｇ合金であることを特徴とする請求項１記載のＮｂ３Ａｌ系化合物超電導線。
【請求項３】
前記バリア材は、Ｎｂ、Ｎｂ合金、Ｔａ、Ｔａ合金、ＶまたはＶ合金であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のＮｂ３Ａｌ系化合物超電導線。
【請求項４】
前記内部安定化材は、ＡｇまたはＡｇ合金であり、前記バリア材はＮｂ、Ｎｂ合金、ＴａまたはＴａ合金であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のＮｂ３Ａｌ系化合物超電導線。
【請求項５】
前記内部安定化材および前記外部安定化材を合わせた安定化材比率が少なくとも０．５０以上であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１に記載のＮｂ３Ａｌ系化合物超電導線。
【請求項６】
ＮｂまたはＮｂ合金とＡｌまたはＡｌ合金の複合体にＮｂ、Ｎｂ合金、Ｔａ、またはＴａ合金からなる第１のマトリックスを被覆しシングル線材を製造するシングル線材製造工程と、
複数本の前記シングル線材と複数本のバリア材で包囲された内部安定化材とを束にして外周部をＮｂ、Ｎｂ合金、ＴａまたはＴａ合金からなる第２のマトリックスで被覆しマルチ線材を製造するマルチ線材製造工程と、
前記マルチ線材を１７００℃以上に急熱後急冷し前記マルチ線材を構成する前記シングル線材にＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成させるＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体生成工程と、
前記マルチ線材の中の外周部に配置された前記内部安定化材の安定化材が前記マルチ線材の表面に露出するまで前記マルチ線材の外周部に被覆された前記第２のマトリックスを除去する第２のマトリックス除去工程と、
前記マルチ線材に前記内部安定化材と同種の金属からなる外部安定化材をメッキするか、あるいは前記マルチ線材にシート状にした外部安定化材を複合する外部安定化材複合工程と、
前記外部安定化材を複合した前記マルチ線材を６５０〜１１００℃に再加熱し、前記シングル線材に形成した前記Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体をＮｂ３Ａｌ系化合物に変態させる
Ｎｂ３Ａｌ系化合物生成工程と
を具備することを特徴とするＮｂ３Ａｌ系化合物超電導線の製造方法。
【請求項７】
前記シングル線材製造工程は、前記第１のマトリックスを被覆した後伸線加工を行う工程を加えて有することを特徴とする請求項６記載のＮｂ３Ａｌ系化合物超電導線の製造方法。
【請求項８】
前記マルチ線材製造工程は、前記第２のマトリックスを被覆した後ダイスで伸線加工を行う工程を加えて有することを特徴とする請求項６または請求項７記載のＮｂ３Ａｌ系化合物超電導線の製造方法。
【請求項９】
前記シングル線材製造工程および前記マルチ線材製造工程における伸線加工は、前記第１のマトリックスおよび前記第２のマトリックスの外周部にＣｕ合金を被覆してから行い、伸線加工終了後、前記Ｃｕ合金を除去する工程を加えて有することを特徴とする請求項７または請求項８記載のＮｂ３Ａｌ系化合物超電導線の製造方法。
【請求項１０】
前記内部安定化材および前記外部安定化材は、Ｃｕ、Ｃｕ合金、
ＡｇまたはＡｇ合金であることを特徴とする請求項６記載のＮｂ３Ａｌ系化合物超電導線の製造方法。
【請求項１１】
前記バリア材は、Ｎｂ、Ｎｂ合金、Ｔａ、Ｔａ合金、ＶまたはＶ合金であることを特徴とする請求項６記載のＮｂ３Ａｌ系化合物超電導線の製造方法。
【請求項１２】
前記マルチ線材製造工程で前記バリア材の厚さを前記内部安定化材の種類によって変えることを特徴とする請求項６、請求項１０または請求項１１記載の
Ｎｂ３Ａｌ系化合物超電導線の製造方法。
【請求項１３】
前記バリア材がＮｂで前記内部安定化材がＣｕである場合は、前記バリア材の厚さが３０μｍ以上、前記バリア材がＴａで前記内部安定化材がＣｕである場合は、前記バリア材の厚さが１５μｍ以上、前記バリア材がＶで前記内部安定化材がＣｕである場合は、前記バリア材の厚さが５０μｍ以上、前記バリア材がＮｂで前記内部安定化材がＡｇである場合は、前記バリア材の厚さは１０μｍ以上、前記バリア材がＴａで前記内部安定化材がＡｇである場合は、前記バリア材の厚さが５μｍ以上、前記バリア材がＶで前記内部安定化材がＡｇである場合は、前記バリア材の厚さが１５μｍ以上にすることを特徴とする請求項１２記載のＮｂ３Ａｌ系化合物超電導線の製造方法。
【請求項１４】
前記外部安定化材複合工程で前記外部安定化材をシート状にして被覆する場合、少なくとも１５％以上の減面となるような伸線加工を施す工程を加えて有することを特徴とする請求項６記載のＮｂ３Ａｌ系化合物超電導線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｎｂ3Ａｌ系化合物超電導線およびその製造方法に関し、特に安定化材を超電導線材の内部と外部に配し、安定化材比率を高めたＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｎｂ3Ａｌ系化合物超電導線は、Ｎｂ3Ｓｎ、ＮｂＴｉのような一般的な超電導線と比べ高磁界における臨界電流密度特性と、対電磁応力特性に優れている。このため、現在、核融合炉用超電導マグネット、高エネルギー粒子加速器、物性研究用高磁界ＮＭＲマグネットの超電導材料として実用化されることが期待されている。
【０００３】
従来のＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線の製造方法を図７、図８を用いて説明する。図７は、一般に知られている固相拡散によるＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線の製造方法のフローチャートである。始めに、ＮｂとＡｌを所定の組成比率で複合し（ステップ７０１）、相互の拡散距離をサブミクロンオーダーまで小さくした状態で（ステップ７０２）、６００〜１０５０℃に加熱し（ステップ７０３）、これにより固相拡散を起こさせて、Ｎｂ3Ａｌを生成させる（ステップ７０４）。
【０００４】
図８は、Ｎｂ3Ａｌ系化合物超電導線の他の製造方法である急熱急冷変態法によるＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線の製造方法のフローチャートである。
シングル線材の形成をジュエリーロール法で行うとすると、Ｎｂシートまたは、Ｎｂ合金シートと、ＡｌシートまたはＡｌ合金シートを積層巻きにして所定の組成比率で複合し、Ｎｂパイプに詰め（ステップ８０１）、これに伸線加工を施すことによって所定のサイズのシングル線材を製造する（ステップ８０２）。
【０００５】
次に、このシングル線材の集合束を外部マトリックスとなるＮｂパイプに入れ（ステップ８０３）、これを静水圧押出しで押し出した後、伸線加工しＮｂとＡｌのマルチ線材を製造し（ステップ８０４）、このマルチ線材を１５００℃以上に加熱して直ちに冷却する（ステップ８０５）。加熱と冷却処理の結果、ＮｂとＡｌの複合体から、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体が生成する（ステップ８０６）。これを６００〜１０５０℃に再加熱し（ステップ８０７）、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体をＮｂ3Ａｌ系化合物に変態させてＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線を製造する（ステップ８０８）。
【０００６】
この方法に基づいて製造されたＮｂ3Ａｌ系超電導線は、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体生成のための加熱温度が高いため、化学量論組成からのずれによる臨界電流密度の低下がない。図８の急熱急冷変態法は、高い臨界電流密度を有する超電導線の製造が可能であり、超電導線として厳しい性能の要求されるＮＭＲマグネット等の製造に用いることができる唯一とも言える製造方法である。この方法は超電導線の製造方法として有望である。
【０００７】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら、図７の固相拡散による製造方法によると、Ｎｂ3Ａｌ系化合物は１５００℃以上の高温においてはじめて安定な化合物なので、６００〜１０５０℃の加熱でＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成するには温度が不足してＮｂ3Ａｌ系化合物に化学量論組成からのずれが発生する。このように固相拡散により高い臨界電流密度を有するＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線を製造することは難しい。
【０００８】
また、図８の急熱急冷変態法によるＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線の製造方法によると、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体生成のための加熱温度は、１５００℃と高く、一般に超電導線の安定化材を構成するＣｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ、またはＡｇ合金の融点をはるかに超えてしまう。そのため、急熱急冷処理前に安定化材を超電導線の外部に複合することは不可能である。
【０００９】
このため、急熱急冷前に安定化材を複合する方法として、内部安定化法があり、急熱急冷後に安定化材を複合する方法として、Ｃｕシートクラッド法などがある。しかし、内部安定化法では安定化材比率が小さくなり、Ｃｕシートクラッド法では、Ｃｕシートと超電導線材との接触抵抗が大きいという問題を有する。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、安定化材比率が大きく、かつ安定化材と超電導線材との接触抵抗を低減させたＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線およびその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、第１の発明は、Ｎｂ３Ａｌ系化合物の外周部にＮｂ、Ｎｂ合金、ＴａまたはＴａ合金からなるマトリックスを被覆した複数本のシングル線材と、バリア材で包囲された複数本の内部安定化材とからなるマルチ線材の外周部に、前記内部安定化材と同種の金属からなる外部安定化材が複合されており、前記内部安定化材のうち少なくとも１本が前記シングル線材の外周に配置され、その安定化材が前記マルチ線材の表面に露出して前記外部安定化材と接していることを特徴とするＮｂ３Ａｌ系化合物超電導線を提供する。
【００１２】
第２の発明は、ＮｂまたはＮｂ合金とＡｌまたはＡｌ合金の複合体にＮｂ、Ｎｂ合金、ＴａまたはＴａ合金からなる第１のマトリックスを被覆しシングル線材を製造するシングル線材製造工程と、複数本の前記シングル線材と複数本のバリア材で包囲された内部安定化材とを束にして外周部をＮｂ、Ｎｂ合金、ＴａまたはＴａ合金からなる第２のマトリックスで被覆しマルチ線材を製造するマルチ線材製造工程と、前記マルチ線材を１７００℃以上に急熱後急冷し前記マルチ線材を構成する前記シングル線材にＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成させるＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体生成工程と、前記マルチ線材の中の外周部に配置された前記内部安定化材の安定化材が前記マルチ線材の表面に露出するまで前記マルチ線材の外周部に被覆された前記第２のマトリックスを除去する第２マトリックス除去工程と、前記マルチ線材に前記内部安定化材と同種の外部安定化材をメッキするか、あるいは前記マルチ線材にシート状にした外部安定化材を複合する外部安定化材複合工程と、前記外部安定化材を複合した前記マルチ線材を６５０〜１１００℃に再加熱し、前記シングル線材に形成した前記Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体をＮｂ３Ａｌ系化合物に変態させるＮｂ３Ａｌ系化合物生成工程とを具備することを特徴とするＮｂ３Ａｌ系化合物超電導線の製造方法を提供する。
【００１３】
シングル線材製造工程で、ＮｂまたはＮｂ合金とＡｌ合金の複合体にＮｂまたはＮｂ合金の第１のマトリックスを被覆したシングル線材を製造する方法は、ジュエリーロール法、ロッドインチューブ法、クラッドチップ押し出し法、または粉末押し出し法を用いるのが有効である。
【００１４】
内部安定化材および外部安定化材は、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｇまたはＡｇ合金を使用する。特に、ＡｇまたはＡｇ合金は電気抵抗が低く、１５００℃以上の高温におけるＮｂ、Ｔａ、またはＶとの反応性がＣｕと比べて格段に低いので安定化材として好ましい。外部安定化材は、内部安定化材と同種の金属を選出するのが望ましい。
【００１５】
バリア材は、Ｎｂ、Ｎｂ合金、Ｔａ、Ｔａ合金、ＶまたはＶ合金を使用し、内部安定化材の種類に応じてバリア材の厚さを変えることが望ましい。
以下に内部安定化材の種類によって好適なバリア材の厚さを示す。
（１）内部安定化材がＣｕでバリア材がＮｂである場合は、バリア材の厚さを３０μｍ以上にする。
（２）内部安定化材がＣｕでバリア材がＴａである場合は、バリア材の厚さを１５μｍ以上にする。
（３）内部安定化材がＣｕでバリア材がＶである場合は、バリア材の厚さを５０μｍ以上にする。
（４）内部安定化材がＡｇでバリア材がＮｂである場合は、バリア材の厚さを１０μｍ以上にする。
（５）内部安定化材がＡｇでバリア材がＴａである場合は、バリア材の厚さを５μｍ以上にする。
（６）内部安定化材がＡｇでバリア材がＶである場合は、バリア材の厚さを１５μｍ以上にする。
【００１６】
バリア材を最も薄く形成する方法は、マルチ線材製造工程で内部安定化材の周囲にバリア材の相を形成すればよいし、バリア材を厚く形成するためには、シングル線材と同じ形状のバリア材をシングル線材と内部安定化材の間に配置すればよい。
【００１７】
外部安定化材複合工程で外部安定化材をシート状にして被覆する機械的複合を行う場合は、少なくとも１５％を以上の減面となるような伸線加工を施し接触抵抗を減らす。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係るＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線の製造方法の概要図である。図１（ａ）は、Ｎｂ3Ａｌ系化合物超電導線の製造方法のフローチャート、（ｂ）は、Ｎｂ3Ａｌ系化合物超電導線の製造手順を図示したものである。
【００１９】
初めに第１のマトリックスを被覆したシングル線材１を製造する（ステップ１０１）。シングル線１の製造方法は後述する。次にバリア材を被覆した内部安定化材２を製造する(ステップ１０２)。
バリア材は、Ｎｂ、Ｎｂ合金、Ｔａ、Ｔａ合金、ＶまたはＶ合金を用いる。バリア材の厚さを厚くするためには、シングル線材１と同じ形状のＮｂ３等のバリア材をシングル線材１と内部安定化材２の間に配置してもよい。
【００２０】
図１の(イ)のように、シングル線材１と内部安定化材２を複数本束ね、その外周に内部安定化材２を配置し（ステップ１０３）、この外周にＮｂ管４を第２のマトリックスとして被覆し（ステップ１０４）、さらに、この外周にＣｕ合金管５を被覆する（ステップ１０５）。Ｎｂ管４は被覆されＮｂ被覆４‘に、Ｃｕ合金管５はＣｕ合金被覆５’となる。第１のマトリックスおよび第２のマトリックスは、Ｎｂ、Ｎｂ合金、Ｔａ、またはＴａ合金を用いる。
【００２１】
次に所定のサイズに減面するため静水圧押出しにより押し出した後、伸線加工し（ステップ１０６）、Ｃｕ合金被覆５‘を除去し、マルチ線材６を製造する（ステップ１０７）。Ｃｕ合金被覆５‘は、マルチ線材６への加工を補助する。図１の(ロ)は、Ｃｕ合金被覆５‘を除去したマルチ線材６である。
【００２２】
このマルチ線材６を１７００℃以上に急加熱し、直ちにＧａ液体中に浸漬させて急冷する(ステップ１０８)。加熱方法は、直接電流を流す通電加熱方式等を用いる。この急熱急冷処理により、シングル線材１の心部にＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体が生成される（ステップ１０９）。
【００２３】
次に、マルチ線材６のＮｂ被覆４‘を表面に内部安定化材２が現れるまで、酸によるエッチングまたは、機械的切除あるいはブラッシィング等で除去する（ステップ１１０）。Ｎｂ被覆４‘は、１７００℃以上の熱からバリア材Ｎｂ３を被覆した内部安定化材２を保護する。
【００２４】
さらに、マルチ線材６に外部安定化材７をメッキするかあるいはシート状の外部安定化材７を被覆する（ステップ１１１）。
外部安定化材７をシート状にして被覆する機械的複合を行うときは、少なくとも１５％を以上の減面となるよう伸線加工を施し接触抵抗を減らす。
内部安定化材２および外部安定化材７は、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ、またはＡｇ合金を用いる。できれば内部安定化材２と前記外部安定化材７は、同種の金属を用いる方がよい。
【００２５】
続いて、マルチ線材６を６５０℃〜１１００℃に再加熱し（ステップ１１２）、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体からＮｂ3Ａｌ相を析出させてＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８を製造する（ステップ１１３）。図１（ハ）は、製造されたＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８の例である。
【００２６】
図２は、以上のような方法に準処した後述する実施例で製造されたＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８の断面図で、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）いずれも全体で８５本のシングル線材１と内部安定化材２の束からなるマルチ線材６の外周部に外部安定化材７を複合したものである。
【００２７】
内部安定化材２のうち少なくとも1本はマルチ線材６の外周部に配置させる。できれば図２（ｃ）に示すようにマルチ線材６の最外周部は、内部安定化材２で構成する方がよい。なぜなら、内部安定化材２がシングル線材１を覆っていれば、ステップ１１０でＮｂ被覆４‘を除去しすぎても、シングル線材１の心部が露出する危険性を回避できる。
【００２８】
図２（ａ）は、後述する実施例１で製造したＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８の断面図で、中心７本および外周の１２本にバリア材Ｎｂ３を被覆した内部安定化材２を配置させ、内部安定化材２および外部安定化材７を合わせて安定化材比率は０．５０である。
【００２９】
図２（ｂ）は、後述する実施例２で製造したＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８の断面図で、中心７本および外周の１８本にバリア材Ｎｂ３を被覆した内部安定化材２を配置させ、内部安定化材２および外部安定化材７を合わせて安定化材比率は０．６０である。
【００３０】
図２（ｃ）は、後述する実施例３で製造したＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８の断面図で、中心７本および外周の２４本にバリア材Ｎｂ３を被覆した内部安定化材２を用い、内部安定化材２および外部安定化材７を合わせて安定化材比率は０．７１である。
【００３１】
図１のステップ１０１のシングル線材１の製造方法を図３〜図６を用いて説明する。
図３は、ジュエリーロール法によるシングル線材１の製造方法を説明する図であり、（ａ）は製造方法のフローチャート、（ｂ）はその手順を示したものである。
【００３２】
図３の（イ）のように、ＮｂあるいはＡｇの中心材１１にＮｂシート１２とＡｌシート１３を重ね合わせた状態で巻き付け、ジュエリーロールを形成する（ステプ３０１）、これに第1のマトリックスＮｂ管１４とＣｕ合金管１５を順に被覆し、図３の（ロ）に示すようなビレット１６を形成する（ステップ３０２）。
【００３３】
ビレット１６を静水圧押出しで押し出した後、六角形のダイスを用いて伸線し、断面を六角形に減面加工する（ステップ３０３）。続いて、Ｃｕ合金被覆１５‘を除去し（ステップ３０４）、シングル線材１を製造する。図３の（ハ）は、このようにして製造されたシングル線材１である。Ｃｕ合金管１５は、被覆されてＣｕ合金被覆１５‘となり、Ｃｕ合金被覆１５‘は、押し出しや伸線等の加工を補助する。
【００３４】
図４は、ロッドインチューブ法によるシングル線材１の製造方法を説明する図で、（ａ）は製造方法のフローチャート、（ｂ）はその製造手順を示す図である。
【００３５】
図４の（イ）に示すように、Ａｌ棒１７をＮｂ管１８の中に入れ（ステップ４０１）、図４の（ロ）に示すような構成とした後、六角伸線加工を行い（ステップ４０２）、断面六角形のシングル線材１を製造する。図４の（ハ）はこのようにして製造されたシングル線材１である。
【００３６】
図５は、グラッドチップ押し出し法によるシングル線材１の製造方法を説明する図で、（ａ）は製造方法のフローチャート、（ｂ）はその製造手順を示す図である。
【００３７】
Ｎｂシート１９とＡｌシート２０の貼り合わせ面を研磨し（ステップ５０１）、図５の（イ）のように、Ｎｂシート１９とＡｌシート２０を貼り合わせ（ステップ５０２）、圧延加工し、グラッド材２１を形成する（ステップ５０３）。図５（ロ）は、グラッド材２１である。
【００３８】
グラッド材２１を小片２２に切断し（ステップ５０３）、図５の（ハ）のように、切断された小片２２を第1のマトリックスＮｂ管２３に入れて充填し（ステップ５０４）、これを押し出して六角伸線加工し（ステップ５０５）、断面六角形のシングル線材を製造する。図５（二）は、このようにして製造されたシングル線材１である。
【００３９】
図６は、粉末押し出し法によるシングル線材１の製造方法を説明する図で、（ａ）は製造方法のフローチャート、（ｂ）はその製造手順を示す図である。図６の（イ）のように、Ｎｂの粉末とＡｌの粉末の混合物２４を第1のマトリックスＮｂ管２５に入れて充填し（ステップ６０１）、これを押し出して六角伸線加工し（ステップ６０２）、断面が六角形のシングル線材１を製造する。図６の（ロ）は、このようにして製造されたシングル線材１である。
【００４０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を詳述し、各実施例で製造したＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８の電気的性能を測定しそれを比較する。
以下に示す６つの実施例は、いずれも次の条件を同一としてＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８を製造した。
（１）ステップ１０１のシングル線の製造では、外径１．５ｍｍのＡｇを中心材１１とし、厚さが７５μｍの純Ｎｂシート１２と、厚さが２５μｍの純Ａｌシート１３を使用して、ジュエリー法でシングル線材１を製造する。
（２）内部安定化材２および外部安定化材７にＡｇを用いる。
（３）ステップ１０８の急熱急冷処理では、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成させる温度を２０００℃とする。
（４）ステップ１１２の再加熱処理の温度を８００℃とし、Ｎｂ−Ａｌ過飽和固溶体をＮｂ3Ａｌ相に変態させる。
【００４１】
（実施例１）
マルチ線材６を構成する８５本の線材のうち中心の７本および外周の１２本にバリア材Ｎｂ３を被覆した内部安定化材２を配置した。内部安定化材２は、シングル線材と同じサイズである。このマルチ線材６にＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成させるため急熱急冷処理を施し、第２のマトリックスＮｂ被覆４‘を内部安定化材２が現れるまでブラッシングにより除去し、メッキによって外部安定化材７を複合した。最後に再加熱処理をしてＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体をＮｂ3Ａｌ相に変態させ、図２（ａ）に示すようなＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８を製造した。
【００４２】
（実施例２）
マルチ線材６を構成する８５本の線材のうち中心の７本および外周の１８本にバリア材Ｎｂ３を被覆した内部安定化材２を配置した。内部安定化材２は、シングル線材と同じサイズである。このマルチ線材６にＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成させるため急熱急冷処理を施し、第２のマトリックスＮｂ被覆４‘を内部安定化材２が現れるまでブラッシングにより除去し、メッキによって外部安定化材７を複合した。最後に再加熱処理をしてＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体をＮｂ3Ａｌ相に変態させ、図２（ｂ）に示すようなＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８を製造した。
【００４３】
（実施例３）
マルチ線材６を構成する８５本の線材のうち中心の７本および外周の２４本にバリア材Ｎｂ３を被覆した内部安定化材２を配置した。内部安定化材２は、シングル線材と同じサイズである。このマルチ線材６にＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成させるため急熱急冷処理を施し、第２のマトリックスＮｂ被覆４‘を内部安定化材２が現れるまでブラッシングにより除去し、メッキによって外部安定化材７を複合した。最後に再加熱処理をしてＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体をＮｂ3Ａｌ相に変態させ、図２（ｃ）に示すようなＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８を製造した。
【００４４】
（実施例４）
マルチ線材６を構成する８５本の線材のうち中心の７本および外周の１２本にバリア材Ｎｂ３を被覆した内部安定化材２を配置した。内部安定化材２は、シングル線材と同じサイズである。このマルチ線材６にＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成させるため急熱急冷処理を施し、第２のマトリックスＮｂ被覆４‘を内部安定化材２が現れるまでブラッシングにより除去し、外部安定化材７としてＡｇシートを機械的に複合した。最後に再加熱処理をしてＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体をＮｂ3Ａｌ相に変態させ、図２（ａ）に示すようなＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８を製造した。
【００４５】
（実施例５）
マルチ線材６を構成する８５本の線材のうち中心の７本および外周の１２本にバリア材Ｎｂ３を被覆した内部安定化材２を配置した。内部安定化材２は、シングル線材と同じサイズである。このマルチ線材６にＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成させるため急熱急冷処理を施し、第２のマトリックスＮｂ被覆４‘を内部安定化材２が現れるまでエッチングにより除去し、外部安定化材７としてＡｇシートを機械的に複合した。最後に再加熱処理をしてＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体をＮｂ3Ａｌ相に変態させ、図２（ａ）に示すようなＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８を製造した。
【００４６】
（実施例６）
マルチ線材６を構成する８５本の線材のうち中心の７本および外周の１２本にバリア材Ｎｂ３を被覆した内部安定化材２を配置した。内部安定化材２は、シングル線材と同じサイズである。このマルチ線材６にＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体を生成させるため急熱急冷処理を施し、第２のマトリックスＮｂ被覆４‘を内部安定化材２が現れるまで機械的切削により除去し、外部安定化材７としてＡｇシートを機械的に複合した。最後に再加熱処理をしてＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体をＮｂ3Ａｌ相に変態させ、図２（ａ）に示すようなＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８を製造した。
【００４７】
以上のような実施例で製造されたＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８の特性を測定した。表１は、実施例１〜６のＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８の製造条件の要点と製造されたＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８の特性をまとめたものである。
臨界電流密度は、真空中で測定対象のＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８を８００℃に加熱した後、温度４．２Ｋ、外部磁場１７Ｔにおける臨界電流密度を測定した結果であり、単位断面積当たりの臨界電流密度特性（ｃｏｒｅＪc：Ａ／ｍｍ2）で示される。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
表１に示した測定結果から、以下のことが判る。
（１）外部安定化材７を複合しているので、最も安定化材比率の低い、実施例１でも安定化材比率０．５０、実施例４〜６では、安定化材比率０．７９と内部安定化材２だけでは実現できない大きな安定化比率を実現している。
（２）内部安定化材２と外部安定化材７に同じ金属Ａｇを用いているので、マルチ線材６と外部安定化材７の接触は良好であり、内部安定化材２と外部安定化材７とが接触抵抗の少ない状態で複合されている。
（３）２０００℃という高温で急熱したのでＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体の生成が充分に行え、いずれも優れた臨界電流特性を示している。
（４）実施例４〜６ではＮｂ−Ａｌ過飽和固溶体生成後外部安定化材７を複合する際に減面加工を施しているため特に臨界電流密度が向上している。
（５）実施例１〜３の線材の臨界電流密度も従来のＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線の臨界電流密度約６５０Ａ／ｍｍ2に相当する値を示している。
このことから本発明は、臨界電流密度の劣化をもたらさないことがわかる。
【００５０】
実施例１〜３のなかでは、実施例３が多少臨界電流密度が高い。これは実施例１、２では、ブラッシングの際、超電導部までブラッシングしてしまったためで、構造としては、図２（ｃ）のように組み込み部の最外周を外部安定化材７とすることが望ましい。
【００５１】
尚、本発明のＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８は、高磁界特性に優れ、安定化材が充分に複合されているため、核融合炉用超電導マグネット、高エネルギー粒子加速器、物性研究用高磁界ＮＭＲマグネットなどの線材として有効に利用できる。
【００５２】
本発明のＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８の製造方法は、従来のＣｕシート複合法よりも超電導部と安定化材の密着性が良く、かつＣｕシート複合法あるいは、内部安定化法といった従来の安定化法よりも、安定化材比率が大きなＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８の製造ができる。本発明は、高い安定化材比率の線材の製造が困難であったＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８にとってその実用性を高めたことで非常に有意義である。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線およびその製造方法によれば、線材内部に内部安定化材２を組み込んでおき、過飽和固溶体生成後、内部安定化材２を露出させ、その上に更に外部安定化材３を複合することで臨界電流密度を低下させることなく、安定化材と超電導部の接触抵抗を低減するとともに安定化材比率を大幅に向上させることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線の製造方法の概要図
【図２】本発明に係るＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線８の断面図の例
【図３】ジュエリーロール法によるシングル線材１の製造方法を説明する図
【図４】ロッドインチューブ法によるシングル線材１の製造方法を説明する図
【図５】グラッドチップ押し出し法によるシングル線材１の製造方法を説明する図
【図６】粉末押し出し法によるシングル線材１の製造方法を説明する図
【図７】従来の固相拡散によるＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線の製造方法のフローチャート
【図８】従来の急熱急冷変態法によるＮｂ3Ａｌ系化合物超電導線の製造方法のフローチャート
【符号の説明】
１………シングル線材
２………内部安定化材
３………バリア材Ｎｂ
４………第２のマトリックスＮｂ管
５………Ｃｕ合金管
６………マルチ線材
７………外部安定化材
８………Ｎｂ3Ａｌ系化合物超電導線
１１………中心材
１２、１９………Ｎｂシート
１３、２０………Ａｌシート
１４、１８、２３，２５………Ｎｂ管
１５………Ｃｕ合金管
１６………ビレット
１７………Ａｌ棒
２１………グラッド材
２２………小片
２４………Ｎｂの粉末とＡｌの粉末の混合物
【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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