DE1945640C3 - Verfahren zur Verbindung von stabilisierten Supraleitern aus Verbundmaterial - Google Patents
Verfahren zur Verbindung von stabilisierten Supraleitern aus VerbundmaterialInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/04—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill
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- B23K20/22—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
- B23K20/233—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded without ferrous layer
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
- H01F6/065—Feed-through bushings, terminals and joints
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- 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
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung von stabilisierten Supraleitern aus Verbundmaterial.
Zur Verbindung supraleitender Elemente sind Verfahren bekannt, bei denen ein Verbindungsmittel
niedrigen Schmelzpunkts, d.h. eine Indiumschweißung oder Zinnlötung bzw. ein mechanisches Bindeverfahren
nach Anziehen verwendet wird.
Die auf diese Weise hergestellten Verbindungen weisen insbesondere die folgenden Nachteile auf:
- erstens einen hohen elektrischen Widerstand, der sich im Laufe der Zeit und entsprechend den
thermischen Behandlungen ändert, denen die Verbindung unterworfen wird;
- zweitens eine geringere mechanische Festigkeit als der übrige Teil der Supraleiter.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend angegebenen Gattung zu
schaffen, das zu einer Verbindung mit geringem elektrischen Widerstand und hoher mechanischer Festigkeit
führt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch plastische Warmverformung unter mechanischem
Druck eine innige metallische Verbindung zwischen den vorbereiteten und zu verbindenden Teilen
des stabilisierenden Werkstoffs entsteht.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Abwandlungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das Verfahren nach der Erfindung wird nachstehend anhand der ein Ausführungsbeispiel zeigenden
Zeichnung näher erläutert.
Die beiten stabilisierten, supraleitenden EIemente 1 und 2, wie z.B. supraleitende Elemente aus
Verbundmaterial (vgl. FR-PS 1584811) aus supraleitenden Drähten 7 in einem stabilisierenden Werkstoff
8 sind abgeschrägt wie bei 3 und hernach miteinander zur Berührung gebracht.
Die metallische Verbindung erfolgt durch Pressen bei Hitze, d.h. beispielsweise mit Hilfe einer Presse,
deren Preßflächen 4 auf die zu verbindenden Teile einen Druck P von einer bis zu mehreren Tonnen pro
cm2 ausüben können. Die Beheizung kann entweder mit Hilfe eines Widerstandsofens 6 oder irgendeiner
anderen Wärmequelle erfolgen. Handelt es sich um Aluminium als stabilisierenden Werkstoff, so muß die
Verarbeitungstemperatur zwischen 200° C und 600° C, handelt es sich um Kupfer, zwischen 300° C
und 800° C liegen.
Für ein anderes stabilisierendes Material mit geringem elektrischen Widerstand muß die jeweils zu erreichende
Temperatur entsprechend angepaßt werden. Der Vorgang der eigentlichen Verbindung erfolgt
J5 entweder unter normalen Umgebungsbedingungen,
oder unter einer Schutzatmosphäre wie z.B. Stickstoff. Schließlich kann dieser Veibindungsvorgang
unter Vakuum vollzogen werden, wobei sich die zu verbindenden Teile sowie die Druckflächen der Presse
in einem Vakuumgefäß befinden, innerhalb dessen das Vakuum in bekannter Weise geschaffen wird.
Mit Hilfe eines solchen Verfahrens wurden Verbindungen zwischen stabilisierten, supraleitenden Elementen
hergestellt, die einen elektrischen Widerstand aufwiesen, der praktisch dem Widerstand des stabilisierenden
Werkstoffs entsprach, z.B. bei Kupfer großer Reinheit, das unter der Handelsbezeichnung
O.F.N.C. bekannt ist, ein spezifischer Widerstand ρ S 10~*Q/cm bzw. bei Aluminium ein spezifischer Widerstand
von §10"9Q/cm bei 4,2 Grad Kelvin und
für ein Magnetfeld von 5 Tesla. Darüber hinaus ist es mit Hilfe dieses Verfahrens möglich, sehr große
einstückige Längen dieser supraleitenden Elemente bei verbesserten Eigenschaften herzustellen.
Die mit Hilfe dieses Verfahrens hergestellten supraleitenden Elemente großer Länge können zum
Aufbau großer Wicklungen herangezogen werden, in denen starke Magnetfelder erzeugt werden wie z. B.
für Blasenkammern, für die Magneto-Hydrodynamik
μ und für die Speicherung von Energie. Außerdem können
Energietransportleitungen aus diesen Leitern gefertigt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfaliren zur Verbindung von stabilisierten
Supraleitern aus Verbundmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß durch plastische Warmverformung
unter mechanischem Druck eine innige metallische Verbindung zwischen den vorbereiteten
und zu verbindenden Teilen des stabilisierenden Werkstoffs entsteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem stabilisierenden
Werkstoff um Kupfer handelt und die Verarbeitungstemperatur zwischen 300° C und 800° C
liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem stabilisierenden
Werkstoff um Aluminium handelt und die Verarbeitungstemperr«hir
zwischen 200° C und 600° C liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verarbeitung der stabilisierten
und zu verbindenden supraleitenden Elemente in einer Schutzatmosphäre von Stickstoff
o.a. vollzieht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die stabilisierten und zu verbindenden supraleitenden Elemente im Vakuum verarbeitet
werden.
6. Verfahren iiach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der auf die r-. verbindenden Elemente auszuübende mechanische Druck von
den Preßflächen einer Presse ausgeht.
7. Supraleitende Elemente aus Verbundmaterial großer Länge, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mehrfachverbindungen nach einem Verfahren der unter 1 bis 6 genannten Ansprüche hergestellt
werden.
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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