CS248839B1 - Supravodivý spoj - Google Patents

Description

Vynález se týká supravodivého spoje určeného ke spojování jednožilových supravodičů.

Jak známo, supravodivé vodiče jsou určeny zejména ke stav bé cívek vytvářejících bez ztrát energie silná magnetická pole Supravodič je tvořen obvykle jednou nebo více žilami či vlákny vlastního supravodivého materiálu, například slitinou NbTi a je obklopen stabilizačním pláštěm z Čisté mědi. Supravodivá vinutí jsou často tvořena více než jednou výrobní délkou supra vodiče, takže jednotlivé sekce je nutno vzájemně spojovat. V některých případech stačí, když jsou vzájemně spojeny měděné pláště supravodičů spájením či slisováním v dostatečné délce, podle přenášeného proudu. Přechodový odpor takových spojů je

O O řádu 10 £/cm až 10 β/cm. Má-li však uzavřená supravodivá smyčka či cívka pracovat po nabuzení ze zdroje proudu v tzv. perzistentním stavu, t.j. s bezztrátově cirkulujícím proudem a odpojeným zdrojem, úbytek energie vznikající průchodem proudu přechodovým odporem mezi dvěma supravodiči by způsoboval stálý pokles indukce magnetického pole. Aby byl pokles indukce magnetického pole zanedbatelný, například o

/hod, což odpovídá časové konstantě 10 000 let, musí být sumární přechodový odpor spojů v obvodu nejvýše řádu 10”^θ až 10 β podle jeho indukčnosti. K tomu již nestačí spoje uskutečněné přes stabilizační měděný plášť supravodiče, ale musí být přímo, prakticky bezodporově spojena supravodivá jádra. Existuje několik metod vytváření takových spojů, například pájení specielní pájkou za použití ultrazvukového pajedla (nevýhodou je, mimo technologické obtížnosti, nízká dosažitelná kritické magnetické indukce max. 1,8 T). Dále jsou to metody přímého spojování supravodičů působením ultrazvuku, explozivním lisováním, mechanickým sevřením mezi destičky přitlačované šrouby, elektrickým bodovým svářením

248 83S (bodováním), laserem v ochranné atmosféře, elektronovým paprskem ve vakuu. Jednou z metod, které se velmi dobře osvědčila u jednožilových NbTi supravodičů je axiální lisování.

Spoj je však mechanicky zranitelný, není provedeno spojení stabilizačních pléštů, bezpodmínečně nutné jako paralelní proudové cesta v případě poruchy spoje. Vlastní spoj mé malou tepelnou kapacitu, a dále je nutno zajistit možnost jeho opakovaného vytváření.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje supravodivý spoj, jehož podstatou je cívka s uzavřeným dnem připevněná k základně zařízení, na níž jsou bifilárně navinuty spojované supravodiče, jejichž konce zbavené stabilizačního pláStě jsou spojeny do smyčky tvářením zastudena, například axiálním lisováním, přičemž stabilizační pláště obou supravodičů jsou rovněž spolu mechanicky a elektricky spojeny a takto vytvořené spoje jsou svinuty a zality uvnitř cívky pájkou s nízkým bodem tavení.

Hlavní předností takovéhoto supravodivého spoje je zejména vytvoření vlastního supravodivého spojení dvou navazujících supravodivých žil, mechanická fixace a ochrana spoje, který jako vodič umístěný v silném magnetickém poli a protékaný velkým proudem by mohl kmitat a tím být nepříznivě ovlivněn, dále je podstatně zvýšena tepelná kapacita spoje, takže není citlivý na tepelné fluktuace, které by jinak způsobily přechod do normálního stavu, je možno jednoduše zamočením do pájky připojit vnější přívod elektrického proudu či ochranný odpor, vytvoření spoje je možno opakovat bez zásahu do vlastního vinutí sekcí, bifilarita zásobní délky zamezuje vytváření parazitních gradientů magnetického pole, které by způsobily poruchu v pracovní oblasti, celek je možno umístit mimo vinutí do oblasti s nižším magnetickým polem, takže spoj pracuje v příznivějších podmínkách a je lépe chlazen.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, na kterém je v osovém řezu uveden příklad provedení supravodivého spoje.

Základní částí je cívka 10 s uzavřeným dnem, která je připevněna k základně 2 zařízení (například na čelo kostry solenoidu) šroubem 8. Spojované supravodiče J. a 2 jsou vedeny

-h248 839 v ochranném plášti, například textilní trubičce a navinuty na cíyce JO. Spojované konce supravodičů 2 a 2, jsou provlečeny otvorem či zářezem v horní části dovnitř. Supravodiče 2 a 2 zbavené izolace a měděného stabilizačního pláště jsou spojeny tvářením zastudená, například vícenásobným axiálním stlačováním a vytváří terčíkový spoj J ve smyčce 2· Stabilizační pláště jsou spojeny v délce několika cm ovinutím tenkým vodičem a mohou být propájeny elektricky vodivou pájkou. Takto vytvořené spojení je stočeno uvnitř cívky 10 a zalito pájkou 6 s nízkou teplotou tavení, které takto zaručuje jeho mechanickou fixaci a tepelnou kapacitu. Cívka 10 zalitá pájkou 6 slouží současně jako spojovací element pro vnější elektrický přívod 2· zalitím pájkou 6 se natáčením a přišroubováním cívky 10 vypnou supravodiče 2 ^{a a}^Y nemohlo docházet k jejich pohybu ,v magnetickém poli.

Supravodivý spoj je určený zejména pro spojování jednožilových NbTi supravodičů.

Claims (1)

1. Supravodivý spoj určený pro spojování jednožilových supravodičů, vyznačený tím, že je tvořen cívkou (10) s uzavřeným dnem, připevněnou k základně (9) zařízení, na níž jsou bifilámě navinuty spojované supravodiče (1 a 2), jejichž konce, zbavené stabilizačního pláště jsou spojeny do smyčky (4) spojem (3), například tvářením zastuděna, přičemž stabilizační pláště obou supravodičů jsou rovněž spolu mechanicky a elektricky spojeny a takto vytvořené spoje jsou svinuty a zality uvnitř cívky (10) pájkou (6) s nízkým bodem tavení.