JPH031469A - 超電導線および化合物超電導線の接続方法 - Google Patents
超電導線および化合物超電導線の接続方法Info
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- JPH031469A JPH031469A JP1135202A JP13520289A JPH031469A JP H031469 A JPH031469 A JP H031469A JP 1135202 A JP1135202 A JP 1135202A JP 13520289 A JP13520289 A JP 13520289A JP H031469 A JPH031469 A JP H031469A
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Landscapes
- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
- Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、超電導線および化合物超電導線の接続方法に
関するものである。
関するものである。
［従来の技術］
第５図は、例えば特公昭５９−３８８０７号公報に示さ
れた従来の接続された超電導線の一部を示す斜視図であ
る０図において、（ｌａ）および（１ｂ）は超電導線、
（２ａ）および（２ｂ）はマトリックス、 （３ａ）お
よび（３ｂ）は超電導芯線、（１２）はハンダである。
れた従来の接続された超電導線の一部を示す斜視図であ
る０図において、（ｌａ）および（１ｂ）は超電導線、
（２ａ）および（２ｂ）はマトリックス、 （３ａ）お
よび（３ｂ）は超電導芯線、（１２）はハンダである。
即ち超電導線（１ａ）および（１ｂ）は互いにハンダで
電気的に接続されている。マトリックス（２ａ）および
（２ｂ）中に超電導芯線（３ａ）および（３ｂ）が埋設
された構造になっている０代表的な超電導線であるＮｂ
３Ｓｎ超電導線ではマトリックス（２ａ）および（２ｂ
）は通常Ｓｎを含むＣｕ合金およびＣｕである。Ｎｂ３
Ｓｎ Ｍ電導芯線は、熱処理前においてはＮｂであり、
通常高温（一般的には５００〜８００℃）で熱処理して
マトリックス中のＳｎ成分との拡散反応によって生成さ
せている。
電気的に接続されている。マトリックス（２ａ）および
（２ｂ）中に超電導芯線（３ａ）および（３ｂ）が埋設
された構造になっている０代表的な超電導線であるＮｂ
３Ｓｎ超電導線ではマトリックス（２ａ）および（２ｂ
）は通常Ｓｎを含むＣｕ合金およびＣｕである。Ｎｂ３
Ｓｎ Ｍ電導芯線は、熱処理前においてはＮｂであり、
通常高温（一般的には５００〜８００℃）で熱処理して
マトリックス中のＳｎ成分との拡散反応によって生成さ
せている。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、従来の接続法では、超電導線（１ａ）および（
１ｂ）は互いにハンダ（１２）で接続されているので、
超電導線（１ａ）から超電導線（１ｂ）に流れ込もうと
する電流は、超電導芯線（３ａ）からマトリックス（２
ａ）、ハンダ（１２）、マトリックス（２ｂ）を通じて
超電導線芯線（３ｂ）へ流れ込むことになる。しかしマ
トリックス（２ａ）、 （２ｂ）およびハンダは通常超
電導線が使用される条件下では超電導性を示さないので
、流れる電流は大きな電気抵抗を持つため発熱が大きく
超電導コイルでは上記のような接続部があるとコイルの
安定性を損なうという課題があった。
１ｂ）は互いにハンダ（１２）で接続されているので、
超電導線（１ａ）から超電導線（１ｂ）に流れ込もうと
する電流は、超電導芯線（３ａ）からマトリックス（２
ａ）、ハンダ（１２）、マトリックス（２ｂ）を通じて
超電導線芯線（３ｂ）へ流れ込むことになる。しかしマ
トリックス（２ａ）、 （２ｂ）およびハンダは通常超
電導線が使用される条件下では超電導性を示さないので
、流れる電流は大きな電気抵抗を持つため発熱が大きく
超電導コイルでは上記のような接続部があるとコイルの
安定性を損なうという課題があった。
本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、
接続による電気抵抗が極めて小さい超電導線および化合
物超電導線の接続方法を得ることを目的とする。
接続による電気抵抗が極めて小さい超電導線および化合
物超電導線の接続方法を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明の超電導線の接続方法は、第１．第２超電導線端
部の超電導芯線を連結し、熱処理により上記超電導芯線
と反応し、超電導体を形成する元素を含有するマトリッ
クス材料で、上記第１．第２超電導線端部の上記連結部
を有する超電導芯線を包囲し熱処理して、上記連結部お
よび超電導芯線を化合物超電導体とし、上記第１第２超
電導線を接続するものである。
部の超電導芯線を連結し、熱処理により上記超電導芯線
と反応し、超電導体を形成する元素を含有するマトリッ
クス材料で、上記第１．第２超電導線端部の上記連結部
を有する超電導芯線を包囲し熱処理して、上記連結部お
よび超電導芯線を化合物超電導体とし、上記第１第２超
電導線を接続するものである。
本発明の別の発明の化合物超電導線の接続方法は、第１
．第２化合物超電導線端部の化合物超電導芯線を連結し
、熱処理により上記化合物超電導芯線と反応し、超電導
体を形成する元素を含有するマトリックス材料で、上記
第１、第２化合物超電導線端部の上記連結部を有する化
合物超電導芯線を包囲し熱処理して、上記連結部を化合
物超電導体とし。
．第２化合物超電導線端部の化合物超電導芯線を連結し
、熱処理により上記化合物超電導芯線と反応し、超電導
体を形成する元素を含有するマトリックス材料で、上記
第１、第２化合物超電導線端部の上記連結部を有する化
合物超電導芯線を包囲し熱処理して、上記連結部を化合
物超電導体とし。
上記第１．第２化合物超電導線を接続するものである。
［作用コ
本発明において、超電導線が超電導体を介して接続する
ので、接続による電気抵抗が極めて小さくなる。
ので、接続による電気抵抗が極めて小さくなる。
［実施例］
以下１本発明を代表的な化合物超電導線であるＮｂ３Ｓ
ｎ超電導線について説明する。第１図は本発明の一実施
例に係わる第１、第２超電導線を連結するために双方の
超電導線の端部を除去した状態の一部を示す斜視図であ
る０図において、 （ｌａ）および（１ｂ）は超電導線
、（２）はマトリックスで、この場合はＣｕ−５Ω合金
である。 （３ａ）および（３ｂ）は超電導芯線でこの
場合はＮｂである。（４）は拡散障壁で、この場合はＮ
ｂである。（５ａ）および（５ｂ）は安定化材でこの場
合はＣｕである。
ｎ超電導線について説明する。第１図は本発明の一実施
例に係わる第１、第２超電導線を連結するために双方の
超電導線の端部を除去した状態の一部を示す斜視図であ
る０図において、 （ｌａ）および（１ｂ）は超電導線
、（２）はマトリックスで、この場合はＣｕ−５Ω合金
である。 （３ａ）および（３ｂ）は超電導芯線でこの
場合はＮｂである。（４）は拡散障壁で、この場合はＮ
ｂである。（５ａ）および（５ｂ）は安定化材でこの場
合はＣｕである。
第２図は、本発明の一実施例に係わる第１．第２超電導
線端部の連結部を有する超電導芯線をマトリックス材で
包囲した熱処理前の状態を示す一部所面構成図である６
図において、（２２）は後の熱処理によって超電導芯線
と化合物超電導線を形成するマトリックスとなるＣｕ−
３Ω合金粉末、（９）は拡散障壁となるＮｂテープ、（
１０）は安定化材となるＣｕスリーブであり、他は第１
図と同様であるる、先ず、超電導線（ｌａ）、 （ｌｂ
）の端部の安定化材、拡散障壁、マトリックスなどをエ
ツチングや機械的に除去し、超電導芯線のみを露出させ
る０次に、あらかじめＣｕスリーブ（１０）を一方の超
電導線に通し１次に双方の超電導芯線を突き合わせて緩
く束ねて連結する０次に、連結部を有する超電導芯線を
Ｎｂテープ（９）で包囲して半円管状のプレス型の上に
セットし、Ｎｂテープの解放部よりＣｕ−５Ω合金粉末
（２２）を充填する。連結部の超電導芯線間に充分にＣ
ｕ−５Ω合金粉末が充填されるように、プレス型に超音
波振動を加えた後、Ｎｂテープで完全に連結部を有する
超電導芯線を包囲する０次に対となる半円管状のプレス
型を連結部を有する超電導芯線にかぶせ、プレスして一
体化し、その上にざらにＣｕスリーブをかぶせた後、熱
処理によって連結部をＮｂ３Ｓｎ超電導体とする。また
この熱処理によって、同時に、接続前の双方の超電導線
のＮｂ芯線もＮｂ３Ｓｎ超電導体に変換することができ
る。この接続のための熱処理温度は熱拡散反応によって
超電導体が形成する温度が必要であり、Ｎｂ３Ｓｎの場
合には５５０〜９５０℃が望ましい、このように接続さ
れた超電導線の接続抵抗を液体ヘリウム中で測定した。
線端部の連結部を有する超電導芯線をマトリックス材で
包囲した熱処理前の状態を示す一部所面構成図である６
図において、（２２）は後の熱処理によって超電導芯線
と化合物超電導線を形成するマトリックスとなるＣｕ−
３Ω合金粉末、（９）は拡散障壁となるＮｂテープ、（
１０）は安定化材となるＣｕスリーブであり、他は第１
図と同様であるる、先ず、超電導線（ｌａ）、 （ｌｂ
）の端部の安定化材、拡散障壁、マトリックスなどをエ
ツチングや機械的に除去し、超電導芯線のみを露出させ
る０次に、あらかじめＣｕスリーブ（１０）を一方の超
電導線に通し１次に双方の超電導芯線を突き合わせて緩
く束ねて連結する０次に、連結部を有する超電導芯線を
Ｎｂテープ（９）で包囲して半円管状のプレス型の上に
セットし、Ｎｂテープの解放部よりＣｕ−５Ω合金粉末
（２２）を充填する。連結部の超電導芯線間に充分にＣ
ｕ−５Ω合金粉末が充填されるように、プレス型に超音
波振動を加えた後、Ｎｂテープで完全に連結部を有する
超電導芯線を包囲する０次に対となる半円管状のプレス
型を連結部を有する超電導芯線にかぶせ、プレスして一
体化し、その上にざらにＣｕスリーブをかぶせた後、熱
処理によって連結部をＮｂ３Ｓｎ超電導体とする。また
この熱処理によって、同時に、接続前の双方の超電導線
のＮｂ芯線もＮｂ３Ｓｎ超電導体に変換することができ
る。この接続のための熱処理温度は熱拡散反応によって
超電導体が形成する温度が必要であり、Ｎｂ３Ｓｎの場
合には５５０〜９５０℃が望ましい、このように接続さ
れた超電導線の接続抵抗を液体ヘリウム中で測定した。
その結果、接続により発生した抵抗は１０−３Ωｃｍ以
下と極めて小さく、従来の接続法に比べて約１／１００
以下であった。これは双方の超電導線が接続部に形成さ
れた超電導体を介して接続されているためであためであ
る。
下と極めて小さく、従来の接続法に比べて約１／１００
以下であった。これは双方の超電導線が接続部に形成さ
れた超電導体を介して接続されているためであためであ
る。
第３図は、本発明の他の実施例に係わる第１．第２題電
導線端部の連結部を有する超電導芯線をマトリックス材
で包囲した熱処理前の状態を示す一部断面構成図である
。即ち、接続するための双方の超電導線の連結部を有す
る超電導芯線を包み込む゛ように、超電導体を構成する
他の元素、この場合はマトリックスとなるＣｕ−５ｎ合
金テープ（２３）を配置し１次に連結部を有する超電導
芯線の周囲に拡散障壁となるＮｂテープ（９）を配置し
、更にその上に安定化材となるＣｕからなるスリーブ（
１０）を配置した。これを熱処理することで、連結部及
び双方の超電導線のＮｂ芯線を超電導体であるＮｂ３Ｓ
ｎとする。超電導線（Ｉａ）、（ｌｂ）は超電導体を介
して接続されたので、前記実施例と同様に超電導線の接
続抵抗は極めて小さかった。
導線端部の連結部を有する超電導芯線をマトリックス材
で包囲した熱処理前の状態を示す一部断面構成図である
。即ち、接続するための双方の超電導線の連結部を有す
る超電導芯線を包み込む゛ように、超電導体を構成する
他の元素、この場合はマトリックスとなるＣｕ−５ｎ合
金テープ（２３）を配置し１次に連結部を有する超電導
芯線の周囲に拡散障壁となるＮｂテープ（９）を配置し
、更にその上に安定化材となるＣｕからなるスリーブ（
１０）を配置した。これを熱処理することで、連結部及
び双方の超電導線のＮｂ芯線を超電導体であるＮｂ３Ｓ
ｎとする。超電導線（Ｉａ）、（ｌｂ）は超電導体を介
して接続されたので、前記実施例と同様に超電導線の接
続抵抗は極めて小さかった。
第４図は、本発明のさらに他の実施例に係わる第１、第
２超電導線端部の連結部を有する超電導芯線をマトリッ
クス材で包囲した熱処理前の状態を示す一部断面構成図
である。即ち、連結部を有する超電導芯線の周囲に拡散
障壁となるＮｂチューブ（９）を配置し、さらにその上
に安定化材となるＣｕからなるスリーブ（１０）を配置
する。ＮｂチューブおよびＣｕスリーブには、連結部を
有する超電導芯線に超電導体を構成する他の元素、この
場合はマトリックスとなるＣｕ−５ｎ合金溶湯（２４）
を圧入するための注入孔が設けられている。ざらにＣｕ
スリーブはレーザによって超電導線（ｌａ）、 （ｌｂ
）と溶接して一体化し、Ｃｕ−３ｎ合金溶湯を圧入した
時の湯こぼれを防止した。注入孔よりＣｕ−５ｎ合金溶
湯を圧入し、溶湯が凝固した後に、これを熱処理するこ
とで、連結部および双方の超電導線のＮｂ芯線を超電導
であるＮｂ３Ｓｎとする。超電導線（ｌａ）、（ｌｂ）
は超電導体を介して接続されたので、前記実施例と同様
に超電導線の接続抵抗は極めて小さかった。
２超電導線端部の連結部を有する超電導芯線をマトリッ
クス材で包囲した熱処理前の状態を示す一部断面構成図
である。即ち、連結部を有する超電導芯線の周囲に拡散
障壁となるＮｂチューブ（９）を配置し、さらにその上
に安定化材となるＣｕからなるスリーブ（１０）を配置
する。ＮｂチューブおよびＣｕスリーブには、連結部を
有する超電導芯線に超電導体を構成する他の元素、この
場合はマトリックスとなるＣｕ−５ｎ合金溶湯（２４）
を圧入するための注入孔が設けられている。ざらにＣｕ
スリーブはレーザによって超電導線（ｌａ）、 （ｌｂ
）と溶接して一体化し、Ｃｕ−３ｎ合金溶湯を圧入した
時の湯こぼれを防止した。注入孔よりＣｕ−５ｎ合金溶
湯を圧入し、溶湯が凝固した後に、これを熱処理するこ
とで、連結部および双方の超電導線のＮｂ芯線を超電導
であるＮｂ３Ｓｎとする。超電導線（ｌａ）、（ｌｂ）
は超電導体を介して接続されたので、前記実施例と同様
に超電導線の接続抵抗は極めて小さかった。
上記実施例では、接続前の超電導線として、第１図〜第
４図に示すような外周部にＣｕで代表される安定化材（
１０）とＮｂで代表される拡散障壁材（９）を有する超
電導線の超電導芯線の接続法について述べたが、上記実
施例の接続法は安定化材や拡散障壁材を持たない線材構
成の超電導線同士の接続においても有効である。つまり
、この場合では拡散障壁（９）のＮｂテープおよびＮｂ
チューブをそれぞれマトリックス構成材であるＣｕ−３
ｎ合金テープおよびＣｕ−５ｎ合金チューブに、また安
定化材（１０）のＣｕスリーブをＣｕ−５ｎ合金スリー
ブに置き換えることで可能となる。
４図に示すような外周部にＣｕで代表される安定化材（
１０）とＮｂで代表される拡散障壁材（９）を有する超
電導線の超電導芯線の接続法について述べたが、上記実
施例の接続法は安定化材や拡散障壁材を持たない線材構
成の超電導線同士の接続においても有効である。つまり
、この場合では拡散障壁（９）のＮｂテープおよびＮｂ
チューブをそれぞれマトリックス構成材であるＣｕ−３
ｎ合金テープおよびＣｕ−５ｎ合金チューブに、また安
定化材（１０）のＣｕスリーブをＣｕ−５ｎ合金スリー
ブに置き換えることで可能となる。
なお、超電導線には実施例で示したＮｂ３Ｓｎの他に、
Ｖ３Ｇａ、Ｎｂ３Ａｌで代表される金属間化合物超電導
線またはそれぞれにＩｎ、Ｔｉ、Ｔａなどの元素を添加
した物など数多くあるがいずれのばあいも適用できる。
Ｖ３Ｇａ、Ｎｂ３Ａｌで代表される金属間化合物超電導
線またはそれぞれにＩｎ、Ｔｉ、Ｔａなどの元素を添加
した物など数多くあるがいずれのばあいも適用できる。
また５本発明の別の発明である、上記実施例における第
１．第２超電導線の代わりに、第１．第２化合物超電導
線を用いた場合も同様の効果を得ることができる。
１．第２超電導線の代わりに、第１．第２化合物超電導
線を用いた場合も同様の効果を得ることができる。
［発明の効果］
以上説明した通り１本発明は第１、第２超電導線端部の
超電導芯線を連結し、熱処理により上記超電導芯線と反
応し、超電導体を形成する元素を含有するマトリックス
材料で、上記第１．！２超電導線端部の上記連結部を有
する超電導芯線を包囲し熱処理して、上記連結部および
超電導芯線を化合物超電導体とし、上記第１第２Ｍ電導
線を接続することにより、又本発明の別の発明は第１、
第２化合物超電導線端部の化合物超電導芯線を連結し、
熱処理により上記化合物超電導芯線と反応し、超電導体
を形成する元素を含有するマトリックス材料で、上記第
１、第２化合物超電導線端部の上記連結部を有する化合
物超電導芯線を包囲し熱処理して、上記連結部を化合物
超電導体とし、上記第１、第２化合物超電導線を接続す
ることにより、接続部の電気抵抗が極めて小さい超電導
線および化合物超電導線の接続方法を得ることができる
。
超電導芯線を連結し、熱処理により上記超電導芯線と反
応し、超電導体を形成する元素を含有するマトリックス
材料で、上記第１．！２超電導線端部の上記連結部を有
する超電導芯線を包囲し熱処理して、上記連結部および
超電導芯線を化合物超電導体とし、上記第１第２Ｍ電導
線を接続することにより、又本発明の別の発明は第１、
第２化合物超電導線端部の化合物超電導芯線を連結し、
熱処理により上記化合物超電導芯線と反応し、超電導体
を形成する元素を含有するマトリックス材料で、上記第
１、第２化合物超電導線端部の上記連結部を有する化合
物超電導芯線を包囲し熱処理して、上記連結部を化合物
超電導体とし、上記第１、第２化合物超電導線を接続す
ることにより、接続部の電気抵抗が極めて小さい超電導
線および化合物超電導線の接続方法を得ることができる
。
ｖ１１図は本発明の一実施例に係わる′Ｍ１、第２超電
導線を連結するために双方の超電導線の端部を除去した
状態の一部を示す斜視図、第２図は、本発明の一実施例
に係わる第１．第２超電導線端部の連結部を有する超電
導芯線をマトリックス材で包囲した熱処理前の状態を示
す一部断面構成図、第３図は、本発明の他の実施例に係
わる第１、第２超電導線端部の連結部を有する超電導芯
線をマトリックス材で包囲した熱処理前の状態を示す一
部断面構成図、第４図は、本発明のさらに他の実施例に
係わる第１．第２超電導線端部の連結部を有する超電導
芯線をマトリックス材で包囲した熱処理前の状態を示す
一部断面構成図、第５図は、従来の接続された超電導線
の一部を示す斜視図である。 図において、（ｌａ）および（１ｂ）は超電導線、（２
）はマトリックス材、（３ａ）および（３ｂ）は超電導
芯線である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
導線を連結するために双方の超電導線の端部を除去した
状態の一部を示す斜視図、第２図は、本発明の一実施例
に係わる第１．第２超電導線端部の連結部を有する超電
導芯線をマトリックス材で包囲した熱処理前の状態を示
す一部断面構成図、第３図は、本発明の他の実施例に係
わる第１、第２超電導線端部の連結部を有する超電導芯
線をマトリックス材で包囲した熱処理前の状態を示す一
部断面構成図、第４図は、本発明のさらに他の実施例に
係わる第１．第２超電導線端部の連結部を有する超電導
芯線をマトリックス材で包囲した熱処理前の状態を示す
一部断面構成図、第５図は、従来の接続された超電導線
の一部を示す斜視図である。 図において、（ｌａ）および（１ｂ）は超電導線、（２
）はマトリックス材、（３ａ）および（３ｂ）は超電導
芯線である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）第１、第２超電導線端部の超電導芯線を連結し、
熱処理により上記超電導芯線と反応し、超電導体を形成
する元素を含有するマトリックス材料で、上記第１、第
２超電導線端部の上記連結部を有する超電導芯線を包囲
し熱処理して、上記連結部および超電導芯線を化合物超
電導体とし、上記第１第２超電導線を接続する超電導線
の接続方法。 - （２）第１、第２化合物超電導線端部の化合物超電導芯
線を連結し、熱処理により上記化合物超電導芯線と反応
し、超電導体を形成する元素を含有するマトリックス材
料で、上記第１、第２化合物超電導線端部の上記連結部
を有する化合物超電導芯線を包囲し熱処理して、上記連
結部を化合物超電導体とし、上記第１、第２化合物超電
導線を接続する化合物超電導線の接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1135202A JPH031469A (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 超電導線および化合物超電導線の接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1135202A JPH031469A (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 超電導線および化合物超電導線の接続方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH031469A true JPH031469A (ja) | 1991-01-08 |
Family
ID=15146241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1135202A Pending JPH031469A (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 超電導線および化合物超電導線の接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH031469A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1989
- 1989-05-29 JP JP1135202A patent/JPH031469A/ja active Pending
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