DE2033459A1 - Stabilisierter supraleitender Leiter und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

• STABILISIERTER SUPRALEITENDER LEITER UND VERFAHREN ZU SEINER HERSTELLUNG Die Erfindung betrifft einen stabilisierten supraleitenden Leiter, der eine hohe Stromdichte gewährleistet und dessen mechanische Eigenschaften, vor allem die Zugfestigkeit, sehr zufriedenstellend sind.
• Bekanntlich kann ein stabilisierter supraleitender Leiter aus einem Metallrohr mit guter elektrischer Leitfähigkeit hergestellt werden, das mit Drähten oder Bändern aus supraleitendem Material bewehrt und mit einem im Strangpressverfahren aufgebr?chten Mantel von hohem mechanischem Widerstand, beispielsweise einer Aluminiumlegierung, umkleidet ist.
• Gegenstand der Erfindung ist ein stabilisierter suprileitender Leiter, bei dem der im Strangpressverfahren aufgebrachte Mantel durch ein Band mit wesentlich höherem mechanischem Widerstand, wie Stahl, ersetzt ist, das jedoch nicht im Strangpressverfahren aufgebracht werden kann. Der erfindungsgemässe stabilisierte supraleitende Leiter ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus folgenden Teilen besteht: - einem vorzugsweise prismatischen Hohlkörper aus einem Material mit sehr schwachem spezifischem Widerstand bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise reinem Aluminium; - supraleitenden Teile, die in dem Hohlkörper mit schwachem spezifischem Widerstand untergebracht sind, vorzugsweise in Form von gleichmässig um den Hohlraum des Hohlkörpers angeordneten Drähten bzw. Bändern, und - einem fest mit dem Hohlkörper verbundenen Band aus einem Material mit hohem mechanischem Widerstand.
• Nach einer besonderen Ausführungsart istider Hohlkörper im Aussenquerschnitt quadratisch oder rechteckig. Das Band liegt an einer der Seiten des Hohlkörpers an und weist zwei in den Hohlkörper eingreifende, umgebogene Ränder auf.
• Nech einer anderen Ausführungsart sind die supraleitenden Teile wendelförmig um den Hohlraum des Hohlkörpers angeordnet.
• Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Herstellungsverfahren eines derartigen Leiters. In einer ersten Herstellungsphase wird beispielsweise im Strangpressverfahren ein zylinderförmiges Rohr aus einem Material mit schwachem speifischem Widerstand bei niedrigen Temperaturen hergestellt, in dem parallel zur Rohrachse und gleichmässig um den Hohlraum angeordnete supraleitende Teile untergebracht sind. In einer zweiten Phase erfährt das Rohr eine dauernde Verformung durch Verdrehung, so dass die supraleitenden Teile wendelförmig angeordnet werden.
• In einer dritten Phase wird das verformte Rohr mit einem Band aus einem Material mit hohem mechanischem Widerstand verbundene dessen ggf. nicht geradlinig verlaufende Ränder umgebogen sind; ein Mantel aus einem dem das Rohr bildenden Material entsprechenden Material umgibt das Rohr und greift unter die umgebogenen Ränder des Bandes; die äussere Form dieses Mantels gibt dem auf diese Weise hergestellten supraleitenden Leiter seine Form, Die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand einer Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung.
• - Die Fig. 1 und 2 stellen ein Rohr mit supraleitenden Drähten vor und nach der Verformung dar - die Fig. 3 und 4 stellen zwei Arten von Bändern dar; - Fig, 5 stellt eine Perspektivzeichnung des erfindungsgemässesn supraleitenden Leiters dar.
• Durch das nachstehend beschriebene Verfahren wird ein stabilisierter supraleitender Leiter nach Fig. 5 hergestellt.
• Fig. 1 stellt ein zylindrisches Rohr 1 aus einem Material mit guter Leitfähigkeit bei niedrigen Temperaturen dar, in dem supraleitende Teile 2 wie Drähte oder Bander untergebracht sind.
• Vorteilhpfterweise und der Einfachheit halber wird das Rohr im Strangpressverfahren hergestellt.
• Fig. 2 stellt ein zylindrisches Rohr 10 dar, in dem die supraleitenden Teile 12 wendelförmig um den Hohlraum angeordnet sind. Dieses kann durch eine dauernde Verformung durch Verdrehung des in Fig. 1 dargestellten Rohres hergestellt werden.
• Fig, 3 stellt ein Band dar, dessen Ränder 21 und 22 nach derselben Seite umgebogen sind.
• Das in Fig. 4 dargestellte Band unterscheidet sich von dem vorigen dadurch, dass seine Ränder 24 und 25 nicht geradlinig, sondern beispielsweise in Form von rechtwinkeligen Zacken oder dgl. verlaufen.
• Mit einem Rohr nach Fig. 1 oder 2 und einem Band nach Fig. 3 oder 4 wird ein supraleitender Leiter hergestellt, indem, beispielsweise im Strangpressverfahren, um das Rohr ein Mantel aus gut leitendem Material aufgebracht wird, das unter die Ränder des Bandes greift. Der in Fig. 5 dargestellte supraleitende Leiter wird beispielsweise dadurch hergestellt, dass ein Rohr 10 nach Fig. 2 auf einem Band 20 nach Fig. 3 angebracht und dieses im Strangpressverfahren mit dem Mantel 30 umgeben wird, so dass ein supraleitender Leiter mit oinem quadratischen oder rechtwinkligen Aussenquerschnitt entsteht, dessen eine Seite von dem Band 20 gebildet wi.rd.
• Der Innenraum 35 des Zylinders dient zum Umlauf einer Kälteerzeugenden Flüssigkeit. Zur Erzielung befriedigender Frgebnisse ist es nötig, sich zu vergewissern, dass beim Strangpressen ein ausgezeichneter elektrischer Kontakt zwischen dem ohr 10 und dem Mantel 30 entsteht und dass die von den umgebogenen Rändern des Bandes begrenzten Bereiche 31 und 32 ausreichend mit Material gefüllt werden.
• Die Benutzung eines Bandes aus Material mit hohem mechanischem Widerstand, wie Stahl oder rostfreiem Stahl, ermöglicht es, bei gleichem Platzbedarf dem Material schwacher Leitfähigkeit (beispielsweise reinem Aluminium) einen grösseren Querschnitt zu geben als einem Mantel aus einer Aluminiumlegierung oder bei Unterbringung von Stahllitzen im supraleitenden Leiter, so dass die zulässige Stromdichte höher oder die Stabilität besser ist.
• Diese Ausfuhrungsart ermöglicht ebenfalls eine leichtere Formgebung der Leiter, beispielsweise zum Herstellen von Spulen.
• Ausserdem ist es möglich, Teile, die beispielsweise zur Befestigung dienen, auf dem Band anzubringen, und zwar besonders, um zu vermeiden, dass sich ein schräg verlauf ender Leiter grosser Lange verschiebt, oder um ihn senkrecht zu befestigen. Es ist gleichfalls einfach, zwei Enden von supraleitenden Leitern miteinander zu verbinden, indem das Band vom betreffenden Leiter gelöst wird, damit die beid:en Bandenden mechanisch miteinander verbunden und an den Leiterenden die elektrischen und hydraulischen Verbindungen hergestellt werden können.
• Die wendelförmige Anordnung der supraleitenden Teile 12 nach Fig. 2 vermeidet eine ungleichmässige Verteilung der Stromstärke zwischen ihnen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1, Stabilisierter supraleitender Leiter, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass er aus - einem Hohlkörper (10 und 30) aus einem Material mit sehr schwachem spezifischem Widerstand bei niedriger Temperatur; - mehreren supraleitenden Teilen (12), wie Drähten oder Bondern, die in dem Hohlkörper (10 und 30) untergebracht und gleichmässig um den Hohlraum (35) des Hohlkörpers (10 und 30) verteilt sind und - einem fest mit dem Hohlkörper (10 und 30) verbundenen Band (20) aus einem Material von hohem mechenischem Widerstend besteht.
2. 2. Stabilisierter supraleitender Leiter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Hohlkörper (10 und 30) einen quadratischen oder rechtwinkligen Aussenquerschnitt hat.
3. 3. Stabilisierter supraleitender Leiter nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Band (20) an einer der Seiten des Hohlkörpers (10 und 30) anliegt und zwei umgebogene Ränder (24, 25) aufweist, die in den Hohlkörper (10 und 30) eingeheftet sind.
4. 4. Stabilisierter supraleitender Leiter nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e dass die supraleitenden Teile (12) wendelförmig um den Hohlraum (35) des Hohlkörpers (10 und 30) angeordnet sind.
5. 5. Herstellungsverfahren für einen supraleitenden Leiter nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es zwei Phasen umfasst.

   - eine erste Phase, in der ein zylindrisches Rohr aus einem Material mit schwachem spezifischem Widerstand bei niedriger Temperatur hergestellt wird, in das supraleitende Teile (2) parallel zur Achsrichtung des Rohres untergebracht und um den Hohlraum angeordnet werden; - eine zweite Phase, in der das Rohr mit einem Band aus einem Material von hohem mechanischem Widerstand verbunden wird, dessen Ränder (24, 25) umgebogen sind, wobei ein Mantel aus einem das Rohr bildenden Material entsprechenden Material das Rohr umgibt und unter die umgebogenen Ränder des Bandes greift.
6. 6. Herstellungsverfahren nach Anspruch 5 für einen supraleitenden Leiter nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e ii n z e i c h n e t, dass zwischen der ersten und zweiten Phase das Rohr so verformt wird, dass die supraleitenden Teile (12) wendelförmig um den Hohlraum (35) des Rohres angeordnet werden.