DE2413446A1 - Verfahren zur herstellung eines supraleiters mit beta-wolframstruktur - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines supraleiters mit beta-wolframstruktur

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Description

Patentanwälte
Dr. Ing. H. Necondar* ^
Dip!. Ing. H. Hauck - Diol. Phys. W. Schmitz i U« httK »<" T
Dipl. Ing. E. Graalfs-Dipl. Ing. VV. Wahnert ,. ,. ,.
8 MUndrtn 2. fttawtoiraB· 25 Anwaltsakte xJ-3029
Telefon 5380586 2413446
Reactor Centrum Nederland Stichting, Den Haag, Niederlande.
"Verfahren zur Herstellung eines Supraleiters mit -Wolframstruktur".
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hersteilung eines Supraleiters, der aus mindestens einem aus verschiedenen Materialien zusammengebauten Draht besteht.
Ein solcher Supraleiter is unter anderem aus dem Artikel "Superconducting Properties of Multi-filamentary V^Ga wires" von M. Suenaga und W.B. Sampson in Applied Physics Letters, Band 18, Teil 12, Seiten 584 bis 586 bekannt.
Dieser Supraleiter wird dadurch hergestellt, dass in einem Loch in einem Stück aus einer Kupfer-Galliumlegierung Vanadig angebracht und durch eine Wärmebehandlung des Gallium durch das Kupfer zum Vanadig diffundiert wird, wobei in der Vanadiggrenzschicht das supraleitende V3^a gebildet wird. Supraleitung tritt unterhalb einer bestimmten Temperatur auf. Es kann jedoch geschehen, dass örtlich infolge einer zu hohen Temperatur oder aus anderen Gründen die Supraleitung zeitweilig verloren geht und in diesem Falle soll die umgebende Kupferschicht sowohl die Stromleitung als auch die Wärmeabfuhr versorgen.
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Der Nachteil des vorerwähnten Verfahrens ist jedoch der, dass die supraleitende Schicht mittels Material aus dem Kupferstück gebildet wird, so dass stets eine bestimmte Menge Gallium als Verunreinigung im Kupfer zurückbleibt, wodurch das Kupfer die vorerwähnten Funktionen weniger gut erfüllen kann.
Zweck der Erfindung ist, einen Supraleiter zu schaffen, der von einem Leiter umgeben wird, dessen Zusammensetzung sich während der Herstellung nicht ändert. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass in einem Stab leitenden Metalles ein Loch vorgesehen wird, in dem ein Element der Gruppe VB und im Innern dieses Elementes ein zweites Element, eine Legierung oder eine Verbindung eines Elementes der Gruppen III, IIIA, IV, IVA des Periodischen Systems nach dem "Handbook of Chemistry and Physics", Ausgabe 35, 1953/54 untergebracht und das Ganze gewunschtenfalls auf einen kleineren Durchmesser zurückgebracht und darauf durch eine Wärmebehandlung eine supraleitende Grenzschicht dieser Elemente oder ihrer Legierungen gebildet wird. Da die supraleitende Schicht ohne Zuhilfenahme von Material aus dem umgebenden Leiter gebildet wird, kann dieser Leiter unabhängig von der supraleitenden Schicht gewählt werden. Während der Wärmebehandlung diffundiert das zweite Element durch das erstere hindurch, worauf die supraleitende Grenzschicht ohne Änderung der zusammensetzung des Leiters gebildet wird.
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Die Wärmebehandlung kann während 50 bis 150 Stunden bei einer Temperatur von.550 bis 9000C erfolgen. Da Aluminium einen Schmelzpunkt von etwa 6600C aufweist, kann beim Verfahren nach der Erfindung auch Aluminium als Leiter dienen.
In einer Ausführungsform kann der Leiter aus Kupfer, das erste Element aus Vanadig und das zweite Element aus einer Galliumverbindung bestehen. Die Verbindung ist z.B. ein Gemisch aus etwa 22,6 Gewichtsprozent Vanadig und 77,4 Gewichtsprozent Gallium. Dieses Gemisch lässt sich im Vakuum bis etwa 7000C erhitzen, wodurch die exothermische Reaktion: 2V + 5Ga-^V3Ga5 erfolgt. Nach Pulverisierung , des V3Ga5 und nach Zusatz von Kuperpulver als Beschleuniger gegebenenfalls in einem Verhältnis von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent des Gemisches wird das erhaltene Gemisch in dem Raum im Vanadig angebracht. Das Pulver wird im Vanadig möglichst verdichtet. Nach Verformung zum kleineren Durchmesser erfolgt 150 Stunden lang eine Wärmebehandlung bei
6000C. Dabei tritt die Reaktion 13V + V3Ga5 >V3Ga auf.
Die 13 Vanadigatome, die für jedes V3Ga5 Molekül erforderlich sind, werden von dem Vanadigrohr geliefert. Vorzugsweise wird die Dicke des Vanadigs in bezug auf die Menge des Gemisches V3Ga5 darart gewählt, dass schliesslich alles Vanadig verbraucht ist und das V .,Ga als Grenzschicht in direkte Berührung mit der aus reinem Kupfer bestehenden Matrix kommt. Währe dies nicht der Fall, so bildete sich eine Sperrschicht zwischen dem supraleitenden V .,Ga und dem
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Kupfer, so dass beim Wegfall der Supraleitung das Kupfer den Strom durch diese als zusätzlichen Widerstand wirkende Sperrschicht leiten müsste. Diese Massnahme ergibt eine Schicht aus V^Ga hoher Strukturdichte. Unter bestimmten Umständen z.B. beim Leiten impulsartiger Ströme ist eine bestimmte Menge zurückbleibenden Vanadigs nichtganz unerwünscht. Durch die Wahl der vorerwähnten Verhältnisse lässt sich der endgültige Zustand genau regeln.
Es sei bemerkt, dass die Bildung von V .,Ga an sich aus der D.A.S. 1.234.993 bekannt ist. Dabei wird jedoch die Reaktion bei einer Temperatur zwischen 1113 und 1400 C durchgeführt im Gegensatz zum Verfahren gemäss der Erfindung, bei dem die Reaktion zwischen 550 und 9000C erfolgt. Dies ist wichtig, da in diesem Falle Leiter mit einem Schmelzpunkt von 6000C und höher anwendbar sind.Es ist auch möglich, zunächst Kupferpulver im Gallium zu lösen, das mit dem Vanadigpulver gemischt wird.
Bei einem mehrdrahtigen Supraleiter wird vor der Wärmebehandlung ein geformter Draht durch Verformung im Querschnitt verkleinert. Die geformten Drähte werden in diesem Falle in Löcher in stabförmigem Material aus reinem Kupfer gesteckt und gegebenenfalls wird das Ganze wieder im Durchmesser verkleinert. Dabei kann für einige der Drähte die Zusammensetzung der Galliumverbinding abweichend von der der anderen Drähte gewählt werden.
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Es wird einleuchten, dass das Prinzip der Erfindung auch für Supraleiter anderer Zusammensetzung, z.B.
Nb3Sn, Nb3Al, Nb3Ga, Nb3 67(A1O 73Ge0 27) und V3Si anwendbar ist. Als Leiter lassen sich auch Metalle und ihre Legierungen wie Aluminium, Silber und dgl. verwenden.
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Claims (12)

  1. 2413A46
    Ansprüche
    Verfahren zur Herstellung eines Supraleiters, der aus mindestens einem aus verschiedenen Materialien zusammengebauten Draht besteht, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Stab eines leitenden Metalles ein Loch vorgesehen ist, in diesem Loch ein Element der Gruppe VB gewählt, im Innern dieses Elementes ein zweites Element, eine Legierung oder eine Verbindung des Elementes der Gruppe III, Ilia, IV, IVa des Periodischen Systems untergebracht das Ganze gewünschtenfalls auf einen kleineren Querschnitt verformt und darauf durch eine Wärmebehandlung eine supraleitende Grenzschicht dieser Elemente oder ihrer Legierungen gebildet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung während 50 bis 150 Stunden bei einer Temperatur von 550 bis 900 C durchgeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Leiter durch Kupfer, das erstgenannte Element durch Vanadig und das zweite Element durch eine Galliumverbindung gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Galliumverbindung aus einem Gemisch von etwa 22,6 Gewichtsprozent Vanadig und 77,4 Gewichtsprozent Gallium besteht.
  4. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung während 150 Stunden bei einer Temperatur von 6000C erfolgt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch auf etwa 700 C erhitzt wird, wodurch die Reaktion 2V + 5Ga W3Ga5 eintritt.
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    — 6 —
  6. 6. Verfahren nach Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das V3Ga,- in Pulver umgewandelt und vor dem Einbringen in das Vanadig mit Kupferpulver gemischt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver in dem Raum in Vanadig verdichtet wird.
  8. 8. ^Verfahren nach Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge Vanadig derart gewählt wird, dass im endgültigen Zustand alles Vanadig in Form von V3Ga gebunden ist.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gallium Kupferpulver zugesetzt wird.
  10. 10. Verfahren zur Ausbildung eines Supraleiters, der mehrere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 hergestellte Drähte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Wärmebehandlung der Draht durch Verformung die erwünschten, endgültigen Abmessungen annimmt.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einigen der Drähte die Zusammensetzung der Galliumverbinding von der der anderen Drähte abweicht.
  12. 12. Supraleiter, der durch ein Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7607960A (nl) * 1976-07-19 1978-01-23 Stichting Reactor Centrum Meer aderige supergeleider.
NL8402034A (nl) * 1984-06-27 1986-01-16 Lips United B V Werkwijze voor het vervaardigen van een supergeleider in de vorm van een mono- of multifilamentdraad, en aldus vervaardigde supergeleider.

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1203965B (de) * 1963-03-06 1965-10-28 Heraeus Gmbh W C Verfahren zur Herstellung eines supraleitenden Drahtes
DE1299195B (de) * 1962-12-21 1969-07-10 Imp Metal Ind Kynoch Ltd Verfahren zur Herstellung eines eine Nb3Sn-Schicht aufweisenden metallischen Gegenstandes
DE1490242B2 (de) * 1963-05-20 1970-02-19 Radio Corp. of America, New York, N.Y. (V.St.A.) Supraleiter aus einem Gemisch zweier pulverisierter Metallanteile und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2056779A1 (de) * 1969-11-19 1971-06-09 Imp Metal Ind Kynoch Ltd Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leiters
US3674553A (en) * 1966-06-25 1972-07-04 Nat Res Inst Metals Superconductor and its manufacturing method
DE2200769A1 (de) * 1971-01-08 1972-07-20 Thomson Houston Comp Francaise Stabilisierte Supraleiter und Verfahren zu deren Herstellung

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL132696C (de) * 1966-05-20
NL6618394A (de) * 1966-12-30 1968-07-01
US3625662A (en) * 1970-05-18 1971-12-07 Brunswick Corp Superconductor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1299195B (de) * 1962-12-21 1969-07-10 Imp Metal Ind Kynoch Ltd Verfahren zur Herstellung eines eine Nb3Sn-Schicht aufweisenden metallischen Gegenstandes
DE1203965B (de) * 1963-03-06 1965-10-28 Heraeus Gmbh W C Verfahren zur Herstellung eines supraleitenden Drahtes
DE1490242B2 (de) * 1963-05-20 1970-02-19 Radio Corp. of America, New York, N.Y. (V.St.A.) Supraleiter aus einem Gemisch zweier pulverisierter Metallanteile und Verfahren zu seiner Herstellung
US3674553A (en) * 1966-06-25 1972-07-04 Nat Res Inst Metals Superconductor and its manufacturing method
DE2056779A1 (de) * 1969-11-19 1971-06-09 Imp Metal Ind Kynoch Ltd Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leiters
FR2067377A1 (de) * 1969-11-19 1971-08-20 Imp Metal Ind Kynoch Ltd
DE2200769A1 (de) * 1971-01-08 1972-07-20 Thomson Houston Comp Francaise Stabilisierte Supraleiter und Verfahren zu deren Herstellung

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FR2224903B1 (de) 1981-10-09
DE2413446C2 (de) 1982-11-25
NL171945C (nl) 1983-06-01
US3926683A (en) 1975-12-16
JPS5069987A (de) 1975-06-11
JPS5751205B2 (de) 1982-10-30
NL7304947A (de) 1974-10-11

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