化合物系超電導線の拡散防止層用材
【課題】 超電導線の線引加工時に、波打ちや肌荒れを起こさないタンタルからなる拡散防止材をうること。
【解決手段】 化合物系超電導線に含まれる低融点金属が熱処理などにより安定化材に拡散することを防止するために複合組立時に組み込むＴａまたはＴａ基合金からなる拡散防止層用材であって、該防止層用材の厚さをｄ、厚さ方向における結晶粒の個数をｎ、結晶粒の平均粒径をＲとしたばあいにｎＲ≦ｄ（ただし、ｎ≧１０）が成り立ち、またはビッカース硬度が９０以上である化合物系超電導線の拡散防止層用材。
【解決手段】 化合物系超電導線に含まれる低融点金属が熱処理などにより安定化材に拡散することを防止するために複合組立時に組み込むＴａまたはＴａ基合金からなる拡散防止層用材であって、該防止層用材の厚さをｄ、厚さ方向における結晶粒の個数をｎ、結晶粒の平均粒径をＲとしたばあいにｎＲ≦ｄ（ただし、ｎ≧１０）が成り立ち、またはビッカース硬度が９０以上である化合物系超電導線の拡散防止層用材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物系超電導線において低融点金属の拡散を防止する層となる、ＴａまたはＴａ基合金からなる拡散防止層用材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、化合物系超電導線の製造においては、たとえばＣｕマトリックス中にＮｂ線およびＳｎ線を挿入してなる超電導複合材と、たとえばＣｕからなる安定化剤とを複合組立したのち、断面減少加工（いわゆる線引き加工）し、ついで熱処理を施して低融点金属であるＳｎを拡散させて超電導化合物をえている。
【０００３】この熱拡散により、低融点金属が安定化材内にまで達して安定化材を汚染し、安定化材の電気伝導性および熱的伝導性が低下し、超電導コイルの働きが不安定になるという影響を及ぼしてしまうおそれがある。そこで、前記超電導複合材と安定化材とのあいだにＴａまたはＴａ基合金からなる拡散防止層を設けることが行なわれている。
【０００４】しかし、多くのばあい、線引き加工後の超電導線の直径は１ｍｍ以下であり、内部に組み込まれている拡散防止層であるＴａまたはＴａ基合金層の厚さはその１／１００以下となる。そのため、線引き加工の際、該ＴａまたはＴａ基合金層が厚さ方向に波打ちなどの肌荒れを起こして形状が変化し、ばあいによってはＴａもしくはＴａ基合金層および／または超電導線そのものが破断してしまうということもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、超電導線の製造工程における線引き加工の際に、拡散防止層であるＴａまたはＴａ基合金層の波打ちや肌荒れ現象を起こさず、かつ該ＴａもしくはＴａ基合金層および／または超電導線そのものの破断を起こさないことを特徴とするＴａもしくはＴａ基合金からなる拡散防止層用材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、化合物系超電導線に含まれる低融点金属が熱処理などにより安定化材に拡散することを防止するために複合組立時に組み込むＴａまたはＴａ基合金からなる拡散防止層用材であって、該防止層用材の厚さをｄ、厚さ方向における結晶粒の個数をｎ、結晶粒の平均粒径をＲとしたばあいにｎＲ≦ｄ（ただし、ｎ≧１０）が成り立ち、またはビッカース硬度が９０以上である化合物系超電導線の拡散防止層用材に関する。
【０００７】結晶粒の平均粒径Ｒが３０μｍ以下であるのが好ましい。
【０００８】また、化合物系超電導線がＮｂ3Ｓｎ超電導線であるのが好ましく、さらに化合物超電導線がＳｎまたはＳｎ基合金の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを配置してなるＮｂ3Ｓｎ超電導線であるのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】超電導線を作製する際に線引き加工によってＴａまたはＴａ基合金からなる拡散防止層が波打ちなどの肌荒れを起こす原因としては、各々のＴａ結晶粒の結晶方位が異なることがあげられる。一般的に、金属材料はその材料に特定の結晶構造を有しており、加工（応力）を加えたときにはその構造に特有の変形をする。金属の変形は転位という線状欠陥を介して行なわれ、その転位が特定の結晶面を「すべる」ことにより変形が進行する。
【００１０】Ｔａは体心立方構造を有しており、そのすべり面は｛１１０｝であり、すべり方向は＜１１１＞である。また、単純に材料を引っ張ったばあいにはその４５°方向に最大分解せん断応力が作用し、その方向にすべり面およびすべり方向の一致する結晶粒が一番大きな変形を起こす。その他の方向を有する結晶粒はそれよりも小さな変形を起こす。したがって、その変形度の差が材料表面の波打ちとして観察されることになる。
【００１１】そこで本発明者らはＴａまたはＴａ基合金からなる拡散防止層の肌荒れと該ＴａまたはＴａ基合金の結晶粒とのあいだの相関関係に着目し、拡散防止層用材の厚さ方向に粒径の小さな結晶粒が多数存在すればよいとの知見をえ、本発明を完成するに至った。
【００１２】たとえば、０．３ｍｍ厚さを有するＴａからなる拡散防止層用材のばあい、厚さ方向におけるＴａ結晶粒の数を１０個以上、Ｔａの結晶粒の平均粒径を３０μｍ以下にし、またはビッカース硬度を９０以上にすることにより、線引き加工後のＴａ層の肌荒れを防ぐことができるのがわかった。他の厚さのばあいも、少なくとも結晶粒が厚さ方向に１０個以上存在していればよいことがわかった。
【００１３】結晶粒の平均粒径が小さく、かつ拡散防止層の厚さ方向に結晶粒が多数存在すると、線引き加工時に結晶粒子間のズレが起こり、かつ個々の結晶粒の伸びが緩和される。したがって、拡散防止層の肌荒れが軽微になるものと考えられる。
【００１４】すなわち、本発明の拡散防止層用材は、ＴａまたはＴａ基合金からなる拡散防止層用材の厚さをｄ、厚さ方向における結晶粒の個数をｎ、結晶粒の平均粒径をＲとしたばあいにはｎＲ≦ｄ（ただし、ｎ≧１０）が成り立つものであればよく、線引き加工によるＴａ表面の波打ちおよび破断を防止するために、またＴａ拡散防止層内に多数のＮｂ線を集積させる目的から、Ｒ≦３０μｍ、ｄ＝０．１〜０．５ｍｍであるのが好ましく、さらに、結晶粒が小さくなることによる伸びの低減を抑えるためにＲ＝１０〜２０μｍ、ｄ＝０．２〜０．３ｍｍであるのがとくに好ましい。また、結晶粒の個数については線引き時のＴａの波打ちを防止するために、結晶粒の平均粒径（Ｒ）および拡散防止層用材の厚さ（ｄ）との関係からｎ≧１０であるが、波打ちにともなう破断現象を防止するためにｎ≧１５であるのがとくに好ましい。
【００１５】また、本発明の拡散防止層用材は、同様の理由から９０以上のビッカース硬度を有し、伸びの低減を防止するために９０〜１３０のビッカース硬度を有するのが好ましい。とくに好ましくは、ｎＲ≦ｄ（ｎ≧１５）を満たし、かつビッカース硬度が９０以上であるのがよい。
【００１６】なお、ビッカース硬度とはダイアモンド圧痕を材料にあてて、材料の変形程度を圧痕のくぼみの大きさから評価するものであり、一般に、材料の結晶粒径が小さいほど、硬度は大きくなる。
【００１７】前記関係式を満たす拡散防止層用材は、その作製工程におけるＴａまたはＴａ基合金のインゴットの加工条件、とくに冷間圧延時の圧下率、中間および最終焼鈍温度を操作することによってうることができる。
【００１８】本発明の拡散防止層用材の製造方法としては、ＴａまたはＴａ基合金から電子ビーム溶解法により径が１５０ｍｍのインゴットを作製したのちに、冷間鍛造により厚さ３０ｍｍのスラブとし、ついで冷間圧延および焼鈍工程で厚さ４〜６ｍｍの板材にし、１１００〜１２００℃の温度範囲で１時間の焼鈍を行なう。つぎに、中間焼鈍をいれずに圧下率９０％以上の冷間圧延を行ない、９００〜１１００℃の温度範囲で２時間の最終焼鈍を行なう。この材料をブレーキプレスにより管状に加工して、本発明の拡散防止層用材をうる。
【００１９】本発明の拡散防止層用材の寸法としては工業的観点で超電導線の引抜加工を容易にするという点から外径６５ｍｍ以下、内径５７ｍｍ以下であればよく、さらにＴａの加工伸び特性を安定維持するという点から外径４０ｍｍ以下、内径３５ｍｍ以下であればよい。
【００２０】本発明の拡散防止層用材は、たとえばＮｂ3Ｓｎ、Ｎｂ3ＡｌまたはＶ3Ｓｉなどの化合物系超電導線において、図１に示すように、従来と同じ方法で用いることができる。すなわち、図１に示す化合物系超電導線において本発明の拡散防止層用材を用いる際に、超電導複合材１はＮｂ、ＳｎおよびＣｕから、少なくともＮｂおよびＡｌから、または少なくともＶおよびＳｉからなってよいが、とくにＳｎが漏洩しやすいという点からＮｂ、ＳｎおよびＣｕからなるのが好ましい。すなわち本発明の拡散防止層用材はＮｂ3Ｓｎ超電導線に用いるのが好ましい。
【００２１】さらに、本発明の拡散防止層用材をＮｂ3Ｓｎ超電導線に用いるばあい、たとえば図４に示すように、超電導複合材は、Ｃｕマトリックス中でＳｎまたはＳｎ基合金の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを配置してなるばあいと、図５に示すようにＣｕおよびＳｎからなるブロンズマトリックス中にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを配置してなるばあいなどが考えられるが、超電導複合材中に含まれるＳｎの割合が多く、漏洩Ｓｎ量が多くなるという点から、図４に示すＣｕマトリックス中にＳｎまたはＳｎ基合金の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを配置してなるのが好ましい。
【００２２】
【実施例】以下に、本発明を、実施例を用いて説明するがこれらのみに限定されない。
【００２３】実施例１電子ビーム溶解炉により製造した径が１５０ｍｍのＴａインゴットを冷間鍛造により厚さ３０ｍｍのスラブとし、１０５０℃で１時間の中間焼鈍をし、さらに冷間圧延および焼鈍工程で厚さ４ｍｍの板材とし、１１００℃で１時間の焼鈍を行なった。つぎに、中間焼鈍をいれずに圧下率９２．５％の冷間圧延を行ない厚さ０．３ｍｍの板材をえ、１０００℃で２時間、真空中で焼鈍を行なった。さらにこの材料をブレーキプレスにより管状に加工し、外径２５ｍｍ、内径２２ｍｍの拡散防止層用材１〜１０をえた。
【００２４】拡散防止層用材１〜１０の結晶粒の平均粒径はＴａ板材の厚さ方向の断面を研磨後、２０％ＨＮＯ3−２０％ＨＦ−５０％Ｈ2ＳＯ4−１０％Ｈ2Ｏ溶液をエッチング液として組織を現出させ、光学顕微鏡により４５０倍に拡大して平均粒径および厚さ方向の結晶粒の個数を測定した。結果を表１に示す。
【００２５】拡散防止層用材１〜１０のビッカース硬度はＴａ板材の厚さ方向の断面を研磨後、松沢精機（株）製の装置を使用し、研磨断面にビッカース圧痕を荷重５００ｇ、保持時間１５秒で付加して測定した。結果を表１に示す。
【００２６】また、拡散防止層用材１〜１０の降伏強さ、引張強さおよび伸びはＴａ板材の圧延方向に標点間距離２５ｍｍ、幅６．２５ｍｍの引張試験片を採取し、インストロン型引張試験機を使用して、引張速度５ｍｍ／ｍｉｎで測定した。降伏強さおよび引張強さは試験片の断面および引張荷重チャートから、また、伸びは標点間距離の変化から計算して求めた。
【００２７】比較例１中間焼鈍を１１００℃で２時間行なった以外実施例１と同様にして拡散防止層用材１１〜１９をえた。また、前記拡散防止層用材１〜１０と同様にして、結晶粒の平均粒径、厚さ方向における結晶粒の個数、ビッカース硬度、降伏強さ、引張強さおよび伸びを測定した。結果を表１に示す。
【００２８】実施例２本発明のＴａ拡散防止層用材を含む超電導線を線引き加工した際のＴａ層の肌荒れを評価するために、図４に示すようにＣｕマトリックス９中にＳｎ線１０およびＮｂ線８を挿入してなる超電導複合材であって直径７．３ｍｍのものを７本、前記拡散防止層用材１〜１９、および外径４０ｍｍ、内径２５ｍｍのＣｕからなる安定化材を図２のように複合組立てした。
【００２９】ついで、組立てた超電導線を線引き加工し、直径０．７ｍｍの図１に示すような超電導線の母材をえた。通常、この母材に６００℃〜７５０℃の温度で５０時間以上の熱処理を施すことにより、超電導線をうることができる。
【００３０】ここで、肉眼によって母材中のＴａ層の形状を評価した。Ｔａ層の破断が著しいばあいを１、Ｔａ層が一部破断したばあいを２、破断はしていないが波打ちが大きいばあいを３、波打ちの程度が軽いばあいを４、波打ちがないばあいを５として評価した。結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】さらに、前記結晶粒の平均粒径とビッカース硬度には比例関係があり、結晶粒の平均粒径を小さくし、かつビッカース硬度を高めることによって拡散防止層であるＴａ層の肌荒れを少なくすることができる。
【００３３】なお、本実施例では、Ｔａを用いて本発明の拡散防止層用材を作製したばあいについてのみ説明したが、Ｔａ基合金または、ＴａもしくはＴａ基合金を含むクラッド材からなる拡散防止材を用いたばあいにも同様の効果をえられる。
【００３４】また、本実施例ではＮｂ3Ｓｎ化合物系超電導線について述べたが、Ｎｂ3ＡｌまたはＶ3Ｓｉ化合物系超電導線のばあいにも同様の効果をえられる。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、化合物系超電導線の線引き加工において、その表面が肌荒れを起こして形状の欠陥を起こしにくい拡散防止層用材をうることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の拡散防止層用材を用いた超電導線の母材の横断面図である。
【図２】 本発明の拡散防止層用材を用いて組立てた、線引き加工前の超電導線の横断面図である。
【図３】 従来の拡散防止層用材を用いた超電導線の母材の横断面図である。
【図４】 超電導複合材の一例の横断面図である。
【図５】 超電導複合材の一例の横断面図である。
【符号の説明】
１ 線引加工後の超電導複合材、２ 線引加工後の拡散防止層用材、３ 線引加工後の安定化材、４ 超電導複合材、５ 拡散防止層用材、６ 安定化材、７ 肌荒れを起こした拡散防止層用材、８ ＮｂまたはＮｂ基合金、９ ＣｕまたはＣｕ基合金、１０ ＳｎまたはＳｎ基合金、１１ ＣｕおよびＳｎからなるブロンズ。
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物系超電導線において低融点金属の拡散を防止する層となる、ＴａまたはＴａ基合金からなる拡散防止層用材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、化合物系超電導線の製造においては、たとえばＣｕマトリックス中にＮｂ線およびＳｎ線を挿入してなる超電導複合材と、たとえばＣｕからなる安定化剤とを複合組立したのち、断面減少加工（いわゆる線引き加工）し、ついで熱処理を施して低融点金属であるＳｎを拡散させて超電導化合物をえている。
【０００３】この熱拡散により、低融点金属が安定化材内にまで達して安定化材を汚染し、安定化材の電気伝導性および熱的伝導性が低下し、超電導コイルの働きが不安定になるという影響を及ぼしてしまうおそれがある。そこで、前記超電導複合材と安定化材とのあいだにＴａまたはＴａ基合金からなる拡散防止層を設けることが行なわれている。
【０００４】しかし、多くのばあい、線引き加工後の超電導線の直径は１ｍｍ以下であり、内部に組み込まれている拡散防止層であるＴａまたはＴａ基合金層の厚さはその１／１００以下となる。そのため、線引き加工の際、該ＴａまたはＴａ基合金層が厚さ方向に波打ちなどの肌荒れを起こして形状が変化し、ばあいによってはＴａもしくはＴａ基合金層および／または超電導線そのものが破断してしまうということもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、超電導線の製造工程における線引き加工の際に、拡散防止層であるＴａまたはＴａ基合金層の波打ちや肌荒れ現象を起こさず、かつ該ＴａもしくはＴａ基合金層および／または超電導線そのものの破断を起こさないことを特徴とするＴａもしくはＴａ基合金からなる拡散防止層用材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、化合物系超電導線に含まれる低融点金属が熱処理などにより安定化材に拡散することを防止するために複合組立時に組み込むＴａまたはＴａ基合金からなる拡散防止層用材であって、該防止層用材の厚さをｄ、厚さ方向における結晶粒の個数をｎ、結晶粒の平均粒径をＲとしたばあいにｎＲ≦ｄ（ただし、ｎ≧１０）が成り立ち、またはビッカース硬度が９０以上である化合物系超電導線の拡散防止層用材に関する。
【０００７】結晶粒の平均粒径Ｒが３０μｍ以下であるのが好ましい。
【０００８】また、化合物系超電導線がＮｂ3Ｓｎ超電導線であるのが好ましく、さらに化合物超電導線がＳｎまたはＳｎ基合金の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを配置してなるＮｂ3Ｓｎ超電導線であるのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】超電導線を作製する際に線引き加工によってＴａまたはＴａ基合金からなる拡散防止層が波打ちなどの肌荒れを起こす原因としては、各々のＴａ結晶粒の結晶方位が異なることがあげられる。一般的に、金属材料はその材料に特定の結晶構造を有しており、加工（応力）を加えたときにはその構造に特有の変形をする。金属の変形は転位という線状欠陥を介して行なわれ、その転位が特定の結晶面を「すべる」ことにより変形が進行する。
【００１０】Ｔａは体心立方構造を有しており、そのすべり面は｛１１０｝であり、すべり方向は＜１１１＞である。また、単純に材料を引っ張ったばあいにはその４５°方向に最大分解せん断応力が作用し、その方向にすべり面およびすべり方向の一致する結晶粒が一番大きな変形を起こす。その他の方向を有する結晶粒はそれよりも小さな変形を起こす。したがって、その変形度の差が材料表面の波打ちとして観察されることになる。
【００１１】そこで本発明者らはＴａまたはＴａ基合金からなる拡散防止層の肌荒れと該ＴａまたはＴａ基合金の結晶粒とのあいだの相関関係に着目し、拡散防止層用材の厚さ方向に粒径の小さな結晶粒が多数存在すればよいとの知見をえ、本発明を完成するに至った。
【００１２】たとえば、０．３ｍｍ厚さを有するＴａからなる拡散防止層用材のばあい、厚さ方向におけるＴａ結晶粒の数を１０個以上、Ｔａの結晶粒の平均粒径を３０μｍ以下にし、またはビッカース硬度を９０以上にすることにより、線引き加工後のＴａ層の肌荒れを防ぐことができるのがわかった。他の厚さのばあいも、少なくとも結晶粒が厚さ方向に１０個以上存在していればよいことがわかった。
【００１３】結晶粒の平均粒径が小さく、かつ拡散防止層の厚さ方向に結晶粒が多数存在すると、線引き加工時に結晶粒子間のズレが起こり、かつ個々の結晶粒の伸びが緩和される。したがって、拡散防止層の肌荒れが軽微になるものと考えられる。
【００１４】すなわち、本発明の拡散防止層用材は、ＴａまたはＴａ基合金からなる拡散防止層用材の厚さをｄ、厚さ方向における結晶粒の個数をｎ、結晶粒の平均粒径をＲとしたばあいにはｎＲ≦ｄ（ただし、ｎ≧１０）が成り立つものであればよく、線引き加工によるＴａ表面の波打ちおよび破断を防止するために、またＴａ拡散防止層内に多数のＮｂ線を集積させる目的から、Ｒ≦３０μｍ、ｄ＝０．１〜０．５ｍｍであるのが好ましく、さらに、結晶粒が小さくなることによる伸びの低減を抑えるためにＲ＝１０〜２０μｍ、ｄ＝０．２〜０．３ｍｍであるのがとくに好ましい。また、結晶粒の個数については線引き時のＴａの波打ちを防止するために、結晶粒の平均粒径（Ｒ）および拡散防止層用材の厚さ（ｄ）との関係からｎ≧１０であるが、波打ちにともなう破断現象を防止するためにｎ≧１５であるのがとくに好ましい。
【００１５】また、本発明の拡散防止層用材は、同様の理由から９０以上のビッカース硬度を有し、伸びの低減を防止するために９０〜１３０のビッカース硬度を有するのが好ましい。とくに好ましくは、ｎＲ≦ｄ（ｎ≧１５）を満たし、かつビッカース硬度が９０以上であるのがよい。
【００１６】なお、ビッカース硬度とはダイアモンド圧痕を材料にあてて、材料の変形程度を圧痕のくぼみの大きさから評価するものであり、一般に、材料の結晶粒径が小さいほど、硬度は大きくなる。
【００１７】前記関係式を満たす拡散防止層用材は、その作製工程におけるＴａまたはＴａ基合金のインゴットの加工条件、とくに冷間圧延時の圧下率、中間および最終焼鈍温度を操作することによってうることができる。
【００１８】本発明の拡散防止層用材の製造方法としては、ＴａまたはＴａ基合金から電子ビーム溶解法により径が１５０ｍｍのインゴットを作製したのちに、冷間鍛造により厚さ３０ｍｍのスラブとし、ついで冷間圧延および焼鈍工程で厚さ４〜６ｍｍの板材にし、１１００〜１２００℃の温度範囲で１時間の焼鈍を行なう。つぎに、中間焼鈍をいれずに圧下率９０％以上の冷間圧延を行ない、９００〜１１００℃の温度範囲で２時間の最終焼鈍を行なう。この材料をブレーキプレスにより管状に加工して、本発明の拡散防止層用材をうる。
【００１９】本発明の拡散防止層用材の寸法としては工業的観点で超電導線の引抜加工を容易にするという点から外径６５ｍｍ以下、内径５７ｍｍ以下であればよく、さらにＴａの加工伸び特性を安定維持するという点から外径４０ｍｍ以下、内径３５ｍｍ以下であればよい。
【００２０】本発明の拡散防止層用材は、たとえばＮｂ3Ｓｎ、Ｎｂ3ＡｌまたはＶ3Ｓｉなどの化合物系超電導線において、図１に示すように、従来と同じ方法で用いることができる。すなわち、図１に示す化合物系超電導線において本発明の拡散防止層用材を用いる際に、超電導複合材１はＮｂ、ＳｎおよびＣｕから、少なくともＮｂおよびＡｌから、または少なくともＶおよびＳｉからなってよいが、とくにＳｎが漏洩しやすいという点からＮｂ、ＳｎおよびＣｕからなるのが好ましい。すなわち本発明の拡散防止層用材はＮｂ3Ｓｎ超電導線に用いるのが好ましい。
【００２１】さらに、本発明の拡散防止層用材をＮｂ3Ｓｎ超電導線に用いるばあい、たとえば図４に示すように、超電導複合材は、Ｃｕマトリックス中でＳｎまたはＳｎ基合金の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを配置してなるばあいと、図５に示すようにＣｕおよびＳｎからなるブロンズマトリックス中にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを配置してなるばあいなどが考えられるが、超電導複合材中に含まれるＳｎの割合が多く、漏洩Ｓｎ量が多くなるという点から、図４に示すＣｕマトリックス中にＳｎまたはＳｎ基合金の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを配置してなるのが好ましい。
【００２２】
【実施例】以下に、本発明を、実施例を用いて説明するがこれらのみに限定されない。
【００２３】実施例１電子ビーム溶解炉により製造した径が１５０ｍｍのＴａインゴットを冷間鍛造により厚さ３０ｍｍのスラブとし、１０５０℃で１時間の中間焼鈍をし、さらに冷間圧延および焼鈍工程で厚さ４ｍｍの板材とし、１１００℃で１時間の焼鈍を行なった。つぎに、中間焼鈍をいれずに圧下率９２．５％の冷間圧延を行ない厚さ０．３ｍｍの板材をえ、１０００℃で２時間、真空中で焼鈍を行なった。さらにこの材料をブレーキプレスにより管状に加工し、外径２５ｍｍ、内径２２ｍｍの拡散防止層用材１〜１０をえた。
【００２４】拡散防止層用材１〜１０の結晶粒の平均粒径はＴａ板材の厚さ方向の断面を研磨後、２０％ＨＮＯ3−２０％ＨＦ−５０％Ｈ2ＳＯ4−１０％Ｈ2Ｏ溶液をエッチング液として組織を現出させ、光学顕微鏡により４５０倍に拡大して平均粒径および厚さ方向の結晶粒の個数を測定した。結果を表１に示す。
【００２５】拡散防止層用材１〜１０のビッカース硬度はＴａ板材の厚さ方向の断面を研磨後、松沢精機（株）製の装置を使用し、研磨断面にビッカース圧痕を荷重５００ｇ、保持時間１５秒で付加して測定した。結果を表１に示す。
【００２６】また、拡散防止層用材１〜１０の降伏強さ、引張強さおよび伸びはＴａ板材の圧延方向に標点間距離２５ｍｍ、幅６．２５ｍｍの引張試験片を採取し、インストロン型引張試験機を使用して、引張速度５ｍｍ／ｍｉｎで測定した。降伏強さおよび引張強さは試験片の断面および引張荷重チャートから、また、伸びは標点間距離の変化から計算して求めた。
【００２７】比較例１中間焼鈍を１１００℃で２時間行なった以外実施例１と同様にして拡散防止層用材１１〜１９をえた。また、前記拡散防止層用材１〜１０と同様にして、結晶粒の平均粒径、厚さ方向における結晶粒の個数、ビッカース硬度、降伏強さ、引張強さおよび伸びを測定した。結果を表１に示す。
【００２８】実施例２本発明のＴａ拡散防止層用材を含む超電導線を線引き加工した際のＴａ層の肌荒れを評価するために、図４に示すようにＣｕマトリックス９中にＳｎ線１０およびＮｂ線８を挿入してなる超電導複合材であって直径７．３ｍｍのものを７本、前記拡散防止層用材１〜１９、および外径４０ｍｍ、内径２５ｍｍのＣｕからなる安定化材を図２のように複合組立てした。
【００２９】ついで、組立てた超電導線を線引き加工し、直径０．７ｍｍの図１に示すような超電導線の母材をえた。通常、この母材に６００℃〜７５０℃の温度で５０時間以上の熱処理を施すことにより、超電導線をうることができる。
【００３０】ここで、肉眼によって母材中のＴａ層の形状を評価した。Ｔａ層の破断が著しいばあいを１、Ｔａ層が一部破断したばあいを２、破断はしていないが波打ちが大きいばあいを３、波打ちの程度が軽いばあいを４、波打ちがないばあいを５として評価した。結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】さらに、前記結晶粒の平均粒径とビッカース硬度には比例関係があり、結晶粒の平均粒径を小さくし、かつビッカース硬度を高めることによって拡散防止層であるＴａ層の肌荒れを少なくすることができる。
【００３３】なお、本実施例では、Ｔａを用いて本発明の拡散防止層用材を作製したばあいについてのみ説明したが、Ｔａ基合金または、ＴａもしくはＴａ基合金を含むクラッド材からなる拡散防止材を用いたばあいにも同様の効果をえられる。
【００３４】また、本実施例ではＮｂ3Ｓｎ化合物系超電導線について述べたが、Ｎｂ3ＡｌまたはＶ3Ｓｉ化合物系超電導線のばあいにも同様の効果をえられる。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、化合物系超電導線の線引き加工において、その表面が肌荒れを起こして形状の欠陥を起こしにくい拡散防止層用材をうることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の拡散防止層用材を用いた超電導線の母材の横断面図である。
【図２】 本発明の拡散防止層用材を用いて組立てた、線引き加工前の超電導線の横断面図である。
【図３】 従来の拡散防止層用材を用いた超電導線の母材の横断面図である。
【図４】 超電導複合材の一例の横断面図である。
【図５】 超電導複合材の一例の横断面図である。
【符号の説明】
１ 線引加工後の超電導複合材、２ 線引加工後の拡散防止層用材、３ 線引加工後の安定化材、４ 超電導複合材、５ 拡散防止層用材、６ 安定化材、７ 肌荒れを起こした拡散防止層用材、８ ＮｂまたはＮｂ基合金、９ ＣｕまたはＣｕ基合金、１０ ＳｎまたはＳｎ基合金、１１ ＣｕおよびＳｎからなるブロンズ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 化合物系超電導線に含まれる低融点金属が熱処理などにより安定化材に拡散することを防止するために複合組立時に組み込むＴａまたはＴａ基合金からなる拡散防止層用材であって、該拡散防止層用材の厚さをｄ、厚さ方向における結晶粒の個数をｎ、結晶粒の平均粒径をＲとしたばあいにｎＲ≦ｄ（ただし、ｎ≧１０）が成り立ち、またはビッカース硬度が９０以上である化合物系超電導線の拡散防止層用材。
【請求項２】 結晶粒の平均粒径Ｒが３０μｍ以下である請求項１記載の拡散防止層用材。
【請求項３】 化合物系超電導線がＮｂ3Ｓｎ化合物系超電導線である請求項１または２記載の拡散防止層用材。
【請求項４】 化合物系超電導線が、ＳｎまたはＳｎ基合金の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを配置してなる複合材から作製されるＮｂ3Ｓｎ化合物系超電導線である請求項３記載の拡散防止層用材。
【請求項１】 化合物系超電導線に含まれる低融点金属が熱処理などにより安定化材に拡散することを防止するために複合組立時に組み込むＴａまたはＴａ基合金からなる拡散防止層用材であって、該拡散防止層用材の厚さをｄ、厚さ方向における結晶粒の個数をｎ、結晶粒の平均粒径をＲとしたばあいにｎＲ≦ｄ（ただし、ｎ≧１０）が成り立ち、またはビッカース硬度が９０以上である化合物系超電導線の拡散防止層用材。
【請求項２】 結晶粒の平均粒径Ｒが３０μｍ以下である請求項１記載の拡散防止層用材。
【請求項３】 化合物系超電導線がＮｂ3Ｓｎ化合物系超電導線である請求項１または２記載の拡散防止層用材。
【請求項４】 化合物系超電導線が、ＳｎまたはＳｎ基合金の周囲にＮｂまたはＮｂ基合金からなるフィラメントを配置してなる複合材から作製されるＮｂ3Ｓｎ化合物系超電導線である請求項３記載の拡散防止層用材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開平１０−６９８２３
【公開日】平成１０年（１９９８）３月１０日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平８−２２６８２８
【出願日】平成８年（１９９６）８月２８日
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（５９１０８５１２３）日本金属工業株式会社 (24)
【公開日】平成１０年（１９９８）３月１０日
【国際特許分類】
【出願日】平成８年（１９９６）８月２８日
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（５９１０８５１２３）日本金属工業株式会社 (24)
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