DE2759640C2 - Process for the manufacture of a superconductor - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren z:ir Herstellung eines Supraleiters, bei dem der Supraleiter, der eine supraleitende Verbindung des Typs AjB mit A15-Kristallstruktur enthält, aus zwei Komponenten dadurch gebildet wird, daß ein Vorprodukt mit diesen Komponenten einer Wärmebehandlung unterzogen wird, und bei dem zur Bildung des Vorproduktes die erste Komponente der supraleitenden Verbindung in eine Matrix eingebracht wird, die aus einer Legierung mit der zweiten Komponente der supraleitenden Verbindung besteht und deren thermischer Ausdehnungskoeffizient größer als der thermische Ausdehnungskoeffizient der supraleitenden Verbindung ist. Ein solches Herstellungsverfahren eines Supraleiters ist beispielsweise aus der DE-OS 24 12 573 bekannt.The invention relates to a method z: ir Manufacture of a superconductor, in which the superconductor, which is a superconducting connection of the AjB type with Contains A15 crystal structure, is formed from two components in that a preliminary product with these Components is subjected to a heat treatment, and in which to form the intermediate product The first component of the superconducting compound is introduced into a matrix made of an alloy with the second component of the superconducting connection and its coefficient of thermal expansion is greater than the coefficient of thermal expansion of the superconducting compound. A Such a manufacturing process for a superconductor is known from DE-OS 24 12 573, for example.
Aus zwei Komponenten mit jeweils einem Element bestehende supraleitende intermetallische Verbindungen wie beispielsweise NbjSn oder VjGa, die vom Typ AtB sind und A15-Metallstruktur besitzen, haben sehr gute Supraleitungseigenschaften und zeichnen sich insbesondere durch ein hohes kritisches Magnetfeld B1-.>. eine hohe Sprungtcmperaliir T]-und eine hohe kritische Stromdichte I1 aus. Sie eignen sieh deshalb besonders als ritcr für Supralcitungsspult-n /um f r/eugen starker Mirnetfelder. Darüber hinan, sind aui'h r'miiirverbmdungcn wie beispielsweise Niob-Aluminium-Germanium Nb3AI0JGe0^ von besonderem Interesse, Da diese Verbindungen im allgemeinen sehr spröde sind, ist jedoch ihre Herstellung in einer beispielsweise für Magnetspulen geeigneten Form schwierig. Mit dem bekannten Verfahren ist eine Herstellung von Supraleitern mit intermetallischen Verbindungen aus zwei Komponenten in Form langer Drähte oder Bänder möglich. Dieses Verfahren dient besonders zur Herstellung von sogenannten Vielkernleitern mit in einer normalleitenden Matrix angeordneten Drähten, beispielsweise aus Nb3Sn oder V3Ga, oder mit Niob- bzw. Vanadium-Drähten mit Oberflächenschichten aus den genannten Verbindungen. Dabei wird ein drahtförmiges duktiles Element der herzustellenden Verbindung, beispielsweise ein Niob- oder ein Vanadiumdraht, mit einer Hülle aus einer ein duktiles Trägermetall und die übrigen Elemente der Verbindung enthaltenden Legierung, beispielsweise einer Kupfer-Zinn-Legierung oder einer Kupfer-Gallium-Legierung, umgeben. Es kann auch eine Vielzahl solcher Drähte in eine Matrix aus der Legierung eingelagert werden. Das so gewonnene Vorprodukt eines Supraleiters wird dann einer querschnittsverringernden Bearbeitung unterzogen. Dadurch erhält man einmal einen langen Draht, wie er für Spulen benötigt wird. Zum anderen wird bei dieser Bearbeitung der Durchmesser der beispielsweise aus Niob oder Vanadium bestehenden Drahtkerne auf einen niedrigen Wert in der Größenordnung von etwa 30 bis 50 μπι oder weniger reduziert, was im Hinblick auf die Supraleitungseigenschaften des Leiters von Vorteil ist. Ferner erhält man. durch diesen Verfahrensschritt eine gute metallurgische Verbindung zwischen den Drahtkernen und dem sie umgebenden Matrixmaterial aus der Legierung, ohne daß jedoch Reaktionen auftreten, die den Leiter verspröden würden. Nach der Querschnittsverringerung wird dann das aus einem oder mehreren Drahtkernen und dem umgebenden Matrixmaterial bestehende Vorprodukt einer Wärmebehandlung derart unterzogen, daß die gewünschte supraleitende Verbindung durch Reaktion des Kernmawrals mit dem in der umgebenden Matrix enthaltenen weiteren Flement der Verbindung gebildet wird. Das in der Matrix enthaltene Element diffundiert dabei in das aus dem anderen Element der Verbindung bestehende Kernmaterial ein und reagiert mit diesem unter Bildung einer aus der gewünschten Verbindung bestehenden Schicht.Superconducting intermetallic compounds consisting of two components with one element each, such as NbjSn or VjGa, which are of the AtB type and have an A15 metal structure, have very good superconducting properties and are characterized in particular by a high critical magnetic field B 1 -.>. a high jump temperature T] and a high critical current density I 1 . They are therefore particularly suitable as ritcrs for superconducting coils in the presence of strong microwave fields. In addition, friction compounds such as niobium-aluminum-germanium Nb 3 Al 0 JGe 0 ^ are of particular interest. Since these compounds are generally very brittle, however, their production in a form suitable for magnetic coils, for example, is difficult. With the known method, it is possible to manufacture superconductors with intermetallic compounds from two components in the form of long wires or strips. This method is used in particular for the production of so-called multi-core conductors with wires arranged in a normally conductive matrix, for example made of Nb 3 Sn or V 3 Ga, or with niobium or vanadium wires with surface layers made of the compounds mentioned. Here, a wire-shaped ductile element of the connection to be established, for example a niobium or a vanadium wire, with a sheath made of an alloy containing a ductile carrier metal and the other elements of the connection, for example a copper-tin alloy or a copper-gallium alloy, surround. A multiplicity of such wires can also be embedded in a matrix made of the alloy. The pre-product of a superconductor obtained in this way is then subjected to a cross-section-reducing processing. This gives you a long wire like the one needed for coils. On the other hand, the diameter of the wire cores made of niobium or vanadium, for example, is reduced to a low value in the order of about 30 to 50 μm or less during this processing, which is advantageous with regard to the superconducting properties of the conductor. Furthermore, one obtains. Through this process step, a good metallurgical connection between the wire cores and the surrounding matrix material made of the alloy, without, however, reactions occurring which would embrittle the conductor. After the cross-section reduction, the pre-product consisting of one or more wire cores and the surrounding matrix material is subjected to a heat treatment in such a way that the desired superconducting connection is formed by reaction of the core material with the further element of the connection contained in the surrounding matrix. The element contained in the matrix diffuses into the core material consisting of the other element of the compound and reacts with it to form a layer consisting of the desired compound.
Ein entsprechendes Herstellungsverfahren ist auch aus der DE-OS 23 33 893 bekannt.A corresponding manufacturing process is also known from DE-OS 23 33 893.
Bei solchen Supraleitern werden jedoch häufig Sprungtemperaturen Tc gemessen, die weit unter dem theoretischen Wert für das Leitermaterial liegen. Die Größe dieses als 7V-Degradation bezeichneten Vcrhal-•ens ist wesentlich von den Herstellungsparametern des Leiters, insbesondere von den Glühbedingungen, abhängig. Mit der 7>Degradation ist auch eine Degradation der kritischen Stromstärke /t, insbesondere bei hohen Magnetfeldern, verbunden.In such superconductors, however, transition temperatures T c are often measured that are far below the theoretical value for the conductor material. The magnitude of this behavior, known as 7V degradation, is essentially dependent on the manufacturing parameters of the conductor, in particular on the annealing conditions. The 7> degradation is also associated with a degradation of the critical current strength / t , in particular in the case of high magnetic fields.
Aus der Zeitschrift »Die Naturwissenschaften«, Heft 6,1962, Seite 128, ist bereits allgemein bekannt, daß mechanische Spannungen einen starken Einfluß auf die Supraleitungseigenschaften von Leitern aus intermetallischen Al 5-Verbindungeri haben.From the magazine "Die Naturwissenschaften", issue 6, 1962, page 128, it is already common knowledge that mechanical stresses have a strong influence on the superconducting properties of conductors made of intermetallic Al 5 connections have.
Als Ursache fur das erwähnte Degrad,mons\erhaltcn werden mechanische Spannungen .iPiX-seh-jn. die sichAs the cause of the mentioned degradation, mons \ received mechanical stresses .iPiX-seh-jn. which
aufgrund der verschiedenen (her ·■ ■-■ Λί-. i-jniviru1^· due to the different (her · ■ ■ - ■ Λί-. i-jniviru 1 ^ ·
kocffi/iciiti'ii der supraleitend'.τ. ν ·■'·■:■■ ;ίή: :;" d '■_■·. ->± umirehenden Matnxmcrenals ■·'■.'; τ·τ.;ΐ :■■■■ \-'ihl·:;.: kocffi / iciiti'ii der superconducting'.τ. ν · ■ '* ■: ■■; ίή::;' d '_ ■ ■ · -> ± umirehenden Matnxmcrenals ■ ·' ■. '. ; τ τ.; ΐ : ■■■■ \ - 'ihl:;.:
von der Diffusionstemperatur auf die Betriebstemperatur des Supraleiters ergeben. So ist beispielsweise der thermische Ausdehnungskoeffizient einer Kupfer-Zinn-Bronze mit 16 · 10-" K~' etwa doppelt so groß wie der von Nb oder Nb3Sn mit 7· 10"6K-'. Auf das supraleitende Material wird also bei Betriebstemperatur von dem Matrixmaterial aus ein Druck ausgeübt Die so bedingte Abnahme der Sprungtemperatur Tc und der kritischen Stromstärke /c dieser Leiter kann dadurch teilweise rückgängig gemacht werden, daß diese Leiter einer äußeren Dehnung unterzogen werden. Bei einer zu starken Dehnung nimmt jedoch die kritische Stromstärke wieder ab. Bei Variation der äußeren Spannung des Leiters durchläuft also die kritische Stromstärke ein Maximum. Um eine Erhöhung der kritischen Stromstärke des Leiters zu erreichen, muß dieser also einer vorbestimmten Zugspannung ausgesetzt werden, deren Maximalwert nicht überschritten werden darf. Einen solchen Wert für die Leiter in einer supraleitenden Magnetspule einzustellen, ist sehr schwierig, da stets die Gefahr besteht, daß bei zu hohen Zugspannungen, beispielsweise in einer Größenordnung von 1%, eine irreversible /c-Degradation eintritt, die durch Schädigungen des supraleitenden Materials bedingt ist.from the diffusion temperature to the operating temperature of the superconductor. For example, the coefficient of thermal expansion of a copper-tin-bronze with 16 · 10 "K ~ 'is about twice as large as that of Nb or Nb 3 Sn with 7 · 10" 6 K-'. The matrix material exerts pressure on the superconducting material at operating temperature. The resulting decrease in the transition temperature T c and the critical current strength / c of these conductors can be partially reversed by subjecting these conductors to external expansion. If the expansion is too great, however, the critical current strength decreases again. When the external voltage of the conductor varies, the critical current intensity therefore passes through a maximum. In order to achieve an increase in the critical current strength of the conductor, it must therefore be subjected to a predetermined tensile stress, the maximum value of which must not be exceeded. Setting such a value for the conductors in a superconducting magnet coil is very difficult, since there is always the risk that, if the tensile stresses are too high, for example in the order of 1%, irreversible / c degradation occurs due to damage to the superconducting material is conditional.
Aus der DE-AS 16 65 907 ist eine Supraleiteranordnung mit einem Supraleiter aus Niob bekannt, der im supraleitenden Zustand unter einer vorbestimmten Zugspannung stehen soll. Entsprechende Zugspannungen können beispielsweise dadurch eingestellt werden, jo daß man den supraleitenden Niob-Leiter an einem Träger mit geringerer thermischer Ausdehnung befestigt, so daß sich die Zugspannungen beim Abkühlen auf die Betriebstemperatur des Supraleiters einstellen. Beim Anmeldungsgegenstand sollen jedoch entsprechende j5 Zugspannungen bei Betriebstemperatur vermieden werden.From DE-AS 16 65 907 a superconductor arrangement with a superconductor made of niobium is known, which in the superconducting state should be under a predetermined tensile stress. Corresponding tensile stresses can be adjusted, for example, jo that the superconducting niobium conductor on a Supports with lower thermal expansion attached, so that the tensile stresses on cooling set the operating temperature of the superconductor. For the subject of the application, however, corresponding j5 Tensile stresses at operating temperature are avoided.
Ferner ist aus der DE-OS 22 08 812 ein kabeiförmiger Supraleiter bekannt, der in eine metallische Matrix eingebettete supraleitende Leiteradern enthält und von einer Metallhinle mit hohem elektrischen Widerstand umschlossen ist. Mit dieser Hülle, die beispielsweise aus Stahl oder Kupfer-Nickel besteht, sollen elektrische Verluste infolge von Kreisströmen zwischen benachbarten kabeiförmigen Supraleitern vermindert werden. Da jedoch die supraleitenden Leiteradern dieser Supraleiter bereits vor ihrem Einbetten in die Marix hergestellt sein sollen, treten auch bei diesen Supraleitern die erwähnten inneren mechanischen Spannungen bei deren Abkühlung auf die Betriebstemperatur aufgrund verschiedener thermischer Ausdehnungskoeffizienten ihrer Materialien auf.Furthermore, from DE-OS 22 08 812 a cable-shaped Superconductor known which contains superconducting conductor cores embedded in a metallic matrix and from a metal sleeve with high electrical resistance is enclosed. With this shell, which consists for example of steel or copper-nickel, electrical Losses due to circulating currents between adjacent cable-shaped superconductors can be reduced. There However, the superconducting conductors of these superconductors are already made before they are embedded in the matrix should be, the above-mentioned internal mechanical stresses also occur in these superconductors their cooling to the operating temperature due to different thermal expansion coefficients of their materials.
Auch bei dem aus der Zeitschrift »Cryogenics«, Juni 1976. Seite 328 bekannten supraleitenden Verbundleiter werden derartige innere mechanische Spannungen nicht vermieden. Dieser Leiter enthält einen zentralen Kupferkern, der von einer dünnen Tantalhülle umgeben ist. Um diese Tantalhülle ist ihrerseits eine Bronzematrix mit eingelagerten supraleitenden Niobfäden angeordnet. Die Tantalhülle hat die Aufgabe, bei der zur M Bildung der supraleitenden intermetallischen Verbindung Nb3Sn erforderlichen Wärmebehandlung eine Diffusion des Zinns aus der Bronze in den stabilisierenden Kupferkern zu verhindern. Mit ihr können jedoch nicht die Ausdehnungskoeffizienten der an sie angren· *"> /enden, vcrhällnismiiSie; harten Materialion beeinflußt werden.Also with the superconducting composite conductor known from the magazine "Cryogenics", June 1976. page 328 such internal mechanical stresses are not avoided. This ladder contains a central one Copper core, which is surrounded by a thin tantalum shell. There is a bronze matrix around this tantalum shell arranged with embedded superconducting niobium filaments. The task of the tantalum shell is to make the M Formation of the superconducting intermetallic compound Nb3Sn requires heat treatment Prevent diffusion of the tin from the bronze into the stabilizing copper core. With her, however, you can not the expansion coefficients of the adjoining them · * "> / end up, ruin it; hard material ion affected will.
Aufgabe der vorlieger.i'en l.rftndung ist es. das eingangs genannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß trotz der Verwendung von Materialien mit unterschiedlichen Dehnungskoeffizienten die inneren Spannungen in den Supraleitern vermindert werden, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung der supraleitenden Teile dieser Leiter besteht.It is the task of the present finding. the To improve the aforementioned method to the effect that despite the use of materials with different expansion coefficients the internal stresses in the superconductors are reduced, without the risk of damaging the superconducting parts of these conductors.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Anpassung des Ausdehnungskoeffizienten der Matrix an den Ausdehnungskoeffizienten der supraleitenden Verbindung dadurch vorgenommen wird, daß die Matrix mit mindestens einem Zusatzstoff vorbestimmter Querschnittsfläche versehen wird, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient kleiner als der Ausdehnungskoeffizient des Matrixmaterials ist.According to the invention, this object is achieved in that an adaptation of the expansion coefficient of the Matrix is made to the expansion coefficient of the superconducting connection in that the matrix is provided with at least one additive of predetermined cross-sectional area, the thermal expansion coefficient is smaller than the expansion coefficient of the matrix material.
Die Vorteile dieser Ausbildung des Verfahrens bestehen insbesondere darin, daß aufgrund der Verwendung von derartigen Zusatzstoffen der thermische Ausdehnungskoeffizient des gesamten iiormalleitenden Materials, welches das supraleitende Material des Leiters umgibt, verringert und somit dem Ausdehnungskoeffizienten des supraleitenden Mate'"ils weitgehend angenähert werden kann. Mit einer soffen Annäherung der Ausdehnungskoeffizienten ist eine entsprechende Verminderung der inneren Spannungen in dem Supraleiter verbunden.The advantages of this embodiment of the method are in particular that due to the use of such additives, the coefficient of thermal expansion of the entire iiormalleitenden Material that surrounds the superconducting material of the conductor, and thus the coefficient of expansion of the superconducting material can be largely approximated. With a soft approximation the expansion coefficient is a corresponding reduction in the internal stresses in the Superconductor connected.
Vorteilhaft kann hierzu die Matrix mit mindestens einem sich in Leiterlängsrichtuiig erstreckenden Körper aus dem Zusatzstoff verbunden werden. So kann beispielsweise die Matrix mit einem Mantel form- und kraftschlüssig umgeben werden. Darüber hinaus kann das Matrixmaterial auch direkt mit dem Zusatzstoff versetzt werden. Zweckmäßig werden Zusatzstoffe verwendet, die zugleich zur mechanischen Armierung oder zur elektrischen Stabilisierung des Supraleiters dienen. Diese Materialien können entweder vor der Wärmebehandlung zur Ausbildung der supraleitenden Verbindung mit dem Vorprodukt oder unmittelbar nach der Wärmebehandlung des Vorproduktes mit dem normalleitenden Material des Leiters verbunden verden. For this purpose, the matrix can advantageously have at least one body extending longitudinally in the conductor be connected from the additive. For example, the matrix can be shaped and shaped with a jacket be frictionally surrounded. In addition, the matrix material can also be used directly with the additive be moved. Appropriately, additives are used, which at the same time for mechanical reinforcement or serve to electrically stabilize the superconductor. These materials can either be used before the Heat treatment to form the superconducting connection with the preliminary product or immediately after the heat treatment of the preliminary product connected to the normally conducting material of the conductor.
Ferner kann vorteilhaft das Vorprodukt oder der durch Wärmebehandlung aus ihm hergestellte Leiter einer Zugdehnung in Leiterlängsrichtung unterzogen werden und im gedehnten Zustand mit einem Körper aus dem Zusatzstoff verbunden werden. Mit dieser Maßnahme lassen sich hohe Druckspannungen auf die supraleitenden Schichten vermindern oder sogar ausgleichen.Furthermore, the preliminary product or the conductor produced from it by heat treatment can advantageously subjected to tensile elongation in the longitudinal direction of the conductor and in the stretched state with a body be connected from the additive. With this measure, high compressive stresses can be applied to the reduce or even compensate for superconducting layers.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Verfahrens nach der Erfindung sind in den restlichen Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous developments of the method according to the invention are given in the remaining subclaims marked.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung noch weiter erläutert, in deren Figur schematisch ein Ausführungsbeispiel eines bei dem Verfahren nach der Erfindung gebildeten Vorproduktes dargestellt ist. Dem Ausführungsbeisriel ist dabei ein Herstellungsverfahren eines NbsSn-Multifilamentleiters ?ugrundegelegt, bei dem die supraleitende intermetallische Verbindung NbjSn aus dem ersten Element Niob und dem zweiten Element Zint. durch Festkörperdiffusion hergestellt wird.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, in the figure schematically an embodiment of a preliminary product formed in the method according to the invention is shown. The embodiment is a manufacturing method an NbsSn multifilament conductor? in which the superconducting intermetallic compound NbjSn from the first element niobium and the second element pewter. is produced by solid-state diffusion.
In der Figur ist in einem Querschnitt das Vorprodukt 17 eines NbjSn-Filamentlciters veranschaulicht, der in bekannter Weise aus einer Bronzematrix 3 mit eingelagerten Niobfilamenten 4 besteht, von denen in der Figur nur einige ai.gsdeutet sind und deren Λίζγ.Μ beispielsweise 2000 beträgt. Das Vorprodukt kann bereits einer querschniitsverringcrnden Behandlung.In the figure, the intermediate product is in a cross section 17 of an NbjSn filamentary citer shown in FIG in a known manner consists of a bronze matrix 3 with embedded niobium filaments 4, of which in of the figure only a few are interpreted and their Λίζγ.Μ for example is 2000. The preliminary product can already undergo a cross-section-reducing treatment.
icdoch noch mehl der abschließenden Wärmebehandlung /ur Ausbildung der Nh Sn-Schichlen unterzogen worden sein. Das Vorproduk 17 isi von einem Mantel 18 umschlossen, dessen Material erfindungsgemäl.t einen kleineren thermischen Ausdehnungskoeffizienten haben soll als das Material der Matrix 3. D;n Mantelmatcrial kann vorteilhaft ein besonderer Stahl sein.icdoch the final heat treatment / ur training of the Nh Sn Schichlen have been. The pre-product 17 is one coat 18 enclosed, the material of which according to the invention a should have a smaller coefficient of thermal expansion than the material of the matrix 3. D; n Sheath material can advantageously be a special steel be.
Beispielsweise eignet sich die warmfeste Legierung »Hastelloy B«. die 62% Ni. JO1Vn Mo. 7% Fe enthalt und " deren Ausdehnungskoeffizient etwa 10· 10 "K betrügt. D.is ummantelte Vorprodukt wird dann beispielsweise bei 7)0 C Ib Stunden lang geglüht. On der Stahl einen wesentlich kleineren Ausdehnungskoeffizienten als Bronze hat und zudem die Bronze J obeihalb von 200 C leicht plastisch deforniierbar ist. treten auch bei diesem so hergestellten Multifiiamentlei ter nur geringe Schrunipfungsspanntingon nach einer Abkühlung auf Betriebstemperatur auf.For example, the heat-resistant alloy »Hastelloy B« is suitable. the 62% Ni. JO 1 Vn Mo. contains 7% Fe and "whose coefficient of expansion is about 10 · 10" K. The coated intermediate product is then annealed at 7) 0 C Ib hours, for example. On the steel has a significantly lower coefficient of expansion than bronze and, moreover, bronze J is easily plastically deformable above 200 C. Even with this multifilament conductor produced in this way, only slight shrinkage stresses occur after cooling to operating temperature.
weitere geeignet'· "Materialien für den iviaritci ic», dir zudem gleich als Armierung fur ilen Multifilamentleiter dienen, sind beispielsweise Invar. Kisenchronistahl oder l.isenkobalt. -Vußerder kommen Materialien wie beispielsweise Tantal Titan und Wolfram in frage. Diese Materialien können entweder vor der Diffusion auf das Vorprodukt aufgebracht werden oder nach der Diffusion bei höheren Temperaturen von beispielsweise n00 C.other suitable '· "Materials for the iviaritci ic», dir also as reinforcement for ile multifilament conductors are for example Invar. Kisenchronistahl or l.iron cobalt. - Materials such as for example tantalum, titanium and tungsten in question. These materials can either be applied to the preliminary product before diffusion or after Diffusion at higher temperatures of for example n00 C.
F.ine weitere Kompensation von Druckspannungen auf die ausgebildeten NbiSn-Schichten des in der Figur < < angedeuteten Vorproduktes kann dadurch erreich'. werden, daß man das Vorprodukt vor oder nach der Diffiisionsglühung einer /.ugdehnung unterwirft und im gedehnten Zustand mit dem Mantel i8 versieht. Der Mantel kann vorteilhaft aus einem Material wie einem r> besonderen Stahl zur mechanischen Armierung oder einem Material wie Kupfer zur elektrischen Stabilisierung bestehen. Für den Mantel können auch beide Materialarten vorgesehen werden.F.ine further compensation of compressive stresses in the formed NbiSn layers of the part indicated in the figure <<precursor can thereby Reach '. that the preliminary product is subjected to elongation before or after diffusion annealing and is provided with the jacket 18 in the expanded state. The jacket can advantageously consist of a material such as a special steel for mechanical reinforcement or a material such as copper for electrical stabilization. Both types of material can also be used for the jacket.
Die Dehnung des Vorkörpers richtet sich nach den 4" aufgrund von Schrumpfungsunterschieden /wischen dem Matrixmaterial und dem supraleitenden Material auftretenden Druckspannungen. Diese Zugdehnung kann selbstverständlich nur so weit erfolgen, wie eine elasliSL In' Verformung des \ orpi < Hink [es !vi. des na. ι seiner Di flu s ions t-'l ι ihn η L' hergestellten K'" p-rs gew aiii leistel is;.The elongation of the preform depends on the 4 ″ due to differences in shrinkage / compressive stresses occurring between the matrix material and the superconducting material na. ι his di flu s ions t-'l ι him η L 'produced K'"p-rs gew aiii performance is ;.
Bei den Verfahren gemiiL! dein AusiühningsbeiMnel nach der Figur ist man davon ausgegangen, dall die supraleitenden Teile des hergestellten Leiters \on normaüeiicndcm Material umgeben sind, das einen li()hei-υ thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat .ils das supi .!leitende Material. Bei diesen Verfahren kann es zweckmäßig sein, die I emperatur dei Wärmebehandlung zur Ausbildung der supraleitenden Verbindung möglichst niedri'.T /u h.ilh'n. Die1- soll nachfolgend crlauv; ι werdenWith the procedures according to! According to the figure, it is assumed that the superconducting parts of the conductor produced are normally surrounded by material that has a hot thermal expansion coefficient, or the superconducting material. In these processes it can be useful to keep the temperature of the heat treatment to form the superconducting connection as low as possible. The 1 - should subsequently crlauv; ι be
Imii \ orproiliiki. bestehend aus HK)O Niobkernen in einer Bronzematrix mit Außcndinxh icsser von 0. J mm und einem Verhältnis von Bronze zu Niob von J. "> wird einer Dufusionsgliihung bei 'i SO C etwa 230 Stunden lang unierzogen. In dieser /.-.■■', bildet sich um jeden Kern eine 1. Mim dicke Nb.-Sn-Schicht aus. DieImii \ orproiliiki. Consisting of HK) O niobium cores in a bronze matrix with an outer diameter of 0.1 mm and a ratio of bronze to niobium of 1 ■ ', a 1. Mim thick Nb.-Sn layer is formed around each core
."M I ( M [KIlL lli·.' UfL-IL"-' ·" ■ ι |O ι : ' SiCi ) ί. "M I (M [KIlL lli ·. 'UfL-IL" -' · "■ ι | O ι: 'SiCi) ί
1) Γ ei ί'ι ί C S1) Γ ei ί'ι ί CS
> lesla nicht wesentlich holier al. bei einer Gluhung bei 7 ϊθ'( . die zu einer ähnlichen .v liH'htdicke führt. So betragt die Stromdichte des bei 6 Ji) ι geglühten Leiters etwa I.S ■ 10"' A cm-', wahrend die des bei 750 ( geglühter, Leiters etwa I ■ 10"'Λ an·' betragt. Bei der niedrigeren Glühtemperatur sind iedoch die Abschreckspannungen kiemer, so daß die ktitische Temperatur 7 und 'lie kritische Feldstärke Ii ■ hohe- sind. Dies bedein.: aber, daß der bei bJO t geglühte Leiter bei höheren Feldern eine höhere kritische Stromstärke /. besitzt Bei 15 Tosla treten somit vergleichsweise die folgenden kritischen Stromstärken auf: Fur den bei b50"C" geglühten Leiter ist /, :·-= 0.2 · 10"1 -Vem-. während /, für den bei 75O C geglühten Leiter nur bei 0.1 10"' -Vcm-Iiegt.> lesla not substantially holier al. in the case of an annealing at 7 ϊθ '(. which leads to a similar .v liH'ht thickness. Thus the current density of the conductor annealed at 6 Ji) ι is about IS 10 "' A cm- ', while that of 750 (annealed At the lower annealing temperature the quenching stresses are low, so that the critical temperature 7 and the critical field strength Ii are high. This means: but that the at bJO t annealed conductors have a higher critical current strength at higher fields /. At 15 Tosla, the following critical current strengths occur in comparison: For the conductor annealed at b50 "C" is /,: · - = 0.2 · 10 " 1 -Vem- while /, for the conductor annealed at 75O C is only 0.1 10 "Vcm-I.
Dem Ausführungsbeispiel ist /war ein Herstellungsverfahren zur Ausbildung der supraleitenden intermetallischen Verbindung NhiSn zugrunde gelegt. Oas Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich jet! -cn ebensogut fur alle bekannten supraleitenden Verbindungen wie beispielsweise ViGa oder VA . die aus zwei Komponenten mit jeweils mindestens einem Flenieni durch Wärmebehandlung ausgebildet werden.The exemplary embodiment is / was a manufacturing method for the formation of the superconducting intermetallic compound NhiSn. Oas The method according to the invention is suitable for jet! -cn just as well for all known superconducting connections such as ViGa or VA. the one from two Components with at least one Flenieni each be formed by heat treatment.
Hierzu ! Blatt ZeichnungenFor this ! Sheet drawings
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2759640A DE2759640C2 (en) | 1977-03-16 | 1977-03-16 | Process for the manufacture of a superconductor |
Applications Claiming Priority (2)
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| DE2759640A DE2759640C2 (en) | 1977-03-16 | 1977-03-16 | Process for the manufacture of a superconductor |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2759640C2 true DE2759640C2 (en) | 1983-02-24 |
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ID=25771739
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE2759640A Expired DE2759640C2 (en) | 1977-03-16 | 1977-03-16 | Process for the manufacture of a superconductor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2759640C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE1665907B2 (en) * | 1967-04-01 | 1972-04-13 | Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München | SUPRAL LADDER ARRANGEMENT WITH A SUPRAL LADDER MADE OF NIOB |
| DE2208812A1 (en) * | 1971-02-26 | 1972-09-07 | Commissariat Energie Atomique | Superconducting cables and methods of making the same |
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1977
- 1977-03-16 DE DE2759640A patent/DE2759640C2/en not_active Expired
Patent Citations (4)
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| Title |
|---|
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