JPH04262375A - 化合物系超電導線の接続方法 - Google Patents
化合物系超電導線の接続方法Info
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- JPH04262375A JPH04262375A JP682291A JP682291A JPH04262375A JP H04262375 A JPH04262375 A JP H04262375A JP 682291 A JP682291 A JP 682291A JP 682291 A JP682291 A JP 682291A JP H04262375 A JPH04262375 A JP H04262375A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は化合物系超電導線の接続
方法に関するものである。
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、例えば特公昭５９−３６８０７
号公報に記載された従来の超電導線の接続法による接続
状態を示す断面図である。図において、１ａ，２ａ は
各々第１、第２化合物系超電導線、１ｂ，２ｂ はマト
リックス１ｃ，２ｃ は超電導になる化合物系超電導芯
線、３はハンダであり、マトリックス１ｂ，２ｂ 中に
超電導となる化合物系超電導芯線１ｃ，２ｃ が埋設さ
れた構造になっている。代表的な超電導線であるＮｂ３
Ｓｎ 超電導線では、マトリックス１ｂ，２ｂ は通常
Ｓｎを含むＣｕ合金及びＣｕである。Ｎｂ３Ｓｎ 超電
導芯線は、熱処理前においてはＮｂであり、通常高温（
一般的には ５００〜８００ ℃）で熱処理してマトリ
ックス中のＳｎ成分との拡散反応によって生成させてい
る。
号公報に記載された従来の超電導線の接続法による接続
状態を示す断面図である。図において、１ａ，２ａ は
各々第１、第２化合物系超電導線、１ｂ，２ｂ はマト
リックス１ｃ，２ｃ は超電導になる化合物系超電導芯
線、３はハンダであり、マトリックス１ｂ，２ｂ 中に
超電導となる化合物系超電導芯線１ｃ，２ｃ が埋設さ
れた構造になっている。代表的な超電導線であるＮｂ３
Ｓｎ 超電導線では、マトリックス１ｂ，２ｂ は通常
Ｓｎを含むＣｕ合金及びＣｕである。Ｎｂ３Ｓｎ 超電
導芯線は、熱処理前においてはＮｂであり、通常高温（
一般的には ５００〜８００ ℃）で熱処理してマトリ
ックス中のＳｎ成分との拡散反応によって生成させてい
る。
【０００３】従来の化合物系超電導線の接続は上記のよ
うに、第１、第２化合物系超電導線１ａと２ａは互いに
ハンダ３で電気的に接続されている。
うに、第１、第２化合物系超電導線１ａと２ａは互いに
ハンダ３で電気的に接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の化合物系超電導
線の接続方法では、接続部に大きな電気抵抗が生じ、永
久電流モードで超電導コイルを運転するのが困難であり
、超電導コイルの安定性を損なうという課題があった。
線の接続方法では、接続部に大きな電気抵抗が生じ、永
久電流モードで超電導コイルを運転するのが困難であり
、超電導コイルの安定性を損なうという課題があった。
【０００５】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたもので、接続部の電気抵抗をよりゼロに近づける化
合物系超電導線の接続法を提供することを目的とする。
れたもので、接続部の電気抵抗をよりゼロに近づける化
合物系超電導線の接続法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の化合物系超電導
線の接続方法は、第１、第２化合物系超電導線端部の化
合物系超電導芯線を連結して溶接し、熱処理により上記
化合物系超電導芯線と反応し、超電導体を形成する元素
を含有するマトリックス材料で、上記第１、第２化合物
系超電導線端部の上記連結部を有する化合物系超電導芯
線を包囲し熱処理して、上記連結部を化合物系超電導体
とし、上記第１、第２化合物系超電導線を接続するもの
である。
線の接続方法は、第１、第２化合物系超電導線端部の化
合物系超電導芯線を連結して溶接し、熱処理により上記
化合物系超電導芯線と反応し、超電導体を形成する元素
を含有するマトリックス材料で、上記第１、第２化合物
系超電導線端部の上記連結部を有する化合物系超電導芯
線を包囲し熱処理して、上記連結部を化合物系超電導体
とし、上記第１、第２化合物系超電導線を接続するもの
である。
【０００７】本発明の別の発明の化合物系超電導線の接
続方法は、第１、第２化合物系超電導線端部の化合物系
超電導芯線を連結して溶接し、熱処理により超電導体を
形成する混合材料で、上記第１、第２化合物系超電導線
端部の上記連結部を有する化合物系超電導芯線を包囲し
熱処理して、上記連結部を化合物系超電導体とし、上記
第１、第２化合物系超電導線を接続するものである。
続方法は、第１、第２化合物系超電導線端部の化合物系
超電導芯線を連結して溶接し、熱処理により超電導体を
形成する混合材料で、上記第１、第２化合物系超電導線
端部の上記連結部を有する化合物系超電導芯線を包囲し
熱処理して、上記連結部を化合物系超電導体とし、上記
第１、第２化合物系超電導線を接続するものである。
【０００８】
【作用】本発明において、化合物系超電導線が超電導体
を介して接続するので、接続による電気抵抗が極めて小
さくなり、超電導コイルを永久運転モードで運転した時
、磁界減衰が減少する。
を介して接続するので、接続による電気抵抗が極めて小
さくなり、超電導コイルを永久運転モードで運転した時
、磁界減衰が減少する。
【０００９】
【実施例】実施例１．
図１は、本発明の一実施例に係わる熱処理前の化合物系
超電導線の連結部の断面図であり、代表的な化合物系超
電導線であるＮｂ３Ｓｎ 超電導線について具体的に説
明する。図において、１ａ，１ｂ は第１、第２化合物
系超電導線、１ｂ，２ｂ はマトリックスでこの場合は
Ｃｕ−Ｓｎの合金あるいは複合体であり、１ｃ，２ｃ
は超電導体になる芯線でこの場合はＮｂである。また、
４はあとの熱処理によって芯線と超電導体を形成するた
めのマトリックス材料のＣｕとＳｎの混合粉末、１０は
Ｃｕスリーブである。
超電導線の連結部の断面図であり、代表的な化合物系超
電導線であるＮｂ３Ｓｎ 超電導線について具体的に説
明する。図において、１ａ，１ｂ は第１、第２化合物
系超電導線、１ｂ，２ｂ はマトリックスでこの場合は
Ｃｕ−Ｓｎの合金あるいは複合体であり、１ｃ，２ｃ
は超電導体になる芯線でこの場合はＮｂである。また、
４はあとの熱処理によって芯線と超電導体を形成するた
めのマトリックス材料のＣｕとＳｎの混合粉末、１０は
Ｃｕスリーブである。
【００１０】先ず、化合物系超電導線１ａ，２ａ の端
部の安定化材、拡散障壁、マトリックスなどをエッチン
グや機械的に除去し、次に双方の超電導となる芯線を重
ね合わせて緩く束ねたのち、スポット溶接にて双方の芯
線の溶接を行う。次に、これをＣｕスリーブ１０に挿入
し、Ｃｕスリーブの片端をかしめて固定したのち、Ｃｕ
スリーブのもう一端から超電導芯線間およびその周りに
ＣｕとＳｎの混合粉末を充填し、プレスして混合粉末の
充填密度を増加させたのち、Ｃｕの丸栓９を挿入してこ
の端部をかしめて固定したのち、熱処理によって連結部
にＮｂ３Ｓｎ 超電導体を形成させて接続した。この接
続のための熱処理温度は熱拡散反応によって超電導体が
形成する温度が必要であり、Ｎｂ３Ｓｎ の場合には
５５０〜９５０ ℃が望ましい。
部の安定化材、拡散障壁、マトリックスなどをエッチン
グや機械的に除去し、次に双方の超電導となる芯線を重
ね合わせて緩く束ねたのち、スポット溶接にて双方の芯
線の溶接を行う。次に、これをＣｕスリーブ１０に挿入
し、Ｃｕスリーブの片端をかしめて固定したのち、Ｃｕ
スリーブのもう一端から超電導芯線間およびその周りに
ＣｕとＳｎの混合粉末を充填し、プレスして混合粉末の
充填密度を増加させたのち、Ｃｕの丸栓９を挿入してこ
の端部をかしめて固定したのち、熱処理によって連結部
にＮｂ３Ｓｎ 超電導体を形成させて接続した。この接
続のための熱処理温度は熱拡散反応によって超電導体が
形成する温度が必要であり、Ｎｂ３Ｓｎ の場合には
５５０〜９５０ ℃が望ましい。
【００１１】以上のようにして得られた接続部を含む超
電導線の接続抵抗を液体ヘリウム中で測定した。その結
果、接続部の抵抗は１０−１３ Ω以下と測定不能な程
極めて小さく、従来の接続法に比べて約１／１０００以
下であった。また、この接続部の通電特性を調べるため
、液体ヘリウム中で磁界下でＩｃ測定を行なったところ
、従来の接続法では磁界下で通電すると最初からオーム
抵抗が発生していたのに比べて、同じ導体サイズでの本
発明の一実施例の接続法ではＢ＝３Ｔにおいて４００Ａ
まで電気抵抗が発生せずに通電できることが判った。こ
れは双方の化合物系超電導線が接続部に形成された超電
導体を介して接続されるためである。
電導線の接続抵抗を液体ヘリウム中で測定した。その結
果、接続部の抵抗は１０−１３ Ω以下と測定不能な程
極めて小さく、従来の接続法に比べて約１／１０００以
下であった。また、この接続部の通電特性を調べるため
、液体ヘリウム中で磁界下でＩｃ測定を行なったところ
、従来の接続法では磁界下で通電すると最初からオーム
抵抗が発生していたのに比べて、同じ導体サイズでの本
発明の一実施例の接続法ではＢ＝３Ｔにおいて４００Ａ
まで電気抵抗が発生せずに通電できることが判った。こ
れは双方の化合物系超電導線が接続部に形成された超電
導体を介して接続されるためである。
【００１２】実施例２．
図２は、本発明の他の実施例に係わる熱処理前（スウェ
ージ加工前）の化合物系超電導線の連結部の断面図であ
り、図において１ａ，２ａ は化合物系超電導線、１ｂ
，２ｂ はマトリックスでこの場合はＣｕ−Ｓｎの合金
あるいは複合体であり、１ｃ，２ｃ は超電導体になる
芯線でこの場合はＮｂである。５は、銅を電着させ、さ
らに錫を電着した連結部の芯線、６は拡散障壁となるＮ
ｂフォイル１０はＣｕスリーブである。
ージ加工前）の化合物系超電導線の連結部の断面図であ
り、図において１ａ，２ａ は化合物系超電導線、１ｂ
，２ｂ はマトリックスでこの場合はＣｕ−Ｓｎの合金
あるいは複合体であり、１ｃ，２ｃ は超電導体になる
芯線でこの場合はＮｂである。５は、銅を電着させ、さ
らに錫を電着した連結部の芯線、６は拡散障壁となるＮ
ｂフォイル１０はＣｕスリーブである。
【００１３】先ず、化合物系超電導線１ａ，２ａ の端
部の安定化材、拡散障壁、マトリックスなどをエッチン
グや機械的に除去し、次に双方の超電導となる芯線を重
ね合わせて緩く束ねたのち、スポット溶接にて双方の芯
線の溶接を行う。次に、この芯線の表面を電解メッキに
より銅を電着させ、更にその上に電解メッキにより錫を
電着する。この時の膜厚は銅が２０μｍ、錫が３０μｍ
であった。 次に、このメッキした芯線（５）の周囲に拡散障壁とな
るＮｂフォイル６を巻いてメッキの溶出を防いだのち、
これをＣｕスリーブ１０に挿入し、Ｃｕスリーブの片端
をかしめて固定し、もう一端にはＣｕの丸栓９を挿入し
てこの端部をかしめて固定したのち、Ｃｕスリーブ全体
をスウェジャー加工によって一体化し、熱処理によって
連結部にＮｂ３Ｓｎ超電導体を形成させて接続した。こ
うして得られた接続部を含む化合物系超電導線の接続抵
抗を液体ヘリウム中で測定した。その結果、接続部の抵
抗は１０−１３ Ω以下と極めて小さく、従来の接続法
に比べて実施例１と同様な高いＩｃ値が得られた。
部の安定化材、拡散障壁、マトリックスなどをエッチン
グや機械的に除去し、次に双方の超電導となる芯線を重
ね合わせて緩く束ねたのち、スポット溶接にて双方の芯
線の溶接を行う。次に、この芯線の表面を電解メッキに
より銅を電着させ、更にその上に電解メッキにより錫を
電着する。この時の膜厚は銅が２０μｍ、錫が３０μｍ
であった。 次に、このメッキした芯線（５）の周囲に拡散障壁とな
るＮｂフォイル６を巻いてメッキの溶出を防いだのち、
これをＣｕスリーブ１０に挿入し、Ｃｕスリーブの片端
をかしめて固定し、もう一端にはＣｕの丸栓９を挿入し
てこの端部をかしめて固定したのち、Ｃｕスリーブ全体
をスウェジャー加工によって一体化し、熱処理によって
連結部にＮｂ３Ｓｎ超電導体を形成させて接続した。こ
うして得られた接続部を含む化合物系超電導線の接続抵
抗を液体ヘリウム中で測定した。その結果、接続部の抵
抗は１０−１３ Ω以下と極めて小さく、従来の接続法
に比べて実施例１と同様な高いＩｃ値が得られた。
【００１４】実施例３．
図３は、本発明の別の発明の一実施例に係わる熱処理前
の化合物系超電導線の連結部の断面図であり、図におい
て、１ａ，２ａ は化合物系超電導線、１ｂ，２ｂ は
マトリックスでこの場合はＣｕ−Ｓｎの合金あるいは複
合体であり、１ｃ，２ｃ は超電導体になる芯線でこの
場合はＮｂである。また、７はあとの熱処理によって超
電導体を形成するためのＣｕとＳｎとＮｂの混合粉末、
１０はＣｕスリーブである。
の化合物系超電導線の連結部の断面図であり、図におい
て、１ａ，２ａ は化合物系超電導線、１ｂ，２ｂ は
マトリックスでこの場合はＣｕ−Ｓｎの合金あるいは複
合体であり、１ｃ，２ｃ は超電導体になる芯線でこの
場合はＮｂである。また、７はあとの熱処理によって超
電導体を形成するためのＣｕとＳｎとＮｂの混合粉末、
１０はＣｕスリーブである。
【００１５】先ず、化合物系超電導線１ａ，２ａ の端
部の安定化材、拡散障壁、マトリックスなどをエッチン
グや機械的に除去し、次に双方の超電導となる芯線を重
ね合わせて緩く束ねたのち、スポット溶接にて双方の芯
線の溶接を行う。次に、これをＣｕスリーブ１０に挿入
し、Ｃｕスリーブの片端をかしめて固定したのち、Ｃｕ
スリーブのもう一端から超電導芯線間およびその周りに
ＣｕとＳｎとＮｂの混合粉末（Ｎｂ：Ｓｎ：Ｃｕ＝３：
１：１）を充填し、プレスして混合粉末の充填密度を増
加させたのち、Ｃｕの丸栓９を挿入してこの端部をかし
めて固定したのち、熱処理によって連結部にＮｂ３Ｓｎ
超電導体を形成させて接続した。こうして得られた接
続部を含む化合物系超電導線の接続抵抗を液体ヘリウム
中で測定した。その結果、接続部の抵抗は１０−１３
Ω以下と極めて小さく、また実施例１と同様な高いＩｃ
値が得られ、本接続法が従来の接続法に比べて極めて有
効であることが確認された。
部の安定化材、拡散障壁、マトリックスなどをエッチン
グや機械的に除去し、次に双方の超電導となる芯線を重
ね合わせて緩く束ねたのち、スポット溶接にて双方の芯
線の溶接を行う。次に、これをＣｕスリーブ１０に挿入
し、Ｃｕスリーブの片端をかしめて固定したのち、Ｃｕ
スリーブのもう一端から超電導芯線間およびその周りに
ＣｕとＳｎとＮｂの混合粉末（Ｎｂ：Ｓｎ：Ｃｕ＝３：
１：１）を充填し、プレスして混合粉末の充填密度を増
加させたのち、Ｃｕの丸栓９を挿入してこの端部をかし
めて固定したのち、熱処理によって連結部にＮｂ３Ｓｎ
超電導体を形成させて接続した。こうして得られた接
続部を含む化合物系超電導線の接続抵抗を液体ヘリウム
中で測定した。その結果、接続部の抵抗は１０−１３
Ω以下と極めて小さく、また実施例１と同様な高いＩｃ
値が得られ、本接続法が従来の接続法に比べて極めて有
効であることが確認された。
【００１６】上記の実施例では、接続前の化合物系超電
導線として、Ｃｕで代表される安定化材とＮｂで代表さ
れる拡散障壁材を持っていない化合物系超電導線の接続
法について述べたが、上記実施例の接続法は安定化材や
拡散障壁材を持っている線材構成の超電導線同士の接続
においても有効なことは明白である。また、本発明にお
いて用いられる化合物系超電導線としては、実施例で示
したＮｂ３Ｓｎ の他に、Ｖ３Ｇａ，Ｎｂ３Ａ１で代表
される金属間化合物超電導線、またはそれぞれに更に、
例えばＴｉ，Ｔａ，Ｇａ，Ｉｎ などを小量添加したも
のなど数多くあるが、いずれの場合にも適用できる。
導線として、Ｃｕで代表される安定化材とＮｂで代表さ
れる拡散障壁材を持っていない化合物系超電導線の接続
法について述べたが、上記実施例の接続法は安定化材や
拡散障壁材を持っている線材構成の超電導線同士の接続
においても有効なことは明白である。また、本発明にお
いて用いられる化合物系超電導線としては、実施例で示
したＮｂ３Ｓｎ の他に、Ｖ３Ｇａ，Ｎｂ３Ａ１で代表
される金属間化合物超電導線、またはそれぞれに更に、
例えばＴｉ，Ｔａ，Ｇａ，Ｉｎ などを小量添加したも
のなど数多くあるが、いずれの場合にも適用できる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明は第１、第２
化合物系超電導線端部の化合物系超電導芯線を連結して
溶接し、熱処理により上記化合物系超電導芯線と反応し
、超電導体を形成する元素を含有するマトリックス材料
で、上記第１、第２化合物系超電導線端部の上記連結部
を有する化合物系超電導芯線を包囲し熱処理して、上記
連結部を化合物系超電導体とし、上記第１、第２化合物
系超電導線を接続することにより、又、本発明の別の発
明は、第１、第２化合物系超電導線端部の化合物系超電
導芯線を連結して溶接し、熱処理により超電導体を形成
する混合材料で、上記第１、第２化合物系超電導線端部
の上記連結部を有する化合物系超電導芯線を包囲し熱処
理して、上記連結部を化合物系超電導体とし、上記第１
第２化合物系超電導線を接続することにより、接続部の
電気抵抗をよりゼロに近づける化合物系超電導線の接続
法を得ることができる。
化合物系超電導線端部の化合物系超電導芯線を連結して
溶接し、熱処理により上記化合物系超電導芯線と反応し
、超電導体を形成する元素を含有するマトリックス材料
で、上記第１、第２化合物系超電導線端部の上記連結部
を有する化合物系超電導芯線を包囲し熱処理して、上記
連結部を化合物系超電導体とし、上記第１、第２化合物
系超電導線を接続することにより、又、本発明の別の発
明は、第１、第２化合物系超電導線端部の化合物系超電
導芯線を連結して溶接し、熱処理により超電導体を形成
する混合材料で、上記第１、第２化合物系超電導線端部
の上記連結部を有する化合物系超電導芯線を包囲し熱処
理して、上記連結部を化合物系超電導体とし、上記第１
第２化合物系超電導線を接続することにより、接続部の
電気抵抗をよりゼロに近づける化合物系超電導線の接続
法を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例に係わる熱処理前の化合物系
超電導線の連結部の断面図
超電導線の連結部の断面図
【図２】本発明の他の実施例に係わる熱処理前の化合物
系超電導線の連結部の断面図
系超電導線の連結部の断面図
【図３】本発明の別の発明の一実施例に係わる化合物系
超電導線の熱処理前の連結部の断面図
超電導線の熱処理前の連結部の断面図
【図４】従来の化合物系超電導線の接続法による接続状
態を示す断面図
態を示す断面図
１ａ 第１化合物系超電導線
２ａ 第２化合物系超電導線
１ｃ 第１化合物系超電導芯線
２ｃ 第２化合物系超電導芯線
４ マトリックス材料
Claims (2)
- 【請求項１】 第１、第２化合物系超電導線端部の化
合物系超電導芯線を連結して溶接し、熱処理により上記
化合物系超電導芯線と反応し、超電導体を形成する元素
を含有するマトリックス材料で、上記第１、第２化合物
系超電導線端部の上記連結部を有する化合物系超電導芯
線を包囲し熱処理して、上記連結部を化合物系超電導体
とし、上記第１、第２化合物系超電導線を接続する化合
物系超電導線の接続方法。 - 【請求項２】 第１、第２化合物系超電導線端部の化
合物系超電導芯線を連結して溶接し、熱処理により超電
導体を形成する混合材料で、上記第１、第２化合物系超
電導線端部の上記連結部を有する化合物系超電導芯線を
包囲し熱処理して、上記連結部を化合物系超電導体とし
、上記第１第２化合物系超電導線を接続する化合物系超
電導線の接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP682291A JPH04262375A (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 化合物系超電導線の接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP682291A JPH04262375A (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 化合物系超電導線の接続方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04262375A true JPH04262375A (ja) | 1992-09-17 |
Family
ID=11648914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP682291A Pending JPH04262375A (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 化合物系超電導線の接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04262375A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102449848A (zh) * | 2009-05-26 | 2012-05-09 | 西门子公司 | 用于两个超导体的末端件的超导连接装置及其制造方法 |
-
1991
- 1991-01-24 JP JP682291A patent/JPH04262375A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102449848A (zh) * | 2009-05-26 | 2012-05-09 | 西门子公司 | 用于两个超导体的末端件的超导连接装置及其制造方法 |
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