TW306076B - Implementation method of connector for multi-core hyper-conductive wire - Google Patents

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本案係有關於一種多蕊心超導線的接頭製作方法，尤 指一種將多蕊心高溫超導線的接合端點作成單一蕊心接 頭，並使多蕊到單蕊的轉變區具有和多蕊超導線部份相當 的臨界超導電流之多蕊心超導線的接頭製作方法。 近年來在高溫超導體線材的發展與應用上，有著顯著 的進展，尤其是以粉末塡管法（powder in tube)製作 的單蕊心及多蕊心超導線，已進入試作的階段。但在超導 體的可能應用裡，通常需將超導線材接合，以形成超導電 流的持續電流迴路，因此，如何使超導線材的接合，達到 100¾被接合的超導線材之臨界超導電流，則爲目前急待解 決之課題。 目前單蕊心高溫超導線的接合技術，已經發展至接合 部份可承載的臨界超導電流，可達到將近100X被接合的單 蕊心高溫超導線的臨界超導電流；但是，現今發展之多蕊 心高溫超導線的接合技術，其接合方法之一，是將欲接合 的多蕊心高溫超導線端部切割成斜面，然後將兩個斜面相 對，經高溫（800 °C- 900 °C)燒結處理，產生接合，但由於 蕊心的形狀及分佈並不十分規則，同時接合的平面很難平 直，所以無法接合所有的蕊心；而其接合方法之二，是將 欲接合的多蕊心高溫超導線端部，沿長軸方向切割出一台 階，然後將兩個台階的平面相對，經高溫（800 °C-900 °C) 燒結處理，產生接合，但採用此方法僅能接合暴露於台階 平面的蕊心。因此，習知技術中，多蕊心高溫超導線的接 2 用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公箢） (請先閱讀背而之注意事項再填，""" -裝-- —訂

經濟部中央標準局員工消費合作社印策 五、發明説明（2 ) 合部份可承載的臨界超導電流’只能達到將近70¾被接合 的多蕊心高溫超導線的臨界超導電流。 本案之主要目的，即在於提供一種多蕊心超導線的接 頭製作方法，其可將多蕊心高溫超導線的接合端點作成單 一蕊心，以運用單一蕊心高溫超導線的接合技術，使接合 部份可承載的臨界超導電流，達到100X被接合的多蕊心高 溫超導線的臨界超導電流。 根據本案之主要目的，其構想在於提供一種多蕊心超 導線的接頭製作方法，其步驟包含：a )選取複數支單蕊 心超導線；b)將該等單蕊心超導線置入一初始金屬管 內；c)將內含該等單蕊心超導線之該初始金屬管縮小至 具有一第一外徑之一第一金屬管；d)裝塡超導體物質於 該第一金屬管管內之一端，以形成一第二金屬管；以及 e )將該第二金屬管遂行一熱處理加工，使其具有超導 性。 依據上述之構想，其中於該步驟（a )中，該單蕊心 超導線係可爲單蕊心鉍系陶瓷高溫前驅體超導線，或爲單 蕊心鉍系陶瓷高溫超導線。 依據上述之構想，其中於該步驟（b )中，該初始金 屬管係可爲一銀管 依據上述之構想’其中於該步驟（b )中，該初始金 屬管之材料係可爲銀的合金，或於陶瓷高溫超導體燒結溫 度下’不與陶瓷高溫超導體反應之金屬。 3_ I紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X2^7公碴）

Hu tta^i ^^^^1 SI I1·!七.^-y —i Hu , -· .* (請先閱請背面之注意事項再j,£""K ; -- A7 B7 五、發明説明（3 ) 依據上述之構想’其中於該步驟（C )中，該第一外 徑係可以抽拉方式達成，或以敲擊方式達成。 依據上述之構想，其中於該步驟（d)中，該第一金 屬管管內之一端係可爲沿該第一金屬管軸向鑽成之一孔 洞β 依據上述之構想，其中於該步驟（d)中，該超導體 物質係可爲鉍系陶瓷高溫超導前驅體粉末，或爲鉍系陶瓷 高溫超導體粉末。 依據上述之構想’其中於該步驟（d)中，於裝塡該 超導體物質後，更可裝塡一金屬棒。 依據上述之構想，其中該金屬棒係可爲一銀棒。 依據上述之構想，其中該金屬棒之材料係可爲銀的合 金，或於陶瓷高溫超導體燒結溫度下，不與陶瓷高溫超導 體反應之金屬。 依據上述之構想，其中於該步驟（d)之後，更包含 下列步驟：（f)將該第二金屬管縮小至具有一第二外 徑；以及（g)將縮小至具有該第二外徑之該第二金屬管 滾壓成帶狀。 依據上述之構想，其中於該步驟（f)中，該第二外 徑係可以抽拉方式達成，或以敲擊方式達成。 依據上述之構想，其中於該步驟（f)中，更包含一 退火處理步驟，且該退火處理步驟係控制於850 °C以下。 依據上述之構想，其中於該步驟（e )中，該熱處理 加工係控制於8 2 0〜8 5 0 °C。 本纸张尺度適用中國國家標準·（ CNS ) A4規格('210x297公楚） 乞. -i.il 再 裝 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 依據上述之構想’其中於該步驟（e )之後’更包括 一步驟：（h )將經過熱處理加工後之該第二金屬管再滾 壓成帶材，並施行熱處理加工’以增加超導性能。 本案得藉由下列圖式及詳細說明’俾得一更深入之了 解。U<)〜Φ 第一圖Λ:係爲本案之一較佳實施例加工流程圖。 第二圖：係爲本案之較佳實施例中多蕊到單蕊轉變區 的電子顯微結構圖。 第三圖：係爲本案之較佳實施例中臨界超導電流之量 測結果顯示圖。 茲舉一較佳實施例說明本案之多蕊心超導線的接頭製 作方法，並請貴審査委員配合參閱第一圖。 首先，選取一內徑4mm、外徑6 ππη的銀管1，並於該銀管 1內部裝塡四支外徑約1.5 mm的單蕊心鉍系陶瓷高溫前軀體 超導線11〜14，如第一圖（A)，其中，該單蕊心鉍系陶瓷 高溫前軀體超導線之組成爲：（Bi:Pb:Sr:Ca:Cu:0 = 1.7:0.4:1.8:2.2:3.2:y) ° 第一圖（B)，係表示將充塡後之銀管1，利用敲擊 (swaging)或抽拉（drawing)的方式，將該銀管1之外 徑縮小至3 . 5匪。 第一圖（C)，係表示於該銀管1之一端，沿軸向鑽一直 徑2 · 5 mm、深3 0 mm的孔洞1 5。 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 、-° _δύβ〇7β_ Β7五、發明説明（5 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第一圖（D) ’係表示於該孔洞15內，塡入約5mm深的秘 系陶瓷尚溫超導體（BSCCO)前軀體粉末16後，再使用一節 銀棒17塞住該孔洞15。 第一圖（E)，係表示將該銀管1，利用敲擊或抽拉的方 式，將管徑縮小至2咖。而爲了避免大量機械加工可能造成 該銀管1之斷裂，因此，在加工到該銀管1外徑爲3mm時，可 施以800 °C、30分鐘的退火處理。 第一圖（F)，係表示將管徑爲2mm之該銀管1以滾壓的 方式，製成厚〇.3咖-〇.4腿的帶狀材料。 將該帶狀材料做835 °C，50小時的第一次熱處理後， 以滾壓方式製成厚度爲0.2mm-0.25mm的帶狀材料。再將 厚度爲0.2_-0.25咖的帶狀材料做831°C，50小時的第 二次熱處理，即可將多蕊心BSCCO超導線的端點作成單一 蕊心，並使多蕊到單蕊的轉換區，達到理想的臨界超導電 流。 爲使貴審查委員更進一步了解本案之功效，請參閱 第二圖，圖二係爲使用本案之方法，所製成之多蕊心高溫 超導線接頭的多蕊到單蕊轉換區之電子顯微結構圖。將該 多蕊心高溫超導線以化學蝕刻方式將銀的部份去除，然後 以掃描式電子顯微鏡觀察其多蕊到單蕊轉變區的結構，在 圖右方是多蕊心部份，圖左方則是單蕊心部份，由圖上可 以觀察到多蕊心到單蕊心的結構轉變是連續漸進的，這對 熱處理之後，高溫超導線的超導性能是有利的，所以就結 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝·

、1T ___ 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（6 ) 構而言，本案之方法成功的將多蕊心BSCCO高溫超導線的 接合端點作成單蕊心接頭。 再請參閱第三圖，由高溫超導線的77K、無外加磁場 下，超導臨界電流測量的結果顯示，多蕊到單蕊的轉變區 (標示▽者）和多蕊部份（標示□者）的臨界超導電流都約爲3 安培，所以就電性而言，多蕊到單蕊的轉變區可以作爲多 蕊心BSCCO高溫超導線的接合點。 綜上所述，本案製成的多蕊心BSCCO高溫超導線的單 蕊接頭，具有和多蕊部份相當的臨界超導電流，同時製作 簡單，可用以接合多蕊心BSCCO高溫超導線，實爲一具產 業價値之作。 本案得藉由熟悉本技藝之人士任施匠思而爲諸般修 飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。 --------i .^-丨_ - I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 7 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1 · 一種多蕊心超導線的接頭製作方法，其步驟包含： a) 選取複數支單蕊心超導線； b) 將該等單蕊心超導線置入一初始金屬管內； c) 將內含該等單蕊心超導線之該初始金屬管縮小至 具有一第一外徑之一第一金屬管； d )裝塡超導體物質於該第一金屬管管內之一端，以 形成一第二金屬管；以及 e )將該第二金屬管遂行一熱處理加工，使其具有超 導性。 2·如申請專利範圍第1項所述之多蕊心超導線的接頭製 作方法，其中於該步驟（a )中，該單蕊心超導線係可爲 單蕊心鉍系陶瓷高溫前驅體超導線。 3·如申請專利範圍第1項所述之多蕊心超導線的接頭製 作方法，其中於該步驟（a )中，該單蕊心超導線係可爲 單蕊心鉍系陶瓷高溫超導線。 4·如申請專利範圍第1項所述之多蕊心超導線的接頭製 作方法’其中於該步驟（b )中，該初始金屬管係可爲一 銀管。 5·如申請專利範圍第1項所述之多蕊心超導線的接頭製 作方法，其中於該步驟（b )中，該初始金屬管之材料係 可爲銀的合金。 6·如申請專利範圔第1項所述之多蕊心超導線的接頭製 作方法，其中於該步驟（b )中，該初始金屬管之材料係 8 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） (#先"讀背面之，江意事項存填寫本冥) 丨装· *1T ABCD 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 六、申請專利範圍 可爲於陶瓷高溫超導體燒結溫度下，不與陶瓷高溫超導體 反應之金屬。 7·如申請專利範圍第1項所述之多蕊心超導線的接頭製 作方法，其中於該步驟（c )中，該第一外徑係可以抽拉 方式達成》 8 ·如申請專利範圍第1項所述之多蕊心超導線的接頭製 作方法，其中於該步驟（c )中，該第一外徑係可以敲擊 方式達成》 9·如申請專利範圍第1項所述之多蕊心超導線的接頭製 作方法，其中於該步驟（d )中，該第一金屬管管內之一 端係可爲沿該第一金屬管軸向鑽成之一孔洞。 10·如申請專利範圍第1項所述之多蕊心超導線的接頭 製作方法，其中於該步驟（d )中，該超導體物質係可爲 鉍系陶瓷高溫超導前驅體粉末。 11·如申請專利範圍第1項所述之多蕊心超導線的接頭 製作方法，其中於該步驟（d )中，該超導體物質係可爲 鉍系陶瓷高溫超導體粉末。 12·如申請專利範圍第1項所述之多蕊心超導線的接頭 製作方法，其中於該步驟（d )中，於裝塡該超導體物質 後，更可裝塡一金屬棒。 13·如申請專利範圍第12項所述之多蕊心超導線的接 頭製作方法，其中該金屬棒係可爲一銀棒。 14·如申請專利範圍第12項所述之多蕊心超導線的接 頭製作方法’其中該金屬棒之材料係可爲銀的合金。 _ 9 用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x 297公釐） ---^------^-裝-- I . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) 訂 506076 fs ___ D8 六、申請專利範圍 1 5 ·如申請專利範圍第1 2項所述之多蕊心超導線的接 頭製作方法，其中該金屬棒之材料係可爲於陶瓷高溫超導 體燒結溫度下，不與陶瓷高溫超導體反應之金屬。 16·如申請專利範圍第1項所述之多蕊心超導線的接頭 製作方法，其中於該步驟（d )之後，更包含下列步驟： ί)將該第二金屬管縮小至具有一第二外徑；以及 g)將縮小至具有該第二外徑之該第二金屬管滾壓成 帶狀。 17·如申請專利範圍第16項所述之多蕊心超導線的接 頭製作方法，其中於該步驟（f )中，該第二外徑係可以 抽拉方式達成。 18·如申請專利範圍第ί6項所述之多蕊心超導線的接 頭製作方法，其中於該步驟（f )中，該第二外徑係可以 敲擊方式達成》 19·如申請專利範圍第ί6項所述之多蕊心超導線的接 頭製作方法，其中於該步驟（f )中，更包含一退火處理 步驟。 2 0 ·如申請專利範圍第ί 9項所述之多蕊心超導線的接 頭製作方法’其中該退火處理步驟係控制於85(TC以下。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 —ί n^i ml ^^^1 ^^^1 I —--I -1 、一-eJ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 21·如申請專利範圍第16項所述之多蕊心超導線的接 頭製作方法，其中於該步驟（e )中，該熱處理加工係控 制於8 2 0〜8 5 0 ΐ。 2 2 ·如申請專利範圍第ί 6項所述之多蕊心超導線的接 頭製作方法，其中於該步驟（e )之後，更包括一步驟： ________10 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) ,Μ規格（210X 297公釐） ABCD 六、申請專利範圍 h)將經過熱處理加工後之該第二金屬管再滾壓成帶 材，並施行熱處理加工，以增加超導性能。 m^i fm I n ^^^^1 一"' , - 0¾ 、-口 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）