DE2749052C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung supraleitender
Hohlkabel nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Supraleitende Hohlkabel, insbesondere solche, die für einen
supraleitenden Magneten Verwendung finden, besitzen verschiedene
Vorteile folgender Art:
Ein Kühlmedium, wie z. B. flüssiges Helium, kann direkt in den
hohlen Teil des Kabels eingeführt werden, so daß der Leiter
direkt, d. h. ohne Zwischenschaltung eines Isolationsmaterials,
gekühlt werden kann, wodurch die notwendige Menge des
Kühlmediums auf ein Minimum reduziert wird.
Eine elektronische Spule kann wegen des nun entbehrlichen
Kühlzwischenraums zwischen den Lagen beim Umwickeln des
Kabels mit wesentlich höherer mechanischer Festigkeit hergestellt
werden.
Die Gesamtabmessung des umwickelten Kabels kann somit auf ein
Minimum reduziert werden und falls eine Vorkühlungsbehandlung
nötig ist, kann diese mit ein und demselben Kühlsystem durchgeführt
werden.
Für die oben erwähnte Herstellung eines supraleitenden Hohlkabels
sind jedoch besondere Verfahrenstechniken erforderlich,
so daß die Herstellung langer supraleitender Hohlkabel
bislang mit Schwierigkeiten verbunden ist.
Aus der DE-AS 19 32 086 sind aus Supraleitermaterial und bei
der Betriebstemperatur des Supraleitermaterials elektrisch
normalleitendem Metall zusammengesetzte Hohlleiter bekannt. In
dieser Auslegeschrift werden zwei bekannte Ausführungsformen
von Hohlleitern beschrieben. Bei der ersten Ausführungsform
besteht der Hohlleiter aus einem Kupferrohr mit quadratischem
Querschnitt und supraleitenden Niob-Zinnbändern, die in zwei
Nuten an einander gegenüberliegenden Außenseiten des Kupferrohres
eingelötet sind. Bei der zweiten Ausführungsform wurde
eine Vielzahl von supraleitenden Niob-Titan-Drähten in die
Wand eines Kupferrohres mit rechteckigem Querschnitt eingebettet.
Es handelte sich bei der ersten Ausführungsform um
kompakte Niob-Zinnbänder; erst bei der weiteren Ausführungsform
erfolgte die Aufteilung in Niob-Titan-Drähte.
Bei den in der DE-AS 19 32 086 angegebenen Ausführungsformen besitzt
das Kühlrohr selbst keine Nuten mehr. Der Leiter wird hier
entweder mittels einer Lotschicht mit der einen Außenseite
des Rohres verlötet oder es sind Teilleiter in einem Hilfsrahmen
aus gut wärmeleitendem Material eingelegt, welcher mit
der einen Außenseite des Rohres mittels einer Lotschicht verlötet
ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein supraleitendes
Hohlkabel herzustellen, bei dem ohne besonderen
Aufwand ein Geflecht aus einer Vielzahl von sich kreuzenden
supraleitenden Drahtscharen mit einem Kühlrohr verbunden
werden kann.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche beschreiben
vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung.
Während man entsprechend dem bekannten Stand der Technik
früher darauf angewiesen war, kompakte Bänder oder einzelne
längsverlaufende Drähte in die Nuten des Kühlrohres einzulegen,
kann gemäß dem neuen Verfahren ein rechteckiger Körper
hergestellt werden, der aus einer Vielzahl von miteinander
verflochtenen und sich kreuzenden Litzen besteht. Dabei gelingt
die Herstellung, indem ein rohrföhrmiges Zwischenprodukt
durch einen einfachen Aufwickelvorgang gefertigt wird.
Das rohrförmige Zwischenprodukt wird dann so flachgepreßt,
daß es genau in die Nuten des Kühlrohres paßt.
Eine Vielzahl von sich kreuzenden Supraleitern hat gegenüber
Einzeldrähten oder Bändern für die meisten Anwendungszwecke
große Vorteile. Sie eignen sich besonders als Supraleiter für
Supraleitungsspulen zum Erzeugen starker Magnetfelder, wie
sie beispielsweise für Forschungszwecke benötigt werden. Im
Betrieb mit Wechselstrom oder mit höherfrequenten Strömen verringert
sich bei einer Vielzahl von Drähten der Skineffekt.
Das geflochtene Element hat weiterhin den Vorteil, daß es der
Biegung des Hohlkabels beispielsweise bei Herstellung von
Magnetspulen folgt, ohne daß dabei die Gefahr eines Brechens
der supraleitenden Elemente bestehen würde. Auch lassen sich
sehr lange supraleitende Hohlkabel ohne Schwierigkeiten herstellen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren gelingt eine wesentliche
Verbesserung von supraleitenden Hohlkabeln, ohne daß gegenüber
dem vergleichbaren Stand der Technik ein größerer
Aufwand erforderlich wäre. Es kommt zu einer Qualitätshebung
und zu größerer Effektivität.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist mit anderen Worten folgende
Verfahrensschritte auf:
Ausbildung eines aus leitendem Material bestehenden Hohlkabels mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Innenkanal für das in Längsrichtung verlaufende Kühlmedium und mit Nuten an der Kabelaußenseite;
Herstellen einer großen Anzahl von mehrkomponentigen, supraleitende Drähte enthaltenden, vieladrigen Litzen und Verflechten derselben zu einem rohrförmigen Zwischenprodukt;
Verpressen des rohrförmigen Zwischenprodukts zu einem im Querschnitt rechteckigen Gebilde, das in je eine Nut mit rechteckigem Querschnitt an der Außenseite des Hohlkabels eingepaßt wird, und
Einbringen der Supraleiter in die Nuten und deren sichere Befestigung mit Hilfe eines Metalles, das einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist.
Ausbildung eines aus leitendem Material bestehenden Hohlkabels mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Innenkanal für das in Längsrichtung verlaufende Kühlmedium und mit Nuten an der Kabelaußenseite;
Herstellen einer großen Anzahl von mehrkomponentigen, supraleitende Drähte enthaltenden, vieladrigen Litzen und Verflechten derselben zu einem rohrförmigen Zwischenprodukt;
Verpressen des rohrförmigen Zwischenprodukts zu einem im Querschnitt rechteckigen Gebilde, das in je eine Nut mit rechteckigem Querschnitt an der Außenseite des Hohlkabels eingepaßt wird, und
Einbringen der Supraleiter in die Nuten und deren sichere Befestigung mit Hilfe eines Metalles, das einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist.
Bei dem neuen Verfahren treten keine Schwierigkeiten und Mängel
auf, wie z. B. das Erweichen der als Hohlkabel dienenden Röhren
im Laufe der Wärmebehandlung und ein Ablösen des Supraleiters von
einem Hohlkabel, aufgrund des durch die Wärmebehandlung geschmolzenen,
zur Befestigung des Supraleiters dienenden metallischen Bindemittels.
Da die außerordentlich dünnen vieladrigen Supraleiter, wie beschrieben,
im Laufe des Herstellungsstadiums zu einer den Nuten des Hohlkabels
angepaßten Form ausgebildet werden, ist es nicht erforderlich, die supraleitenden
Drähte in einem Verfahrensschritt um das Hohlkabel herumzuwickeln
und, nachdem ein Umwickeln des Hohlkabels zur sicheren
Befestigung der supraleitenden Drähte erfolgt ist, eine Wärmebehandlung
zur Herstellung einer supraleitenden intermetallischen Verbindung
durchzuführen.
Insofern kann das supraleitende Kabel einfach hergestellt werden, obgleich
ein Material mit schlechter Bearbeitbarkeit, z. B. supraleitendes
Material aus einer intermetallischen Verbindung, verwendet wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Änderung der
kritischen Stromdichte in Abhängigkeit von der magnetischen
Feldstärke bei Nb₃Sn, V₃Ga und NbTi;
Fig. 2 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Änderung des
kritischen Magnetfeldes in Abhängigkeit von der Temperatur
bei Nb₃Sn und NbTi;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines teilweise geschnittenen
Hohlkabels in perspektivischer Ansicht;
Fig. 4 ein supraleitendes Hohlkabel im Querschnitt;
Fig. 5 eine geflochtene Einheit eines außerordentlich dünnen
vieladrigen Gebildes;
Fig. 6 ein Beispiel einer entsprechend den Nuten geformte
Einheit eines Supraleiters und
Fig. 7 ein Hohlkabel im Querschnitt entsprechend dem Beispiel
1 der Beschreibung mit detaillierter Dimensionierung
der Teile.
Ein bei dem Verfahren verwendetes Hohlkabel besteht aus einem gut leitenden
Material, wie z. B. Kupfer, insbesondere aus sauerstofffreiem
Kupfer, Zähkupfer, hochreinem Aluminium usw. Das vorerwähnte Hohlkabel
1 wird, wie aus der Fig. 3 ersichtlich, z. B. in einer großen Länge
mit einer rechteckigen Querschnittsform hergestellt.
Es bildet einen Kanal 2 für ein Kühlmedium, wie z. B. flüssiges Helium
und dgl. Weiterhin ist im Außenmantel des Hohlkabels 1
wenigstens eine Auskehlung bzw. Nut 3 in Längsrichtung ausgebildet.
Ebenso können mehrere Auskehlungen 3 auf jeder der ebenen Umfangsflächen
vorgesehen werden. Außerdem kann bzw. können die Nut(en) spiralförmig
mit großer Ganghöhe bzw. Schlaglänge in den Außenmantel
eingeformt sein. In einem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 wird auf jeder
der vier ebenen Umfangsflächen des Hohlkabels eine Auskehlung 3
vorgesehen. Jedoch kann bzw. können auch nur eine bzw. zwei gegenüberliegende
Flächen mit einer Nut 3 versehen werden. Für den Fall,
daß eine Nut 3 auf jeder der erwähnten symmetrisch angeordneten beiden
Flächen ausgebildet wird, wird vorzugsweise die Nut 3 auf den beiden
Flächen vorgesehen, die im Verhältnis zu den anderen beiden Flächen
eine breitere Flächendimensionierung aufweisen.
Zur Herstellung solcher Hohlkabel kann wahlweise
ein Strangpreßverfahren oder
ein Streckziehvorgang angewendet werden, oder die Nut kann andernfalls auf der Umfangsfläche
eines Rohres durch spanabhebende Bearbeitung, wie maschinelles
Fräsen, ausgebildet werden. Die erwähnte Nut 3 dient zur Aufnahme
des außerordentlich dünnen vieladrigen Supraleiters.
Weiterhin kann zur Herstellung außerordentlich dünner vieladriger Supraleiter,
wie oben erwähnt, wahlweise Legierungsmaterial, wie z. B.
NbTi, NbZr, Nb-Ti-Zr usw., oder Material einer intermetallischen
Verbindung, wie z. B. Nb₃Sn, V₃Ga, Nb₃Ga, Nb₃Ge, Nb₃Si, Nb₃Al,
Nb₃(Al0,8Ge0,2) usw., verwendet werden, jedoch werden die Ausführungen
vorwiegend supraleitendes Material betreffen, das aus einer intermetallischen
Verbindung besteht.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird so durchgeführt, daß eine Vielzahl von Litzen
11, bestehend aus einer Vielzahl zusammengesetzter Drähte 6, zu
einer geflochtenen Einheit 12 entsprechend Fig. 5 geflochten werden.
Anschließend wird die geflochtene Einheit 12 derart umgeformt, daß diese
in die in dem Hohlkabel vorgesehene Nut 3 paßt. Um zu vermeiden,
daß alle dünnen Drähte 11 in ein und dieselbe Richtung ausgerichtet werden,
wird eine geflochtene Einheit 12 durch Verflechtung der einzelnen
außerordentlich dünnen Litzen 11 erreicht. Nachdem die geflochtene Einheit
12 so verpreßt wird, daß
sie in die Nut 3 des Hohlkabels paßt, wird sie
einer Wärmebehandlung unterworfen, um somit eine intermetallische
Verbindung zu erzielen. Auf diese Weise erhält man einen aus einer
Vielzahl von Litzen geflochtenen Supraleiter 5′ in der dargestellten
Form. Dieser wird in die Nut 3 des Hohlkabels 1, wie aus Fig. 4 ersichtlich, eingefügt
und anschließend sicher in dieser Nut 3 durch Löten mittels eines Materials mit
niedrigem Schmelzpunkt, wie z. B. Sn, Pb-Ag-Legierung oder Pb-Sn-Legierung
(=Lötmittel), befestigt.
Die geflochtene Einheit 12 kann jedoch durch Verflechtung
einer Vielzahl zusammengesetzter Drähte, ohne daß diese irgendeiner
anderen Bearbeitung unterworfen werden müssen, hergestellt werden.
Nach Bedarf kann die Verflechtung einer Viehlzahl von Litzen 11,
die aus einer Anhäufung vieler zusammengesetzter Drähte bestehen, anders
durchgeführt werden.
Das oben erwähnte Verflechten der außerordentlich dünnen Litzen 11
oder zusammengesetzten Drähte besitzt den großen Vorteil, daß erstens
eine Verringerung der Wechselwirkung des elektrischen Stroms zwischen
jedem der zusammengesetzten Drähte, namentlich zwischen jeder Ader,
bei Änderung des Magnetfeldes erzielt wird. Dies beruht auf der Tatsache,
daß innerhalb des außerordentlich dünnen vieladrigen Supraleiters,
der einer Wärmebehandlung zur Ausbildung einer intermetallischen Verbindung
unterworfen wurde, jeder der zusammengesetzten Drähte, d. h.
jede Ader des Supraleiters, nicht in ein und dieselbe Richtung orientiert
ist. Somit kann der durch die Änderung des Magnetfeldes bedingte Einfluß
in jede beliebige Richtung eliminiert werden. Dies trifft auch für
einen Wechselstrom oder einen gepulsten Strom zu. Genauso gut wird
eine Stabilisierung der charakteristischen Eigenschaften unter Aufrechterhaltung
einer hohen Stromdichte erreicht. Weiterhin kann ein hohles
supraleitendes Kabel durch Änderung der Litzenabstände der Frequenz
eines Wechselstroms ebenso wie der Pulsbreite wahlweise angepaßt werden.
Für den Fall, daß die außerordentlich dünnen Litzen nicht geflochten,
sondern im Stadium vor dem Ausbildungsschritt verdrillt werden,
können ebenso vorteilhafte Effekte erreicht werden, die nahezu die gleichen
Wirkungen wie im Falle der Verflechtung zeigen.
Dieses Verfahren ist grundsätzlich nicht nur für supraleitendes Material
mit einer intermetallischen Verbindung, sondern auch für eine supraleitende
Materiallegierung, wie im folgenden beschrieben, anwendbar.
Wird das Verfahren anhand einer supraleitenden Materiallegierung angewandt,
so kann ein zusammengesetzter Draht, der schon aus einer supraleitenden
Legierung besteht, hergestellt werden. In diesem Fall kann die
Wärmebehandlung, nachdem die supraleitende Legierung einer Formbearbeitung
unterworfen wurde, entfallen. Jedoch ist es wünschenswert,
das Material, nachdem die außerordentlich dünnen Litzen geflochten
sind, in eine derartige Gestalt umzuformen, daß es in eine Nut 3 des
Hohlkabels paßt. Dies erfolgt so wie die Herstellung eines supraleitenden
Materials aus einer intermetallischen Verbindung. Gemäß dem beschriebenen
Verfahren wird jedoch eine hervorragende Güte für das supraleitende
Material, bestehend aus einer intermetallischen Verbindung,
erzielt.
Es werden durch die Wärmebehandlung keine nachteiligen Wirkungen
hervorgerufen, wie sie bei bekannten Umwickel- und Anklebeschritten
auftreten. Die Erfindung zeigt große Vorteile, um insbesondere supraleitende
Hohlkabel praktisch und leicht durch Anwendung supraleitenden,
aus einer intermetallischen Verbindung bestehenden Materials herstellen
zu können, wobei die intermetallische Verbindung ungünstige Bearbeitungsvoraussetzungen
aufweist.
Wie oben beschrieben, kann ein supraleitendes Hohlkabel mit einem supraleitenden
Material einer intermetallischen Verbindung hergestellt
werden. Dadurch können supraleitende Kabel praktisch hergestellt werden,
wobei die Kabel insbesondere folgende Eigenschaften aufweisen:
Eine hohe kritische Temperatur (Tc),
eine hohes kritisches Magnetfeld (Hc),
eine hohe kritische Stromdichte (Ec)
eine hohes kritisches Magnetfeld (Hc),
eine hohe kritische Stromdichte (Ec)
und ebenso eine große Kapazität und eine Kühlmöglichkeit.
Mit Hilfe der Erfindung kann somit ein supraleitendes Kabel hergestellt
werden, das bei einem gepulsten Magneten zur Kernfusion und zur Energiespeicherung
und weiterhin für einen MHD (Magneto-Hydro-Dynamik)-
Generator oder einen Linearinduktionsmotor Anwendung findet. Ferner
kann im Falle, daß das supraleitende Material aus einer intermetallischen
Verbindung besteht, ein außerordentlich dünner vieladriger Supraleiter
in eine gewünschte Gestalt geformt und mit einem Hohlkabel
in Eingriff gebracht werden, bevor eine intermetallische Verbindung
ausgebildet wird. Dadurch kann ein außerordentlich dünner vieladriger
Supraleiter von großer Länge hergestellt werden. Weiterhin wird der
außerordentlich dünne vieladrige Supraleiter, wenn dieser auf dem Hohlkabel
aufgebracht wird, nicht wesentlich durch die Bearbeitungseinwirkung
belastet. Somit können praktisch Kabel von großer Länge hergestellt werden.
Zuerst wurde einerseits ein ebenes, aus Kupfer bestehendes Hohlkabel 1
mit einer Form gemäß Fig. 7 angefertigt. Die Abmessungen lauten wie
folgt:
Gesamte Breite des Hohlkabelsa = 5,0 mm
gesamte Dicke des Hohlkabelsb = 4,0 mm
Tiefe der Nut 3, 3′c = 0,3 mm
Breite der Nut 3d = 2,6 mm
Breite der Nut 3′e = 1,6 mm
Dicke der Nut 3, 3′ am Bodenf = 0,5 mm
Ein Niobstab mit einem Außendurchmesser von 14 mm wurde in ein Kupferrohr
mit einem Innendurchmesser von etwas weniger als 14 mm und
3 mm Dicke eingeführt. Anschließend wurde das Kupferrohr einer Querschnittsverringerung
unterworfen, bis der Außendurchmesser auf 0,2 mm
reduziert war. Somit wurde ein kupferbewehrter Niobdraht erzielt. Im
folgenden wurde eine Vielzahl von kupferbewehrten Niobdrähten zusammengefaßt
und in ein anderes Kupferrohr, das dem oben erwähnten entspricht,
eingeführt und das gefüllte Rohr wieder einer Querschnittsverringerung
unterworfen, bis ein Durchmesser von weniger als 20 µ für
einen einzelnen Draht erreicht wurde. Daraufhin wurde das Rohr einer
Zinnplattierung unterworfen. Ein zusammengesetzter Draht wurde somit
erzielt. Nach der vorangegangenen Behandlung wurde eine Vielzahl von
zusammengesetzten Drähten zu einem Geflecht geflochten. Dieses Geflecht
wurde weiterhin einer Druckformung unterworfen, so daß eine
rechteckige Form ausgebildet wurde, die in die an den vier Oberflächen
des ebenen, aus Kupfer hergestellten Hohlkabels vorgesehenen Nuten
hineinpaßt. Anschließend wurden die Geflechte einer Wärmebehandlung
unter Vakuum bei einer Temperatur von 700°C für 50 Stunden ausgesetzt,
um eine intermetallische Nb₃Sn-Verbindung auszubilden. Auf diese
Weise wurde, wie aus Fig. 6 ersichtlich, ein geflochtener außerordentlich
dünner vieladriger Supraleiter 5′ erzielt. Nach den oben erwähnten
Schritten wurden vier dieser wärmebehandelten Geflechte 5′ sowie das
Hohlkabel in ein und dasselbe, ein geschmolzenes Lötmittel (Sn-5%Ag)
enthaltendes Lötbad gegeben und durch dieses hindurchgeleitet. Das Geflecht
wurde mit den entsprechenden Nuten des Hohlkabels in Verbindung
gebracht, so daß die geformten Geflechte sicher mit Hilfe des erstarrten
Lotes an dem Hohlkabel befestigt werden konnten. Ein Hohlkabel wurde
somit erzielt.
Ein Vanadiumstab von 10 mm Außendurchmesser wurde in ein aus
Cu-15%Ga-Legierung bestehendes Rohr mit einem Außendurchmesser
von 20 mm und einem Innendurchmesser von 11 mm eingeführt und dieses
Legierungsrohr einer Querschnittsverringerung unterworfen, bis
ein zusammengesetzter Draht mit einem Außendurchmesser von 0,9 mm
erzielt wurde. Anschließend wurde eine Vielzahl dieser zusammengesetzten
querschnittsverringerten Drähte in ein Rohr von gleicher Art
wie das oben erwähnte Legierungsrohr gegeben und einer Querschnittsverringerung
unterworfen, bis ein einzelner Draht einen Durchmesser
von weniger als 50 µ aufwies. Somit wurde ein linearer Körper erzielt.
Weiterhin wurde eine Vielzahl solcher linearer Körper zu einem Bündel
zusammengefaßt und in eine aus sauerstofffreiem Kupfer bestehende Röhre
mit einem Außendurchmesser von 12 mm und einem Innendurchmesser
von 9 mm eingeführt. Anschließend wurde die mit linearen Gebilden
aufgefüllte Röhre einer Querschnittsverringerung unterworfen, um den
Durchmesser eines einzelnen linearen Gebildes auf weniger als 10 µ zu
verringern. Somit wurde ein außerordentlich dünnes vieladriges Gebilde
erzielt. Eine Vielzahl dieser vieladrigen Gebilde wurde, wie aus Fig. 5
ersichtlich, zu einem Geflecht 5 geflochten und einer Druckpreßbearbeitung
unterworfen, um in einen flachen Typ geformt zu werden, der in
eine entsprechende, auf jeder Umfangsfläche des rechteckig aus Kupfer
hergestellten Hohlkabels vorgesehene Nut hineinpaßt. Nachfolgend wurde
dieses Geflecht einer Wärmebehandlung unter Vakuum bei einer Temperatur
von 650°C 100 Stunden lang ausgesetzt, um eine V₃Ga-Legierung
auszubilden. Somit wurde, wie aus Fig. 6 ersichtlich, ein geflochtener
vieladriger Supraleiter 5′ erzielt. Nach dieser vorangegangenen
Behandlung wurden vier dieser wärmebehandelten, geformten Geflechte 5′
in entsprechende, am Hohlkabel 6 vorgesehene Nuten 3′ eingebracht und
gleichzeitig durch ein Lötmittel mit einem niedrigen Schmelzpunkt sicher
am Hohlkabel 6 befestigt. Somit wurde letztlich ein supraleitendes Hohlkabel
erzielt.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung supraleitender Hohlkabel, bei
dem ein vom Kühlmedium durchflossenes, einen quadratischen
Querschnitt aufweisendes Hohlkabel aus gut wärmeleitendem
Material an seiner Außenseite Nuten besitzt, welche supra
leitende Bänder aufnehmen, dadurch gekennzeichnet,
daß eine größere Anzahl von mehrkomponentige,
supraleitende Drähte enthaltende, vieladrige Litzen
zu einem rohrförmigen Zwischenprodukt geflochten werden,
welches zu einem im Querschnitt rechteckigen Gebilde verpreßt
wird, das in je eine Nut mit rechteckigem Querschnitt an
der Außenseite des Hohlkabels eingepaßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das supraleitende, aus einer
intermetallischen Verbindung bestehende Material wenigstens
aus einer ausgewählten Komponente der Gruppe Nb₃Sn,
V₃Ga, Nb₃Ga, Nb₃Ge, Nb₃Si, Nb₃Al und Nb₃
(Al0,8Ge0,2) besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mehrkomponenten-
Drähte hergestellt werden, indem ein Rohr aus einer Legierung,
die Kupfer und eines der zur Bildung eines supraleitenden
Materials erforderlichen Metalle enthält, in wenigstens
ein weiteres zur Bildung der intermetallischen Verbindung erforderlichen
Metall enthaltendes Rohr eingefüllt wird und daß
anschließend das so gefüllte Rohr durch Querschnittsverringerung
zu einem Draht weiterverarbeitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kupferrohr mit Material
gefüllt wird, das wenigstens ein zur Bildung der supraleitenden
Legierung erforderliches Metall enthält, daß anschließend
das Kupferrohr einer Querschnittsverringerung
unterworfen und anschließend mit dem anderen zur Bildung der
supraleitfähigen Legierung erforderlichen Metall überzogen
wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das zum im Querschnitt
rechteckigen Gebilde verpreßte, rohrförmige Zwischenprodukt
zur Bildung des supraleitenden Materials aus den Metallelementen
einer Diffusionswärmebehandlung unterworfen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Mehrkomponentendrähten
miteinander verbunden und in ein Kupferrohr
eingeführt werden, und daß das mit den Drähten aufgefüllte
Rohr einer Querschnittsverringerung unterworfen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die supraleitende Materiallegierung
einen Legierungstyp aus der Gruppe NbTi, NbZr
und NbTiZr enthält.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Metall mit einem niedrigen
Schmelzpunkt aus der Gruppe Pb-Sn-Legierung, Sn, Sn-Ag-
Legierung ausgewählt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Hohlkabel aus Kupfer besteht.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP51131265A JPS5936438B2 (ja) | 1976-11-02 | 1976-11-02 | 化合物系中空超電導線の製造方法 |
JP51131264A JPS5840287B2 (ja) | 1976-11-02 | 1976-11-02 | 中空超電導線の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2749052A1 DE2749052A1 (de) | 1978-05-11 |
DE2749052C2 true DE2749052C2 (de) | 1987-11-12 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2334182A1 (fr) * | 1975-12-03 | 1977-07-01 | Furukawa Electric Co Ltd | Cable comportant un compose supraconducteur et procede de fabrication d'un tel cable |
US4377905A (en) * | 1978-06-02 | 1983-03-29 | Agency Of Industrial Science And Technology | Method for manufacturing a Nb3 Sn superconductor and method for manufacturing hollow superconducting magnet |
CH641911A5 (de) * | 1979-06-05 | 1984-03-15 | Bbc Brown Boveri & Cie | Supraleitendes kabel. |
US4431862A (en) * | 1982-03-15 | 1984-02-14 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Multiwire conductor having increased interwire resistance and good mechanical stability and method for making same |
DE3531769A1 (de) * | 1985-09-06 | 1987-03-19 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren zur herstellung von multifilament-supraleiterdraehten aus nb(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)sn- oder v(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)ga-filamenten, eingebettet in einer cu- oder cu-legierungs-matrix, welche metallische zusatzelemente enthalten, mit vorbestimmten supraleitenden eigenschaften |
DE69121949T2 (de) | 1990-03-30 | 1997-03-06 | Sumitomo Electric Industries | Draht aus supraleitendem Oxid, Verfahren zur Herstellung sowie zum Handhaben |
FI911724A (fi) * | 1990-04-13 | 1991-10-14 | Sumitomo Electric Industries | Superledande ledning. |
US5057489A (en) * | 1990-09-21 | 1991-10-15 | General Atomics | Multifilamentary superconducting cable with transposition |
US5123586A (en) * | 1990-09-21 | 1992-06-23 | General Atomics | Process for soldering superconducting fibers into a copper channel |
US5660541A (en) * | 1994-10-13 | 1997-08-26 | General Atomics | Method for heat treating long lengths of silver clad high temperature superconductor |
US5656380A (en) * | 1995-03-20 | 1997-08-12 | General Electric Company | Superconductive article and method of making |
US5747181A (en) * | 1995-07-24 | 1998-05-05 | General Electric Company | Superconductive article and method of making |
US5954909A (en) * | 1997-02-28 | 1999-09-21 | Gsma Systems, Inc. | Direct adhesive process |
US6730848B1 (en) | 2001-06-29 | 2004-05-04 | Antaya Technologies Corporation | Techniques for connecting a lead to a conductor |
JP2005012925A (ja) * | 2003-06-19 | 2005-01-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 多相超電導ケーブルの相分岐構造 |
FI119038B (fi) * | 2005-05-13 | 2008-06-30 | Luvata Oy | Menetelmä suprajohtavan elementin valmistamiseksi |
US9385295B2 (en) * | 2008-08-08 | 2016-07-05 | Supramagnetics, Inc. | Powder and rod process for forming superconducting wire and method of manufacture thereof |
WO2010042259A1 (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-15 | Massachusetts Institute Of Technology | Superconductor cable |
US8450246B2 (en) * | 2010-02-24 | 2013-05-28 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Low resistivity contact to iron-pnictide superconductors |
US11121557B2 (en) * | 2018-04-06 | 2021-09-14 | Aurora Flight Sciences Corporation | Power distribution system for aircraft |
CN116741459B (zh) * | 2023-07-05 | 2024-01-02 | 广东中实金属有限公司 | 一种超导缆用铜槽线的制备方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE515839C (de) * | 1931-01-13 | Siemens Schuckertwerke Akt Ges | Verfahren zur Herstellung verseilter Leiter von rechteckigem Gesamtquerschnitt aus runden Einzelleitern durch Verdrillen und Pressen | |
DE474565C (de) * | 1927-07-10 | 1929-04-06 | W & G Kessler | Verfahren zur Herstellung von Bandkabeln |
DE483415C (de) * | 1927-12-02 | 1929-10-04 | W & G Kessler | Vorrichtung zur Herstellung von Bandkabeln fuer elektrische Leitungen |
FR2031931A5 (de) * | 1969-02-13 | 1970-11-20 | Thomson Csf | |
DE1932086C3 (de) * | 1969-06-25 | 1976-01-08 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Aus Supraleitermaterial und bei der Betriebstemperatur des Supraleitermaterials elektrisch normalleitendem Metall zusammengesetzter Hohlleiter |
BE755631A (fr) * | 1969-09-02 | 1971-03-02 | Imp Metal Ind Kynoch Ltd | Perfectionnements aux conducteurs electriques |
US3800414A (en) * | 1970-05-13 | 1974-04-02 | Air Reduction | Method of fabricating a hollow composite superconducting structure |
FR2120563A5 (en) * | 1971-01-08 | 1972-08-18 | Thomson Houston Hotohkis | Stabilised superconductor prodn - from composite cylindrical bodies comprising base materials and stabiliser |
DE2128231C3 (de) * | 1971-06-07 | 1981-09-03 | Vacuumschmelze Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten Supraleiters |
DE2333893C3 (de) * | 1973-07-03 | 1975-12-11 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Verfahren zum Herstellen eines Supraleiters mit einer aus wenigstens zwei Elementen bestehenden supraleitenden intermetallischen Verbindung |
-
1977
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CH628459A5 (de) | 1982-02-26 |
US4161062A (en) | 1979-07-17 |
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