DE1927454A1 - Supraleitende Verbindung zweier Supraleiter und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Supraleitende Verbindung zweier Supraleiter und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number
DE1927454A1
DE1927454A1 DE19691927454 DE1927454A DE1927454A1 DE 1927454 A1 DE1927454 A1 DE 1927454A1 DE 19691927454 DE19691927454 DE 19691927454 DE 1927454 A DE1927454 A DE 1927454A DE 1927454 A1 DE1927454 A1 DE 1927454A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
superconducting
connection
field
components
granular material
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.)
Granted
Application number
DE19691927454
Other languages
English (en)
Other versions
DE1927454C3 (de
DE1927454B2 (de
Inventor
Kinter Malcolm L
Ira Weissman
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.)
Varian Medical Systems Inc
Original Assignee
Varian Associates 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 Varian Associates Inc filed Critical Varian Associates Inc
Publication of DE1927454A1 publication Critical patent/DE1927454A1/de
Publication of DE1927454B2 publication Critical patent/DE1927454B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1927454C3 publication Critical patent/DE1927454C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/68—Connections to or between superconductive connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00—Superconducting devices
    • H10N60/80—Constructional details
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/917—Mechanically manufacturing superconductor
    • Y10S505/918—Mechanically manufacturing superconductor with metallurgical heat treating
    • Y10S505/919—Reactive formation of superconducting intermetallic compound
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/917—Mechanically manufacturing superconductor
    • Y10S505/918—Mechanically manufacturing superconductor with metallurgical heat treating
    • Y10S505/919—Reactive formation of superconducting intermetallic compound
    • Y10S505/921—Metal working prior to treating
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/917—Mechanically manufacturing superconductor
    • Y10S505/925—Making superconductive joint
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/917—Mechanically manufacturing superconductor
    • Y10S505/927—Metallurgically bonding superconductive members
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49014—Superconductor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE DR1CLAUSREINLXNDEr DIPL-ING. KLAUS BERNHARDT Vi 'P21J D
D-8 MÖNCHEN «0 • ÄCKERSTRASSE 3
VARIAI ASSOCIATES
PaIo Alto / California V« St. v. Amerika
Supraleitende Verbindung zweier Supraleiter und Verfahren
zu ihrer Herstellung
Prioritätt 4· Juni 1.968 Vereinigte Staaten von Amerika ÜS-Serial Number 734 277
Zusammenfassungt
Eis wird eine supraleitende Hochfeldverbindung für harte Verbindungssupraleiter und ein Verfahren zu ihrer Herstellung beschrieben« Zwei Hochfeld- supraleitende Drähte, bei denen der Supraleiter als Schicht auf der Aussenseite eines Trägerdrahtes vorliegt, werden in der Weise verbunden, daß zwischen sie eine Schicht aus gekörnten» Material gebracht wird, das die beiden den Supraleiter bildenden Elemente eines Hochfeld-Verbindungssupraleitera enthält. Der Schichtaufbau wird dann gepresst, um das gekörnte Material zusammen und in enge Berührung mit den beiden zu verbindenden, supraleitenden Schichten zu pressen. Die zusammengepresste Verbindung wird dann bei hoher Temperatur in einer inerten .Atmosphäre zur Reaktion gebracht, um an Ort und Stelle eine Hochfeld- supraleitende Verbindungsbrücke zwischen den beiden supraleitenden Drähten zu bilden· Bei einer Ausführungsform werden die freigelegten Enden von zwei Nb,Sn-Drähten in eine Mischung aus Niobium-und Zinnpulver eingebettet, die dann zusammengepresst und zur Reaktion gebracht werden, um das endgültige supraleitende Brückenmaterial aus Hb,Sn zwischen den beiden Drähten zu erzeugen.
BAD ORIGINAL
Stand der Technik; ■;·.-..
Ss sind bereits Hochield- supraleitende Verbindungen zur Verbindung von Hochfeld-Legierungssupraleitern hergestellt worden. Solche Verbindungen werden gewöhnlich dadurch Hergestellt, daß die freigelegten Enden der Drähte aus Legierun^ssupraleiter punktgesehvzeisst werden. Diese Punktschweisstechnik ist jedoch für Hochfeld- supraleitende Verbindungen für Kochfeld-Verbindungssupraleiter nicht brauchbar, wenn diese Drähte aus einer supraleitenden Schicht bestehen, die auf einen Trägerdraht mit niedrigem Schmelzpunkt aufgebracht sind. Diese Art Hochfeld-Verbindungssupraleiter, beispielsweise lib^Sn, V,Ga und V,Si, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Material hart und spröde ist und sehr stark mit Sauerstoff in der Atmosphäre reagiert, so caö eine isolierende Oxydschicht entsteht. Es sind bereits Versuche gemacht worden, Hochfeld- supraleitende Verbindungen zwischen solchen Verbindungssupraieitern herzustellen, beispielsweise durch Ultraschallschweissen, Kaltschweissen und durch die Verwendung einer dünnen Schicht eines supraleitenden Lotes mit niedrigem Schmelzpunkt zwischen den zu verbindenden supraleitenden Drähten« Alle diese Versuche, eine Hochfeld-supraleitende Verbindung herzustellen sind bisher fehlgeschlagen· Wenn ein supraleitendes Lot mit niedrigem Schmelzpunkt, beispielsweise Indium, Blei oder Zinn, verwendet wird, ergibt sich zwar eine Verbindung der beiden zu verbindenden supraleitenden Drähte mit sehr niedrigem Widerstand, jedoch keine supraleitende Verbindung, weil diese Lote durch ein sehr kleines kritisches Feld gekennzeichnet sind, so daß diese Verbindungen nicht dazu geeignet sind, Hochfeld- supraleitende Magnetdrähte zu verbinden, und diese Verbindungen sind auch nicht geeignet, wenn die Verbindung in einem Bereich mit relativ hoher Hagnetfeldstärke angeordnet werden müssen. Typischerweise werden solche Verbindungen ausserhalb des Hauptfelds des Magneten angeordnet, d.h. im schwächeren Streufeld des Magneten. Das Streufeld von Hochfeldmagneten kann aber in der Grössenordnung von 20 KiIo-
909886/0987
BAD ORIGINAL
gauss liegen, und dieser Wert liegt erheblich über der kritischen Feldstärke für Supraleiter mit niedrigem Schmelzpunkt) wie Indium, Blei oder Zinru
Hochfeld- supraleitende Verbindungen werden bei der Herstellung von supraleitenden Zylinderspulen mit extrem hohen Feldern benötigt, die im persistenten Betriebsmodus betrieben werden sollen, wobei die Enden der Spulen mittels eines supraleitenden Nebenschlusses miteinander verbunden werden, so daß der Supraleitungsstrom durch den geschlossenen Kreis der Spule ohne Verluste krei- , sen kann. Solche Zylinderspulen sind aus l^b-2r-Hochfeld-Lepierungssupraleitern hergestellt worden, wobei die Enden des Spulerdrahtes zusammengeschweisst wurden, tun eine supraleitende Verbindung herzustellen, und es sind Felder bis zu 60 Eilogauss im pereistenten Modus erzielt worden. Es ist jedoch erwünscht, Hochfeld-Verbindungssupraleiter zu verwenden, beispielsweise Kb3.Sn, mit denen Magnetfelder von mehr als 100 i<G im persistenten LIodu3 erzeugt werden könnten, wenn eine geeignete Hochfeld-supraleitende Verbindung hergestellt werden kennte.
Supraleitende Spulen aus Nb,Sn mit geschlossener Schleife sind bereits hergestellt worden. Eine solche Spule ist beispielsweise beschrieben in "Inductive Behavior of Superconducting Magnets", Journal of Applied Physics, Band 34» 1·ο. 11, ITovember 1963» Seiten 3226 - 3237· Diese bekannte in sich geschlossene Spule wurde jedoch nicht aus einem Verbindungs-Supraleiter hergestellt, d.h. der Draht war nicht ein Verbindungssupraleiter, der EochfeId-Supraleitfähigkeit z-eigte, ehe zum Schluss eine Kochtemperaturreaktion durchgeführt wurde, die stattfindet, nachdem die Spule gewickelt ist. Genauer gesagt, der in dieser bekannten Spule verwendete Draht bestand aus einer Hiobiumhülse, die eine Mischung aus Niobium- und Zinnpulver enthielt. Der Draht in diesem Zustand ist deshalb kein Verbindungssupraleiter.
Eine Verbindung wurde in der Weise hergestellt, daß die
909886/0987 -4-
BAD
beiden offenen Enden der ITiobiumhülse, die die Pulvermischurig enthielt, in einen iiiobiumbehälter gebracht wurden, der mit einer Mischung aus Niobium- und Zinnpulver gefüllt war. Die ganze Spulenf'orm wurde dann zur Reaktion gebracht, um die gemischten Pulver in der Hülse und den Niobium-Verbindungsbehälter in IIb,Sn zu überführen. Ein solches Verfahren kann zwar dazu verwendet werden, eine supraleitende liiobium-Zinn-Spule herzustellen, die im persistenten i.Iodus arbeiten kann, dieses Verfahren, die Spule an Ort und Stelle zur Reaktion zu bringen, um die I'ulverbestandteile in das Supraleitermaterial zu überführen, ist jedoch zur Herstellung von Ilochfeldspulen praktisch nicht durchführbar.
Es besteht deshalb der Bedarf für eine Hochfeld- supraleitende Verbindung zum Verbinden von Hochfeld- supraleitenden Verbindungsdrähten.
Zusammenfassung der Erfindung:
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hochfeld- supraleitende Verbindung für Verbindungssupraleiter und ein Verfahren zu ihrer Herstellung verfügbar zu machen.
) Gemäss einem Merkmal der Erfindung wird eine supraleitende Verbindung zwischen zv?ei Hochfeld-Verbindungssupraleiter-Drähten in der Weise erhalten, daß Pulver aus den Elementenbestandteilen eines Kochfeld-VerbindungsBupraleiters zwischen und um freigelegte Oberflächen der supraleitenden Schichten von zwei supraleitenden Drähten, die verbunden werden sollen, zusammengepresst werden und das zusammengepresste Material bei einer hohen Temperatur an Ort und Stelle zwischen den beiden Drähten zur Reaktion gebracht wird, so daß eine Hochfeld- supraleitende Verfcindungsbrücke zwischen den beiden supraleitenden Drähten gebildet wird, so daß eine Hochfeld- supraleitende Verbindung entsteht.
909886/0987
BAD ORIGINAL
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung wird als Hochfeld- supraleitender Draht Nb,Sn verwendet, und die zusammengepressten und zur Reaktion gebrachten Pulver sind Pulver aus lib und Sn.
Gemäss einer speziellen Ausbildung der Erfindung besteht das zusammengepresste Pulver zu 4 " 16 Gew.-^ä aus Sn, und die zusammengepressten Pulver werden bei einer Temperatur zwischen 930 C und 1000 C in einer inerten Atmosphäre zur Reaktion gebracht.
Auf diese Weise wird eine erfindungsgemässe Hochfeld- supraleitende Verbindung hergestellt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung; es zeigen»
Fig. 1 perspektivisch eine erfindungsgemässe Hochfeld- supraleitende Verbindung}
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1}
Fig. 3 den in Fig. 2 mit der Linie 3-3 umschlossenen Teil zur Veranschaulichung der Pulverzusaramensetzung vor der Hochtemperaturreaktionj und
Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung der Pulverzusammensetzung nach der Hochtemperaturreaktion.
In Fig. 1 ist eine Hochfeld- supraleitende Verbindung 1 dargestellt, mit der zwei Hochfeld- Verbindungssupraleiter verbunden oder überbrückt werden. Die Verbindung weist einen blockförmigen Körper 2 aus gekörntem Material auf, das ein Hochfeld- supraleitendes Bauelement aus einer chemiaohen Verbindung bildet, die zuaammengeschweisst ist und auch mit den beiden Hochfeld- supraleitenden Drähten 3 und 4 aus einer supraleitenden chemischen Verbindung versohmolzsn sinctp die in den Block 2 eingebettet sind. Der Block 2
— O -
bildet eine Hochfeld- supraleitende ür'ioke zwiauhen den beiden Drähten J und .·;.
Unter dem Ausdruck "noch^eld - supraleitend" soll ein supraleitender 'Merkstoff verstanden werden, der eine kritische MagnetfeldstKrke grosser als 20 Kilogauss bei 4,2 K hat. "nt.er "Verbindungssupraleiter" soll ein supraleitendes Llaterial verstanden werden, das im wesentlichen eine cher.ische Verbindung ist, im Gegensatz zu einer Legierung. Beispiele für Verbindungssupraleiter sind I,*b.,Sn, V,Ga k und V^3i, während Legierungssupraleiter beispielsweise Ub-Zr und Mo-Re sind.
Die supraleitende Verbindung nach der Erfindung soll zusammen aiit dem Verfahren zu ihrer Herstellung in Verbindung mit Fig. 2, 3 und. 4 beschrieben werden. Die beiden zu verbindenden supraleitenden Drähte 3 und 4 können im. wesentlichen beliebige Form haben. Beispielsweise kann es sich um die Enden von zwei Drähten mit kreisförmigem Querschnitt handeln oder, wie bei der dargestellten Ausführung3foria, um die Enden von zwei bandförmigen supraleitenden Drähten. Solche bandförmigen Leiter sind besonders geeignet zum YTickeln von supraleitenden Spulen mit extrem hohen Feldern. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der bandförmige Süpralei-} ter aus einem Bandträger ?, beispielsweise einer ITickel-l&olybdän-Legierung mit einem Schmelzpunkt von 1320 C, die von der Firma Haynes Stellite Company, Kokomo, Indiana, unter der Bezeichnung Haatelloy Alloy B geliefert wird. Der bandförmige Träger 5 kat beispielsweise eine Stärke von 0,5 nun (0,002 Zoll) und eine Breite von 2,3 mm (0,090 Zoll). Eine dünne Schicht aus Hochfeld- supraleitendem Material 6 ist auf dem bandförmigen Träger 5 gebildet. Das Hochfeld- supraleitende Schichtmaterial kann aus irgendeinem von verschiedenen Werkstoffen bestehen, beispielsweise Nb,Sn, der in einer '■ Stärke von beispielsweise 0,008 mm (0,0003 Zoll) auf den Träger 5 niedergeschlagen ist. Eine Schicht 7 aus einem nicht supraleitenden Metall, /beispielsweise Silber oder Kupfer, bildet einen leitenden
909886/0987
1927A5A
Mantel über der supraleitenden Schicht 6. Der leitei.de Lar.tel 7 hat vorzugsweise gute thermische und elektrische Leitfähigkeit und im Falle von Silber vrird er in einer Stärke von 0,013 nin (0,0005 Zoll} über der supraleitenden Schicht 6 niedergeschlagen«
Im Bereich der Verbindung 1 v;ird die Silberschicht 7 von den Enden der au verbindenden supraleitenden Drähte 3 und 4 abgestreift, so daß die supraleitende Schicht B freigelegt wird, wodurch im Bereich der Verbindung ein enger elektrischer Kontakt zur supraleitenden Schicht 6 hergestellt werden kann. Bei der Herstellung der Verbindung 1 werden die freigelegten Ender, der supraleitenden Drähte 3 und 4 19. ram (0,75 KoIl) überlappt und in einer. Abstand von etwa 0,4 nun (0,015 Zoll) gebracht und "se· in die Iffnung eines I'ress werkseUf-.-es gebracht, das mit einem lulvermaterial gefüllt ist, das die Elementenbestandteile eines Ilochfeld-Verbindungssupraleiters enthält· Wenn beispielsweise supraleitende Schichten 6 aus "I) Sn verbunden wurden sollen, wird das l'resswerkzeug mit gut gemischtem Nb- und Sn-Pulver gefüllt, die vorsugsweise eine Korngrösse von weniger als 0,045 Körnung (325 Ilesh) haben. Die Pulvermischung enthält im Falle von Iviobium-und Zinnpulver zwischen 4 und 16 Gew.-;i Zinn, vorzugsweise 8 Gew.-Ό Zinn.
Nach dem Einbetten der supraleitenden Drähte 3 und 4 in. das Pulver wird dieses in engen Kontakt miteinander und mit den supraleitenden Schichten 6 gepresst, indem das die Pulver und die supraleitenden Drähte J und 4 enthaltende Presswerkaeug in einer hydraulischen Presse zusammengedrückt wird. Die Pulver werden vorzugsweise mit einem Druck zusammengepresst, der zwischen 700 und I4OO kp/cm (10 000 - 20 000 psi) liegt. Beim Zusammenpressen werden die Körner .der Pulver mechanisch miteinander verriegelt, so daß ein Körper 2 aus gekörntem Material gebildet wird, der ausreichende mechanische Festigkeit hat, um aus dem Presswerkzeug herausgenommen zu werden und seine Pressform zu behalten. In dieser Form kann der Ver bindungskörper 2 im begrenzten Umfang behandelt werden, jedenfalls
909886/0987
SAD
192745A
kann die Verbindung 1 in einen Ofen transportiert werden.
Ein Teil der Verbindung zwischen den beiden supraleitenden Drähten 3 und 4 im zusammengepressten Zustand} aber vor einer weiteren Behandlung, ist in Fig. 3 dargestellt. Die Pulvermischung aus Nio- . bium und Zinn steht in enger Berührung mit einer dünnen Oxydschicht 8, die sich auf der Aussenseite der freigelegten Enden der supra-, leitenden Schicht aus lib,Sn gebildet hat. Diese Oxydschicht 6 bildet sich sofortι nachdem die supraleitende Schicht 6 der Luft ausge fc setzt ist, da Nb,Sn sehr stark mit Sauerstoff und Wasser in der Atmosphäre reagiert, ebenso wie andere Arten von Verbindungssupraleitern, normalerweise würde diese Oxydschicht θ ohne weitere Behandlung die Bildung einer supraleitenden Verbindung verhindern, weil die Oxydschicht isoliert und die Bildung einer supraleitenden Brücke zwischen den beiden supraleitenden Schichten 6 verhindern würde.
Anschliessend wird die Verbindung 1 in einen Ofen mit einer inerten Gasatmosphäre, beispielsweise Heliumgas, eingesetzt, und bei hoher temperatur zur Heaktion gebracht» um eine supraleitende Brücke zwischen den beiden supraleitenden Schichten 6 herzustellen. Genauer gesagt, wenn Niobium- und Zinnpulver verwendet werden, wird f die Verbindung auf eine Temperatur» oberhalb von 93O°C und vorzugsweise im Bereit* von 950 - 96O°C etwa 3 Minuten lang erhitzt, um Hochfeld- supraleitendes Nb,Sn zu bilden, das den Zwischenraum zwischen den beiden supraleitenden Schichten 6 überbrückt· Es wird angenommen, daß das Zinn, dag einen relativ niedrigen Schmelzpunkt hat, Kit den Oxydschichten θ reagiert, so daß es durch die Isolierschicht 8 hindurchbricht, und daß das Sn in die Niobpartikel eindiffundiert und mit diesen reagiert, so daß Nb,Sn auf dar Austeneeite all der in enger Berührung etehenden Niobpartikel gebildet wird, wodurch wiederum ein .enger Nb-Sn-Kontakt an der Grenzfläche zu den supraleitenden Schichten 6 entsteht. Es bildet «ich also
BAD ORIGINAL
eine Hochfeld- eupraleitende Brücke aus der Verbindung Kb,Sn zwischen den beiden supraleitenden Schichten 6 aus Hb,Sn. Die Brückenstruktur behält ihre Kornform bei, wie in Fig. 4 veranschaulicht ist.
Eine aus dem beschriebenen Nb,Sn-Band gewickelte Spule, deren Ende mittels der Verbindung 1 verbunden waren, ist erfolgreich im persistenten Modus betrieben worden, und zwar wurden Magnetfelder von mehr als 17 kG mit einem Strom von 69»9 Ampere erzeugt· Es wurde keine Verringerung des Hagnetfeldes innerhalb ± 0,195 Teile pro Million pro Stunde beobachtet, wodurch angezeigt wird, da3 die Verbindung 1 -'tatsächlich supraleitend ist und dazu geeignet ist, extrem stabile und kräftige Magnetfelder zu erzeugen.
Die gekörnte, zur Reaktion gebrachte supraleitende Verbindung, wie sie oben beschrieben worden ist, kann in ähnlicher Weise dazu verwendet werden, andere Arten von Hochfeld- supraleitenden Drahtaohichten 6 aus chemischen Verbindungen, beispielsweise V,Ga und ViSi zu verbinden. Die Hoohfeld- supraleitende Brücke aus einer chemischen Verbindung zwischen zwei supraleitenden Schichten 6 kann auch aus anderen Hoohfeid-Verbindungssupraleitern, beispielsweise V,Ga oder V*Si, hergestellt werden, die in ähnlicher Weise zwischen den beiden zu verbindenden supraleitenden Teilen hergestellt wird. Genauer gesagt, ea werden grundsätzlich Pulver, die die beiden Elementenbestandteile eines Hochfeld-Verbindungssupraleiters enthalten, in dem Raum zwischen den beiden zu verbindenden supraleitenden Teilen 3 und. 4 zusammengepresst. Die zusammengepressten Pulver werden bei hoher Temperatur in einer inertem Atmosphäre zur Reaktion gebracht, um das Supraleitermaterial an Ort und Stelle zwischen den beiden zu verbindenden Teilen 3 und 4 zu bilden·
9ÜS336/0987

Claims (8)

71 P213 D 1« PatentansDrüche
1.ySupraleitende Verbindung zur Verbindung von zwei Teilen aus liochfeld- supraleitendem Ilaterial in Form einer chemischen Verbindung, dadurch gekennseichnet, daß 3ie einen supraleitenden Körper aufweist, der eine ßrücke zwiachen den verbundenen Tei- ψ len der beiden supraleitenden Bauelemente bildet, der aus einem gekörnten Hochfeld-Verbindungssupraleiter besteht, der zusammengeschweisst und an die supraleitenden Bauelemente angeschweisst ist.
2» Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die supraleitenden Bauelemente jewsilB aus einein Träger bestehen, auf dem das Eochfeld- supraleitende Ilaterial als Schicht niedergeschlagen ist.
3· Verbindung nach Anspruch 1 oder 2» dadurch gekennzeichnet, daß der supraleitende Körper aus einem Block des gekörnten Materials besteht, in den dia supraleitenden Bauelemente eingebettet sind.
4· Verbindung nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus gekörntem Material aus den Elementen besteht, die die Blementenbestandteile der Hochfeld- supraleitenden Bauelemente sind, die rerbunden werden sollen.
5· Verbindung nach Anspruch 4i dadurch gekennzeichnet, d& das supraleitende Material der Bauelemente und das gekörnte Material des supraleitenden Körpers Nb,Sn ist·
- Δ2 -
909886/0987
BADORiGlNAL
6. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht aus gekörntem Material zwischen die freigelegten Oberflächenteile von zwei Hochfeld- supraleitenden Bauelementen aus einer chemischen Verbindung, die verbunden werden sollen, gebracht, wird, wobei das so eingeschlossene gekörnte Material die Elementen-' bestandteile eines Hochfeld- Verbindungssupraleiters enthält, das gekörnte Material in engen Kontakt mit den beiden zu verbindenden Bauelemententeilen gepresst wird, und das zusammengepresste Material an Ort und Stelle zwischen den beiden Bauelemententeilen erhitzt wird, um eine Hochfeld- supraleitende.Verbindung aus einer chemischen Verbindung zu erhalten.
7» Verfahren nach Anspruch 6 zur Herstellung einer Verbindung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das gekörnte Material, das zusammengepresst und wärmebehandelt werden soll, Partikel aus Nb und Sn enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 71 dadurch gekennzeichnet, daß die Sn-Partikel zwischen 4 und 16 Gew.-fo des zusammengepressten gekörnten Kb-Sn-Materials ausmacht.
9« Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengepressten Nb- und Sn-Partikel auf eine Temperatur zwischen 900° und 1000°C erhitzt werden.
10* Verfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9ι dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel aus Nb und Sn mit einem Druck im Bereich von
2 .■■·■■■
700 - 1400 kp/cm ( 10 000 - 20 000 psi) zusammen und in enge Berührung mit dem Nt>,Sn-Material auf die zu verbindenden Bau·· elemententeilen gepresst werden.
9Ö988670987
BAD ORIGINAL
Leerseite
DE1927454A 1968-06-04 1969-05-29 Supraleitende Verbindung von zwei Teilen aus hochfeld-supraleitendem Material Expired DE1927454C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US73427768A 1968-06-04 1968-06-04

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1927454A1 true DE1927454A1 (de) 1970-02-05
DE1927454B2 DE1927454B2 (de) 1978-03-23
DE1927454C3 DE1927454C3 (de) 1981-10-15

Family

ID=24951007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1927454A Expired DE1927454C3 (de) 1968-06-04 1969-05-29 Supraleitende Verbindung von zwei Teilen aus hochfeld-supraleitendem Material

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3523361A (de)
DE (1) DE1927454C3 (de)
FR (1) FR2010116A1 (de)
GB (1) GB1262994A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0459156A2 (de) * 1990-05-31 1991-12-04 Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Verfahren zur Herstellung einer supraleitenden Verbindung von Nb3SN- und NbTi-Leitern und supraleitende Verbindung

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3848075A (en) * 1971-12-27 1974-11-12 Varian Associates Method for splicing compound superconductors
US3983521A (en) * 1972-09-11 1976-09-28 The Furukawa Electric Co., Ltd. Flexible superconducting composite compound wires
US3828111A (en) * 1972-10-03 1974-08-06 Co Generale D Electricite Electrical connection, in particular, for connecting two cooled conductors disposed in a vacuum
US3895432A (en) * 1973-07-04 1975-07-22 Siemens Ag Method of electrically joining together two bimetal tubular superconductors
US4103075A (en) * 1976-10-28 1978-07-25 Airco, Inc. Composite monolithic low-loss superconductor for power transmission line
DD134580A1 (de) * 1977-01-03 1979-03-07 Gni Energetichesky Inst Verfahren zur herstellung von mehrsektionsadern mit supraleitender schicht aus intermetallischer verbindung
SU883981A1 (ru) * 1978-12-04 1981-11-23 Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им. Г.М.Кржижановского Способ изготовлени многосекционной сверхпровод щей жилы на основе интерметаллического соединени с внутренним расположением сверхпровод щего сло
DE3121213C2 (de) * 1981-05-27 1983-06-01 Gosudarstvennyj nau&ccaron;no-issledovatel'skij energeti&ccaron;eskij institut imeni G.M. Kr&zcaron;i&zcaron;anovskogo, Moskva Verfahren zur Herstellung von aus einzelnen Längenabschnitten zusammengesetzen Adern mit supraleitender Schicht
US5109593A (en) * 1990-08-01 1992-05-05 General Electric Company Method of melt forming a superconducting joint between superconducting tapes
US5134040A (en) * 1990-08-01 1992-07-28 General Electric Company Melt formed superconducting joint between superconducting tapes
US5082164A (en) * 1990-08-01 1992-01-21 General Electric Company Method of forming superconducting joint between superconducting tapes
US5290638A (en) * 1992-07-24 1994-03-01 Massachusetts Institute Of Technology Superconducting joint with niobium-tin
US20060063680A1 (en) * 2002-07-26 2006-03-23 Metal Oxide Technologies, Inc. System and method for joining superconductivity tape
DE102015010634A1 (de) * 2015-08-12 2017-02-16 Karlsruher Institut für Technologie Verbinder für supraleitfähige Leiter und Verwendung des Verbinders
US11101215B2 (en) * 2018-09-19 2021-08-24 PsiQuantum Corp. Tapered connectors for superconductor circuits

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3084041A (en) * 1962-02-09 1963-04-02 Sylvester T Zegler Process of producing a niobium-tin compound
US3309457A (en) * 1964-04-08 1967-03-14 Union Carbide Corp Joint for copper-coated superconductive wires
FR1475380A (fr) * 1966-04-08 1967-03-31 Asea Ab Procédé de fabrication des supraconducteurs

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3422529A (en) * 1963-12-09 1969-01-21 North American Rockwell Method of making a superconductive joint

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3084041A (en) * 1962-02-09 1963-04-02 Sylvester T Zegler Process of producing a niobium-tin compound
US3309457A (en) * 1964-04-08 1967-03-14 Union Carbide Corp Joint for copper-coated superconductive wires
FR1475380A (fr) * 1966-04-08 1967-03-31 Asea Ab Procédé de fabrication des supraconducteurs

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Journal of Applied Physics, Bd. 34, Nr. 11, Nov. 1963, S. 3226-3236 *
Metallwissenschaft u. Technik, 18. Jg., Juli 1964, H. 7, S. 715 *
Zeitschrift f. Physik, 162, 1961, S. 275-289 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0459156A2 (de) * 1990-05-31 1991-12-04 Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Verfahren zur Herstellung einer supraleitenden Verbindung von Nb3SN- und NbTi-Leitern und supraleitende Verbindung
EP0459156A3 (en) * 1990-05-31 1992-04-08 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh Method for manufacturing a superconducting connection of nb3sn and nbti cables and superconducting connection

Also Published As

Publication number Publication date
DE1927454C3 (de) 1981-10-15
US3523361A (en) 1970-08-11
FR2010116A1 (de) 1970-02-13
DE1927454B2 (de) 1978-03-23
GB1262994A (en) 1972-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1927454A1 (de) Supraleitende Verbindung zweier Supraleiter und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3203222C2 (de) Knüppel zur Herstellung eines drahtförmigen Supraleiters
DE4324845A1 (de) Supraleitende Verbindungsstelle mit Niob-Zinn und ein Verfahren zu deren Herstellung
DE2633869A1 (de) Direkte verbindung von metallen mit keramikmaterialien und metallen
DE2832620A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur zerstaeubung von ferromagnetischem material
DE2319854A1 (de) Verfahren zum direkten verbinden von metallen mit nichtmetallischen substraten
DE1590647A1 (de) Dielektrischer Koerper mit auswahlmaessig gebildeten leitenden oder metallischen Abschnitten sowie hieraus mit Halbleitermaterial zusammengesetzter Verbundkoerper und Verfahren zur Herstellung dieser Koerper
DE2911660A1 (de) Zusammengesetztes halbleiterbauelement und verfahren zu seiner herstellung
DE2412573A1 (de) Verfahren zur herstellung eines unterteilten supraleitenden drahtes
DE1097013B (de) Leiteranordnung fuer Cryotronkreise und Verfahren zu deren Herstellung
DE3019980C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Supraleiterdrähten aus mit Kupfer oder Kupferlegierung umgebenen, Niob und Aluminium enthaltenden Multifilamenten
DE112007003312B4 (de) Verfahren zur Verbindung oxidischer supraleitender Rohre mit einer supraleitenden Verbindungsstelle
DE60035568T2 (de) Verfahren zum Verbinden von Oxid-Supraleitern sowie die zugehörigen Supraleiterartikel
DE2366049A1 (de) Schichtwerkstoff hoher permeabilitaet fuer magnetische aufzeichnungs- und wiedergabekoepfe
DE1765620A1 (de) Flexibles Supraleiter-Laminat
DE2515904C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten Supraleiters
DE3413167A1 (de) Verfahren zur herstellung eines supraleitenden kontaktes
DE3905424A1 (de) Verfahren zur herstellung einer supraleitenden verbindung zwischen oxidischen supraleitern
DE2340018C2 (de) Verfahren zum Verbinden von gesinterten Permanentmagneten aus Seltene-Erden-Kobalt-Verbindungen
DE2263116A1 (de) Verfahren zum spleissen von verbindungs-supraleitern
DE4308681A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer insbesondere langgestreckten Verbundstruktur mit einer Dickschicht aus (Bi,Pb)-Sr-Ca-Cu-O-Supraleitermaterial und nach dem Verfahren hergestellte Verbundstruktur
AT223114B (de) Verfahren zum Verbinden von keramischem Material mit Metall durch Verlöten und Lötmaterial
DE3718786C2 (de)
DE2800196B2 (de) Verfahren zur Herstellung von aus einzelnen Längenabschnitten zusammengesetzten Adern mit supraleitender Schicht aus intermetallischer Verbindung
EP0367844A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines sinterkeramischen Körpers aus einem Supraleitermaterial mit hoher Sprungtemperatur

Legal Events

Date Code Title Description
OGA New person/name/address of the applicant
8220 Willingness to grant licences (paragraph 23)
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8328 Change in the person/name/address of the agent
8339 Ceased/non-payment of the annual fee