DE1166370B - Supraleiter-Magnet - Google Patents

Supraleiter-Magnet

Info

Publication number
DE1166370B
DE1166370B DEW30449A DEW0030449A DE1166370B DE 1166370 B DE1166370 B DE 1166370B DE W30449 A DEW30449 A DE W30449A DE W0030449 A DEW0030449 A DE W0030449A DE 1166370 B DE1166370 B DE 1166370B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wire
superconducting
winding
diameter
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEW30449A
Other languages
English (en)
Inventor
Theodore Henry Geballe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
Western Electric Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Western Electric Co Inc filed Critical Western Electric Co Inc
Publication of DE1166370B publication Critical patent/DE1166370B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/06Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C21D7/10Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the whole cross-section, e.g. of concrete reinforcing bars
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F17/00Multi-step processes for surface treatment of metallic material involving at least one process provided for in class C23 and at least one process covered by subclass C21D or C22F or class C25
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/48After-treatment of electroplated surfaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/001Magnets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0607Wires
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/02Quenching; Protection arrangements during quenching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/06Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/01Manufacture or treatment
    • H10N60/0128Manufacture or treatment of composite superconductor filaments
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/20Permanent superconducting devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26Methods of annealing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/48Electroplating: Baths therefor from solutions of gold
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/884Conductor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/884Conductor
    • Y10S505/887Conductor structure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49014Superconductor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Wire Processing (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES W7T®& PATENTAMT Internat. KL: HOId
AUSLEGESCHRIFT
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Deutsche Kl.: 21g-2/01
W 30449 VIII c/21:
!.August 1961
26. März 1964
Die Erfindung bezieht sich auf Drahtmaterial für Supraleiter-Magnete.
In der einschlägigen Technik hat man sich in der letzten Zeit mit der Erzeugung von magnetischen Feldern mittels supraleitenden Solenoiden beschäftigt, welche aus einer oder mehreren Wicklungen aus supraleitendem Drahtmaterial bestehen. Da derartiges supraleitendes Material erwünschterweise genügend große kritische Felder ergeben muß, um bei Solenoid-Einrichtungen von Wert zu sein, und da außerdem Material dieser Art genügend bildsam sein muß, damit es in Drahtform überführt werden kann, so ist man auf diesem Fachgebiet auf eine verhältnismäßig geringe Zahl von Materialien angewiesen, die diesen Erfordernissen entsprechen. Im allgemeinen sind Molybdän-Rhenium- und Wismut-Blei-Legierungen die bekanntesten Materialien, welche laufend für supraleitende Wicklungen verwendet werden. Solche Legierungen liefern kritische Felder in der Größenordnung von 15,5 bzw. 18 Kilogauß bei kritischen Temperaturen von 2° Kelvin bzw. 8° Kelvin. Diese Materialien sind genügend bildsam und lassen sich zu feinen Drähten ziehen, die einen Durchmesser in der Größenordnung von 0,0025 cm oder weniger haben.
Supraleitende Wicklungen, die aus solchen Materialien gefertigt sind, werden in einem Bad aus flüssigem Stickstoff oder Helium aufgehängt, in welchem die Temperatur der Wicklungen bis unter die kritische Temperatur des verwendeten Materials herabgedrückt wird. Wenn in einer solchen Wicklung einmal ein magnetisches Feld zustande gekommen ist, so ist keine weitere Leistungszufuhr erforderlich um das Feld aufrechtzuerhalten, vorausgesetzt, daß die kritische Temperatur oder das kritische Feld des Wicklungsmaterials nicht überschritten wird. Unterkühlungseinrichtungen und Unterkühlungstechniken sind heute so weit entwickelt, daß supraleitende Solenoide, welche Felder von etwa 10 bis 15 Kilogauß und mehr erzeugen können, in wirtschaftlicher Hinsieht in Wettbewerb mit den mehr gebräuchlichen Solenoiden zu treten vermögen.
Die von einem supraleitenden Solenoid gelieferte Feldstärke ist abhängig von dem Produkt aus Wicklungszahl, Windungszahl pro Wicklung und der Stärke des die Wicklung durchfließenden Stromes in Ampere. Bisher sind die Bemühungen in der einschlägigen Technik zur Steigerung der Feldstärke darauf gerichtet gewesen, neue supraleitende Materialien zu entwickeln, welche höhere kritische Felder ergeben. Solche höheren kritischen Felder ermöglichen es, einen stärkeren Strom in den Wicklungen anzuwenden, wo-Supraleiter-Magnet
Anmelder:
Western Electric Company Incorporated,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. H. Fecht, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hohenlohestr. 21
Als Erfinder benannt:
Theodore Henry Geballe, Summit, N. J.
(V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. August 1960 (52 409)
durch umgekehrt die Erzielung einer höheren Feldstärke für das Solenoid ermöglicht ist.
Unter Berücksichtigung der oben angegebenen Abhängigkeit ist es einleuchtend, daß die Feldstärken vergrößert werden, wenn die Windungszahl pro Wicklung erhöht wird. Die Länge jeder Wicklung ist jedoch durch den Raumbedarf in dem Bereich bestimmt, in welchem das Solenoid zur Verwendung kommen soll. Da jede Windung zur Vermeidung von Kurzschluß isoliert sein muß, so ist es klar, daß von einer gegebenen Wicklungseinheitslänge ein großer Teil von der Isolationsumhüllung in Anspruch genommen wird; dadurch wird die Windungszahl verkleinert, die angewendet werden kann, um die gesamte Feldstärke zu erzielen. Als Isoliermaterialien bei supraleitenden Windungen wurden beispielsweise Seide oder plastische organische Materialien verwendet, wie z. B. Gummi und der unter der Warenbezeichnung »Mylar« bekannte Kunststoff. Überzüge aus solchem Material haben typischerweise eine Stärke von 0,00125 cm bei einer Drahtstärke von 0,0025 cm. Diese Drahtstärke ist im allgemeinen die kleinste Stärke, die heute unter Anwendung von bekannten Kaltwalzverfahren erzielbar ist.
Da es unerläßlich ist, die Windungen zwecks Vermeidung eines Kurzschlusses zu isolieren, so besteht außerdem die Gefahr, daß die Wicklung schmilzt oder daß die Isolierung verbrennt, falls das supraleitende Material in seinen normalen Zustand zurückkehrt. Die Supraleitfähigkeit geht verloren, wenn das kritische Feld des Wicklungsmaterials oder die kritische Temperatur solchen Materials überschritten
409 540/395
wird. Im normalen Zustand wird der durch die Wicklung fließende Strom durch Umwandlung in Wärme aufgezehrt. Die Wärme kann gelegentlich ausreichen, um die Wicklung zu zerstören.
Durch die Erfindung ist ein Supraleiter-Magnet verfügbar, dessen Wicklung aus supraleitendem isolierten Draht gefertigt ist, mit der Besonderheit, daß die Isolation aus einem Metall besteht, welches aus der von Silber, Gold und Kupfer gebildeten Gruppe
des Weges mit dem geringsten Widerstand, nämlich durch die Metallisolation geschaffen. Dadurch werden die Wicklungen gegen Zerstörung durch zufällige Überlastung geschützt, gleichgültig ob es sich um eine 5 Überschreitung des kritischen Feldes oder um eine Überschreitung der kritischen Temperatur handelt.
Eine Erleichterung des Verständnisses der Erfindung wird sich aus der folgenden Erläuterung in Verbindung mit der Zeichnung ergeben; in der Zeichnung
des periodischen Systems ausgewählt ist. Dank der io zeigt
Erfindung können nunmehr pro Längeneinheit der Fig. 1 ein erfindungsgemäß behandeltes Draht-Wicklung mehr Windungen vorgesehen werden, als stück in perspektivischer Darstellung, es bisher möglich gewesen ist. Im übrigen ist die Ge- F i g. 2 die Ansicht eines Supraleiter-Magneten bei fahr, daß die Wicklung überlastet wird, wenn sie in einer Ausführungsform der Erfindung, bei welcher den Zustand ihres normalen Widerstandes während 15 der Draht nach Fig. 1 Verwendung findet, des Betriebes zurückkehrt, beträchtlich verringert. F i g. 1 veranschaulicht einen supraleitenden, mit
Nach einer bevorzugten Herstellungsart wird der einer Isolierung 1 versehenen Draht 2. Irgendein
Durchmesser des supraleitenden Drahtes durch Kalt- supraleitendes Material, wie z. B. Molybdän-Rhenium
bearbeitung bis zu einem Punkt verringert, wo an- oder Wismut-Blei, kann im Sinne der Erfindung mit schließend ein Kaltziehvorgang angewendet werden 20 Gold, Silber oder Kupfer isoliert sein,
kann, um den erwünschten kleinsten Durchmesser zu In F i g. 2 ist ein Supraleiter-Magnet gezeigt, dessen
erhalten. Vor dem abschließenden Kaltziehvorgang Wicklung 10 aus einem Draht gemäß Fig. 1 hergestellt
wird der Draht mit Silber, Gold oder Kupfer über- ist. Die Wicklung 10 ist an eine äußere Stromquelle,
zogen. Durch das anschließende Kaltziehen wird da- z. B. die Batterie 11, mittels supraleitender Leitungen her der Durchmesser des Drahtes verringert, und 25 12 und eines Schalters 13 angeschlossen. Die Leiter
gleichzeitig wird die Stärke des isolierenden Über- 12 stehen über den Parallelweg 14 miteinander in
zugs verkleinert. Verbindung, der aus supraleitendem Material besteht.
Unter Abkehr von den bisher in der einschlägigen Die Wicklung 10 und der Parallelweg hängen in Technik angewendeten herkömmlichen Isoliermate- einem Tieftemperaturmittel 15, z. B. flüssigem Helium rialien werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren 30 oder flüssigem Stickstoff, wodurch die Wicklung 10, Materialien benutzt, welche relativ gute Leiter sind. der Parallelweg 14 und die dazwischenliegenden Teile Diese Materialien wirken jedoch im Vergleich zu den
supraleitenden Materialien, welche keinen Widerstand
bieten, wie ein isolierender Überzug. Im Gegensatz
zu den bisher verwendeten organischen Isoliermate- 35
rialien sind die in Frage stehenden Metalle leicht
streckbar und lassen eine einfache Kaltbearbeitung
zu. Man kann somit von der bisherigen Verfahrensart
abgehen und den Isolierüberzug auf dem supraleitenden Draht anbringen, bevor der abschließende Kalt- 40 fahren durch Hindurchführen einer Schmelzzone ziehvorgang durchgeführt wird. Da die organischen längs eines Bündels von Molybdän- und Rhenium-Isolierstoffe nicht streckbar sind, müssen sie auf dem Stäben hergestellt werden (vgl. E. Buehler, »TransDraht auf gebracht werden, nachdem der abschließende actions of the American Institute of Mechanical Kaltziehvorgang beendet ist. Der Vorteil, der sich Engineers«, 212, 694 [ 1958]) typischerweise einen daraus ergibt, daß man den Isolierüberzug auf dem 45 Durchmesser von 0,5 cm. Derart große Drahtdurch-Draht vor dem abschließenden Kaltziehvorgang an- messer würden natürlich die Windungszahl, die auf bringen kann, ist ohne weiteres einleuchtend. Es wird einer Längeneinheit der Wicklung untergebracht sowohl der Drahtdurchmesser verringert als auch die werden kann, beschränken, wodurch die mittels der Stärke des Überzugs auf eine Größe gebracht, die Wicklung erreichte Feldstärke herabgesetzt wird. Die nach den bisherigen Verfahrensarten nicht erzielbar 50 Drähte müssen demgemäß weiter bearbeitet werden, war. Beispielsweise wird ein Draht von 0,0025 cm um den kleinstmöglichen Durchmesser zu erhalten. Durchmesser typischerweise mit einer dicht aus Üblicherweise werden die Drähte zunächst auf kaltem organischem Isoliermaterial in Stärke von 0,00125 cm Wege, der der Kaltziehtechnik eigen ist, auf einen versehen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geringeren Durchmesser zurückgeführt. Je nach dem kann der Draht jedoch einen Isolierüberzug von nur 55 verwendeten supraleitenden Material kann diese KaIt-0,000125 cm Stärke aufweisen. Diese bemerkenswerte bearbeitung verschiedenartig sein, wie es an sich be-
der Leiter 12 supraleitende Eigenschaft erhalten. Das flüssige Helium oder der flüssige Stickstoff befinden sich in einem Dewargefäß 16.
Die supraleitenden Drähte haben nach der üblichen Herstellungsart so große Durchmesser, daß ihre Verwendung für Supraleiter-Wicklungen ernsthaft beeinträchtigt ist. Beispielsweise haben Molybdän-Rhenium-Drähte, die nach dem Zonenraffinationsver-
Verringerung der Isolierungsstärke ermöglicht es, daß auf einer Längeneinheit des Solenoids wesentlich mehr Windungen untergebracht werden; damit ist eine Steigerung des magnetischen Feldes verbunden, 60 welches von dem Solenoid geliefert wird.
Im übrigen stellt die aus Gold, Silber oder Kupfer bestehende Isolierschicht einen besseren Leiter dar als die supraleitenden Materialien, wenn sich dieselben
kannt ist, und beispielsweise aus einem Kaltwalzen, einem Ziehvorgang zum Einschnüren oder einer Kaltstrangpressung bestehen.
Bei einem Molybdän-Rhenium-Draht besteht die Kaltbearbeitung aus einer Reihe von Verfahrensschritten, welche alternativ den Drahtdurchmesser, beispielsweise durch Kaltwalzung oder Einschnürung, verringern und dann den Draht glühen. Die Erfahrung
in ihren normalen Zustand befinden. Wenn demgemäß 65 lehrt, daß der Draht bei jedem Kaltwalz- oder Eindiese Materialien während des Betriebes in ihren schnürungsvorgang eine Durchmesserverringerung normalen Zustand zurückgeführt werden sollten, so von 30 bis 65 0Zo erfahren kann. Bei stärkerer Durchwird für den Strom selbsttätig ein Nebenschluß längs messerverringerung als 65 0U wird die Härte des
hat ausreichende Stärke, so daß nach aufeinanderfolgenden Kaltziehstufen der Draht mit einem zusammenhängenden Überzug eines dieser Metalle ausgestattet ist. Die Erfahrung hat gezeigt, daß, wenn die 5 Drahtlänge und daher die Metallbeschichtung um einen Faktor 4 vergrößert wird, der Durchmesser des Drahtes und die Stärke der Überzugsschicht um die Hälfte verringert werden. Es läßt sich daher die Stärke der Metallschicht, die anfänglich auf den
Drahtes so weit vergrößert, daß er seine Biegsamkeit
verliert und daß seine Verformung durch irgendeinen
anschließenden Vorgang zur Durchmesserverringerung
erschwert ist. An jede Durchmesserverkleinerung
schließt sich eine ausreichende Glühbehandlung an,
um das Material in eine kleinere Körnung zu rekristallisieren, wodurch das Material für die anschließende
Kaltwalzung oder Einschnürungsbehandlung ausreichend weich wird. Für die Glühbehandlung ist ein
weiter Temperaturbereich und ebenso ein großer io Draht aufgebracht wird, auf Grund von Erfahrungs-Bereich für die Erhitzungszeit verfügbar. werten bestimmen. Im allgemeinen hat sich ergeben,
Die Mindesttemperatur und die Mindestzeit sind daß eine Beschichtung aus Gold, Kupfer oder Silber durch die Notwendigkeit einer Rekristallisation be- auf einen Draht mit einem Durchmesser von stimmt. Die maximale Temperatur und die maximale 0,204 cm oder weniger, wobei das Beschichtungs-Erhitzungsdauer liegen an der Grenze, wo die Kristalle 15 metall 6 Gewichtsprozent ausmacht, einen zusammenwieder zu wachsen beginnen und der Körper hart hängenden Überzug liefert, nachdem der Draht auf wird. Ein solches Kristallwachstum kann mikrosko- einen Durchmesser von 0,0025 cm ausgezogen ist. pisch ermittelt werden. Für Molybdän-Rhenium hat Die Wirksamkeit der Metallbeschichtung kann leicht sich eine Glühbehandlung zwischen 1600 und 1700° C durch Prüfung mit dem Auge festgestellt werden, die für die Dauer von 10 bis 30 Minuten als befriedigend 20 während der verschiedenen Stufen des Kaltziehvorerwiesen. Die Glühung wird in einer Schutzatmosphäre gangs und nach dem abschließenden Kaltziehvorgang durchgeführt, um die Bildung von flüchtigen Oxyden durchgeführt wird, um zu ermitteln, ob die Beschichzu verhindern, welche die Stöchiometrie des Drahtes tung zu dick ist und deshalb brüchig wird oder zu zerstören. Es hat sich gezeigt, daß inerte Gase, wie dünn, so daß sich kein zusammenhängender Belag z. B. Argon, Helium und Stickstoff, einen wirksamen 25 ergibt.
Schutz bieten. Der Draht kann mit dem Metall in zweckdienlicher-
Die Kaltwalz- oder Einschnürungsschritte und die weise mittels der üblichen Galvanotechnik überzogen Glühbehandlungen werden in wechselnder Folge werden. Nach dieser Technik wird der Draht als durchgeführt bis der Durchmesser des Drahtes ge- Kathode in einem galvanischen Bad geschaltet, welche nügend klein ist, um ein Kaltziehen zu ermöglichen. 30 das gewünschte Kation enthält. Vorzugsweise wird Der erläuterte Vorgang der Kaltverjüngung hat außer eine inerte Anode, z. B. eine solche aus Platin, verder Verringerung des Drahtdurchmessers zur Folge, wendet; es ist jedoch auch möglich, eine aus dem daß der Draht ausreichend biegsam wird, um das gewünschten Metall bestehende Anode vorzusehen, Kaltziehen zu ermöglichen. Im Falle von Molybdän- falls Rührmittel vorgesehen sind. Die üblichen Rhenium hat sich insgesamt eine Durchmesserver- 35 Cyanidbäder, die neben anderen in der Praxis bekannt kleinerung auf 0,16 bis 0,32 cm als ausreichend er- sind und das gewünschte Metall enthalten, kommen wiesen, um einen abschließenden Kaltziehvorgang zur Anwendung. Die geeignete Konzentration und zuzulassen. Nach dem letzten Kaltwalzen oder Ein- die sonstigen Niederschlagsbedingungen sind in der schnüren wird der Molybdän-Rhenium-Draht einer einschlägigen Technik bekannt und beispielsweise in abschließenden Glühbehandlung unterworfen, bevor 40 den jährlich erscheinenden Veröffentlichungen »Metal das Kaltziehen beginnt. Finishing Guide Book« erläutert, die von »Metal and
Im Fall des streckbaren Wismut-Blei-Drahtes ist Plastics Publications, Incorporated« veröffentlicht die Kaltreduzierungsbehandlung für eine anschlie- werden.
ßende Kaltstrangpressung geeignet, wobei der Wismut- Nach dem abschließenden Kaltziehvorgang wird
Blei-Draht auf einen Durchmesser von etwa 0,025 cm 45 der Draht in herkömmlicher Weise zu einer Wicklung zurückgeführt wird. Diese Durchmessergröße eignet verarbeitet und ist dann für die Verwendung als sich für eine anschließende Kaltwalzung. Supraleiter-Solenoid verwendbar.
Na der Verjüngung durch Kaltbehandlung wird Ein spezielles Beispiel für ein erfindungsgemäßes
der Draht im Kaltziehverfahren auf seinen endgültigen Verfahren, welches sich für die Herstellung einer Durchmesser gebracht. Dieser Vorgang ist notwendig, 50 isolierten Supraleiter-Wicklung eignet, ergibt sich da die Kaltverjüngungsverfahren nicht geeignet sind, aus folgendem: Ein 0,533 cm dicker Molybdänum die kleinen Drahtdurchmesser zu erreichen, die Rhenium-Draht wird sieben aufeinanderfolgenden für die Herstellung von Solenoidwicklungen erwünscht Einschnürungs- und Glühbehandlungen unterworfen sind. Allgemein stimmen alle Kaltziehverfahren darin und dabei zu einem Draht von 0,145 cm Durchmesser überein, daß der Draht in einer Reihe von Verfah- 55 umgestaltet. Die Glühung erfolgte bei einer Temperensschritten auf einen kleineren Durchmesser ausge- ratur von 1650° C für die Dauer von 30 Minuten in zogen wird. Da man bei dieser Kaltziehung auf die Wasserstoff. Nach dem Glühen wurde der Draht auf verfügbare Maschinerie angewiesen ist, kann der Raumtemperatur abgekühlt und danach erneut einDraht nicht gleich von dem Anfangsdurchmesser auf geschnürt. Nach der siebenten Einschnürung und abden endgültigen Durchmesser reduziert werden, wo- 60 schließenden Glühung wurde der Draht in einer durch der Kaltverjüngungsvorgang ausgeschaltet Reihe von sechs Stufen kaltgezogen, wobei in jeder würde. Im übrigen macht die verfügbare Maschinerie Stufe der Drahtdurchmesser um 0,01 cm verringert es erforderlich, daß der Kaltziehvorgang allmählich wurde. Nach dem sechsten Kaltziehvorgang betrug in mehreren Stufen durchgeführt wird, wobei jede der Durchmesser 0,086 cm. Der Draht wurde danach Stufe eine Verringerung des Durchmessers bewirkt, 65 auf einen Durchmesser von 0,05 cm gebracht, und bis der endgültige Durchmesser erreicht ist. Einige zwar durch Kaltziehen in einer Reihe von Stufen von Zeit nach der ersten Kaltziehstufe wird der Draht mit je 0,005 cm. Danach wurde der Draht zehn weiteren Gold, Silber oder Kupfer überzogen. Der Überzug Kaltziehstufen von je 0,0025 cm ausgesetzt, was zu
einem Drahtdurchmesser von 0,025 cm führte. Die nächste Behandlung bestand aus aufeinanderfolgenden Reduzierstufen von 0,00125 cm, wobei der Draht einen Durchmesser von 0,015 cm erhielt. Der Durchmesser wurde anschließend von 0,015 bis 0,0127 cm gezogen, und zwar in einer Reihe von Stufen mit einer Verjüngung von 0,000625 cm. Nunmehr wurde der Draht mit einem Goldüberzug versehen, und zwar in einem galvanischen Bad, welches 1,5 g Gold pro Liter Wasser, 8 g Kaliumcyanid pro Liter Wasser und 15 g Kaliumcarbonat pro Liter Wasser enthielt. Die Temperatur des Bades betrug etwa 52° C, und der Strom hatte eine Dichte von angenähert 7 Ampere pro 930 cm2. Das Niederschlagen von Gold wurde fortgesetzt, bis eine Goldmenge auf dem Draht niedergeschlagen war, die 8 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes aus Draht und Gold ausmachte. Nach dem Goldauftrag wurde der Durchmesser des Drahtes im Kaltziehverfahren von 0,0127 cm auf 0,0025 cm verringert, und zwar in einer Reihe von Stufen mit je 0,000625 cm Verkleinerung. Der sich ergebende Molybdän-Rhenium-Draht von 0,0025 cm Durchmesser hatte eine zusammenhängende Goldbeschichtung von etwa 0,000125 cm Stärke.
• Der isolierte Draht wurde dann zu einem Supraleiter-Magnet mit 30 000 Drahtwindungen verarbeitet. Ein Strom von 1 Ampere in der Wicklung ergab ein magnetisches Feld von 15,5 Kilogauß.
Die Erfindung konnte nur an Hand einer beschränkten Zahl von Ausführungsmöglichkeiten erläutert werden. Für den Fachmann sind jedoch noch andere Ausführungsformen leicht erkennbar. Wenn beispielsweise das erläuterte Ausführungsbeispiel einen Molybdän-Rhenium-Draht, der mit Gold beschichtet ist, betrifft, so können aber auch irgendwelche anderen supraleitenden Materialien mit den erforderlichen physikalischen Eigenschaften Verwendung finden, wobei die Beschichtung aus Gold, Silber oder Kupfer bestehen kann.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Supraleiter-Magnet mit einer Wicklung aus supraleitendem isoliertem Draht, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung (1) des Drahtes (2) aus einem Metall der Silber, Gold und Kupfer umfassenden Gruppe des periodischen Systems besteht.
2. Anordnung mit einem Magnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (10) des Magneten in bekannter Weise mit einer Stromquelle (11) über supraleitende Leiter (12) verbunden ist, die in bekannter Weise mittels eines Parallelweges (14) aus supraleitendem Material überbrückt sind, und daß in bekannter Weise eine Vorrichtung (15, 16) vorgesehen ist, um die Temperatur der Wicklung (10), der Leiter (12) und des Parallelweges (14) bis unter die kritische Temperatur des supraleitenden Materials herabzusetzen.
3. Magnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung aus einem supraleitenden Draht gefertigt ist, der einen Überzug aus Silber, Gold oder Kupfer aufweist und in bekannter Weise mit dem Überzug zwecks Verkleinerung der Querschnittsabmessungen eine Kaltbearbeitung unter Bildung eines zusammenhängenden Metallüberzuges erfahren hat.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift »The Review of Scientific Instruments«, Bd. 31 (1960), Heft 4 (April), S. 369 bis 373, Aufsatz von Autler, »Superconducting Electromagnets«.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 540/395 3.64
Bundesdruckerei Berlin
DEW30449A 1960-08-29 1961-08-01 Supraleiter-Magnet Pending DE1166370B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US52409A US3109963A (en) 1960-08-29 1960-08-29 Insulated superconducting wire

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1166370B true DE1166370B (de) 1964-03-26

Family

ID=21977430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEW30449A Pending DE1166370B (de) 1960-08-29 1961-08-01 Supraleiter-Magnet

Country Status (8)

Country Link
US (1) US3109963A (de)
JP (2) JPS4110376B1 (de)
BE (1) BE607378A (de)
DE (1) DE1166370B (de)
ES (1) ES270428A1 (de)
FR (1) FR1298269A (de)
GB (1) GB952226A (de)
NL (1) NL268547A (de)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3263133A (en) * 1966-07-26 Superconducting magnet
US3187236A (en) * 1962-03-19 1965-06-01 North American Aviation Inc Means for insulating superconducting devices
US3187235A (en) * 1962-03-19 1965-06-01 North American Aviation Inc Means for insulating superconducting devices
US3214637A (en) * 1962-04-09 1965-10-26 Asea Ab Device for indicating the ceasing of super-conductivity
US3158794A (en) * 1962-06-08 1964-11-24 Gen Electric Superconductive device
US3158793A (en) * 1962-06-08 1964-11-24 Gen Electric Superconductive device
US3513537A (en) * 1962-09-07 1970-05-26 Atomic Energy Authority Uk Method of making a composite superconducting wire
US3437459A (en) * 1962-09-07 1969-04-08 Atomic Energy Authority Uk Composite superconductor having a core of superconductivity metal with a nonsuperconductive coat
US3366728A (en) * 1962-09-10 1968-01-30 Ibm Superconductor wires
US3183413A (en) * 1962-12-12 1965-05-11 Westinghouse Electric Corp Protective means for superconducting solenoids
US3233154A (en) * 1962-12-17 1966-02-01 Nat Res Corp Solenoid coil wound with a continuous superconductive ribbon
DE1282116B (de) * 1964-04-17 1968-11-07 Siemens Ag Supraleitender Draht zum Transport hoher Stroeme
GB1092467A (en) * 1964-10-30 1967-11-22 Int Research & Dev Co Ltd Improvements in and relating to the manufacture of superconducting wire
US3378315A (en) * 1965-06-17 1968-04-16 James E. Webb Hybrid lubrication system and bearing
FR1452825A (fr) * 1965-08-03 1966-04-15 Comp Generale Electricite Conducteur électrique supraconducteur
US3471925A (en) * 1965-11-17 1969-10-14 Avco Corp Composite superconductive conductor and method of manufacture
GB1178114A (en) * 1966-01-27 1970-01-21 Imp Metal Ind Kynoch Ltd Improvements in and relating to Superconductors
GB1178115A (en) * 1966-01-27 1970-01-21 Imp Metal Ind Kynoch Ltd Improvements in and relating to Superconductors
US3465429A (en) * 1966-01-27 1969-09-09 Imp Metal Ind Kynoch Ltd Superconductors
US3370347A (en) * 1966-05-26 1968-02-27 Ibm Method of making superconductor wires
US3489604A (en) * 1966-05-31 1970-01-13 Gen Electric Superconducting wire
JPS4412332B1 (de) * 1966-07-08 1969-06-04
DE1665790C3 (de) * 1966-10-25 1975-12-18 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Verfahren zum Herstellen eines aus supraleitenden und elektrisch normalleitenden Metallen zusammengesetzten Leiters
GB1170645A (en) * 1967-09-28 1969-11-12 Imp Metal Ind Kynoch Ltd Improvements relating to Electrical Conductors
US3596349A (en) * 1968-05-02 1971-08-03 North American Rockwell Method of forming a superconducting multistrand conductor
US3907550A (en) * 1973-03-19 1975-09-23 Airco Inc Method of making same composite billets
FI59720C (fi) * 1980-04-02 1981-10-12 Outokumpu Oy Koppartraod foer livmoderinlaegg samt foerfarande foer framstaellning av densamma

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2118758A (en) * 1934-06-05 1938-05-24 Indiana Steel & Wire Company Process of making zinc-coated ferrous wire
US2268617A (en) * 1938-11-01 1942-01-06 Nat Standard Co Method of making copper clad wire
NL229502A (de) * 1957-07-11
NL259296A (de) * 1960-03-21

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
FR1298269A (fr) 1962-07-06
GB952226A (en) 1964-03-11
JPS4110376B1 (de) 1966-06-06
ES270428A1 (es) 1962-02-16
NL268547A (de) 1900-01-01
BE607378A (fr) 1961-12-18
US3109963A (en) 1963-11-05
JPS4318839Y1 (de) 1968-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1166370B (de) Supraleiter-Magnet
DE2333893C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines Supraleiters mit einer aus wenigstens zwei Elementen bestehenden supraleitenden intermetallischen Verbindung
DE1765286B1 (de) Verfahren zur herstellung von supraleitern
DE3688461T2 (de) Verfahren zum herstellen eines supraleitenden elektrischen leiters.
DE2412573B2 (de) Verfahren zur herstellung eines unterteilten supraleitenden drahtes
DE1233962B (de) Verfahren zur Erhoehung der kritischen Stromdichte einer harten supraleitenden Legierung durch eine Waermebehandlung
DE3243265C2 (de) Supraleitende Materialien und Verfahren zu deren Herstellung
DE3035220A1 (de) Supraleitende draehte auf der basis von bronze-nb (pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)sn und verfahren zu deren herstellung
DE1282116B (de) Supraleitender Draht zum Transport hoher Stroeme
DE2126194C3 (de) Zusammengesetzter Metalldraht, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
DE2609549A1 (de) Verfahren zum anodischen polieren von oberflaechen aus intermetallischen niobverbindungen und nioblegierungen
DE2331919C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines Supraleiters mit einer supraleitenden intermetallischen Verbindung aus wenigstens zwei Elementen
DE1289997B (de) Verfahren zur Erhoehung der kritischen Feldstaerke und kritischen Stromdichte von Supraleitern aus kaltverformten Niob-Titan-Legierungen in starken Magnetfeldern
DE2541689B2 (de) Verfahren zum Herstellen eines V3Ga-Supraleiters
DE2011581B2 (de) Verfahren zur herstellung eines niob titan supraleiters
DE1521102A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines supraleitenden Koerpers
DE1268853B (de) Ternaere supraleitende Legierung auf Niob-Zirkonium-Basis
DE1188409B (de) Verfahren zum elektrolytischen Abscheiden von Legierungsschichten homogener Zusammensetzung
DE2428817C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Supraleiters mit einer aus wenigstens zwei Elementen bestehenden supraleitenden intermetallischen Verbindung
DE1191921B (de) Induktionsheizelement fuer Zonenschmelz- bzw. -reinigungsvorrichtung sowie Verfahrenzur Herstellung desselben
DE1665235A1 (de) Langgestreckter,zusammengesetzter Leiterstab mit mehreren getrennten supraleitenden Leiteradern
DE2711496C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Supraleiters
DE1621148A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von logischen Elementen
DE2339050C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Supraleiters mit einer aus wenigstens zwei Elementen bestehenden supraleitenden intermetallischen Verbindung
DE2759631C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Supraleiters