【手続補正書】
【提出日】令和1年12月9日(2019.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチフィラメントＮｂ３Ｓｎ超伝導性ワイヤを製造する方法であって、
ａ）  マトリックス内部にＣｕにより包み込まれているＮｂロッドの複数を詰め込んで、これにより前記超伝導性ワイヤ用の詰め込まれたサブエレメントを形成するステップであって、前記マトリックスが、介在Ｎｂ拡散隔壁と、前記隔壁の前記ロッドから遠隔にある他方側のジャケットとによって取り囲まれており、前記マトリックスがＣｕ０．１〜２．５重量％Ｓｎの重量比を有する低スズブロンズを含む、ステップ、
ｂ）  前記サブエレメント内部にＳｎの源を提供するステップ、
ｃ）  前記サブエレメント内部の前記金属を組み立てるステップであって、Ｎｂ、ＣｕおよびＳｎの相対サイズおよび比が、
ｃ１）  前記拡散隔壁を含むおよび前記拡散隔壁内部の前記サブエレメントのＮｂ比率が、５０〜６５面積％である、
ｃ２）  前記サブエレメントの前記拡散隔壁を含むおよび前記拡散隔壁内部の前記Ｎｂ対Ｓｎの原子比が、２．７〜３．７の間である、
ｃ３）  前記サブエレメントの前記拡散隔壁内部のＳｎ対Ｃｕの比が、Ｓｎ重量％／（Ｓｎ重量％＋Ｃｕ重量％）が４５％〜６５％となるような比である、
ｃ４）  前記Ｃｕにより包み込まれているＮｂロッドのＣｕ対Ｎｂの局所面積比が、０．１０〜０．５０である、
ｃ５）  前記Ｎｂ拡散隔壁が、加熱処理によって、完全にまたは一部がＮｂ３Ｓｎに変換される、ならびに
ｃ６）  前記Ｎｂ拡散隔壁の厚さが、前記Ｃｕにより包み込まれているＮｂロッドのＮｂ部分の半径より大きい
ように選択されるステップ、
ｄ）
ｄ１）  前記マルチフィラメント状Ｎｂ３Ｓｎ超伝導性ワイヤが、Ｎｂ拡散隔壁をそれぞれが有する複数の前記サブエレメントから構成され、これによって、分布隔壁設計を有するワイヤを形成する、
ｄ２）  前記最終ワイヤ中の前記銅により包み込まれているＮｂロッドの前記Ｎｂ部分が、反応前に直径が０．５〜７μｍの間のものである、および
ｄ３）  加熱処理によってＮｂ３Ｓｎに完全にまたは一部が変換される前記Ｎｂ拡散隔壁が、反応前に厚さが０．８〜１１μｍのものである
ように、さらなるマトリックス中で前記サブエレメントを組み立てて、集合体をワイヤ形態に縮小するステップ、ならびに
ｅ）  ステップｄ）からの前記最終サイズのワイヤを加熱処理して、前記Ｎｂ３Ｓｎ超伝導相を形成するステップ
を含む、方法。
【請求項２】
加熱処理後に（Ｎｂ，Ｔａ）３Ｓｎ、（Ｎｂ，Ｔｉ）３Ｓｎまたは（Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ）３Ｓｎを形成するようにＴａもしくはＴｉまたはそれらの両方の源を前記サブエレメントに提供するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記サブエレメントのＮｂ比率が、５５面積％〜６０面積％である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記サブエレメントの全Ｎｂ含有量のＮｂ隔壁比率が、２０面積％〜５０面積％の間である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記サブエレメント中の前記Ｎｂ対Ｓｎの原子比が、３．１〜３．６の間である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記サブエレメント中の前記銅対スズの比が、前記拡散隔壁内部の前記Ｓｎ重量％／（Ｓｎ重量％＋Ｃｕ重量％）が、５０〜６０％となるような比である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記銅により包み込まれているＮｂロッドの前記Ｃｕ対Ｎｂの局所面積比が、０．１５〜０．４５である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記最終ワイヤ中の前記銅により包み込まれているＮｂロッドの前記Ｎｂ部分が、反応前に１〜５μｍである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
加熱処理によってＮｂ３Ｓｎに完全にまたは一部が変換される前記Ｎｂ拡散隔壁が、反応前に１．５〜８μｍの厚さである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
１８０℃〜２２０℃で２４〜１００時間、次いで３４０℃〜４１０℃で２４〜５０時間の予備反応段階、次いで、６２５℃〜７２５℃で１２〜２００時間のＮｂ３Ｓｎ形成段階による、前記環形領域における前記Ｎｂの溶解を最小限にする加熱処理プロセスによって、前記Ｓｎが前記Ｎｂロッド中に拡散される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記Ｎｂ３Ｓｎ反応段階の前の、前記加熱処理シークエンスに、５６０℃〜５８０℃で２４〜２００時間の第４の段階が追加される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記Ｃｕにより包み込まれているＮｂロッドが、前記サブエレメントを詰め込むときに使用するための六角形の断面のロッドへと形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記マトリックスがＣｕを含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記最終ワイヤ中の前記銅により包み込まれているＮｂロッドの前記Ｎｂ部分の少なくとも５０％が、約２．５μｍ未満の直径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記Ｃｕ中のＮｂの局所面積比（ＬＡＲ）が、中央においてまたは中央の近傍ではより高いＬＡＲを提供しかつ外縁の近傍、前記隔壁の近傍または前記隔壁の最も近くではより低いＬＡＲを提供するように、調整されるまたは段階的に変えられる、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
マルチフィラメントＮｂ３Ｓｎ超伝導性ワイヤを製造する方法であって、
ａ）  マトリックス内部にＣｕにより包み込まれているＮｂロッドの複数を詰め込んで、これにより前記超伝導性ワイヤ用の詰め込まれたサブエレメントを形成するステップであって、前記マトリックスが、介在Ｎｂ拡散隔壁と、前記隔壁の前記ロッドから遠隔にある他方側のジャケットとによって取り囲まれており、前記サブエレメントは、前記拡散隔壁に向かって半径方向に外側に減少するように段階的に変わるＣｕ中のＮｂの局所面積比（ＬＡＲ）を含む、ステップ、
ｂ）  前記サブエレメント内部にＳｎの源を提供するステップ、
ｃ）  前記サブエレメント内部の前記金属を組み立てるステップであって、Ｎｂ、ＣｕおよびＳｎの相対サイズおよび比が、
ｃ１）  前記拡散隔壁を含むおよび前記拡散隔壁内部の前記サブエレメントのＮｂ比率が、５０〜６５面積％である、
ｃ２）  前記サブエレメントの前記拡散隔壁を含むおよび前記拡散隔壁内部の前記Ｎｂ対Ｓｎの原子比が、２．７〜３．７の間である、
ｃ３）  前記サブエレメントの前記拡散隔壁内部のＳｎ対Ｃｕの比が、Ｓｎ重量％／（Ｓｎ重量％＋Ｃｕ重量％）が４５％〜６５％となるような比である、
ｃ４）  前記Ｃｕにより包み込まれているＮｂロッドのＣｕ対Ｎｂの局所面積比が、０．１０〜０．５０である、
ｃ５）  前記Ｎｂ拡散隔壁が、加熱処理によって、完全にまたは一部がＮｂ３Ｓｎに変換される、ならびに
ｃ６）  前記Ｎｂ拡散隔壁の厚さが、前記Ｃｕにより包み込まれているＮｂロッドのＮｂ部分の半径より大きい
ように選択されるステップ、
ｄ）
ｄ１）  前記マルチフィラメント状Ｎｂ３Ｓｎ超伝導性ワイヤが、Ｎｂ拡散隔壁をそれぞれが有する複数の前記サブエレメントから構成され、これによって、分布隔壁設計を有するワイヤを形成する、
ｄ２）  前記最終ワイヤ中の前記銅により包み込まれているＮｂロッドの前記Ｎｂ部分が、反応前に直径が０．５〜７μｍの間のものである、および
ｄ３）  加熱処理によってＮｂ３Ｓｎに完全にまたは一部が変換される前記Ｎｂ拡散隔壁が、反応前に厚さが０．８〜１１μｍのものである
ように、さらなるマトリックス中で前記サブエレメントを組み立てて、集合体をワイヤ形態に縮小するステップ、ならびに
ｅ）  ステップｄ）からの前記最終サイズのワイヤを加熱処理して、前記Ｎｂ３Ｓｎ超伝導相を形成するステップ
を含む、方法。
【請求項１７】
加熱処理後に（Ｎｂ，Ｔａ）３Ｓｎ、（Ｎｂ，Ｔｉ）３Ｓｎまたは（Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ）３Ｓｎを形成するようにＴａもしくはＴｉまたはそれらの両方の源を前記サブエレメントに提供するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記サブエレメントのＮｂ合金比率が、５５面積％〜６０面積％である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記サブエレメント中の前記銅対スズの比が、前記拡散隔壁内部の前記Ｓｎ重量％／（Ｓｎ重量％＋Ｃｕ重量％）が、５０〜６０％となるような比である、請求項１６に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第２の態様では、本発明は、４．２Ｋおよび１２Ｔにおいて、少なくとも２０００Ａ／ｍｍ２のＪｃ値を有するマルチフィラメントＮｂ３Ｓｎ超伝導性ワイヤを提供する。マルチフィラメントＮｂ３Ｓｎ超伝導性ワイヤの非銅臨界電流密度は、４．２Ｋおよび１２Ｔにおいて、２，０００Ａ／ｍｍ２または３，０００Ａ／ｍｍ２などの範囲であり得る。マルチフィラメントＮｂ３Ｓｎ超伝導性ワイヤは、本明細書に記載されている方法に準拠して、作製することができる。分布隔壁サブエレメント設計における以下のパラメータの制御を使用して、マルチフィラメントＮｂ３Ｓｎ超伝導性ワイヤを提供することができる：拡散隔壁の内側のＳｎ重量％／（Ｓｎ重量％＋Ｃｕ重量％）；拡散隔壁を含むおよび拡散隔壁内部のＮｂ：Ｓｎ原子比；フィラメントパック領域中の局所面積比；反応可能なＮｂ拡散隔壁；フィラメント半径に対するＮｂ拡散隔壁厚さ；ＴｉまたはＴａなどのドーパントのＮｂ３Ｓｎへの任意選択の添加；および加熱処理段階における、フィラメントの最大直径を制御するための、再スタックおよびワイヤの縮小。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
（項目１）
マルチフィラメントＮｂ３Ｓｎ超伝導性ワイヤを製造する方法であって、
ａ）  マトリックス内部にＣｕにより包み込まれているＮｂロッドの複数を詰め込んで、これにより前記超伝導性ワイヤ用の詰め込まれたサブエレメントを形成するステップであって、前記マトリックスが、介在Ｎｂ拡散隔壁と、前記隔壁の前記ロッドから遠隔にある他方側のさらなるマトリックスとによって取り囲まれている、ステップ、
ｂ）  前記サブエレメント内部にＳｎの源を提供するステップ、
ｃ）  前記サブエレメント内部の前記金属を組み立てるステップであって、Ｎｂ、ＣｕおよびＳｎの相対サイズおよび比が、
ｃ１）  前記拡散隔壁を含むおよび前記拡散隔壁内部の前記サブエレメントのＮｂ比率が、５０〜６５面積％である、
ｃ２）  前記サブエレメントの前記拡散隔壁を含むおよび前記拡散隔壁内部の前記Ｎｂ対Ｓｎの原子比が、２．７〜３．７の間である、
ｃ３）  前記サブエレメントの前記拡散隔壁内部のＳｎ対Ｃｕの比が、Ｓｎ重量％／（Ｓｎ重量％＋Ｃｕ重量％）が４５％〜６５％となるような比である、
ｃ４）  前記Ｃｕにより包み込まれているＮｂロッドのＣｕ対Ｎｂの局所面積比が、０．１０〜０．５０である、
ｃ５）  前記Ｎｂ拡散隔壁が、加熱処理によって、完全にまたは一部がＮｂ３Ｓｎに変換される、ならびに
ｃ６）  前記Ｎｂ拡散隔壁の厚さが、前記Ｃｕにより包み込まれているＮｂロッドのＮｂ部分の半径より大きい
ように選択されるステップ、
ｄ）
ｄ１）  前記マルチフィラメント状Ｎｂ３Ｓｎ超伝導性ワイヤが、Ｎｂ拡散隔壁をそれぞれが有する複数の前記サブエレメントから構成され、これによって、分布隔壁設計を有するワイヤを形成する、
ｄ２）  前記最終ワイヤ中の前記銅により包み込まれているＮｂロッドの前記Ｎｂ部分が、反応前に直径が０．５〜７μｍの間のものである、および
ｄ３）  加熱処理によってＮｂ３Ｓｎに完全にまたは一部が変換される前記Ｎｂ拡散隔壁が、反応前に厚さが０．８〜１１μｍのものである
ように、さらなるマトリックス中で前記サブエレメントを組み立てて、集合体をワイヤ形態に縮小するステップ、ならびに
ｅ）  ステップｄ）からの前記最終サイズのワイヤを加熱処理して、前記Ｎｂ３Ｓｎ超伝導相を形成するステップ
を含む、方法。
（項目２）
ｆ）加熱処理後に、前記Ｎｂまたは前記Ｃｕまたは前記Ｓｎを、ＴａもしくはＴｉまたはそれらの両方と合金にして、（Ｎｂ，Ｔａ）３Ｓｎ、（Ｎｂ，Ｔｉ）３Ｓｎまたは（Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ）３Ｓｎを形成するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
ｆ）前記複合材料を強化する目的で、前記ＮｂまたはＣｕまたはＳｎを、元素または化合物と合金にする、項目２に記載の方法。
（項目４）
前記サブエレメントのＮｂ合金比率が、好ましくは５５面積％〜６０面積％である、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記サブエレメントの全Ｎｂ含有量のＮｂ隔壁比率が、２０面積％〜５０面積％の間、好ましくは２５面積％〜３５面積％である、項目１に記載の方法。
（項目６）
前記サブエレメント中の前記Ｎｂ合金対Ｓｎ合金の原子比が、３．１〜３．６の間である、項目１に記載の方法。
（項目７）
前記サブエレメント中の前記銅対スズ合金の比が、前記拡散隔壁内部の前記Ｓｎ重量％／（Ｓｎ重量％＋Ｃｕ重量％）が、好ましくは５０〜６０％となるような比である、項目１に記載の方法。
（項目８）
前記銅により包み込まれているＮｂロッドの前記Ｃｕ対Ｎｂの局所面積比が、好ましくは０．１５〜０．４５である、項目１に記載の方法。
（項目９）
前記最終ワイヤ中の前記銅により包み込まれているＮｂロッドの前記Ｎｂ部分が、反応前に１〜５μｍである、項目１に記載の方法。
（項目１０）
加熱処理によってＮｂ３Ｓｎに完全にまたは一部が変換される前記Ｎｂ拡散隔壁が、反応前に１．５〜８μｍの厚さである、項目１に記載の方法。
（項目１１）
１８０℃〜２２０℃で２４〜１００時間、次いで３４０℃〜４１０℃で２４〜５０時間の予備反応段階、次いで、６２５℃〜７２５℃で１２〜２００時間のＮｂ３Ｓｎ形成段階による、前記環形領域における前記Ｎｂの溶解を最小限にする加熱処理プロセスによって、前記Ｓｎが前記Ｎｂロッド中に拡散される、項目１に記載の方法。
（項目１２）
前記Ｎｂ３Ｓｎ反応段階の前の、前記加熱処理シークエンスに、５６０℃〜５８０℃で２４〜２００時間の第４の段階が追加される、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
前記Ｃｕにより包み込まれているＮｂロッドが、前記サブエレメントを詰め込むときに使用するための六角形の断面のロッドへと形成される、項目１に記載の方法。
（項目１４）
前記マトリックスがＣｕを含有する、項目１に記載の方法。
（項目１５）
前記マトリックスが低スズブロンズを含有する、項目１に記載の方法。
（項目１６）
前記マトリックスが、Ｃｕ０．１〜２．５重量％Ｓｎを含有する、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
前記最終ワイヤ中の前記銅により包み込まれているＮｂロッドの前記Ｎｂ部分の少なくとも５０％が、約２．５μｍ未満の直径を有する、項目１に記載の方法。
（項目１８）
前記Ｃｕ中のＮｂの局所面積比（ＬＡＲ）が、中央においてまたは中央の近傍ではより高いＬＡＲを提供しかつ外縁の近傍、前記隔壁の近傍または前記隔壁の最も近くではより低いＬＡＲを提供するように、調整されるまたは段階的に変えられる、項目１に記載の方法。
（項目１９）
項目１に記載の方法により製造される、４．２Ｋの温度において１２Ｔの磁場中で少なくとも２，０００Ａ／ｍｍ２の臨界電流密度を有する、マルチフィラメントＮｂ３Ｓｎ超伝導性ワイヤ。
（項目２０）
項目１に記載の方法により製造される、４．２Ｋの温度において１２Ｔの磁場中で、少なくとも３，０００Ａ／ｍｍ２の臨界電流密度を有する、マルチフィラメントＮｂ３Ｓｎ超伝導性ワイヤ。