DE1464279A1 - Supraleitfaehiger Magnet und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

DR. ING. F. WUESTHOFF j· DIPI ΙΝΓΓΡίΐτν I/C/OTQ \ MÜNCHEN 0

dT£\ PECH₁Ja^V IHD4Z/9 8CHWEIOEHSTHASSB

UH. E. V. PECHMANN mnox 22O601 PATENTANWALT» nusuHiiiiBu», MOTSCTPATBNT MÖNCHEN

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Beschreibung zu der Patentanmeldung

HOHIH AlHiHICAH AVIATIOH, INC., Los Angles 9, California, (J.3.A.

betreffend
Siipraleitfähiger Magnet .ind Verfahren zu dessen Herstellung.

Die Jirfiodunf; bezieht sich auf einen supraleitfähigen Iia;jneten und ein Verfahren, das es ermöglicht, eine supraleitfähige legierung zu einem feinen üraht zu verarbeiten, der bei einem iaa-jneten verwendet werden kann.

Bei der Supraleitfähigkeit handelt es sich um diejenige eigenschaft bestimmter Materialien, bei sich dem absoluten Nullpunkt nähernden iemperaturen in starken laa^netf eidern außerordentlich starke ütröme ohne Energieverluste fließen zu lassen. Unterhalb einer bestimmten kritischen Temperatur ·χ^Λ haben diese

Materialien keinen elektrischen widerstand, so daß bei ihnen die dem Ausdruck I Ii entsprechenden Verluste nicht auftreten. uiese £rscheinun_ü wurde experimentell nachgewiesen, .,icklungen aus diesen Materialien, die in einem Bad aus flüssigem Helium an-eordnet waren, und in denen otröme durch das Zurückziehe» eines uauerma^neten aus einer Lage innerhalb der »Vicklung induziert wurden, führten die hierbei entstehenden ströme während Zeitspannen von tswei Jahren, ohne daß ein üpannungsabfall auftrat. Die aktoren, welche die 3uprale3tt«3üc#uiilliWL solcher Ma-

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terialien bestimmen, bestehen in der gegenseitigen Beziehung zwischen der magnetischen Feldstärke H, der kritischen Jtromdichte J und der kritischen Temperatur T . Die ütHrke des

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Magnetfeldes, das von außen aufgebracht oder durch einen in dem Supraleiter fließenden Strom erzeugt wird, begrenzt die !Supraleitfähigkeit auf Temperaturen unterhalb bestimmter <<erte sowie auf eine bestimmte btromdichte. Entsprechend kann bei einer gegebenen Feldstärke eine steigerung der Temperatur und/oder der Stromdichte zu einem Verlust der Supraleitfähigkeit führen.

Die hohe citromleitfähigkei t von üupraleitern liefert die Basis für die Herstellung sehr gedrängt aufgebauter Magnete von enormer Leistung, die sich in zahlreichen Anwendungsfällen verwenden lassen, bei denen starke Magnetfeider benötigt werden, z.B. bei Lasergeräten (light amplification by stimulated emission of radiation), Masergeräten (microwave amplification by stimulated emission of radiation), Beschleunigern und Blasenkammern. bis läßt sich berechnen, daß die Kapitalkosten einer bestimmten Anlage, bei der ein solcher Magnet anstelle eines Elektromagneten von bekannter Konstruktion verwendet wird, auf den hundert— ßten Teil herabgesetzt werden könnten, und daß die Betriebskosten auf den achzigtausendsten Teil zurückgehen würden, was auf die kleineren physikalischen Abmessungen des Magneten zurückzuführen ist, sowie darauf, daß keine Energie verbraucht wird, bzw. daß es nicht erforderlich ist, warme aus dem Magneten ab»ufuhren.

Die Erscheinung der Supraleitfähigkeit und die Möglichkeiten, die sich aus der Verwendung von supraleitfähigen Materialien ergeben, sind bekannt (siehe z.B. Time Magazine, 3· März 1961, S. 52, und Low Temperature Physics von bimon u.a., Academic Press,

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S. 95-132. Der wichtigste Nachteil der sich bei der praktischen Verwendung supraleitfähiger Materialien ergibt, besteht darin, daß es sehr schwierig ist, diese Materialien durch Ziehen zu feinen Drähten zu verarbeiten, die sich bei Wicklungen und Magneten verwenden lassen. Bei den bis ,jetzt entdeckten supraleitfähigen Materialien handelt es sich um Verbindungen, z.B. Hl>3Sn, die kristallinisch und außerordentlich spröde sind und sich auf Metallurgischem ..ege nur sehr schlecht verarbeiten lassen. Es wurde bereits versucht, die Nachteile der Sprödigkeit und das Fehlen jeder Geschmeidigkeit bei solchen Verbindungen auszuschalten; zu diesem Zweck wurden Drähte hergestellt, indem man Pulvergemische in Rohre einschloß, die dann durch Ziehen auf die Abmessungen eines Drahtes gebracht und erhitzt wurden, um den aus der Verbindung bestehenden Kern in die gewünschte i'orm su bringen. Jedoch haben sich diese Verfahren nicht als brauchbar erwiesen, denn die während der Herstellung erzeugten Spannungen führen dazu, daß die Drähte zerstört werden, wenn man sie Magnetfeldern in der Größenordnung von Tausenden von Gauss auesetzt. Außerdem richtet sich die Supraleitfähigkeit eines bestimmten Materials nach seiner metallurgischen Vorgeschichte und seiner Gestalt (süie S. 97 der weiter oben angeführten Arbeit von Simon u.a.).

Mn Ziel der Erfindung besteht somit darin, unter Verwendung eines supraleitfähigen Materials einen verbesserten Magneten von hoher Leistungsfähigkeit vorzusehen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine verbesserte schmiedbare supraleitfähige Legierung vorzusehen, die sich leicht zu feinen Drähten, Stangen oder streifen verarbeiten IaBt. ' 909818/0857 *^{AD 0Rig}'Nal

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Ferner sieht die Erfindung ein Verfahren vor, das es ermöglicht, eine Legierung der genannten Art so zu feinen Drähten, Stangen oder streifen zu verarbeiten, daß die Supraleitfähigkeitseigenschaften der Legierung erhalten bleiben.

Weiterhin sieht die Erfindung einen kleinen, gedrängt aufgebauten, außergewöhnlich leistungsfähigen Magneten vor, der aus feinem supraleitfähigem Draht hergestellt ist, welcher seine Supraleitfähigkeit in Magnetfeldern mit einer Stärke Ton über 50 000 Gauss beibehält.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer supraleitfähigen Legierung und eines Verfahrene zum Herstellen einer solchen Legierung, die in Magnetfeldern von außerordentlich großer Stärke Ströme in der Größenordnung von 100 QOO Δ/cm fähren kann, ohne daß Energieverluste auftreten.

Ferner sieht die ürfindung ein relativ einfaches, wirtschaftliches und zuverlässiges Verfahren vor, das es ermöglciht, Verbindungen der genannten Art durch Ziehen zu Drähten zu verarbeiten, deren Durchmesser nur wenige Tausendstel Zoll (0,001 Zoll * rund 0,025 mm) beträgt, wobei die Supraleitfähigkeit und die Festigkeit des Materials erhalten bleiben.

weiterhin sieht die Erfindung ein Kaltverformungsverfahren vor, mittels dessen ein supraleitfähiges Material in die Form eines Magneten gebracht werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren AusführüncsbeiBpielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, in der die kritische ijtroTtdichte für mehrere erfindungemaße BupraleitfHhlge Ia-

terialien über der magnetischen Feldstärke aufgetragen ist.

I'ig. 2 zeigt schematisch eine Ausbildungsform einer Anordnung nit einem erfindungsgemäßen iiagneten.

Die Erfindung basiert auf der Entdeckung, daß eine Kiobium-iSirkon-Legierung bei Temperaturen unter etwa 12° K supraleitfähig wird, daß diese Supraleitfähigkeit aucL in Magnetfeldern von sehr großer iJtärke erhalten bleibt, daß die Legierung schmiedbar, nicht spröde und von ausreichender !Festigkeit ist, und daß man die Legierung mit Hilfe eines noch zu beschreibenden Verfahrens durch Ziehen zu Drähten, stangen oder Streifen oder anderen Formen verarbeiten kann, wobei die iiupraleitfclhlg— keitseicenschaften erhalten bleiben, £a wurden praktisch feine Drähte mit einem Durchmesser in der Größenordnung von etwa ü,i?5 Bim gezogen und danach durch Walzen auf eine Sicke von etwa C,075 Ms gebracht. Solche Drähte können ütröiue bis zu etwa 100 üOO A/cm in Ivla^netfeidern von mindestens 30 GCO Gaues f'hren» ohne daß V/jirme abgeführt zu werden braucht, unter Ausnutzung dieses hohen ütromführun?_ svermö^ens lasaen sich außer— crdeatlich leistungsfähige, kleine und wirtschaftliche Magnet· herstellen. Jomit sieht die Erfindung sehr zweckmäßige Maßnahmen vor, für die sieb, sahireiche Anwendungsmöglichkeiten auf verschiedenen Gebieten der fortgeschrittenen Technik ergeben.

Sie iiiobium-Zirkon-Legierung kann zweckmäßig im weeentlic xen zu etwa 10 bis etwa 0 Atomprozent (a/o) Zirkon und la übrigen aus Niobium bestehen. ..eder reines Zirkon noch reines iiiobium allein lat bei hohen Feldstärken eine so hohe ütromleitfhül^keit. aiine Legierung, die im wesentlichen zu etwa 10 bis etwa 50 Atomproeent aus Zirkon und im übrigen aus Mobium besteht, ist besonders vorteilhaft, und vorzugsweise verwandet man Le-

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gierungen, die im wesentlichen zu etwa 2.0 "bis etwa 40 Atomprozent aus Zirkon und im übrigen aus iiiobium bestehen. Die erfindun^ s- -jeinäßen Legierungen lassen sich leicht verarbeiten und zeigen iü ihrer endgültigen i^orm eine hohe ou.praleitf;-^:hib'keit. Ferner ist die kritische LCeuiperatur -' bei Legierungen, die im bevorzug— ten Bereich liegen, aaa höchsten und beträft z»u. etwa 11 bis 12° K far Legierungen mit einem Zirkon j ,ehalt von 20 bis 40 /». i iobiuni-Zirkon-LegierunLen von anderer prozentualer Zusammensetzung v/erden bei tiefer liegenden, Jedoch immer noch anwendbaren Temperaturen supraleitfähig· Heispielsweise geht die kritsiche Temperatur T auf etwa 8 bis 9° K zurück, wenn sich die Legierungen einem Hiobiumgehalt von 100 /o nähern, sowie auf etwa 0,6° K bei Legierungen, die sich dem reinen Zirkon nähern. Temperaturen in der Größenordnung von etwa 4 K können mit Hilfe ▼on flüssigem Helium ohne Schwierigkeit aufrechterhalten werden, während man 'femperatur von etwa 10° £ mit Hilfe von flüssigem oder festem Wasserstoff aufrechterhalten kann.

Die das Ausgangsmaterial bildende i«iobium-^irkon-Legierung läßt sich leicht wit J'ilfe mehrerer verschiedener jchmelzverfahren herstellen, z.B.. durch Schmelzen im lichtbogen, durch Levitation sowie mit l'ilfe von gebündelten ^lektronen; alle diese Verfahren sind bereits bekannt. Jie so erzeugte Schmelze kann dann durch Gießen in die gewünschte Form gebracht und später z.B. zu otäben oder Blechen verarbeitet werden.

Nach dem Erreichen dieses Stadiums der Verarbeitung des Materials wird die !supraleitfähigkeit des fertigen £,βζο^βηβη Jürahtes, Stabes odei' Streifens in außerordentlich hohem Maße von den engewendeten metallurgischen Verfahren abhängig. £b zeigt sich B.B·, daß daa Ziehen von ütäben zu Drähten im heiPen Zustand, bei-

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spielsweise das Heißschmieden, bwirkt, daß die ütromleitfäbigkeit des Drahtes auf etwa den hundersten bis den tausendsten Teil zurückgeht. Andererseits wird jedoch bei einer Kaltverformung dee gegossenen Materials in unerwarteter «Veise die erwähnte außerordentlich hohe Supraleitfähigkeit von z.B. 100 A/cm aufrechterhalten. Aus diesem Grunde wird die gegossene Legierung iia kalten Zustand duicl Mchmieden oder Walzen auf kleinere Abmessungen gebracht und dann kalt zu einem feinen Prallt gezogen. Beispielsweise wird der Durchmesser eines gegossenen Stabes von etwa 9»5 um durch, iraltschmieden auf etwa 2,i~^s mm verringert, und dann wird das Laterial kalt zu einen Draht mit einem Durchmesser von etwa 0,25 rain gezogen. Dieser Draht kann dann seinerseits durch Kaltwalzen auf eine Dicke von etwa 0,075 »m oder noch weniger gebracht vrerden. Das so behandelte Material wird nicht nachträglich geglüht oder einer anderen Vv?5rmebehandlung unterzogen. i.van kann den Draht zu einer Wicklung für einen Magneten aufwickeln, wobei man gegebenenfalls im Hinblick auf das starke Feld, das der Draht erzeugt, wenn er einen Strom führt, einen Magnetkern von bekannter Konstruktion vorsieht.

i& kann keine genaue Erklärung dafür gegeben werden, weshalb die .Supraleitfähigkeit der Legierung von ihrer metallurgischen Vorgeschichte abhängt, und die Erfindung soll an dieser Stelle auch nicht auf eine bestimmte Theorie festgelegt; werden. Jedoch legen l'ikrophoto^raphien von kaltverformtem Material, die untersucht wurden, eine Iirklärun& nahe. Diese Mikrophotographien zeigen ein Lweipliasensystem, bei dem die Kaltverformung sahireiche Verlagerungen herbeiführt und eine De forma tionegefüce erzeugt. Die Liatrix, die körperzentriert, kubisch und reich en iiicbinm ist, besitzt eine langgestreckte rom». £ine zweite

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Phase von an Alpha-,'iirkon reichem, eng gepacktem sechseckigem Gefüge ist in langgestreckter IPorm zwischen Latrixschichten entlang der dichtung der Kaltverformung verteilt. ^s hat den Anschein, als ob eine Verarbeitung im heißen Zustand möglicherweise eine weitgehende Homogenisierung des 'J-efüges herbeiführen würde. Jomit ist das durch die Kaltverformung erzielte, vorstehend beschriebene Gefüge offenbar far die Verbesserung der üupraleitf^Iiitjkeit: des Drahtes verantwortlich zu machen, die im Vergleich zu einem heiß verarbeiteten Draht mit den gleichen Legierun&sbestandteilen um das lOOÜ-fache größer ist.

Zwar läßt sich die erfindun_t:;sgemäße Liobium-2irkon-Legierung schioiede-a, und sie kann leicht verarbeitet werden, d.h. man kann sie zu einem Draht ziehen, ohne da3 sie bricht oder sich verformt, doch zeigt es sich, daß man das Kaltziehen erleichtern kann, wenn man den kaltgeschmiedeten Draht z.B. mit einem Mantel aus Xupfer versieLt, um eine eine Verkleinerung des Durchmessers bis zu etwa 1,25 mm zu bewirken, hierbei wirkt der Kupfermantel als ^chmi erlitt el und verhindert ein -Festhaften des Legierungsdrahtes am Ziehwerkzeug, und außerdem bewirkt er in einem gewissen Ausmaß das Aufnehmen und Verteilen der Beanspruchungen. Auch die Verwendung anderer Schmierstoffe für Ziehwerkzeug ist bereits bekannt. Beim Erreichen eines Durchmessers von etwa 1,25 mm besteht die Gefahr, daß das Kupfer dem weiteren ziehen einen widerstand entgegensetzt und von dem Draht abgestreift wirdj um eine Verringerung des Durchmessers von etwa 1,25 mm a^f etwa υ,25 mm oder .darunter zu ermöglichen, wird daher der Kupfermantel wieder entfernt. Den so hergestellten ezo· enen Draht kann man dann durch Kaltwalzen auf einen nocl; kleineren

?.,._.. οΐ-νει O,v.-75 ^T"'! t'i-ixi, en. BAD ORIGINAL

Die Bedeutung der metallurgischen Verarbeitung der Legierunf bezüglich der Urzeugung der Supraleitfähigkeit ist in Fig. 1 graphisch veranschaulicht; hier ist die kritische Stromdichte bei einer Temperatur von 4,2° K in einem halblogarithmisehen Maßstäbe über der Feldstärke aufgetragen. Die durch jede Kurve und die Achsen des Schaubildes abgegrenztes Flächen bezeichnen den Supraleitfähigkeitebereich jedes Materials; auf der anderen Seite jeder Kurve ist keine Supraleitfähigkeit des Materials zu beobachten. Man erkennt somit, daß die Supraleitfähigkeit aufgehoben wird, wenn man nicht die Bedingung erfüllt, daß die kritische '!temperatur herrschen muß, und wenn man die Stromdichte oder Feldstärke über einen bestimmten Punkt hinaus vergrößert, bomit deutet in Fig. 1 eine größere Fläche des Supraleitfähigkeitsbereiche auf eine höhere Stromleitfähigkeit und eine Verwendbarkeit bei höheren Feldstärken hin. In der folgenden Tabelle sind die Zusammensetzung und das Verarbeitungsverfahren für die Aiaterialien aufgeführt, für welche die Kurven inFig. 1 gelten.

Tabelle Kurve Z«eaa*eaeetsuBg Yerarbeittag A Ib - 25 a/o $r Ia Luft heiß geschmiedet B Ie - 25 a/o Zr laoh de« Schmelzen C Ib - 38 a/o Zr Nach dem Schmelzen D I» - 11,8 a/o Zr Kaltgewalzt S Iv - 3β a/o Zr Kaltgewalzt

J Id - 25 a/o Zr Kaltgewalzt

β Ib - 25 a/o Zr 0,25 ma P kaltgesegeaer

Draht, QuerechHittrrermiaderung 99f92fL

H Ie - 25 a/p Zr 0,25 «m 0 kaltgezogener

Draht} kaltgewalzt aef 0,075 ma Side·

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Die vorstehende Tabelle zeigt, daß die otromleitfählgkeit der Legierung H aus niobium und 25 Atomprozent (a/o) Zirkon, die im kalten Zustand gesogen und gewalzt wurde» etwa um das lüüO-fache j^rößer ist als diejenige der im heißen Zustand ge-Bchmiedeten Legierung λ aus liioblum mit 25 Atomprozent (a/o) Zirkon· Jie utromleitfühigkelt der Legierung II ist etwa um das 10ü-fache größer als bei der Legierung B von gleicher Zusammensetzung, die im Zustand nach dem Schmelzen geprüft wurde.

Nachstehe id wird ein Beispiel gegeben, um weitere Einzelheiten der Erfindung zu veranschaulichen. Line Legierung die im wesentlichen zu etwa 25 Atomprozent aus Zirkon und im übrigen aus Niobium bestand, wurde durch Lichtbogenschinelzung in eines wassergekühlten Kupferherd unter Verwendung einer üJLektrode mit Wolframspitze in einer Argonacmosphäre hergestellt. Diese Legierun_t; wurde zu einem ötab mit einem Durchmesser von etwa 8,9 m gegossen. Jer btab wurde dann durch xvalfcschmieden und Ziehen zu einem Draht mit einem Durchmesser von etwa C,25 mm verarbeitet, wobei ein Glühen des Materials vermieden wurde, und wobei sich eine i^uerschnittsver.·inderung von etwa 99,92 # ergab. Der so hergestellt Draht wurde dann durch Kaltwalzen auf eine Dicke von etwa 0,075 mm gebracht. Dieser Draht war imstande, in einem Magnetfeld von 30 OCO Gaues und bei einer temperatur von etwa 4,2° K. in einem flüssigen Heliumbad einen utrom von etwa 100

A/cm fortzuleiten. liiobiumlegierungen mit einem ^irkongehalt von etwa 20 Atomprozent und solche mit einem Zirkon&ehalt von etwa 40 Atomprozent werden auf ähnliche ..eise hergestellt und zeigen ebenfalls die Fähigkeit, starke otröme fortzuleiten, wenn sie sich in einem Magnetfeld von mehreren tausend uauss befinden.

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In .1·"ί£· 2 ist eine Ilayietvorrichtung dargestellt, bei welcher dor erfiridun^Bgeniäiie i.'ipraleitfaktive 'Draht verwendet wird. £,s sei bemerkt, daß es sich hierbei lediglich um ein Ausfihrungsbeispiel der Erfindung handelt, daß man insbesondere die verschiedensten laafjnetanordnun&eri vorsehen konnte, und da.O sich die jeweilige Anordnung in einem gewiesen ^-usniafi nach den] Verwendungszweck des Magneten richtet, ^aa ii-agneta^sregat 2 ist in einem v/armeisoüerten uefäß 4-, z.B. einer jJewar¹ sehen Hasche oder einer anderen geeigneten Umschließung aus Glas oder üetall angeordnet. Das Ciefäß ist mit flüssigem Helium 6 gefüllt und von seiner Umgebung durch geeignete btopfeiunittel 8 getrennt. Der x\aum 9 zwischen dem flüssigen xielium 6 und den otopfenmitteln B ist mit gasförmigem helium gefüllt. JDxe xemperatur des Bades wird durch eine Kühleinrichtung 10 mit einer iv'jhlschlange 12 genau auf einem bestimmten wert zwischen 1 und lü° K gehalten. Der ifia^net bestellt aus dem feinen Niobium-Zirkon-Draht 14, der auf einen Spuleixkörper 16 gewickelt ist, welcher z.3. aus Aluminium oder einem Pheriolharu besteht. Quer zu der L.agnetwicklung ist eine sapraleitf^hige .Drücke bzw. ein schalter 18 angeordnet. in bekannter .veise ausgebildete kupfer- oder- Aluminiumdrähte verbinden den Magneten mit einer außenliegenden Batterie 22 und einem Schalter 24, so daß der supraleitfahige Schalter den Magneten innerhalb der ^chaltung ständig überbrückt. In die Flasche tritt ein zweiter Stromkreis aus pewöhnlichem Draht 26 ein. In diesen Draht ist ein Widerstandsheizelement 28 eingeschaltet, das dem supraleitfähigen Schalter benachbart ist, und ferner lienen in diesem Stromkreis ein außerhalb der Flasche angeordneter J?in- und Aussei.alter 30 und eine Batterie 32.

^ystem nach. i-i_ti· 2 arbeitet wie folgt: n>eide .schalter vvercexi ^scMossen, so daß in

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ütroiß Hießt. Das in der i\"he des supraleitfähigen Schalters aü-eordntte ■ eir, ο lenient ZS liefert gerade so viel .'Urine, daß die ^e-ρ'.Γί.-tür des supraleitfähigen -clKvltcrs "ber clie !,.ritische '.>'! . l.i.iauö ei-1 "Lr vird, so da£ der ^ecamte in den Strom

kreie fließende ütro¹.·) durcr den Magneten geleitet wird. Lt-nn werden die leiden .chaitor ^e'Jifnet, und daf; den ^a.^rxeten umgebende leid vertiact atzuklixi^en. La das Heizelement 28 jetzt abgeschaltet ist, wii-<] der ^c'· alter 16 nunmel r supralcitfälii^, und es v/ird ei« neuer elektrisclier Jtrorrtkreis geschlossen, der ausschließlich aus dem supraleitf-Hhinen i;ra!.t besteht.

Dg in diesem magnetischen r^reis keine ijiergievcrluste auftreten, deiia der· .;,paunun_L.eabfall in dem ursprünglichen .ütronikreis bei ^,eecalossenem ^c alter 2A-, der durch das jüLrcb-äoff-scl e Gesete bedingt ist tritt in dem äußeren -/troinkreis auf, wird eine üauörff.a£netuirkuii£, erzielt, und es wird keine weitere Energie benötigt um das j^x^uetfeld aufrechtzuerhalten. Die feldstärke und die ^irkun^srichtung des resultierenden Magnetfeldes außerhalb des Gefäßes 4 .,ird auf bekannte eise ernittelt. r-&.Ler kavin man nach der InI etrieo^etüUii^ det -.a₀aeLoiX Γ die loiden ^rlußcrcn BatteriestiOLikreise eatfc-rien. ^er einzige st'lndi^e .Energiebedarf ist durci den inei^iebedarf der IwhleinrlcLtun^ 10 ^e^eben, die benötigt wird, um die tiefe iemperatur des ^eliumbades aufrechtzuerhalten, .Jierbei iiandel υ es sich jedoci. um einen auuer—· ordei-tlich kleinen _;.iuchteil des ijaer_oiebedarfs eines KLektromagneten gleicher i^!'eldst:'irke, Jedoch von bekannter konstruktion, bei dem große j^nertjieMen^^ea in dem iia^iieten vernichtet werden, und bei dem zusätzliche Energie durp¹; die lu'ihleinrichtungen vorbraucht wird·

Der in Fi".·. ? '-e^ei. -te ' a.'^net Vann nach ^edarf i:i oiiiem be-

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Anwendungsfall weitgeliend in der gleichen .eise benutat langen, ^Ade jeder dauermagnet· Beispielsweise kann man den be— cc riobenen supraleitfähigen ilayaeten leicht der V'erv/endunc bei eineiii i.iasergernt oder einer iilasenkairaer anpassen, bei denen es sieh um y/Orricli.tunken haiidölt, die bei seliytiefen i'eiLperaturen betx'ieben v/erden.

Tis sei bemerkt, daß man bei den vorstehend beschriebenen iiusführun^sbeispielen die verschiedensten Abänderungen und Abwandlungen vorsehen kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

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■^atentansprüche ι BAD ORIGINAL

Claims (1)

1. U6A279 -μ- 1Λ-23 330

   P A ΐ E N T ANSPk ο CHE

   (Iy ;Via.;:i«t, jekeunaeichnet durch eine V/ieklung ■•'iis einer Lo^ieranj, die im wesentlichen zu Iu "bis 90 Atomprozent :ais .^irlcoa aal i-a übrigen aus Jiobium besteht, wobei diese Wicklung; in einen ^sc-J-ossenen elektrischen -tro'n^reis eingeschaltet ist, <.,o//ie ciurc'^ mittel, um die -uT-ix>er:.bur der . Lckluny auf einem "öc^.üb.vert von etwa 12° irl zu Ik dt on.

   rl, i'.agnet nach ^aispruch 1, dadurch ^okennzoichnet da;s die jicklunt; eine kaltverformte Leyierun.j umfa.'it, die im •vesentlic^ien au Io l;i& ,00 '/■. aua ^ii-kou imd im ubi'l^en aus IJio-

   3. l:a jnet, gekennzeichnet durch eine wicklung pus einer Legierung, die im wesentlichen zu 10 bis 50 Atomprozent aus Sirkon und im übrigen aus Niobium besteht, wobei die Wicklung; in einen geschlossenen elektrischen otromkreia eingeschaltet ist, ferner durch Mittel, um die I'emperatur der Wicklung auf einem Höchstwert von etwa 12° K zu halten, sowie durch Mittel, um das Fließen eines elektrischen ütroms in der Wicklung einzuleiten.

   ^1l, magnet, gekennzeichnet durch eine li/icklung, die n§iere i.indun&en aus feinem ^raht umfaßt, dessen Enden miteinander verbunden sind, um einen _eschiensenen elektrischen Leitun-jsweg zu bilden, wobei der iJraht au ο einer kaltverformen Legierung, hergestellt i3t, die im v.ecentliehen zn 20 bis 40 Atom-X)rozeiit aas Sirkon and im übrigen <ναε l'icjbijra Ijosteht, ferner durch iiittel, um die temperatur der .icklunj auf einem ijöchstwert von etwa 12° si au halten, sowie durch mittel um das Fließen eines elektrischen ^troms in der wicklung einaieifcen· BAD ORIGINAL

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   ^. Iiagnetkonstruktion, {', ekennzeicL.net durch eine ..icklung, die mehrere Windungen umfaßt, welche aue einem im kalten Zustand gezogenen .Draht bestehen, welcher aus einer Legierung hergestellt ist, die im wesentlichen zu 2ü bis 40 Ato»~ prozent aus Zirkon und iia übrigen aus Niobium testeht, wobei die Lnden der wicklung miteinander verbunden sind, um einen geschlossenen elektrischen Leitungsweg; au bilaen, einen ein Bad aus flüssigen ilelium enthaltenden, nach auten abgedichteten behälter, wobei die ..icklung in dem J&d aue flüssigem ilelium angeordnet ist, i.ittel, um das Iielium im flüssigen Zustand zu halten, sowie mit der Wicklung lösbar verbundene ι iutel zum LInleiten des li'ließens eines elektrischen Stroms in der Wicklung.

   6. Verfahren «um Erzeugen eines Magnetfeldes, dadurch gekennzeichnet , daß eine Legierung, die im. wesentlichen zn 10 bis 90 Atomproeent aus Zirkon und im übrigen aus Niobium besteht, zu einer Wicklung verarbeitet wird, daß die Temperatur der Wicklung; auf einem Höchstwert von etwa 12° K gehalten wird, und daß das Fließen eines elektrischen Stroms in der Wicklung eingeleitet wird, wobei der Stromfluß durch die Wicklung ein Magnetfeld erzeugt.

   7. Verfaliren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung im wesentlichen zu 10 bis 50 Atomprozent aue Zirkon und im übrigen aus Niobium besteht, und daß die Legierung kaltrerformt wird.

   ο. verfahren zum !Erzeugen eines Magnetfeldes, dadurch gekennzeichnet , daß eine Legierung hergestellt wird, die im wesentlichen zu etwa 20 bis 40 Atomprozent aus Zirkon und im übrigen aus x.iobium besteht, daß dift^lPo^iBidAptellte Legierung

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   kaltverformt ~.ird, daß die kaltverformte Legierung zu einer .icV-lurj^ vorarbeitet vrixC., daß diese .icklua^ in einen jesehlosBeiien filelc^riccl-eu Jtrcwkreit: ein^esc: altet :drd, flail die Vi'icklung auf einen.· :.'"Cl^: t temperatur vou 12° il gehalten vrird, und daß das Fliegen eines elektrischen ^troms in do:? .;icklun;j eiii[i;eleitet wird, woLei der durcT:. c^ie .»icklunc; ^lie.lönue JtroL: ein Magnetfeld or?;eu-t.

   9. Verfahren aum Erzeugen eines iaagnetfeldes, dadurch G ^e kennzeichnet , daß im „ege des Gießens eine Legierung hergestellt \vird, die im wesentlichen zu 20 bis 40 Atomprozent ana Zirkon und fuv übrigen aus J.iübiuin besteL.t, daß die so hergestellte gegossene Legierung im kalten ^uetand gewalzt wird, um ihre ._cuerschnittsfli.'cl e zu verkleinern, daß die auf diese «.eise kai tvor formte Legierung, durch Kaltziehen in die Porm eines Dr&hves gebracl.t v/ird, daC der Draht zu einer i.icklung verarbeitet wird, deren linden miteinander verbunden worden, um einen geßclilosueneii elektrischen ieitu:i_v_.sv;e5 zu bilden, da i die "einperatur der ..lckluü._, auf der '"■^•••■.peratur fi'tsai^eii leliuras gehalten ^v;ird, und daß da j in das nieren eiiiec elektrischen /.-troras in der ...icklun^ eingeleitet v/ird, wobei das ständige iiindurc¹·fließen eines .^troF'S durc^ die Viicklun^- nach de'¹' Einleiten des otrorüflusces ein außerordentlich starkes r.ußeree niai_.netißches Feld hervorruft.

   10. Verfahren zua Formen eines supraleitfähigen Materials, daduräh gekennzeichnet , daß eine legierung hergestellt wird, die im wese.atlichen zu 10 bis 90 Atomprozeiifc aus Zirkon und im übrigen aus Niobium besteht, und daß diese Legierung dann im .ege der lialtverformun·:; in eine ro^talt _;,ebracht wird, die es er-i"^licht, ^u-3 der Legiorim.; eine stromführend V,ick-

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   lung herzustellen.

   11. /iirfahren nach Anspruch IG, dadtirc·· _t,eKennzeichnet, daß ¹Ie le^iermiß· im wesentlichen zu 10 bis Ik -VSoj".; rozent aus Zir- >on 'int? im äbri_t;en aus Iviobium beste!t.

   1". VerfaVrea nach aispruch 10, dadurcl. ;_ c .. ο η η zeichnet , du!., die lü^ierui^ I^ T/eseiit liefen zu i^ü bis eu , aus Zirkon und in Tor-i^en aus ..iü">io:-:t besteht.

   13. Verfahren zum Herstellen eines supraleitfähigen Drabtee, dadurch gekennzeichnet , daß eine Legierung hergestellt wird, die im wesentlichen zu 10 bis 5^ Gewichtsprozent aus Zirkon und im übrigen aus Niobium besteht, und daß die so hergestellte Legierung dann im Λβ^β der kaltverformung zu einem feinen Draht verarbeitet wird.

   1Ί. yVrfa'.ren zum Herstellen eines supi^leitf-hi^e-;. Drahtes, dadurch gekennzeichnet , dar. im . e^e des G-ieBene eiac i errieruri;.¹; hergestellt v.ix'd, die im wesentlichen zu 20 bis 4w ...tOiryrozeüt aus .zirkon und im übri^ba aus .i.I üb ium bestellt, da', difc so hor₀eütelite r^e^ossene Legierung einer Kalt verformung un-jer.jOiseij. v.lrd, ura ihre iuerschnittsflache au verkleinern, und da'; die in dieser /eise kai tverf orm te Legierung im kalten Zustand ₍jezo ;en wird, um sie zu einem feinen Draht zu verarbeiten.

   909818/08S7

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