JPS6262001B2 - - Google Patents
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- JPS6262001B2 JPS6262001B2 JP57118388A JP11838882A JPS6262001B2 JP S6262001 B2 JPS6262001 B2 JP S6262001B2 JP 57118388 A JP57118388 A JP 57118388A JP 11838882 A JP11838882 A JP 11838882A JP S6262001 B2 JPS6262001 B2 JP S6262001B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/20—Permanent superconducting devices
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/884—Conductor
- Y10S505/885—Cooling, or feeding, circulating, or distributing fluid; in superconductive apparatus
- Y10S505/886—Cable
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超電導導体に係り、特に大型高磁界マ
グネツトに使用するに好適な超電導導体に関す
る。
グネツトに使用するに好適な超電導導体に関す
る。
従来、この種の大容量超電導導体（定格電流
1000A以上）にあつては、第１図にその断面構造
を示す如く、高純度銅１に形成された溝２内に
Nb−Ti、又はNb3Sn等の極細超電導素線を埋込
んだモノリシツク導体３を１本ないし複数本組合
わせて収納し、このモノリシツク導体３の表面側
溝２内に高純度銅より成る安定化材蓋４を嵌込
み、これらを半田６付けにより接合して一体化さ
れたものが用いられていた。尚、同図中７は冷却
効果を高めるために高純度銅１の表面をシヨツト
プラスト、切削等により凹凸のある粗面となるよ
うに加工された部分を示している。
1000A以上）にあつては、第１図にその断面構造
を示す如く、高純度銅１に形成された溝２内に
Nb−Ti、又はNb3Sn等の極細超電導素線を埋込
んだモノリシツク導体３を１本ないし複数本組合
わせて収納し、このモノリシツク導体３の表面側
溝２内に高純度銅より成る安定化材蓋４を嵌込
み、これらを半田６付けにより接合して一体化さ
れたものが用いられていた。尚、同図中７は冷却
効果を高めるために高純度銅１の表面をシヨツト
プラスト、切削等により凹凸のある粗面となるよ
うに加工された部分を示している。
ところで、このように構成された超電導導体を
超電導状態に保つために、冷媒として液体ヘリウ
ムを用いて極低温（4.2〓）に冷却するが、発生
磁場による超電導線の挙動や変化磁界等の外乱に
よつて部分的に超電導状態が破れて常電導状態に
転移する現象が生じる。大型・高磁界のマグネツ
トにおいては、このような転移がコイル全体に広
がる（クエンチ現象）と、蓄積エネルギーが大き
いために、コイルが焼損したりヘリウム容器が圧
力上昇により破塊に至るという危険性がある。こ
のため、通常は完全安定化と称して部分的な常電
導状態が生じてもそれによつて発生する熱が液体
ヘリウムによつて冷却される熱量よりも小さくな
るように設計する。部分的に常電導状態が発生し
た場合、超電導素線（Nb−Ti、又はNb3Sn等）
の電気抵抗は極めて高くなつてしまうために、通
常は極低温で抵抗の低い材料を素線に組合わせ
て、常電導転移時にはここへ電流をバイパスさせ
る方式をとつている。これが第１図に示す高純度
銅１に溝２を形成したもので、この低抵抗材料を
超電導線の安定化材といい、上述の如く、通常は
高純度銅が用いられ、溝２をふさぐ蓋４の役目も
している。一方、極低温における体積抵抗率は、
高純度アルミニウムは高純度銅に比べて数分の一
の値を示し、安定化材として優れた特性を示すこ
とが知られている。しかしながら、この高純度ア
ルミニウムを安定化材として用いモノリシツク導
体（表面は銅である。）とを半田付けした場合、
アルミニウムは接合面（界面）の良好な接合が難
かしく、界面抵抗が高くなつてこの部分の発熱が
多くなり、十分安定な導体が得られないという問
題があつた。
超電導状態に保つために、冷媒として液体ヘリウ
ムを用いて極低温（4.2〓）に冷却するが、発生
磁場による超電導線の挙動や変化磁界等の外乱に
よつて部分的に超電導状態が破れて常電導状態に
転移する現象が生じる。大型・高磁界のマグネツ
トにおいては、このような転移がコイル全体に広
がる（クエンチ現象）と、蓄積エネルギーが大き
いために、コイルが焼損したりヘリウム容器が圧
力上昇により破塊に至るという危険性がある。こ
のため、通常は完全安定化と称して部分的な常電
導状態が生じてもそれによつて発生する熱が液体
ヘリウムによつて冷却される熱量よりも小さくな
るように設計する。部分的に常電導状態が発生し
た場合、超電導素線（Nb−Ti、又はNb3Sn等）
の電気抵抗は極めて高くなつてしまうために、通
常は極低温で抵抗の低い材料を素線に組合わせ
て、常電導転移時にはここへ電流をバイパスさせ
る方式をとつている。これが第１図に示す高純度
銅１に溝２を形成したもので、この低抵抗材料を
超電導線の安定化材といい、上述の如く、通常は
高純度銅が用いられ、溝２をふさぐ蓋４の役目も
している。一方、極低温における体積抵抗率は、
高純度アルミニウムは高純度銅に比べて数分の一
の値を示し、安定化材として優れた特性を示すこ
とが知られている。しかしながら、この高純度ア
ルミニウムを安定化材として用いモノリシツク導
体（表面は銅である。）とを半田付けした場合、
アルミニウムは接合面（界面）の良好な接合が難
かしく、界面抵抗が高くなつてこの部分の発熱が
多くなり、十分安定な導体が得られないという問
題があつた。
ところで、例えば特公昭56−24361号公報の第
４図の如く無酸素銅パイプで高純度アルミニウム
棒を被覆した安定化材を複合超電導線（安定化導
体にモノリシツク導体を埋込んだもの）と組合せ
たものがあるが、この例のように単に銅被覆アル
ミニウムと複合超電導線とを組合せたのみでは、
柔かいアルミニウム部が強度的に弱点部となるた
めに強い電磁力に耐えなければならない高磁界マ
グネツト用線材としては不向きである。
４図の如く無酸素銅パイプで高純度アルミニウム
棒を被覆した安定化材を複合超電導線（安定化導
体にモノリシツク導体を埋込んだもの）と組合せ
たものがあるが、この例のように単に銅被覆アル
ミニウムと複合超電導線とを組合せたのみでは、
柔かいアルミニウム部が強度的に弱点部となるた
めに強い電磁力に耐えなければならない高磁界マ
グネツト用線材としては不向きである。
本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その
目的とするところは、安定化材として優れた特性
を有する高純度アルミニウムを用いてたものであ
つても、モノリシツク導体との接合を容易にして
界面抵抗の問題がなくすことは勿論、大電流を通
流した際に超電導状態を安定に維持でき、かつ、
十分な強度を有する超電導導体を提供することに
ある。
目的とするところは、安定化材として優れた特性
を有する高純度アルミニウムを用いてたものであ
つても、モノリシツク導体との接合を容易にして
界面抵抗の問題がなくすことは勿論、大電流を通
流した際に超電導状態を安定に維持でき、かつ、
十分な強度を有する超電導導体を提供することに
ある。
本発明は半田付けにより銅とアルミニウムを接
合する事が困難である点を考慮し、押出しあるい
は引抜きにより予め安定化材に使用する高純度ア
ルミニウムの表面に銅を被覆し、しかる後にモノ
リシツク導体と共に溝を切つた安定化導体の中に
埋込み半田付接合する事により所期の目的を達成
するように成したものである。
合する事が困難である点を考慮し、押出しあるい
は引抜きにより予め安定化材に使用する高純度ア
ルミニウムの表面に銅を被覆し、しかる後にモノ
リシツク導体と共に溝を切つた安定化導体の中に
埋込み半田付接合する事により所期の目的を達成
するように成したものである。
以下、図面の実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。尚、符号は従来と同一のものは同符号
を使用する。
説明する。尚、符号は従来と同一のものは同符号
を使用する。
第２図に本発明の一実施例を示す。
第２図における超電導導体は、安定化材である
高純度銅１に形成された溝２内に、１本、又は複
数本のモノリシツク導体３を挿入した後、溝２に
銅１５で被覆された高純度アルミニウム１４製の
安定化材蓋１６を嵌込み、高純度銅１、モノリシ
ツク導体３、及び安定化材蓋１６を半田６付けに
より一体化することによつて形成され、この導体
の表面の一部は、シヨツトプラスト、切削等によ
り凹凸のある粗面７となつている。
高純度銅１に形成された溝２内に、１本、又は複
数本のモノリシツク導体３を挿入した後、溝２に
銅１５で被覆された高純度アルミニウム１４製の
安定化材蓋１６を嵌込み、高純度銅１、モノリシ
ツク導体３、及び安定化材蓋１６を半田６付けに
より一体化することによつて形成され、この導体
の表面の一部は、シヨツトプラスト、切削等によ
り凹凸のある粗面７となつている。
このような構成の本実施例の超電導導体におい
て、超電導状態が破塊されると、モノリシツク導
体３に流れていた電流の多くは安定化材蓋１６の
高純度アルミニウム１４に流れてモノリシツク導
体３をバイパスする。勿論、超電導導体の高純度
銅１，１５も補助的にバイパス作用を行う。
て、超電導状態が破塊されると、モノリシツク導
体３に流れていた電流の多くは安定化材蓋１６の
高純度アルミニウム１４に流れてモノリシツク導
体３をバイパスする。勿論、超電導導体の高純度
銅１，１５も補助的にバイパス作用を行う。
この電流バイパス作用に伴つて高純度銅１、及
び安定化材蓋１６が発熱するが、その熱は粗面化
された表面部分によりこれを接する液体ヘリウム
のような冷媒に効率良く放散される。尚、本実施
例に係る超電導導体では11Tes／ａ（1.1×105ガ
ウス）の磁場で5600Aまで安定に通電でき、高純
度アルミニウムの断面積は銅の半分以下であるに
もかかわらず銅だけの場合に比べて80％も多く安
定に通電できることが実験で確認されているし、
強度の点でも薄型形状の安定化導体１を加工硬化
させてあるため十分なものとなつている。
び安定化材蓋１６が発熱するが、その熱は粗面化
された表面部分によりこれを接する液体ヘリウム
のような冷媒に効率良く放散される。尚、本実施
例に係る超電導導体では11Tes／ａ（1.1×105ガ
ウス）の磁場で5600Aまで安定に通電でき、高純
度アルミニウムの断面積は銅の半分以下であるに
もかかわらず銅だけの場合に比べて80％も多く安
定に通電できることが実験で確認されているし、
強度の点でも薄型形状の安定化導体１を加工硬化
させてあるため十分なものとなつている。
本実施例の超電導導体によれば、モノリシツク
導体との接合を容易にし界面抵抗の問題をなくす
ことは勿論、安定化材として高純度アルミニウム
を有効に用いて抵抗を下げられるので、同電流ま
で超電導状態を安定に維持でき、かつ、強度を十
分有する超電導導体が得られる。
導体との接合を容易にし界面抵抗の問題をなくす
ことは勿論、安定化材として高純度アルミニウム
を有効に用いて抵抗を下げられるので、同電流ま
で超電導状態を安定に維持でき、かつ、強度を十
分有する超電導導体が得られる。
第３図は本発明の他の実施例を示し、基在とな
る安定化材を上記安定化材蓋４の場合と同様、銅
の被覆８を有する高純度アルミニウム１１で構成
したものである。この例の場合、強度的には第２
図の例に比べて多少劣るが、超電導破塊時の発熱
を少なくすることができる。尚、強度の問題は、
第２図の例の場合も同様であるが、銅の部分１，
１５、及び８を硬質、または半硬質とすることに
よつて向上させることができる。
る安定化材を上記安定化材蓋４の場合と同様、銅
の被覆８を有する高純度アルミニウム１１で構成
したものである。この例の場合、強度的には第２
図の例に比べて多少劣るが、超電導破塊時の発熱
を少なくすることができる。尚、強度の問題は、
第２図の例の場合も同様であるが、銅の部分１，
１５、及び８を硬質、または半硬質とすることに
よつて向上させることができる。
第４図は本発明の更に他の実施例を示すもので
ある。この例の場合、溝２の底部にステンレス鋼
のような補強材９を挿入し、第２図の例に対して
機械的強度を更に向上させている。この補強材９
は第３図の例の場合も同様に挿入することができ
る。
ある。この例の場合、溝２の底部にステンレス鋼
のような補強材９を挿入し、第２図の例に対して
機械的強度を更に向上させている。この補強材９
は第３図の例の場合も同様に挿入することができ
る。
以上説明した本発明の超電導導体によれば、少
なくとも表面が銅で形成された安定化導体に設け
られた溝中に一本、又は複数本埋込まれるモノリ
シツク導体の表面側溝内に嵌込まれる安定化材蓋
を高純度アルミニウムの表面に銅を被覆して構成
し、この安定化材蓋をモノリシツク導体と共に前
記溝中に埋込み半田付け接合したものであるか
ら、安定化材とモノリシツク導体との線合を容易
にし界面抵抗の問題をなくすことは勿論、安定化
材として高純度アルミニウムを有効に用いて抵抗
を下げられるので、大電流を通流した際でも超電
導状態を安定に維持でき、かつ、強度的にも十分
な此種超電導導体を得ることができる。
なくとも表面が銅で形成された安定化導体に設け
られた溝中に一本、又は複数本埋込まれるモノリ
シツク導体の表面側溝内に嵌込まれる安定化材蓋
を高純度アルミニウムの表面に銅を被覆して構成
し、この安定化材蓋をモノリシツク導体と共に前
記溝中に埋込み半田付け接合したものであるか
ら、安定化材とモノリシツク導体との線合を容易
にし界面抵抗の問題をなくすことは勿論、安定化
材として高純度アルミニウムを有効に用いて抵抗
を下げられるので、大電流を通流した際でも超電
導状態を安定に維持でき、かつ、強度的にも十分
な此種超電導導体を得ることができる。
第１図は従来の超電導導体を示す断面図、第２
図は本発明の超電導導体の一実施例を示す断面
図、第３図、及び第４図は夫々本発明の他の実施
例を示す断面図である。 １，８，１５……高純度銅、２……溝、３……
モノリシツク導体、４，１６……安定化材蓋、６
……半田、７……粗面、９……補強材、１１，１
４……高純度アルミニウム。
図は本発明の超電導導体の一実施例を示す断面
図、第３図、及び第４図は夫々本発明の他の実施
例を示す断面図である。 １，８，１５……高純度銅、２……溝、３……
モノリシツク導体、４，１６……安定化材蓋、６
……半田、７……粗面、９……補強材、１１，１
４……高純度アルミニウム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも表面が銅で形成された安定化導体
に溝部を設け、該溝中に一本、又は複数本のモノ
リシツク導体を埋込むと共に、該モノリシツク導
体の表面側溝内に安定化材蓋を嵌込み、かつ、こ
れらを半田付けにより一体化して成る超電導導体
において、前記安定化材蓋は高純度アルミニウム
の表面に銅を被覆して形成され、この安定化材蓋
を前記モノリシツク導体と共に前記溝中に埋込み
半田付け接合したことを特徴とする超電導導体。 ２ 前記安定化導体は高純度銅で形成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超
電導導体。 ３ 前記安定化導体は高純度アルミニウムに銅が
被覆されたものであることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の超電導導体。 ４ 前記安定化導体の溝内に補強材を設けたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、又
は第３項記載の超電導導体。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57118388A JPS599809A (ja) | 1982-07-09 | 1982-07-09 | 超電導導体 |
| US06/511,481 US4490578A (en) | 1982-07-09 | 1983-07-07 | Integrated superconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57118388A JPS599809A (ja) | 1982-07-09 | 1982-07-09 | 超電導導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS599809A JPS599809A (ja) | 1984-01-19 |
| JPS6262001B2 true JPS6262001B2 (ja) | 1987-12-24 |
Family
ID=14735446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57118388A Granted JPS599809A (ja) | 1982-07-09 | 1982-07-09 | 超電導導体 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4490578A (ja) |
| JP (1) | JPS599809A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4994633A (en) * | 1988-12-22 | 1991-02-19 | General Atomics | Bend-tolerant superconductor cable |
| US5123586A (en) * | 1990-09-21 | 1992-06-23 | General Atomics | Process for soldering superconducting fibers into a copper channel |
| US5200391A (en) * | 1990-09-24 | 1993-04-06 | General Atomics | Method and apparatus for fabricating a multifilamentary wire |
| JP3176952B2 (ja) * | 1990-11-22 | 2001-06-18 | 株式会社東芝 | 超電導線および超電導線の製造方法 |
| JP2699732B2 (ja) * | 1991-10-30 | 1998-01-19 | 日立電線株式会社 | 超電導導体及びこれに用いる安定化材 |
| JPH0636625A (ja) * | 1992-07-20 | 1994-02-10 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導導体 |
| US5907597A (en) * | 1994-08-05 | 1999-05-25 | Smart Tone Authentication, Inc. | Method and system for the secure communication of data |
| GB2440182A (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-23 | Siemens Magnet Technology Ltd | Wire-in-channel superconductor |
| WO2013035707A1 (ja) * | 2011-09-06 | 2013-03-14 | 古河電気工業株式会社 | 複合超電導体及び複合超電導体の製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5840286B2 (ja) * | 1976-01-13 | 1983-09-05 | 工業技術院長 | 高抗張力アルミニウム安定化超電導線の製造方法 |
| US4148129A (en) * | 1976-11-01 | 1979-04-10 | Airco, Inc. | Aluminum-stabilized multifilamentary superconductor and method of its manufacture |
| JPS561411A (en) * | 1979-05-18 | 1981-01-09 | Japan Atomic Energy Res Inst | Large capacity superconductor |
| JPS5671212A (en) * | 1979-11-16 | 1981-06-13 | Hitachi Ltd | Superconductor |
-
1982
- 1982-07-09 JP JP57118388A patent/JPS599809A/ja active Granted
-
1983
- 1983-07-07 US US06/511,481 patent/US4490578A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS599809A (ja) | 1984-01-19 |
| US4490578A (en) | 1984-12-25 |
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