DE3036536A1

DE3036536A1 - METHOD FOR FIXING THE WRAPS OF A SUPRAL-CONDUCTING MAGNETIC WINDING

Info

Publication number: DE3036536A1
Application number: DE19803036536
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr. 6450 Hanau Aßmus
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1980-09-27
Filing date: 1980-09-27
Publication date: 1982-05-13
Also published as: DE3166043D1; EP0048880A1; EP0048880B1

Description

Vacuumschmelze GmbH VP 80 P 9555 BRDVacuumschmelze GmbH VP 80 P 9555 BRD

HanauHanau

Verfahren zum Fixieren der Windungen einer supraleitenden MagnetwicklungMethod for fixing the turns of a superconducting magnet winding

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fixieren der Windungen einer supraleitenden Magnetwicklung, die zunächst aus Leitervorprodukten aufgebaut wird und bei der die supraleitenden Eigenschaften durch eine Reaktionsglühung der fertigen Wicklung erzeugt werden.The invention relates to a method for fixing the Turns of a superconducting magnet winding, which is initially built up from preliminary conductor products and in which the superconducting properties are generated by reaction annealing of the finished winding.

Supraleitende intermetallische Verbindungen mit A15-Kristallstruktur, wie beispielsweise die zweikomponentigen Verbindungen Fb^Sn und V^Ga oder die ternäre Verbindung Nb^AlQ gGeQ p» haben gute Supraleitungseigenschäften und zeichnen sich durch hohe kritische Werte aus, d.h. durch eine hohe Sprungtemperatur, eine hohe kritische Stromdichte und ein hohes kritisches Magnetfeld. Superconducting intermetallic compounds with A15 crystal structure, such as the two-component compounds Fb ^ Sn and V ^ Ga or the ternary compound Nb ^ AlQ gGeQ p »have good superconducting properties and are characterized by high critical values, i.e. by a high transition temperature, a high one critical current density and a high critical magnetic field.

26.9.1980
G-VP-Kb/BzSeptember 26, 1980
G-VP-Kb / Bz

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Sie eignen sich daher "besonders als Leitermaterialien für Supraleitrungsinagnetspulen zum Erzeugen starker Magnetfelder.They are therefore "particularly suitable as conductor materials for superconducting magnet coils to generate strong magnetic fields.

Die supraleitenden intermetallischen Verbindungen sind jedoch im allgemeinen sehr spröde, so daß ihre Herstellung in einer für Magnet spulen geeigneten !Form mit Schwierigkeiten verbunden ist. Man geht heute im allgemeinen derart vor, daß zunächst ein Stab oder Draht aus dem höherschmelzenden Element der Verbindung mit einer Hülle aus einer Legierung versehen wird, die aus einem Trägermetall und dem niedrigerschmelzenden Element der Verbindung bzw» gegebenenfalls mehreren solchen Elementen besteht. Beispielsweise wird ein Mob-Draht mit einer Hülle aus Cu -Zinn-Bronze umgeben. Eine Vielzahl dieser umhüllten Drähte wird dann zu einem Bündel zusammengefaßt. Man kann aber beispielsweise auch mehrere Drähte in einen mit Bohrungen versehenen Block aus der Bronze einlagern. Der so gewonnene Aufbau wird dann einer querschnittsverringernden Bearbeitung unterzogen. Man erhält so einen Draht oder ein Band aus einer Legierungsmatrix, in die eine Vielzahl von fadenförmigen Kernen aus dem höherschmelzenden Element, der Verbindung eingelagert ist, also beispielsweise einen Kupfer-Zinn-Draht mit einer Vielzahl von eingelagerten Niob-Eilamenten. Zur Erzeugung der intermetallischen supraleitenden Verbindung wird dann ein solches Leitervorprodukt einer Glühbehandlung unterzogen, bei der das in der Matrix enthaltene Element bzw. die in der Matrix enthaltenen EIemente der Verbindung in die Kerne aus dem höherschmelzenden Element eindiffundieren und mit diesem unter Bildung der intermetallischen Verbindung reagieren (vgl. z.B. DE-OS 20 44 660).However, the superconducting intermetallic compounds are generally very brittle, so that their production in a form suitable for solenoid coils is associated with difficulties. One generally walks today in such a way that first a rod or wire from the higher melting element of the connection with a shell made of an alloy is provided, which consists of a carrier metal and the lower melting element the connection or, if necessary, several such elements exists. For example, a mob wire surrounded by a shell made of Cu-tin-bronze. A multitude these covered wires are then combined into a bundle. But you can also, for example, several Store the wires in a drilled block made of the bronze. The structure obtained in this way then becomes subjected to a cross-section-reducing machining. In this way, a wire or a strip made of an alloy matrix is obtained, into the a variety of thread-like Cores from the higher-melting element in which the connection is embedded, for example a copper-tin wire with a large number of embedded niobium filaments. To produce the intermetallic superconducting connection, such a conductor precursor is then a Subjected annealing treatment in which the element or elements contained in the matrix contained in the matrix diffuse the connection into the cores from the higher melting element and with this under Formation of the intermetallic compound react (see e.g. DE-OS 20 44 660).

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Supraleitende Magnetspulen aus solchen Supraleitern werden "bisher im allgemeinen nach, zwei verschiedenen Verfahren hergestellt (vgl. z.B. DE-OS 28 37 199 und 28 40 526).Superconducting magnet coils made of such superconductors are "so far in general according to two different Process produced (see e.g. DE-OS 28 37 199 and 28 40 526).

Bei dem ersten Verfahren, das auch als "react firstwind then-Verfahren" bezeichnet wird, wickelt man das Leitervorprodukt auf einen provisorischen Wickelkörper auf und glüht es dann zur Bildung der gewünschten supraleitenden Verbindung. Im Anschluß an die Glühbehandlung wird der so hergestellte Supraleiter wieder von dem provisorischen Wickelkörper abgewickelt und kann dann beispielsweise zu einer Magnetspule gewickelt werden. Wegen der hohen Sprödigkeit der supraleitenden intermetallisehen Verbindungen besteht dabei jedoch die Gefahr, daß durch unbeabsichtigtes Unterschreiten des für den fertig reagierten Leiter zulässigen Biegeradiusses in den intermetallischen supraleitenden Verbindungen Risse auftreten und die Supraleitungseigenschaften dementsprechend beeinträchtigt werden.In the first process, which is also known as the "react first wind then process", this is wrapped Conductor pre-product on a temporary winding body and then anneal it to form the desired superconducting Link. After the annealing treatment, the superconductor produced in this way is replaced by the temporary one Winding body unwound and can then be wound, for example, to form a magnetic coil. Because the high brittleness of the superconducting intermetallic compounds, however, there is a risk that due to unintentional undershooting of the bending radius admissible for the fully reacted conductor in the intermetallic superconducting compounds cracks occur and the superconducting properties accordingly be affected.

Um diese Gefahr zu umgehen, wendet man ein anderes Verfahren an, das auch als "wind and react-Technik" bezeichnet wird. Dabei bewickelt man den Spulenkörper des mit der Wicklung zu versehenden Magneten mit dem noch nicht reagierten Leitervorprodukt und setzt dann den gesamten so bewickelten Magneten der Diffusionsglühung aus. Da dabei die intermetallische Verbindung erst in situ in der Spule oder Wicklung erzeugt wird, nennt man in diesem Fall die Diffusionsglühung auch "in situ-Glühung". Bei dieser Verfahrensweise werden alle Schwierigkeiten der Verarbeitung eines spröden Leitermaterials vermieden. Jedoch müssen die bei der DiffusionsglühungTo avoid this risk, another method is used, which is also known as the "wind and react technique" will. In doing so, the coil body of the magnet to be provided with the winding is wound with the unreacted conductor pre-product and then sets the entire magnet wound in this way to the diffusion annealing the end. Since the intermetallic connection is only created in situ in the coil or winding, it is called in this case the diffusion annealing also "in situ annealing". With this approach all difficulties arise the processing of a brittle conductor material avoided. However, they must be used in diffusion annealing

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in der Spule vorhandenen Materialien mehrere Stunden lang die erforderlichen hohen Temperataren aushalten, die beispielsweise im !"alle von Kb^Sn bei etwa 700⁰C liegen.
5Materials present in the coil can withstand the required high temperatures for several hours, which are for example in the range of Kb ^ Sn at around 700 ^° C.
5

Man- wickelt daher bisher das mit einer Isolation aus Glas-, Keramik- oder Quarzfäden umwickelte oder umsponnene Leitervorprodukt auf einen entsprechend hochtemperaturbeständigen Spulenkörper auf und fixiert die Spulenwindungen endgültig erst nach der Diffusionsglühung, indem man die fertige Wicklung mit geeigneten aushärtbaren oder bei Abkühlung erstarrenden organischen Materialien, beispielsweise Epoxidharzen oder Paraffin, vorzugsweise durch Vakuumtränken imprägniert (vgl. DE-OS 25 46 198 und 28 37 199).So far this has been wrapped up with insulation Glass, ceramic or quartz threads wrapped or braided conductor pre-product on a correspondingly high-temperature-resistant Coil body and finally fixes the coil windings only after diffusion annealing, by applying the finished winding with suitable hardenable organic materials that solidify on cooling Materials, for example epoxy resins or paraffin, preferably impregnated by vacuum impregnation (cf. DE-OS 25 46 198 and 28 37 199).

Auch diese Verfahrensweise ist jedoch nicht frei von Problemen. Es besteht einmal die Schwierigkeit, daß sich bei der Diffusionsglühung !Kohlenstoff zwischen den Spulenwindungen abscheidet und dadurch die Isolation der Spule verschlechtert wirdo Die in der Spulenwicklung üblicherweise verwendeten Isolationsmaterialien aus Glas-, Keramik- oder Quarzfäden sind nämlich zur Erleichterung ihrer Handhabung in der Eegel mit organischen Schlichten oder Bindemitteln versehen, die sich bei den hohen Temperaturen zersetzen. Man wendet daher spezielle Verfahren an, um die Schlichten oder Bindemittel vor der Reaktionsglühung aus der Spule zu entfernen (DE-OS 28 37 199)° Derartige Verfahren erfordern aber einen gewissen Aufwand«, Da die erwähnten Isolationsmaterialien mit steigender Temperatur an Festigkeit verlieren, besteht ferner die Gefahr, daß die bei der Glühbehandlung nicht weiter fixierten WindungenHowever, this procedure is not free from problems either. There is once the difficulty that During diffusion annealing, carbon is deposited between the coil windings and thereby the insulation of the coil is deteriorated o The insulation materials commonly used in the coil winding made of glass, ceramic or quartz threads are in fact to facilitate their handling in the Eegel with organic Provide sizes or binders that decompose at the high temperatures. One therefore turns special processes to remove the sizes or binders from the coil before the reaction annealing (DE-OS 28 37 199) ° Such methods but require a certain amount of effort «, As the insulation materials mentioned lose strength with increasing temperature, there is also the risk that the at the annealing treatment not further fixed turns

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ihre Lage oder Form ändern. Auch dies kann eine Verschlechterung der Isolation zwischen den Windungen zur Folge haben und außerdem zu nicht vorhersehbaren Änderungen der Feldverteilung in der Wicklung führen.change their position or shape. This, too, can worsen the insulation between the windings and also to unpredictable changes lead to the field distribution in the winding.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung von supraleitenden Magnetwicklungen, deren supraleitende Eigenschaften durch eine Reaktionsglühung (in-situ-Glühung) der fertigen Wicklung erzeugt werden, weiter zu ver-"bessern. The object of the invention is the production of superconducting magnet windings, their superconducting properties can be generated by a reaction annealing (in-situ annealing) of the finished winding, to be further improved.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß "beim Wickeln der Leitervorprodukte ein Kitt aus isolierendem anorganischem Material, der im verfestigten Zustand bei den zur Herbeiführung des supraleitenden Zustandes erforderlichen tiefen Temperaturen und bei den zur Reaktionsglühung erforderlichen hohen Temperaturen beständig ist, in die Wicklung eingebracht und nach Fertigstellung der Wicklung vor Durchführung der Reaktionsglühung verfestigt wird.This is achieved according to the invention in that "at Wrapping the conductor pre-products a putty made of insulating inorganic material, which in the solidified state at those necessary to bring about the superconducting state resistant to low temperatures and to the high temperatures required for reaction annealing is introduced into the winding and after completion of the winding before carrying out the reaction annealing is solidified.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einer festen Fixierung der einzelnen Windungen der Spulenwicklung bereits vor der Eeaktionsglühung und vermeidet so die bei unfixierten Windungen infolge der thermischen Dehnung bzw. Eontraktion auftretenden Form- und Lageänderungen und deren nachteilige Folgen. Ferner hat sich gezeigt, daß durch den in die Wicklung eingebrachten Kitt auch die Bildung von Kohlenstoffbrücken vermieden wird. Es ist daher nicht mehr nötig, die Schlichten bzw. die Bindemittel der Isolationsmaterialien vor der Glühbehandlung aus der Wicklung zu entfernen.The method according to the invention leads to a firm fixation of the individual turns of the coil winding even before the reaction annealing and thus avoids that of unfixed windings due to thermal expansion changes in shape and position and their adverse consequences. Furthermore has it has been shown that the cement introduced into the winding also causes the formation of carbon bridges is avoided. It is therefore no longer necessary to use the sizes or binders of the insulation materials to be removed from the winding prior to the annealing treatment.

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Als Kitte eignen sich, anorganische Materialien, die, gegegebenenfalls nach, vorheriger Vermischung mit Wasser oder anderen geeigneten anorganischen Flüssigkeiten, aushärtbar sind oder sich anderweitig erhärten oder verfestigen und im verfestigten Zustand sowohl bei den zur Reaktionsglühung erforderlichen hohen Temperaturen von z.B. etwa 700⁰C bei Kb^Sn als auch bei den zur Herbeiführung des supraleitenden Zustandes erforderlichen tiefen Temperaturen, beispielsweise der Temperatur des flüssigen Heliums von 4,2 K, beständig sind. Die Kitte sollen ferner eine gute Temperaturwechselbeständigkeit besitzen, damit auch bei wiederholter Abkühlung der Spule auf tiefe Temperaturen keine Schaden in der Wicklung auftreten. Aus ähnlichen Gründen sollen sich die Kitte auch hinsichtlich ihrer thermischen Ausdehnung nicht zu stark vom Supraleitermaterial unterscheiden. Ferner ist für eine effektive Kühlung der Spulenwickiung auch eine gute Wärmeleitfähigkeit des Kitts vorteilhaft. Instabile Verbindungen, die bei der Reaktionsglühung Metalle freisetzen, sollen in den Kitten nicht enthalten sein, da durch das freigesetzte Metall die Isolation der Wicklung verschlechtert würde.Suitable putties are inorganic materials which, if necessary after prior mixing with water or other suitable inorganic liquids, are hardenable or harden or solidify in some other way and in the solidified state both at the high temperatures of, for example, about 700 ^° C. required for reaction annealing Kb ^ Sn as well as at the low temperatures required to bring about the superconducting state, for example the temperature of liquid helium of 4.2 K, are stable. The cement should also have good thermal shock resistance so that no damage occurs in the winding even if the coil is repeatedly cooled to low temperatures. For similar reasons, the putties should not differ too much from the superconductor material in terms of their thermal expansion. Furthermore, good thermal conductivity of the cement is also advantageous for effective cooling of the coil winding. Unstable connections, which release metals during the reaction annealing, should not be contained in the cement, since the insulation of the winding would be impaired by the released metal.

Als besonders geeignet hat sich ein Kitt aus Wasserglas (Natriumsilikatlösung) und Talcum (Specksteinpulver) erwiesen. Dieser Kitt verfestigt sich zu einer harten Masse aus Doppelsilikaten, welche die vorerwähnten Anforderungen sehr gut erfüllt. Bevorzugt wird ein Gemisch aus etwa 60 Gew.-% Wasserglas und 40 Gew. -% Talcum verwendet, das sich auch nach längerer Stehzeit noch gut verarbeiten läßt.A putty made from water glass (sodium silicate solution) and talc (soapstone powder) has proven to be particularly suitable. This putty solidifies to form a hard mass of double silicates, which meets the aforementioned requirements very well. A mixture of about 60 wt .-% water glass and 40 percent is preferred -.% Talc used, which can be processed still good even after a prolonged standing time.

Insbesondere bei der Verwendung von Wasserglas-Talcum-Kitt hat sich eine zweistufige Wärmebehandlung der Wicklung vor der Reaktionsglühung bewährt.Especially when using water glass talc putty A two-stage heat treatment of the winding before the reaction annealing has proven itself.

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Dabei wird die Wicklung zunächst zum Trocknen des Kitts einer Wärmebehandlung bei einer ersten Temperatur von vorzugsweise 35 bis 40 C und dann zum Aushärten des Kitts einer Wärmebehandlung bei einer zweiten höheren Temperatur, vorzugsweise etwa 100 bis 120⁰C, unterzogen. Diese zweistufige Wärmebehandlung kann mit der Reaktionsglühung zu einer dreistufigen Wärmebehandlung zusammengefaßt werden.The winding is first subjected to a heat treatment at a first temperature of preferably 35 to 40 ° C. to dry the cement and then to a heat treatment at a second higher temperature, preferably about 100 to 120 ^° C., to harden the cement. This two-stage heat treatment can be combined with the reaction annealing to form a three-stage heat treatment.

Neben dem bevorzugten Gemisch aus Wasserglas und Talcum eignen sich als Kitte auch andere Zemente auf mineralischer Basis, soweit sie die bereits erläuterten Anforderungen an den Kitt erfüllen.In addition to the preferred mixture of water glass and talc, other cements based on minerals are also suitable as putties Basis, provided that they meet the requirements for the putty that have already been explained.

Einen besonders stabilen Wicklungsaufbau kann man dadurch erhalten, daß auf einen hochtemperaturbeständigen Spulenkörper, beispielsweise aus Edelstahl, zunächst eine Isoliermatte aus hochtemperaturbeständigem Material, beispielsweise eine Glasfasermatte, aufgebracht und mit dem Kitt getränkt wird, anschließend die aufeinanderfolgenden Lagen der Leiterwicklung aufgebracht und jeweils mit dem Kitt bestrichen werden und schließlich die fertige Wicklung mit einer weiteren hochtemperaturbeständigen, ebenfalls mit Kitt zu tränkenden Isoliermatte umgeben und schließlich der Kitt bei erhöhter Temperatur ausgehärtet wird. Zusätzlich können ferner zwischen die einzelnen Lagen der Wicklung weitere hochtemperaturbeständige Isoliermatten eingelegt werden.A particularly stable winding structure can be obtained by relying on a high-temperature-resistant one Coil body, for example made of stainless steel, initially an insulating mat made of high-temperature-resistant material, for example a glass fiber mat, is applied and soaked with the putty, then the successive ones Layers of the conductor winding are applied and each coated with the putty and finally the finished winding with another high-temperature-resistant insulating mat, also to be soaked with putty and finally the putty is hardened at an elevated temperature. In addition, between the individual layers of the winding further high-temperature-resistant insulating mats can be inserted.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung noch näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail using an exemplary embodiment.

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Zur Herstellung einer Magnetspule mit Nb,Sa als Supraleitermaterial wurde von einem bandförmigen, 1 mm breiten und 0,3 mm dicken Leitervorprodukt aus einer EupferZinn-Matrix mit 1159 eingelagerten Hiob-Filamenten ausgegangen. Zur Isolation war das Leitervorprodukt mit . einer Glasfaserumspinnung verseilen, auf die eine organische Schlichte aufgetragen war.To produce a magnet coil with Nb, Sa as the superconductor material, a tape-shaped, 1 mm wide and 0.3 mm thick conductor pre-product made from an Eupfer tin matrix assumed that there were 1159 stored Job filaments. The preliminary conductor product was included for insulation. strand a fiberglass wrapping onto which an organic Plain was applied.

Als Kitt wurde eine Wasserglas-Talcum-Mischung mit etwa 60 Gewichts-% frischem Wasserglas und etwa 40 Gewichts-% Talcum verwendet. Venn das Wasserglas vor dem Vermischen mit dem Talcumpulver längere Zeit offen stehen bleibt, wird es dünnflüssiger. Es empfiehlt sich dann, zur Erhöhung der Viskosität des Kitts den Talcumanteil zu erhöhen. A waterglass-talc mixture with approx 60% by weight of fresh water glass and about 40% by weight of talc were used. Venn the water glass before mixing If the talc powder is left open for a long time, it becomes thinner. It is then best to increase increase the amount of talc due to the viscosity of the putty.

Der zum Aufwickeln der Spule dienende Spulenkörper bestand aus unmagne ti schein Edelstahl und war mit zwei . scheibenförmigen Seitenflanschen sowie mit einer zentralen Bohrung von 25 mm Durchmesser versehen. Der innere Wickeldurchmesser betrug 30 mm, der äußere Wickeldurchmesser 50 mm, die Wickellänge 40 mm.The bobbin used to wind the bobbin was made of non-magnetic stainless steel and had two. disc-shaped side flanges and a central hole with a diameter of 25 mm. Of the inner winding diameter was 30 mm, the outer winding diameter 50 mm, the winding length 40 mm.

Auf den Wickelkern des Spulenkörpers und die Seitenflansche wurden zur Isolation gegen die aufzubringende Wicklung zunächst jeweils 90 um dicke Glasfasermatten aufgelegt und mit Kitt bestrichen. Dann wurde auf die den Wickelkern umgebende Glasfasermatte die erste Wicklungslage aus dem bandförmigen Leitervorprodukt gewickelt und Kitt auf diese Lage aufgetragen. Auf den Kitt wurde dann eine 30 ym dicke Glasfasermatte zur Lagenisolation aufgelegt, darauf die zweite Wicklungslage gewickelt und auf diese erneut Kitt aufgetragen. To isolate them from the winding to be applied, 90 .mu.m thick glass fiber mats were first placed on the winding core of the bobbin and the side flanges and coated with putty. Then the first winding layer from the strip-shaped conductor pre-product was wound onto the glass fiber mat surrounding the winding core and cement was applied to this layer. A 30 .mu.m thick glass fiber mat for layer insulation was then placed on the putty, the second winding layer was wound on it and putty was applied again to this.

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Dies wurde fortgesetzt, bis nach. 22 Lagen der äußere Wickeldurchmesser erreicht war. Die letzte Wicklungslage wurde nach Auftragen einer Kittschicht nochmals mit einer Bandage aus mehreren Lagen Glasfasermatten umgeben. Dabei wurde auf jede Lage nochmals Kitt aufgetragen. Insgesamt hatte die so hergestellte Spule 637 Windungen. Die Länge des verarbeiteten Leitervorproduktes betrug 81 m.This continued until after. 22 layers of the outer Winding diameter was reached. The last winding layer After applying a layer of putty, a bandage made of several layers of glass fiber mats was applied again surround. Putty was applied to each layer again. Overall, the coil produced in this way had 637 turns. The length of the processed conductor precursor was 81 m.

Zur Trocknung des Kitts wurde die Spule dann zunächst einige Stunden lang auf etwa 37°C erhitzt. Dies ist ausreichend, wenn der Wasserdampf beispielsweise durch in den scheibenförmigen Seitenflanschen vorgesehene Löcher oder auf sonstigen Wegen aus der Wicklung entweichen kann. Durch diesen Trocknungsschritt wird das Entstehen von Sprüngen im Kitt beim späteren Aushärten vermieden. Durch eine zweite mehrstündige Wärmebehandlung bei etwa 117°C erhielt der Kitt darm die erforderliche Festigkeit. Nach entsprechender Festlegung der Leiterenden zur späteren Montage der Kontakte wurde die Spule schließlich in eine als Getter dienende Zirkonfolie eingewickelt und etwa zwei Tage lang unter Argon der Reaktionsglühung bei etwa 70O⁰C unterzogen. Nach der Abkühlung wurde die Spule mit Gießharz in einen Schutztrog eingegossen. Anstelle des Gießharzes kann man aber auch einen anorganischen Kitt verwenden.To dry the putty, the coil was first heated to about 37 ° C for a few hours. This is sufficient if the water vapor can escape from the winding, for example through holes provided in the disk-shaped side flanges or in other ways. This drying step avoids cracks in the putty when it hardens later. A second heat treatment for several hours at around 117 ° C gave the putty the required strength. After the conductor ends had been appropriately fixed for later assembly of the contacts, the coil was finally wrapped in a zirconium foil serving as a getter and subjected to ^{reaction annealing under argon at about 70O 0 C for about two days.} After cooling, the coil was poured into a protective trough with casting resin. Instead of the casting resin, however, you can also use an inorganic putty.

Die fertige Spule wurde dann in die Bohrung eines größeren Supraleitungsmagneten eingesetzt und in dessen Magnetfeld getestet. Bei einer durch die äußere Spule erzeugten magnetischen Induktion von 7 Tesla wurde in der Bohrung der inneren Spule eine magnetische Induk-The finished coil was then inserted into and into the bore of a larger superconducting magnet Magnetic field tested. A magnetic induction of 7 Tesla generated by the outer coil was used in the bore of the inner coil a magnetic induction

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tion von 9 Tesla erreicht. Ein Trainingsverhalten der nach dem anmeldungsgemäßen Verfahren hergestellten Spule konnte nicht festgestellt werden. In;einem Außenfeld von 2 Tesla betrug die kritische Stromdichte des ETb^Sn-Leiters der inneren Spule etwa 90 000 A/cm , in einem Außenfeld von 7 Tesla etwa 45 ÖOÖ A/cm².tion of 9 Tesla. A training behavior of the coil produced according to the method according to the application could not be determined. In an outer field of 2 Tesla the critical current density of the ETb ^ Sn conductor of the inner coil was about 90,000 A / cm, in an outer field of 7 Tesla it was about 45 ÖOÖ A / cm ² .

Das anmeldungsgemäße Verfahren bewährte sich in gleicher Weise bei größeren Spulen von bislang bis zu 177 mm Wicklungslänge und 119 mm äußerem Wicklungsdurchmesser. Dabei konnte die Packungsdichte der Wicklung durch Weglassen der Isoliermatten zwischen den einzelnen Wicklungslagen noch weiter erhöht werden. Man trägt in diesem Fall auf jede Wicklungslage Kitt auf und wickelt die nächste Wicklungslage unmittelbar darüber. Allerdings empfiehlt sich das Weglassen der Lagenisolation nur, wenn die eigentliche Leiterisolation aus einer Faserumspinnung besteht. Sind die Leitervorprodukte zur Isolation beispielsweise mit Glasfaser lediglich umwickelt, so sollten die Isoliermatten zur Isolation der Wicklungslagen gegeneinander beibehalten werden. Wenn insbesondere bei dickeren Isoliermatten der auf die vorhergehende Wicklungslage aufgetragene Kitt nicht zur Durchtränkung der Isoliermatte ausreicht, wird auf diese zweckmäßigerweise vor dem Aufbringen der nächsten Wicklungslage nochmals Kitt aufgetragen. Auch bei Verwendung von Glasfaserumspinnungen oder -Umwicklungen, die mit organischen Bindemitteln, beispielsweise mit Polyvinylbutyral, getränkt sind, ergaben sich beim anmeldungsgemäßen Verfahren keine Schwierigkeiten. Offenbar wird der bei der thermischen Zersetzung des Polyvinylbutyrals während desThe method according to the application has proven itself in the same way with larger coils with a winding length of up to 177 mm up to now and 119 mm outer winding diameter. The packing density of the winding could be omitted the insulating mats between the individual winding layers can be increased even further. One carries in this case Putty is applied to each winding layer and the next winding layer is wound immediately over it. However, recommends The omission of the layer insulation is only possible if the actual conductor insulation consists of a fiber wrapping consists. If, for example, the conductor pre-products are only wrapped with glass fiber for insulation, they should the insulating mats to isolate the winding layers from each other are retained. If especially at thicker insulating mats do not use the putty applied to the previous winding layer to impregnate the If the insulating mat is sufficient, it is expediently applied again before the next winding layer is applied Putty applied. Even when using fiberglass wraps or wraps that are made with organic binders, for example with polyvinyl butyral, were found in the process according to the application no difficulties. Apparently, the thermal decomposition of the polyvinyl butyral during the

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Aufheizens der Wicklung zur Reaktionsglühung freigesetzte Kohlenstoff durch den Kitt an der Ausbildung leitender Brücken zwischen den Windungen gehindert. Kohlenstoff-freisetzende Substanzen brauchen also beim Wickeln der Spule nicht oder zumindest nicht vollständig vor der Reaktionsglühung entfernt zu werden.Heating the winding released for reaction annealing The putty prevents carbon from forming conductive bridges between the windings. Carbon-releasing substances therefore do not need to be used when winding the coil, or at least not completely to be removed prior to the reaction annealing.

Claims

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Claims

(Λ I method for fixing the turns of a superconducting magnet winding, which is initially built up from conductor precursors and in which the superconducting properties are generated by reaction annealing of the finished winding, characterized in that when the conductor precursors are wound, a cement made of insulating inorganic material, which is in the solidified state is stable at the low temperature required to bring about the superconducting state and at the high temperatures required for reaction annealing, is introduced into the winding and, after completion of the winding, is solidified before the reaction annealing is carried out.

2. The method according to claim 1, characterized in that a mixture of as putty Water glass and talc is used. 20th

3 · Method according to claim 2, characterized that a mixture of about 60% by weight of water glass and about 40% by weight of talc is used.

4 ·. Method according to one of Claims 1 to 3 »characterized in that the Winding before the heat treatment to dry the putty, a heat treatment at a first temperature and then for the hardening of the putty a further heat treatment after a second Höhoven temper »Uu · is subjected.

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5. The method according to any one of claims 1 Ms 4 ·, characterized in that on a high temperature resistant coil body First an insulating mat made of high temperature resistant material is applied and then soaked with the putty is, then applied the successive layers of the conductor winding and each with the putty and finally the finished winding with another high temperature resistant, Surrounded with putty to be soaked insulating mat and finally the putty hardened at an elevated temperature will.

6. The method according to claim 5, characterized in that additional high temperature resistant insulating mats are inserted between the individual layers of the winding *