KR20020035885A - 테이프를 코일상으로 권취하여 초전도체 테이프를 제조 및사용하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초전도체 테이프를 코일상에 권취하기 위한 초전도체 테이프를 사용하는 방법이다. 이 발명에 의하여 초전도체 테이프는 소결하기 전에 특정사용환경에 맞도록 곡률반경으로 권취되고 그 후에 소결이 수행되어 진다. 따라서, 소결은 축에 감기전까지 이루어 질 수 있다. 그 결과 고온에서 견딜 수 있는 특별한 축이나 절연체의 사용없이도 이루어 작은 코일을 생산하는 것이 가능하다.

Description

테이프를 코일상으로 권취하여 초전도체 테이프를 제조 및 사용하는 방법{A method of manufacturing and using a superconducting tape, especially when said tape is to be wound on a coil}

UP-PS No. 5,531,015는 권취공정에서 두 가지 법칙을 제시하고 있다.

1.와인드 앤 리액트(Wind and react) 또는

2.리액트 앤 와인드(React and wind).

상기 첫 번째 방법은 소결로에서 소결에 의하여 수반하는 중간 절연층을 가지거나 가지지 않고 초전도 테이프를 축에 감는 것을 포함한다. 이 방법은 축과 절연층의 성질에 높은 열흡수성이 요구되며 이 방법은 반경이 작은 코일의 생산에 적합하다.

한편 두 번째 방법은 소결로에서 소결될 때 감겨진 테이프에 의해 수반되는 비교적 큰 반경을 가진 테이프를 감는 것을 포함한다. 지금까지 테이프는 축에 감겨지지 않았다. 그러나, 권취과정에서 작은 굴곡반경 때문에 부서지기 쉬운 테이프의 초전도체 물질에 위험이 적용된다.

두 번째 방법은 특히 권취과정에서 테이프가 특별하게 광범위한 변형을 하기 쉬운 곳에서 작은 코일을 생산하는데 적합하다.

테이프를 코일상으로 권취하여 초전도체 테이프를 사용하거나 제조하는 방법과 관련된 발명.

발명은 첨부된 도면을 참고함으로써 보다 상세히 설명되어 질 수 있다.

도 1 소결하기 위해서 팬케이크 형태로 권취된 초전도체 테이프를 나타낸다.

도 2 코일홀더위에 감겨진 소결된 테이프를 묘사한다.

도 3 두 가지 다른 값의 초기곡률반경에 대한 초전도체 테이프대 수정곡률반경의 최대 변형도를 보여준다.

본 발명의 목적은 특히 작은 코일들이 위의 결점들에 의해 방해받지 않으면서 작은 곡률반경을 가진 초전도체 테이프를 생산하는 방법을 제공하는 것이다.

발명에 의하여 위 형태의 방법은 소결로에서 소결하기 전에 초전도체 테이프가 특정사용환경에 맞도록 치수가 정해진 곡률반경을 가지고 감겨지고 그 후에 소결이 수행되는 것으로 특징 되어 진다.

그 결과 소결은 테이프가 축에 감겨지기 전에 수행되어 질 수 있다. 이런 방법으로 고온에서 견딜 수 있는 특별한 축이나 절연층의 사용없이 작은 코일들을 생산하는 것이 가능하다.

더욱이, 발명에 의하여 초전도체 테이프는 소결하기 전에 하나 또는 더 이상의 곡률반경들로 감겨지거나 휘어질 수 있다. 상기한 곡률반경들은 미리 결정된 곡률반경의 범위 내에서 곡률반경이 특정사용환경에 맞도록 치수가 정해진다. 그것에 의하여 상기한 곡률반경 범위는 부서지기 쉬운 초전도 물질을 포함하지 않고 테이프의 범위를 핸들링하고 감는 길이를 결정하는 범위와 일치한다.

더구나 발명에 의하여 상기한 곡률반경의 범위는 최종곡률반경을 초과하는 곡률반경보다 작을 뿐만 아니라 최종곡률반경보다 작은 곡률반경을 포함한다.

발명에 의하여 초전도체 테이프는 소결하기 전에 하나 또는 더 이상의 굴곡반경을 제공받을 수 있으며, 그것에 의하여 상기한 테이프는 소결 후 사용시 문제가 될 때 쉽게 부서지지 않는다.

리액트 앤 와인드(React and Wind )방법은 테이프가 초전도체 물질을 어닐링(annealing)위한 소결로에 놓여지도록 하기 위하여 테이프 감기를 포함한다.

그것은 물론 상기한 테이프를 감지 않고는 몇 km의 테이프를 두는 것은 불가능하다.

그렇게 다 감긴 테이프는 보통 팬케이크 형태의 초전도체 테이프라 불리워진다.

그러한 팬 케이크 모양의 테이프는 대개 수미토모 전기산업(Sumitomo Electric Industries)의 EP061331에 기술되어 있다.

그렇게 다 감긴 테이프는 상기한 물질이 너무 광범위한 변형을 받아서 휘어지는 경우에 미세한 균열이 일어날 수 있는 결점으로 방해받을 수 있다. 발명가들은 이러한 환경들을 도표에 나타내려고 시도를 해왔다. 그리고 도.3은 두 가지 다른 값의 초기곡률반경에 대한 변형도 대 곡률반경을 보여준다.

상기한 곡률반경을 감소시키는 것 보다 광범위한 변형도를 포함하지 않고 곡률반경을 증가하는 것이 훨씬 쉽다는 것을 보여준다. 예를 들면 0.4%의 변형, 즉 임계변형도가 받아 들여질 때 초전도체 성질을 넘지않고 가능한 곡률반경의 범위는 당해 초기 곡률반경을 가진 그래프에서 추론되어 질 수 있다. 때때로 1% 까지 임계변형도는 받아 들여질 수 있다. 참고.US-PS No.5,531,015.

지금 발명에 의하여 초전도체 테이프는 곡률반경을 가지고 어닐링(annealing)하기 전에 변형될 수 있다. 도.3에서 나타난 범위에서 곡률반경은 최종곡률반경에 가까워져 결과적으로 변형된다.

곡률반경은 다소 최종곡률반경보다 약간 작거나 크게 되어질 수 있다. 이런 방식으로 곡률반경의 범위를 넘은 변형을 당하지 않고 축이나 코일홀더, 중간 절연층 물질에 상기한 초전도체 테이프를 두어 미세 균열이 생길 때까지 테이프의 변형을 피하는 것이 가능하다. 또한, 900℃의 소결 고온을 견딜 수 없는 축과 중간 절연 물질을 사용하는 것이 가능한 이점이 있다. 즉, 실용적으로 중요한 요소인 축과 절연층을 위해 사용되어 지는 물질에 대한 자유로운 선택이 가능하다. 그러나, 제조과정에서 미리 결정된 작동 차이는 초전도체 테이프의 곡률반경에 적용되며 이러한 차이가 도표에 그려지고 양을 측정할 수 있는 것은 발명자 때문이다. 참고. 도.3

더욱더 초기곡률반경이 더 많은 굴곡을 수행하는 것 보다 변형을 수행하는 것이 훨씬 쉽기 때문에 초기곡률반경이 너무 커기보다는 너무 작아야만 하는 것이 도.3의 곡선으로부터 나타난다 . 그러나, 그 것을 핸들링함에 있어 테이프를 변형에 걸리도록 하는 것이 가능한 이점이 있다.

대개 초전도체 테이프는 소결한 후에 변형에 걸려 테이프가 부서지는 곡률반경으로 감겨질 수 있다. 특별히 형체화되어 감에 따라 초전도체 테이프는 하나 또는 몇몇의 굴곡반경들로 제공되어 진다. 그것에 의하여 상기한 소결 후에 응용되어 지면 쉽게 깨어지지 않는다.

테이프는 멀티필라멘트테이프가 모노필라멘트테이프보다 굴곡에 더 견딜 수 있으므로 멀티필라멘트가 더 좋다.

Claims (5)

1. 소결로에서 소결하기 전에 초전도체 테이프가 특정사용환경에 맞도록 치수를 갖는 곡률반경으로 권취되고 그 후에 소결이 수행되는 초전도체 테이프를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기한 곡률반경의 범위가 최종곡률반경을 초과하는 곡률반경 또는 최종곡률반경보다 작은 곡률반경을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 소결하기 전에 초전도체 테이프가 소결 후 변형되는 경우 쉽게 부서지는 반경으로 초전도체 테이프가 권취되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 소결 후에 초전도체 테이프가 위 곡률반경의 범위를 넘어서는 변형에 걸리지 않고 홀더나 코일홀더에 권취되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 소결하기 전에 초전도체 테이프가 소결 후 사용시 문제가 될 때 부서지는 않도록 하나 또는 몇몇의 굴곡반경들로 제공받는 것을 특징으로 하는 방법.