DE4324845A1 - Supraleitende Verbindungsstelle mit Niob-Zinn und ein Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Supraleitende Verbindungsstelle mit Niob-Zinn und ein Verfahren zu deren HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft supraleitende Verbindungsstellen
und ein Verfahren zu deren Herstellung. Insbesondere be
trifft die Erfindung widerstandslose Verbindungsstellen
für die Verbindung von Supraleiterdrahtpaaren.
Hochfeldsupraleitermagnete werden zur Verbesserung der
Auflösung und des Nutz-Stör-Verhältnisses bei der Hoch
auflösungs-Kernmagnetresonanz (NMR)-Spektroskopie benö
tigt. Solche Hochfeldmagnete verwenden typisch supralei
tendes Niob-Zinn-Material. Ein Niob-Zinn-Draht wird zu
einer Spule gewickelt, in der die Niob- und Zinnbestand
teile im unreagierten Zustand vorliegen. Der Niob-Zinn-
Draht hat vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt,
da er einen höheren Füllfaktor für die Wicklung eines
Supraleitermagnets ergibt. Die Spule wird auf angenähert
700°C erhitzt, wodurch sich die supraleitende interme
tallische Niob-Zinn-Verbindung, Nb3Sn bildet.
Diese Magnetspulen haben zwei wichtige Eigenschaften:
Das in der Bohrung des Magnets erzeugte Magnetfeld hat
eine hohe Homogenität und ist im Zeitverlauf hochgradig
stabil. Eine hohe Feldstabilität wird erreicht, indem
der Kreis der Magnetspule geschlossen wird, so daß der
Strom in einer geschlossenen Schleife ohne Widerstand
fließt, d. h. ein Supraleiter ist. Damit die geschlosse
ne Schleife der Magnetspule keinen Widerstand hat, ist
es erforderlich, daß die die Schleife schließenden Ver
bindungsstellen selbst keinen Widerstand haben. Gewöhn
lich angewandte Verfahren zur Herstellung supraleiten
der Verbindungsstellen bei metallischen Supraleitern
sind zur Verwendung mit intermetallischen Supraleitern
ungeeignet, da dadurch der Supraleiterdraht verschlech
tert und Widerstand in die Schleife eingeführt werden.
John E. C. Williams et al. haben in "600 MHz Spectrometer
Magnet" (IEEE Trans. Mag. 25(2), 1767 (1989)) eine supra
leitende Verbindungsstelle offenbart, wie sie in Fig. 1
gezeigt ist, bei der ein rundes Ende eines Niob-Zinn-
Drahtes 10 im Inneren eines Niob-Zinn-Verbundbauteils
12 diffusionsverbunden ist. Die Verbindungsstelle wird
durch Punktverschweißen 13 eines Niob-Titan-Bandes 14
mit der Außenoberfläche des Niob-Zinn-Verbundbauteils
vervollständigt. Jedoch ist der Kontakt zwischen dem Niob-
Zinn-Draht 10 und dem Niob-Zinn-Verbundbauteil 12 nicht
optimal, da die Kontaktfläche zwischen dem Draht und dem
Verbundbauteil auf lediglich den senkrechten Querschnitt
des Drahtes begrenzt ist. Außerdem kann ein Draht mit
einem rechteckigen Querschnitt unter Verwendung dieser
bekannten supraleitenden Verbindungsstelle nicht ohne
weiteres verbunden werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine supraleitende Verbin
dungsstelle mit verbessertem elektrischem Kontakt zwi
schen Supraleiterdrahtpaaren zu entwickeln, wobei wenig
stens einer der Drähte den Niob-Zinn-Supraleiter enthält.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Hybrid-
Niob-Zinn/Niob-Titan-Supraleiterverbindungsstelle zu ent
wickeln, die die Verarbeitungsflexibilität der Niob-Titan-
Legierung mit den gewünschten magnetischen Eigenschaften
der intermetallischen Niob-Zinn-Verbindung liefert.
Gegenstand der Erfindung, womit die erstgenannte Aufgabe
gelöst wird, ist eine supraleitende Verbindungsstelle
zum Verbinden eines Paares von Supraleiterdrähten, die:
ein supraleitendes Niob-Zinn-Verbundbauteil, einen mit
dem Verbundbauteil diffusionsverbundenen supraleitenden
Niob-Zinn-Draht, einen mit dem supraleitenden Draht dif
fusionsverbundenen Abstandshalter, eine am Abstandshal
ter befestigte Trägerplatte und ein supraleitendes Bau
teil in elektrischem Kontakt mit dem Niob-Zinn-Verbund
bauteil aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Ansprüchen 2 bis 18 und 40 bis 42 gekennzeichnet.
Nach einer Ausführungsart der Erfindung enthält eine
supraleitende Verbindungstelle ein Niob-Zinn-Supraleiter
verbundbauteil mit wenigstens einer flachen Oberfläche.
Ein abgeschrägter Niob-Zinn-Supraleiterdraht mit einer
ersten gegenüberliegenden Oberfläche und einer das Innere
des Supraleiterdrahtes freilegenden abgeschrägten Ober
fläche ist mit der flachen Oberfläche des Verbundbauteils
über die freigelegte abgeschrägte Oberfläche diffusions
verbunden. Die freigelegte abgeschrägte Oberfläche des
Supraleiterdrahtes ist wichtig zum Erhalten einer über
legenen Supraleiterverbindungsstelle, weil die Abschrä
gung das Innere des Drahtes freilegt und einen Oberflä
chenkontakt des Inneren des Drahtes mit dem Verbundbau
teil ermöglicht. Ein zum Supraleiterdraht komplementärer
abgeschrägter Abstandshalter wird vorgesehen, dessen Ab
schrägung der des Supraleiterdrahtes im wesentlichen
gleichartig ist. Der Abstandshalter wird über eine zweite
abgeschrägte Oberfläche des Abstandshalters mit der er
sten gegenüberliegenden Oberfläche des Supraleiterdrahtes
diffusionsverbunden. Eine Trägerplatte wird mit einer
zweiten gegenüberliegenden Oberfläche des Abstandshal
ters diffusionsverbunden, und ein supraleitendes Bauteil
ist in elektrischem Kontakt mit dem Niob-Zinn-Supraleiter
verbundbauteil. In einigen im folgenden beschriebenen
Ausführungsbeispielen kann auch das Verbundbauteil mit
dem Trägerpfosten diffusionsverbunden sein.
Unter "komplementär", wie dieser Begriff hier verwendet
wird, versteht man, daß die Abschrägung des Drahtes und
des Abstandshalters im wesentlichen gleich sind und daß
der Abstandshalter den vom Draht nach Bildung der Abschrä
gung entfernten Bereich einnimmt. Die Positionierung des
Abstandshalters und des Supraleiterdrahtes, wie oben an
gegeben, ergibt eine Anordnung mit im wesentlichen der
gleichen Gestalt wie der ursprüngliche ganze Draht.
Unter "Diffusionsverbindung", wie dieser Begriff hier
verwendet wird, versteht man eine starke Haftverbindung,
die zwischen zwei unterschiedlichen Materialien als Er
gebnis einer gegenseitigen Atomdiffusion über eine Grenz
fläche der beiden Materialien hin gebildet wird. Diffu
sion wird typisch durch hohe Temperaturen und durch Kom
pression gefördert, die einen innigen Kontakt im Grenz
flächenbereich ergibt.
Der Niob-Zinn-Supraleiterdraht ist typisch ein leitendes
Endstück von einer Supraleitermagnetspule. In bevorzug
ten Ausführungsbeispielen enthält der Niob-Zinn-Supra
leiterdraht Niob-Zinn-Supraleiterfasern in einer metalli
schen Matrix. Die Matrix kann eine Zinnlegierung sein
und ist vorzugsweise Bronze. Das Supraleiterbauteil ist
vorzugsweise aus Niob-Titan-Legierung. Das Niob-Zinn-
Supraleiterverbundbauteil kann ein gepreßter Pulverver
bund mit einem rechteckigen oder quadratischen Querschnitt
sein. Die Abschrägung des Abstandshalters und des Supra
leiterdrahtes ist im wesentlichen gleich und hat einen
Abschrägungswinkel im Bereich von 1 bis 50 und vorzugs
weise 2 bis 30 Der kleine Abschrägungswinkel wird be
vorzugt, da er eine große Querschnittskontaktfläche er
gibt. Außerdem könnte ein großer Abschrägungswinkel den
Reibungskoeffizient überschreiten, wobei ein Auseinander
gleiten des Drahtes und des Abstandshalters während des
Zusammensetzens ermöglicht wird. Der Supraleiterdraht
und der Abstandshalter werden derart positioniert, daß
die freigelegte abgeschrägte Oberfläche des Supraleiter
drahtes und eine zweite gegenüberliegende Oberfläche des
Abstandshalters im wesentlichen parallel sind.
Zum verbesserten Schutz der supraleitenden Verbindungs
stelle vor mechanischem Stoß kann die Trägerplatte einen
Kanal zur Aufnahme des Abstandshalters und des Supra
leiterdrahtes enthalten. Die Trägerplatte kann aus nicht
magnetischen feuerfesten Materialien bestehen. Zum zu
sätzlichen Schutz vor Schäden kann die Verbindungsstelle
mit einem aushärtbaren Epoxyharz imprägniert werden.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung einer supraleitenden Verbindungsstelle zur
Verbindung eines Paares von Supraleiterdrähten. Nach die
sem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Niob und Zinn
aufweisender Draht bearbeitet, um ein abgeschrägtes Ende
mit einer ersten gegenüberliegenden Oberfläche und einer
das Drahtinnere freilegenden abgeschrägten Oberfläche
zu bilden. Die freigelegte abgeschrägte Oberfläche kann
mit der erstreckten Länge des Drahtes fluchtend vor der
weiteren Zusammensetzung ausgerichtet werden. Ein komple
mentärer Abstandshalter mit einer zweiten abgeschrägten
Oberfläche und einer zweiten gegenüberliegenden Oberfläche
wird vorgesehen, der eine der des Drahtes im wesentlichen
gleiche Abschrägung hat. Ein Verbundbauteil mit Niob und
Zinn und eine Trägerplatte werden ebenfalls vorgesehen.
Der Abstandshalter und der Draht werden komplementär so
zusammengesetzt, daß die erste gegenüberliegende Ober
fläche des Drahtes und die zweite abgeschrägte Oberfläche
des Abstandshalters in Oberflächenkontakt miteinander
sind. Die Draht/Abstandshalter-Anordnung wird zwischen
der Trägerplatte und dem Verbundbauteil so angeordnet,
daß die zweite gegenüberliegende Oberfläche des Abstands
halters in Oberflächenkontakt mit der Trägerplatte ist
und die freigelegte abgeschrägte Oberfläche des Drahtes
in Oberflächenkontakt mit dem Verbundbauteil ist. Der
Draht und der Abstandshalter werden so positioniert, daß
die freigelegte abgeschrägte Oberfläche und die zweite
gegenüberliegende Oberfläche im wesentlichen parallel
sind. Die Reihenfolge des Zusammensetzens der Elemente,
d. h. des abgeschrägten Abstandshalters, des Trägerpfo
stens, des abgeschrägten Drahtes und des Verbundbauteils,
ist nicht auf die hier beschriebene beschränkt. Die Zu
sammensetzung der Elemente kann in irgendeiner Reihenfol
ge durchgeführt werden, die zu den oben erwähnten Relativ
stellungen für die Elemente führt.
Querdruck wird auf die zusammengesetzten Elemente ausge
übt, die dann zur Bildung der supraleitenden Verbindung
Nb3Sn und zur Diffusionsbindung der Bestandteilselemente
miteinander erhitzt werden. Querdruck kann auf die zusam
mengesetzten Elemente unter Anwendung irgendeines her
kömmlichen Verfahrens ausgeübt werden. Schließlich wird
ein supraleitendes Bauteil in elektrischen Kontakt mit
dem supraleitenden Verbundbauteil gebracht, wodurch eine
supraleitende Verbindungsstelle gebildet wird.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen wird das Zusammen
setzen der zugehörigen Elemente einschließlich der Ein
wirkung des Querdrucks durch die Verwendung einer Klemme
erleichtert. Die Klemme enthält einen Klemmkörper und
eine Gegenhaltplatte, die untereinander durch Befestigungs
mittel befestigt sind. Die Elemente werden im Klemmkör
per, wie oben beschrieben, zusammengesetzt, und die Gegen
haltplatte wird daran unser Verwendung von Haltern be
festigt, die durch ausgerichtete Öffnungen im Klemmkörper
und in der Gegenhaltplatte durchgehen. Querdruck kann
auf die zusammengesetzten Elemente durch Schrauben oder
Niederdrücken der Halter ausgeübt werden.
Nach solcher Anbringung in der Klemme können die Elemen
te erhitzt werden, um die supraleitende Phase zu bilden.
Hierzu besteht die Klemme vorzugsweise aus einem feuer
festen Material, das sich zum Aushalten hoher Tempera
turen eignet, und wird mit einer feuerfesten Isolation,
wie z. B. Glimmer, bekleidet, um ein Haften der zusam
mengesetzten Elemente an der Klemme zu vermeiden. In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestehen die Halter
aus einem Material, wie z. B. Hastalloy, das einen
niedrigeren Ausdehnungskoeffizient als der nichtrosten
de Stahl der Klemme hat, so daß während der Wärmebehand
lung die Klemme einen erhöhten Druck auf die zusammenge
setzten Elemente ausübt.
In anderen bevorzugten Ausführungsbeispielen wird das
supraleitende Bauteil auf das Verbundbauteil punktge
schweißt. Je größer die Zahl der Punktschweißungen, umso
größer ist die Stromdichte der Verbindungsstelle. Typisch
werden 40-50 Punktschweißungen je 3,8 cm Länge des supra
leitenden Bauteils hergestellt. Eine erhöhte Stromdichte
kann durch elektrisches Kontaktieren einer Mehrzahl von
supraleitenden Bauteilen mit dem Verbundbauteil erreicht
werden.
Die supraleitende Verbindungsstelle der Erfindung ermög
licht eine größere Flächenausdehnung, auf der das Niob-
Zinn-Verbundbauteil in elektrischem Kontakt mit der frei
gelegten Oberfläche des Niob-Zinn-Drahtes ist, wodurch
die Stromdurchlaßkapazität der Verbindungsstelle verbes
sert wird. Die supraleitende Verbindungsstelle wurde bis
zu 450 A in Feldern von 3 Tesla geprüft. Die vorliegende
Erfindung stellt eine vorzügliche Verbindungsstelle durch
Einwirken von Druck durch die Niob-Zinn-Verbundbauteil/
Draht-Grenzfläche während der Wärmebehandlung zur Ver
fügung.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand
der Zeichnung näher erläutert, worin
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bekannten
supraleitenden Verbindungsstelle ist;
Fig. 2 eine Darstellung einer Form ist, die bei der
Herstellung eines Niob-Zinn-Verbundbauteils
verwendet wird;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer supralei
tenden Verbindungsstelle der Erfindung ist;
Fig. 4 eine Darstellung eines abgeschrägten supralei
tenden Drahtes, der bei der Anordnung einer
supraleitenden Verbindungsstelle verwendet wird,
in (a) unausgerichteter und (b) ausgerichteter
Stellung ist; und
Fig. 5 eine Darstellung der Anordnung einer supraleiten
den Verbindungsstelle gemäß dem Verfahren der
Erfindung ist.
Eine supraleitende Verbindungsstelle, die sich zum Ver
binden eines Paares von supraleitenden Drähten ohne Wider
stand eignet, wird beschrieben. Bei der Herstellung von
Hochfeld-NMR-Magneten ist wenigstens einer der zu ver
bindenden supraleitenden Drähte ein Niob-Zinn-Supraleiter.
Der zweite Draht ist typisch aus Niob-Titan-Legierung.
Die Verwendung beider supraleitenden Materialien in der
supraleitenden Verbindungsstelle ist als Hybridverbin
dungsstelle bekannt.
Eine typische supraleitende Magnetspule besteht aus einem
Primärdraht, aus einer Metallmatrix, die eine große Zahl
feiner Niobfasern oder alternativ einen Niob/Metallmatrix-
Verbund enthält. Das Matrixmetall muß Zinn zur Ermög
lichung der Bildung der supraleitenden Phase enthalten.
Die Querschnittsgeometrie des Primärdrahtes kann rund
oder rechteckig sein. Der Primärdraht wird in einer
Tantalschicht eingehüllt, und um diese wird eine Kupfer
schicht gewickelt. Die gesamte Anordnung wird durch Schmie
den und Ziehen verarbeitet. Der gezogene Draht wird dann
durch ein Glasfasergespinst isoliert. Eine Spule wird
aus einer Drahtlänge gewickelt, wobei man zwei aus der
Spule vorragende Enden beläßt. Die supraleitende Niob-
Zinn-Verbindung Nb3Sn wird durch Erhitzen der Spule für
einige hundert Stunden auf eine Temperatur im Bereich
von 700°C gebildet.
Die supraleitende Verbindungsstelle der Erfindung wird
aus einem Primärdraht mit einem rechteckigen oder qua
dratischen Querschnitt hergestellt. Daher muß das Ende
eines Primärdrahtes mit einem runden Querschnitt erfin
dungsgemäß vor der Verwendung in eine rechteckige Form
umgeformt oder so umgeben werden, daß er angenähert eine
rechteckige Form erhält. Unter Bezugnahme auf die Figuren
in der Zeichnung wird der Aufbau der supraleitenden Ver
bindungsstelle im einzelnen beschrieben. Durch die Be
schreibung hindurch stellen die gleich numerierten Ele
mente die gleichen Elemente dar.
Ein Verbundbauteil wird durch Pulverkompaktierung von
Niob- und Zinnpulvern hergestellt. Jede herkömmliche
Pulverkompaktierungstechnik liegt im Rahmen der Erfin
dung, vorausgesetzt, daß sie die Niob- und Zinnpulver
nicht vorzeitig in die supraleitende Verbindung umwan
delt. Kaltes isostatisches Pressen ist ein bevorzugtes
Verfahren. Niob- und Zinnpulver werden im Verhältnis von
10 Gewichtsteilen Niob zu 1 Gewichtsteil Zinn gemischt.
Eine solche Form, wie die in Fig. 2 gezeigte, die aus
zwei durch Bolzen verbundenen rostfreien Stahlschalen
20 besteht, kann verwendet werden. Die Form bildet einen
quadratischen oder rechteckigen Querschnitt mit einem
offenen Ende 22. Zwei Kolben 24 aus Werkzeugstahl des
gleichen Querschnitts passen bündig in die Form. Vor
Verwendung werden die Innenoberflächen der Form mit einem
Trennmittel besprüht. Eine Menge des gemischten Pulvers
wird in die Form geschüttet, und die Kolben werden in
diese unter hohem Druck eingepreßt. Die Pulvermenge und
die Preßparameter werden gewählt, um einen gepreßten Pul
verblock einer vorbestimmten Länge zu erzeugen. Ein typi
scher Block hat die Abmessungen von 9 mm×9 mm×3,8 cm,
jedoch liegt jede vernünftige Abmessung im Rahmen der
Erfindung.
Gemäß Fig. 3 ist ein Pfosten 30 vorgesehen, der eine ein
stückige Trägerplatte 31 enthält. Der Pfosten 30 erstreckt
sich vom Ende einer Spulenform 32 weg in einen Niedrigfeld
bereich. Typisch wird ein Niedrigfeldbereich von weniger
als 3 Tesla für die Positionierung der supraleitenden
Verbindungsstelle gewählt, um den kritischen Strom der
Verbindungsstelle zu verbessern. Der Pfosten besteht aus
einem nichtmagnetischen feuerfesten Material, wie z. B.
Titan-Vanadin-Aluminium-Legierung. Das Ende des Pfostens
wird so bearbeitet, daß eine supraleitende Verbindungs
stelle 34 am Pfosten in jeder zweckmäßigen Weise befestigt
werden kann.
Der Niob-Zinn-Draht wird hergestellt, indem man diagonal
eine abgeschrägte Fläche am Ende des Drahtes bearbeitet,
die durch alle Niobfasern oder durch die Niob-Zinn-Ver
bundoberfläche durchgeht. Der in Fig. 4a gezeigte bear
beitete Draht 40 zeigt klar eine abgeschrägte Oberfläche
41 mit freigelegten Niobfasern 42 in einer Metallmatrix
44 und eine erste gegenüberliegende Oberfläche 45. Ein
Abschrägungswinkel 46 (R) ist im Bereich von 10 bis 50°
und vorzugsweise 20 bis 30° Der niedrige Winkel der Ab
schrägung ermöglicht die Freilegung einer großen Quer
schnittsfläche. Weiter ermöglicht der diagonale Schnitt,
daß die Niobfasern in direkten Kontakt mit dem Niob-Zinn-
Verbundbauteil gebracht werden. Die freigelegte Oberfläche
kann leicht mit Salpetersäure geätzt werden, um Niob
5-10 µm über der Matrixoberfläche freizulegen. Der Draht
kann nach der Bearbeitung, wie in Fig. 4b gezeigt ist,
gebogen werden, so daß die abgeschrägte freigelegte Ober
fläche 41 mit der erstreckten Länge 47 des Drahtes fluchtet.
Ein Abstandshalter wird ebenfalls mit einer zu der des
abgeschrägten Endes des Drahtes komplementären Form be
arbeitet. Der Abstandshalter kann aus irgendeinem mit
dem Niob-Zinn-Draht kompatiblen Material, wie z. B. Kupfer,
Bronze oder nichtrostender Stahl, sein. In den meist be
vorzugten Ausführungsbeispielen wird der Abstandshalter
aus dem gleichen Niob-Zinn-Draht hergestellt, wie er bei
der Wicklung der Magnetspule verwendet wird.
In Fig. 5 werden der Draht 40 und der Abstandshalter 52
angrenzend an die Trägerplatte positioniert, jedoch wird
eine verbesserte Halterung mit Beständigkeit gegenüber
einem Schaden durch mechanischen Stoß erhalten, wenn der
Draht und der Abstandshalter in einem in der Trägerplatte
31 vorgesehenen Kanal 50 angebracht werden. Der Abstands
halter 52 mit einer zweiten abgeschrägten Oberfläche 53
und einer zweiten gegenüberliegenden Oberfläche 54 wird
zwischen dem Draht 40 und der Trägerplatte 31 so posi
tioniert, daß die abgeschrägte Fläche 41 des Drahtes vom
Trägerpfosten weg gerichtet wird. Die erste gegenüberlie
gende Oberfläche 45 des Drahtes und die zweite abgeschräg
te Oberfläche 53 des Abstandshalters sind miteinander
in Oberflächenkontakt. Der Abstandshalter 52 nimmt den
Spalt ein, der durch die Abschrägung des Drahtes geschaf
fen wird, und wird als Rückhalt des Drahtes 40 zum Schaf
fen einer zu einer Stirnfläche eines Verbundbauteils 55
parallelen Oberfläche verwendet. Der Draht und der Ab
standshalter sollten nach dem Zusammensetzen nicht im
Kanal unter einer Oberfläche 56 der Trägerplatte liegen,
da sonst ein Oberflächenkontakt des Draht es mit dem Ver
bundbauteil 55 dann nicht möglich ist. In bevorzugten
Ausführungsbeispielen erheben sich der Draht und der Ab
standshalter nach dem Zusammensetzen 75-125 µm (0,003′′-
0,005′′) über die Oberfläche 56 der Trägerplatte. Das Ver
bundbauteil 55 wird in Oberflächenkontakt mit der freige
legten abgeschrägten Oberfläche 41 des Drahtes 40 posi
tioniert. Obwohl das Verbundbauteil während des Zusammen
baus nicht gegen den Abstandshalter ruhen kann, wurde
bestimmt, daß sich während der Wärmebehandlung das Ver
bundbauteil ausdehnt und bis gegen die Oberfläche 56 der
Trägerplatte vordringt. Der Zusammenbau der Elemente muß
nicht in der oben beschriebenen genauen Reihenfolge statt
finden, doch ist die Relativlage der Elemente wie oben
beschrieben.
Bis dahin sind die zusammengesetzten Elemente nicht supra
leitend. Eine Hochtemperaturwärmebehandlung ist erforder
lich, um das Niob und das Zinn des Drahtes 40 und des
Verbundbauteils 55 in die supraleitende Verbindung Nb3Sn
umzuwandeln. Die Behandlung der zusammengesetzten Ele
mente erfolgt vorteilhaft gleichzeitig mit der Behandlung
der Magnetspule selbst. Die Einzelheiten der Wärmebehand
lung sind im Stand der Technik gut bekannt, siehe z. B.
J. E. C. Williams et al. in IEEE Trans. Mag. 25(2), 1767
(1989).
Die einzelnen Elemente müssen in engem Oberflächenkontakt
sein, so daß die Diffusionsverbindung während der Wärme
behandlung optimiert wird. Hierzu wird Querdruck auf die
zusammengesetzten Elemente in Richtung längs der Pfeile
57 ausgeübt. Jede herkömmliche Einrichtung zur Einwirkung
von Querdruck auf die Verbindungsstelle liegt im Rahmen
der Erfindung. In bevorzugten Ausführungsbeispielen wird
eine Klemme verwendet, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist.
Ein Klemmkörper 58 und eine Gegenhaltplatte 59 bestehen
aus einem feuerfesten Material. Halter 60, ebenfalls aus
einem feuerfesten Material, werden zum Zusammenhalten der
Klemmenteile verwendet. Halter 60 können Bolzen, Schrau
ben oder Stifte oder irgendwelche anderen Befestigungs
mittel sein. Querdruck wird durch Schrauben oder Ein
drücken der Halter 60 erzeugt. Zusätzlicher Druck er
gibt sich, wenn die Halter 60 aus Hastalloy, Molybdän,
Wolfram oder irgendeinem anderen Material mit hoher Fe
stigkeit bei hoher Temperatur und niedrigem Ausdehnungs
koeffizient bestehen und die Klemmenteile 58 und 59 aus
nichtrostendem Stahl bestehen. Beim Erhitzen dehnen sich
die Klemmenteile aus und werden durch die Halter an Ort
und Stelle gehalten, wodurch Kraft auf die zusammenge
setzten Elemente ausgeübt wird. Die Eignung zum Ausüben
von Querdruck auf die zusammengesetzten Elemente während
der Erhitzung ist ein wichtiger Schritt zum Erhalten einer
überlegenen supraleitenden Verbindungsstelle.
Wo die Klemmenteile direkt auf das Verbundbauteil 55 oder
die Trägerplatte 31 drücken, wird ein feuerfester Iso
lierstoff, wie z. B. Glimmer, als Zwischenschicht zum
Vermeiden einer Verbindungsbildung verwendet. Weiter
können (nicht dargestellte) nichtrostende Stahlscheiben
verwendet werden, um eine bündige Passung für das Ver
bundbauteil 55 im Klemmkörper 58 zu schaffen. Sowohl der
Klemmkörper 58 als auch die Gegenhaltplatte 59 sind mit
Gewindelöchern 61 ausgerüstet, so daß (nicht dargestellte)
Spreizschrauben eingeführt werden können, um die Klemmen
teile von der Verbindungsstelle nach der Wärmebehandlung
zu entfernen.
Nach der Wärmebehandlung liegen das unreagierte Niob und
das unreagierte Zinn des Verbunds und des Drahtes im in
die supraleitende Phase umgewandelten Zustand vor. Gemäß
Fig. 3 wird das supraleitende Niob-Zinn-Verbundbauteil
55 mit dem (nicht gezeigten) Niob-Zinn-Draht 40 diffu
sionsverbunden, welche beiden nun die supraleitende Ver
bindung Nb3Sn enthalten. Der supraleitende Draht 40 wird
weiter durch den (nicht gezeigten) Abstandshalter 52 mit
der Trägerplatte 31 diffusionsverbunden. Der Trägerpfosten
sollte eine Legierung oder ein Metall, wie z. B. Titan,
enthalten, die bzw. das zur Diffusionsverbindung mit dem
Abstandshalter und dem Verbundbauteil geeignet ist. In
diesem Stadium kann die Verbindungsstelle mit der Träger
platte mittels eines Epoxyharzes zur weiteren Verfesti
gung der Verbindungsstelle verbunden werden.
Irgendeine oder sämtliche der drei zugänglichen Oberflä
chen des supraleitenden Verbundbauteils 55 werden nun
in Vorbereitung für die elektrische Kontaktierung eines
supraleitenden Bauteils 37 mit dem supraleitenden Ver
bundbauteil 55 gereinigt und leicht poliert. In bevorzug
ten Ausführungsbeispielen ist das supraleitende Bauteil
37 ein Niob-Titan-Supraleiterdraht.
Einfaser-Niob-Titan-Drähte, die sich zur Verwendung bei
der supraleitenden Verbindungsstelle der Erfindung eignen,
werden folgendermaßen hergestellt. Ein mit Kupfer be
schichteter Draht mit einem Kupfer/Supraleiter-Verhältnis
von etwa 1,5 : 1 und einem Gesamtdurchmesser von etwa 1,2 mm
wird in geeignete Längen (angenähert 30 cm) geschnitten.
Der Draht wird durch Walzen auf eine Dicke von 0,25 mm
über eine Länge von 3,8 cm an einem Ende abgeflacht. Die
Kupferbeschichtung wird dann vom abgeflachten Ende zur
Freilegung flacher Teile aus Niob-Titan abgeätzt.
Fig. 3 zeigt die Anordnung der vervollständigten supra
leitenden Verbindungsstelle 34. Das abgeflachte supra
leitende Bauteil 37 wird auf eine polierte Oberfläche
des supraleitenden Verbundbauteils 55 gelegt. Fakulta
tiv wird ein dünnes Blech 38 aus leitendem Metall, wie
z. B. nichtrostendem Stahl, über das supraleitende Bau
teil 37 gelegt. Ein dünnes Blech 38 aus Niob-Zinn, das
auf Hastalloy abgeschieden wurde, wurde auch erfolgreich
zwischen dem supraleitenden Verbundbauteil 55 und dem
supraleitenden Draht 37 eingefügt. Jedoch wird bevorzugt,
daß kein metallisches Blech verwendet wird, um die Punkt
schweißungen zu erzeugen. Eine Punktschweißung 39 wird
durch das supraleitende Bauteil 37 in das supraleitende
Verbundbauteil 55 hergestellt. Die Schweißenergie wird
so justiert, daß eine starke Schweißung ohne Brennen er
halten wird, und ist von den verwendeten Materialien und
der Abmessung der Verbindungsstelle abhängig. Bei der
oben beschriebenen Verbindungsstelle wurde eine Schweiß
energie von angenähert 10-13 J verwendet. Das Punktschweiß
verfahren wird viele Male über die Länge des abgeflach
ten supraleitenden Bauteils 37 wiederholt, wobei jeder
Punkt von seinem Nachbarpunkt um einen dem Durchmesser
der Verfärbung des Punktes gleichen Betrag beabstandet
ist. Typisch können 40-60 Punktschweißungen über eine
Länge von 3,8 cm des supraleitenden Bauteils 37 gemacht
werden. Allgemein ist die kritische Stromkapazität jeder
Punktschweißung 39 1 A. Daher ist, da so viel wie drei
supraleitende Bauteile an drei freigelegten Flächen des
supraleitenden Verbundbauteils punktgeschweißt werden
können, ein kritischer Strom bis zu 450 A in einem 3 Tesla-
Feld theoretisch möglich.
Schließlich kann ein Epoxyharz auf die fertige Verbin
dungsstelle für erhöhte Festigkeit und mechanische Hal
terung aufgebracht werden. Für diesen Zweck wird die Ver
bindungsstelle vorteilhaft unter einer Lampe erhitzt,
so daß das Harz leicht in die Zwischenräume der Verbin
dungsstelle einfließt.
Der elektrische Kontakt des supraleitenden Bauteils mit
dem supraleitenden Verbundbauteil kann abgestreift und
erneuert werden. Nach dem Abstreifen muß die Oberfläche
des supraleitenden Verbundbauteils 55 wieder poliert und
gereinigt werden. Das Punktschweißverfahren kann dann
wiederholt werden.
Die Hybridverbindungsstelle der Erfindung ermöglicht,
daß die Verbindungsstelle mit einem supraleitenden Niob-
Titan-Draht beendet wird. Niob-Titan ist ein weiches,
duktiles Metall und kann nach Standard-Metallbearbeitungs
techniken verarbeitet werden. Daher ist es möglich, eine
Magnetspule ohne Zerstörung der supraleitenden Verbin
dungsstelle zu entfernen und zu ersetzen.
Eine wie oben beschriebene supraleitende Verbindungsstelle
wurde erfolgreich in den supraleitenden Magnet eines
750 MHz-NMR-Magnets eingesetzt. Es ist für Fachleute klar,
daß die Erfindung auf supraleitende Verbindungsstellen
für andere Anwendungsfälle angewandt werden kann.
Claims (43)
1. Supraleitende Verbindungsstelle zum Verbinden eines
Paares von Supraleiterdrähten, die:
ein supraleitendes Niob-Zinn-Verbundbauteil (55), einen mit dem Verbundbauteil (55) diffusionsverbundenen supra leitenden Niob-Zinn-Draht (40),
einen mit dem supraleitenden Draht (40) diffusionsver bundenen Abstandshalter (52),
eine am Abstandshalter (52) befestigte Trägerplatte (31) und
ein supraleitendes Bauteil (37) in elektrischem Kontakt mit dem Niob-Zinn-Verbundbauteil (55) aufweist.
ein supraleitendes Niob-Zinn-Verbundbauteil (55), einen mit dem Verbundbauteil (55) diffusionsverbundenen supra leitenden Niob-Zinn-Draht (40),
einen mit dem supraleitenden Draht (40) diffusionsver bundenen Abstandshalter (52),
eine am Abstandshalter (52) befestigte Trägerplatte (31) und
ein supraleitendes Bauteil (37) in elektrischem Kontakt mit dem Niob-Zinn-Verbundbauteil (55) aufweist.
2. Supraleitende Verbindungsstelle zum Verbinden eines
Paares von Supraleiterdrähten, die:
ein supraleitendes Niob-Zinn-Verbundbauteil (55) mit wenigstens einer flachen Oberfläche,
einen supraleitenden Niob-Zinn-Draht (40) mit einer abgeschrägten, das Innere des supraleitenden Drahtes (40) freilegenden Oberfläche und einer ersten gegen überliegenden Oberfläche, wobei die freigelegte abge schrägte Oberfläche mit der flachen Oberfläche des supraleitenden Verbundbauteils (55) diffusionsverbunden ist,
einen komplementären Abstandshalter (52) mit einer zweiten abgeschrägten Oberfläche und einer zweiten gegenüberliegenden Oberfläche und mit einer der des abgeschrägten supraleitenden Drahtes (40) gleicharti gen Abschrägung, wobei die zweite abgeschrägte Ober fläche des Abstandshalters (52) mit der ersten gegen überliegenden Oberfläche des supraleitenden Drahtes (40) diffusionsverbunden ist,
eine mit der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche des Abstandshalters (52) diffusionsverbundene Träger platte (31) und
ein supraleitendes Bauteil (37) in elektrischem Kontakt mit dem supraleitenden Verbundbauteil (55) aufweist.
ein supraleitendes Niob-Zinn-Verbundbauteil (55) mit wenigstens einer flachen Oberfläche,
einen supraleitenden Niob-Zinn-Draht (40) mit einer abgeschrägten, das Innere des supraleitenden Drahtes (40) freilegenden Oberfläche und einer ersten gegen überliegenden Oberfläche, wobei die freigelegte abge schrägte Oberfläche mit der flachen Oberfläche des supraleitenden Verbundbauteils (55) diffusionsverbunden ist,
einen komplementären Abstandshalter (52) mit einer zweiten abgeschrägten Oberfläche und einer zweiten gegenüberliegenden Oberfläche und mit einer der des abgeschrägten supraleitenden Drahtes (40) gleicharti gen Abschrägung, wobei die zweite abgeschrägte Ober fläche des Abstandshalters (52) mit der ersten gegen überliegenden Oberfläche des supraleitenden Drahtes (40) diffusionsverbunden ist,
eine mit der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche des Abstandshalters (52) diffusionsverbundene Träger platte (31) und
ein supraleitendes Bauteil (37) in elektrischem Kontakt mit dem supraleitenden Verbundbauteil (55) aufweist.
3. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der supraleitende Niob-Zinn-Draht (40) Fäden aus
Niob-Zinn-Supraleiter ins einer metallischen Matrix
aufweist.
4. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Matrix eine Zinnlegierung ist.
5. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Matrix Bronze ist.
6. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die freigelegte abgeschrägte Oberfläche des supra
leitenden Drahtes (40) mit der erstreckten Länge des
supraleitenden Drahtes fluchtet.
7. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der supraleitende Draht (40) und der Abstandshalter
(52) so positioniert sind, daß die freigelegte abge
schrägte Oberfläche und die zweite gegenüberliegende
Fläche im wesentlichen parallel sind.
8. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das supraleitende Niob-Zinn-Verbundbauteil (55)
einen rechteckigen Querschnitt hat.
9. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das supraleitende Niob-Zinn-Verbundbauteil (55)
einen quadratischen Querschnitt hat.
10. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der supraleitende Niob-Zinn-Draht (40) ein Endstück
von einer supraleitenden Magnetspule ist.
11. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abschrägung einen Winkel im Bereich von 1 bis
5 Grad hat.
12. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abschrägung einen Winkel im Bereich von 2 bis
3 Grad hat.
13. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trägerplatte (31) einen Kanal (50) zur Aufnahme
des Abstandshalters (52) und des supraleitenden Drahtes
(40) hat.
14. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der elektrische Kontakt des supraleitenden Bauteils
(37) mit dem Verbundbauteil (55) eine Mehrzahl von
Punktschweißstellen (39) aufweist.
15. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstandshalter (52) ein aus der aus Kupfer,
Bronze und nichtrostendem Stahl bestehenden Gruppe
gewähltes Metall aufweist.
16. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstandshalter (52) aus Niob-Zinn-Draht besteht.
17. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das supraleitende Bauteil (37) eine Niob-Titan-
Legierung aufweist.
18. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 1 oder 2,
die weiter ein auf die zusammengebaute supraleitende
Verbindungsstelle (34) aufgebrachtes Epoxyharz aufweist.
19. Verfahren zur Herstellung einer supraleitenden Verbin
dungsstelle zur Verbindung eines Paares von Supraleiter
drähten, das die folgenden Schritte aufweist:
- a) Bearbeiten eines Niob und Zinn aufweisenden Drahtes derart, daß der Draht ein abgeschrägtes Ende mit einer ersten abgeschrägten Oberfläche, die das Drahtinnere freilegt, und einer ersten gegenüber liegenden Oberfläche hat;
- b) Vorsehen eines komplementären Abstandshalters mit einer der des abgeschrägten Drahtes im wesentlichen gleichartigen Abschrägung, welcher Abstandshalter eine zweite abgeschrägte Oberfläche und eine zweite gegenüberliegende Oberfläche hat;
- c) Vorsehen eines Niob und Zinn aufweisenden Verbund bauteils mit einer flachen Oberfläche und einer Trägerplatte;
- d) Zusammensetzen des Drahtes, des Abstandshalters, des Verbunds und der Trägerplatte in irgendeiner Reihenfolge derart, daß die erste gegenüberliegende Oberfläche des Drahtes in Oberflächenkontakt mit der ersten abgeschrägten Oberfläche des Abstands halters ist, die zweite gegenüberliegende Oberfläche des Abstandshalters in Oberflächenkontakt mit der Trägerplatte ist und die freigelegte abgeschrägte Oberfläche des Drahtes in Oberflächenkontakt mit dem Verbundbauteil ist;
- e) Einwirken eines Querdrucks auf die zusammengesetzten Elemente des Schrittes (d);
- f) Erhitzen der zusammengesetzten Elemente unter Quer druck zur Erzeugung einer supraleitenden Niob-Zinn- Phase im Verbundbauteil und im Draht und zur Dif fusionsverbindung der zusammengesetzten Elemente untereinander, wo die Elemente in Oberflächenkontakt sind; und
- g) elektrisches Kontaktieren eines supraleitenden Bauteils mit dem Verbundbauteil.
20. Verfahren nach Anspruch 19, das weiter den Schritt des:
Ausrichtens der freigelegten abgeschrägten Oberfläche des Drahtes vor dem Zusammensetzen im Schritt (d) der art aufweist, daß sie mit der erstreckten Länge des Drahtes fluchtet.
Ausrichtens der freigelegten abgeschrägten Oberfläche des Drahtes vor dem Zusammensetzen im Schritt (d) der art aufweist, daß sie mit der erstreckten Länge des Drahtes fluchtet.
21. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Draht und der Abstandshalter während des Zu
sammensetzens im Schritt (d) derart positioniert werden,
daß die freigelegte abgeschrägte Oberfläche des Drahtes
und die zweite gegenüberliegende Oberfläche des Abstands
halters im wesentlichen parallel sind.
22. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbundbauteil ein Pulververbund ist.
23. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Draht feine Niobfäden in einer Zinn enthalten
den Matrix aufweist.
24. Verfahren nach Anspruch 19, das weiter den Schritt des:
Ätzens der freigelegten abgeschrägten Oberfläche des Drahtes nach dem Bearbeiten im Schritt (a) zum Freile gen von Niob über einer Zinn enthaltenden Oberfläche aufweist.
Ätzens der freigelegten abgeschrägten Oberfläche des Drahtes nach dem Bearbeiten im Schritt (a) zum Freile gen von Niob über einer Zinn enthaltenden Oberfläche aufweist.
25. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das supraleitende Bauteil Niob-Titan aufweist.
26. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Draht und der Abstandshalter in einem Kanal
des Trägerpfostens zur zusätzlichen Halterung posi
tioniert werden.
27. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente des Schritts (d) zusammengesetzt werden
und der Querdruck des Schritts (e) unter Verwendung
einer Klemme einwirkt, die einen Klemmkörper zur Auf
nahme der zusammengesetzten Verbindungsstelle und eine
Gegenhaltplatte zum Abstützen der zusammengesetzten
Verbindungsstelle in der Klemme aufweist, wobei der
Klemmkörper und die Gegenhaltplatte durch Befestigungs
mittel miteinander befestigt werden.
28. Verfahren nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Befestigungsmittel Halter aufweisen, die durch
ausgerichtete Öffnungen im Klemmkörper und in der Gegen
haltplatte durchgehen.
29. Verfahren nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Halter ein aus der aus Hastalloy, Molybdän
und Wolfram bestehenden Gruppe gewähltes Material auf
weisen.
30. Verfahren nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Klemmkörper und die Gegenhaltplatte nichtrosten
den Stahl aufweisen.
31. Verfahren nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Klemmkörper und die Gegenhaltplatte mit Iso
lierstoff zum Verhindern einer Verbindung der zusammen
gesetzten Teile mit der Klemme beschichtet sind.
32. Verfahren nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zusammengesetzten Teile aus der Klemme durch
Spindelschrauben in Gewindeöffnungen im Klemmenkörper
und in der Gegenhaltplatte freigesetzt werden.
33. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrische Kontaktierung des supraleitenden
Bauteils mit dem Verbundbauteil Punktschweißen vorsieht.
34. Verfahren nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
daß 40-60 Punktschweißstellen über eine Länge von 3,8 cm
hergestellt werden.
35. Verfahren nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Draht und der Abstandshalter, die im Kanal
vereint sind, bis jenseits der Trägerplattenoberfläche
reichen.
36. Verfahren nach Anspruch 35,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Draht und der Abstandshalter 75-125 µm (0,003′′
bis 0,005′′) bis jenseits der Oberfläche der Trägerplatte
reichen.
37. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das supraleitende Bauteil eine Dicke im Bereich
von 0,13-0,51 mm (0,005 bis 0,02 inch) hat.
38. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Mehrzahl supraleitender Bauteile elektrisch
mit dem Verbundbauteil kontaktiert werden.
39. Verfahren nach Anspruch 19, das weiter den Schritt des:
Aufbringens eines Epoxyharzes auf die zusammengesetzte Verbindungsstelle nach der Wärmebehandlung aufweist.
Aufbringens eines Epoxyharzes auf die zusammengesetzte Verbindungsstelle nach der Wärmebehandlung aufweist.
40. Supraleitende Verbindungsstelle zum Verbinden eines
Paares von Supraleiterdrähten, die:
ein supraleitendes Verbundbauteil,
einen mit dem Verbundbauteil diffusionsverbundenen supraleitenden Draht,
einen mit dem supraleitenden Draht diffusionsverbundenen Abstandshalter und
ein supraleitendes Bauteil in elektrischem Kontakt mit dem Niob-Zinn-Verbundbauteil aufweist.
ein supraleitendes Verbundbauteil,
einen mit dem Verbundbauteil diffusionsverbundenen supraleitenden Draht,
einen mit dem supraleitenden Draht diffusionsverbundenen Abstandshalter und
ein supraleitendes Bauteil in elektrischem Kontakt mit dem Niob-Zinn-Verbundbauteil aufweist.
41. Supraleitende Verbindungsstelle nach Anspruch 40,
gekennzeichnet durch
eine Trägerplatte, an der die supraleitende Verbin
dungsstelle befestigt ist.
42. Supraleitende Verbindungsstelle zum Verbinden eines
Paares von Supraleiterdrähten, die:
ein supraleitendes Verbundbauteil,
einen mit dem Verbundbauteil diffusionsverbundenen supraleitenden Draht,
einen mit dem supraleitenden Draht diffusionsverbundenen Abstandshalter,
eine am Abstandshalter befestigte Trägerplatte und
ein supraleitendes Bauteil in elektrischem Kontakt mit dem Niob-Zinn-Verbundbauteil aufweist.
ein supraleitendes Verbundbauteil,
einen mit dem Verbundbauteil diffusionsverbundenen supraleitenden Draht,
einen mit dem supraleitenden Draht diffusionsverbundenen Abstandshalter,
eine am Abstandshalter befestigte Trägerplatte und
ein supraleitendes Bauteil in elektrischem Kontakt mit dem Niob-Zinn-Verbundbauteil aufweist.
43. Verfahren zur Herstellung einer supraleitenden Verbin
dungsstelle zur Verbindung eines Paares von Supraleiter
drähten, das die folgenden Schritte aufweist:
- a) Vorsehen eines einen Supraleiter oder Supraleiter vorläufer aufweisenden Drahtes, der ein abgeschräg tes Ende mit einer das Drahtinnere freilegenden Oberfläche hat;
- b) Vorsehen eines komplementären Abstandshalters;
- c) Vorsehen einer Trägerplatte und eines einen Supra leiter oder einen Supraleitervorläufer aufweisenden Verbundbauteils;
- d) Zusammensetzen des Drahtes, des Abstandshalters und der Trägerplatte in irgendeiner Reihenfolge derart, daß der Draht in Oberflächenkontakt mit dem Abstandshalter ist, eine gegenüberliegende Oberfläche des Abstandshalters in Oberflächenkon takt mit der Trägerplatte ist und die freigelegte Oberfläche des Drahtes in Oberflächenkontakt mit dem Verbundbauteil ist;
- e) Einwirken eines Querdrucks auf die zusammengesetzten Elemente des Schrittes (d);
- f) Erhitzen der zusammengesetzten Elemente unter Quer druck zur Erzeugung einer supraleitenden Phase im Verbundbauteil und im Draht und zur Verbindung der zusammengesetzten Elemente untereinander; und
- g) elektrisches Kontaktieren eines supraleitenden Bauteils mit dem Verbundbauteil.
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