DE1590971A1

DE1590971A1 - Superconducting wire

Info

Publication number: DE1590971A1
Application number: DE19651590971
Authority: DE
Inventors: Chandrasekhar Bellur S
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1964-02-14
Filing date: 1965-01-30
Publication date: 1970-06-18
Also published as: CH425923A; AT253028B

Description

Supraleitender Draht (Die Priorität der US-Patentanmeldung Serial No. 344.945 vom 14. 2. 1964 wird beansprucht). Die Erfindung betrifft einen supraleitenden Draht, der zur Verwen-Jung in Supraleite=trer<"T.e`" insbesondere in supraleitenden Spulen, geeignet ist.Superconducting wire (priority of US patent application Ser. No. 344,945 dated February 14, 1964 is claimed). The invention relates to a superconducting wire which is suitable for use in superconductors = trer <"Te`" in particular in superconducting coils.

Der kritische oder maximale elektrische Strom, mit welchem ein geradliniger supraleitender Draht belastet werden kann, ist wesentlich größer als der kritische Strom,den eine Spule aus dem gleichen Draht verträgt. Dies heißt mit anderen Worten, daß eins Spule aus supraleitendem Draht bei einem gegebenen'-Strom durch ein Magnet-Feld in den normalleitenden Zustand übergeführt-wird, das kleiner ist als das Magnetfeld, das zur Überführung eines gestreckten Drates aus dem gleichen Material in den normalleitenden Zustand erforderlich ist. Dieser Degradatiohseffekt in supraleitenden Spulen ist, obgleich er noch nicht völlig verstanden wird, offensichtlich mit verschiedenen Nachteilen verbunden. Die scheinbare volle.Stromkapazität des Drahtes ist in Spulen nicht verwirklicht. Aus diesem' Grunde muß bei einer gegebenen Spule mehr Draht verwendet werden, um die erforderlichen Amperewindungen zu erzielen. Das Entwerfen supraleitender Spulen ist schwierig, da der kritische Strom in solchen Spulen nicht vorhersagbar ist, auch wenn kritische Stromdaten für kurze Spulenproben verfügbar-sind. Viele Fachleute nehmen an, daß die Überführung einer supraleitenden Spule in den Normalzustand durch einen sogenannten Flußsprung hervorgerufen wird, d.h. durch ein plötzliches Eindringen von magnetischem Flußin das supraleztende Material in-einem bestimmten Teil der Spule. Während des Flußsprunges wird dieser Teil des supraleitenden katerials momentan normalleitend oder-ein elektrischer Widerstandtund beginnt daher Lokale Joulesche Wärme zu entwickeln. In Abhängigkeit vom detaillierten Wärmegleichgewicht-der Spule kann diese lokale Erhitzung zu einem sehr raschen Anwachsen des normalleitenden Gebietes führen und dadurch die- gesamte' Spule normalleitend machen. Eng damit verbunden ist die Schwierigkeit, ds.ß durch-das nbrmallettpnde Gebiet die - elektrische Kontinuität' in der Spule verlorengeht. Die Zeitfähigkeit. des normalleitenden-,-Gebi@-tea ist soviel geringer als die .Leitfähigkeit des supraheteaxdea N#aae.x@ai.s, daß das normalleitende Ge be- b.e.ce e@mceJ`tereth es Str.EZe;e@s fiw3.rta. Eine ra:chzedr `° ematr@me,#, - _ efekt - Grund xiseterluZtce de r #.n tata .h 12,0-he in d tz- zi eren. Es athe schee@ver -ußep#,-1 : -; - we.ns.,gs-n: .fair eine rasch " e; ,.eei.c e:t ce:t ade .. , #,, ##' d12'-.1 Sife. ,#@11.`sPr .'." . .:. rorgeruf#er##Q 1:oken -ErhtD:o en - her- .@' ., -SO da ß ein- Amwaeb:sen des s ' @.. Ww1l a. D1 e 1m;(iung B1=ehy . 4 der , - e#nenu_rr.leitenden :Draht Vor,# .:n s bs oner"e z u r @e .,en du füz. au, -r ' 33 Bitende .Sp.en.e,ei gn:e t :#Der-erfInduncgsgemä.ße Drwbt erT#.Ö .glicht :eine rasche AhTuh- aer .durch 1t@@val@e F1u3s@r@@e erze@:@@e:@ @F'ö.@e :Sowie d' 1e x'@1f-=e:cht.eriz3l- Teles des Leiters in r7- en. h:ormal:uL3iat@ Der za:praletende Z?raht ist gemäß der ',Erfindung derart augeb@,u, daß eine Hülle ;aus für zupraleztendfen Betrieb geeigneten --at-ei_-,i,ai ei n en g=ern aus :e@em ,gut elektrisch 1@etend en -und wärmel ei tena en Material wemigstens t:e.lwezeite chlleßt, das im Betriebszustand normalletend et. "@,Tat:ex "nr.,113t@eä@dem ;teri@1 ist dabei ein 3,a,t<ersal zu verstehen, Welches cen@wtecder WberhTt n -eh t -zus-ral#eztf"i isst oder bei 'Temp@z-atr, die mecd!gem@et äls üfe Arhe-Itztemperatur @djer Bup.ra-- fe@e@,ceh spa1e Zn@1eer der ant ',Verwendung fin-e@et 4, -in den a.@@ez Tendern Ztz s t-d Übergeht -ad; , ,,er s. °m - einem ; Igagn@etfe@ ,d ,nox*mal- IL2-temd i#n^"Ae xwe:,L(che"s13,'°,T3'i ' - :.,n. 1 Als des supraleitenden Materials der Hülle, oder aus anderen Gründen beim Betrieb des Drahtes normalleitend ist.The critical or maximum electrical current with which a straight superconducting wire can be loaded is significantly greater than the critical current that a coil made of the same wire can withstand. In other words, a coil of superconducting wire is converted into the normally conductive state at a given current by a magnetic field which is smaller than the magnetic field which is required to convert a stretched wire made of the same material into the normal conducting state is required. This degradation effect in superconducting coils, although not yet fully understood, is obviously associated with various disadvantages. The apparent full current capacity of the wire is not realized in coils. Therefore, on a given coil, more wire must be used to achieve the ampere-turns required. Designing superconducting coils is difficult because the critical current in such coils is unpredictable even when critical current data is available for short coil samples. Many experts assume that the normalization of a superconducting coil is caused by a so-called flux jump, ie by a sudden penetration of magnetic flux into the superconducting material in a certain part of the coil. During the flux jump, this part of the superconducting material momentarily becomes normally conductive or an electrical resistance and therefore begins to develop local Joule heat. Depending on the detailed thermal equilibrium of the coil, this local heating can lead to a very rapid increase in the normally conductive area and thereby make the entire coil normally conductive. Closely connected with this is the difficulty that the electrical continuity in the coil is lost due to the magnetic field. The ability to handle time. of the normally conducting -, - Gebi @ -tea is so much lower than the conductivity of the supraheteaxdea N#aae.x@ai.s that the normally conducting Ge bece e @ mceJ`tereth es Str.EZe; e @ s fiw3.rta. One ra: chzedr `° ematr @ me, #, - _ efekt - basic xiseterluZtce de r # .n tata .h 12.0-he in d tz- sing. Es athe schee @ ver -ussep #, - 1: -; - we.ns., gs-n: .fair one quickly "e;, .eei.ce: t ce: t ade .. , # ,, ## 'd12' -. 1 Sif e . , # @ 11.`s P r . '. "..:. rorgeruf # er ## Q 1: oken -ErhtD: o en - her- . @ '., -SO da ß a Amwaeb: sen des s' @ .. Ww1l a. D 1 e 1m; (iung B1 = ehy. 4 the , - e # nenu_rr.leitenden: wire before, # .: ns bs oner "ezur @e., en du füz. au, -r '33 bit end .Sp.en.e, ei gn: et : # The-according to the invention Drwbt erT # .Ö .light: a quick AhTuh-aer .by 1t @@ val @ e F1u3s @ r @@ e erze @: @@ e: @ @ F'ö. @ e: as well as d ' 1e x '@ 1f- = e: cht.eriz3l- Teles of the conductor in r7- en. h: ormal: uL3iat @ The za: praletende Z? Raht is according to the '' invention so designed @, u, that a shell; made of --at-ei _-, i, ai suitable for zupraleztendfen operation ei n g = er: e @ em, good electrical 1 @ etend en -und heat conduction tena en Material at least t: e.lwezeite closes that in the operating state normalletend et. "@, Tat: ex" n r., 1 13t @ eä @ dem; teri @ 1 is to be understood as a 3, a, t <ersal, Which cen @ wtecder WberhTt n -eh t -zus-ral # eztf "i eats or at 'Temp @ z-atr, the mecd! According to @ et äls üfe Arhe-Itztemperatur @djer Bup.ra-- fe @ e @, ceh spa1e Zn @ 1eer der ant ', use fin-e @ et 4, -in den a. @@ ez tenders Ztz s td passes -ad; , ,, he s. ° m - one; Igagn @ etfe @, d, nox * mal- IL2-temd i # n ^ "Ae xwe:, L (che" s13, '°, T3'i' -:., N. 1 As of the superconducting material of the sheath, or for other reasons during operation of the wire is normally conductive.

Das Material des Kerns soll insbesondere bei Temperaturen, diegleich oder höher sind als die kritische Temperatur, bei welcher das kupraleitfähige Material der Hülle sunrayeitend wird, eine hohe thermische und elektrische Zeitfähigkeit besitzen. Ein sich ändernder magnetischer Fluß, der einen derart zusammengesetzten Draht schneidet, neigt mehr dazu, in den nicht supraleitenden Kern des Drahtes zu kriechen als in die supraleitende Hülle des Drahtes zu springen. Dadurch wird die Möglichkeit verringert, da3 das supralei tende Material normalleitend wird, bevor der volle kritische Strom des zusammengesetzten Drahtes erreicht ist.The material of the core should in particular at temperatures the same or higher than the critical temperature at which the copper conductive material the shell is solar conductive, a high thermal and electrical time capacity own. A changing magnetic flux that is so composed Wire cuts, tends more to get into the non-superconducting core of the wire crawling than jumping into the superconducting sheath of the wire. This will make the The possibility of the superconducting material becoming normally conductive before the full critical current of the composite wire is reached.

Wenn die supraleitende Schicht des zusammengesetzten Drahtas durch einen= magnetischen Flu3, der durch den Strom im -Leiter selbst ol auf andere `Heise erzeugt wird, in den normalleitender Zustand übergeführt wird, verhindert die elektrische Leitfähigkeit de3 Kernes die Entstehung eines völlig offenen Stromkreises. Der tedlweise Zusammenhang des Stromkreises, der durch den Kern aufrechterhalten wird, Wenn die Hülle in den normalleitenden Zustand übergeht, verhindert den Aufbau einer Induktionsspannung in der Spule, die durch eine rasche Änderung des Spulenstromes hervorgerufen würde. Anhand einiger Figuren soll die Erfindung naher erläutert werden. Fg. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt.When the superconducting layer of the composite wire through a = magnetic flux, which through the current in the -conductor itself ol to other `` Heise is generated, is converted into the normally conductive state, prevents the electrical Conductivity of the 3 core the creation of a completely open circuit. The teddy way Context of the circuit maintained by the core, If the The envelope changes to the normally conducting state, prevents the build-up of an induction voltage in the coil, which would be caused by a rapid change in the coil current. The invention will be explained in more detail with the aid of a few figures. Fg. 1 shows an embodiment of the invention in cross section.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt Fig: 3 zeigt eine graphische Darstellung der induzierten Spannung in zwei supraleitenden Spulen in Abhängigkeit von der Temperatur.Fig. 2 shows another embodiment of the invention in cross section Fig. 3 shows a graph of the induced voltage in two superconducting Coils as a function of the temperature.

Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung der Magnetisierungskurven einer supraleitenden Spule mit einem massiven Draht und einer supraleitenden Spule mit dem zusammengesetzten Draht gemäß der Erfindung.4 shows a graph of the magnetization curves a superconducting coil with a solid wire and a superconducting coil with the composite wire according to the invention.

Fig. 5a zeigt eine Stoßverbindung bei dem zusammengestzten Draht gemäß der Erfindung im Längsschnitt.Fig. 5a shows a butt joint in the assembled wire according to of the invention in longitudinal section.

Fige 5b zeigt eine Stoßverbindung bei einem zusammengesetzten Draht eines anderen Typs im Längsschnitt.Fig. 5b shows a butt joint in an assembled wire of another type in longitudinal section.

Fig. 6 zeigt eine überlappende Verbindung zwischen zwei-Stücken des erfindungsgemäßen Drahtes teilweise im Längsschnitt.Fig. 6 shows an overlapping joint between two pieces of the Wire according to the invention partially in longitudinal section.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform 14 des zusammengesetzten Supraleiters: für supraleitende Spulen gemäß der Erfindung dargestellt.. Ein zentraler Kern 12, der aus einem Material mit hoher thermischer und elektrischer Leitfähigkeit besteht, beispielsweise aus Kupfer oder Silber, ist teilweise von einer Röhre 14 aus sogenanntem har= ten Si.tpraleitermszteria:,," h.gpigls@w9e aus der Legierung Niob 50 At.% Titan .oder der Legierung Niob - 25:t:% Zirkon, umgeben. Diese Ausführungsform hat nur eine begrenzte Wirksamkeit gegenüber Flußsprüngen, da das szgraleitende Material 14 den Kern 1-2 nicht gänzlich umschließt.In Fig. 1, one embodiment 14 of the composite superconductor is: for superconducting coils according to the invention. A central core 12, which consists of a material with high thermal and electrical conductivity, for example made of copper or silver, is partially of a tube 14 made of so-called har = ten Si.tpraleitermszteria: ,, "h.gpigls@w9e made of the alloy niobium 50 At.% Titanium. Or the alloy niobium - 25: t:% zirconium. This embodiment has only a limited effectiveness against river jumps, since the szgraleitende Material 14 does not completely enclose the core 1-2.

Fig. 2 zeit eine -andere Ausführungsform 16 des erfindungsgemäßen Drahtes, bei welchem supraleitendes Material 20 einen zenträlen Kern 18 gänzlich umschließt: Ein derart zusammengesetzter Draht kann aus einem zusammengestzten Darren durch übliche Drahtzieh-und Hämmerverfahren hergestellt werden. Anstelle von Kupfer oder Silber kann reines Niob-für den inneren Kern verwendet werden, da Niob bei hohen magnetischen Flußdichten in den Normalzustand übergeht, äber noch eine hohe efärmeleitfähigkeit besitzt. Ebenso kann als Material für den Kern 18 Blei verwendet werden, da es ebenfaljs bei hohen magnetischen Flußdiehten in den normalleitenden Zustand übergeht.Fig. 2 shows another embodiment 16 of the invention Wire in which superconducting material 20 has a central core 18 entirely encloses: A wire assembled in this way can be made from an assembled kiln can be made by conventional wire drawing and hammering processes. Instead of copper or silver, pure niobium can be used for the inner core, since niobium is used high magnetic flux densities goes into the normal state, but still a high one has thermal conductivity. Lead can also be used as the material for the core 18 because it is also at high magnetic flux thicknesses in the normally conducting State passes.

Aus Fig. 3 ist zu ersehen, daß- jedesmal, wenn der Strom in. der Spule durch Erhöhung der Temperatur verändert wird, in der sunraleitenden Spule eine Spannung induziert wird, .als ob die Spule normalleitend würde. Die Kurve 22 zeigt qualitativ die in einer supraleitenden Spule aus massivem Draht induzierte Spannung in . s Abhängigkeit von der 1e mperatur. Die Kurve 24 zeigt die induzierte Spannung in Abhängigkeit von der Temperatur bei einer supraleitenden Spule, bei welcher der erfindungsgemäß zusammengesetzte Draht verwendet ist. Man erkannt,-daß die durch eine Erhöhung der Temperatur verursachte induzierte Spannung bei einer mit dem erfindungsgemäß zusammengesetzten Draht gewickelten Spule kleiner `ist als bei einer supraleitenden Spule aus massivem Draht. Dieses Ergebnis ist wünschenswert,-da eine lohe induzierte Spannung dazu neigt,: zwischen nebeneinander liegenden 'alicklungen einer Spule Überschläge zu erzeugen. Die Niederhaltung der induzierten Spannung ist auf-,den Kern des erfindungsgemäßen Drahtes zurückzuführen. Da ein Kern von hoher elektrischer und thermischer Leitfähigkeit verwendet wird, leitet der Kern, falls eine lokale Erhitzung auftritt, die. Wärme rasch von dem lokal heißen. Punkt weg und verhindert so, dal3 `ein größerer Teil der Spule normal1eite :d wird. In einer Spule mit einem massiven Leiter wird der Zusammenhang des Stromkreises zerstört, wenn ein Teil der Spule normalse,4 tend wird. Jenn der zusammengesetze Leiter gemäß der Erfindung bei einer #Euoralei Lenden Spule verwendet wird, dann ist ein Ausweichpfad für einen des Stromes durch den Kern des Leiters verfügbar, auch wenn das supraleitende ä@;aterial der Hülle des Leiters normalleitend wird. Da.From Fig. 3 it can be seen that every time the current in the coil is changed by increasing the temperature, a voltage is induced in the solar conductive coil, as if the coil were normally conductive. Curve 22 qualitatively shows the voltage induced in a superconducting coil made of solid wire in. s Dependence on the 1e temperature. The curve 24 shows the induced voltage as a function of the temperature in the case of a superconducting coil in which the wire assembled according to the invention is used. It is recognized that the induced voltage caused by an increase in temperature in a coil wound with the wire composed according to the invention is smaller than in a superconducting coil made of solid wire. This result is desirable because a low induced voltage tends to: generate flashovers between adjacent windings of a coil. The holding down of the induced voltage is due to the core of the wire according to the invention. Since a core of high electrical and thermal conductivity is used, the core conducts if local heating occurs. Heat rapidly from the locally hot. Point away and thus prevents a larger part of the coil from becoming normal. In a coil with a solid conductor, the connection of the circuit is destroyed if part of the coil is normalse, 4 tend. If the composite conductor according to the invention is used in a Euroralei lumbar coil, then an escape path is available for one of the current through the core of the conductor, even if the superconducting material of the sheath of the conductor becomes normally conductive. There.

der. :.ibfall des Spulenstromes dabei nicht# so groß ist wie in einer Snüle zeit massivem Draht, ist die induvierte Spannung in der Spule nicht so hocho In Ft igT0 4 ist die hlagnetisierungskurve 26 eines massiven suor -:.-leitenden Drahtes und die le:agnetis.e-un"-,sar-urve 23 des supraleitenden Drahtes gemäß der Erfindung dargestellt. Der stufenförmige Verlauf der Magneti_ sierungskurve 26 des massiven 'Lrfa.htes beruht auf der Erscheinung der Flußsprünge. Obgleich die Flu3sr-rünge noch nicht .vollständig verstanden werden, scheint ein Flußsprung beim , plötzlichen Eindringen eines endlichen Betrages von magnetischem Fluß in das.supraleitende Material aufzutreten. Wie vorstehend ausgeführt wurde, verursacht dieses Eindringen von magnetischem Fluß in das "supraleitende Material eine lokale Erhitzung, die .sich ausbreiten kann und dabei Teile des supraleitenden Materials normalleitend macht. Durch Verwendung des, zusammengesetzten Leiters gemäß der Erfindung werden die Flußsprünge vermindert, da der Fluß augenscheinlich mehr. danach strebt, in den normalleitenden Kern des Leiters zu kriechen als in die supraleitende Hülle.des Leiters zu springen. Die D7agnetisierungskurve 28 für eine Spule mit dem erfindungsgemäßen Leiter ist daher glatt.the. :. Failure of the coil current is not # as large as in one If you use solid wire, the induced voltage in the coil is not as high In Ft igT0 4, the magnetization curve 26 of a massive suor -: .- conductive Wire and the le: agnetis.e-un "-, sar-urve 23 of the superconducting wire according to the Invention shown. The stepped course of the magnetization curve 26 des massive 'Lrfa.htes is based on the phenomenon of river jumps. Although the flu3sr-rünge not yet To be fully understood seems like a leap in the river upon sudden intrusion of a finite amount of magnetic flux into the superconducting material to occur. As stated above, caused this penetration of magnetic flux into the "superconducting material" is local Heating that can spread and thereby parts of the superconducting material makes normally conductive. By using the composite conductor according to the invention the river jumps are reduced as the river appears to be more. strives to to crawl into the normally conducting core of the conductor than into the superconducting envelope Jump ladder. The magnetization curve 28 for a coil with the inventive The ladder is therefore smooth.

In der Praxis erfordern supraleitende Magnete einen Leiter von großer Länge. Daraus ergibt sich das Problem, kurze Leiterstücke wirksam zusammenzusetzen, um einen Leiter der erforderlichen L.Q zu erhalten. Es ist notwendig, däß die Verbindungsstellen im chen Grade sünraleitend sind wie der selbst. n den Fig. 5a und 5b sind verschiedene Stoßverbindungen in zusammengesetzten supraleitenden Drähten gezeigt. ' In Fig. 5a ist eine Stoßverbindung 30 dargestellt, die zwischen zwei Stücken des zusammengesetzten Drahtes gemäß der-Erfindung, wie et in Fig. 2 dargestellt ist, hergestellt ist. Das ^:ittel.stück 34 des Drahtes besteht aus einem Material, welches bei der Arbeitstemperatur der Spule normalleitend ist und eine hohe WärmeleitfChikeit sowie eine hohe konventionelle elektrische Leitfähigkeit 1)'z1 . 1,f i . Unter-konventonelle-r elektrischer Zeitfähigkeit ist die elektrische Leitfähigkeit eines Materials zu mrstehen, daß nicht supra-1-eitend werden kann oder das oberhalb der Werte der Temperatur, des Stromes oder des magnetischen Flusses betrieben wird, bei welchen es supraletend wird. Der äußere Teil 32 des Leiters besteht wie bei allen Ausführungsformen der Erfindung aus einem supraleitfähigem Material. Eine derartige Verbindung ist vorteilhaft, da.das sunraleitende Material an der Außenseite gelegen und somit sichtbar ist und visuell auf Zusammenhang kontrolliert werder4 kann.'-Fig. 5b zeigt andererseits eine Stoßverbindung 36 zwischen zwei . zusammengesetzten Drähten, bei welchen der innere Leiter 40 aus supraletendem Material besteht. Der Leiter 40 ist innerhalb eines Materials 38'-angeordnet, welches dem Kern 34 von F:g. 5a entspricht und als:Wärmesenke und Hilfsleiter verwendet wird für den Fall, das der Draht normalleitend wird. Die Schwierigkeit bei der Herstellung einer Stoßverbindung mit einem derartigen Leiter besteht darin, das da: s äußere Material 38 abgekratzt werden muß: um sicherzustellen, das eine saubere Verbindung im supraleitenden Material 40 erzielt wurde. Die Verbindung selbst muß'natürlich supraleitend sein. Es ist schwierig, anschließend die Zücke 42 m äußeren Material 38 auszubessern: Da das normalleitende Material 38. außerhalb des supraletenden Materials 40 angeordnet ist, wird ferner die Flußsprungerscheinung nicht minimalisiert, da kein Platz innerhalb des Supraleiters 40 Vorhanden; ist, in welchen der magnetische Fluß kriechenkann. Gleichwohl kann der zusammengesetzte Supraleiter gemäß der Er-" findungder in den Fig, 1, 2"und 5a dargestellt ist, mit einem normalleitenden Material, wie beispielsweise Kupfer,@plattiert oder überzogen werden, um das im Inneren des erfindungsgemäßen Supraleiters befindliche normalleitende Material zusätzlich zu vermehren. Bevor der erfindungsgemäße zusammengesetzte Draht zu einer Spule, beispielsweise einer Magnetspule, gewickelt wird,-sollte der Supraleiter mit einer elektrischen Isolation überzogen werden, um Kurzschlüsse zwischen den Windungen zu verhindern. Eine. solche Isolation ist dem Fachmann auf dem Gebiet der supraleitenden Spulen vertraut und kann aus einem 'Material bestehen, das einen endlichen elektrischen Widerstand bei der Temperatur besitzt,-bei welcher der äußere Teil des zusammengesetzten Drahtes supraleitend wird.In practice, superconducting magnets require a conductor of great length. This poses the problem of effectively assembling short lengths of ladder to obtain a ladder of the required quality of life. It is necessary that the junctions be as conductive as they are. Various butt joints in composite superconducting wires are shown in Figures 5a and 5b. In Fig. 5a a butt joint 30 is shown, which is made between two pieces of the composite wire according to the invention, as shown in FIG. The middle piece 34 of the wire consists of a material which is normally conductive at the working temperature of the coil and has high thermal conductivity and high conventional electrical conductivity 1) 'z1 . 1, f i . Under-conventional electrical temporal capacity is the electrical conductivity of a material that cannot become super conductive or that is operated above the values of temperature, current or magnetic flux at which it becomes super conductive. As in all embodiments of the invention, the outer part 32 of the conductor consists of a superconductive material. Such a connection is advantageous because the solar conductive material is located on the outside and is thus visible and can be visually checked for connection .'- Fig. 5b, on the other hand, shows a butt joint 36 between two. composite wires in which the inner conductor 40 is made of superconducting material. The conductor 40 is disposed within a material 38 'which corresponds to the core 34 of F: g. 5a and is used as: heat sink and auxiliary conductor in the event that the wire becomes normally conductive. The difficulty in making a butt joint with such a conductor is that the outer material 38 must be scraped off: to ensure that a clean connection in the superconducting material 40 has been achieved. The connection itself must of course be superconducting. It is difficult to subsequently mend the tongue 42 m of the outer material 38: since the normal conducting material 38 is arranged outside the superconducting material 40, the flux jump phenomenon is also not minimized, since there is no space inside the superconductor 40; is into which the magnetic flux can creep. However, the composite superconductor according to the invention shown in FIGS. 1, 2 ”and 5a can be plated or coated with a normally conductive material such as copper, in addition to the normally conductive material located inside the superconductor according to the invention to multiply. Before the composite wire according to the invention is wound into a coil, for example a magnetic coil, the superconductor should be covered with electrical insulation in order to prevent short circuits between the turns. One. such insulation is familiar to those skilled in the superconducting coil art and may consist of a material which has a finite electrical resistance at the temperature at which the outer portion of the composite wire becomes superconducting.

In Fig.6.ist eine überlappende Verbindung 44 zwischen zwei Stücken. des zusammengesetzten Leiters gemäß der Erfindung dargestellt. Die Leiter 46 und 4$, die mit den in Fig. 5a dargestellten Leitern übereinstimmen, sind übereinandergelegt und durch ein Band oder eine Klammer 50 miteinander verbunden. Man sieht, daß die Kontaktfläche 52 zwischen den beiden Leitern zwischen supraletenden Materialien liegt. Bei ausreichender Überlappung bildet daher die Verbindung selbst keine Unterbrechung im supraleitenden Stromkreis. Diese Verbindung sieht keinen Zusammenhang im Kreis des Kernes des Leiters vor, jedoch ist diese Schwierigkeit nicht kritisch, da die Wirkung des Kerries_ als Wärmesenke nicht verschlechtert wird. Wenn -sich das supraleitende Material im Kern des Drahtes befinden würde, wie das in Figur 5b dargestellt ist, könnte eine supraleitende tiberlappende Verbindung nicht so leicht hergestellt werden.In Figure 6 there is an overlapping joint 44 between two pieces. of the composite conductor according to the invention. The ladder 46 and 4 $, which correspond to the conductors shown in Fig. 5a, are superimposed and connected to one another by a tape or bracket 50. You can see that the Contact area 52 between the two conductors between superconducting materials lies. If there is sufficient overlap, the connection itself does not form an interruption in the superconducting circuit. This connection sees no connection in the circle of the core of the conductor, however, this difficulty is not critical as the Effect of the Kerries_ as a heat sink is not worsened. If -she superconducting Material would be in the core of the wire, like that in Figure 5b shown, a superconducting lap joint could not so easily getting produced.

,Wenn beim Betrieb einer Spule, die aus dem erfindungsgemäßen Draht gewickelt ist, aus irgendeinem Grunde ein Teil der supraleitenden Hülle des Drahtes normalleitend wird, tritt an dieser Stelle ein hoher elektrischer Widerstand auf. Der Kern des erfindungsgemäßen Leiters, der auf keinen Fall supraleitend- ist, wird dann einen Teil. des Stromes übernehmen und ein Absinken des Stromes auf Null verhindern. Gleichzeitig wird der Drahtkern Wärme vom normalleitenden Teil wegtransportieren. Daraus ergibt sich, daß der nicht supraleitende Kern des erfindungsgemäßen Drahtes sowohl als Wärmesenke als auch als elektrischer Überbrückungswiderstand wirkt.When operating a coil made from the wire according to the invention is wound, for some reason part of the superconducting sheath of the wire becomes normally conductive, a high electrical resistance occurs at this point. The core of the conductor according to the invention, which is by no means superconducting, is then part. of the current and prevent the current from dropping to zero. At the same time, the wire core will transport heat away from the normally conductive part. It follows that the non-superconducting core of the wire according to the invention acts as both a heat sink and an electrical bridging resistor.

Der erfindungsgemäße heiter für supraleitende Gerte vermindert somit die Erscheinung des Flußsrringens und besitzt einen eingebauten elertrischen Überbrückungswiderstand, der einen Teil des Stromes übe--nimmt, falls ein Teil der sucra.leitenden Spule, die mit dem. erfindungsgemäßen Draht gewickelt ist, ncrmallnitend wird.The inventive cheerful for superconducting devices thus diminishes the phenomenon of river wrestling and has a built-in bridging resistance, which takes over part of the current, if part of the sucra. conductive coil, the one with the. Wire according to the invention is wound, ncrmallnitend.

Claims

Patent claims 1: Superconducting wire, in particular for use in superconducting coils, characterized in that a sheath made of material suitable for superconducting operation at least partially encloses a core made of a highly electrically conductive and thermally conductive material which is normally conductive in the operating state. ?. Superconducting wire according to Claim 1, characterized in that the core consists of: a material whose critical temperature is below the working temperature of the superconducting coil. 3. Superconducting wire according to claim 1, characterized in that the core consists of a material which passes into the normally conductive state at a smaller magnetic flux density than the material of the sheath. Superconducting wire according to one of claims 1 to 3, characterized in that the core consists of a material which is electrically conductive and thermally conductive at temperatures above the critical temperature of the superconducting sheath, 5. Superconducting wire according to one of claims 1 to 4 , dadureo-i characterized that the shell aas super ductile ähigem completely encloses the core. 6. Superconducting wire according to one of claims 1 to 5, characterized in that. that the superconducting sheath made of niobium -: 25 At. Zlrkon exists. . Superconducting wire according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the superconducting sheath made of niobium - 50 at. Titan consists of:. Superconducting wire after a. of claims 6 or 7: characterized in that the core consists of copper. 9. Superconducting wire according to one of claims 6 or 7, characterized in that the core consists of lead. 10 .. Superconducting wire according to one of Claims 6 or 7, characterized in that the remote is made of silver. 11. Supral.eit.ender wire according to one of claims 13 or 7, characterized in that the core consists of niobium. 12: Superconducting wire according to one of the preceding claims, characterized in that the wire is provided with a coating of normally conductive material. is. .