JP2019053985A - Precursor used for manufacturing superconducting wire rod, manufacturing method of precursor and superconducting wire rod - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超電導線材の製造に用いられる前駆体、前駆体の製造方法及び超電導線材に関する。 The present invention relates to a precursor used for manufacturing a superconducting wire, a method for manufacturing the precursor, and a superconducting wire.
核磁気共鳴装置(NMR装置)、磁気共鳴画像撮影装置(MRI装置)、核融合炉、加速器等では強磁場を発生させるために超電導電磁石が利用されている。近年、超電導電磁石には高性能化及び小型化が求められており、超電導電磁石用の超電導線材についても強磁場を発生させるために臨界磁場及び臨界電流密度を大きくする要求がある。従来、強磁場を発生させることができる超電導線材としては、Nb3Sn超電導線材が用いられている。 A superconducting electromagnet is used to generate a strong magnetic field in a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR apparatus), a magnetic resonance imaging apparatus (MRI apparatus), a nuclear fusion reactor, an accelerator, or the like. In recent years, superconducting electromagnets are required to have high performance and downsizing, and superconducting wires for superconducting electromagnets are also required to increase the critical magnetic field and critical current density in order to generate a strong magnetic field. Conventionally, Nb 3 Sn superconducting wire has been used as a superconducting wire capable of generating a strong magnetic field.
Nb3Sn超電導線材の製造方法としては、ブロンズ法及び内部スズ拡散法が提案されている(特許文献1、特許文献2)。ここで、内部スズ拡散法とは、ニオブ芯材及びスズ芯材が銅マトリックス内で互いに接触しないように配置された超電導線材の前駆体に熱処理を実施し、銅マトリックス内を拡散するスズをニオブと反応させることでNb3Snを生成する方法であり、ブロンズ法と比較してNb3Snの生成効率及び線材に対する熱処理のコストの観点で有利であることが知られている。 As a manufacturing method of the Nb 3 Sn superconducting wire, a bronze method and an internal tin diffusion method have been proposed (Patent Documents 1 and 2). Here, the internal tin diffusion method is a method in which a niobium core material and a precursor of a superconducting wire arranged so that the tin core material does not come into contact with each other in the copper matrix are subjected to heat treatment, and the tin diffused in the copper matrix is converted into niobium. and a method for producing a Nb 3 Sn by reaction, it is known that as compared with the bronze process is advantageous in terms of cost of heat treatment on product efficiency and the wire of Nb 3 Sn.
特許文献1のNb3Sn超電導線材は、ニオブ芯材を銅マトリックス内に埋め込んだニオブ線材とスズの表面に銅マトリックスを有しないスズ線材とを組み合わせた前駆体から内部スズ拡散法により製造されるものである。特許文献1は、前駆体中の銅マトリックスの体積を減少させることで、Nb3Sn超電導線材の臨界電流密度を高めることができるとしている。 The Nb 3 Sn superconducting wire of Patent Document 1 is manufactured by an internal tin diffusion method from a precursor combining a niobium wire in which a niobium core material is embedded in a copper matrix and a tin wire not having a copper matrix on the surface of tin. Is. Patent Document 1 states that the critical current density of the Nb 3 Sn superconducting wire can be increased by reducing the volume of the copper matrix in the precursor.
また、特許文献2のNb3Sn超電導線材は、スズ芯材の周囲に銅マトリックス及び複数のニオブ芯材を配置した前駆体から内部スズ拡散法により製造されるものである。特許文献2は、前駆体中のニオブ芯材の線径を5μmから30μmとし、スズ芯材の最近傍に存在するニオブ芯材とスズ芯材との平均距離を100μm以下とすることで、Nb3Sn超電導線材の臨界電流密度を高めることができるとしている。
The Nb 3 Sn superconducting wire of
特許文献1及び特許文献2は、前駆体中のニオブの体積比率を相対的に増大させることで、Nb3Sn超電導線材の臨界電流密度を高めるものである。しかしながら、Nb3Sn超電導線材の臨界電流密度をより一層高めるためにはさらなる工夫が必要である。
Patent Document 1 and
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、臨界電流密度の高い超電導線材を得ることが可能な超電導線材の製造に用いられる前駆体、この前駆体の製造方法及び臨界電流密度の高い超電導線材を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the above circumstances, a precursor used for manufacturing a superconducting wire capable of obtaining a superconducting wire having a high critical current density, a method for manufacturing the precursor, and a critical current. An object is to provide a superconducting wire having a high density.
本発明者らは、内部スズ拡散法によりNb3Sn超電導線材を製造し、この超電導線材の臨界電流密度と内部構造とを観察した結果、超電導線材内に粗大なNb3Snの結晶粒が生成されていると超電導線材の臨界電流密度が低下することを知得した。そこで、本発明者らは、超電導線材の製造に用いられる前駆体中のスズを所定の条件を満たすように配置することで、前駆体から製造される超電導線材での粗大なNb3Snの結晶粒の生成を抑制できることを見出し、本発明を完成させた。 The inventors of the present invention manufactured an Nb 3 Sn superconducting wire by an internal tin diffusion method, and as a result of observing the critical current density and internal structure of this superconducting wire, coarse Nb 3 Sn crystal grains were formed in the superconducting wire. It has been found that the critical current density of the superconducting wire decreases. Therefore, the present inventors arranged coarse Nb 3 Sn crystals in the superconducting wire manufactured from the precursor by arranging tin in the precursor used for manufacturing the superconducting wire so as to satisfy a predetermined condition. It discovered that the production | generation of a grain could be suppressed and completed this invention.
すなわち、上記課題を解決するためになされた第一の発明は、複合線材群と、この複合線材群を取り囲むように配設され、スズの透過を防止する筒状のバリア層と、この筒状のバリア層の外周面を被覆する筒状の銅層とを備える複合管の伸線加工品であり、内部スズ拡散法によるNb3Sn超電導線材の製造に用いられる前駆体であって、上記複合線材群が、スズ製又はスズ合金製の一又は複数のスズ芯材及びこのスズ芯材を囲繞する銅マトリックスを有する複数のスズ線材と、上記スズ線材を取り囲むように隣接し、ニオブ製又はニオブ合金製の複数のニオブ芯材及びこれらのニオブ芯材を囲繞する銅マトリックスを有する複数のニオブ線材とを備えており、横断面視で、上記複数のスズ線材に由来するスズ線状体の断面領域の重心が略平面格子状に位置しており、この平面格子を形成する単位格子の重心とこの単位格子の格子点にある上記スズ線状体の断面領域の重心との間の平均距離が30μm以上50μm以下である。 That is, the first invention made to solve the above problems is a composite wire group, a cylindrical barrier layer disposed so as to surround the composite wire group and preventing permeation of tin, and the cylindrical And a tubular copper layer covering the outer peripheral surface of the barrier layer of the composite pipe, and a precursor for use in the manufacture of a Nb 3 Sn superconducting wire by an internal tin diffusion method. One or more tin cores made of tin or a tin alloy and a plurality of tin wires having a copper matrix surrounding the tin core, and adjacent to the tin wire, the wire group is made of niobium or niobium A plurality of niobium cores made of an alloy and a plurality of niobium wires having a copper matrix surrounding these niobium cores, and a cross section of a tin wire body derived from the plurality of tin wires in a cross-sectional view The center of gravity of the region is approximately The average distance between the center of gravity of the unit cell forming the plane lattice and the center of gravity of the cross-sectional area of the tin linear body at the lattice point of the unit cell is 30 μm or more and 50 μm or less. is there.
本発明者らは、鋭意検討の結果、前駆体の熱処理におけるスズの拡散距離が50μm程度であり、スズからこの拡散距離より遠く離れた位置で粗大なNb3Snの結晶粒が生成されやすいことを確認している。そこで、当該前駆体は、横断面視で、複数のスズ線材に由来するスズ線状体の断面領域の重心を略平面格子状に位置させ、この平面格子を形成する単位格子の重心とこの単位格子の格子点にあるスズ線状体の断面領域の重心との間の平均距離を30μm以上50μm以下としている。複合管の複合線材群は、スズ線材の周囲に複数のニオブ線材を隣接させる構造であるので、複合管の伸線加工品である当該前駆体は、スズ線状体から50μm以下の範囲内にニオブ線材に由来するニオブ線状体を位置させ、内部スズ拡散法による熱処理においてニオブ線状体の隅々に十分な量のスズを拡散させることを可能とする。つまり、当該前駆体は、スズ線状体から遠く離れた位置におけるスズの拡散量の不足を防止し、粗大なNb3Snの結晶粒の生成を抑制できるので、臨界電流密度の高い超電導線材を得ることを可能とする。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that the diffusion distance of tin in the heat treatment of the precursor is about 50 μm, and coarse Nb 3 Sn crystal grains are likely to be generated at a position far from the diffusion distance from tin. Have confirmed. Therefore, in the cross-sectional view, the precursor has the center of gravity of the cross-sectional area of the tin wire derived from a plurality of tin wires positioned in a substantially planar lattice shape, and the center of gravity of the unit lattice forming this planar lattice and the unit The average distance between the center of gravity of the cross-sectional area of the tin linear body at the lattice point of the lattice is 30 μm or more and 50 μm or less. Since the composite wire group of the composite tube has a structure in which a plurality of niobium wires are adjacent to each other around the tin wire, the precursor that is a drawn product of the composite tube is within a range of 50 μm or less from the tin wire. A niobium linear body derived from the niobium wire is positioned, and a sufficient amount of tin can be diffused in every corner of the niobium linear body in the heat treatment by the internal tin diffusion method. In other words, the precursor can prevent a short amount of tin diffusion at a position far away from the tin linear body and can suppress the formation of coarse Nb 3 Sn crystal grains, so that a superconducting wire with a high critical current density can be obtained. Make it possible to get.
上記課題を解決するためになされた第二の発明は、内部スズ拡散法によるNb3Sn超電導線材の製造に用いられる前駆体の製造方法であって、複合線材群と、この複合線材群を取り囲むように配設され、スズの透過を防止する筒状のバリア層と、この筒状のバリア層の外周面を被覆する筒状の銅層とを備える複合管を用意する工程と、上記複合管を伸線する工程とを有し、上記複合線材群が、スズ製又はスズ合金製の一又は複数のスズ芯材及びこのスズ芯材を囲繞する銅マトリックスを有する複数のスズ線材と、上記スズ線材を取り囲むように隣接し、ニオブ製又はニオブ合金製の複数のニオブ芯材及びこれらのニオブ芯材を囲繞する銅マトリックスを有する複数のニオブ線材とを備えており、上記伸線工程後の上記複合管の横断面視で、上記複数のスズ線材に由来するスズ線状体の断面領域の重心が略平面格子状に位置しており、上記伸線工程で、上記平面格子を形成する単位格子の重心とこの単位格子の格子点にある上記スズ線状体の断面領域の重心との間の平均距離が30μm以上50μm以下となるように上記複合管を伸線する。 A second invention made to solve the above problems is a method for producing a precursor used for producing an Nb 3 Sn superconducting wire by an internal tin diffusion method, and surrounds the composite wire group and the composite wire group. Preparing a composite pipe comprising a cylindrical barrier layer disposed so as to prevent permeation of tin and a cylindrical copper layer covering the outer peripheral surface of the cylindrical barrier layer, and the composite pipe A plurality of tin wires having a copper matrix surrounding the tin core and one or more tin cores made of tin or a tin alloy, and the tin A plurality of niobium cores made of niobium or niobium alloy adjacent to each other so as to surround the wire, and a plurality of niobium wires having a copper matrix surrounding these niobium cores, and after the wire drawing step In cross section view of composite pipe The center of gravity of the cross-sectional area of the tin wire derived from the plurality of tin wires is positioned in a substantially planar lattice shape, and the center of gravity of the unit lattice forming the planar lattice in the wire drawing step and the lattice of the unit lattice The composite pipe is drawn so that an average distance from the center of gravity of the cross-sectional area of the tin linear body at the point is 30 μm or more and 50 μm or less.
当該前駆体の製造方法によって製造される前駆体は、上記前駆体と同じ構造を有するので、当該前駆体の製造方法は、臨界電流密度の高い超電導線材を得ることを可能とする。 Since the precursor manufactured by the precursor manufacturing method has the same structure as the precursor, the precursor manufacturing method makes it possible to obtain a superconducting wire having a high critical current density.
上記課題を解決するためになされた第三の発明は、内部スズ拡散法により製造されたNb3Sn超電導線材であって、長手方向に沿う複数の空孔を有し、少なくともNb3Sn及び銅を含有する複合線状体と、上記複合線状体を取り囲むように配設され、スズの透過を防止する筒状のバリア層と、上記筒状のバリア層の外周面を被覆する筒状の銅層とを備え、横断面視で、上記複数の空孔の断面領域の重心が略平面格子状に位置しており、この平面格子を形成する単位格子の重心とこの単位格子の格子点にある上記空孔の断面領域の重心との間の平均距離が30μm以上50μm以下である。 A third invention made to solve the above problems is an Nb 3 Sn superconducting wire manufactured by an internal tin diffusion method, and has a plurality of holes along the longitudinal direction, and at least Nb 3 Sn and copper Containing a composite linear body, a cylindrical barrier layer disposed so as to surround the composite linear body and preventing permeation of tin, and a cylindrical shape covering an outer peripheral surface of the cylindrical barrier layer And a center of gravity of the cross-sectional area of the plurality of vacancies is positioned in a substantially planar lattice shape in cross-sectional view, and the center of gravity of the unit lattice forming the planar lattice and the lattice point of the unit lattice are The average distance from the center of gravity of the cross-sectional area of the hole is 30 μm or more and 50 μm or less.
当該超電導線材は、内部スズ拡散法により製造されたNb3Sn超電導線材である。前駆体内に配設されたスズは内部スズ拡散法による熱処理で拡散するため、スズの存在していた位置に空孔が形成される。当該超電導線材は、横断面視で、スズ由来の複数の空孔の断面領域の重心を略平面格子状に位置させ、この平面格子を形成する単位格子の重心とこの単位格子の格子点にある空孔の断面領域の重心との間の平均距離を30μm以上50μm以下としており、内部スズ拡散法による熱処理において複合線状体内の隅々に十分な量のスズを拡散させた構造である。つまり、当該超電導線材は、スズから遠く離れた位置におけるスズの拡散量の不足を防止し、粗大なNb3Snの結晶粒の生成を抑制したものであるので、高い臨界電流密度を示す。 The superconducting wire is an Nb 3 Sn superconducting wire manufactured by an internal tin diffusion method. Since tin disposed in the precursor diffuses by heat treatment by an internal tin diffusion method, voids are formed at the positions where tin was present. The superconducting wire has the center of gravity of a cross-sectional area of a plurality of cavities derived from tin positioned in a substantially planar lattice shape in a cross-sectional view, and is located at the center of gravity of the unit lattice forming this planar lattice and the lattice point of the unit lattice The average distance between the center of gravity of the cross-sectional area of the pores is 30 μm or more and 50 μm or less, and a sufficient amount of tin is diffused in every corner of the composite linear body in the heat treatment by the internal tin diffusion method. In other words, the superconducting wire prevents the insufficient amount of tin diffusion at a position far from the tin and suppresses the formation of coarse Nb 3 Sn crystal grains, and thus exhibits a high critical current density.
本発明は、臨界電流密度の高い超電導線材を得ることが可能な超電導線材の製造に用いられる前駆体、この前駆体の製造方法及び臨界電流密度の高い超電導線材を提供する。 The present invention provides a precursor used in the production of a superconducting wire capable of obtaining a superconducting wire having a high critical current density, a method for producing the precursor, and a superconducting wire having a high critical current density.
以下、本発明に係る前駆体、前駆体の製造方法及び超電導線材の実施形態について図を参照しつつ詳説する。 Embodiments of a precursor, a precursor manufacturing method, and a superconducting wire according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
図1の前駆体1は、内部スズ拡散法によるNb3Sn超電導線材の製造に用いられる熱処理前の超電導線材前駆体であり、横断面視で断面領域が略円形に形成されている。前駆体1は、複合線材群と、この複合線材群を取り囲むように配設され、スズの透過を防止する筒状のバリア層と、この筒状のバリア層の外周面を被覆する筒状の銅層とを備える複合管の伸線加工品である。ここで、複合管の伸線加工品とは、伸線加工により複合管を半径方向に縮径した状態の成形品を示し、伸線加工の前後において縮径以外の配置構造の変化が小さいものを意味する。 A precursor 1 in FIG. 1 is a superconducting wire precursor before heat treatment used for manufacturing an Nb 3 Sn superconducting wire by an internal tin diffusion method, and a cross-sectional area is formed in a substantially circular shape in a cross-sectional view. The precursor 1 is disposed so as to surround the composite wire group, a cylindrical barrier layer that prevents the permeation of tin, and a cylindrical shape that covers the outer peripheral surface of the cylindrical barrier layer. A wire-drawn product of a composite pipe comprising a copper layer. Here, the drawn product of the composite pipe refers to a molded product in which the composite pipe is radially reduced by drawing, and the change in the arrangement structure other than the reduced diameter is small before and after the drawing. Means.
[複合管]
伸線加工前の複合管は、横断面視で、断面領域の形状が略円形に形成されており、筒状の銅層の内周面にバリア層を筒状に配設した筒状体の内側に複合線材群を挿入した構造を有している。なお、バリア層の材質としては、例えばニオブ、チタンが採用されるが、バリア層の内周面にもNb3Snを生成できるという観点からニオブが好ましい。
[Composite pipe]
The composite tube before wire drawing is formed in a cylindrical body in which a cross-sectional area is formed in a substantially circular shape in a cross-sectional view, and a barrier layer is arranged in a cylindrical shape on the inner peripheral surface of a cylindrical copper layer. It has a structure in which a composite wire group is inserted inside. As the material of the barrier layer, for example, niobium or titanium is adopted, but niobium is preferable from the viewpoint that Nb 3 Sn can be generated also on the inner peripheral surface of the barrier layer.
<複合線材群>
複合線材群は、スズ製又はスズ合金製のスズ芯材及びこのスズ芯材を囲繞する銅マトリックスを有する複数のスズ線材と、スズ線材を取り囲むように隣接し、ニオブ製又はニオブ合金製の複数のニオブ芯材及びこれらのニオブ芯材を囲繞する銅マトリックスを有する複数のニオブ線材とを備えている。スズ線材及びニオブ線材は、横断面視で、断面領域の形状がそれぞれ略正六角形に形成されており、空間的に略隙間なく組み合わされている。具体的には、1つのニオブ線材の6面にニオブ線材及びスズ線材が交互に3つずつ隣接し、1つのスズ線材の6面の各々にニオブ線材が1つずつ隣接するようにスズ線材及びニオブ線材が組み合わされており、ニオブ線材の銅マトリックス及びスズ線材の銅マトリックスが互いに当接している。
<Composite wire group>
The composite wire group includes a tin core made of tin or a tin alloy and a plurality of tin wires having a copper matrix surrounding the tin core, adjacent to each other so as to surround the tin wire, and a plurality of niobium or niobium alloy And a plurality of niobium wires having a copper matrix surrounding these niobium core materials. In the cross sectional view, the tin wire and the niobium wire are each formed in a substantially regular hexagonal shape in cross-sectional area, and are spatially combined with substantially no gap. Specifically, three niobium wires and tin wires are alternately adjacent to six surfaces of one niobium wire, and one niobium wire is adjacent to each of six surfaces of one tin wire. Niobium wire is combined, and the copper matrix of the niobium wire and the copper matrix of the tin wire are in contact with each other.
複合線材群中のスズ線材は、上述のようなスズ線材及びニオブ線材の組み合わせによって規則的に位置している。具体的には、複合管の横断面視で、複数のスズ線材の断面領域の重心が略平面格子状(略三角格子状)に位置している。また、複合管の横断面視で、スズ線材の断面領域の重心とスズ芯材の断面領域の重心とが略一致している。 The tin wire in the composite wire group is regularly positioned by the combination of the tin wire and the niobium wire as described above. Specifically, the center of gravity of the cross-sectional area of the plurality of tin wires is positioned in a substantially planar lattice shape (substantially triangular lattice shape) in a cross sectional view of the composite pipe. Further, in the cross sectional view of the composite pipe, the center of gravity of the cross-sectional area of the tin wire and the center of gravity of the cross-sectional area of the tin core substantially coincide.
[前駆体の製造方法]
前駆体1の製造方法は、複合管を用意する用意工程と、複合管を伸線する伸線工程とを有している。
[Precursor production method]
The manufacturing method of the precursor 1 has a preparation process for preparing a composite pipe and a wire drawing process for drawing the composite pipe.
<用意工程>
用意工程は、上述の複合管を用意する工程であり、用意工程では、複合線材群と、この複合線材群を取り囲むように配設され、スズの透過を防止する筒状のバリア層と、この筒状のバリア層の外周面を被覆する筒状の銅層とを備える複合管を用意する。
<Preparation process>
The preparation step is a step of preparing the above-described composite pipe. In the preparation step, a composite wire group, a cylindrical barrier layer disposed so as to surround the composite wire group and preventing permeation of tin, and this A composite pipe provided with a cylindrical copper layer covering the outer peripheral surface of the cylindrical barrier layer is prepared.
用意された複合管の複合線材群は、上述の通り、スズ製又はスズ合金製の一又は複数のスズ芯材及びこのスズ芯材を囲繞する銅マトリックスを有する複数のスズ線材と、スズ線材を取り囲むように隣接し、ニオブ製又はニオブ合金製の複数のニオブ芯材及びこれらのニオブ芯材を囲繞する銅マトリックスを有する複数のニオブ線材とを備えている。 As described above, the prepared composite wire group of composite pipes includes one or more tin cores made of tin or a tin alloy, and a plurality of tin wires having a copper matrix surrounding the tin core, and a tin wire. A plurality of niobium cores made of niobium or a niobium alloy and a plurality of niobium wires having a copper matrix surrounding these niobium cores are provided so as to surround them.
<伸線工程>
伸線工程は、用意工程で用意した複合管を伸線して前駆体1を得る工程であり、伸線工程では、伸線加工により複合管を半径方向に縮径する。この伸線加工としては、ダイスを用いた公知の加工手順を採用することができる。
<Wire drawing process>
The wire drawing step is a step of drawing the composite tube prepared in the preparation step to obtain the precursor 1, and in the wire drawing step, the composite tube is radially reduced by wire drawing. As this wire drawing, a known processing procedure using a die can be adopted.
伸線加工後の複合管(前駆体1)は、伸線加工前の複合管と比較して縮径以外の配置構造の変化が小さい。このため、前駆体1は、複数のニオブ線材に由来するニオブ線状体2及び複数のスズ線材に由来するスズ線状体3について、元の複数のニオブ線材及び複数のスズ線材の縮径以外の配置構造を維持する。つまり、伸線工程後の複合管の横断面視で、複数のスズ線材に由来するスズ線状体3の断面領域の重心は、複数のスズ線材の配置に対応して、略平面格子状(略三角格子状)に位置する。
The composite pipe after the wire drawing (precursor 1) has a smaller change in the arrangement structure other than the reduced diameter as compared with the composite pipe before the wire drawing. Therefore, the precursor 1 is a
また、伸線工程では、縮径によって複数のスズ線材に由来するスズ線状体3の配置構造が調整される。具体的には、伸線工程で、平面格子を形成する単位格子の重心とこの単位格子の格子点にあるスズ線状体3の断面領域の重心との間の平均距離Wが、熱処理におけるスズの拡散に適した値に調整されるように複合管を伸線する。ここで、平均距離Wとは、任意の5つの単位格子について各格子点から重心までの距離を取得し、これらを平均した値を示す。 In the wire drawing step, the arrangement structure of the tin linear bodies 3 derived from the plurality of tin wire rods is adjusted by reducing the diameter. Specifically, in the wire drawing step, the average distance W between the center of gravity of the unit cell forming the plane lattice and the center of gravity of the cross-sectional area of the tin linear body 3 at the lattice point of this unit cell is the tin in the heat treatment. The composite tube is drawn so as to be adjusted to a value suitable for diffusion of Here, the average distance W indicates a value obtained by obtaining the distance from each lattice point to the center of gravity for any five unit lattices and averaging them.
なお、上述の前駆体1の場合は、スズ線状体3の断面領域の形状は正六角形に近似し、単位格子の形状は正三角形に近似するので、スズ線状体3の断面領域及び単位格子の抽出方法としては、例えば顕微鏡写真画像を用いた形状マッチング等の公知の手法を採用することができる。 In the case of the above-described precursor 1, the shape of the cross-sectional area of the tin linear body 3 approximates a regular hexagon, and the shape of the unit cell approximates a regular triangle. As a method for extracting the lattice, for example, a known method such as shape matching using a microphotograph image can be employed.
上記平均距離Wの下限としては、30μmが好ましく、33μmがより好ましく、35μmがさらに好ましい。一方、上記平均距離Wの上限としては、50μmが好ましく、47μmがより好ましく、45μmがさらに好ましい。上記平均距離Wが上記下限に満たないと、伸線加工自体が困難であるおそれや伸線加工のコストが増大するおそれがある。逆に、上記平均距離Wが上記上限を超えると、スズ線状体3から平面格子を形成する単位格子の重心までのスズの拡散量が不足し、単位格子の重心での粗大なNb3Snの結晶粒の生成が抑制されないおそれがある。 The lower limit of the average distance W is preferably 30 μm, more preferably 33 μm, and even more preferably 35 μm. On the other hand, the upper limit of the average distance W is preferably 50 μm, more preferably 47 μm, and even more preferably 45 μm. If the average distance W is less than the lower limit, the drawing process itself may be difficult or the drawing process cost may increase. On the other hand, when the average distance W exceeds the upper limit, the amount of tin diffusion from the tin linear body 3 to the center of gravity of the unit cell forming the planar lattice becomes insufficient, and coarse Nb 3 Sn at the center of gravity of the unit cell. The production of crystal grains may not be suppressed.
[前駆体]
前駆体1は、上述の複合管の伸線加工品であるので、伸線前の複合管の縮径以外の配置構造を継承する。具体的には、前駆体1は、複数のニオブ線材に由来する複数のニオブ線状体2と、複数のスズ線材に由来する複数のスズ線状体3とを備えており、1つのスズ線状体3に対して6つのニオブ線状体2が隣接する構造となっている。また、前駆体1は、複数のニオブ線状体2及び複数のスズ線状体3を取り囲むように配設され、スズの透過を防止する筒状のバリア層4と、この筒状のバリア層4の外周面を被覆する筒状の銅層5とを備えている。なお、図1では前駆体1が筒状のバリア層4の内周面側に隙間を有するように表現されているが、図1は前駆体1の構造の理解を容易にするための模式的な断面図であり、実際には前駆体1を製造する際の伸線加工によってこの隙間は閉塞されている。
[precursor]
Since the precursor 1 is a drawn product of the composite pipe described above, it inherits the arrangement structure other than the reduced diameter of the composite pipe before drawing. Specifically, the precursor 1 includes a plurality of niobium
<ニオブ線状体>
ニオブ線状体2は、伸線加工前のニオブ線材に由来し、銅マトリックス2a及び銅マトリックス2aによって囲繞されるニオブ製又はニオブ合金製の複数のニオブ芯体2bで形成されている。複数のニオブ芯体2bは、それぞれが銅マトリックス2aによって離隔された状態で配設されていればよく、数や配置は特に限定されない。
<Niobium linear body>
The
<スズ線状体>
スズ線状体3は、伸線加工前のスズ線材に由来し、銅マトリックス3a及び銅マトリックス3aによって囲繞されるスズ製又はスズ合金製のスズ芯体3bで形成されている。なお、1つのスズ線状体3が1つのスズ芯体3bを有するものに限定されず、1つのスズ線状体3が複数のスズ芯体3bを有していてもよい。
<Tin linear body>
The tin wire 3 is derived from a tin wire before wire drawing, and is formed of a
ニオブ線状体2及びスズ線状体3は、横断面視で、断面領域の形状が略正六角形に形成されており、空間的に略隙間なく組み合わされている。また、図1に示すように、1つのニオブ線状体2の6面にニオブ線状体2及びスズ線状体3が交互に3つずつ隣接し、1つのスズ線状体3の6面の各々にニオブ線状体2が1つずつ隣接しており、ニオブ線状体2の銅マトリックス2a及びスズ線状体3の銅マトリックス3aが互いに当接又は接合している。
The niobium
スズ線状体3は、上述のようなニオブ線状体2及びスズ線状体3の組み合わせによって規則的に位置している。具体的には、前駆体1の横断面視で、複数のスズ線状体3の断面領域の重心が略平面格子状(略三角格子状)に位置している。また前駆体1の横断面視で、スズ線状体3の断面領域の重心とスズ芯体3bの断面領域の重心とが略一致している。
The tin linear body 3 is regularly positioned by the combination of the niobium
この平面格子を形成する単位格子の重心とこの単位格子の格子点にあるスズ線状体3の断面領域の重心との間の平均距離Wは、熱処理におけるスズの拡散に適した値に調整されている。すなわち、上記平均距離Wの下限としては、30μmが好ましく、33μmがより好ましく、35μmがさらに好ましい。一方、上記平均距離Wの上限としては、50μmが好ましく、47μmがより好ましく、45μmがさらに好ましい。上記平均距離Wが上記下限に満たないと、伸線加工が困難になるおそれや伸線加工のコストが増大するおそれがある。逆に、上記平均距離Wが上記上限を超えると、スズ線状体3から平面格子を形成する単位格子の重心までのスズの拡散量が不足し、単位格子の重心での粗大なNb3Snの結晶粒の生成が抑制されないおそれがある。 The average distance W between the center of gravity of the unit cell forming this plane lattice and the center of gravity of the cross-sectional area of the tin linear body 3 at the lattice point of this unit cell is adjusted to a value suitable for tin diffusion in heat treatment. ing. That is, the lower limit of the average distance W is preferably 30 μm, more preferably 33 μm, and even more preferably 35 μm. On the other hand, the upper limit of the average distance W is preferably 50 μm, more preferably 47 μm, and even more preferably 45 μm. If the average distance W is less than the lower limit, the drawing process may be difficult and the drawing process cost may increase. On the other hand, when the average distance W exceeds the upper limit, the amount of tin diffusion from the tin linear body 3 to the center of gravity of the unit cell forming the planar lattice becomes insufficient, and coarse Nb 3 Sn at the center of gravity of the unit cell. The production of crystal grains may not be suppressed.
<バリア層>
バリア層4は、内部スズ拡散法による熱処理においてスズ線状体3から拡散されるスズが外部に透過するのを防止する層であり、複数のニオブ線状体2及び複数のスズ線状体3を取り囲むように筒状に形成されている。バリア層4の材質としては、例えばニオブ、チタンが採用されるが、バリア層4の内周面にもNb3Snを生成できるという観点からニオブが好ましい。
<Barrier layer>
The barrier layer 4 is a layer that prevents the tin diffused from the tin linear body 3 from being transmitted to the outside in the heat treatment by the internal tin diffusion method, and includes a plurality of niobium
<銅層>
銅層5は、前駆体1を保護する安定化材であり、筒状のバリア層の外周面を被覆するように筒状に形成されている。
<Copper layer>
The
[超電導線材]
図2の超電導線材11は、上述の複合管の伸線加工品、すなわち前駆体1から内部スズ拡散法により製造されたNb3Sn超電導線材であり、横断面視で断面領域が略円形に形成されている。超電導線材11は、上述の複合管の伸線加工品から製造されたものであるので、伸線前の複合管の縮径以外の配置構造を継承する。具体的には、超電導線材11は、複合線材群に由来する複合線状体と、この複合線状体を取り囲むように配設され、スズの透過を防止する筒状のバリア層14と、この筒状のバリア層14の外周面を被覆する筒状の銅層15とを備えている。なお、図2では超電導線材11が筒状のバリア層14の内周面側に隙間を有するように表現されているが、図2は超電導線材11の構造の理解を容易にするための模式的な断面図であり、実際にはこの隙間は閉塞されている。
[Superconducting wire]
The
超電導線材11は、上述の前駆体1に内部スズ拡散法による熱処理を実施したものであるため、前駆体1のスズ線状体3に含まれるスズは拡散し、ニオブ線状体2に含まれるニオブはスズと反応してNb3Snとなっている。
Since the
<複合線状体>
超電導線材11は、長手方向に沿う複数の空孔Xを有し、少なくともNb3Sn及び銅を含有する複合線状体を備えている。複合線状体は、複数のニオブ線状体2に由来する複数のニオブ線状体12と、複数のスズ線状体3に由来する複数のスズ線状体13とにより形成され、1つのスズ線状体13に対して6つのニオブ線状体12が隣接している。ただし、複数のニオブ線状体12及び複数のスズ線状体13は、内部スズ拡散法による熱処理で渾然一体となって融合しているので、複合線状体は、ニオブ線状体12及びスズ線状体13の境界を識別することやNb3Sn及び銅を明確に区別することが困難な構造となっている。
<Composite linear body>
The
<空孔>
空孔Xは、スズ線状体3に由来する空孔である。上述の通り、内部スズ拡散法による熱処理で前駆体1のスズ線状体3から大部分のスズが拡散する。このため、図1のスズ線状体3のスズ芯体3bの配置に由来してスズ線状体13内には空孔Xが形成される。ただし、上述のように、ニオブ線状体12及びスズ線状体13は渾然一体となっているので、実際には、図2に示すように、複合線状体が長手方向に沿う複数の空孔Xを有するように観察される。
<Hole>
The hole X is a hole derived from the tin linear body 3. As described above, most of the tin diffuses from the tin linear body 3 of the precursor 1 by the heat treatment by the internal tin diffusion method. For this reason, void X is formed in the
なお、前駆体1のスズ芯体3bに含まれるスズの一部が拡散せずに残留する場合、図2に示すように、空孔Xの内周面にはスズ付着層が形成される。
When a part of tin contained in the
空孔Xは、前駆体1のニオブ線状体2及びスズ線状体3の配置に由来して規則的に配設される。具体的には、超電導線材11の横断面視で、複数の空孔Xの断面領域の重心が略平面格子状(略三角格子状)に位置している。
The holes X are regularly arranged due to the arrangement of the niobium
この平面格子を形成する単位格子の重心とこの単位格子の格子点にある空孔Xの断面領域の重心との間の平均距離Wは、熱処理におけるスズの拡散に適した値に調整されたものである。すなわち、上記平均距離Wの下限としては、30μmが好ましく、33μmがより好ましく、35μmがさらに好ましい。一方、上記平均距離Wの上限としては、50μmが好ましく、47μmがより好ましく、45μmがさらに好ましい。上記平均距離Wが上記下限に満たないと、伸線加工が困難になるおそれや伸線加工のコストが増大するおそれがある。逆に、上記平均距離Wが上記上限を超えると、熱処理前の前駆体1のスズ線状体3から平面格子を形成する単位格子の重心までのスズの拡散量が不足し、単位格子の重心での粗大なNb3Snの結晶粒の生成が抑制されないおそれがある。 The average distance W between the center of gravity of the unit cell forming this plane lattice and the center of gravity of the cross-sectional area of the hole X at the lattice point of this unit cell is adjusted to a value suitable for tin diffusion in heat treatment It is. That is, the lower limit of the average distance W is preferably 30 μm, more preferably 33 μm, and even more preferably 35 μm. On the other hand, the upper limit of the average distance W is preferably 50 μm, more preferably 47 μm, and even more preferably 45 μm. If the average distance W is less than the lower limit, the drawing process may be difficult and the drawing process cost may increase. On the other hand, if the average distance W exceeds the upper limit, the amount of tin diffusion from the tin linear body 3 of the precursor 1 before the heat treatment to the center of gravity of the unit cell forming the planar lattice becomes insufficient, and the center of gravity of the unit cell There is a possibility that the formation of coarse Nb 3 Sn crystal grains is not suppressed.
(利点)
当該前駆体1は、横断面視で、複数のスズ線材に由来するスズ線状体3の断面領域の重心を略平面格子状に位置させ、この平面格子を形成する単位格子の重心とこの単位格子の格子点にあるスズ線状体3の断面領域の重心との間の平均距離を50μm以下としているので、スズ線状体3から50μm以下の範囲内にニオブ線材に由来するニオブ線状体2を位置させ、内部スズ拡散法による熱処理においてニオブ線状体2の隅々に十分な量のスズを拡散させることを可能とする。つまり、当該前駆体1は、スズ線状体3から遠く離れた位置におけるスズの拡散量の不足を防止し、磁束ピンニングサイトとなる微細で等軸粒のNb3Snの結晶粒の生成を促進し、磁束ピンニング力の小さい粗大なNb3Snの結晶粒の生成を抑制できるので、臨界電流密度の高い超電導線材を得ることを可能とする。
(advantage)
In the cross-sectional view, the precursor 1 has the center of gravity of the cross-sectional area of the tin wire 3 derived from a plurality of tin wire rods positioned in a substantially planar lattice shape, and the center of gravity of the unit lattice forming this planar lattice and the unit Since the average distance from the center of gravity of the cross-sectional area of the tin linear body 3 at the lattice point of the grid is 50 μm or less, the niobium linear body derived from the niobium wire within the range of 50 μm or less from the tin linear body 3 2 is positioned, and a sufficient amount of tin can be diffused in every corner of the niobium
また、当該前駆体の製造方法によって製造される前駆体は、前駆体1と同じ構造を有するので、当該前駆体の製造方法は、臨界電流密度の高い超電導線材を得ることを可能とする。 In addition, since the precursor manufactured by the precursor manufacturing method has the same structure as that of the precursor 1, the precursor manufacturing method makes it possible to obtain a superconducting wire having a high critical current density.
また、当該超電導線材11は、横断面視で、複数の空孔Xの断面領域の重心を略平面格子状に位置させ、この平面格子を形成する単位格子の重心とこの単位格子の格子点にある空孔Xの断面領域の重心との間の平均距離を50μm以下としているので、内部スズ拡散法による熱処理において複合線状体内の隅々に十分な量のスズを拡散させた構造である。つまり、当該超電導線材11は、スズから遠く離れた位置におけるスズの拡散量の不足を防止し、粗大なNb3Snの結晶粒の生成を抑制したものであるので、高い臨界電流密度を示す。
Further, the
[その他の実施形態]
本発明の超電導線材の製造に用いられる前駆体、前駆体の製造方法及び超電導線材は、上記実施形態に限定されるものではない。
[Other Embodiments]
The precursor used for the production of the superconducting wire of the present invention, the method for producing the precursor, and the superconducting wire are not limited to the above embodiment.
上記実施形態では、前駆体が、横断面視で、断面領域の形状が略正六角形のニオブ線状体及びスズ線状体を備えるものについて説明したが、ニオブ線状体及びスズ線状体の横断面視での断面領域の形状は、略正六角形に限定されず、例えば略正三角形又は略正方形であってもよい。また前駆体の構造に由来して、超電導線材が、横断面視で、複数の空孔Xの断面領域の重心を略正六角格子状又は略正方格子状に位置させたものであってもよい。 In the above-described embodiment, the precursor has been described as including a niobium linear body and a tin linear body having a substantially regular hexagonal cross-sectional area in a cross-sectional view, but the niobium linear body and the tin linear body The shape of the cross-sectional area in the cross-sectional view is not limited to a substantially regular hexagon, and may be, for example, a substantially regular triangle or a substantially square. Further, the superconducting wire may be derived from the structure of the precursor in which the center of gravity of the cross-sectional area of the plurality of holes X is positioned in a substantially regular hexagonal lattice shape or a substantially square lattice shape in a cross sectional view. .
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
[複合管の用意]
まず、ニオブ製の芯材(外径:99mm)を銅パイプ(外径:114mm、内径:100mm)内に挿入し、伸線加工により横断面が正六角形のニオブ単芯線を製作した。ニオブ単芯線の横断面の正六角形の対辺間の長さは3.8mmであった。製作したニオブ単芯線を多数に切断し、583本のニオブ単芯線を組み合わせて銅パイプ(外径:114mm、内径:102mm)内に挿入し、伸線加工により横断面が正六角形のニオブ線材を製作した。ニオブ線材の横断面の正六角形の対辺間の長さは2.8mmであった。
[Preparation of composite pipe]
First, a niobium core material (outer diameter: 99 mm) was inserted into a copper pipe (outer diameter: 114 mm, inner diameter: 100 mm), and a niobium single core wire having a regular hexagonal cross section was produced by wire drawing. The length between opposite sides of the regular hexagon of the cross section of the niobium single core wire was 3.8 mm. The manufactured niobium single core wire is cut into a large number, 583 niobium single core wires are combined and inserted into a copper pipe (outer diameter: 114 mm, inner diameter: 102 mm), and a niobium wire having a regular hexagonal cross section is drawn by wire drawing. Produced. The length between opposite sides of the regular hexagon in the cross section of the niobium wire was 2.8 mm.
次に、スズ−チタン合金製の芯材(チタン含有量:2質量%、外形:17.5mm)を銅パイプ(外径:20.4mm、内径:18.0mm)内に挿入し、伸線加工により横断面が正六角形のスズ線材を製作した。スズ線材の横断面の正六角形の対辺間の長さは2.8mmであった。 Next, a core material made of tin-titanium alloy (titanium content: 2 mass%, outer shape: 17.5 mm) is inserted into a copper pipe (outer diameter: 20.4 mm, inner diameter: 18.0 mm), and then drawn. A tin wire with a regular hexagonal cross section was produced by processing. The length between opposite sides of the regular hexagon in the cross section of the tin wire was 2.8 mm.
得られたニオブ線材及びスズ線材を多数に切断し、84本のニオブ線材と37本のスズ線材とを横断面が略円形となるように組み合わせて複合線材群とした。この組み合わせにおいては、スズ線材の6面の全てにニオブ線材が隣接するようにし、ニオブ線材の6面にはスズ線材及びニオブ線材が交互に3本ずつ隣接するようにした。 The obtained niobium wire and tin wire were cut in large numbers, and 84 niobium wires and 37 tin wires were combined so as to have a substantially circular cross section to form a composite wire group. In this combination, the niobium wire was adjacent to all six surfaces of the tin wire, and three tin wires and niobium wires were alternately adjacent to the six surfaces of the niobium wire.
ニオブ製のシート材(厚み:0.2mm)を銅パイプ(外径:43.2mm、内径:37.2mm)の内周面に沿って1巻分挿入し、銅パイプ内のシート材よりさらに内側に複合線材群を挿入し、これを複合管とした。 A sheet of niobium (thickness: 0.2 mm) is inserted by one turn along the inner peripheral surface of the copper pipe (outer diameter: 43.2 mm, inner diameter: 37.2 mm), and more than the sheet material in the copper pipe. A composite wire group was inserted on the inner side to form a composite pipe.
[前駆体及び超電導線材]
得られた複合管を伸線加工により一体化し、さらに伸線加工を進めて2種類の前駆体を製造した。製造された前駆体の線径を表1に示す。また、製造された前駆体を切断して横断面を顕微鏡で観察すると、複数のスズ線材に由来するスズ線状体の断面領域の重心が略三角格子状に位置していることが確認された。そこで、この横断面において、平面格子を形成する単位格子の重心とこの単位格子の格子点にあるスズ線状体の断面領域の断面の重心との間の平均距離Wを測定した。この平均距離を表1に示す。
[Precursor and superconducting wire]
The obtained composite pipe was integrated by wire drawing, and wire drawing was further performed to produce two types of precursors. Table 1 shows the wire diameters of the manufactured precursors. Moreover, when the manufactured precursor was cut and the cross section was observed with a microscope, it was confirmed that the center of gravity of the cross-sectional area of the tin wire derived from a plurality of tin wires was positioned in a substantially triangular lattice shape. . Therefore, in this cross section, the average distance W between the center of gravity of the unit cell forming the plane lattice and the center of gravity of the cross section of the cross section of the tin linear body at the lattice point of the unit cell was measured. This average distance is shown in Table 1.
また、得られた2種類の前駆体に対して内部スズ拡散法による多段熱処理を行い、超電導線材を製造した。これらの超電導線材について、温度が4.2K、外部磁場が16Tの条件下で、全断面臨界電流密度と全断面積から銅の断面領域の面積を除いた非銅部における非銅部臨界電流密度とを測定した。これらの測定結果についても表1に示す。 In addition, multistage heat treatment by an internal tin diffusion method was performed on the obtained two types of precursors to produce a superconducting wire. For these superconducting wires, under the conditions of a temperature of 4.2K and an external magnetic field of 16T, the total cross-sectional critical current density and the non-copper critical current density in the non-copper part excluding the area of the copper cross-sectional area from the total cross-sectional area And measured. These measurement results are also shown in Table 1.
表1に示すように、No.1の非銅部臨界電流密度は1025(A/mm2)であり、No.2の非銅部臨界電流密度は760(A/mm2)であった。これらの結果から、No.1は、No.2と比較して非銅部臨界電流密度が約35%向上することが確認された。 As shown in Table 1, no. No. 1 has a critical current density of 1025 (A / mm 2 ). 2 had a non-copper critical current density of 760 (A / mm 2 ). From these results, no. 1 is No. Compared to 2, it was confirmed that the critical current density of the non-copper portion was improved by about 35%.
また、No.1及びNo.2の超電導線材を切断して横断面を顕微鏡で観察すると、No.1では、Nb3Snの結晶組織が等軸粒であるのに対し、No.2では、単位格子である三角格子の中央付近のNb3Snの結晶組織が粗大な結晶粒を含んでいることが確認された。 No. 1 and no. No. 2 was cut and the cross section was observed with a microscope. In No. 1, the crystal structure of Nb 3 Sn is equiaxed, whereas In No. 2, it was confirmed that the crystal structure of Nb 3 Sn near the center of the triangular lattice, which is a unit lattice, includes coarse crystal grains.
本発明は、臨界電流密度の高い超電導線材を得ることが可能な超電導線材の製造に用いられる前駆体、この前駆体の製造方法及び臨界電流密度の高い超電導線材を提供する。 The present invention provides a precursor used in the production of a superconducting wire capable of obtaining a superconducting wire having a high critical current density, a method for producing the precursor, and a superconducting wire having a high critical current density.
1 前駆体
2 ニオブ線状体
2a 銅マトリックス
2b ニオブ芯体
3 スズ線状体
3a 銅マトリックス
3b スズ芯体
4 バリア層
5 銅層
11 超電導線材
12 ニオブ線状体
13 スズ線状体
14 バリア層
15 銅層
X 空孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
上記複合線材群が、
スズ製又はスズ合金製の一又は複数のスズ芯材及びこのスズ芯材を囲繞する銅マトリックスを有する複数のスズ線材と、
上記スズ線材を取り囲むように隣接し、ニオブ製又はニオブ合金製の複数のニオブ芯材及びこれらのニオブ芯材を囲繞する銅マトリックスを有する複数のニオブ線材と
を備えており、
横断面視で、上記複数のスズ線材に由来するスズ線状体の断面領域の重心が略平面格子状に位置しており、この平面格子を形成する単位格子の重心とこの単位格子の格子点にある上記スズ線状体の断面領域の重心との間の平均距離が30μm以上50μm以下である前駆体。 A composite wire group, a cylindrical barrier layer disposed so as to surround the composite wire group and preventing permeation of tin, and a cylindrical copper layer covering the outer peripheral surface of the cylindrical barrier layer A wire-drawn product of a composite pipe, which is a precursor used for manufacturing an Nb 3 Sn superconducting wire by an internal tin diffusion method,
The composite wire rod group is
One or more tin cores made of tin or tin alloy and a plurality of tin wires having a copper matrix surrounding the tin core;
A plurality of niobium cores made of niobium or niobium alloy adjacent to each other so as to surround the tin wire, and a plurality of niobium wires having a copper matrix surrounding these niobium cores;
In the cross-sectional view, the center of gravity of the cross-sectional area of the tin wire derived from the plurality of tin wires is positioned in a substantially planar lattice shape, and the center of gravity of the unit lattice forming this planar lattice and the lattice point of this unit lattice The precursor whose average distance between the gravity center of the cross-sectional area | region of the said tin linear body in said is 30 micrometers or more and 50 micrometers or less.
複合線材群と、この複合線材群を取り囲むように配設され、スズの透過を防止する筒状のバリア層と、この筒状のバリア層の外周面を被覆する筒状の銅層とを備える複合管を用意する工程と、
上記複合管を伸線する工程と
を有し、
上記複合線材群が、
スズ製又はスズ合金製の一又は複数のスズ芯材及びこのスズ芯材を囲繞する銅マトリックスを有する複数のスズ線材と、
上記スズ線材を取り囲むように隣接し、ニオブ製又はニオブ合金製の複数のニオブ芯材及びこれらのニオブ芯材を囲繞する銅マトリックスを有する複数のニオブ線材と
を備えており、
上記伸線工程後の上記複合管の横断面視で、上記複数のスズ線材に由来するスズ線状体の断面領域の重心が略平面格子状に位置しており、
上記伸線工程で、上記平面格子を形成する単位格子の重心とこの単位格子の格子点にある上記スズ線状体の断面領域の重心との間の平均距離が30μm以上50μm以下となるように上記複合管を伸線する前駆体の製造方法。 A method for producing a precursor used for producing a Nb 3 Sn superconducting wire by an internal tin diffusion method,
A composite wire group, a cylindrical barrier layer disposed so as to surround the composite wire group and preventing permeation of tin, and a cylindrical copper layer covering the outer peripheral surface of the cylindrical barrier layer Preparing a composite tube;
Drawing the composite pipe,
The composite wire rod group is
One or more tin cores made of tin or tin alloy and a plurality of tin wires having a copper matrix surrounding the tin core;
A plurality of niobium cores made of niobium or niobium alloy adjacent to each other so as to surround the tin wire, and a plurality of niobium wires having a copper matrix surrounding these niobium cores;
In the cross-sectional view of the composite pipe after the wire drawing step, the center of gravity of the cross-sectional area of the tin linear body derived from the plurality of tin wire rods is located in a substantially planar lattice shape,
In the wire drawing step, an average distance between the center of gravity of the unit lattice forming the planar lattice and the center of gravity of the cross-sectional area of the tin linear body at the lattice point of the unit lattice is 30 μm or more and 50 μm or less. A method for producing a precursor for drawing the composite pipe.
長手方向に沿う複数の空孔を有し、少なくともNb3Sn及び銅を含有する複合線状体と、
上記複合線状体を取り囲むように配設され、スズの透過を防止する筒状のバリア層と、
上記筒状のバリア層の外周面を被覆する筒状の銅層と
を備え、
横断面視で、上記複数の空孔の断面領域の重心が略平面格子状に位置しており、この平面格子を形成する単位格子の重心とこの単位格子の格子点にある上記空孔の断面領域の重心との間の平均距離が30μm以上50μm以下である超電導線材。 A Nb 3 Sn superconducting wire manufactured by an internal tin diffusion method,
A composite linear body having a plurality of holes along the longitudinal direction and containing at least Nb 3 Sn and copper;
A cylindrical barrier layer disposed so as to surround the composite linear body and preventing permeation of tin; and
A cylindrical copper layer covering the outer peripheral surface of the cylindrical barrier layer,
In cross-sectional view, the center of gravity of the cross-sectional area of the plurality of holes is located in a substantially planar lattice shape, and the cross-section of the hole at the lattice point of the unit lattice and the unit lattice forming the planar lattice A superconducting wire having an average distance between the center of gravity of the region and 30 μm or more and 50 μm or less.
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