Nb-Zr-Ti 3元合金の磁場-電流特性

(1)

u.D.C,537.312.42:dd9.293.295.29d.018.588

Nb-Zr一丁i3元合金の磁場一電流特性

CriticalCurrentofSuperconductingNb-Zr-TiTernaryAlloysinMagneticField

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Tosbio Doi FumibikoIsbida

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Usbjo Kawabe Masahiro Kitada

要

旨

Nb-40at.pctZr-1nat.pctTiし以綬at.pctを省略する)およびNb-5Zr-60Ti合金の直角磁場(〝)中に

おける許容臨界電流密度しム)に及ぼす析出の影響を調べた｡前者に対してはβ→β′＋β′′変態,後者に対しては

ノヨー>′-Y十∋変態の及ぼす影響を検討したロこれら変態の起こる700および500℃で熱処理すると上が著しく増

加するのは,β′および什相の存在によると考えられる｡β,β′およびβ′′相の共存状態では臨界温度(n)の最も

低いβ′相がweaker superconductor となり,また,βとα相の共存状態ではれの低いα相がnormal

｡Onductor(4.2￠Kにおいては)となって,磁束線をピン止めすると考えられる｡さらに,これらピソ止め点の大きさおよび分布状態も山二影響を与えることが明らかになった｡700℃で3時間中問熱処理したNb-40Zr-10Ti合金の4.2〔Kにおける臨界磁場(几)は105kOe,40および80kOeにおけるムはそれぞれ3･6×105および5.0×104A/cn12,また,T√は10.3ロKであった｡500℃で1時間最終熱処理したNb-5Zr-60Ti合金の4･20K にお亡する〃′は113kOe,90kOeにおけるムは3.0×104A/cm2,また,r｡は8･60Kであった｡ 0 5

1.緒

白 1911年H.K.Onnesftが超電導現象を発見して以来,数十年間は工業的な両への応用にはさして見るべきものがなかったが,1956年にBuck托し1)が超電導コンピュータ素子としてのクライオトロンを発明することにより電子工学の方面への応用の通が閃けようとした｡しかし,IBMなどでの精力的な研矧こもかかわらず動作時間が長いことなどが問題となり,コンピュータ素子への応用は困難であるといわjLていたが,最近はまた,大容量メモリ素子として脚光を浴びつつある｡一九従来の純金属材料の研究に代わって,合金, 化合物材料の研究が焦んとなり,ついに1961年にNb3SnやNb-Zr のような高い磁場まで通電しうる材料が発見され,超電導マグネットへの応用が武久られるようi･こなり,現在実用の装置とL･て稼働している超電導マグネットは小形のものを含めると100個を越えている｡図】は超電導マグネットのコfノL内径と[トL磁束密度との関係を示したものである｡この固から明らかなように,こ二数年の進歩はめぎましく,内径15clllで中心磁束帝度140kGという大きなものがすでに完成Lているし三)｡

2.超電導Nb一三r一丁i3元合金の磁場一電流特性

2.1一般硬超電導体のコいL柑料とLての最も重要な特性Jり一つである〟一上土酬射ま材料しり内部微細構造にきわめて敏感である｡一般に,加工および熱処理などを加えで転位二ざゴよび析出物なごを導入L,不均質な状態にするとノ【･ミミ高くなる｡ニきtは転位.析出的などが磁束線の移動を･妨げる障壁になるためであるこ､混合状態にある磁束線の運動および磁舶泉とクこ陥との相互作恥二間する理論的解析はすでに多くなされている(B卜しti〕.｡しかしなこさミら,Nb-Zr合金などの臨界磁場の高い蘭越電導体については微細構造の解析が困難てあること,さらにピン止ギ)餃構Lつ完全な解析二うミ縛ら二子tていないことなどのために,ノー.ん特性と微細構造上の定量的悶軋まもちノらんしつこと定性的にも不明の.払うミ多いこ､本報は,Nb-Zr-Ti合金t71〃-.J∴特性二及ご三す析出こ-〕影影を検討し * 日立製作所中央研究所工学博士 ** 目立製作所中火研一モ可■ 0 ハU nU 5 1 (Uき嘲軸咲智や甘 15呂4｡10 陀 h-一 [HH †一 [HH 0印:ソレノイド △印:くら形 1年 17 ▲ナ･---一-△ 2 _AVCOJ くら形./ ｡り触 l〆作かr 試ml 了〟nW ∃は / 電気式顔所 2くら形38cm￠×1.8m ×0.42m) AVCO△__･ 16

哲

ソ連㌻

AVCOくらプfjB札○● 8 仁一 50 100 コイル内径(c†n) GE _{l/4i叫-132kG} ANL _{70in￠一67kG,11i叫-42kG,18in￠-17kG} AVCO lOin9ト32.8kG RCA _{l.25i叫-107kG} BNL _{l.25in￠-112kG} RCA _{15cm￠一140kG} BNL _{2.5cm￠-140kG} BNL _{16フート￠･･･30kG計画中} ソ連 5m￠-50kG計画中 Magnion 口立くら形電試くら形電試くら形 5cm中一103kG 20cm￠-16kG 38ct叫-45kG計画中 40cm￠【80kG未定 AVCOくら形 AVCOくら形 A17COくら形 ′石試くら形 30cm申【40kG lOOcm￠-43kG計画中 128in≠一70kG計画中 120c皿￠-鮒kG未定回1 _{日本と世界の超電導マグネッ} _トの現状たものである｡月Lユキ劉生に及ぼす析出の影響についてはすでに多くの報告が出されている｡ Nb-Zr合金では(T)〔8)2相分離,共析変態および`り変態,またNb-Ti合金(9-■･-(1ユ〕については∫;一α＋′∋変態およびマルテンサイト変態の影響が検討されている｡これらの研究でピン止捌こは析出物の種頸のみでなく,その大きさと分布状態もきわめて重要な因子となり, collelenceleIlgthのオーダでの微細構造が問題であることが明らかになった｡試料として選んだNb-40Zr-10TiおよびNb-5Zr-60Ti合金の〟,一は100lくOe程度,80kOeでの上は104A/cm2のオーダであり, .トニ及ござす析出の影響はきわめて大きい(12〉∼(14)｡Nb-40Zr-10Ti 合金こ対Lては一三一▲う′十5′′変態,Nb-5Zr-60Ti合金に対しては

(2)

2 2 r l u e i r i n g n O f H N C A C F S W Z T V M M S C H

32｡1｡9｡諾㌫棚諾H竺

OgO 10

｡｡｡5H山……こ…㌫H諾5,｡｡

2 < ∼ ∼ ∼ ∼ 1 2 00

潤｡｡5H………一志品……ご

< ∼ ∼ ∼ ∼ 5 0 (U ▲L (U 1 0 ∧川5 S l l

β→α＋β変態の影響を検討した｡前者は700℃,後者は500℃での

析出過程を光学顕微鏡,電子顕微鏡,Ⅹ線回折,硬度,電気抵抗お

よび引張り試験などによって解析され,これらの温度で熱処理した

試料の斤J特性,乙および凡が測定された｡ 2.2 _{試料および実験方法} 原材料としてのNb,ZrおよぴTiには8申の棒を用いたが,その化学分析値は表1に示すとおりである｡溶解にはLevitati｡nMelt. ing装置を用いた｡0･5気圧のArガスふんい気中で総量約6gで溶

解し,水冷銅モールドに鋳込んで叫×30Jのインゴットを作製し

た0 _{このインゴットを冷間溝ロールによって2.0￠まで圧延後,} 1,100℃×5bの均質化焼鈍をし,さらに0.2帥まで冷間伸線して実験試料とした｡なお,熱処理は1または0.25￠で,すべて1×10-6 mmHgの真空中で行なった｡なれ時効の実験に使用した試料は,Nbハクに包んで石英管中にArガス0･8気圧とともに封じ込み,所定の時効後,水中で急冷した｡

月+ム特性の測定はステンレス鋼のシャント抵抗を並列に;0.25申×

30Jの試料をムはんだで直流電源に接続して行なった｡シャント抵抗から電圧端子を取り出し,一定磁場中で電流を徐々に増加していき,電圧端子に発生する電圧が数βⅤに達したときの電流値をその磁場中での臨界電流値とした｡なお,測定はすべて4,20K,磁場と電流との方向は直角にして行なった｡β′は0.2対×30Jの試料に5 mAの直流を流しておいてパルス磁場をかけ0.1mVの電圧が発生したときの磁場をとった｡71は電気抵抗法によったが,試料(0.2対 ×20￣りの抵抗が与凡に達したときの温度をr｡とした｡ここで凡ほ常電導のときの抵抗である｡なお,設定電流は1mAであった｡組織観察用の腐食液にはHF:H2SO∴H202:H20の体積比が 1:2:2:10の混合液を用いた｡電子顕微鏡観察はカーボン2段レプリカ法により,シャドウイングにはPt-20Pd合金を使用した｡電子顕微鏡は日立製HS-6形を50kVで使用した｡Ⅹ線解析にほ直径 114･6mmのDebye-Schererカメラによって銅の&線を用いて写真をとった｡硬度の測定にはピッカース微小硬度計を使用し荷重を200gとした｡引張り試敵にほテンシロン引張り試験機を用い,標点距離50,ひずみ速度1β7×10￣ソsで行なった｡電気抵抗の測定にはポテンショメータを用い0･25￠×70Jの試料で10mAの設定電流で求めた｡ 2.3 _実 _験 _結 _果 2･3･lNb-40Z卜10Ti合金の〃-J｡特性およびr｡に及ぼす析出の影響 Nb-40Zr-10Ti合金の700℃における析出過程を検討した｡ 80

ぷ.り心∴

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Ti 囲2 Nb-Zr-Ti3元合金の700℃における等温断面図 1,000 900 800 700 600 500 400 Nト40Zl･-10Ti /呂50つC β′＋ノウP ､--､ α＋β′ 凸十′ヴ【ーJ ÷ ′---→ 叩＼一 .〃】ヽ .岬--(A,A′はそれぞれNb-10Ti,Zr-10Tiを示す) 図3 _{Ti含有量を10%と一定にした} Nb-Zr-Ti合金の平衡状態図 Nb-Zr-Ti合金の700℃における等温断面図を図2に(15),また Ti含有量を10%一定としたときの3元合金切断状態図の概略を図3に示す｡ 1･100℃×5bの溶体化処理後700℃で熱処理すると過飽和β固溶体はβ′とβ′′相に変態する｡1,100℃×5hの溶体化処理材,また,さらに700℃で10,50,91およぴ503時間熱処理した試料の光学顕微鏡と電子顕微鏡レプリカ写真を図4および国5に示す｡ 1,100℃×5bの溶体化処理材は,組織観察とⅩ線解析によれば体心立方晶のβ固溶体であった｡700℃×10bの熱処理でほ,粒内に均一に粒状析出が起こるとともに粒界に粒界反応による析出相が多少見られる｡また,Ⅹ繰回折写真ではマトリックスβ相からの反射線の両側にβ′およびβ′′相からの反射線も認められた｡ 50時間熱処理では粒界反応が顕著になっている｡この粒界反応によって生じた析出相を電子顕微鏡で観察すると,図5(c)のような/く-ライト状の組織であった｡また,粒内の粒状析出物は図5 (d)のようなウイドマンステッチソ状またはパーライト状の組織になっている｡91時間熱処理ではウイドマンステッテン状組織は消失し,ほとんどパーライト状の組織になっている｡また,Ⅹ

線回折パターンはβ′とβ′′相からの反射線のみでβ相のそれは認

められない｡503時間熱処理材の組織は91時間熱処理材のそれとはとんど差がなく,パーライト状の組織である｡したがって,91

時間前後の熱処理でβ′とダ′相の2相のみからなる状態になった

と考えてよい｡溶体化処理後700℃で熱処理したNb-40Zr-10Ti合金のピッカース硬度(彷′),引張り強さ(げβ),電気抵抗比(伽｡｡｡K/P15｡K), nおよぴ40kOeでのムと熱処理時間との関係を図dに示す｡熱処理時間を増すとともに昂′,げβは減少していく｡10時間熱

(3)

Nb-Zr-Ti3 元

合

金の _磁場電流

特

性 ; }､￣耕一￣′ -･丈.-◆思Y:ノ､′-Ⅶ票⊃.; 卓じ垂 ‡章一′ご究〉･￣ -:￣⊃￣_{:ノ†､亘￣亨} 王ら･呑灯†￣.一夏室ご￣㌻ )_≧_7. …葱≡善≡ …感一主…三三 (a)1,100℃×5b溶体化処理 (C)700℃×5011 ゝ.如護 700℃×10b

賢¥■￣茅張惑

′ ■記膠･■′翼′､◆やこ脹ノ∧†恐汽諾-∼ _吉宗孝 ∵･近一義盛っ-_ ウ､-斡

≡-･叢昌･ぎ表￣箋詳-￣′野戦

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ゝノ.き (d)700℃×91b (e`- 700℃×503h 回4 1,100℃の溶体化処理ならびにこれを700℃で各時間熱処理したときの Nb-40Zr-10Ti合金の光学妊i徴鏡写真(×560)

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50 30 へ‥∈∈ 址ピ +屯 250 (N∈モ睾ご

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(芦) ∴ト 0 ㌻∈) ≦ ぺ 0 100 2()(〉 300 ₄₀₀ ₅₍₎₀ ▲午年処J即与川J止) 国6 700℃で熱処理したNb-40Zr-10Ti合金の各種特性と熱処理時間との関係処理材の〃-r,げβは溶体化処理材のそれより低いので,この時間ではすでに過時効になり,内部応力は溶体化処理材のそれより減

少している｡電気抵抗比は熱処理時間を増すと増加していくが91

時間で一定になる｡すなわち組織観察とⅩ線解析の結果と同様に

91時間前後の熱処理でほぼ平衡状態に達したことを示す｡過飽和

固溶体βのnは9.38Kであるが熱処理によって連続的に高くなり91時間の熱処理で10.30Kと一定になる｡700℃で_の平衡相 β′とβ′′に相当する組成の固溶体のnはそれぞれ8･5およぴ 10.3PKである(12)｡

したがって91時間熱処理材の℃はこのβ′′相のそれに等し

い｡β,β′およびβ′′相のうちnの最も高いβ′′相の値になり,以

んごま (a)1,100℃×5b溶体化処理

〉ギ

(c)780℃×50h (e)700℃×91ll (b)700℃×10h

海

(d)700⊂Cx50h (f)700℃x503h 図5 1,100℃の溶休化処理ならびにこれを700℃で各時間熱処理したときの Nb-40Zr-10Ti合金の電子麒徴鏡レプリカ写真〕,女m･さ一-＋0.2ぐm子 1.100亡C■1.5h 1〓山川川川川 iO 0 (H【≡､与封壷岩¥畦∵讃 1xlO] 〔.4Ⅷ･さ･---0-2亡m:---一口.り25ぐ爪･ご i.100〇C′5h 三.1川て･5h･-7DD÷(､′10h■､ △〔l.如･ご▲---一一-0.2〔m･三･ :1､1〔トDくC15h ＋仙mゞ■一一0加mご･ i.100LCノ.5h O _{ロ,4ぐm㌔】一---＋l仏mし1} -一一一一一- 0.025川ピ 1.1UuLい5h†70D`C巧Ohノーー･---一一〔川25亡巾 1,100-Cく5い70(汀191hて: ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣▼▼￣--0.025ぐ叫 1,い10-〔∴5い700;〔うU3h: 0 20 ₄₀ 60 80 1()0 右左場(k()e) 図7 溶体化処理後700℃で熱処理した Nb-40Zr-10Ti合金のβ-ム特性後変化しないことは組織観察,Ⅹ線解析および電気抵抗比の測定

結果と一致して,91時間の熱処理で2相分離はほぼ完了したこと

を示す｡図7は溶体化処理後700℃で熱処理した試料の即特

(4)

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吉ゝ:10-ユ(cm-i)

図10 _{加工後700℃で熱処理したNb-40Zr-10Ti合金の} 析出物問距離の逆数と臨界電流値との関係涜値ム(A′′′0･025cm･dia･)との関係を示すと図10のようになる｡ dとエとの間には直線関係が成立し.ている｡700℃で3時間の熱処理後さらこ94%加工した試料のJ･はNb-40Zr-10Ti合金の中では最大であった｡700℃で3時間熱処理後加工Lた試料の電子顕微鏡レプリカ写真個9(e))と3時間熱処理後の試料のそれ(図9(al)とを上ヒ較すると,そゾ)組織に寸言いて讃しい器が認められる.｡

(5)

Nb-Zr-Ti3 元

合

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卜■105 0 叫 O Xl 1)′102 ㌃∈てJユ聖這､､× 0･4cm≠--･0.2cmさ一0.023亡m≠ 1,100つCx5h O･4cm￠--0.2cm∼うー--0,()25ぐnl少 1,100ロC二(5b 501〕'cxlh O.4cⅢ￠---0.2cm≠→0･q25c叫 1,100勺Cx5h 50()りC※6ll O.4cm￠一-0.2cm≠---0.025cm￠ 1,100dcx5h _{500〔C)こ9弛} 0 20 40 60 80 10し) 砿キ琶F(k〔)e) 図11加工後500℃で熱処理した Nb-5Zr-60Ti合金の〃一上特性 2.3.2 _{Nb-5Z卜るOTi合金のH-J｡特性に及ぼす析出の影響} この合金は500℃でβ→α十β変態する｡加工材に500℃て熱処理した試料の〃-ム特性を図l】に示す｡ 500℃で1時間熱処理した試料のムは40kOeで1×105Aノ/cm2 であり,熱処理による上の増加分は約3,000倍である｡しかしな

がら熱処理時間を1時間からきらに増していくと上はしだいに

減少していく｡図12は加工後500℃で1およぴ99時間熱処理した試料の電子顕微鏡レプリカ写真である｡すでに1時間の熱処理で加工組織のファイバーに沿って微細な α析出物が認められ,99時間の熱処理では直径約1′∠の大きさiこ成長している｡したがって,500℃での熱処理時間を1時間からさらに増していくとょが減少していくのほ,このα析出物の成長によると推測される｡また,r｡ほ加工材では8.2ウK,500℃×1hの熱処理材では8･6つK であった｡ 2.4 結果の検討 2,4.1転移温度溶体化処理後700℃で熱処理したNb-40Zr-10Ti合金のrrと熱処理時間との関係を考えてみる｡図dにおいてr｡ほβ相のみからなる溶体化処理材の9･3つKからβ′とβ′′の2相が共存する91時間熱処理材の10･3ロKまで変化し,この反応の進行過程にある10およぴ50時間熱処理材でほそれぞれ9.9および10.20Kである｡いまβ,β′およびβ′′iこ相当する組成の固溶体の了1｡ほそれぞれ9.3,8.5および10･3⊃Kであるから(12),10およぴ50時間熱処理材のT｡はこれらのいずれの相の値でもない｡もし,β→β′＋β′′変態が連続析出の形態をとるならば,変態の進行とともにマトリックスの組成は連続的に変化していくので, r｡も9.3から10.30Kの間を連続的に変わる｡また不連続析出の形態であってもノ･〕,β′およぴノヨr′相聞にproximityeffectが生ず

芸才

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(a)500℃xlh (b)500℃x99b 図12 加工後500℃で熱処理したNb-5Zr-60Ti合金の電了･顕微鏡レプリカ写真れば,同様なr｡の変化を示すと考えられる(16)(17)｡この合金の2

相分離の形態は,Ⅹ線回折パターンにはJ与,.〕′およびダ′柏の反射

線のみしか確認されず,また粒界反応の存在は不連続析出形であることを示している｡しかしながら,10時間熱処理材でほ図4 (b■)に示されるように連続析出形を示す粒内に均一に分布した粒状析出物が顕著に認められ,連続析郎ミ同時に進行している可能性も考えられる｡したがって,現段階でほ10および50時間熱処理材のr｡ほproximit〉re触ctによるものであると断定はできない｡ 2.4.2 臨界電流密度硬超電導体の磁場中での上は試料中に欠陥を導入すると増加するのは欠陥がローレンツ力こよる磁束線の移動を防止するエネルギー障壁になるためである(3)(1)｡このピソ止め力の一つとしてほ,欠陥とマトリックスとの間に生じた局部的な内部応力が考えられ,加工によって転位密度を増すと.たが増加するのはこれiこ起囚する(1SJ｡また試料中に存在する放細な常電導体とかWeaker supercon-ductorも磁束線をピソ止めする(19)｡不純物の添加,析出によって√が増加するのほ主としてこれに起因する｡Nb-40Zr-10TiおよぴNb-5Zr-60Ti合金の加工材と熱処理材の打一上特性を示す図8および図】1から明らかなようi･こ,これら合金の〃-√特性に及ぼす熱処理の効果ほ加工のそれよりも著しく大きい｡熱処理によるム増加は,析出物の存在自体によるピソ止め効果のほかに析出ひずみによる内部応力増加からの寄与も考慮しなければならない｡図7において,Nb-40Zr-10Ti合金を溶体化処理後700℃で1 時間以上の熱処理材の〃ドと♂βほ減少(すなわち,内部応力の減少を示す)しているにもかかわらずムほ増加している｡したがって,この合金においてほ析出による上の増加は析出物自休が王国である｡Nb-40Zr-10Ti合金を700℃で時効するとノヨ→β′＋β′′ 変態が起こり,β,ノヨ′とノ;′′相あるいはJ･∃′とβ′′相の共存した状態になる｡これら3相のうち,β′相のr｡ほ8･5〇Kと最も低い(12)｡したがって,これらの相が共存した状態ではβ′相の部分のOrder parameterは最も低く,ここに磁束線はピソ止めされる｡すなわち,ノヨ′相はweakersuperconductorとしてム増加をこ寄与したと考えられる｡ Nb-5Zr-60Ti合金を500℃で熱処理するとノ弓一α＋β変態が起こる｡ α相ほTirichの組成てあり,そのr｡ほ約2ウKと推定される(20)｡したがって,このα相はβ∵ム特性の測定温度(4･20K)においてほ常電導となり‥り日中においては磁束線のピソ止め点になりうる｡これらピソ1ヒめ点としてのβ′とα相の大きさと間隔が〃一上梓性を決定する重要な因子となることは図10からも明らかである｡ピン止め点の大きさい･)と間隔(d)はCOhelencelength(盲)

(6)

∈=藷

の関係から概算する｡ここで氏2は臨界磁場,?｡は一量子磁束

(=2･07×10￣7G･Cm2)である｡耗2は尻とはぼ等しいと考えると,Nb-40Zr-10Ti合金とNb-5Zr-60Ti合金の4.20Kにおける践はそれぞれ105と113kOeであるから,∈は約50Aとなる｡図dから明らかなように加工後700℃で10時間熱処理したNb-40Zr-10Ti合金のβ相のγとdはともに数千Aである｡したがつて,図8において3時間よりもさらに熱処理時間を増すと上が

減少していくのは,ピン止め点のγとdの値が50Åからしだい

に離反していくためであろう｡溶体化処理後700℃で50,91および503時間熱処理したNb-40Zr-10Ti合金のパーライト状組織の層間距離はそれぞれ4∼5×10￣5,2∼3×10-5ぉよぴ6∼7×

10￣5cmであった｡したがって,この′く-ライト状組織中のβ′相

をピソ止め点と考えると,この眉間距離がcobelencelengtbに

最も近い91時間時効材でムは最大になったと考えられる｡

同様にNb-5Zr-60Ti合金を500℃で熱処理するとα析出物は

図12(b)のように99時間で直径約1′上になる｡すなわち,図11 に示すように熱処理時間を1から99時間と増していくと上が減少するのは,このα析出物の粗大化によるものである｡図8においてNb-40Zr-10Ti合金のムほ,700℃×3bの中間熱処理材の値が最大であった｡すなわち,熱処理後加工するとムはさらに増加する｡図9の(a)と(e)の写真を比較しただけではその微細構造は明らかでないが,β′相が加工によって微細化し, ピン止め効果がより強くなったと考えられる｡図Ilに示したNb-5Zr-60Ti合金のムは500℃での熱処理よりは350℃で330時間熱処理したはうが大きかった｡これは350

℃で熱処理した試料の内部傲細構造がJを高めるのに効果的で

あることを示している｡ 2･4･3 _{Nb-40Zr-10TiとNト5Zr一占OT;合金の超電導特性} 700℃で3時間中間熱処理したNb-40Zr-10Ti合金および350 ℃で330時間最終熱処理したNb-5Zr-60Ti合金の蕗J特性, nおよび月′をまとめると表2のようになる｡ Nb-40Zr-10Ti合金のムはNb-5及-60Ti合金のムに比べて, 80kOe以下の磁場では高い値を示している｡

3.結

白 (1)Nb-40Zr-10Ti合金を700℃で熱処理すると上が増加するのはβ→β′十β′′変態によって生じたβ′相がβ,β′′との3相またはβ′′相との2相共存状態ではweaker _{superconductorとな}

り,磁束線をピソ止めすることによると考えられる｡また,Nb-5Zr-60Ti合金を500℃で熱処理するとムカ;増加するのは,β→

α＋β変態に与って生じたα相がnormalconductorとなって磁

束線をピソ止めすることによると考えられる｡ (2)ムはピソ止め点(β′とα相)の大きさと間隔に非常に敏感であった0 すなわち,組織を微細化し,β′とα相をcohelence

匪攣

jlO･3

l乱6

40kOeム(A/cln2) 90kOe 3.6×105 1.0×104 2.5×10S 3.0×104 105 113 Nb-40Zr-10Ti* Nb-5Zr+50Ti** * 0･4cm中一0･2cm≠一0･1cm≠一一一一0.025cn￠ 1,100℃×5h 700℃×3b 串*0･4c-叫一0.2c皿￠一0.025cm申 1,100℃×5h350℃×330I1 1ength(この場合数百A)のオーダーにするとピソ止め効果は最大になる｡ (3)700℃で3時間中間熱処理したNb-40Zr-10Ti合金の仇は105kOe,40およぴ80kOeにおけるムはそれぞれ3.6×105ぉよぴ5･0×104A/cm2,また,nは10.3凸Kであった｡350℃で330 時間最終熱処理したNb-5Zr-60Ti合金の践は113kOe,40および901くOeにおけるムはそれぞれ2.5×105およぴ3.0×104A/ Cm2,またnは8.60Kであった｡

終わりに本研究の遂行にあたり,ご指導を賜わった故前田清治郎

博士に感謝し,そのご冥福を祈る｡参薯文献 (1)D･A･Buck:Proc.IRE,舶,482,(1956) (2)J･C･La耶enCe:1967InternationalCryogenicEngineer-ing _{Conferenceで発表} (3)Y･B･Kim,C･F･Hempstead,A.R.Strnad= Pbys.Revリ 131,2486,(1963) (4)P･W･Anderson:Pbys.Rev.Lett.,9,306,(1962) (5)J･Friedel,P･G･DeGennes,J.Matricon:Appl.Phys. Lett.,2,119,(1963) (6)L･E･Toth,Ⅰ･P･Pratt‥ _{Appl.Phys.Lett.,4,75,(1964)} (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) 7 8 9 0 1 1 1 1 2 2 H･B･Sbukovsky,K.M.Ralls,R.M.Rose:Trans.Met. Soc･AIME,233,1825,(1965) M･Suenaga,J.L.0'Brien,Ⅴ.F.Zackay,K.M.Ralls: Trans･Met･Soc.AIME,239,992,(1967) F･W･Reuter,K.M.Ralls,J.Wulff:Trans.Met.Soc. AIME,236,1143,(1966) J･且Vetrano,R･W･Boom:J･Appl･Pbys･,39,1179, (1965) J･Sutton,C･Baker:Pbys.Lettリ21,601,(1966) T･Doi･M･Mitani,T･Umezawa:J･JapanInst.Met.,30, 133,(1966) T･Doi,F･Ishida,T･Umezawa:J･JapanInst･Met.,30, 213,(1966) T･Doi,F･Ishida,T･Umezava:J.JapanInst.Metリ 30,220,(1966) T･Doi,F･Ishida,T･Umezawa:J.JapanInst.Met.,30, 139,(1966) R･F･Hehe皿ann,S･T･Z喝1er:Trans･Met･Soc･瓜ME, 236,1594,(1966) P･G･DeGennesニ _{Rev･Mod.Pbys.,33,225,(19糾)} W･W･Webb‥ _{Phys･Rev.Lett.,11,191,(1963)} J･D･Livingston‥ _{Appl･Phys.Lett.,8,319(1966)} J･K･Hulm,R･D･Blaugber:Pbys.Revリ123,1569(1961) A･R･Strnad,C･F･Hempstead,Y･B･KiIn:Phys.Rev. Lettリ13,794,(1964)