KR910009450B1 - 초전도 코일 및 그 제조법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

초전도 코일 및 그 제조법

제1도는 본 발명의 실시에 사용하는 초전도 링이 코일을 형성하는 단일 적층통의 분리사시도.

제2도는 본 발명에서 제1도와 같이 구성된 직경이 서로 다른 4개의 코일(적층통)을 서로 연결하여서된 초전도 코일의 구성을 나타낸 확대 단면도.

제3도는 제2의 우측면도.

제4도는 제2도중 A-A단면도.

제5도는 다른 실시예의 초전도 링과 끼워넣은 링의 상태를 표시한 사시도.

제6도는 제5도의 초전도 링과 끼워넣은 링을 사용한 초전도코일의 일부를 생략한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1e,1f,1g,1h : 초전도 링 3e,3f,3g,3h : 초전도층

A,B,C,D : 적층통 링 5 : 다중 코일

6e,6f,6g,6h : 절연분말층 8 : 성형링

본 발명은 초전도 처리후의 가공 변형이 곤란한 초전도 물질을 사용한 초전도 코일 및 그 제조법에 관한 것이다.

종래, 금속 시스(sheath)(관)내에 초전도 물질을 충전시켜서 신선하는 방법에 의하지 않고, 알몸으로 초전도 물질을 소성한 것을, 초전도체에 결선 결합시키는 방법은, 인듐에 의한 온간압접, 은페이스트 도포 또는 초음파 작용으로 연납질을 접착시키는 방법이 강구되고 있다.

또 전에 출원인은 초전도 링을 여러겹으로 쌓고, 그 당접부를 초전도 결합과 비초전도 결합과에 의하여 결합시킨 초전도 코일에 대해서 제안하였다(특원소 63-48226호)

종래의 접합기술을, 그대로 초전도 링이 적층구조에 있어서 수백개소 또는 수천개소, 직렬로 결합시키는 것은, 결합개소의 저항에 의하여 전체로서 초전도의 특성을 잃게 되므로 사용하는 것이 곤란하였다.

초전도 링이 여러겹으로 쌓음에 의한 초전도 코일의 제조에 적용함에 있어서는, 초전도의 성질을 전혀 잃음이 없는 결합부와, 비초전도 결합부를 설치하지 않으면, 초전도 코일이 완벽하게 구성되었다고는 말할 수 없으며, 종래의 결합방법으로는 초전도의 성질을 전혀 잃을 염려가 없는 초전도 코일을 제작할 수 없는 문제점이 있었다. 특히 비초전도 결합부의 강도, 열팽창 등에 대해서 고려할 필요가 있었다.

또, 초전도링의 일부를 초전도 물질분말로 덮어 통전 결합시키고, 다른 부를 초전도 물질분말과 유사물질로 덮어 절연하는 방법은, 피복분말의 두께와 성질에 균일성을 유지하는 것이 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명은 초전도 링의 당접부에 초전도 결합부와 비초전도 결합부를 설치하므로써, 초전도 처리후의 가공변형이 곤란한 초전도 물질을 사용하고, 초전도 링의 적층에 의하여 결합강도가 크며, 열특성의 변함이 없는 초전도 코일 및 그 제조법을 얻었다.

본 발명은, 복수로 쌓아 올린 초전도 링의 각각의 당접면에, 초전도 결합부와 비초전도 결합부와를 설치하고, 또한 결합부의 열특성을 거의 한결같이 하므로써 사실상 동일물과 다름이 없는 길고 큰 초전도 코일을 제조하는데에 성공하였다.

즉 본 발명은 한곳에 통전 차단부를 설치한 초전도 링을, 상기 통전 차단부가 차례로 엇갈리도록 하여 여러겹으로 쌓고, 이 여러겹으로 쌓은 링의 당접부를 초전도 결합과 비초전도 결합에 의하여 접속시켜서 초전도 코일을 구성하는 방법에 있어서, 초전도 결합부에는 초전도 링과 동질의 층을 끼우고, 비초전도 결합부에는 초전도 링과 유사물질이면서 초전도로 될 수 없는 층을 끼워 전체를 초전도 소성하는 것을 특징으로 한 초전도 코일의 제조법을 완성한 것이다. 상기에 있어서 유사물질이라 함은, 초전도 특성이 없고, 열특성이 유사한 물질로서, 예를 들면 이트륨, 바륨, 동계(銅系)에 있어서는, 이트륨 또는 바륨을 1/2이하(0을 포함함)로한 경우를 말한다. 단 유사물질은 초전도 특성을 잃을 정도로 이트륨 또는 바륨 혹은 그 양쪽을 감하면 좋은 것이 된다.

다음에 초전도 코일의 발명은 다수의 초전도 링을 여러겹으로 쌓아서 이루어진 초전도 코일에 있어서, 상기 각 초전도 링은, 그 당접부에 있어서 각각 초전도 결합과 비초전도 결합에 의하여 일체화되고 있으므로써 초전도 코일을 구성하였다. 상기에 있어서의 각 초전도 링은, 당해 초전도 -9.5 링을 구성하는 성분의 일부를 바꾸며 유사의 열특성을 갖는 층을 개재시켜서 전체를 소성하므로써 생긴 절연층에 의하여 비초전도 결합부를 구성하는 것이다.

상기에 있어서, 예비 소성된 초전도 링의 당접면에, 초전도 결합부와 비초전도 결합부를 설치하였으나, 그 방법으로서, 초전도 결합부는 초전도 핑과 동질의 활성도가 높은 분말층을 개재시키거나 일부를 초전도물질에 의하여 형성한 링을 끼워 소성에 의하여 일체 형성하였다. 또, 비초전도 결합부에는 초전도 물질중의 성분비율을 바꾼 물질(초전도 특성이 없고, 열특성은 거의 동일함을 조건으로 하여)의 분말층을 개재시키는데 이 분말을 프레스 성형등에 의하여 성형한 링을 소성하고 절연층을 형성하였다. 상기에 있어서의 일부를 초전도 물질로한 링과, 일부를 비초전도 물질로한 링과는 동일의 일체 링이고, 두께는 0.5mm-1mm정도가 고려된다. 상기에 있어서 전체의 재소성의 의하여 초전도 링과 동질의 층은 초전도 섬유를 구성하고, 또한 일체화하여 소결한다.

상기에 있어서는 비초전도층을 생성하기 위해서, 초전도 물질과 유사한 물질로서 이트륨계 초전도 물질에 있어서는, 이트륨 또는 바륨을 1/2이하로 하는 것을 제안하였다. 상기 비초전도 물질은, 소성시 등에 있어서의 열특성이 초전도 물질과 유사하고, 초전도 물질로가의 친화성이 크며, 결합이 견고하고 사용시에 높은 절연성을 나타내는 것이 바람직하다. 이러한 성질을 나타내는 한에 있어서는, 각종 초전도 물질의 절연층에 적합한 것이다.

또, 일부를 초전도성으로한 링의 성형은 프레스성형, 기타 얇은 링 성형에 사용하는 기술을 응용할 수가 있다.

본 발명은 초전도 링의, 전기적 결합부에는 초전도 링과 동질의 층을 개재시키고, 다른 부에 절연층을 생성시키는 층을 개재하여 복수의 초전도 링을 겹쳐 맞추어, 재소성하므로써, 각 당접부에 초전도 결합부의 비초전도 결합부와를 설치하였으므로, 다수의 초전도 링을 첨부도면 제1도와 같이 순차로 엇갈리게 결합할 경우에, 전체가 그대로 일연 일체의 초전도 코일로 된다. 즉, 초전도 결합부에는 전기적 저항이 생기지 않으므로, 전체가 초전도 재료로 형성된 코일과 동일하게 된다. 또, 이 초전도 결합은, 재소성에 의하여 자동적으로 이루어진다.

또, 초전도 링과 유시한 물질에 의하여 비초전도 층을 설치하였으므로, 초전도 링과의 친화성이 있고, 또한 열특성도 유사하고 있으므로, 그 결합이 견고하고 시간이 경과하여도 변화가 없다.

또한 당접부에 링을 끼웠으므로, 바람직한 결합상태를 얻을 수가 있다.

[실시예 1]

본 발명의 실시예를 제1도 내지 제4도에 대해서 설명한다. 이트륨, 바륨, 동계로써 되는 초전도 분말을 가압성형하고, 외경 35mm, 내경 25mm, 두께 2mm의 링(1e),(1f),(1g),(1h)를 형성하며, 각 링에는 통전 차단용의 슬릿(4e),(4f),(4g),(4h)를 방사상으로 설치함과 동시에, 각 링의 슬릿이 형성된 일측 단부로부터 거의 1/4의 범위로 활성이 큰 초전도 분말층(3e),(3g),(3h)을 설치하며 상기 활성이 큰 초전도 분말층(3e),(3g),(3h)이외의 나머지 3/4링면은 모두 상기 초전도 분말로부터 바륨량을 1/2로 한 절연분말층(6e0,(6f),(6g),(6h)으로 피복한다. 이와 같이 형성된 각 링(1e),(1f),(1g),(1h)을 첨부 도면 제1도와 같이 각 링의 초전도 결합부가 코일 형상으로 연속 연결토록 순차로 엇갈리게 적층하여 코일을 구성한 다음에 직경이 다른 링의 적층통(A),(B),(C),(D)을 첨부도면 제2도와 같이 서로 끼워서 절연층이 형성토록 결합하고 이들 각 적층통(A),(B),(C),(D)을 제3도 및 제4도에 표시한 바와 같이, 각 끝면에 있어서 W,X,T,Z로서 초전도 접속하여 전체로서 1개의 다중 코일(5)을 형성한 것이며, 각층간에는 절연층(7)이 끼워져 있다.

상기 실시예에 있어서의 한 개당의 임계 전류밀도는 550A/㎠로 확인되었다. 또 내측 링은 외경 24mm, 내경 15mm, 두께 2mm로 임계 전류밀도는 550A/㎠이었다.

상기에 있어서의 절연 분말은 입도 5미크롱 이하이며 제소결온도는 본 소결 온도의 약 98%정도를 사용하면 충분하고 초전도 분말층 또는 절연분말층을 설치하는 방법으로서는, 프로필렌, 글리콜을 사용하여 점성액상으로 하여 사용하는 방법 또는 프린트하는 방법 등을 생각할 수 있는 것으로서 어느쪽이든 재소결에 있어서, 요구하는 초전도의 성질에 악영향이 없는 것이 바람직하다.

[실시예 2]

다음에 이 발명의 다른 실시예를 제5도 및 제6도에 의하여 설명한다.

상기 실시예 1에 있어서는, 인접 초전도 링 사이에 초전도 분말층과, 절연 분말층을 형성하여, 일체적으로 재소결하고, 초전도 링의 일부(초전도 분말층)를 초전도 결합한 것이다.

본 실시예는 인접 초전도 링 사이에 초전도 분말과 비초전도 분말에 의하여 성형한 성형 링을 끼워 넣은 것이다.

즉, 이트륨, 바륨, 동계로써 되는 초전도 분말을 가압성형하여, 외경 35mm, 내경25mm, 두께 2mm의 링(1e),(1f),(1g)을 형성하고, 각 링에는 통전 차단용의 슬릿(4e),(4f)을 방사상으로 설치함과 동시에, 인접링 사이에 초전도부(7e)와, 비초전도부(7f)로써 이루어진 성형링(8)을 끼워 넣어 여러겹으로 쌓으며, 재소결하여 일체화한 것이다. 상기에 있어서의 초전도부(7e)는, 초전도링(1e)와 동질의 초전도 분말로써 성형하고, 비초전도부는 초전도 분말로써, 예를들면 이트륨을 1/2감하여 비초전도 분말로 하고, 이것을 프레스 성형한 것이다.

상기한 바와 같이, 초전도 링의 끼워 넣음에 성형링(8)을 사용하였으므로, 성형링(8)은 치수에 있어서 고정밀도는 얻을 수 있음과 동시에, 품질을 일정하게 할 수가 있는 것으로서 이때 성형링(8)의 두께는 0.5mm 또는 1mm정도가 아주 적합하지만, 치수에 있어서는 특별한 한정을 하지 않는다. 이와 같이 구성된 초전도 링의 통전 요령은 제5도중 화살표(9e),(9f),(9g),(9h),(9i)와 같다.

본 발명의 제조법에 의하면, 초전도 링을 겹쳐 맞추어 코일이 이루어지므로, 길고 큰 코일로 한 경우에도, 저항 손실이 없는 효과가 있다. 더욱이 비초전도 결합의 절연층은 재소결에 의하여 각 초전도 링을 견고하게 일체화하고, 전체의 코일을 고강도의 일체 코일로 하는 효과가 있다. 또 제조는 간단하고, 부품의 수도적으므로, 제품에 대한 신뢰도가 높다는 등의 효과도 있다.

본 발명에 사용되는 초전도 링은 초전도 분말의 가압 성형등에 의하여, 고정밀도로 대량 생산할 수 있는 효과가 있고, 절연층은 초전도 링과의 친화성이 크며, 열특성도 유사하고 있으므로, 시간이 경과함에 따라 금이 간다든가, 가타 잘못됨이 생길 두려움은 없다.

또, 초전도 링의 당접부에 성형링을 끼웠으므로, 끼워넣은 물체의 품질 및 치수의 정밀도를 높게 유지할 수 있는 효과가 있다. 동질 고정밀도의 성형링을 용이하게 대량 생산할 수가 있다.

Claims (8)

1개소에 통진 차단부를 설치한 초전도 링을, 상기 통전 차단부가 순차로 엇갈리도록 하여 여러겹으로 쌓고, 이 여러겹으로 쌓은 링의 당접부를 초전도 결합과 비초전도 결합에 의하여 접속시켜서 초전도 코일을 구성하는 방법에 있어서, 초전도 결합부에는 초전도 링과 동질의 층을 끼우고, 비초전도 결합부에는 초전도링과 유사물질이며 초전도로 될 수 없는 층을 끼워서 전체를 초전도 소성하는 것을 특징으로 한 초전도 코일의 제조법.

제1항에 있어서, 유사물질은, 초전도 물질과 소성에 의한 친화성이 크며, 열특성이 거의 일치하는 물질로한 초전도 코일의 제조법.

제1항에 있어서, 유사물질은 이트륨, 바륨, 동계 초전도 물질에 있어서는 바륨 또는 이트륨을 1/2이하로한 초전도 코일의 제조법.

제1항에 있어서, 초전도 결합부의 층은 초전도 분말층 또는 초전도 성형링으로 하고, 비초전도 결합부의 층은, 비초전도 분말층 또는 비초전도 성형링으로한 초전도 코일의 제조법.

복수의 초전도 링을 여러겹으로 쌓아서 이루어진 초전도 코일에 있어서, 상기 각 초전도 링은 그 당접부에 있어서 각각 초전도 결합과 비초전도 결합과에 의하여 일체화되고 있는 것을 특징으로 하는 초전도 코일.

제5항에 있어서, 초전도 결합은 초전도 링과 동질층의 개재하에 소성하므로써 형성된 초전도 코일.

제5항에 있어서, 비초전도 결합은 초전도 링을 구성하는 성분의 일부를 바꾼층을 개재시켜, 그 소성에 의하여 생긴 절연층에 의하여 형성된 초전도 코일.

제5항에 있어서, 초전도 결합은 초전도 분말층 또는 초전도 성형링을 끼우고, 비초전도 결합은 비초전도 분말층 또는 비초전도 성형링을 끼운 초전도 코일.

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