ーと� .^.? ‘

12i ハU

20 50

噌ti ハU ハU

Pin interval(nm)

図2-9 最適化されたヘキサゴナル型[99Jおよびラメラ型[98J人工ピン線材の5T における設計ピン間隔とJcとの関係。

25

20

10

5

(何日\ZO)仏内向

10 11 9

7 8 5 6

3 4

AU ハU

B T

図2-10 代表的な各種人工ピン型線材のピンカの磁界依存性0 ・:ラメラ型(30児 Nb [98J)、 ...:ヘキサゴナル型(25測b[97J)、 圃:ヘキサゴナル型(51%Cu[38J)、 口

:ヘキサゴナル型(41%Cu-10Ni [39J)、 0:従来線材a-Ti型[71J

図2-10にこれらの人工ピン型線材の代表的なFp- B特性を示す。 ヘキサゴナル 型ではピン体積率の大きいCu-51%材は1 T付近の低磁場でピークを持っている。

その最大ピンカはピン間隔162nmの試料で1. 3Tにおいて17GN/m3の値が得られてい る。 41児ーCuNiの方は最大ピンカはピン間隔95nmで得られ、 その特性はCuピンとほ ぼ同程度である。 一方、 最適化された25制bの線材は3Tでピークを持ち18GN/m3の 値が得られている。 ピン体積が増加するに従ってピークの位置が低磁界側にシフ

トする傾向がある。 一方、 ラメラ型では縮径化に伴うピン形状の変化により、 従 来のa-Ti型ピンと同様の非飽和型のピンニング特性が観測されている[98J。 最適 化された線材はFpが3Tでピークを持ち22GN/m3と大きい値が得られている。 こ れらの最適化された人工ピン型NbTi 線材は従来のα-Ti型のものと比較して低磁界 でピークを持つのが特徴の一つである。

次に加工性に関しては、 ヘキサゴナル型の場合スタック回数が3回と多く、 高 加工率であるために加工性が悪く、 また実際のSEMおよびTEM観察ではヘキ サゴナル形状がかなりきしれていることも報告されている[lOOJ。 線材の製作過程に おける差がピンニング特性に与える影響も実用化を目指したSSCタイプの線材 で報告されている[101Jロ その結果によれば、 フィラメントのダメージとピンのヘ キサゴナル形状からの変形が著しいこと、 さらには最終の3 (欠熱間押し出しによ るNbTiとNbピンの拡散反応により、 ピンの境界がかなりぼけてしまってピン力が 極端に低下してしまうことが明らかにされている。 実際に熱間押し出しによる相 互拡散を防ぐために、 2 (欠押しだし材をCuチューブに入れて冷間で管引き加工し た短尺線材では5Tで3367A/mm2、 3Tで7476A/mm2の高J c{直を得た結果も報告され ている。

以上、 従来のa-Ti型NbTi多芯線材及び直流用人工ピン型線材のピンニング特性、

その他の超伝導特性の考察を行った結果、 交流用に適した人工ピンニングセンタ ーの設計を行うためには以下の項目を考慮する必要があることが明らかになった。