JPH04282575A - 超伝導線の接続方法 - Google Patents
超伝導線の接続方法Info
- Publication number
- JPH04282575A JPH04282575A JP3044647A JP4464791A JPH04282575A JP H04282575 A JPH04282575 A JP H04282575A JP 3044647 A JP3044647 A JP 3044647A JP 4464791 A JP4464791 A JP 4464791A JP H04282575 A JPH04282575 A JP H04282575A
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- JP
- Japan
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- superconducting
- filament
- connection
- ion beam
- filament material
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- Pending
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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
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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】本発明は超伝導線材の接続方法に
係り、特に、接続部の電気抵抗が小さく、かつ、高い磁
場中でも長時間安定した接続部を得るための超伝導線の
接続方法に関する。
係り、特に、接続部の電気抵抗が小さく、かつ、高い磁
場中でも長時間安定した接続部を得るための超伝導線の
接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常の金属系超伝導線は、Ｃｕ，Ｃｕー
Ｎｉ合金，Ａｌ等の常伝導金属の安定化母体中に複数本
の超伝導フィラメント材が埋め込まれた構造になってい
る。この超伝導線を実際に使用する場合、超伝導線一本
当たりの長さに限界があること、また、超伝導線が使用
される装置の構造上複雑な形状が要求される等の理由か
ら、超伝導線材同士の接続は不可欠である。この接続部
には、超伝導線の特性上接続部の電気抵抗をできる限り
小さくすることが要求される。
Ｎｉ合金，Ａｌ等の常伝導金属の安定化母体中に複数本
の超伝導フィラメント材が埋め込まれた構造になってい
る。この超伝導線を実際に使用する場合、超伝導線一本
当たりの長さに限界があること、また、超伝導線が使用
される装置の構造上複雑な形状が要求される等の理由か
ら、超伝導線材同士の接続は不可欠である。この接続部
には、超伝導線の特性上接続部の電気抵抗をできる限り
小さくすることが要求される。
【０００３】超伝導線の接続方法として、特開昭５９−
１６２０７ 号公報に示されるように、超伝導線材の接
続部分の安定化材を除去し、超伝導フィラメント材をす
べて露出した後、接続する超伝導フィラメント材同士を
はんだ付けしたり、機械的に圧着する方法がある。しか
し、はんだ付では、フィラメント材とはんだ材間で化合
物が生成し特性が劣化し、接続部の抵抗を１０−９Ω以
下にできない。
１６２０７ 号公報に示されるように、超伝導線材の接
続部分の安定化材を除去し、超伝導フィラメント材をす
べて露出した後、接続する超伝導フィラメント材同士を
はんだ付けしたり、機械的に圧着する方法がある。しか
し、はんだ付では、フィラメント材とはんだ材間で化合
物が生成し特性が劣化し、接続部の抵抗を１０−９Ω以
下にできない。
【０００４】圧着の手法を用いた場合には、１０−１２
Ω程度まで接続抵抗を小さくすることができる可能性
はあるが、接続時のわずかな条件の違いにより接続特性
が大きく左右され、安定した接続部が得られない。
Ω程度まで接続抵抗を小さくすることができる可能性
はあるが、接続時のわずかな条件の違いにより接続特性
が大きく左右され、安定した接続部が得られない。
【０００５】一方、接続抵抗を減少し、接続部の安定化
を図る接続方法として、特開昭６０−３５４７８ 号公
報ではフィラメント材の超音波接合方法が提案されてい
る。この方法は接続抵抗の減少にはかなりの効果を発揮
しているが、しかし、安定化材中に埋込まれた超伝導フ
ィラメント材を硝酸液等で露出させる場合、現状では安
定化材や酸化物が完全に除去されないという問題がある
。このため、フィラメント材の周囲に、安定化材や酸化
物等が付着した状態で超音波接合又は圧接せざるを得ず
、接続部の抵抗を１０−１４Ω以下に低下できないとい
う問題がある。
を図る接続方法として、特開昭６０−３５４７８ 号公
報ではフィラメント材の超音波接合方法が提案されてい
る。この方法は接続抵抗の減少にはかなりの効果を発揮
しているが、しかし、安定化材中に埋込まれた超伝導フ
ィラメント材を硝酸液等で露出させる場合、現状では安
定化材や酸化物が完全に除去されないという問題がある
。このため、フィラメント材の周囲に、安定化材や酸化
物等が付着した状態で超音波接合又は圧接せざるを得ず
、接続部の抵抗を１０−１４Ω以下に低下できないとい
う問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、超伝導
フィラメント材の周りに超伝導特性の劣る安定化材や酸
化物などが付着した状態で、超音波接合または圧接され
た場合は、超伝導線接続部の電気抵抗を１０−１４ Ω
以下に低下できないという問題があった。
フィラメント材の周りに超伝導特性の劣る安定化材や酸
化物などが付着した状態で、超音波接合または圧接され
た場合は、超伝導線接続部の電気抵抗を１０−１４ Ω
以下に低下できないという問題があった。
【０００７】本発明の目的は、接続部の抵抗を１０−１
４ 以下とした超伝導フィラメント材同士の接続方法を
提供することにある。
４ 以下とした超伝導フィラメント材同士の接続方法を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、この目的を
達成するため、安定化材から露出した超伝導フィラメン
ト材の接続部表面にイオンビームを照射することによっ
て、フィラメント材の表面に付着している安定化材や酸
化物を除去し、接続部を清浄化した後に、超音波接合ま
たは圧接する。
達成するため、安定化材から露出した超伝導フィラメン
ト材の接続部表面にイオンビームを照射することによっ
て、フィラメント材の表面に付着している安定化材や酸
化物を除去し、接続部を清浄化した後に、超音波接合ま
たは圧接する。
【０００９】ところで、安定化材から露出したフィラメ
ント材は複数本の束になっているため、この状態で超伝
導フィラメント材の表面にイオンビームを照射した場合
でも、フィラメント材表面全体にイオンビームが均一に
照射されないという問題がある。そこで、この課題を解
決するため、フィラメント材に回転，振動、または回転
と振動を同時に、または周期的に与えることにより複数
本のフィラメント材を分離し、複数本のフィラメント材
全部の接続部表面にイオンビームが均一に照射されるよ
うにしたもである。
ント材は複数本の束になっているため、この状態で超伝
導フィラメント材の表面にイオンビームを照射した場合
でも、フィラメント材表面全体にイオンビームが均一に
照射されないという問題がある。そこで、この課題を解
決するため、フィラメント材に回転，振動、または回転
と振動を同時に、または周期的に与えることにより複数
本のフィラメント材を分離し、複数本のフィラメント材
全部の接続部表面にイオンビームが均一に照射されるよ
うにしたもである。
【００１０】なお、本発明は公知の合金系超伝導線材、
例えば、Ｎｂ−Ｔｉまたは化合物系のＮｂ３ −Ｓｎ等
の超伝導線材に適用可能である。
例えば、Ｎｂ−Ｔｉまたは化合物系のＮｂ３ −Ｓｎ等
の超伝導線材に適用可能である。
【００１１】
【作用】超伝導フィラメント材の接合面にイオンビーム
を照射することにより、イオンビームのスパッタリング
作用によって、フイラメント材の表面に付着している安
定化材または酸化物などの異物を除去できることが実験
により判明した。すなわち、イオンビームによるスパッ
タリング作用により、化学的エッチング作用では除去で
きない安定化銅や酸化膜等を除去し、フィラメント材の
接続部表面を清浄化することができる。この方法により
、フィラメント材の表面が十分に清浄化された状態で超
音波接合または圧接等により、フィラメント材同士の金
属的な接合が可能となり、接続部の抵抗を１０−１４
Ω以下に低下できる。
を照射することにより、イオンビームのスパッタリング
作用によって、フイラメント材の表面に付着している安
定化材または酸化物などの異物を除去できることが実験
により判明した。すなわち、イオンビームによるスパッ
タリング作用により、化学的エッチング作用では除去で
きない安定化銅や酸化膜等を除去し、フィラメント材の
接続部表面を清浄化することができる。この方法により
、フィラメント材の表面が十分に清浄化された状態で超
音波接合または圧接等により、フィラメント材同士の金
属的な接合が可能となり、接続部の抵抗を１０−１４
Ω以下に低下できる。
【００１２】さらに本発明の接続方法は、銅などの安定
化材を除去し、超伝導フィラメント材を露出した後、露
出されたフイラメント材の接合部表面にイオンビームを
照射する。次いで、この方法によって接続部表面が清浄
化されたフィラメント材同士を超音波接合または圧接に
よって接続する。さらに、必要に応じて、フィラメント
材と同材質の補助連結線でフィラメント材を囲うか、フ
ィラメント材を束ね、銅スリーブ内に挿入し、圧接する
ことも有効である。
化材を除去し、超伝導フィラメント材を露出した後、露
出されたフイラメント材の接合部表面にイオンビームを
照射する。次いで、この方法によって接続部表面が清浄
化されたフィラメント材同士を超音波接合または圧接に
よって接続する。さらに、必要に応じて、フィラメント
材と同材質の補助連結線でフィラメント材を囲うか、フ
ィラメント材を束ね、銅スリーブ内に挿入し、圧接する
ことも有効である。
【００１３】
【実施例】〔実施例１〕（１） 本実施例では、銅の
安定化材中にＮｂ−Ｔｉの合金からなる直径５０μｍの
超伝導フィラメント材が百本埋め込まれた超伝導線の接
合例を示す。まず、この超伝導線の接続部にあたる部分
の安定化銅を硝酸液によって除去し、フィラメントを露
出させる。次にこの露出した超伝導フィラメント材の表
面にアルゴンイオンビームを照射し、フィラメント材の
表面に付着している安定化銅や酸化物を除去する。
安定化材中にＮｂ−Ｔｉの合金からなる直径５０μｍの
超伝導フィラメント材が百本埋め込まれた超伝導線の接
合例を示す。まず、この超伝導線の接続部にあたる部分
の安定化銅を硝酸液によって除去し、フィラメントを露
出させる。次にこの露出した超伝導フィラメント材の表
面にアルゴンイオンビームを照射し、フィラメント材の
表面に付着している安定化銅や酸化物を除去する。
【００１４】この場合のアルゴンイオンビームによる照
射条件は、例えば、３×１０−３Ｔｏｒｒ中で３０分間
実施する。また、アルゴンイオンビームが超伝導フィラ
メント材全部の表面に均等に照射されるように、超伝導
線に回転運動を与えながら照射される。
射条件は、例えば、３×１０−３Ｔｏｒｒ中で３０分間
実施する。また、アルゴンイオンビームが超伝導フィラ
メント材全部の表面に均等に照射されるように、超伝導
線に回転運動を与えながら照射される。
【００１５】次に前述の方法によって、表面が清浄化さ
れた超伝導線二本のフィラメント部分を束ね、かつ、必
要に応じて撚りあわせ、三個所を超音波接合する。この
ときの超音波接合条件は、圧力７０〜１２０Ｎ、周波数
２０ｋＨｚ、時間０．７〜３ｓｅｃ 、振幅２０μｍで
ある。次に前述の方法で接合されたフィラメント材をフ
ィラメント材と同材質の補助連結線で囲い、さらに束ね
て銅製のスリ―ブに挿入し、外部から荷重１００ｋｇｆ
で圧着する。この方法によって接続された超伝導体の
接続抵抗を測定した結果、試験温度４．２Ｋ、磁場０．
５Ｔ、通電々流１０００Ａの条件で、１０−１５ Ω以
下の抵抗値が得られている。
れた超伝導線二本のフィラメント部分を束ね、かつ、必
要に応じて撚りあわせ、三個所を超音波接合する。この
ときの超音波接合条件は、圧力７０〜１２０Ｎ、周波数
２０ｋＨｚ、時間０．７〜３ｓｅｃ 、振幅２０μｍで
ある。次に前述の方法で接合されたフィラメント材をフ
ィラメント材と同材質の補助連結線で囲い、さらに束ね
て銅製のスリ―ブに挿入し、外部から荷重１００ｋｇｆ
で圧着する。この方法によって接続された超伝導体の
接続抵抗を測定した結果、試験温度４．２Ｋ、磁場０．
５Ｔ、通電々流１０００Ａの条件で、１０−１５ Ω以
下の抵抗値が得られている。
【００１６】〔実施例２〕本実施例では、まず、実施例
１と同様の超伝導線二本を実施例１と同様の方法でアル
ゴンイオンビームによって清浄化する。この清浄化され
た超伝導線二本のフィラメント部分を圧着によって接続
する。次いで、接続部分をフィラメント材と同材質の補
助連結線で囲い、さらに束ね、銅製のスリ―ブに挿入し
、外部から荷重１００ｋｇｆ で圧着する。この方法に
よって接続された超伝導体の接続抵抗を測定した結果、
試験温度４．２Ｋ、磁場０．５Ｔ、通電々流１０００Ａ
の条件で、１０−１４ Ω以下の抵抗値が得られている
。
１と同様の超伝導線二本を実施例１と同様の方法でアル
ゴンイオンビームによって清浄化する。この清浄化され
た超伝導線二本のフィラメント部分を圧着によって接続
する。次いで、接続部分をフィラメント材と同材質の補
助連結線で囲い、さらに束ね、銅製のスリ―ブに挿入し
、外部から荷重１００ｋｇｆ で圧着する。この方法に
よって接続された超伝導体の接続抵抗を測定した結果、
試験温度４．２Ｋ、磁場０．５Ｔ、通電々流１０００Ａ
の条件で、１０−１４ Ω以下の抵抗値が得られている
。
【００１７】〔実施例３〕本実施例では、アルミニウム
の安定化材中にＮｂ３ −Ｓｎの化合物からなる直径５
０μｍの超伝導フィラメント材が百本埋め込まれた超伝
導線の実施例である。この超伝導線の接続部にあたる部
分の安定化アルミニウムを硝酸液によって除去し、フィ
ラメント材を露出させる。次に露出した超伝導フィラメ
ント材の表面にアルゴンイオンビームを照射し、フィラ
メント材の表面に付着しているアルミニウムや酸化物な
どを除去する。
の安定化材中にＮｂ３ −Ｓｎの化合物からなる直径５
０μｍの超伝導フィラメント材が百本埋め込まれた超伝
導線の実施例である。この超伝導線の接続部にあたる部
分の安定化アルミニウムを硝酸液によって除去し、フィ
ラメント材を露出させる。次に露出した超伝導フィラメ
ント材の表面にアルゴンイオンビームを照射し、フィラ
メント材の表面に付着しているアルミニウムや酸化物な
どを除去する。
【００１８】この場合のアルゴンイオンによるエッチン
グ条件は、３×１０−３Ｔｏｒｒ中で６０分間である。 また、超伝導フィラメント材全部の表面にアルゴンイオ
ンビームが均等に照射されるように、超伝導線に回転運
動と振動を周期的に与えながら、アルゴンイオンビーム
を照射する。
グ条件は、３×１０−３Ｔｏｒｒ中で６０分間である。 また、超伝導フィラメント材全部の表面にアルゴンイオ
ンビームが均等に照射されるように、超伝導線に回転運
動と振動を周期的に与えながら、アルゴンイオンビーム
を照射する。
【００１９】次にこの方法によって、フィラメント表面
が清浄化された超伝導線二本のフィラメント部分を束ね
、かつ、必要に応じて撚りあわせ、三個所を超音波接合
する。このときの超音波接合条件は圧力７０〜１２０Ｎ
，周波数２０ｋＨｚ，時間０．７ 〜３ｓ，振幅２０μ
ｍである。この方法によって接続されたフィラメント材
をフィラメント材と同材質の補助連結線で囲い、さらに
束ねてアルミニウム製のスリーブに挿入し、外部から荷
重１００ｋｇｆ で圧着する。
が清浄化された超伝導線二本のフィラメント部分を束ね
、かつ、必要に応じて撚りあわせ、三個所を超音波接合
する。このときの超音波接合条件は圧力７０〜１２０Ｎ
，周波数２０ｋＨｚ，時間０．７ 〜３ｓ，振幅２０μ
ｍである。この方法によって接続されたフィラメント材
をフィラメント材と同材質の補助連結線で囲い、さらに
束ねてアルミニウム製のスリーブに挿入し、外部から荷
重１００ｋｇｆ で圧着する。
【００２０】この方法によって接続された超伝導体の接
続抵抗の測定例によれば、試験温度４．２Ｋ，磁場０．
５Ｔ，通電々流２０００Ａの条件で、１０−１５ Ω以
下の抵抗値が得られた。
続抵抗の測定例によれば、試験温度４．２Ｋ，磁場０．
５Ｔ，通電々流２０００Ａの条件で、１０−１５ Ω以
下の抵抗値が得られた。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、接続部の抵抗を１０−
１４ Ω以下に低下することができ、かつ、高い磁場中
でも長時間にわたって、接続抵抗が安定する。
１４ Ω以下に低下することができ、かつ、高い磁場中
でも長時間にわたって、接続抵抗が安定する。
Claims (2)
- 【請求項１】複数本の超伝導フィラメント材が常伝導金
属中に埋め込まれた超伝導線の接続方法において、前記
常伝導金属中から前記超伝導フィラメント材を露出後、
前記超伝導フィラメント材を超音波接合または圧接によ
って接続する前に、前記超電導フィラメント材の接合部
の表面にイオンビームを照射することを特徴とする超伝
導線の接続方法。 - 【請求項２】請求項１において、前記超伝導線に回転運
動、または振動を個別に、あるいは同時にまたは周期的
に作用し、前記超伝導フィラメント材の接続部の表面に
前記イオンビームを照射する超伝導線の接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3044647A JPH04282575A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 超伝導線の接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3044647A JPH04282575A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 超伝導線の接続方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04282575A true JPH04282575A (ja) | 1992-10-07 |
Family
ID=12697234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3044647A Pending JPH04282575A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 超伝導線の接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04282575A (ja) |
-
1991
- 1991-03-11 JP JP3044647A patent/JPH04282575A/ja active Pending
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