(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を加熱することにより析出された複数のＮｂ３Ａｌの超電導線材部と、前記超電導線材部を被覆するＮｂあるいはＮｂ合金の外部マトリックスと、前記外部マトリックスの上に形成された安定化材とから構成され、
前記外部マトリックスと前記安定化材とは、前記Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させるときの加熱冷却時に使用された冷却用金属材を相互間に介在させ、前記冷却用金属材との間にそれぞれ固溶体を形成しており、前記超電導線材部および前記外部マトリックスとの合計断面に占める前記冷却用金属材の割合が５％以下であることを特徴とするＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線。
【請求項２】
前記安定化材は、銅、銅合金、銀、あるいは銀合金のいずれかであることを特徴とする請求項第１項記載のＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線。
【請求項３】
前記冷却用金属材は、Ｇａであることを特徴とする請求項第１項あるいは第２項記載のＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線。
【請求項４】
ＮｂあるいはＮｂ合金とＡｌあるいはＡｌ合金から成る積層体の周囲にＮｂあるいはＮｂ合金のマトリックスを被覆して複数のシングル線材を形成し、前記複数のシングル線材をＮｂあるいはＮｂ合金の外部マトリックスで被覆してマルチ線材を構成し、前記マルチ線材を所定の温度に加熱した後、冷却用金属材による冷却処理を施すことによりＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させ、これに所定の温度で再加熱処理を施すことによりＮｂ３Ａｌ相を析出させるＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線の製造方法において、
前記冷却処理の後に、前記外部マトリックスの表面から前記冷却用金属材を除去し、前記外部マトリックスの上に安定化材を被覆して前記外部マトリックスおよび前記安定化材が塑性変形する塑性加工を施した後、前記再加熱処理を施すことを特徴とするＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線の製造方法。
【請求項５】
前記安定化材は、銅、銅合金、銀、あるいは銀合金のいずれかであることを特徴とする請求項第４項記載のＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線の製造方法。
【請求項６】
前記冷却用金属材は、Ｇａであることを特徴とする請求項第４項あるいは第５項記載のＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線の製造方法。
【請求項７】
ＮｂあるいはＮｂ合金とＡｌあるいはＡｌ合金から成る積層体の周囲にＮｂあるいはＮｂ合金のマトリックスを被覆して複数のシングル線材を形成し、前記複数のシングル線材をＮｂあるいはＮｂ合金の外部マトリックスで被覆してマルチ線材を構成し、前記マルチ線材を所定の温度で加熱した後、冷却用金属材による冷却処理を施すことによりＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させ、これに所定の温度で再加熱処理を施すことによりＮｂ３Ａｌ相を析出させるＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線の製造方法において、
前記冷却処理の後に、前記外部マトリックスの表面に前記外部マトリックスを含んだ前記マルチ線材との合計断面に占める割合が５％以下の前記冷却用金属材を付着させたまゝで前記外部マトリックスの上に安定化材を被覆した後、前記再加熱処理を施すことを特徴とするＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線の製造方法。
【請求項８】
前記冷却用金属材は、Ｇａであることを特徴とする請求項第７項記載のＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線の製造方法。
【請求項９】
前記安定化材は、銅、銅合金、銀、あるいは銀合金のいずれかであることを特徴とする請求項第７項あるいは第８項記載のＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線の製造方法。
【請求項１０】
ＮｂあるいはＮｂ合金とＡｌあるいはＡｌ合金から成る積層体の周囲にＮｂあるいはＮｂ合金のマトリックスを被覆して複数のシングル線材を形成し、前記複数のシングル線材をＮｂあるいはＮｂ合金の外部マトリックスで被覆してマルチ線材を構成し、前記マルチ線材を所定の温度で加熱した後、冷却用金属材による冷却処理を施すことによりＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させ、これに所定の温度で再加熱処理を施すことによりＮｂ３Ａｌ相を析出させるＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線の製造方法において、
前記冷却処理の後に、前記外部マトリックスの表面に前記外部マトリックスを含んだ前記マルチ線材との合計断面に占める割合が５％以下の前記冷却用金属材を付着させたまゝで前記外部マトリックスの上に安定化材を被覆して減面加工を施し、その後、前記再加熱処理を施すことを特徴とするＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線の製造方法。
【請求項１１】
前記減面加工は、前記外部マトリックス、前記冷却用金属材、および前記安定化材間の空隙を除く程度のスキンパス加工であることを特徴とする請求項第１０項記載のＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線の製造方法。
【請求項１２】
前記減面加工は、前記冷却用金属材と前記安定化材が塑性変形し、前記マルチ線材がほゞ塑性変形しない程度に行うことを特徴とする請求項第１０項記載のＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線の製造方法。
【請求項１３】
前記減面加工は、前記マルチ線材、前記冷却用金属材、および前記安定化材がいずれも塑性変形するように行うことを特徴とする請求項第１０項記載のＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線の製造方法。
【請求項１４】
前記冷却用金属材は、Ｇａであることを特徴とする請求項第１０項ないし第１３項のいずれかに記載のＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線の製造方法。
【請求項１５】
前記安定化材は、銅、銅合金、銀、あるいは銀合金であることを特徴とする請求項第１０項ないし第１４項のいずれかに記載のＮｂ３Ａｌ化合物系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、Ｎｂ3 Ａｌ化合物系超電導線およびその製造方法に関し、特に、安定化材を良好に接合させたＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線とこれを製造するための製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｎｂ3 Ａｌ化合物系超電導線は、Ｎｂ3 Ｓｎ、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に優れていることから、たとえば、物性研究用高磁界ＮＭＲマグネット等の超電導材料として実用化が期待されている。
【０００３】
従来のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造方法として、たとえば、ＮｂとＡｌを所定の組成比率で複合し、相互の拡散距離をサブミクロンオーダまで小さくした状態で６００〜１，０５０℃の温度に加熱し、これにより固相拡散を起こさせてＮｂ3 Ａｌを生成させる製造方法が知られている。
【０００４】
しかし、この製造方法によると、１，５００℃以上の高温においてのみ安定するＮｂ3 Ａｌ化合物にとっては、温度不足下での固相拡散となり、このため、化学量論組成からのずれが発生するようになることから、高い臨界電流密度を得ることが難しい。
【０００５】
Ｎｂ3 Ａｌ系超電導線を得るための他の製造方法として、ＮｂとＡｌを所定の組成比率で複合し、これを１，５００℃以上に加熱して直ちに冷却することにより、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させ、その後、これを６００〜１，０５０℃の温度で再加熱し、Ｎｂ3 Ａｌ相を析出させる方法が知られている。
【０００６】
相析出法に基づくこの製造方法は、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体生成のための加熱温度が高いために、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く、従って、ＮＭＲマグネット等への適用を考えた場合に最も適した製造方法とされている。
【０００７】
通常、この方法による超電導線の製造は、以下の手順により進められる。
たとえば、ジェリーロール法の場合であれば、まず、ＮｂあるいはＮｂ合金のシートと、ＡｌあるいはＡｌ合金のシートを積層巻きしてＮｂパイプに詰め、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とする。
【０００８】
次に、得られた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、これに伸線加工を施すことによってＮｂとＡｌのマルチ線材を製作し、その後、これを１、５００℃以上の高温に加熱して直ちに冷却処理する。
この加熱と冷却処理の結果、ＮｂとＡｌの複合部にはＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体が生成し、次に、この素材を６００〜１，０５０℃の温度で再加熱処理することにより、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体の部分にＮｂ3 Ａｌを析出させる。
【０００９】
この方法によれば、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、従って、この方法は、要求性能の厳しいＮＭＲマグネット等に使用される超電導線にとっては唯一とも言える製造方法であり、有望視されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の析出法に基づいたＮｂ3 Ａｌ系超電導線によると、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体生成のための加熱急冷時の加熱温度が高いため、外部マトリックスの周上への安定化材の形成が難しい。
即ち、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体生成のための加熱温度は、多くの場合２，０００℃と高く、安定化材を構成する銅あるいは銅合金等の融点を大きく超えてしまうことから、加熱冷却処理の前に安定化材を形成しておくことは不可能である。
【００１１】
このため安定化材の形成は、加熱急冷処理後に行うのが普通とされているが、加熱急冷後の外部マトリックスの表面は、強固なＮｂ酸化膜で覆われていることから、安定化材との間に良好な接合状態を作り出しにくく、たとえば、安定化材の形成を電気メッキにより行う場合、メッキ層と外部マトリックス間の電気化学的な接合が阻害され、良好な接合状態を得ることが困難となる。良好な接合状態で安定化材を形成したＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線は、いまだに出現していないのが実情である。
【００１２】
従って、本発明の目的は、外部マトリックスと安定化材を良好に接合して界面に間隙をなくしたＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線とこれを製造するための製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を加熱することにより析出された複数のＮｂ３Ａｌの超電導線材部と、前記超電導線材部を被覆するＮｂあるいはＮｂ合金の外部マトリックスと、前記外部マトリックスの上に形成された安定化材とから構成され、前記外部マトリックスと前記安定化材とは、前記Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させるときの加熱冷却時に使用された冷却用金属材を相互間に介在させ、前記冷却用金属材との間にそれぞれ固溶体を形成しており、前記超電導線材部および前記外部マトリックスとの合計断面に占める前記冷却用金属材の割合が５％以下であることを特徴とするＮｂ３Ａｌ化合物系超電導線を提供するものである。
【００１５】
さらに、本発明は、上記の目的を達成するため、ＮｂあるいはＮｂ合金とＡｌあるいはＡｌ合金から成る積層体の周囲にＮｂあるいはＮｂ合金のマトリックスを被覆して複数のシングル線材を形成し、前記複数のシングル線材をＮｂあるいはＮｂ合金の外部マトリックスで被覆してマルチ線材を構成し、前記マルチ線材を所定の温度に加熱した後、冷却用金属材による冷却処理を施すことによりＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させ、これに所定の温度で再加熱処理を施すことによりＮｂ3 Ａｌ相を析出させるＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造方法において、前記冷却処理の後に、前記外部マトリックスの表面から前記冷却用金属材を除去し、前記外部マトリックスの上に安定化材を被覆して前記外部マトリックスおよび前記安定化材が塑性変形する塑性加工を施した後、前記再加熱処理を施すことを特徴とするＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造方法を提供するものである。
【００１６】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、ＮｂあるいはＮｂ合金とＡｌあるいはＡｌ合金から成る積層体の周囲にＮｂあるいはＮｂ合金のマトリックスを被覆して複数のシングル線材を形成し、前記複数のシングル線材をＮｂあるいはＮｂ合金の外部マトリックスで被覆してマルチ線材を構成し、前記マルチ線材を所定の温度で加熱した後、冷却用金属材による冷却処理を施すことによりＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させ、これに所定の温度で再加熱処理を施すことによりＮｂ3 Ａｌ相を析出させるＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造方法において、前記冷却処理の後に、前記外部マトリックスの表面に前記外部マトリックスを含んだ前記マルチ線材との合計断面に占める割合が５％以下の前記冷却用金属材を付着させたまゝで前記外部マトリックスの上に安定化材を被覆した後、前記再加熱処理を施すことを特徴とするＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造方法を提供するものである。
【００１７】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、ＮｂあるいはＮｂ合金とＡｌあるいはＡｌ合金から成る積層体の周囲にＮｂあるいはＮｂ合金のマトリックスを被覆して複数のシングル線材を形成し、前記複数のシングル線材をＮｂあるいはＮｂ合金の外部マトリックスで被覆してマルチ線材を構成し、前記マルチ線材を所定の温度で加熱した後、冷却用金属材による冷却処理を施すことによりＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させ、これに所定の温度で再加熱処理を施すことによりＮｂ3 Ａｌ相を析出させるＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造方法において、前記冷却処理の後に、前記外部マトリックスの表面に前記外部マトリックスを含んだ前記マルチ線材との合計断面に占める割合が５％以下の前記冷却用金属材を付着させたまゝで前記外部マトリックスの上に安定化材を被覆して減面加工を施し、その後、前記再加熱処理を施すことを特徴とするＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造方法を提供するものである。
【００１８】
上記の安定化材としては、銅、銅合金、銀、あるいは銀合金などが使用され、その外部マトリックス上への適用形式としては、シート状物の巻き付け、縦添え、あるいは管状体として成型した中にマルチ線材を詰め込む等の方法が採られ、その後、所定の加工が施される。
【００１９】
冷却用金属材としては、多くの場合Ｇａが使用される。Ｇａは導電性に富み、沸点が高く、そして融点が低いことから、冷却材としては最適である。以下、冷却用金属材をＧａに代表させて説明する。
【００２０】
冷却処理後に外部マトリックスの表面から付着Ｇａ（多くの場合、酸化物）を除去する製造様式にあっては、安定化材被覆後にマルチ線材と安定化材の双方に塑性変形を起こすような強い塑性加工（クラッド加工）が施される結果、安定化材と外部マトリックスは、この塑性加工とその後に施される再加熱処理との相互作用によって、良好な状態で接合されることになる。
【００２１】
一方、表面にＧａを付着させたまゝの外部マトリックス上に、安定化材を被覆する製造様式においては、安定化材と外部マトリックス間の接合には、Ｎｂ、銅、あるいは銀等に対するＧａの固溶体形成の性質を利用することになる。
即ち、Ｇａには、再加熱処理の際に、外部マトリックスを構成するＮｂとの間、および安定化材を構成する銅、銀などとの間に固溶体を形成する性質があり、この固溶体が外部マトリックスと安定化材間の接合媒体の作用を果たし、結果として、両者間には強固な接合状態が作り出されることになる。
【００２２】
Ｇａの付着量は、外部マトリックスを含むマルチ線材との合計断面に占める割合が５％以下となるように設定する。Ｇａの割合が５％を超過すると、安定化材がＧａによって汚染されるようになり、安定化材本来の役割を果たせなくなる。
【００２３】
外部マトリックスの表面にＧａを付着させたまゝ安定化材を形成する製造様式の場合、外部マトリックスと安定化材間の複合化のための手段としては、再加熱処理における加熱作用に依存する方法と、これに減面加工を組み合わせる方法とがあり、いずれの方法によっても外部マトリックスと安定化材間は強固に接合されることになる。
【００２４】
後者の場合の減面加工としては、マルチ線材、Ｇａおよび安定化材のすべてに塑性変形が生ずるような強い減面加工（クラッド加工）と、これら各材間の空隙を除く程度の小さな減面加工（スキンパス加工）と、Ｇａと安定化材に塑性変形を起こさせ、マルチ線材にはほゞ塑性変形をおこさせない中間的な減面加工とがある。いずれの加工も本発明の目的を達成できるが、塑性変形加工度の高いものほど高い臨界電流特性が得られる傾向にある。
【００２５】
本発明の製造方法においては、ＮｂあるいはＮｂ合金とＡｌあるいはＡｌ合金は、シート状に加工されて積層されるのが普通である。従って、多くの場合これらは、互いに積層巻きされることになるが、たとえば、ＮｂあるいはＡｌの部材に線状のＡｌあるいはＮｂを密巻きすることによって積層体を構成することは可能である。シート状のＮｂおよびＡｌを積層巻きするときに、ＮｂあるいはＡｌの中心材を準備してこれに巻き付けるようにすることは、積層作業が容易になるので有用である。
【００２６】
Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させるための加熱温度としては、少なくとも１，５００℃に設定すべきであり、また、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体からＮｂ3 Ａｌ相を析出させるための再加熱処理温度は、６００〜１，０５０℃の範囲内に設定することが望ましい。Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体生成のための加熱手段としては、通電加熱が好適である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線と、その製造方法の実施の形態について説明する。
図１は、製造過程における製品の形状を示したものである。
【００２８】
図１（イ）において、１は、Ｎｂシート２とＡｌシート３を積層し、これをＮｂの中心材４に隙間なく巻き付けることによって構成したジェリーロール形式の積層体を示す。５は、Ｎｂマトリックスを形成するために積層体１上に静水圧押出により形成されたＮｂ被覆を示し、このＮｂ被覆５の上には同様にしてＣｕ被覆６が形成され、これによって複合素線７とされる。
【００２９】
図１（ロ）は、複合素線７をダイス伸線により断面六角形に減面加工し、その後、Ｃｕ被覆６を除去することによって製造したシングル線材８の構造を示したもので、六角形による密接集合が可能な構造となっている。
【００３０】
図１（ハ）は、外部マトリックスとなるべきＮｂ管９とＣｕ‐Ｎｉ合金管１０を、静水圧押出によりシングル線材８の集合束の上に形成することによって得られた複合線材の構造を示す。この複合線材１１は、ダイス伸線によって所定の寸法に減面加工された後、最外周のＣｕ‐Ｎｉ合金管１０が除去され、所定寸法のマルチ線材とされる。
【００３１】
図１（ニ）は、以上により得られたマルチ線材１２を所定の温度に加熱した後、これを液体Ｇａ中に浸漬して急冷し、シングル線材８の積層体１の部分にＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させた中間体の構造を示す。図中９′はマルチ線材１２の外層部を構成する外部マトリックスを示す。加熱手段としては、マルチ線材１２に直接電流を流す通電加熱方式が採用された。
【００３２】
図１（ホ）は、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させたマルチ線材１２の外部マトリックス９′の表面から冷却時に付着したＧａを除去し、あるいは除去せずに銅あるいは銀の安定化材１３を設けた複合体１４を示し、この複合体１４は所定の減面加工を施された後、あるいは施されずに所定の温度で再加熱処理をされ、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体からＮｂ3 Ａｌ相を析出させて所定の超電導線材部１５を有する超電導線とされる。
図２は、以上の超電導線の製造プロセスをフローチャートにまとめたもので、図中（イ）〜（ホ）は、それぞれ図１の（イ）〜（ホ）に対応するものである。
【００３３】
以下、図１、２に基づいた本発明の実施例について説明する。
なお、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させるための加熱温度とＮｂ3 Ａｌ相析出のための再加熱処理温度とは、それぞれ２，０００℃と８００℃に一律に設定した。
【００３４】
【実施例１】
図１、２において、厚さ７５μｍの純Ｎｂシート２と、厚さ２５μｍの純Ａｌシート３と、外径１．５ｍｍのＮｂ中心材４を使用し、外径１．２５ｍｍのマルチ線材１２を得た。次いで、これにＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体を生成させるための加熱冷却処理を施した後、この外部マトリックス９′の表面の付着Ｇａを塩酸で化学処理し、引き続き、外部マトリックス９′の表面を研磨することによってＧａ酸化物を除去した。
【００３５】
次に、肉厚０．１ｍｍ、外径１．５ｍｍの無酸素銅のパイプを安定化材１３の構成材として準備し、この中にマルチ線材１２を詰め込んだ後、外径が１．３５ｍｍ、安定化材１３の厚さが０．０５ｍｍとなるように減面加工（クラッド加工）を施し、次いで、これに再熱処理を施すことにより所定のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
【００３６】
【実施例２】
実施例１において、安定化材１３の構成材として厚さ０．１ｍｍ、幅５ｍｍの銀シートを使用し、これをマルチ線材１２上に合わせ目に隙間が生じないように縦添えした後、減面加工を施し、他を実施例１と同じにすることにより所定のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
【００３７】
【実施例３】
図１、２において、厚さ７５μｍの純Ｎｂシート２と、厚さ２５μｍのＡｌシート３と、外径１．５ｍｍのＮｂ中心材４を使用し、外径１．２５ｍｍのマルチ線材１２を得、次いで、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体生成のための加熱冷却を行った後、表面にＧａを付着させたまゝ外部マトリックス９′の上に厚さ０．０５ｍｍ、幅５ｍｍの無酸素銅のシートを合わせ目に隙間が生じないように密接縦添えし、引き続き、これに再加熱処理を施すことにより外径が１．３８ｍｍの所定のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。この実施例におけるＧａの、外部マトリックス９′を含んだマルチ線材１２との合計断面に占める割合（以下、Ｇａ占有率という）は５％である。
【００３８】
【実施例４】
実施例３において、無酸素銅のシートを密接縦添えした後、これに減面加工（スキンパス加工）を施し、その後、再加熱処理を施し、他を同一条件に設定することにより外径が１．３７ｍｍ、Ｇａ占有率が４％の所定のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
【００３９】
【実施例５】
実施例３において、無酸素銅のシートとして厚さ０．１ｍｍ、幅５ｍｍのシートを使用し、このシートをマルチ線材１２に対して合わせ目に隙間が生じないように縦添えした後、これにクラッド加工を施し、引き続き、再加熱処理を施し、他を同一条件とすることにより外径が１．３６ｍｍ、Ｇａ占有率が２％のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
【００４０】
【実施例６】
実施例３において、無酸素銅のシートとして厚さ０．０８ｍｍ、幅５ｍｍのシートを使用し、このシートを外部マトリックス９′の上に合わせ目が生じないように縦添えした後、断面寸法が１．１９ｍｍ×１．１９ｍｍの正方形となるようにクラッド加工を施し、次いで、これに再加熱処理を施し、他を実施例３と同じ条件とすることによりＧａ占有率が３％の所定のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
【００４１】
【比較例１】
図１、２において、厚さ７５μｍの純Ｎｂシート２と、厚さ２５μｍのＡｌシート３と、外径１．５ｍｍのＮｂ中心材４を使用することにより、外径１．２５ｍｍのマルチ線材１２を製作し、次いで、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体生成のための加熱冷却を行った後、外部マトリックス９′の表面のＧａ酸化物を塩酸による化学処理と研磨処理とを順次施すことによって除去した。
【００４２】
次に、外部マトリックス９′の上に厚さ０．０５ｍｍ、幅５ｍｍの無酸素銅のシートを合わせ目に隙間が生じないように密接縦添えし、その後、再加熱処理を施すことにより所定のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
【００４３】
【比較例２】
比較例１において、無酸素銅のシートによる密接縦添えの代わりに、電気メッキを適用し、厚さ０．０５ｍｍの銅の安定化材１３を形成し、他を比較例１と同一条件に設定することにより所定のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
【００４４】
【比較例３】
実施例４において、Ｇａ占有率を７％に設定し、他を同じ条件に設定することにより、外径１．３９ｍｍのＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を製造した。
【００４５】
表１に、以上の実施例と比較例により得られた各超電導線の要部構成と臨界電流特性を示す。表中の臨界電流値は、真空下において各超電導線を８００℃に加熱した後、温度４．２Ｋおよび２１〜１５Ｔの各磁場下における臨界電流値を測定したものである。
【００４６】
【表１】
0004042933.tif 000002
【００４７】
この表１によれば、本発明による実施例がいずれも優れた臨界電流特性を示しているのに比べ、比較例の場合には、１５Ｔ〜１８Ｔの磁場において、超電導から常電導へ遷移する時のクエンチ現象を発生させており、両者の間には明白な差が認められる。
【００４８】
クエンチの発生は、外部マトリックスと安定化材間の導通不足、即ち、これらの間の接合不足を意味すると同時に、超電導線としての機能喪失をも意味するものであり、従って、表１における特性の差は、本発明の有用性を如実に示している。比較例３におけるクェンチの発生は、Ｇａ占有率の多さに原因があるもので、従って、このことから、本発明におけるＧａ占有率は５％以下に制限することが望ましい。なお、実施例３の場合、１５Ｔの磁場下においてクエンチを発生させているが、しかし、他の１６〜２１Ｔの広い磁場範囲においては、いずれもクエンチを発生させずに優れた臨界特性を示しており、全体特性的には問題なしと判断する。
【００４９】
表１に示された実施例１〜６の臨界電流特性は、現状において多用されているＮｂ3 Ｓｎ化合物系超電導線の特性の２倍以上であり、さらに、耐歪み特性にも優れていることが確認されていることから、より高性能の超電導線の提供が可能となる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線およびその製造方法によれば、Ｎｂ‐Ａｌ過飽和固溶体生成のための加熱冷却時に使用される冷却用金属材を外部マトリックスの表面から除去するか、あるいは除去しない状態で外部マトリックス上に安定化材を形成し、これにＮｂ‐Ａｌ過飽和固溶体からＮｂ3 Ａｌ相を析出させるための再加熱処理を施すか、あるいは再加熱処理の前に減面加工を施すことによって、外部マトリックスと安定化材間の接合性に優れた高い臨界電流特性を有するＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線を提供するものであり、有用性大である。
【００５１】
特に、安定化材の形成に困難をきたしていたこの種Ｎｂ3 Ａｌ化合物系超電導線にとって、良好な接合状態のもとに安定化材を複合化することができ、そしてこれによりクエンチのない超電導線を構成できたことは、Ｎｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の実用性を高めるうえにおいて極めて有意義であると言える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＮｂ3 Ａｌ化合物系超電導線の製造方法における実施の形態を示す説明図であり、Ａは部分拡大図を示す。
【図２】図１の実施の形態の製造プロセスを示すフローチャート。
【符号の説明】
１        積層体
２        Ｎｂシート
３        Ａｌシート
４        中心材
５        Ｎｂ被覆
６        Ｃｕ被覆
７        複合素線
８        シングル線材
９        Ｎｂ管
９′      外部マトリックス
１０        Ｃｕ‐Ｎｉ合金管
１２        マルチ線材
１３        安定化材
１５        超電導線材部
【図１】
0004042933.tif 000003
【図２】
0004042933.tif 000004