RU2124772C1 - Method for producing long high-temperature superconducting parts - Google Patents
Method for producing long high-temperature superconducting parts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2124772C1 RU2124772C1 RU97109751A RU97109751A RU2124772C1 RU 2124772 C1 RU2124772 C1 RU 2124772C1 RU 97109751 A RU97109751 A RU 97109751A RU 97109751 A RU97109751 A RU 97109751A RU 2124772 C1 RU2124772 C1 RU 2124772C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductor
- heat treatment
- temperature heat
- coating
- shell
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Abstract
Description
Изобретение относится к области технической сверхпроводимости, в частности к технологии получения длинномерных композиционных многожильных проводников на основе высокотемпературных сверхпроводящих соединений, предназначенных для создания электротехнических изделий. The invention relates to the field of technical superconductivity, in particular, to a technology for producing long-length composite multicore conductors based on high-temperature superconducting compounds designed to create electrical products.
Проводники на основе высокотемпературных сверхпроводящих соединений получают методом "порошок в трубе", заключающимся в заполнении металлической оболочки (трубы) керамическим порошком высокотемпературного сверхпроводящего соединения или полуфабриката, деформации полученной заготовки до требуемых размеров, в процессе которой происходит уплотнение керамической сердцевины, и высокотемпературной термообработке, проводимой для образования в сердцевине сверхпроводящей фазы требуемого состава без дефектов структуры (трещин, пор и т.д.), снижающих критические свойства, например Iк, критический ток.Conductors based on high-temperature superconducting compounds are obtained by the method of "powder in a pipe", which consists in filling a metal shell (pipe) with ceramic powder of a high-temperature superconducting compound or semi-finished product, deformation of the obtained workpiece to the required dimensions, during which the ceramic core is densified, and high-temperature heat treatment is carried out for the formation in the core of the superconducting phase of the required composition without structural defects (cracks, pores, etc.), reducing critical properties, for example, I k , critical current.
Использование высокотемпературных сверхпроводников в различных электротехнических изделиях, например магнитных катушках, предполагает их деформацию на изгиб (намотка, окручивание и т.д.), которая не должна приводить к падению критических свойств. Кроме того, при изготовление изделий необходимо использование электрической изоляции, например, между витками катушки /1, 2/. The use of high-temperature superconductors in various electrical products, such as magnetic coils, involves their bending deformation (winding, winding, etc.), which should not lead to a drop in critical properties. In addition, the manufacture of products requires the use of electrical insulation, for example, between the turns of the coil / 1, 2 /.
В качестве электрической изоляции используют оплеточные материалы, например, из оксида алюминия или электроизоляционные покрытия, полученные путем нанесения на оболочку проводника керамических порошковых смесей с органическим связующим с последующим выжиганием органики, или используют другие электроизоляционные материалы и покрытия. Однако оплеточные материалы из оксида алюминия (и другие, прокладываемые между витками катушки) обеспечивают лишь механический контакт с оболочкой проводника, который может затруднить теплообмен между криогенной средой и сверхпроподником, а также обладают большой толщиной, около 100 мкм, что значительно увеличивает габариты электротехнического изделия. Кроме того, эти изоляционные материалы предполагают их одноразовое использование, то есть при изменении числа витков катушки они разрушаются, что резко снижает надежность изоляции. Покрытия, полученные путем нанесения на оболочку проводника керамических порошковых смесей с органическим связующим с последующим выжиганием органики, обладают значительной толщиной (более 20-40 мкм), неравномерностью по толщине и самое главное - низкой прочностью сцепления с оболочкой проводника, что делает проблематичным корректировку конструкции электротехнического изделия. As electrical insulation, braid materials are used, for example, from aluminum oxide or electrical insulation coatings obtained by applying ceramic powder mixtures with an organic binder to the conductor sheath, followed by the burning of organics, or use other electrical insulation materials and coatings. However, braided aluminum oxide materials (and others, laid between the turns of the coil) provide only mechanical contact with the conductor sheath, which can impede heat transfer between the cryogenic medium and the superpodpodnik, and also have a large thickness of about 100 μm, which significantly increases the dimensions of the electrical product. In addition, these insulating materials suggest their one-time use, that is, when the number of coil turns changes, they are destroyed, which sharply reduces the reliability of the insulation. Coatings obtained by applying ceramic powder mixtures with an organic binder to the conductor’s shell followed by burning out the organics have a considerable thickness (more than 20–40 μm), uneven thickness and, most importantly, low adhesion to the conductor’s shell, which makes it difficult to adjust the design of the electrical products.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является "Способ получения длинномерных проводников на основе высокотемпературных сверхпроводящих соединений" - прототип /3/, включающий: формирование заготовки в виде герметичной оболочки из металла или сплава, заполнение ее порошком сверхпроводящего соединения или полуфабриката, деформацию полученной заготовки до требуемого размера, нанесение на оболочку заготовки раствора металлоорганического соединения на основе карбоновых кислот, содержащих цирконий, алюминий, иттрий (концентрации по металлу или смеси металлов - 50 г/л), низкотемпературную термообработку на воздухе или в среде инертного газа в интервале температур 400-650oC, повторение цикла: нанесение раствора металлоорганического соединения - низкотемпературная термообработка требуемое число раз, каждый раз из раствора, содержащего различные металлы, намотку изделия и высокотемпературную термообработку при 840oC. В результате описанных операций получается изделие (магнитная катушка) из проводника в изоляционном покрытии. Такое изоляционное покрытие обладает малой толщиной, надежно электроизолирует оболочку проводника, равномерно по толщине, обладает повышенной адгезией к оболочке.Closest to the proposed technical solution is the "Method for producing long conductors based on high-temperature superconducting compounds" - prototype / 3 /, which includes: forming a workpiece in the form of a sealed sheath of metal or alloy, filling it with powder of a superconducting compound or semi-finished product, deformation of the obtained workpiece to the required size, application of a solution of an organometallic compound based on carboxylic acids containing zirconium, aluminum, yttrium (shell ntratsii metal or metal compound - 50 g / L), the low-temperature heat treatment in air or inert gas in the temperature range 400-650 o C, the repetition cycle: applying the organometallic compound solution - low temperature heat treatment required number of times, each time from the solution, containing various metals, winding products and high temperature heat treatment at 840 o C. As a result of the described operations, the product (magnetic coil) is obtained from a conductor in an insulating coating. Such an insulating coating has a small thickness, reliably insulates the conductor sheath, uniformly in thickness, and has increased adhesion to the sheath.
Недостатком способа-прототипа является наличие у одножильного проводника толстой керамической сердцевины, в которой при деформациях на изгиб вероятно образование крупных трещин, которые не всегда удается "залечить" при последующей высокотемпературной термообработке, проводимой при 840oC, что, естественно, снижает критические свойства проводника, иногда (при наличии большого количества трещин) до нулевых значений Iк. Поэтому для создания изделий более целесообразно использование многожильных проводников. Естественно, что проводник с большим числом жил (19, 37, 61, 703) по сравнению с одножильным выдерживает большие деформации на изгиб. Однако наличие большого числа жил проводника предъявляет специальные требования к изоляционному покрытию. Высокотемпературная термообработка предполагает наличие кислородного обмена между средой термообработки и керамической сердцевиной, следовательно, изоляционное покрытие, наносимое на оболочку проводника до высокотемпературной термообработки, должно обладать достаточной для многожильного варианта проницаемостью кислородом.The disadvantage of the prototype method is the presence of a thick ceramic core in a single-core conductor, in which, when bending, it is likely that large cracks can form that cannot always be healed during subsequent high-temperature heat treatment carried out at 840 ° C, which naturally reduces the critical properties of the conductor , sometimes (in the presence of a large number of cracks) to zero values of I to . Therefore, to create products it is more appropriate to use stranded conductors. Naturally, a conductor with a large number of cores (19, 37, 61, 703) can withstand large bending deformations in comparison with a single core. However, the presence of a large number of conductor cores makes special demands on the insulation coating. High-temperature heat treatment assumes the presence of oxygen exchange between the heat-treating medium and the ceramic core; therefore, the insulating coating applied to the conductor shell before high-temperature heat treatment must have sufficient oxygen permeability for the multicore variant.
Поэтому технической задачей данного изобретения явилось: повышение проницаемости изоляционного покрытия кислородом при сохранении изоляционных свойств, малой толщины, равномерности по длине проводника и требуемой адгезии к его оболочке на многожильном длинномерном проводнике. Therefore, the technical task of this invention was: increasing the permeability of the insulating coating with oxygen while maintaining the insulating properties, small thickness, uniformity along the length of the conductor and the required adhesion to its shell on a multicore long-length conductor.
Поставленная задача решается тем, что в способе-прототипе, включающем формирование заготовки в виде металлической оболочки, заполнение ее порошком сверхпроводящего соединения или полуфабриката, деформацию полученной заготовки до требуемых размеров, нанесение на поверхность оболочки раствора металлоорганического соединения на основе карбоновых кислот, содержащих цирконий, алюминий, иттрий, низкотемпературную термообработку, намотку и высокотемпературную термообработку, после деформации заготовки до требуемых размеров производят ее резку на мерные части и формируют сложную заготовку, для чего помещают требуемое количество мерных частей деформированной заготовки в металлическую оболочку, деформируют сложную заготовку, наносят на ее оболочку раствор металлоорганического соединения на основе карбоновых кислот, содержащих цирконий, алюминий, иттрий, концентрации по металлу, смеси металлов 25-40 г/л и проводят низкотемпературную термообработку при температуре 350-400oC.The problem is solved in that in the prototype method, which includes forming a preform in the form of a metal shell, filling it with powder of a superconducting compound or a semi-finished product, deforming the resulting preform to the required size, applying a solution of an organometallic compound based on carboxylic acids containing zirconium, aluminum to the surface of the shell , yttrium, low-temperature heat treatment, winding and high-temperature heat treatment, after the workpiece is deformed to the required dimensions, e cutting into measured parts and form a complex workpiece, for which they place the required number of measured parts of the deformed workpiece in a metal shell, deform the complex workpiece, apply a solution of an organometallic compound based on carboxylic acids containing zirconium, aluminum, yttrium, metal concentration onto its shell, a mixture of metals 25-40 g / l and conduct low-temperature heat treatment at a temperature of 350-400 o C.
Получение многожильного проводника позволяет (по сравнению с одножильным, способ-прототип) использовать большие деформации на изгиб при намотке изделия без нарушения целостности керамической сердцевины и создания в ней дефектов структуры (например, трещин), которые невозможно "залечить" при последующей высокотемпературной термообработке. Нанесение раствора металлоорганического соединения концентрации по металлу, смеси металлов 25-40 г/л в сочетании с низкотемпературной термообработкой при 350-400oC позволяет получить аморфное изоляционное покрытие из нестехиометричных оксидов используемых металлов или их смеси, обладающее наряду с малой толщиной, при сохранении изоляционных свойств, равномерностью по длине проводника, требуемой адгезией к оболочке последнего новым качеством - повышенной (по отношению к способу-прототипу) проницаемостью для кислорода, обеспечивающей кислородный обмен между многожильной керамической сердцевиной и средой высокотемпературного отжига, что позволяет на изолированных многожильных проводниках получать прирост Iк (см. таблицу).Obtaining a multicore conductor allows (in comparison with a single-core conductor, the prototype method) to use large bending deformations during winding of the product without violating the integrity of the ceramic core and creating structural defects in it (for example, cracks) that cannot be healed during subsequent high-temperature heat treatment. The application of a solution of an organometallic compound with a concentration of metal, a mixture of metals 25-40 g / l in combination with low-temperature heat treatment at 350-400 o C allows you to get an amorphous insulation coating from non-stoichiometric oxides of the metals used or their mixture, which, along with a small thickness, while maintaining insulation properties, uniformity along the length of the conductor, required adhesion to the shell of the latter with a new quality - increased (relative to the prototype method) oxygen permeability, providing acid The hydrogen exchange between a multicore ceramic core and a medium of high temperature annealing, which makes it possible to obtain an increase in I c on isolated multicore conductors (see table).
Формирование покрытия, обладающего повышенной проницаемостью для кислорода в процессе низкотемпературного отжига, происходит за счет термического разложения (пиролиза) металлосодержащих органических соединений (карбоксилатов, Me(COOH)n, где, например, Me - цирконий, алюминий, иттрий) в соответствии с реакцией:
Me(COOH)n -t---> MexOy + CO2 + H2O
с образованием на оболочке проводника тонкой (0,1-0,3 мкм) пленки аморфного нестехиометричного оксида металла. Получаемое оксидное неэлектропроводное покрытие имеет регулируемую толщину 0,1-6 мкм (в зависимости от количества циклов) при сохранении электроизоляционных свойств и удовлетворительного контакта между покрытием и проводником, кроме того, оно обладает новым, по отношению к прототипу, свойством - повышенной проницаемостью для кислорода за счет негомогенности структуры получаемых нестехиометричных оксидов, то есть наличию неоднородности (несплошности, пор, трещин, каналов, проницаемых для кислорода).The formation of a coating with increased permeability to oxygen during low-temperature annealing occurs due to the thermal decomposition (pyrolysis) of metal-containing organic compounds (carboxylates, Me (COOH) n , where, for example, Me - zirconium, aluminum, yttrium) in accordance with the reaction:
Me (COOH) n -t ---> Me x O y + CO 2 + H 2 O
with the formation on the conductor shell of a thin (0.1-0.3 μm) film of amorphous non-stoichiometric metal oxide. The resulting oxide non-conductive coating has an adjustable thickness of 0.1-6 μm (depending on the number of cycles) while maintaining electrical insulation properties and satisfactory contact between the coating and the conductor, in addition, it has a new property with respect to the prototype - increased permeability to oxygen due to the inhomogeneity of the structure of the resulting non-stoichiometric oxides, that is, the presence of heterogeneity (discontinuities, pores, cracks, channels permeable to oxygen).
Сопоставление предлагаемого способа со способом-прототипом показывает, что отличительными особенностями данного способа являются: использование растворов металлоорганических соединений концентрации по металлу 25-40 г/л с последующей низкотемпературной термообработкой при температуре 350-400oC. Кроме того, эти растворы наносят на оболочку сложной заготовки, полученной путем размещения в оболочке из металла или сплава мерных частей разрезанной деформированной заготовки. Проведение данных операций в описанной последовательности привело к появлению нового технического результата: повышению проницаемости для кислорода при сохранении электроизоляционных свойств, малой толщины, равномерности по длине и требуемой адгезии к оболочке у покрытия многожильного длинномерного проводника, обладающего повышенной устойчивостью к деформациям на изгиб (благодаря как повышению числа жил, так и наличию негомогенного аморфного покрытия), что сделало возможным проведение высокотемпературной термообработки на изолированных многожильных проводниках.A comparison of the proposed method with the prototype method shows that the distinctive features of this method are: the use of solutions of organometallic compounds with a metal concentration of 25-40 g / l, followed by low-temperature heat treatment at a temperature of 350-400 o C. In addition, these solutions are applied to the shell complex the workpiece obtained by placing in the shell of a metal or alloy measuring parts of the cut deformed workpiece. Carrying out these operations in the described sequence led to the appearance of a new technical result: an increase in oxygen permeability while maintaining electrical insulation properties, small thickness, uniformity in length and the required adhesion to the sheath of the coating of a multicore long-length conductor, which has increased resistance to bending deformation (due to the increase the number of cores, and the presence of an inhomogeneous amorphous coating), which made it possible to conduct high-temperature heat treatment on an insulator stranded stranded conductors.
Пример
Методом "порошок в трубе" получали композиционную заготовку: оболочка (серебряная труба), заполненная порошком висмутовой керамики состава Bi-2223, которую деформировали волочением до диаметра 1,18 мм, затем разрезали на 19 частей длиной по 2 м каждая и формировали сложную заготовку, для чего помещали 19 мерных частей деформированной заготовки в серебряную трубу диаметром 8 мм с толщиной стенки 0,8 мм, затем деформировали полученную сложную заготовку с диаметра 8 мм до диаметра 3,01 мм волочением со степенью деформации за проход 5%. Дальнейшую деформацию с диаметра 3,01 мм до толщины 0,25 мм производили плоской прокаткой со степенью деформации за проход 5%. В результате описанных выше операций получали плоский многожильный проводник длиной более 50 м.Example
Using the powder in pipe method, a composite billet was obtained: a shell (silver tube) filled with Bi-2223 bismuth ceramic powder, which was deformed by drawing to a diameter of 1.18 mm, then cut into 19 parts each 2 m long and a complex billet was formed, why 19 measured parts of the deformed billet were placed in a silver pipe with a diameter of 8 mm with a wall thickness of 0.8 mm, then the resulting complex billet was deformed from a diameter of 8 mm to a diameter of 3.01 mm by drawing with a degree of deformation of 5% per pass. Further deformation from a diameter of 3.01 mm to a thickness of 0.25 mm was carried out by flat rolling with a degree of deformation of 5% per pass. As a result of the operations described above, a flat stranded conductor more than 50 m long was obtained.
Далее проводник разрезали на части, затем на оболочку проводника наносили раствор металлоорганического соединения, представляющий собой смесь карбоксилатов циркония с содержанием циркония 25 г/л, и проводили низкотемпературную термообработку в потоке аргона при температуре 370-400oC. Цикл: нанесение раствора металлоорганического соединения - низкотемпературная термообработка повторяли 15 раз.Next, the conductor was cut into pieces, then a solution of an organometallic compound, which was a mixture of zirconium carboxylates with a zirconium content of 25 g / l, was applied to the conductor shell, and low-temperature heat treatment was carried out in an argon stream at a temperature of 370-400 o C. Cycle: application of a solution of an organometal compound - low temperature heat treatment was repeated 15 times.
Испытания на гиб с перегибом показали, что образцы с покрытием, обладающим повышенной проницаемостью для кислорода, выдерживают до 7 циклов деформации без заметного отслаивания покрытия. Исследование микроструктуры показало (см. фиг. 1), что покрытие имеет неравномерность по толщине не более 3% от среднего значения, хорошо прилегает к оболочке из серебра, то есть имеет прочный диффузионный контакт с ней, что обеспечивает эффективный теплообмен с окружающей средой. Bending tests with kink showed that samples with a coating having increased permeability to oxygen can withstand up to 7 cycles of deformation without noticeable peeling of the coating. The study of the microstructure showed (see Fig. 1) that the coating has a thickness non-uniformity of no more than 3% of the average value, adheres well to the silver shell, that is, has strong diffusion contact with it, which ensures effective heat exchange with the environment.
Также на оболочку проводника наносили смесь карбоксилатов алюминия с содержанием алюминия 25 г/л и смесь карбоксилатов иттрия с содержанием иттрия 25 г/л, проводили низкотемпературную термообработку в потоке аргона при температуре 350-335oC при использовании карбоксилатов алюминия и температуре 355-360oC при использовании карбоксилатов иттрия. Цикл: нанесение раствора металлоорганического соединения - низкотемпературная термообработка повторяли 15 раз, толщина покрытия составила 6 мкм.Also, a mixture of aluminum carboxylates with an aluminum content of 25 g / L and a mixture of yttrium carboxylates with a yttrium content of 25 g / L were applied to the conductor’s shell, low-temperature heat treatment was carried out in an argon stream at a temperature of 350-335 o C using aluminum carboxylates and a temperature of 355-360 o C when using yttrium carboxylates. Cycle: application of a solution of an organometallic compound — low-temperature heat treatment was repeated 15 times, the coating thickness was 6 μm.
Кроме того, на поверхность проводника наносили смесь карбоксилатов циркония с содержанием циркония 40 г/л, смесь карбоксилатов алюминия с содержанием алюминия 40 г/л, смесь карбоксилатов иттрия с содержанием иттрия 40 г/л, проводили низкотемпературную термообработку в потоке аргона при температуре 370-400oC при использовании карбоксилатов циркония, температуре 350-355oC при использовании карбоксилатов алюминия и температуре 355-360oC при использовании карбоксилатов иттрия. Использование карбоксилатов металлов с содержанием иттрия, алюминия, циркония - 40 г/л позволило уменьшить количество циклов нанесения покрытия до 12 при одинаковой толщине, 6 мкм.In addition, a mixture of zirconium carboxylates with a zirconium content of 40 g / l, a mixture of aluminum carboxylates with an aluminum content of 40 g / l, a mixture of yttrium carboxylates with a yttrium content of 40 g / l were applied to the surface of the conductor, low-temperature heat treatment was carried out in an argon stream at a temperature of 370- 400 o C when using zirconium carboxylates, a temperature of 350-355 o C when using aluminum carboxylates and a temperature of 355-360 o C when using yttrium carboxylates. The use of metal carboxylates with a content of yttrium, aluminum, zirconium - 40 g / l allowed to reduce the number of coating cycles to 12 with the same thickness, 6 microns.
Также слои покрытия наносили с применением металлоорганических соединений, содержащих как цирконий, так и иттрий, концентрации по смеси металлов - 25 г/л, содержащих как цирконий, так и алюминий, концентрации по смеси металлов - 25 г/л, содержащих как алюминий, как и иттрий, концентрации по смеси металлов - 25 г/л, а также содержащих как цирконий, так и алюминий, так и иттрий, концентрации по смеси металлов - 25 г/л. Использование смесей карбоксилатов названных металлов позволило снизить температуру пиролиза до 350-365oC, а число циклов нанесения покрытия уменьшить до 10 при одинаковой толщине, 6 мкм.Also, the coating layers were applied using organometallic compounds containing both zirconium and yttrium, a concentration of a mixture of metals — 25 g / l, containing both zirconium and aluminum, a concentration of a mixture of metals — 25 g / l, containing both aluminum and and yttrium, the concentration of the mixture of metals is 25 g / l, and also containing both zirconium and aluminum, and yttrium, the concentration of the mixture of metals is 25 g / l. The use of mixtures of carboxylates of these metals allowed to reduce the pyrolysis temperature to 350-365 o C, and the number of coating cycles to reduce to 10 with the same thickness, 6 microns.
Помимо этого, слои покрытия наносили с применением металлоорганических соединений, содержащих как цирконий, так и иттрий, концентрации по смеси металлов - 40 г/л, содержащих как цирконий, так и алюминий, концентрации по смеси металлов 40 г/л, содержащих как алюминий, так и иттрий, концентрации по смеси металлов - 40 г/л, а также содержащих как цирконий, так и алюминий, так и иттрий, концентрации по смеси металлов - 40 г/л. Использование смесей карбоксилатов названных металлов позволило снизить температуру пиролиза до 350-365oC, а число циклов нанесения покрытия уменьшить до 8 при одинаковой толщине, 6 мкм.In addition, the coating layers were applied using organometallic compounds containing both zirconium and yttrium, a concentration of a mixture of metals - 40 g / l, containing both zirconium and aluminum, a concentration of a mixture of metals 40 g / l, containing both aluminum, and yttrium, the concentration of the mixture of metals is 40 g / l, and also containing both zirconium and aluminum, and yttrium, the concentration of the mixture of metals is 40 g / l. The use of mixtures of carboxylates of these metals allowed to reduce the pyrolysis temperature to 350-365 o C, and the number of coating cycles to reduce to 8 with the same thickness, 6 microns.
Испытания на гиб с перегибом всех описанных выше покрытий показали, что образцы с покрытием, обладающим повышенной проницаемостью для кислорода, выдерживают до 7 циклов деформации без заметного отслаивания покрытия. Исследование микроструктуры показало, что покрытие имеет неравномерность по толщине не более 3% от среднего значения, хорошо прилегает к оболочке из серебра, то есть имеет прочный диффузионный контакт с ней, что обеспечивает эффективный теплообмен с окружающей средой. Bending tests with kinks of all the coatings described above showed that samples with a coating having increased permeability to oxygen withstand up to 7 cycles of deformation without noticeable peeling of the coating. The study of the microstructure showed that the coating has a thickness unevenness of no more than 3% of the average value, is well adjacent to the silver shell, that is, it has strong diffusion contact with it, which ensures effective heat exchange with the environment.
Результаты, приведенные в таблице (см. далее текст примера), достигаемы при использовании указанных металлов при их сочетании в смеси и для каждого из металлов в различном диапазоне указанных концентраций и температур. The results shown in the table (see the text of the example below) are achieved using these metals when combined in a mixture and for each of the metals in a different range of indicated concentrations and temperatures.
При исследовании изоляционных свойств описанных выше покрытий толщиной 6 мкм с помощью ампервольтметра (P-386) на всей длине проводника проводящих участков выявлено не было. When studying the insulating properties of the above coatings with a thickness of 6 μm using an ampervoltmeter (P-386), no conductive sections were detected along the entire length of the conductor.
После нанесения покрытия из проводника наматывали катушки и проводили высокотемпературную термообработку при 840oC.After coating from the conductor, coils were wound and high-temperature heat treatment was carried out at 840 o C.
Измерение критических токов проводили стандартным 4-х контактным методом по критерию 1 мкВ/см при 77K в собственном магнитном поле. The critical currents were measured by the standard 4-contact method according to the criterion of 1 μV / cm at 77 K in an intrinsic magnetic field.
На катушках, полученных из такого проводника с минимальным диаметром витка-15 мм и максимальным диаметром витка-45 мм, получены значения Iк от 7,8 до 8 А.On coils obtained from such a conductor with a minimum coil diameter of 15 mm and a maximum coil diameter of 45 mm, I k values from 7.8 to 8 A were obtained.
Контрольные образцы длиной 20 мм, полученные после деформации заготовки и деформации сложной заготовки до требуемых размеров, подвергали высокотемпературной термообработке (840oC, общее время 200 часов) - 1-я строка таблицы , или наносили электроизоляционное покрытие, описанным выше способом и подвергали высокотемпературной термообработке (840oC, общее время 200 часов) - 3-я строка таблицы - предлагаемый способ. Для сравнения со способом-прототипом образцы, полученные после деформации заготовки и после деформации сложной заготовки до требуемых размеров, покрывали растворами металлоорганических соединений (карбоксилатов циркония, концентрации 50 г/л по металлу) с последующими низкотемпературной термообработкой (550-565oC) и высокотемпературной термообработкой (840oC, общее время 200 часов) - 2-я строка таблицы , в случае одножильного проводника - способ-прототип.Control samples 20 mm long, obtained after deformation of the workpiece and deformation of the complex workpiece to the required dimensions, were subjected to high-temperature heat treatment (840 o C, total time 200 hours) - the first row of the table, or an insulating coating was applied as described above and subjected to high-temperature heat treatment (840 o C, total time 200 hours) - 3rd row of the table - the proposed method. For comparison with the prototype method, the samples obtained after deformation of the preform and after deformation of the complex preform to the required dimensions were coated with solutions of organometallic compounds (zirconium carboxylates, concentration of 50 g / l for metal), followed by low-temperature heat treatment (550-565 o C) and high-temperature heat treatment (840 o C, total time 200 hours) - 2nd row of the table, in the case of a single-core conductor - the prototype method.
Значения Iк, полученные на контрольных образцах в зависимости от наличия электроизоляционного покрытия и его качественных характеристик, представлены в таблице.The values of I k obtained on control samples, depending on the presence of an insulating coating and its quality characteristics, are presented in the table.
Из представленных в таблице данных видно, что при использовании обычного электроизоляционного покрытия на многожильном проводнике при его высокотемпературной термообработке происходит резкое падение Iк, что, скорее всего, связано с недостаточным кислородным обменом между многожильной керамической сердцевиной и атмосферой высокотемпературной термообработки. Использование покрытия с повышенной проницаемостью для кислорода позволяет поднять Iк на многожильном проводнике до значений, полученных на таком же проводнике без покрытия. То есть получено электроизоляционное покрытие с повышенной проницаемостью для кислорода, обладающее малой толщиной, равномерностью по длине и требуемой адгезией к оболочке на многожильном проводнике.From the data presented in the table, it can be seen that when using a conventional insulating coating on a stranded conductor during its high-temperature heat treatment, a sharp decrease in I k occurs, which is most likely due to insufficient oxygen exchange between the stranded ceramic core and the atmosphere of high-temperature heat treatment. The use of a coating with increased oxygen permeability allows raising I to on a multicore conductor to the values obtained on the same uncoated conductor. That is, an insulating coating with increased permeability to oxygen is obtained, having a small thickness, uniformity in length and the required adhesion to the shell on a multicore conductor.
Литература
1. А. Отто, Л.Дж.Мазур, Е.Подтбур, Д.Дели и др. Многожильные композиционные ленты Bi-2223, изготовленные из металлического прекурсора. IEEE Transactions on Applid Superconductivity, вып. 3, N 1, март 1993, с. 915-922.Literature
1. A. Otto, L.J. Mazur, E. Podtbur, D. Delhi and others. Multicore composite ribbons Bi-2223 made of a metal precursor. IEEE Transactions on Applid Superconductivity, no. 3, No. 1, March 1993, p. 915-922.
2. П. Халдар, Дж. Г. Хай Чун Ир, Дж.А.Райс, Л.П.Мотовидло и др. Производство и свойства высокотемпературных лент и магнитов, изготовленных из сверхпроводников Bi-2223 в оболочке из серебра. IEEE Transactions on Applid Superconductivity, вып. 3, N 1, март 1993, с. 1127-1130. 2. P. Haldar, J. G. Hai Chun Il, J. A. Rice, L. P. Motovidlo and others. Production and properties of high-temperature tapes and magnets made of Bi-2223 superconductors in a silver shell. IEEE Transactions on Applid Superconductivity, no. 3, No. 1, March 1993, p. 1127-1130.
3. А. Д. Никулин, А.К.Шиков, Е.В.Антипова, И.И.Акимов. Способ получения длинномерных проводников на основе высокотемпературных сверхпроводящих соединений. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке N 95100565/07 (001048) - прототип. 3. A. D. Nikulin, A. K. Shikov, E. V. Antipova, I. I. Akimov. A method of obtaining long conductors based on high-temperature superconducting compounds. The decision to grant a patent for an invention according to the application N 95100565/07 (001048) is a prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97109751A RU2124772C1 (en) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | Method for producing long high-temperature superconducting parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97109751A RU2124772C1 (en) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | Method for producing long high-temperature superconducting parts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2124772C1 true RU2124772C1 (en) | 1999-01-10 |
| RU97109751A RU97109751A (en) | 1999-03-20 |
Family
ID=20194040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97109751A RU2124772C1 (en) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | Method for producing long high-temperature superconducting parts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2124772C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2471269C1 (en) * | 2011-12-07 | 2012-12-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Method of producing high-temperature superconductor in aluminium-aluminium oxide system |
| RU2478235C2 (en) * | 2007-03-30 | 2013-03-27 | Дзе Фурукава Электрик Ко., Лтд. | Manufacturing method of insulated electric conductor, and device for its manufacture |
-
1997
- 1997-06-10 RU RU97109751A patent/RU2124772C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Отто А., Мазур Л. Дж., Подтбур Е., Дели Д. и др. Многожильные композиционные ленты Bi-2223, изготовленные из металлического прекурсора. IEEE Transactions on Applid Superconductivity. вып.3, N 1, март 1993, с.915-922. Халдер П., Хай Чун Ир Дж.Г., Райс Дж.А, Мотовидло Л.П. и др. Производство и свойства высокотемпературных лент и магнитов, изготовленных из сверхпроводников Bi-2223 в оболочке из серебра. IEEE Transactions on Applid Superconductivity. вып.3, N 1, март 1993, с.1127-1130. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2478235C2 (en) * | 2007-03-30 | 2013-03-27 | Дзе Фурукава Электрик Ко., Лтд. | Manufacturing method of insulated electric conductor, and device for its manufacture |
| RU2471269C1 (en) * | 2011-12-07 | 2012-12-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Method of producing high-temperature superconductor in aluminium-aluminium oxide system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6387852B1 (en) | Method of applying high temperature compatible insulation to superconductors | |
| EP2031606B1 (en) | Superconducting thin film material and method for producing the same | |
| US4407062A (en) | Methods of producing superconductors | |
| KR20080038025A (en) | Method for producing a superconducting electrical conductor | |
| US4330347A (en) | Resistive coating for current conductors in cryogenic applications | |
| US20080119365A1 (en) | Method for producing a superconductive electrical conductor | |
| JPH0773758A (en) | Structure of oxide superconductor with stabilized metallic layer | |
| RU2124772C1 (en) | Method for producing long high-temperature superconducting parts | |
| RU2124774C1 (en) | Method for producing long high-temperature superconducting parts | |
| JPH0737444A (en) | Oxide superconductor and preparation of superconductor thereof | |
| RU2124775C1 (en) | Method for producing long high-temperature superconducting parts | |
| RU2124773C1 (en) | Method for producing long high-temperature conductors | |
| RU2097859C1 (en) | Method for producing long conductors based on high-temperature superconducting compounds | |
| JP3403465B2 (en) | Method for producing oxide superconducting tape having stabilizing layer | |
| JP4128358B2 (en) | Manufacturing method of oxide superconductor | |
| US4937228A (en) | Method of producing composite oxide superconducting wires using a powder bath | |
| JP2977202B2 (en) | Manufacturing method of oxide superconducting coil | |
| RU2148866C1 (en) | Method for producing long wire covered with high- temperature superconducting material | |
| Nikulin et al. | Ultrathin ceramic insulation for Ag-sheathed high T/sub c/-superconductors | |
| Beales et al. | Conductor development suitable for HTSC cables | |
| JP2007510257A (en) | Method for producing an electrically insulating and mechanically structured sheath on a conductor | |
| JPH0982147A (en) | Oxide superconduting wire and its manufacture | |
| JPH0727733B2 (en) | Method for manufacturing superconducting wire | |
| JPH0362905A (en) | Manufacture of superconducting coil | |
| Ilyushechkin et al. | Continuous production of Bi-2212 thick film on silver tape |