粉末冶金法によるNbTi/Cu超電導線の製造における核心的な考え方は、従来のプロセスにおける複雑な合金鋳造やバリア層形成といった工程を省き、合金粉末と銅を直接複合化することです。全体のプロセスは、原料混合、封止、緻密化、塑性加工の4段階に分けられます。
原料混合：NbTi合金粉末（粒径約10～50μm）を純チタン粉末または純ニオブ粉末（粒径約1～5μm）と混合します。純チタン粉末または純ニオブ粉末のコア比率は重量比で20～30%です。これらは、その後の熱処理中に分散したα-Ti析出相を形成し、磁束ピン止め中心として機能し、線材の電流容量を効果的に向上させます。
銅マトリックス：混合粉末を、複数のチャネルを有する無酸素銅インゴットに充填します。銅は安定したマトリックスとして、優れた熱伝導性と電気伝導性を提供します。保護カプセル化：粉末を含む銅インゴットは、ステンレス鋼製のカプセルで覆われます。この外側のシースは内部材料を保護し、その後の高圧処理中の酸化を防ぎます。脱ガスシールでは、システム全体を加熱・排気して、粉末の隙間やシース内部のガスを除去します。これは、材料の緻密性と欠陥のない状態を確保するために不可欠です。
熱間等方圧プレス（HIP）では、密閉されたシースをHIP炉に入れ、高温かつあらゆる方向から高圧下で焼結します。これにより、粉末粒子間の拡散と結合が促進され、完全に緻密なNbTi/Cuマルチコア複合インゴットが直接形成されます。その後、外側の鋼製シースは旋盤で削り取られます。プラスチック押出成形：複合インゴットを加熱し、室温で保持した後、1回の押出成形で、直径が小さく均一な微細構造を持つマルチコア押出棒を得ます。この工程により、内部界面が効果的に接合され、結晶粒径が微細化されます。
冷間引抜き：室温で、押出成形された棒材を、寸法が徐々に小さくなる一連のダイスを通して複数回引き抜きます。各工程で変形を制御することで、最終的に所望の直径（ミリメートル、あるいはマイクロメートル単位）の超電導線を得ることができます。この粉末冶金法の最大のメリットは、工程の簡素化とコスト削減にあります。従来の製法における複雑な溶解・鋳造工程や、銅チタン反応を防ぐためのバリア層を巧みに省略することで、工程フローを大幅に短縮しています。
基本となる線材が得られた後、以下の方法で性能をさらに最適化できます。微細構造制御：時効熱処理の回数、温度、時間を精密に制御することで、α-Ti析出相の形態と分布を制御し、高磁場下における線の臨界電流密度を大幅に向上させることができます。コアワイヤの微細化と損失制御：引き抜きパスの回数を増やし続けることで、コアワイヤの直径をマイクロメートルまたはナノメートルスケールまで微細化できます。これにより、超伝導交流損失を効果的に低減できるだけでなく、「表面ピン止め」効果を利用して特定のスケールでの性能をさらに向上させることもできます。人工ピン止め中心：α-Ti析出相に加えて、研究者たちは、より均一で制御可能な第二相を「人工ピン止め中心」として導入することで性能を最適化するために、NbTiTaなどの合金系の使用も検討しています。
