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Nb3Sn超伝導線、その製造方法、及びNb3Sn超伝導線の製造に用いられる単芯複合線

国内特許コード P06A009631
整理番号 TUK20030892
掲載日 2007年2月9日
出願番号 特願2006-152136
公開番号 特開2007-012600
登録番号 特許第4815596号
出願日 平成18年5月31日(2006.5.31)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
登録日 平成23年9月9日(2011.9.9)
優先権データ
  • 特願2005-158330 (2005.5.31) JP
発明者
  • 井上 廉
出願人
  • 学校法人徳島大学
発明の名称 Nb3Sn超伝導線、その製造方法、及びNb3Sn超伝導線の製造に用いられる単芯複合線
発明の概要

【課題】Ag-Sn合金を用いて、高い値のJ値を有するNb3Sn線材を得る。
【解決手段】Sn濃度9.35~22.85at%のAg-Sn合金のマトリックス材に複数のNb芯材を組み込んだ複合体棒を作製し、次いで、該複合体棒を350~490℃の中間焼鈍を入れながら押し出し加工および/または伸線加工し、しかる後、500~900℃で加熱処理することにより、Nb3Snフィラメントを生成することで、Nb3Sn極細多芯超伝導線を製造する。
【選択図】図2

従来技術、競合技術の概要


従来、実用化されているNb3Sn線材の製造方法として、ブロンズ法、内部錫拡散法、MJR法(改良型ジェリーロール法)、および粉末法が知られており、高磁場発生用Nb3Sn線材の製造方法として実際に使われている(非特許文献1参照)。いずれの製造方法も、Nb3Snを低温、短時間で生成させるため、Cuが拡散反応に寄与している。

【非特許文献1】超電導技術とその応用(編者 ISTECジャーナル編集委員会)発行者 鈴木信夫 出版事業部 深山恒雄 発行所 丸善株式会社 平成8年10月31日発行(ISBN 4-621-04263-7 C3054)

産業上の利用分野


本発明は、Ag-Sn合金を用いたNb3Sn超伝導線、その製造方法、及びNb3Sn超伝導線の製造に用いられる単芯複合線に関する。また、本発明は、高い値のJ(臨界電流密度)値を有するNb3Sn及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
Ag-Sn合金を含むマトリックス材にNb材を含む芯材を組み込んだ複合体を細線化した後に、Nb3Snフィラメントが生成されるように加熱処理を行い、
前記Ag-Sn合金のSn濃度を、前記Ag-Sn合金がfcc相とζ相とが混在する状態になり得る濃度として前記複合体の細線化を前記Ag-Sn合金がfcc相とζ相とが混在する状態になる温度で行うか、または、
前記Ag-Sn合金のSn濃度を前記Ag-Sn合金がζ相となり得る濃度として前記複合体の細線化を前記Ag-Sn合金がζ相となる温度で行う、
Nb3Sn超伝導線の製造方法。

【請求項2】
Ag-Sn合金を含むマトリックス材にNb材を含む芯材を組み込んだ単芯複合体を細線化した後に、前記細線化した単芯複合体を複数含んだ多芯複合体を形成し、該多芯複合体を細線化した後にNb3Snフィラメントが生成されるように加熱処理を行い、
前記Ag-Sn合金のSn濃度を、前記Ag-Sn合金がfcc相とζ相とが混在する状態になり得る濃度として前記複合体の細線化を前記Ag-Sn合金がfcc相とζ相とが混在する状態になる温度で行うか、または、
前記Ag-Sn合金のSn濃度を前記Ag-Sn合金がζ相となり得る濃度として前記複合体の細線化を前記Ag-Sn合金がζ相となる温度で行う、
Nb3Sn超伝導線の製造方法。

【請求項3】
前記Ag-Sn合金のSn濃度は9.35at%~22.85at%、前記細線化時の温度は常温以上~500℃未満、前記Nb3Snフィラメントを生成するための加熱処理の温度は500℃~724℃である、請求項1又は2記載のNb3Sn超伝導線の製造方法。

【請求項4】
前記Ag-Sn合金のSn濃度は9.35at%~22.85at%、前記細線化時の温度は常温以上~500℃未満、前記Nb3Snフィラメントを生成するための加熱処理の温度は500℃~724℃であり、
前記単芯複合体をSn濃度が9.35at%より高く22.85at%以下であるAg-Sn合金パイプ内に挿入することで前記多芯複合体を作成する、請求項2記載のNb3Sn超伝導線の製造方法。

【請求項5】
Nb材を含むマトリックス材にAg-Sn合金を含む芯材を組み込んだ複合体を細線化した後に、Nb3Snフィラメントが生成されるように加熱処理を行い、
前記Ag-Sn合金のSn濃度を、前記Ag-Sn合金がfcc相とζ相とが混在する状態になり得る濃度として前記複合体の細線化を前記Ag-Sn合金がfcc相とζ相とが混在する状態になる温度で行うか、または、
前記Ag-Sn合金のSn濃度を前記Ag-Sn合金がζ相となり得る濃度として前記複合体の細線化を前記Ag-Sn合金がζ相となる温度で行う、
Nb3Sn超伝導線の製造方法。

【請求項6】
Nb材を含むマトリックス材にAg-Sn合金を含む芯材を組み込んだ単芯複合体を細線化した後に、前記細線化した単芯複合体を複数含んだ多芯複合体を形成し、該多芯複合体を細線化した後にNb3Snフィラメントが生成されるように加熱処理を行い、
前記Ag-Sn合金のSn濃度を、前記Ag-Sn合金がfcc相とζ相とが混在する状態になり得る濃度として前記複合体の細線化を前記Ag-Sn合金がfcc相とζ相とが混在する状態になる温度で行うか、または、
前記Ag-Sn合金のSn濃度を前記Ag-Sn合金がζ相となり得る濃度として前記複合体の細線化を前記Ag-Sn合金がζ相となる温度で行う、
Nb3Sn超伝導線の製造方法。

【請求項7】
前記Ag-Sn合金のSn濃度は9.35at%~22.85at%、前記細線化時の温度は常温以上~500℃未満、前記Nb3Snフィラメントを生成するための加熱処理の温度は500~900℃である、請求項5又は6記載のNb3Sn超伝導線の製造方法。

【請求項8】
前記Ag-Sn合金のSn濃度は9.35at%~22.85at%、前記細線化時の温度は常温以上~500℃未満、前記Nb3Snフィラメントを生成するための加熱処理の温度は500~900℃であり、
前記単芯複合体をNb材パイプ内に挿入することで前記多芯複合体を作成する、請求項6記載のNb3Sn超伝導線の製造方法。

【請求項9】
前記Ag-Sn合金に4at%以下のTiおよび/または8at%以下のTaを含有させる、請求項1~8のいずれかに記載のNb3Sn超伝導線の製造方法。

【請求項10】
前記Nb材に4at%以下のTiおよび/または8at%以下のTaを含有させる、請求項1~9のいずれかに記載のNb3Sn超伝導線の製造方法。

【請求項11】
前記Ag-Sn合金を含むマトリックス材にTaまたはNb箔から成る拡散バリアー材を介してCuまたはAgから成る安定化材を複合させる、請求項1~4のいずれかに記載のNb3Sn超伝導線の製造方法。

【請求項12】
前記Nbを含むマトリックス材にCuまたはAgから成る安定化材を複合させる、請求項5~8のいずれかに記載の超伝導線の製造方法。

【請求項13】
ζ相のAg-Sn合金を含むマトリックス材にNb材を含む芯材が組み込まれ、
前記芯材と前記Ag-Sn合金との境界部にNb3Snが形成されたNb3Sn超伝導線。

【請求項14】
多芯Nb3Sn超伝導線であって、
ζ相のAg-Sn合金を含むマトリックス材にNb材を含む芯材が複数組み込まれ、
それぞれの前記芯材と前記Ag-Sn合金との境界部にNb3Snが形成されたNb3Sn超伝導線。

【請求項15】
Nb材を含むマトリックス材にζ相のAg-Sn合金を含む芯材が組み込まれ、
前記芯材と前記Nb材との境界部にNb3Snが形成されたNb3Sn超伝導線。

【請求項16】
多芯Nb3Sn超伝導線であって、
Nb材を含むマトリックス材にζ相のAg-Sn合金を含む芯材が複数組み込まれ、
それぞれの前記芯材と前記Nb材との境界部にNb3Snが形成されたNb3Sn超伝導線。

【請求項17】
前記ζ相のAg-Sn合金のSn濃度は9.35at%~22.85at%である、請求項13~16のいずれかに記載のNb3Sn超伝導線。

【請求項18】
多芯Nb3Sn超伝導線製造用の単芯複合線であって、
ζ相のAg-Sn合金を含むマトリックス材にNb材を含む芯材が組み込まれた、単芯複合線。

【請求項19】
多芯Nb3Sn超伝導線製造用の単芯複合線であって、
Nb材を含むマトリックス材にζ相のAg-Sn合金を含む芯材が組み込まれた、単芯複合線。
産業区分
  • 電線ケーブル
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006152136thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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