[发明专利]超导稳定化材料、超导线以及超导线圈

说明书

本发明的超导稳定化材料使用于超导线，且由铜材料构成，所述铜材料在合计3质量ppm以上且100质量ppm以下的范围内含有选自Mg、Mn、Ti、Y及Zr中的一种以上的添加元素，剩余部分设为Cu以及不可避免的杂质，并且除了作为气体成分的O、H、C、N及S以外的所述不可避免的杂质的浓度的总计设为5质量ppm以上且100质量ppm以下，在母相内部，存在包含选自MgS、MgSO₄、MnS、TiS、YS、Y₂SO₂及ZrS中的一种以上的化合物。

技术领域

本发明涉及一种使用于超导线的超导稳定化材料、具备该超导稳定化材料的超导线、以及由该超导线构成的超导线圈。

本申请主张基于2016年4月6日于日本申请的专利申请2016-076902号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

上述超导线例如在MRI(磁共振成像)、NMR(核磁共振)、粒子加速器、磁悬浮列车、以及在电力储存装置等领域中使用。

该超导线具有在由Nb-Ti、Nb₃Sn等超导体构成的多个裸线之间夹杂超导稳定化材料并进行捆束的多芯结构。并且，还提供有层叠超导体与超导稳定化材料的带状的超导线。为了进一步提高稳定性和安全性，还提供在由纯铜构成的通道部件具备裸线的超导线。

在此，在上述超导线中，在超导体的一部分中超导状态被破坏的情况下，会导致电阻部分性地大幅上升而超导体的温度上升，有可能使整个超导体成为临界温度以上而转变为普通传导状态。因此，在超导线中，配置成使铜等电阻较低的超导稳定化材料与超导体(裸线)接触。设为以下结构，即在超导状态部分性地被破坏的情况下，使在超导体中流动的电流暂时地迂回至超导稳定化材料，在此期间冷却超导体而恢复至超导状态。

这里所说的超导线的结构是以包含以Nb-Ti、Nb₃Sn为代表的超导体的裸线和由铜材料构成的超导稳定化材料接触的方式进行加工，从而以包含超导体的多个裸线和超导稳定化材料成为一个结构体的方式实施了加工的线。另外，该加工包含挤出、轧制、拉丝、拉拔以及双绞(twist)。

上述超导稳定化材料中，为了使电流有效地迂回，要求极低温下的电阻充分低。作为表示极低温下的电阻的指标，广泛使用剩余电阻率(RRR)。该剩余电阻率(RRR)为常温(293K)下的电阻率ρ_293K与液氦温度(4.2K)下的电阻率ρ_4.2K之比ρ_293K/ρ_4.2K，该剩余电阻率(RRR)越高，作为超导稳定化材料越会发挥优异的性能。

因此，例如，在专利文献1至3中，提出有具有高剩余电阻率(RRR)的Cu材料。

在专利文献1中，记载有将具有99.999％以上的纯度铜材料在温度650～800℃、惰性气体气氛中至少加热30分钟以上，从而获得高剩余电阻率(RRR)的铜材料。

在专利文献2中，提出有规定特定的元素(Fe、P、Al、As、Sn及S)的含量且杂质浓度的非常低的高纯度铜。

并且，在专利文献3中，提出有在氧浓度较低的高纯度铜中微量添加了Zr的Cu合金。

专利文献1：日本特开平04-224662号公报

专利文献2：日本特开2011-236484号公报

专利文献3：日本特开平05-025565号公报

已知在将杂质元素降低至极限的超高纯度铜中，剩余电阻率(RRR)会变得充分高。但是，为了使铜成为高纯度，会使制造工艺变得非常复杂，存在导致制造成本大幅上升的问题。