目　的：過飽和固溶体からの変態析出反応を利用することにより、微細な結晶粒組織で化学量論組成を有するNb₃Al極細多芯線の製造が可能になった。この変態析出法Nb₃Alは，低温で直接拡散反応を行う従来のNb₃Al線材と比較すると、高磁界での臨界電流密度が極めて高い。しかし、一般に、完全結晶の物質ほど歪み感受性が高いと考えられる。そのため変態により作製した化学量論組成のNb₃Alの耐歪み特性は，低温熱処理したロッドインチューブRIT法やジェリーロールJR法Nb₃Al線材よりむしろ悪くなる恐れが，一部の研究者から指摘されていた。本研究では、変態析出させたNb₃Alの歪み感受性が、 Nb₃Alの普遍的な性質としてやはり鈍いのか、あるいは結晶性の完全性のためにかえって鋭くなるのか明らかにする。

方　法：RIT法及びJR法で作製した２種類のNb/Al複合多芯線をそれぞれ加熱急冷後変態処理して測定試料とした(表１)。銅メッキしたNb₃Al線材を真鍮製の”コ”の字型のバネホルダーに半田付けし，4.2Kで10-16Tの磁場中でこのホルダーの支柱間隔を変えて外部歪みを線材軸方向に加え，この状態でI_cを測定して耐歪み特性を評価した。

結　果：図１に10-16TでのI_cの外部歪み依存性を示す。図中の記号脇の添え数字は，時系列で整理した歪みの履歴を示す。図２(b)に示すようにRIT法とJR法を比較して歪みによる超伝導特性の劣化の程度にはほとんど差が認められない。しかし，Nbマトリックス比の小さいJR法Nb₃Al線材(表１)の方が歪み履歴によるI_cの不一致が目立つ(図１(b))。I_c-歪み曲線でI_cが極大になるところは，主に真鍮バネホルダーと試料との熱収縮率の違いから生じる冷却圧縮歪みと外部引っ張り歪みが相殺して，Nb₃Al化合物が実際に感じる固有歪みが零になるところと解釈できる。そこで図2(b)では固有歪みに対して12TでのJ_c()の値をJ_c(0)で規格化して再プロットしている。-0.7%の固有歪みに対するBc2*の劣化はわずか8%である。さらに，実用的に重要な12TにおけるJ_cも-0.7%の固有歪みに対して20%の劣化が観察されるだけである。B_c2^*，J_cとも，通常の低温で熱処理したJR法Nb₃Alと同程度の劣化の程度であった。したがって，変態処理したNb₃Al線材は，高磁界でのJ_c特性が格段に優れているにも拘わらず，従来熱処理のNb₃Al線材に匹敵した優れた耐歪み特性を保持すると結論できる。

	Rod-in-tube Nb3Al	Jelly-roll Nb3Al
strand diameter (mm)	0.74	0.507
filament (bundle) size (m)	24	54.6
filament (bundle) number	121	36
Al-core diam. or Al-layer thickness (m)	0.5	0.116
Nb/Al ratio	3.25	3.3
Nb/SC ratio	4	1.5
twist pitch (mm)	-	30
transformation heat treatment	800C x 12 h	800C x 12 h
critical temperature (K)	17.4	17.6
lattice parameter of Nb3Al (nm)	0.5187	-

　図１変態処理したNb₃Al線材の外部歪みによるI_c及びoverall Jcの変化。

図２　変態処理したNb₃Al線材のB_c2^*とI_c(4.2K,12T)の歪み依存性。従来のNb₃Al線材やITER用Nb₃Sn線材と比較するために固有歪みで整理している。