JPH04267311A - 超電導電流リードの電極形成方法 - Google Patents
超電導電流リードの電極形成方法Info
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- JPH04267311A JPH04267311A JP4899591A JP4899591A JPH04267311A JP H04267311 A JPH04267311 A JP H04267311A JP 4899591 A JP4899591 A JP 4899591A JP 4899591 A JP4899591 A JP 4899591A JP H04267311 A JPH04267311 A JP H04267311A
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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】本発明は酸化物超電導材料を用い
た電流リードの電極形成方法に関するものである。
た電流リードの電極形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超電導磁石装置などの超電導装置に用い
る電流リードとして酸化物超電導体を使用することは、
金属あるいは合金系超電導体を使用する場合に比べて冷
却システムが簡素化され、低コスト化、操作性の向上な
ど多くの利点が見込まれる。この場合、電流リードを構
成する酸化物超電導体と金属製のワイヤまたはバルクと
を接続する必要がある。従来、この接続にはハンダ付け
やろう付等が使用されている。図２は超電導機器と電流
リードとの関係を示す模式図である。超電導コイル１１
と銅製電流リード１２の間に酸化物超電導体電流リード
１３を接続部１４を介して配置する。通常、これらの電
流リード部のうち、酸化物超電導体電流リード１３は酸
化物超電導体の臨界温度以下に冷却して用いられる。
る電流リードとして酸化物超電導体を使用することは、
金属あるいは合金系超電導体を使用する場合に比べて冷
却システムが簡素化され、低コスト化、操作性の向上な
ど多くの利点が見込まれる。この場合、電流リードを構
成する酸化物超電導体と金属製のワイヤまたはバルクと
を接続する必要がある。従来、この接続にはハンダ付け
やろう付等が使用されている。図２は超電導機器と電流
リードとの関係を示す模式図である。超電導コイル１１
と銅製電流リード１２の間に酸化物超電導体電流リード
１３を接続部１４を介して配置する。通常、これらの電
流リード部のうち、酸化物超電導体電流リード１３は酸
化物超電導体の臨界温度以下に冷却して用いられる。
【０００３】しかし、酸化物超電導体電流リードに対す
るハンダ付け、ろう付けによる電極の接続は接触抵抗が
十分小さくはないので、流せる電流に限界がある。さら
に接触抵抗を下げる接続方法としては、電気抵抗が小さ
く超電導特性を劣化させない金属であるＡｇ、Ａｕ、Ｉ
ｎ等を箔状に加工し、酸化物超電導体に金属箔を圧着、
熱処理して電極を形成する方法も知られている。
るハンダ付け、ろう付けによる電極の接続は接触抵抗が
十分小さくはないので、流せる電流に限界がある。さら
に接触抵抗を下げる接続方法としては、電気抵抗が小さ
く超電導特性を劣化させない金属であるＡｇ、Ａｕ、Ｉ
ｎ等を箔状に加工し、酸化物超電導体に金属箔を圧着、
熱処理して電極を形成する方法も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来方法は酸化
物超電導体電流リードを接続する際にある程度の効果の
ある方法であるが、さらに大きな電流が流れるときはジ
ュール熱による発熱量が大きくなることがあり、その場
合は大量の冷媒で冷却する必要がでてくる。
物超電導体電流リードを接続する際にある程度の効果の
ある方法であるが、さらに大きな電流が流れるときはジ
ュール熱による発熱量が大きくなることがあり、その場
合は大量の冷媒で冷却する必要がでてくる。
【０００５】図３にＡｇ、Ａｕ、Ｉｎ等の金属箔に熱処
理を施して超電導体に電極を形成する方法の一例を示す
。ビスマス系酸化物超電導体１５にＡｇ製の金属箔１６
を圧着、熱処理した界面の模式図を示す。界面は熱処理
を加えたにもかかわらず間隙が残り、見かけの接触面積
に比べ、有効な接触面積は小さい。結局、固体同志の接
触であるため、この方法での接触抵抗の低減には限界が
ある。本発明は接触抵抗のきわめて低い電極を酸化物超
電導体電流リードに備えることを目的とする。
理を施して超電導体に電極を形成する方法の一例を示す
。ビスマス系酸化物超電導体１５にＡｇ製の金属箔１６
を圧着、熱処理した界面の模式図を示す。界面は熱処理
を加えたにもかかわらず間隙が残り、見かけの接触面積
に比べ、有効な接触面積は小さい。結局、固体同志の接
触であるため、この方法での接触抵抗の低減には限界が
ある。本発明は接触抵抗のきわめて低い電極を酸化物超
電導体電流リードに備えることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、酸化物
超電導体を用いた電流リードの電極の接触抵抗を低減さ
せるため、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｎまたはそれらの合金を酸化
物超電導体にたいして溶射するか、あるいは超電導特性
に影響がなく、電気抵抗が小さく、かつ低融点であるＩ
ｎ、Ｇａ、Ａｇなどの合金の溶融液状体に酸化物超電導
体を浸漬することにより金属を溶着させて電極とする方
法である。溶着度合は、酸化物超電導体に対する、溶着
金属のぬれ性が影響する。
超電導体を用いた電流リードの電極の接触抵抗を低減さ
せるため、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｎまたはそれらの合金を酸化
物超電導体にたいして溶射するか、あるいは超電導特性
に影響がなく、電気抵抗が小さく、かつ低融点であるＩ
ｎ、Ｇａ、Ａｇなどの合金の溶融液状体に酸化物超電導
体を浸漬することにより金属を溶着させて電極とする方
法である。溶着度合は、酸化物超電導体に対する、溶着
金属のぬれ性が影響する。
【０００７】上記の金属または合金を溶射する方法の場
合、酸化物超電導体を超電導特性を劣化させない程度の
高温に予熱しておくことで、ぬれ性が向上し、溶着度合
をさらに高めることが出来る。
合、酸化物超電導体を超電導特性を劣化させない程度の
高温に予熱しておくことで、ぬれ性が向上し、溶着度合
をさらに高めることが出来る。
【０００８】金属または合金の溶融液状体中に浸漬する
方法の場合、融点の高いものは超電導特性を劣化させる
ため使用できない。電極の有効な接触面積の大きさは、
酸化物超電導体に対する溶融金属のぬれ性が影響する。 この場合も、酸化物超電導体を合金の溶融温度より、５
〜２０％程度高温に予熱することでぬれ性を高めること
が出来る。
方法の場合、融点の高いものは超電導特性を劣化させる
ため使用できない。電極の有効な接触面積の大きさは、
酸化物超電導体に対する溶融金属のぬれ性が影響する。 この場合も、酸化物超電導体を合金の溶融温度より、５
〜２０％程度高温に予熱することでぬれ性を高めること
が出来る。
【０００９】溶射による電極形成方法および浸漬による
電極形成方法は、固体同志の接触では解消できない界面
の間隙をなくすことが出来る。
電極形成方法は、固体同志の接触では解消できない界面
の間隙をなくすことが出来る。
【００１０】
【作用】本発明の溶射による電極形成方法について説明
する。溶射の方法は、酸化物超電導体に金属が均一に溶
着されるものでなければならない。図１は溶射による電
極形成の一例を示す図である。酸化物超電導体１は回転
装置２により回転させる。溶射用ガン３から溶射される
金属４は、酸化物超電導体１上に均一に溶着されて電極
金属５を形成する。この電極を形成する金属は、超電導
特性に影響がなく、かつ、電気抵抗の小さいＡｇ、Ａｕ
、Ｉｎまたはそれらの合金を使用する。さらに、酸化物
超電導体に対する溶射金属のぬれ性を高めるために、酸
化物超電導体を超電導特性を劣化させない程度の高温に
予熱しておく。ぬれ性が高くなることで、溶射金属の溶
着度がさらに向上する。接触抵抗は接触面積に相対して
小さくなる。溶着度が向上して、溶射金属と酸化物超電
導体の界面の間隙がなくなれば、有効な接触面積が大き
くなり、接触抵抗を低減させることが出来る。
する。溶射の方法は、酸化物超電導体に金属が均一に溶
着されるものでなければならない。図１は溶射による電
極形成の一例を示す図である。酸化物超電導体１は回転
装置２により回転させる。溶射用ガン３から溶射される
金属４は、酸化物超電導体１上に均一に溶着されて電極
金属５を形成する。この電極を形成する金属は、超電導
特性に影響がなく、かつ、電気抵抗の小さいＡｇ、Ａｕ
、Ｉｎまたはそれらの合金を使用する。さらに、酸化物
超電導体に対する溶射金属のぬれ性を高めるために、酸
化物超電導体を超電導特性を劣化させない程度の高温に
予熱しておく。ぬれ性が高くなることで、溶射金属の溶
着度がさらに向上する。接触抵抗は接触面積に相対して
小さくなる。溶着度が向上して、溶射金属と酸化物超電
導体の界面の間隙がなくなれば、有効な接触面積が大き
くなり、接触抵抗を低減させることが出来る。
【００１１】本発明の浸漬による電極形成方法について
説明する。浸漬の方法により電極を形成する金属は、超
電導特性に影響がなく、かつ、電気抵抗が小さく、さら
に低融点であることが必要である。そこでＩｎ、Ｇａ、
Ａｇなどの合金を使用する。図５は浸漬による電極形成
の一例を示す図である。るつぼ７中で合金８を溶融させ
る。ここに酸化物超電導体１を浸漬して電極部を形成す
る。この際、酸化物超電導体に対する溶融金属のぬれ性
を高めるために、酸化物超電導体を超電導特性を劣化さ
せない程度の高温に予熱しておく。ぬれ性が高くなるこ
とで、金属の溶着度がさらに向上する。
説明する。浸漬の方法により電極を形成する金属は、超
電導特性に影響がなく、かつ、電気抵抗が小さく、さら
に低融点であることが必要である。そこでＩｎ、Ｇａ、
Ａｇなどの合金を使用する。図５は浸漬による電極形成
の一例を示す図である。るつぼ７中で合金８を溶融させ
る。ここに酸化物超電導体１を浸漬して電極部を形成す
る。この際、酸化物超電導体に対する溶融金属のぬれ性
を高めるために、酸化物超電導体を超電導特性を劣化さ
せない程度の高温に予熱しておく。ぬれ性が高くなるこ
とで、金属の溶着度がさらに向上する。
【００１２】上記の溶射あるいは浸漬により形成した電
流リードの電極は図４に示すように金属と酸化物超電導
体が図３で示した固体同士の接触に比べて、金属と酸化
物超電導体の界面の間隙がなく、有効な接触面積を大き
くすることで、接触抵抗を低減させることが出来る。
流リードの電極は図４に示すように金属と酸化物超電導
体が図３で示した固体同士の接触に比べて、金属と酸化
物超電導体の界面の間隙がなく、有効な接触面積を大き
くすることで、接触抵抗を低減させることが出来る。
【００１３】
【実施例】（実施例１）本発明の溶射による電極形成方
法の実施例を示す。ビスマス系酸化物超電導体に銀を溶
射した電極部の接触抵抗は７７Ｋにおいて１０−８Ωｃ
ｍ２であった。
法の実施例を示す。ビスマス系酸化物超電導体に銀を溶
射した電極部の接触抵抗は７７Ｋにおいて１０−８Ωｃ
ｍ２であった。
【００１４】（実施例２）本発明の溶融金属中に浸漬す
る電極形成方法の実施例を以下に示す。Ａｇ−Ｉｎ合金
の溶融金属にビスマス系酸化物超電導体を浸漬して電極
を形成する。図６はＡｇ−Ｉｎ合金の状態図である。図
において矢印で示されているものはＡｇとＩｎの原子比
が３．２：９６．８の組成となる点である。本実施例で
はこの組成を選んで、前出の図５のように、るつぼ中で
溶融し、ビスマス系酸化物超電導体を浸漬して電極を形
成した。ビスマス系超電導体の温度は１７５℃に予熱し
た。これは共晶温度１５６℃より１０％程度高いもので
ある。この結果、形成された電極部の接触抵抗は７７Ｋ
において１０−８Ωｃｍ２であった。
る電極形成方法の実施例を以下に示す。Ａｇ−Ｉｎ合金
の溶融金属にビスマス系酸化物超電導体を浸漬して電極
を形成する。図６はＡｇ−Ｉｎ合金の状態図である。図
において矢印で示されているものはＡｇとＩｎの原子比
が３．２：９６．８の組成となる点である。本実施例で
はこの組成を選んで、前出の図５のように、るつぼ中で
溶融し、ビスマス系酸化物超電導体を浸漬して電極を形
成した。ビスマス系超電導体の温度は１７５℃に予熱し
た。これは共晶温度１５６℃より１０％程度高いもので
ある。この結果、形成された電極部の接触抵抗は７７Ｋ
において１０−８Ωｃｍ２であった。
【００１５】実施例１及び２において得られた接触抵抗
Ｒ＝１０−８Ωｃｍ２を以下の式に代入してジュール発
熱Ｑを計算する。 Ｑ＝Ｉ２Ｒ ここで通電電流Ｉ＝１０００Ａ、電極部の接触面積を１
ｃｍ２とすると Ｑ＝（１０００）２×１０−８ ＝１０−２ Ｗ このように発熱量としては問題のない数値が得られた。
Ｒ＝１０−８Ωｃｍ２を以下の式に代入してジュール発
熱Ｑを計算する。 Ｑ＝Ｉ２Ｒ ここで通電電流Ｉ＝１０００Ａ、電極部の接触面積を１
ｃｍ２とすると Ｑ＝（１０００）２×１０−８ ＝１０−２ Ｗ このように発熱量としては問題のない数値が得られた。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、酸化物超電導体にＡｕ、
Ａｇ、Ｉｎ及びそれらの合金を溶射して電極部を形成す
る方法、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｇの合金の溶融金属中に酸化物
超電導体を浸漬して電極を形成する方法とも、従来の固
体同志にあるような、接触界面の間隙がなくすことがで
きる。電極形成の際、酸化物超電導体を高温にしておく
ことで界面のぬれ性が大きくなり、さらに接触界面の間
隙がなくなる。有効な接触面積が増大し、それに対応し
て接触抵抗を極めて低くすることが出来る。これにより
、超電導機器、金属製電流リードとの接続部の発熱量を
抑えられ、冷却の工程、コストを少なくすることが出来
る。
Ａｇ、Ｉｎ及びそれらの合金を溶射して電極部を形成す
る方法、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｇの合金の溶融金属中に酸化物
超電導体を浸漬して電極を形成する方法とも、従来の固
体同志にあるような、接触界面の間隙がなくすことがで
きる。電極形成の際、酸化物超電導体を高温にしておく
ことで界面のぬれ性が大きくなり、さらに接触界面の間
隙がなくなる。有効な接触面積が増大し、それに対応し
て接触抵抗を極めて低くすることが出来る。これにより
、超電導機器、金属製電流リードとの接続部の発熱量を
抑えられ、冷却の工程、コストを少なくすることが出来
る。
【図１】本発明の溶射による電極形成方法の一例を示す
図である。
図である。
【図２】従来の超電導機器と電流リードの関係を示す模
式図である。
式図である。
【図３】従来の金属箔圧着により形成した電極界面の説
明図である。
明図である。
【図４】本発明の溶射あるいは浸漬による電極形成の一
例を示す説明図である。
例を示す説明図である。
【図５】本発明の浸漬による電極形成方法の一例を示す
説明図である。
説明図である。
【図６】Ａｇ−Ｉｎ合金の状態図である。
１ 酸化物超電導体
２ 回転装置
３ 溶射用ガン
４ 溶射金属
５ 圧着した電極金属
６ 溶融あるいは溶射により酸化物超電導体の溶
着した電極金属 ７ るつぼ ８ 溶融合金 １１ 超電導コイル １２ 銅製電流リード １３ 酸化物超電導体電流リード１４ 接
続部 １５ ビスマス系酸化物超電導体１６ Ａ
ｇ製金属箔
着した電極金属 ７ るつぼ ８ 溶融合金 １１ 超電導コイル １２ 銅製電流リード １３ 酸化物超電導体電流リード１４ 接
続部 １５ ビスマス系酸化物超電導体１６ Ａ
ｇ製金属箔
Claims (6)
- 【請求項１】 超電導電流リードを構成する酸化物超
電導体にたいして、超電導特性に影響がなく、電気抵抗
が小さい金属またはそれらの合金を溶射することにより
、金属を該酸化物超電導体に溶着させて電極とすること
を特徴とする超電導電流リードの電極形成方法。 - 【請求項２】 前記電気抵抗が小さい金属が金、銀、
インジウムであることを特徴とする請求項１記載の超電
導電流リードの電極形成方法。 - 【請求項３】 前記酸化物超電導体を超電導特性を劣
化させない温度に予熱することを特徴とする請求項１お
よび２記載の超電導電流リードの電極形成方法。 - 【請求項４】 超電導電流リードを構成する酸化物超
電導体にたいして、超電導特性に影響がなく、電気抵抗
が小さく、かつ低融点であるい金属またはそれらの合金
の溶融液中に、該酸化物超電導体を浸漬することにより
、前記金属または合金を該酸化物超電導体に溶着させて
電極とすることを特徴とする超電導電流リードの電極形
成方法。 - 【請求項５】 前記合金がＧａ−Ｉｎ合金、Ａｇ−Ｇ
ａ合金またはＧａ−Ｉｎ合金から選択された合金である
ことを特徴とする請求項４記載の超電導電流リードの電
極形成方法。 - 【請求項６】 前記酸化物超電導体を溶融合金の融点
よりも上でかつ超電導特性を劣化させない温度に予熱す
ることを特徴とする請求項４および５記載の超電導電流
リードの電極形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3048995A JPH0779046B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | 超電導電流リードの電極形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3048995A JPH0779046B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | 超電導電流リードの電極形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04267311A true JPH04267311A (ja) | 1992-09-22 |
| JPH0779046B2 JPH0779046B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=12818794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3048995A Expired - Lifetime JPH0779046B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | 超電導電流リードの電極形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0779046B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5885515A (ja) * | 1981-11-17 | 1983-05-21 | 日本電気株式会社 | チツプ型コンデンサおよびその製造方法 |
| JPH04255203A (ja) * | 1991-02-07 | 1992-09-10 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 酸化物超電導電流リード |
-
1991
- 1991-02-21 JP JP3048995A patent/JPH0779046B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5885515A (ja) * | 1981-11-17 | 1983-05-21 | 日本電気株式会社 | チツプ型コンデンサおよびその製造方法 |
| JPH04255203A (ja) * | 1991-02-07 | 1992-09-10 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 酸化物超電導電流リード |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0779046B2 (ja) | 1995-08-23 |
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