WO2021040343A1 - 초전도 선재의 브릿지 접속 구조체 및 접합 방법 - Google Patents

초전도 선재의 브릿지 접속 구조체 및 접합 방법 Download PDF

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WO2021040343A1
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superconducting
layer
wire
connection structure
connection
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PCT/KR2020/011218
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고락길
노현우
하동우
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한국전기연구원
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
    • H01F6/065—Feed-through bushings, terminals and joints
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/70—High TC, above 30 k, superconducting device, article, or structured stock
    • Y10S505/706—Contact pads or leads bonded to superconductor

Definitions

  • the present invention relates to a connection structure of a superconducting wire, and more particularly, to a method of bonding a second-generation high-temperature superconducting wire, and a superconducting connection structure manufactured thereby.
  • the production length of superconducting wire is about 1Km, and the actual superconducting wire has a defect-free section of about several hundred meters. To overcome this, it is necessary to develop a bonding technology that removes and reconnects defects present in the superconducting wire of the joist.
  • connection portion becomes thicker than twice the thickness of the wire rod, and for this reason, mechanical stress is concentrated on the joint portion when winding a coil for use such as a magnet.
  • an object of the present invention is to provide a superconducting connection structure having a bridge structure that minimizes the thickness of a connection portion in a bridge connection method.
  • an object of the present invention is to provide a method of manufacturing the above-described superconducting connection structure.
  • the present invention provides a bridge connection structure comprising a connection conductor for bridging connection ends of a first superconducting wire and a second superconducting wire, wherein the connection conductor comprises a superconducting layer and the superconducting layer. It provides a superconducting bridge connection structure, characterized in that it is a superconducting patch composed of an enclosing metal protective layer.
  • each of the first and second superconducting wires includes a metal substrate
  • a superconducting layer on the metal substrate And a stabilizing layer on the superconducting layer.
  • connection ends of the first and second superconducting wires include a region from which at least a portion of the stabilization layer has been removed, and the superconducting patch may be seated on the region.
  • the present invention includes the steps of abutting connection ends of the first superconducting wire and the second superconducting wire so that the superconducting layer is positioned on the same plane; And welding a connection conductor on the connection ends of the first and second superconducting wires, wherein the connection conductor is a superconducting patch including a superconducting layer and a metal protective layer surrounding the superconducting layer. It provides a method of manufacturing a superconducting bridge connection structure.
  • the present invention it is possible to provide a superconducting bonding method and a superconducting connection structure manufactured thereby capable of reducing the stress generated in the wire during magnet winding by remarkably reducing the thickness of the wire connecting portion.
  • FIG. 1 is a view showing a superconducting connection structure of a bridge structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an exemplary superconducting patch 30 used in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a superconducting connection structure of a bridge structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state of the connection structure of FIG. 3 before a superconducting patch is mounted.
  • FIG. 1 is a view showing a superconducting connection structure of a bridge structure according to an embodiment of the present invention.
  • two superconducting wires 100 are connected at ends of each wire.
  • a connection conductor is mounted on the connected wire 100.
  • the superconducting wires are arranged parallel to each other, and preferably, the superconducting layers of the two wires are disposed on the same plane (coplanar).
  • connection conductor may be welded on the connection end of the wire 100 by solder 10.
  • connection conductor may be designed to have an appropriate length in consideration of the rigidity or resistance of the connection structure.
  • a second-generation superconducting wire such as Rolling Assisted Bi-axially Textured Substrate (RABiTS) or Ion Beam Assist Deposition (IBAD)-based may be used.
  • RABiTS Rolling Assisted Bi-axially Textured Substrate
  • IBAD Ion Beam Assist Deposition
  • the superconducting wire 100 includes a metal substrate 110, a buffer layer (not shown) on the metal substrate, and a superconducting layer 120 on the buffer layer.
  • the superconducting wire 100 is a multilayer including a substrate 110, a buffer layer and a first protective layer 130 surrounding the superconducting layer 120 and a second protective layer 140 on the first protective layer 130 It contains a stabilizing layer of the structure.
  • a Ni or Ni alloy substrate may be used as the metal substrate 110.
  • the buffer layer may be composed of at least one material selected from the group consisting of MgO, LMO, STO, ZrO 2 , CeO 2 , YSZ, Y 2 O 3 and HfO 2, and use and manufacture of superconducting products. Depending on the method, it may be formed as a single layer or a plurality of layers.
  • the superconducting layer 120 may be made of a superconducting material including an yttrium element or a rare earth (RE) element. For example, Y123 or RE123 superconducting material represented by YBa 2 Cu 3 O 7 may be used.
  • a Bi-based superconducting material may be used.
  • the first protective layer at least one metal selected from a group of precious metals such as gold, silver, platinum, and palladium, or an alloy layer of the metal may be used, and as the second protective layer, a conductive metal such as copper or aluminum, or It may contain an alloy layer of the metal.
  • the outer periphery of the wire may be covered by a conductive lamination layer.
  • the lamination layer may be formed of a metal material having rigidity. For example, a copper alloy such as stainless steel, brass, or a nickel alloy may be used.
  • the stacked structure of the first protective layer and the second protective layer is exemplary, and a protective layer having a multilayer structure may be applied only to one side of the superconducting layer.
  • a superconducting patch 200 is used as the connection conductor in the present invention.
  • the stacked structure of the superconducting patch of the present invention will be described with reference to FIG. 2.
  • 2 is a diagram showing an exemplary superconducting patch 30 used in an embodiment of the present invention.
  • the superconducting patch 30 shown in FIG. 2 includes a superconducting layer 220 and protective layers 230 and 240 above and below the superconducting layer.
  • the superconducting patch 200 may further include a buffer layer (not shown).
  • the protective layers 230 and 240 may include a first protective layer 230 and a second protective layer 240.
  • the protective layers 230 and 240 may include only one of the first protective layer 230 and the second protective layer 240, and as another implementation, the superconducting patch 200 ), only one of the first protective layer 230 and the second protective layer 240 may be present, and both the first protective layer 230 and the second protective layer 240 may be present on the upper side.
  • the superconducting patch 200 of FIG. 1 exemplarily shows a case in which a protective layer having a multilayer structure is formed thereon.
  • the first protective layer 230 at least one metal selected from a group of precious metals such as gold, silver, platinum, palladium, or an alloy layer thereof may be used as the first metal material, and the second protective layer 230
  • a second metal material for example, a conductive metal such as copper or aluminum, or an alloy layer of the metal may be used.
  • the superconducting patch 200 has a structure in which the metal substrate is removed from the superconducting wire structure. Considering that the substrate occupies most of the thickness of the superconducting wire, the patch has a very thin thickness.
  • the thickness of the substrate of the superconducting wire is about 50 to 100 ⁇ m
  • the buffer layer is about 0.2 ⁇ m
  • the superconducting layer is about 1 ⁇ m
  • the silver protective layer is about 2 ⁇ m
  • the layer has a thickness of about 20 ⁇ m
  • the thickness of the metal substrate occupies 40% to 60% of the total thickness of the superconducting wire.
  • the superconducting patch from which the metal substrate is removed can significantly reduce the increase in the actual thickness of the superconducting connection structure of the bridge structure, and it is also only for the bridge structure, and the maximum thickness of the superconducting connection structure is as small as 1.4 to 1.6 times the thickness of the superconducting wire. Can be set to a value.
  • the superconducting patch can be manufactured by various methods.
  • the high-temperature superconducting wire is fixed with a low melting point solder such as InBi or InSn to a copper or metal tape plate having a thickness having a certain mechanical strength with the metal substrate side of the superconducting wire facing downward.
  • a low melting point solder such as InBi or InSn
  • the metal substrate and the silver protective layer and the copper protective layer formed under the metal substrate are separated together, thereby forming a peeling structure in which a superconducting layer/silver protective layer/copper protective layer is stacked. Is obtained.
  • a superconducting patch is manufactured by depositing a silver protective layer on the superconducting layer of this structure by a method such as sputtering.
  • the above manufacturing method is only an example of the method for manufacturing the superconducting patch of the present invention. It goes without saying that a method of chemically etching and removing metal elements such as a metal substrate may be used instead of the mechanical peeling method.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a superconducting connection structure of a bridge structure according to another embodiment of the present invention.
  • two superconducting wires 100 are connected at ends of each wire, and a superconducting patch 200 is mounted on the connected wires 100.
  • the configurations of the superconducting wire 100 and the superconducting patch 200 described above are the same as those described with reference to FIG. 1.
  • the connection end of the superconducting wire 100 provides a seating space for mounting the superconducting patch.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state of the connection structure of FIG. 3 before a superconducting patch is mounted.
  • both connection ends of the superconducting wire 100 are in contact with each other, and the second protective layer 140 at the connection ends is removed.
  • the area A from which the second protective layer 140 is removed becomes a seating space for the superconducting patch.
  • the second protective layer 140 at the connection end of the superconducting wire 100 may be completely removed or only a portion of the second protective layer 140 may be removed.
  • the area B where the superconducting wire 100 abuts may be pre-bonded before mounting the patch.
  • the metal substrate 110 and the first protective layer ( 130) and the second protective layer 140 may be welded, thereby providing a more robust connection structure.
  • connection structure in this embodiment is characterized in that a part of the superconducting patch is buried into the second protective layer of the superconducting wire. Accordingly, the thickness of the connection structure can be further reduced. For example, an additional thickness reduction of 20 ⁇ m corresponding to the thickness of the second protective layer is possible. As a result, the thickness of the connection structure is only a bridge structure compared to the superconducting wire, and the maximum thickness of the superconducting connection structure can be set to a value as small as 1.2 to 1.4 times the thickness of the superconducting wire.
  • the present invention is applicable to a superconducting wire.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

본 발명은 2세대 고온 초전도 선재의 접속 구조체에 관한 것이다. 본 발명은 제1 초전도 선재 및 제2 초전도 선재의 접속 단부를 브릿지 접속하는 접속용 도체를 포함하는 브릿지 접속 구조체에 있어서, 상기 접속용 도체는 초전도층 및 상기 초전도층을 둘러싸는 금속 보호층으로 구성되는 초전도 패치인 것을 특징으로 하는 초전도 브릿지 접속 구조체를 제공한다. 본 발명에 따르면, 선재 접속부의 두께를 획기적으로 감소시킴으로써 마그넷 권선 시 선재에 발생하는 응력을 감소시킬 수 있는 초전도 접합 방법 및 그에 의해 제조된 초전도 접속 구조체를 제공할 수 있게 된다.

Description

초전도 선재의 브릿지 접속 구조체 및 접합 방법
본 발명은 초전도 선재의 접속 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2세대 고온 초전도 선재의 접합 방법 및 그에 의해 제조된 초전도 접속 구조체에 관한 것이다.
2세대 고온 초전도 선재는 케이블이나 코일, 마그네트로의 응용을 위해 장선의 제조가 필수적이다.
초전도 선재의 생산 길이는 1Km 정도로 실제 초전도 선재에서 결함없는 구간은 수백 미터 정도이며, 결함 없는 장선의 초전도선재는 길이가 길어질수록 가격이 기하급수적으로 증가하고 그 제조공정의 난이도가 상당히 까다롭게 된다. 이를 극복하기 위해서는 장선의 초전도선재에 존재하는 결함을 제거하고 다시 이어주는 접합기술의 개발이 필요하다.
종래의 접합 기술은 초전도 선재를 겹쳐서 잇는 랩 조인트 방식과 두 선재를 맞대어 잇는 브릿지 조인트 방식이 주로 사용된다. 그러나, 종래의 조인트 방식은 접속부의 두께가 선재 두께의 2배 이상으로 두꺼워지는 문제점을 가지며, 이로 인해 마그넷 등의 용도로 코일 권선시 접합부에 기계적 응력이 집중하게 된다는 문제점을 갖는다.
상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 브릿지 접속 방식에 있어서 접속부 두께를 최소화하는 브릿지 구조의 초전도 접속 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
*또한, 본 발명은 전술한 초전도 접속 구조체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 제1 초전도 선재 및 제2 초전도 선재의 접속 단부를 브릿지 접속하는 접속용 도체를 포함하는 브릿지 접속 구조체에 있어서, 상기 접속용 도체는 초전도층 및 상기 초전도층을 둘러싸는 금속 보호층으로 구성되는 초전도 패치인 것을 특징으로 하는 초전도 브릿지 접속 구조체를 제공한다.
본 발명에서 상기 각각의 제1 및 제2 초전도 선재는 금속 기판;
상기 금속 기판 상의 초전도층; 및 상기 초전도층 상의 안정화층을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 및 제2 초전도 선재의 접속 단부는 안정화층의 최소한 일부가 제거된 영역을 포함하고 상기 초전도 패치는 상기 영역에 안착될 수 있다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 초전도층이 동일 평면 상에 위치하도록 제1 초전도 선재 및 제2 초전도 선재의 접속 단부를 맞닿게 배치하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 초전도 선재의 접속 단부 상에 접속용 도체를 용접하는 단계를 포함하고, 상기 접속용 도체는 초전도층 및 상기 초전도층을 둘러싸는 금속 보호층을 포함하는 초전도 패치인 것을 특징으로 하는 초전도 브릿지 접속 구조체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 선재 접속부의 두께를 획기적으로 감소시킴으로써 마그넷 권선 시 선재에 발생하는 응력을 감소시킬 수 있는 초전도 접합 방법 및 그에 의해 제조된 초전도 접속 구조체를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 브릿지 구조의 초전도 접속 구조체를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에서 이용되는 예시적인 초전도 패치(30)를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 브릿지 구조의 초전도 접속 구조체를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 접속 구조체가 초전도 패치가 마운트 되기 전의 상태를 보여주는 단면도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상술한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 브릿지 구조의 초전도 접속 구조체를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 2 개의 초전도 선재(100)가 각 선재의 단부에서 접속되어 있다. 상기 접속된 선재(100) 상부에는 접속용 도체가 마운트되어 있다. 도 1에서 초전도 선재는 서로 평행하게 배열되어 있는데, 바람직하게는 두 선재의 초전도층이 동일 평면(공면) 상에 존재하도록 배치되어 있다.
상기 접속용 도체는 솔더(10)에 의해 상기 선재(100)의 접속 단부 상에 용접될 수 있다. 상기 접속 구조체에서 접속용 도체는 접속 구조체의 강성이나 저항 등을 고려하여 적절한 길이로 설계될 수 있다.
본 발명에서 접속부를 형성하는 상기 초전도 선재(100)로는 RABiTS(Rolling Assisted Bi-axially Textured Substrate) 기반 또는 IBAD(Ion Beam Assist Deposition) 기반 등의 2세대 초전도 선재가 사용될 수 있다.
예시적으로 초전도 선재(100)는 금속 기판(110), 상기 금속 기판 상의 완충층(도시하지 않음) 및 상기 완충층 상의 초전도층(120)을 포함한다. 상기 초전도 선재(100)는 기판(110), 완충층 및 초전도층(120)을 둘러싸는 제1 보호층(130)과 상기 제1 보호층(130) 상의 제2 보호층(140)을 포함하는 복층 구조의 안정화층을 포함하고 있다.
본 발명에서 상기 금속 기판(110)으로는 Ni 또는 Ni 합금 기판이 사용될 수 있다. 또한, 상기 완충층은 MgO, LMO, STO, ZrO2, CeO2, YSZ, Y2O3 및 HfO2로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 최소한 1종의 물질을 포함하여 구성될 수 있으며, 초전도 제품의 용도 및 제조 방법에 따라 단일 층 또는 복수층으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 초전도층(120)은 이트륨 원소 또는 희토류(RE; Rare Earth) 원소를 포함하는 초전도 물질로 구성될 수 있다. 예컨대 YBa2Cu3O7으로 대표되는 Y123 또는 RE123 초전도 물질이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 초전도층으로는 Bi계의 초전도 물질이 사용되어도 무방하다. 상기 제1 보호층은 금, 은, 백금 및 팔라듐 등과 같은 귀금속 그룹 중에서 선택된 최소한 1종의 금속 또는 그 금속의 합금층이 사용될 수 있고, 상기 제2 보호층으로는 구리 또는 알루미늄과 같은 도전성 금속 또는 그 금속의 합금층을 포함할 수 있다. 또한, 부가적 또는 선택적으로, 상기 선재의 외곽은 도전성 라미네이션층에 의해 커버될 수 있다. 이 때, 상기 라미네이션층은 강성을 갖는 금속소재로 형성될 수 있다. 예컨대, 스테인레스 스틸, 브라스와 같은 구리 합금 또는 니켈 합금이 사용될 수 있다.
다만, 본 발명에서 제1 보호층 및 제2 보호층의 적층 구조는 예시적인 것으로, 초전도층의 일측에만 복층 구조의 보호층이 적용될 수 도 있을 것이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에서 상기 접속용 도체로는 초전도 패치(200)가 사용된다. 본 발명의 초전도 패치의 적층 구조를 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에서 이용되는 예시적인 초전도 패치(30)를 도시하는 도면이다.
도 2에 도시된 초전도 패치(30)는 초전도층(220) 및 초전도층 상하의 보호층(230, 240)을 포함하고 있다. 경우에 따라서는 상기 초전도 패치(200)는 완충층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 보호층(230, 240)은 제1 보호층(230)과 제2 보호층(240)을 포함할 수 있다. 구현예에 따라서는, 보호층(230, 240)은 제1 보호층(230)과 제2 보호층(240) 중 어느 하나의 보호층만을 포함할 수도 있고, 다른 구현예로서, 초전도 패치(200)의 하부에 제1 보호층(230)과 제2 보호층(240) 중 하나의 보호층만이 존재하고, 상부에는 제1 보호층(230)과 제2 보호층(240) 모두가 존재할 수 있다. 도 1의 초전도 패치(200)는 상부에 복층 구조의 보호층이 형성된 경우를 예시적으로 보여주고 있다.
본 발명에서 제1 보호층(230)으로는 제1 금속 소재 예컨대, 금, 은, 백금 및 팔라듐 등과 같은 귀금속 그룹 중에서 선택된 최소한 1종의 금속 또는 그 금속의 합금층이 사용될 수 있고, 제2 보호층(240)으로는 제2 금속 소재 예컨대 구리 또는 알루미늄과 같은 도전성 금속 또는 그 금속의 합금층이 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 초전도 패치(200)에는 금속 기판이 존재하지 않는다. 이와 같이, 초전도 패치(200)는 초전도 선재 구조에서 금속 기판이 제거된 구조를 가지는데, 기판이 초전도 선재의 두께 대부분을 차지하는 점을 고려하면 패치는 매우 얇은 두께를 갖는다. 예컨대, 초전도 선재의 기판 두께는 대략 50~100 ㎛이고, 완충층은 약 0.2㎛ 이내의 두께이고, 초전도층은 약 1㎛ 정도의 두께이며, 은 보호층은 약 2㎛ 이내의 두께이고, 구리 보호층은 약 20㎛ 정도의 두께를 가지므로, 금속 기판의 두께는 초전도 선재 전체 두께의 40% ~ 60%를 차지한다. 따라서, 금속 기판이 제거된 초전도 패치는 브릿지 구조의 초전도 접속 구조체의 실질적인 두께 증가를 현저히 감소시킬 수 있게 되며, 브릿지 구조에도 불과하고 초전도 접속 구조체의 최대 두께는 초전도 선재 두께의 1.4~1.6배의 작은 값으로 설정될 수 있다.
본 발명에서 초전도 패치는 다양한 방법으로 제조될 수 있다.
구체적으로, 초전도 선재의 금속 기판측이 하측으로 향하도록 하여 어느 정도의 기계적 강도를 가진 두께를 가진 구리 혹은 금속 테이프 판에 InBi나 InSn 등의 용융점이 낮은 솔더(solder)로 고온 초전도 선재를 고정한다. 이어서, 금속 기판을 뜯어내는 방식으로 하면 금속 기판과 이하 금속기판 하부에 형성된 은 보호층 및 구리 보호층이 같이 박리가 되어, 초전도층/은 보호층/구리 보호층이 적층된 구조의 박리 구조체를 얻게 된다. 이어서, 이 구조체의 초전도층 상에 은 보호층을 스퍼터링 등의 방법으로 증착함으로써 초전도 패치가 제조된다.
이상의 제조 방법은 본 발명의 초전도 패치 제조 방법의 일례에 불과하다. 기계적 박리법 대신 금속 기판 등의 금속 원소를 화학적으로 에칭하여 제거하는 방법이 사용될 수 있음은 물론이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 브릿지 구조의 초전도 접속 구조체를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 도 1과 마찬가지로 2 개의 초전도 선재(100)가 각 선재의 단부에서 접속되어 있으며, 상기 접속된 선재(100) 상부에는 초전도 패치(200)가 마운트되어 있다. 전술한 초전도 선재(100) 및 초전도 패치(200)의 구성은 도 1과 관련하여 설명한 것과 같다. 다만, 상기 초전도 선재(100)의 접속 단부는 초전도 패치의 장착을 위한 안착 공간을 제공한다.
도 4는 도 3의 접속 구조체가 초전도 패치가 마운트 되기 전의 상태를 보여주는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 초전도 선재(100)의 양 접속 단부는 맞닿아 있고, 접속 단부의 제2 보호층(140)이 제거되어 있음을 알 수 있다. 도 3과 같이, 제2 보호층(140)이 제거된 영역(A)은 초전도 패치의 안착 공간이 된다. 도 4에서 초전도 선재(100) 접속 단부에서 제2 보호층(140)은 완전히 제거될 수 있거나 또는 일부만 제거될 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명에서 도 4에서 상기 초전도 선재(100가 맞닿은 부위(B)는 패치의 장착 전에 사전 접합될 수 있다. 예컨대, 레이저 웰딩(welding)에 의해 금속 기판(110), 제1 보호층(130) 및 제2 보호층(140)이 용접될 수 있다. 이에 의해 보다 견고한 접속 구조체가 제공될 수 있다.
본 실시예에서의 접속 구조체는 초전도 패치의 일부가 초전도 선재의 제2 보호층 내로 매몰되는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 접속 구조체의 두께는 더욱 감소할 수 있다. 예시적으로 제2 보호층의 두께에 해당하는 20 ㎛의 추가적인 두께 감소가 가능하다. 결과적으로, 접속 구조체의 두께는 초전도 선재 대비 브릿지 구조에도 불과하고 초전도 접속 구조체의 최대 두께는 초전도 선재 두께의 1.2~1.4배의 작은 값으로 설정될 수 있다.
본 발명은 초전도 선재에 적용 가능하다.

Claims (7)

  1. 제1 초전도 선재 및 제2 초전도 선재의 접속 단부를 브릿지 접속하는 접속용 도체를 포함하는 브릿지 접속 구조체에 있어서,
    상기 접속용 도체는 초전도층 및 상기 초전도층을 둘러싸는 금속 보호층으로 구성되는 초전도 패치인 것을 특징으로 하는 초전도 브릿지 접속 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 제1 및 제2 초전도 선재는
    금속 기판;
    상기 금속 기판 상의 초전도층; 및
    상기 초전도층 상의 안정화층을 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 브릿지 접속 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 초전도 선재의 접속 단부는 안정화층의 최소한 일부가 제거된 영역을 포함하고 상기 초전도 패치는 상기 영역에 안착된 것을 특징으로 하는 초전도 브릿지 접속 구조체.
  4. 초전도층이 동일 평면 상에 위치하도록 제1 초전도 선재 및 제2 초전도 선재의 접속 단부를 맞닿게 배치하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 초전도 선재의 접속 단부 상에 접속용 도체를 용접하는 단계를 포함하고,
    상기 접속용 도체는 초전도층 및 상기 초전도층을 둘러싸는 금속 보호층을 포함하는 초전도 패치인 것을 특징으로 하는 초전도 브릿지 접속 구조체의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배치 단계에서 상기 제1 및 제2 초전도 선재의 접속 단부는 상기 초전도 패치의 안착 공간을 제공하기 위하여 안정화층의 최소한 일부가 제거된 것을 특징으로 하는 초전도 브릿지 접속 구조체의 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 배치 단계는 상기 제1 및 제2 초전도 선재의 접속 단부를 용접하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 브릿지 접속 구조체의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 용접 단계는 레이저 웰딩을 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 브릿지 접속 구조체의 제조 방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009240100A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Furukawa Electric Co Ltd:The 超電導ケーブルの接続構造体及び接続方法
JP2013243002A (ja) * 2012-05-18 2013-12-05 Fujikura Ltd 酸化物超電導線材の接続構造体及び接続方法
JP2015035308A (ja) * 2013-08-08 2015-02-19 株式会社フジクラ 酸化物超電導線材の接続構造体、及びこれを備えた超電導機器
KR20150067817A (ko) * 2013-12-09 2015-06-19 케이조인스(주) 2세대 ReBCO 고온 초전도체의 영구전류모드 접합 및 접합부 강도 보강 방법
CN107799917A (zh) * 2017-10-20 2018-03-13 东北大学 一种rebco高温超导带材的低阻连接装置及其制造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101466789B1 (ko) 2013-07-26 2014-11-28 우석대학교 산학협력단 온수용 태양열 집열기

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009240100A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Furukawa Electric Co Ltd:The 超電導ケーブルの接続構造体及び接続方法
JP2013243002A (ja) * 2012-05-18 2013-12-05 Fujikura Ltd 酸化物超電導線材の接続構造体及び接続方法
JP2015035308A (ja) * 2013-08-08 2015-02-19 株式会社フジクラ 酸化物超電導線材の接続構造体、及びこれを備えた超電導機器
KR20150067817A (ko) * 2013-12-09 2015-06-19 케이조인스(주) 2세대 ReBCO 고온 초전도체의 영구전류모드 접합 및 접합부 강도 보강 방법
CN107799917A (zh) * 2017-10-20 2018-03-13 东北大学 一种rebco高温超导带材的低阻连接装置及其制造方法

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