成功实现抗弯曲、热处理后可绕成线圈的超导电缆的产品化
～被用于强磁场合作实验室计划中建设的超导磁铁上～

2014年6月12日

古河电工与东北大学（日本宫城县仙台市）在全球首次共同开发出进行生成Nb3Sn的热处理后可绕成线圈（先处理后绕制方法（R&W））的铌棒法铜铌（以下称为CuNb）强化铌三锡（以下称为Nb3Sn）超导电缆。

该超导电缆作为主要零部件被用于东北大学根据文部科学省的强磁场合作实验室计划项目（注释1）主导建设的无冷媒25T（特斯拉）超导磁铁（注释2）上。

背景

目前，用于产生强磁场的超导磁铁使用了拥有高临界磁场的Nb3Sn超导电缆。但该Nb3Sn超导电缆非常脆，弯曲1%左右Nb3就会受损，从而使电流无法通过。

为了防止这一降低性能的问题，通常绕成用于超导磁铁的线圈后，为生成Nb3Sn需在大型炉中进行数十至数百小时的热处理（600～700℃），以保证生成的Nb3Sn不受弯曲影响。为使磁铁整体均匀受热，该制法需要使用大型热处理炉，从而使生产工序受到诸多条件限制，如线圈骨架等零部件需要有较高的耐热性等。

开发的技术

此次古河电工与东北大学在全球首次共同成功开发出抗弯曲、进行生成Nb3Sn的热处理后可绕成线圈的CuNb强化Nb3Sn超导电缆。于今年3月量产出总长7.8km的电缆，并已交付株式会社东芝。由于不需要在磁铁上进行热处理，从而简化了超导磁铁的生产工序，因此新开发的超导电缆可降低成本。

在今后的“强磁场合作实验室计划”中，该超导电缆有望被用于可产生更高磁场的30T磁铁或50T混合磁铁等，同时很可能会适用于现有的民用NMR（注释3），取代通常方法下的Nb3Sn线。

今年2月下了一场创纪录的大雪，致使本公司日光事业所的一部分工厂厂房发生了屋顶坍塌等灾害。CuNb强化Nb3超导电缆的生产设备也属受灾范围，但本公司通过将一部分工序委托加工等，继续生产产品，目前正在竭尽全力使其完全恢复。今后本公司将继续开发具有优良性能的超导技术，为最尖端技术的发展贡献力量。

特长

  • 芯线在进行生成Nb3的热处理后，即使弯曲扭转±0.8%也不会阻碍通电电流。
  • 芯线及电缆在进行生成Nb3的热处理后，通过反复进行弯曲扭转（±0.5%），可使强磁场中的通电电流最大增加到1.5倍（事前弯曲扭转效果）。

关于古河电工集团

古河电工（TSE；5801，ISIN; JP3827200001）集团于1884年开始营业，同时建立了炼铜工厂和铜线制造工厂。之后古河电工致力于解决各种技术难题，成为了该领域最新技术的先锋。古河电工为包括电信、电子设备、汽车和建筑在内的众多领域提供产品，其核心产品中有三种类型的材料，即光学、塑料和金属。其中许多产品占领了最高的全球市场份额，并且其所有产品均在众多业务领域中对社会作出了贡献。古河电工在2014年3月31日结束的财年的合并收入已达9318亿日元（93亿美元）。

（注释1）强磁场合作实验室计划：
是日本文科省“学术研究大型项目”的一个课题，计划构筑日本国内强磁场设施的研究基地，以增强强磁场设施。有望在强磁场方面发现新的物相等，从而推进物质科学、材料科学及生命科学方面的发展。预计投入建设费为144亿日元，建设期间为2015—2019年。

（注释2）无冷媒25T超导磁铁：
是指使用了金属超导体（NbTi导体、Nb3导体）和高温超导体（Gd系列胶带线）的强磁场磁铁。其特点是冷冻机冷却时不使用液体He，从而可以提供长时间、高稳定性的强磁场。

（注释3）NMR：
核磁共振分光装置。5T级可进行低分子材料、10T级可进行蛋白质、20T超级可进行无机物质三维化学结构解析。作为分子量较大的蛋白质的结构解析及药剂化合物的快速分析手段，在分析化学领域得到广泛普及，为解析遗传基因及开发新药贡献力量。超导磁铁等被用于产生磁场。

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