KR102636346B1 - 초전도 테이프의 품질 관리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초전도 테이프(superconducting tape)의 품질 관리 장치의 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, (a) 초전도 테이프와 접촉하고 상기 초전도 테이프에 전류를 주입하기에 적합한 적어도 2 개의 롤; (b) 상기 초전도 테이프와 접촉하고 상기 초전도 테이프를 따라 전압을 측정하기에 적합한 적어도 2 개의 측정 접점(measuring contact); 및 (c) 상기 초전도 테이프를 그의 임계 온도 미만으로 냉각하기에 적합한 냉각 섹션을 포함하며, 이때 상기 적어도 2 개의 롤 및 상기 적어도 2 개의 측정 접점은 상기 냉각 섹션의 내측에 위치하고, 상기 냉각 섹션은 상기 롤을 제 1 온도로 유지하고 상기 측정 접점을 제 2 온도로 유지하기에 적합하되, 이때 상기 제 1 온도는 상기 제 2 온도보다 낮은, 초전도 테이프의 품질 관리 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 초전도 테이프(superconducting tape)의 품질 관리 장치의 분야에 관한 것이다.
초전도 테이프는 다양한 응용 분야, 예를 들면 케이블 또는 거짓 전류 제한기(false current limiter)에서 사용될 수 있다. 대부분의 응용 분야에서, 수백 미터 또는 수 킬로미터 정도의 매우 긴 테이프가 요구된다. 테이프 내에 어떤 결함(Defect)이 있으면 테이프 전체에서 오작동을 초래할 수 있다. 결함은 전형적으로는 특정 위치에서의 임계 전류(Ic)가 규격서(specification)에서 요구하는 것보다 낮다는 것을 의미한다. 따라서, 긴 테이프 상에서 어떤 결함이 있는 위치를 매우 효율적으로 찾아내고, 예를 들면 이러한 결함이 있는 위치를 잘라 내어 그의 단부를 함께 솔더링(soldering)하거나 브리징(bridging)함으로써 이러한 결함을 수정(fix)할 수 있는 유용한 품질 관리 장치를 확보하는 것이 중요하다. 일반적으로, 이러한 장치는 종래 기술에 알려져 있다.
국제특허공개 WO 2011 I 029 669 A1호는, 전류를 저온에서 테이프에 주입하고 테이프를 따라 전압 강하를 측정함으로써 테이프를 품질 관리하는 장치를 개시한다. 그러나, 이러한 장치는 접점에서의 열 발생으로 인해 측정 속도 및 테이프에 주입될 수 있는 전류의 측면에서 제한되며, 이는 응용 분야에서 테이프의 실제 사용을 시뮬레이션하는데 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은, 측정할 테이프에 높은 전류를 주입하면서 고속 측정이 가능한 초전도 테이프의 품질 관리 장치를 제공하는 것이다. 이러한 장치는 또한 테이프 상에서 적은 기계력(mechanical force)을 발휘하고 높은 가요성과 낮은 측정 아티팩트(measurement artifacts)의 생성 가능성을 제공하는 것을 목표로 하였다.
이러한 목적은,
(a) 초전도 테이프와 접촉하고 상기 초전도 테이프에 전류를 주입하기에 적합한 적어도 2 개의 롤;
(b) 초전도 테이프와 접촉하고 상기 초전도 테이프를 따라 전압을 측정하기에 적합한 적어도 2 개의 측정 접점(measuring contact); 및
(c) 초전도 테이프를 그의 임계 온도 미만으로 냉각하기에 적합한 냉각 섹션
을 포함하며,
상기 적어도 2 개의 롤 및 상기 적어도 2 개의 측정 접점은 상기 냉각 섹션의 내측에 위치하며,
상기 냉각 섹션은 상기 롤을 제 1 온도로 유지하고 상기 측정 접점을 제 2 온도로 유지하기에 적합하되, 이때 상기 제 1 온도는 상기 제 2 온도보다 낮은,
초전도 테이프의 품질 관리 장치에 의해 달성되었다.
본 발명은 또한, 초전도 테이프의 임계 온도 미만의 제 1 온도에서 전류를 주입하는 단계, 및 초전도 테이프의 임계 온도 미만의 제 2 온도에서 초전도 테이프를 따라 전압을 측정하는 단계를 포함하되, 상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도보다 높은, 초전도 테이프의 품질 관리 방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시형태는 상세한 설명 및 청구범위에서 발견할 수 있다. 상이한 실시형태의 조합은 본 발명의 범위에 속한다.
본 발명에 따른 초전도 테이프는 전형적으로는 기판, 버퍼 층, 초전도 층, 귀금속 층 및 안정제 층을 포함한다. 그러나, 다른 구조(architecture)를 갖는 초전도 테이프도 또한 대부분의 경우 본 발명에 따른 장치로 측정할 수 있다.
기판은 버퍼 층 및/또는 초전도 층을 지지할 수 있는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 예를 들면, 적합한 기판은 유럽 특허 EP 830 218 호, EP 1 208 244 호, EP 1 198 846 호 및 EP 2 137 330 호에 개시되어 있다. 보통, 기판은 금속 및/또는 합금 스트립/테이프로서, 이에 따라 금속은 니켈, 은, 구리, 아연, 알루미늄, 철, 크롬, 바나듐, 팔라듐, 몰리브덴, 텅스텐 등을 함유할 수 있다. 바람직하게는, 기판은 니켈계이며, 이는 기판의 적어도 50 at-%, 보다 바람직하게는 적어도 70 at-%, 특히 적어도 85 at-%가 니켈임을 의미한다. 때때로, 이러한 합금 중 일부는 상품명 하스텔로이®(Hastelloy®)로 지칭된다. 보다 바람직하게는, 기판은 니켈계로서 1 내지 10 at-%, 특히 3 내지 9 at-%의 텅스텐을 함유한다. 적층 금속 테이프, 제 2 금속 유사 갈바닉 코팅(second metal like galvanic coating)으로 코팅된 테이프, 또는 적합한 표면을 가진 임의의 다른 다중 재료 테이프도 또한 기판으로 사용될 수 있다.
기재는 텍스처링되지 않거나, 부분적으로 텍스처링되거나 또는 텍스처링될 수 있으며, 바람직하게는 기재는 텍스처링된다. 기판이 부분적으로 텍스처링되는 경우, 바람직하게는 그의 표면은 텍스처링된다. 기판은 전형적으로는 20 내지 200 ㎛, 바람직하게는 30 내지 100 ㎛의 두께를 갖는다. 길이는 전형적으로는 1 내지 1000 m, 예를 들면 100 m이며, 폭은 전형적으로는 0.4 cm 내지 1 m이다. 길이 대 폭의 비는 전형적으로는 적어도 100, 바람직하게는 적어도 200, 특히 적어도 500이다.
바람직하게는, 기판의 표면은 15 nm 미만의 DIN EN ISO 4287 및 4288에 따른 rms를 가진 거칠기를 갖는다. 거칠기는 기판 표면의 결정립(crystallite grain)의 경계 내에서의 10 x 10 ㎛의 면적을 의미하므로, 따라서 금속 기판의 입자 경계는 명시된 거칠기 측정에 영향을 미치지 않는다.
버퍼 층은 초전도체 층을 지지할 수 있는 임의의 재료를 함유할 수 있다. 버퍼 층 재료의 예로는 은, 니켈, TbOx, GaOx, CeO2, 이트리아 안정화된 지르코니아(YSZ), Y2O3, LaAlO3, SrTiO3, Gd2O3, LaNiO3, LaCuO3, SrRuO3, NdGaO3, NdAlO3 및/또는 당업자에게 공지되어 있는 일부 질화물과 같은 금속 및 금속 산화물을 포함한다. 바람직한 버퍼 층 재료는 이트륨 안정화된 지르코늄 산화물(YSZ); 가돌리늄 지르코네이트, 란타늄 지르코네이트와 같은 다양한 지르코네이트; 스트론튬 티타네이트와 같은 티타네이트; 및 산화 세륨 또는 산화 마그네슘과 같은 단순 산화물이다. 보다 바람직하게는, 버퍼 층은 란타늄 지르코네이트, 산화 세륨, 산화 이트륨, 스트론튬 티타네이트 및/또는 가돌리늄 도핑된 산화 세륨과 같은 희토류 금속 도핑된 산화 세륨을 함유한다. 보다 더 바람직하게는, 버퍼 층은 란타늄 지르코네이트 및/또는 산화 세륨을 함유한다. 바람직하게는, 초전도체 테이프는 기판과 필름 사이에 있는 상이한 버퍼 물질을 각각 함유하는 다수의 버퍼 층을 포함한다. 바람직하게는, 초전도체 테이프는 2 개 또는 3 개의 버퍼 층, 예를 들면 란타늄 지르코네이트를 포함하는 제 1 버퍼 층 및 산화 세륨을 함유하는 제 2 버퍼 층을 포함한다. 버퍼 층은 바람직하게는 텍스처링되고, 보다 바람직하게는 버퍼 층은 큐빅 텍스처(cubic texture)를 갖는다.
텍스처 전달 정도 및/또는 확산 장벽으로서의 효율을 향상시키기 위해, 초전도 테이프는 바람직하게는 서로의 상부에 하나 이상의 버퍼 층을 함유한다. 바람직하게는, 초전도 테이프는 2 개 또는 3 개의 버퍼 층, 예를 들면 란타늄 지르코네이트를 포함하는 제 1 버퍼 층 및 산화 세륨을 함유하는 제 2 버퍼 층을 포함한다.
버퍼 층은 바람직하게는 일측 상에서 기판의 전체 표면을 덮는데, 이는 표면의 적어도 95%, 보다 바람직하게는 표면의 적어도 99%를 의미한다. 버퍼 층은 전형적으로는 5 내지 500 nm, 예를 들면 10 내지 30 nm 또는 150 내지 300 nm의 두께를 갖는다.
바람직하게는, 초전도체 층은 화학식 RExBayCu3O7-δ의 화합물을 함유한다. 상기 식에서, RE는 희토류 금속, 바람직하게는 이트륨, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 가돌리늄, 유로퓸, 사마륨, 네오디뮴, 프라세오디뮴, 또는 란타늄, 특히 이트륨을 나타낸다. 지수 x는 0.9 내지 1.8, 바람직하게는 1.2 내지 1.5의 값을 나타낸다. 지수 y는 1.4 내지 2.2, 바람직하게는 1.5 내지 1.9의 값을 나타낸다. 지수 δ는 0.1 내지 1.0, 바람직하게는 0.3 내지 0.7의 값을 나타낸다. 초전도체 층은 바람직하게는 200 nm 내지 2 ㎛, 보다 바람직하게는 400 nm 내지 1.5 ㎛의 두께를 갖는다. 바람직하게는, 초전도체 층은 서로에 대해 높은 배향도를 갖는 결정 입자를 갖는다.
초전도 층은 바람직하게는 낮은 표면 거칠기, 예를 들면 100 nm 미만 또는 심지어는 50 nm 미만의 DIN EN ISO 4287 및 4288에 따른 rms를 갖는다. 초전도 층은 전형적으로는 저온에서, 바람직하게는 적어도 77K 이하의 온도에서 제로(0)에 근접한 저항을 갖는다. 바람직하게는, 초전도체 층은 외부적으로 인가된 자기장 없이 77K에서 적어도 1ㆍ106 A/cm2, 보다 바람직하게는 77K에서 적어도 1.5ㆍ106 A/cm2의 임계 전류 밀도를 갖는다. 바람직하게는, 임계 전류 밀도는 0.1 T의 자기장이 초전도체 층의 표면에 수직으로 인가되는 경우에는 30% 미만으로 감소하고, 보다 바람직하게는 임계 전류 밀도는 20% 미만으로 감소한다. 바람직하게는, 임계 전류 밀도는 0.1 T의 자기장이 초전도체 층의 표면에 평행하게 인가되는 경우에는 15% 미만으로 감소하고, 보다 바람직하게는 임계 전류 밀도는 10% 미만으로 감소한다.
귀금속 층은 안정제 층이 증착될 때 초전도체 층의 열화(degradation)를 방지한다. 또한, 이는 안정제 층의 증착을 위한 테이프의 전도도를 증가시키는데, 이는 전착법이 사용되는 경우에 특히 관련이 있다. 전형적으로, 귀금속을 포함하는 층(noble metal comprising layer)은 은을 함유한다. 초전도 층 상에 귀금속을 포함하는 층을 제조하는 방법은 예를 들면 국제특허공개 WO 2008/000485 A1 호에 개시되어 있다.
안정제 층은 전형적으로는 낮은 전기 저항, 바람직하게는 실온에서 1 μΩm 미만, 보다 바람직하게는 실온에서 0.2 μΩm 미만, 특히 실온에서 0.05 μΩm 미만의 낮은 전기 저항을 갖는다. 보통, 안정제 층은 금속, 바람직하게는 구리, 은, 주석, 아연 또는 이들 중의 하나, 특히 구리를 함유하는 합금을 포함한다. 바람직하게는, 안정제 층은 적어도 50 at-%, 보다 바람직하게는 적어도 70 at-%, 특히 적어도 85 at-%의 구리, 주석 또는 아연을 함유한다.
안정제 층은 종종 테이프의 전체 원주를 덮는다, 즉, 이는 초전도 층, 기판 및 적어도 2 개의 측면 위에 겹쳐진다. 바람직하게는, 초전도 테이프는 2 개의 안정제 층을 포함하고, 이때 제 1 안정제 층은 테이프의 원주 전체를 덮고 제 2 안정제 층은 상기 제 1 안정제 층 상에 솔더링되는 1 개 또는 2 개의 금속 테이프로 제조된다. 2 개의 금속 테이프가 사용되는 경우, 그들은 바람직하게는 초전도 테이프의 대향 측면에 솔더링된다.
본 발명의 맥락에서 금속은, 적어도 하나의 금속 원소를 함유하고 금속성 전기 전도도, 즉 실온에서 적어도 105 S/m의 전기 전도도를 갖는 임의의 물질을 지칭한다. 금속 테이프는 다양한 금속, 바람직하게는 구리, 니켈, 크롬, 아연, 알루미늄, 마그네슘, 주석, 또는 이들의 합금, 예를 들면 황동, 청동 또는 스테인리스 강을 함유할 수 있다. 금속 테이프는 균일한 조성을 갖거나 상이한 금속 조성을 갖는 층상 구조를 가질 수 있다. 또한, 조성에서의 구배도 생각해볼 수 있다. 금속 테이프는 바람직하게는 10 내지 1000 ㎛, 보다 바람직하게는 20 내지 500 ㎛, 특히 50 내지 300 ㎛의 두께를 갖는다.
완전한 안정제 층은 전형적으로는 5 내지 1000 ㎛, 바람직하게는 10 내지 500 ㎛, 특히 20 내지 300 ㎛, 예를 들면 50 또는 100 ㎛의 두께를 갖는다. 안정제 층은 테이프의 상이한 측면 상에서 상이한 두께를 갖거나 동일할 수 있다. 두께가 상이한 경우, 상기 두께 범위는 가장 두꺼운 두께를 가진 측면을 지칭한다. 특히, 안정제 층이 아연 도금 층인 경우, 소위 "도그 본(dog-bone)" 효과는 종종 편평한 영역에 비해 에지에서 더 두꺼운 두께를 초래한다.
초전도 테이프는 바람직하게는 10 m 내지 10 km, 보다 바람직하게는 100 m 내지 1 km의 길이를 갖는다. 바람직하게는, 초전도 테이프는 1 mm 내지 10 cm, 보다 바람직하게는 2 mm 내지 20 mm, 특히 4 mm 내지 12 mm의 폭을 갖는다. 바람직하게는, 초전도 테이프는 60 내지 800 ㎛, 보다 바람직하게는 100 내지 500 ㎛, 특히 150 내지 400 ㎛의 두께를 갖는다.
초전도 테이프는 본 발명에 따른 장치를 통해 이동된다. 이는 예를 들면 서플라이 스풀(supply spool) 및 리시버 스풀(receiver spool)에 의해 달성될 수 있다. 초전도 테이프는 서플라이 스풀에서 풀리고(unwind), 장치를 통해 이동한 다음, 리시버 스풀 상에 감긴다(wind). 또한, 장치는 전형적으로는 초전도 테이프를 풀고 되감기(re-wind) 위해 서플라이 스풀 및/또는 리시버 스풀을 회전시킬 수 있다. 서플라이 스풀 및/또는 리시버 스풀의 회전 속도는 전형적으로는 초전도 테이프가 장치 내에서 이동하는 속도를 조정한다. 전형적인 속도는 0.1 내지 1000 m/h, 바람직하게는 1 내지 500 m/h, 더욱 바람직하게는 10 내지 300 m/h, 특히 50 내지 200 m/h이다. 바람직하게는, 스풀의 회전은 반전될 수 있으며, 따라서 초전도 테이프는 장치를 통해 반대 방향으로 이동할 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 초전도 테이프와 접촉하고 초전도 테이프에 전류를 주입하기에 적합한 적어도 2 개의 롤을 포함한다. 효율적인 전류 주입을 위해, 롤과 초전도 테이프 사이의 접촉 면적은 큰 것이 바람직하다. 이는 각각의 롤 주위의 초전도 테이프의 큰 감김 각도(wind angle) 및/또는 큰 롤 직경에 의해 달성될 수 있다. 바람직하게는, 각각의 롤 주위의 초전도 테이프의 감김 각도는 독립적으로 120° 내지 240°, 보다 바람직하게는 140° 내지 220°, 특히 160° 내지 200°, 예를 들어 180°이다. 롤의 직경은 바람직하게는 적어도 20 cm, 보다 바람직하게는 적어도 25 cm, 예를 들면 적어도 30 cm이다. 실용적인 이유로, 직경은 일반적으로 100 cm 이하이다. 롤은 동일한 직경 또는 상이한 직경을 가질 수 있으며, 바람직하게는 롤은 동일한 직경을 갖는다. 바람직하게는, 장치는 초전도 테이프와 접촉하는 적어도 4 개의 롤을 함유한다. 4 개의 롤이 사용되는 경우, 바람직하게는 2 개의 롤은 동일한 제 1 전위에 있고 대향 측에서 초전도 테이프와 접촉하며, 다른 2 개의 롤은 동일한 제 2 전위에 있고 대향 측에서 초전도 테이프와 접촉한다. 이는 전형적으로 테이프로의 전류 주입 효율을 향상시킨다, 즉, 이는 접촉 저항으로 인한 손실을 감소시키고 초전도 테이프 상에 전류를 균등하게 분배한다.
롤은 초전도 테이프와 접촉하는 그의 표면에서 전기 전도성이어야 한다. 바람직하게는, 롤은 20℃에서 적어도 1 S/m의 비전도도를 갖는 금속, 보다 바람직하게는 20℃에서 적어도 2 S/m의 비전도도를 갖는 금속, 특히 20℃에서 적어도 4 S/m의 비전도도를 갖는 금속으로 제조된다. 바람직하게는, 롤은 구리로 제조된다.
원칙적으로, 초전도 테이프는 롤 상으로 슬라이딩할 수 있다. 그러나, 이는 종종 초전도 테이프에 대해 너무 높은 시어력(sheer force)을 발휘한다. 따라서, 초전도 테이프가 접촉 위치에서 롤의 표면과 초전도 테이프 사이의 상대 운동이 발생하지 않도록 장치를 통해 이동함에 따라 롤이 회전하는 것이 바람직하다.
기계적으로 취약한 초전도 테이프의 경우, 전형적으로 회전하는 롤에 전류를 주입하는데 사용되는 슬라이딩 접촉에 의해 야기되는 마찰로 인해 롤의 시어력은 여전히 너무 높다. 따라서, 적어도 2 개의 롤은 각각 부분적으로는 냉각 섹션의 외측에 있고 슬라이딩 접촉에 의해 냉각 섹션의 외측에서 전기적으로 접촉되는 차축(axle)을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 차축은 전기 전도성이 있어야 하므로, 이를 금속으로 제조하거나 또는 그의 내측에 케이블을 배치하여 롤을 슬라이딩 접점과 접촉하는 차축의 부분과 전기적으로 연결한다. 이러한 배열은 슬라이딩 접촉의 마찰 손실을 보상하고 따라서 초전도 테이프에 대한 시어력을 감소시키는 냉각 섹션 외측에서 구동 모터를 차축에 부착할 수 있도록 만든다. 또한, 슬라이딩 접점이 상온에서 유지되는 부분에 배치되는 경우, 전류가 효율적으로 주입될 수 있으며 접촉 저항이 냉각 섹션을 가열하지 않는다. 바람직하게는, 차축은 냉각 섹션의 외측에 장착되어 마찰을 추가로 감소시켜 냉각 섹션의 내측의 열 발생을 감소시킨다.
바람직하게는, 롤은 차축이 수직으로 배열되도록 수평으로 배열된다. 이러한 방식으로, 차축은 상부에서 냉각 섹션의 외측으로 연장할 수 있다. 이렇게하면 극저온제 손실에 대한 정밀한 밀봉이 필요하지 않다.
본 발명에 따르면, 롤은 초전도 테이프에 전류를 주입한다. 바람직하게는, 전류는 100 A 내지 1000 A이다. 바람직하게는, 전류는, 예를 들면 부비동 전류(sinus current) 또는 톱니꼴 파장 전류로서 시간이 지남에 따라 변한다. 최소 전류 대 최대 전류의 차이는 전형적으로는 초전도 테이프의 기하학적 구조 및 품질에 의존하며, 바람직하게는 이러한 차이는 임계 전류의 0.01 내지 1.5배, 보다 바람직하게는 임계 전류의 0.05 내지 1배, 특히 임계 전류의 0.1 내지 0.5배이다. 예를 들면, 최소 전류 대 최대 전류의 차이는 1 A 내지 1000 A, 보다 바람직하게는 10 A 내지 300 A, 특히 50 A 내지 150 A일 수 있다. 바람직하게는, 전류 변동의 주파수는 0.01 Hz 내지 1 Hz, 보다 바람직하게는 0.05 Hz 내지 0.5 Hz, 특히 0.1 Hz 내지 0.3 Hz이다.
본 발명에 따른 장치는 초전도 테이프와 접촉하고 초전도 테이프를 따라 전압을 측정하기에 적합한 적어도 2 개의 측정 접점(measuring contact)을 포함한다. 측정 접점은 슬라이딩 접점 또는 롤 접점, 바람직하게는 롤 접점일 수 있다. 보다 바람직하게는, 측정 접점은 한 쌍의 롤 접점을 포함하므로, 초전도 테이프는 양면에서 접촉될 수 있다. 바람직하게는, 상기 장치는 적어도 3 개의 측정 접점을 포함하고, 보다 바람직하게는 상기 장치는 적어도 4 개의 측정 접점을 포함하고, 특히 상기 장치는 적어도 6 개의 측정 접점을 포함한다. 바람직하게는, 측정 접점의 수는 변경될 수 있다, 즉 측정 접점은 개별적으로 추가되거나 제거될 수 있다. 장치가 2 개 이상의 측정 접점을 포함하는 경우, 각각의 2 개의 인접 측정 접점 사이의 거리는 서로 같거나 다를 수 있으며, 바람직하게는 측정 접점의 위치를 변화시킬 수 있으므로 각각의 2 개의 인접 측정 접점 사이의 거리가 변경될 수 있다. 각각의 2 개의 인접 측정 접점 사이의 거리는 바람직하게는 1 cm 내지 100 cm, 보다 바람직하게는 5 cm 내지 50 cm, 특히 10 cm 내지 35 cm이다. 장치가 적어도 4 개의 측정 접점을 포함하는 경우, 이들 중 2 개는 바람직하게는 온도가 전류 주입용 롤이 유지되는 온도인 냉각 섹션에 위치된다. 이러한 배열의 장점은, 고온의 냉각 섹션에서 초전도 테이프의 완전한 전압 강하를 모니터링하여 초전도 테이프뿐만 아니라 장치에 손상을 야기시킬 수 있는 급냉(quenching)의 위험을 줄일 수 있다는 것이다.
임계 전류를 결정하는 간단한 방법은 2 개의 측정 접점 사이의 전기장이 미리 정의된 값을 가정하도록 주입된 전류를 조정하는 것이다. 본 발명의 맥락에서, 임계 전류는 초전도 테이프를 따라 1 ㎶/cm의 전기장을 초래한다.
바람직하게는, 장치는 측정 접점 사이에서 측정된 전압에 기초하여 초전도 테이프에 주입된 전류를 제어하기에 적합한 컨트롤러를 포함한다. 컨트롤러는 전형적으로는 측정 접점의 쌍들 사이에서 측정된 전압을 수신하고 이러한 값들을 위치 정보, 즉 테이프에서 전압이 측정된 위치 정보와 함께 저장한다. 위치 정보는, 예를 들면, 임의 시점에서의 테이프의 속도에 기초하여 획득할 수 있다. 따라서, 컨트롤러는 바람직하게는 서플라이 스풀 및/또는 리시버 스풀로부터 또는 속도 게이지로부터의 속도 정보를 수신하도록 구성된다. 바람직하게는, 컨트롤러는 정보를 획득하도록 구성되며, 이때 테이프 상에서 특정 전압이 측정된다. 초전도 테이프를 통해 흐르는 전류가 시간이 지남에 따라 변경되고 장치가 2 개 초과의 측정 접점을 포함하는 경우, 상이한 측정 접점 쌍이 초전도 테이프의 모든 위치에 대해 서로 상이한 전류에서 전압을 측정할 수 있다. 이는, 2 개의 측정 접점 사이에서 측정된 한 조각의 초전도 테이프가 다음 측정 접점 쌍으로 이동하고 이 시간 동안에 초전도 테이프를 통과하는 전류는 그의 변동으로 인해 증가하거나 감소하기 때문이다.
컨트롤러는 측정된 모든 전압 및 그와 연관된 전류를 수집하고, 이를 예를 들면 공지된 관계식 - U/Uc ~ (I/Ic)n - 에 적응시킴으로써 I-V 곡선을 계산할 수 있으며, 상기 관계식에서, U는 전압이고, Uc는 임계 전류에서의 전압이고, I는 전류이고, Ic는 임계 전류이며, n은 물질 상수이다. 이러한 곡선에서, 컨트롤러는 임계 전류 Ic, 즉 상술된 특성 전압(characteristic voltage)에서의 전류뿐만 아니라 물질 상수 n을 결정할 수 있다. 측정 접점 사이에서 측정되는 전압이 이러한 값에서 멀리 떨어진 경우, 컨트롤러는 초전도 테이프에 주입되는 전류를 증가 또는 감소시킬 수 있다. 이는 예를 들면 결함으로 인해 임계 전류가 예상된 값보다 낮은 위치에서 초전도 테이프의 손상을 방지한다. 또한, 이러한 조정은 측정된 임계 전류의 정확도를 증가시킨다.
바람직하게는, 컨트롤러는, 예를 들면 서플라이 스풀 및 리시버 스풀을 제어함으로써 초전도 테이프의 이동 방향의 반전을 초래하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 특정 위치에서 임계 전류가 설정 값 미만인 경우, 측정이 반복될 수 있다. 측정을 반복하면 측정 아티팩트가 생성될 가능성이 감소할 수 있다.
바람직하게는, 상기 장치는 바람직하게는 초전도 테이프에 수직인 2 개의 측정 접점 사이에 초전도 테이프에 자기장을 인가하기 위한 수단을 추가로 포함한다. 자기장 강도는 0.01 T 내지 10 T, 바람직하게는 0.05 T 내지 1 T 일 수 있다. 자기장 강도는 시간이 지남에 따라 일정하거나 변할 수 있다. 시간이 지남에 따라 자기장 강도 변하는 경우, 자기장에 대한 임계 전류의 의존성이 결정될 수 있다. 바람직하게는, 자기장은 컨트롤러에 의해 제어된다. 바람직하게는, 자기장을 인가하기 위한 수단은 2 개의 측정 접점 사이에 위치된다.
본 발명에 따른 장치는 초전도 테이프를 그의 임계 온도 미만으로 냉각하기에 적합한 냉각 섹션을 추가로 포함한다. 냉각 섹션은 전형적으로는 액체 헬륨 또는 액체 질소, 바람직하게는 액체 질소와 같은 극저온제로 충전된 절연 용기, 예를 들면 진공 플라스크 또는 듀어(Dewar) 플라스크를 포함하는 저온 유지 장치를 포함한다. 초전도 테이프의 임계 온도는 통상적으로 사용되는 바와 같이 초전도 테이프의 전기 저항이 강하되는 온도, 즉, 초전도 테이프가 초전도성이 되는 온도이다.
본 발명에 따르면, 적어도 2 개의 롤 및 적어도 2 개의 측정 접점은 냉각 섹션의 내측에 위치되며, 이때 냉각 섹션은 롤을 제 1 온도로 유지하고 측정 접점을 제 2 온도로 유지하는데 적합하며, 이때 제 1 온도는 제 2 온도보다 낮다. 냉각 섹션에서 2 개의 상이한 온도를 실현하는 한 가지 방법은 롤에 근접하여 쿨러를 배치하고 측정 접점에 근접하여 히터를 배치하는 방법이다. 일반적으로, 초전도체의 임계 전류는 온도가 하강함에 따라 증가한다. 따라서, 전류 주입을 측정 접점보다 낮은 온도로 유지하면 임계 전류보다 훨씬 낮은 전류를 주입하면서 임계 전류에 가깝게 측정할 수 있다. 이는 임계 온도 이상의 국부 가열의 결과로서 초전도성의 파괴를 초래하여 초전도 테이프가 손상될 위험을 감소시킨다. 그와 동시에, 상이한 온도는 초전도 테이프의 빠른 이동 속도에서 높은 전류의 주입을 가능하게 한다. 바람직하게는, 제 1 온도는 제 2 온도보다 적어도 1 K 낮고, 보다 바람직하게는 제 1 온도는 제 2 온도보다 적어도 2 K 낮고, 보다 더 바람직하게는 제 1 온도는 제 2 온도보다 적어도 3 K 낮으며, 특히, 제 1 온도는 제 2 온도보다 적어도 4 K 낮다. 예를 들면, 제 1 온도는 73 K이고 제 2 온도는 77 K, 즉, 고온 초전도체가 전형적으로 작동하는 대기압에서 77.15 K의 액체 질소의 비등점에 근접한 온도이다.
바람직하게는, 장치는 초전도 테이프가 상기 냉각 섹션으로 유입되기 직전에 그를 위한 예비 냉각(precooling) 섹션을 포함한다. 이러한 예비 냉각 섹션은, 예를 들면, 초전도 테이프 주위에 배치되고 한쪽 단부에서 극저온제와 접촉하는 직사각형 단면을 가진 도관일 수 있다. 이러한 도관은 높은 열 전도도를 가진 재료, 바람직하게는 구리로 제조된다. 예비 냉각 섹션은 초전도 테이프가 장치를 통해 이동할 수 있는 속도가 더 증가할 수 있도록 해준다.
바람직하게는, 장치는 초전도 테이프가 동일한 방식으로 양방향으로 이동될 수 있도록 대칭적이다. 전형적으로, 이것은 장치가 장치의 중심에서 수직 평면에 대해 대칭임을 의미한다. 평면은 또한 서플라이 스풀에서 리시버 스풀로의 초전도 테이프의 일반적인 이동 방향에 수직이다. 이러한 방식으로, 장치를 통한 초전도 테이프의 이동 방향은 초전도 테이프가 장치를 통과하는 도중에 경험하는 온도 프로파일 및 시어력의 프로파일을 변경하지 않고 반전될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 예가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 도 1은 본 발명 장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명 장치의 평면도이다. 초전도 테이프(1)는 서플라이 스풀(11)에서 풀리고 리시버 스풀(12) 상에서 다시 감긴다. 디플렉터 롤(21, 22)은 초전도 테이프(1)가 상부에서 극저온제(3)로 충전된 냉각 섹션(2)으로 유입 및 배출되도록 한다. 예비 냉각 섹션(31, 32)은 초전도 테이프(1)가 냉각 섹션(2)으로 가는 도중에 그를 예비 냉각한다. 전류 주입용 롤(41, 42, 43, 44)은 극저온제가 저온(3a)에 있는 냉각 섹션 내에 배치된다. 롤은 구동 모터(61, 62, 63, 64)에 기계적으로 연결되고 슬라이드 접점(71, 72, 73, 74)에 전기적으로 연결되는 차축(51, 52, 53, 54)에 연결된다. 측정 접점(81, 82, 83, 84, 85, 86)은 한 쌍의 롤 접점이다. 그들 중 2 개(81, 86)는 극저온제가 저온(3a)에 있는 냉각 섹션 내에 배치됨으로써, 그들은 극저온제가 높은 온도(3b)를 갖는 섹션 내에 있는 초전도체 테이프의 전체 부분을 따라 전압 강하를 모니터링할 수 있다. 나머지 측정 접점(82, 83, 84, 85)은 극저온제가 높은 온도(3b)에 있는 냉각 섹션에 배치된다.
본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 본 발명에 따른 장치를 사용한다. 따라서, 장치에 대해 기술된 모든 세부 사항 및 바람직한 실시형태는 본 발명의 공정을 준용한다.
Claims (14)
- (a) 초전도 테이프(superconducting tape)와 접촉하고 상기 초전도 테이프에 전류를 주입하기에 적합한 적어도 2 개의 롤;
(b) 상기 초전도 테이프와 접촉하고 상기 초전도 테이프를 따라 전압을 측정하기에 적합한 적어도 2 개의 측정 접점(measuring contact); 및
(c) 상기 초전도 테이프를 그의 임계 온도 미만으로 냉각하기에 적합한 냉각 섹션
을 포함하는, 초전도 테이프의 품질 관리 장치로서,
상기 적어도 2 개의 롤 및 상기 적어도 2 개의 측정 접점은 상기 냉각 섹션의 내측에 위치하며,
상기 냉각 섹션은 상기 롤을 제 1 온도로 유지하고 상기 측정 접점을 제 2 온도로 유지하기에 적합하되, 이때 상기 제 1 온도는 상기 제 2 온도보다 낮은, 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 온도는 상기 제 2 온도보다 적어도 2 K 낮은, 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 적어도 2 개의 롤은 각각 차축을 갖고, 이 차축은 부분적으로는 상기 냉각 섹션의 외측에 있고 슬라이딩 접촉(sliding contact)에 의해 상기 냉각 섹션의 외측에서 전기적으로 접촉되는, 장치. - 제 3 항에 있어서,
구동 모터가 상기 냉각 섹션 외측에서 차축에 부착되는, 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 장치가 적어도 4 개의 롤을 함유하되, 이때 2 개의 롤은 동일한 제 1 전위에 있고 대향 측에서 상기 초전도 테이프와 접촉하며, 다른 2 개의 롤은 동일한 제 2 전위에 있고 대향 측에서 상기 초전도 테이프와 접촉하는, 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 롤은 수평으로 배열되는, 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
각각의 롤 주위의 초전도 테이프의 감김 각도(wind angle)는 독립적으로 120°내지 240°인, 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 장치가 적어도 4 개의 측정 접점(measuring contact)을 포함하는, 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 측정 접점들 사이의 거리가 가변적인, 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 장치가, 상기 측정 접점들 사이에서 측정된 전압에 기초하여 상기 초전도 테이프에 주입되는 전류를 제어하기에 적합한 컨트롤러를 포함하는, 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 장치가, 상기 초전도 테이프가 상기 냉각 섹션으로 유입되기 직전에 그를 위한 예비 냉각(precooling) 섹션을 포함하는, 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 장치가, 상기 초전도 테이프가 동일한 방식으로 양방향으로 이동될 수 있도록 대칭적인 것인, 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 장치가 시간이 지남에 따라 주기적으로 변하는 전류를 주입하기에 적합한, 장치. - 초전도 테이프의 임계 온도 미만의 제 1 온도에서 전류를 주입하는 단계, 및 초전도 테이프의 임계 온도 미만의 제 2 온도에서 초전도 테이프를 따라 전압을 측정하는 단계를 포함하고, 이때 상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도보다 높은, 초전도 테이프의 품질 관리 방법.
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110140710A1 (en) | 2009-12-14 | 2011-06-16 | Korea Electrotechnology Research Institute | Continuous Critical Current Measurement Apparatus And Method Of Measuring Continuous Critical Current Using The Same |
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|---|---|---|---|---|
| US5741377A (en) | 1995-04-10 | 1998-04-21 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Structures having enhanced biaxial texture and method of fabricating same |
| JPH09166566A (ja) * | 1995-12-13 | 1997-06-24 | Hitachi Cable Ltd | 金属構成比の測定方法 |
| JP3171131B2 (ja) * | 1997-02-25 | 2001-05-28 | 住友電気工業株式会社 | 超電導線の臨界電流値を測定する方法および装置 |
| DK1208244T3 (da) | 1999-04-03 | 2004-09-20 | Leibniz Inst Fuer Festkoerper | Metallisk materiale på nikkelbasis og fremgangsmåde til fremstilling deraf |
| AU2915401A (en) | 1999-07-23 | 2001-05-10 | American Superconductor Corporation | Control of oxide layer reaction rates |
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| DE102005029153B4 (de) * | 2005-06-23 | 2007-09-27 | Bruker Biospin Gmbh | Vefahren zum Test eines Supraleiters unter erhöhter Stromauslastung in einem aktiv abgeschirmten supraleitenden NMR-Serienmagneten |
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| DE102006029947B4 (de) | 2006-06-29 | 2013-01-17 | Basf Se | Verfahren zum Aufbringen einer metallischen Deckschicht auf einen Hochtemperatursupraleiter |
| DE102008016222B4 (de) | 2007-04-17 | 2010-12-30 | Leibniz-Institut für Festkörper und Werkstoffforschung e.V. | Metallfolie |
| DE102010011536A1 (de) | 2009-09-10 | 2011-03-24 | Zenergy Power Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätskontrolle von supraleitenden Bändern |
| CN101975897B (zh) * | 2010-09-14 | 2012-12-19 | 上海电缆研究所 | 高温超导长带临界电流连续测量及复绕装置 |
| KR20150125777A (ko) * | 2014-04-30 | 2015-11-10 | 두산중공업 주식회사 | 초전도 선재의 시험 장치 및 시험 방법 |
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