JPH09167705A - 酸化物超電導コイルの通電リード - Google Patents
酸化物超電導コイルの通電リードInfo
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- JPH09167705A JPH09167705A JP32565395A JP32565395A JPH09167705A JP H09167705 A JPH09167705 A JP H09167705A JP 32565395 A JP32565395 A JP 32565395A JP 32565395 A JP32565395 A JP 32565395A JP H09167705 A JPH09167705 A JP H09167705A
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Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 軟らかい純銀を用いると電磁力によって変形
が生じたり、破断することがある。また、純銀以外の強
度のある金属を用いた場合、電気伝導性が悪く、通電時
の発熱が増大する。 【解決手段】 酸化物超電導線材を同心状に巻回して形
成した酸化物超電導コイル１０１に対し、電流供給を行
うために酸化物超電導コイル１０１の両端に接続される
通電リード１０３ａ，１０３ｂは、その材料にＡｇ−Ｍ
ｇ−Ｎｉ等の組成による銀合金が用いられる。これによ
り、電気伝導性を損なうことなく、強度の向上を図るこ
とができる。
が生じたり、破断することがある。また、純銀以外の強
度のある金属を用いた場合、電気伝導性が悪く、通電時
の発熱が増大する。 【解決手段】 酸化物超電導線材を同心状に巻回して形
成した酸化物超電導コイル１０１に対し、電流供給を行
うために酸化物超電導コイル１０１の両端に接続される
通電リード１０３ａ，１０３ｂは、その材料にＡｇ−Ｍ
ｇ−Ｎｉ等の組成による銀合金が用いられる。これによ
り、電気伝導性を損なうことなく、強度の向上を図るこ
とができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化物超電導コイ
ルに電流を供給するに際し、電源と超電導コイル間を接
続する通電リードに関するものである。
ルに電流を供給するに際し、電源と超電導コイル間を接
続する通電リードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超電導磁石にあっては、例えば、そのコ
イルに酸化物超電導コイル等が用いられ、冷却雰囲気中
に設置して用いられる。この酸化物超電導コイルと常温
雰囲気に設置された電源とは、酸化物超電導コイルに立
設して設けられた通電リード（極低温雰囲気に設置され
る）を介して行われる。
イルに酸化物超電導コイル等が用いられ、冷却雰囲気中
に設置して用いられる。この酸化物超電導コイルと常温
雰囲気に設置された電源とは、酸化物超電導コイルに立
設して設けられた通電リード（極低温雰囲気に設置され
る）を介して行われる。
【０００３】図６は従来の酸化物超電導コイルの通電リ
ードの構成を示す斜視図である。酸化物超電導コイル２
０１は、酸化物を構成要素とする帯状の超電導線材を渦
巻き状に巻回して構成され、その上部にはコイルに電流
を供給するための通電リード２０２ａ，２０２ｂのほ
か、測定用電圧端子２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２
０３ｄが立設されている。中心のパイプ２０４には冷媒
が通される。通電リード２０２の材料には純銀が用いら
れ、必要な導電性を確保している。
ードの構成を示す斜視図である。酸化物超電導コイル２
０１は、酸化物を構成要素とする帯状の超電導線材を渦
巻き状に巻回して構成され、その上部にはコイルに電流
を供給するための通電リード２０２ａ，２０２ｂのほ
か、測定用電圧端子２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２
０３ｄが立設されている。中心のパイプ２０４には冷媒
が通される。通電リード２０２の材料には純銀が用いら
れ、必要な導電性を確保している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
に、通電リードに物理的に軟らかい純銀を用いると、強
度が十分でないため、電磁力によって変形が生じたり、
破断を招くことがある。また、純銀以外の強度のある金
属を用いた場合、強度は確保されても、電気伝導性が悪
くなり、抵抗率の増大によって通電時の発熱が増大す
る。このため、通電リードとしては用いることができな
い。
に、通電リードに物理的に軟らかい純銀を用いると、強
度が十分でないため、電磁力によって変形が生じたり、
破断を招くことがある。また、純銀以外の強度のある金
属を用いた場合、強度は確保されても、電気伝導性が悪
くなり、抵抗率の増大によって通電時の発熱が増大す
る。このため、通電リードとしては用いることができな
い。
【０００５】そこで、本発明は、強度及び電気電導性に
優れる酸化物超電導コイルの通電リードを提供すること
を目的としている。
優れる酸化物超電導コイルの通電リードを提供すること
を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するため手段】上記の目的を達成するため
に本発明は、酸化物超電導線材を同心状に巻回して形成
した酸化物超電導コイルに、電流供給を行うために前記
酸化物超電導コイルに接続される通電リードにおいて、
内部酸化によって生じた酸化物が分散強化する添加物を
銀に添加した銀合金によって構成されている。
に本発明は、酸化物超電導線材を同心状に巻回して形成
した酸化物超電導コイルに、電流供給を行うために前記
酸化物超電導コイルに接続される通電リードにおいて、
内部酸化によって生じた酸化物が分散強化する添加物を
銀に添加した銀合金によって構成されている。
【０００７】この構成によれば、銀合金を用いた通電リ
ードは、電気伝導性を損なうことなく、純銀の欠点であ
った強度不足を改善することができる。この銀合金の組
成は、Ａｇ−Ｍｇ−Ｎｉ、Ａｇ−Ｍｇ、Ａｇ−Ｎｉ、Ａ
ｇ−Ｍｇ−Ｚｒのいずれかにすることができる。この構
成によれば、電気伝導性を確保しながら、機械的強度を
向上でき、通電リードに適した銀合金を得ることができ
る。
ードは、電気伝導性を損なうことなく、純銀の欠点であ
った強度不足を改善することができる。この銀合金の組
成は、Ａｇ−Ｍｇ−Ｎｉ、Ａｇ−Ｍｇ、Ａｇ−Ｎｉ、Ａ
ｇ−Ｍｇ−Ｚｒのいずれかにすることができる。この構
成によれば、電気伝導性を確保しながら、機械的強度を
向上でき、通電リードに適した銀合金を得ることができ
る。
【０００８】この場合、銀合金は、Ａｇ以外の添加物が
０．０１〜１．５ａｔ％にすることが望ましい。この構
成によれば、添加物の添加量を０．０１〜１．５ａｔ％
の範囲に選定したときに機械的強度は数倍に向上させる
ことができる。
０．０１〜１．５ａｔ％にすることが望ましい。この構
成によれば、添加物の添加量を０．０１〜１．５ａｔ％
の範囲に選定したときに機械的強度は数倍に向上させる
ことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明による酸化物超電導
コイルの通電リードの一実施の形態を示す斜視図であ
る。図１に示すように、酸化物超電導コイル１０１は、
帯状の超電導線材１０２を渦巻き状に巻回して作られ、
その両端には羽子板状の通電リード１０３ａ，１０３ｂ
が立設するように接続されている。
コイルの通電リードの一実施の形態を示す斜視図であ
る。図１に示すように、酸化物超電導コイル１０１は、
帯状の超電導線材１０２を渦巻き状に巻回して作られ、
その両端には羽子板状の通電リード１０３ａ，１０３ｂ
が立設するように接続されている。
【００１０】超電導線材１０２には、Ｂｉ（ビスマ
ス）：Ｓｒ（ストロンチウム）：Ｃａ（カルシウム）：
Ｃｕ（銅）＝２：２：１：２の組成比による超電導体粉
末を溶液に溶かし、これを金属テープに塗布したものを
用いている。これを内径１５ｍｍ、外径５０ｍｍ、総巻
数７０、線材総延長７ｍのシングルパンケーキコイルに
して酸化物超電導コイル１０１が製作される。
ス）：Ｓｒ（ストロンチウム）：Ｃａ（カルシウム）：
Ｃｕ（銅）＝２：２：１：２の組成比による超電導体粉
末を溶液に溶かし、これを金属テープに塗布したものを
用いている。これを内径１５ｍｍ、外径５０ｍｍ、総巻
数７０、線材総延長７ｍのシングルパンケーキコイルに
して酸化物超電導コイル１０１が製作される。
【００１１】また、通電リード１０３ａ，１０３ｂには
銀合金が用いられる。その組成は、例えばＡｇ（銀）−
０．０２６ａｔ％Ｍｇ（マグネシウム）−０．０１ａｔ
％Ｎｉ（ニッケル）であり、銀ろうを用いて酸化物超電
導コイル１０１に接続ならびに固定される。通電リード
１０３ａ，１０３ｂを接続した酸化物超電導コイル１０
１は、最高温度８８５℃で部分溶融徐冷熱処理される。
この過程で、通電リード１０３ａ，１０３ｂは熱処理に
よって添加物の内部酸化により分散強化され、強度が向
上する。
銀合金が用いられる。その組成は、例えばＡｇ（銀）−
０．０２６ａｔ％Ｍｇ（マグネシウム）−０．０１ａｔ
％Ｎｉ（ニッケル）であり、銀ろうを用いて酸化物超電
導コイル１０１に接続ならびに固定される。通電リード
１０３ａ，１０３ｂを接続した酸化物超電導コイル１０
１は、最高温度８８５℃で部分溶融徐冷熱処理される。
この過程で、通電リード１０３ａ，１０３ｂは熱処理に
よって添加物の内部酸化により分散強化され、強度が向
上する。
【００１２】なお、通電リード１０３ａ，１０３ｂに用
いる銀合金の組成は、Ａｇ−Ｍｇ−Ｎｉのほか、Ａｇ−
Ｍｇ、Ａｇ−Ｎｉ、Ａｇ−Ｍｇ−Ｚｒ（Ｚｒ：ジルコニ
ウム）の組み合わせも用いることができる。ここで、通
電リード１０３ａ，１０３ｂの最適条件について検討す
る。純銀が変形する応力は４０ＭＰａであるため、合金
化しないと必要な強度を得ることはできない。そこで、
以下のような検討が必要になる。
いる銀合金の組成は、Ａｇ−Ｍｇ−Ｎｉのほか、Ａｇ−
Ｍｇ、Ａｇ−Ｎｉ、Ａｇ−Ｍｇ−Ｚｒ（Ｚｒ：ジルコニ
ウム）の組み合わせも用いることができる。ここで、通
電リード１０３ａ，１０３ｂの最適条件について検討す
る。純銀が変形する応力は４０ＭＰａであるため、合金
化しないと必要な強度を得ることはできない。そこで、
以下のような検討が必要になる。
【００１３】図２はＡｇ−Ｍｇ−Ｎｉ合金の機械的強度
による添加濃度依存性を示す特性図である。縦軸は基材
が変形する応力（降伏応力）、横軸は添加物の添加量を
示している。ここに示す特性は、銀合金基材をテープ状
にし、これに歪みゲージを装着して引っ張り試験を行っ
た結果を示している。添加物の添加量に応じて機械的強
度は向上するが、１．５ａｔ％の添加を越えると、大き
な向上はなくなる。
による添加濃度依存性を示す特性図である。縦軸は基材
が変形する応力（降伏応力）、横軸は添加物の添加量を
示している。ここに示す特性は、銀合金基材をテープ状
にし、これに歪みゲージを装着して引っ張り試験を行っ
た結果を示している。添加物の添加量に応じて機械的強
度は向上するが、１．５ａｔ％の添加を越えると、大き
な向上はなくなる。
【００１４】図３は極低温部（７７Ｋ）の電気伝導性を
示す特性図である。図から明らかなように、添加物の添
加量を増やすにつれて電気伝導性は低下するが、１．５
ａｔ％までの添加では十分な実用レベルであると言え
る。これらのことから、機械的強度が８０ＭＰａを越え
る０．０１ａｔ％から機械的強度のあまり上がらなくな
る１．５ａｔ％の添加量が最適であると言える。
示す特性図である。図から明らかなように、添加物の添
加量を増やすにつれて電気伝導性は低下するが、１．５
ａｔ％までの添加では十分な実用レベルであると言え
る。これらのことから、機械的強度が８０ＭＰａを越え
る０．０１ａｔ％から機械的強度のあまり上がらなくな
る１．５ａｔ％の添加量が最適であると言える。
【００１５】図４は本発明の他の実施の形態を示す斜視
図である。図１に示した構成の複数の酸化物超電導コイ
ル１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄが垂直方向
に同軸状に配設され、コイル相互間はコイル間通電リー
ド１０４によって接続され、最下段の通電リード１０５
（電源側）は通電リード１０３の長さを延長した形状に
なっている。この構成においても図１の場合と同一の効
果が得られる。
図である。図１に示した構成の複数の酸化物超電導コイ
ル１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄが垂直方向
に同軸状に配設され、コイル相互間はコイル間通電リー
ド１０４によって接続され、最下段の通電リード１０５
（電源側）は通電リード１０３の長さを延長した形状に
なっている。この構成においても図１の場合と同一の効
果が得られる。
【００１６】
【実施例】本発明者らは、図１の構成における通電リー
ド１０１ａ，１０１ｂについて、その実験を行った。こ
こでは、通電リードの大きさを幅１５ｍｍ、厚さ０．３
ｍｍ、長さ７０ｍｍにし、これを４．２Ｋ、１２Ｔ中で
通電した。この結果、リードの発熱量は、純銀の１．２
〜１．３倍程度であり、機械的強度が２〜３倍に向上
し、測定後のリードの変形、破断は見られなかった。
ド１０１ａ，１０１ｂについて、その実験を行った。こ
こでは、通電リードの大きさを幅１５ｍｍ、厚さ０．３
ｍｍ、長さ７０ｍｍにし、これを４．２Ｋ、１２Ｔ中で
通電した。この結果、リードの発熱量は、純銀の１．２
〜１．３倍程度であり、機械的強度が２〜３倍に向上
し、測定後のリードの変形、破断は見られなかった。
【００１７】また、本発明者らは、Ａｇ−０．０５ａｔ
％Ｍｇの材料についても、上記と同様の手法及び条件に
より検討を行ったが、この場合も通電リードに変形や破
断は見られなかった。更に、本発明者らは、Ａｇ−０．
０２２ａｔ％Ｍｇ−０．０１５ａｔ％Ｚｒについても、
上記と同様の手法及び条件により検討を行ったが、この
場合も通電リードに変形や破断は見られなかった。
％Ｍｇの材料についても、上記と同様の手法及び条件に
より検討を行ったが、この場合も通電リードに変形や破
断は見られなかった。更に、本発明者らは、Ａｇ−０．
０２２ａｔ％Ｍｇ−０．０１５ａｔ％Ｚｒについても、
上記と同様の手法及び条件により検討を行ったが、この
場合も通電リードに変形や破断は見られなかった。
【００１８】更に、本発明者らは、Ａｇ−０．０５ａｔ
％Ｎｉの材料についても、上記と同様の手法及び条件に
より検討を行ったが、この場合も通電リードに変形や破
断は見られなかった。なお、本発明は図１及び図４に示
した通電リードのほか、図５に示すようなサンプルホル
ダに適用することもできる。このサンプルホルダは、平
行に配設された２本の電流リード１０６ａ，１０６ｂ、
この電流リード１０６ａ，１０６ｂの上部を固定するほ
か、軸体１０７ａを備えた円板状のフランジ１０７、軸
体１０７ａに支持されながら電流リード１０６ａ，１０
６ｂの途中を固定するサポータ１０８ａ，１０８ｂの各
々を備えて構成される。
％Ｎｉの材料についても、上記と同様の手法及び条件に
より検討を行ったが、この場合も通電リードに変形や破
断は見られなかった。なお、本発明は図１及び図４に示
した通電リードのほか、図５に示すようなサンプルホル
ダに適用することもできる。このサンプルホルダは、平
行に配設された２本の電流リード１０６ａ，１０６ｂ、
この電流リード１０６ａ，１０６ｂの上部を固定するほ
か、軸体１０７ａを備えた円板状のフランジ１０７、軸
体１０７ａに支持されながら電流リード１０６ａ，１０
６ｂの途中を固定するサポータ１０８ａ，１０８ｂの各
々を備えて構成される。
【００１９】このような構成にあって、電流リード１０
６ａ，１０６ｂに対して本発明による銀合金を用いるこ
とができる。なお、これより得られる効果は、前記した
通りである。
６ａ，１０６ｂに対して本発明による銀合金を用いるこ
とができる。なお、これより得られる効果は、前記した
通りである。
【００２０】
【発明の効果】以上より明らかな如く、本発明によれ
ば、通電リードの材料に銀合金を用いるようにしたの
で、電気伝導性を損なうことなく、純銀の欠点であった
強度不足を改善することができる。
ば、通電リードの材料に銀合金を用いるようにしたの
で、電気伝導性を損なうことなく、純銀の欠点であった
強度不足を改善することができる。
【図１】本発明による酸化物超電導コイルの通電リード
の一実施の形態を示す斜視図である。
の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】本発明に用いられる銀合金Ａｇ−Ｍｇ−Ｎｉの
機械的強度による添加濃度依存性を示す特性図である。
機械的強度による添加濃度依存性を示す特性図である。
【図３】極低温部（７７Ｋ）の電気伝導性を示し特性図
である。
である。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】本発明の適用例を示すサンプルホルダの構成を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図６】従来の酸化物超電導コイルの通電リードの構成
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
１０１ 酸化物超電導コイル １０２ 超電導線材 １０３ａ，１０３ｂ，１０５ 通電リード １０４ コイル間通電リード
Claims (3)
- 【請求項１】酸化物超電導線材を同心状に巻回して形成
した酸化物超電導コイルに、電流供給を行うために前記
酸化物超電導コイルに接続される通電リードにおいて、 内部酸化によって生じた酸化物が分散強化する添加物を
銀に添加した銀合金によって構成されたことを特徴とす
る酸化物超電導コイルの通電リード。 - 【請求項２】前記銀合金は、Ａｇ−Ｍｇ−Ｎｉ、Ａｇ−
Ｍｇ、Ａｇ−Ｎｉ、Ａｇ−Ｍｇ−Ｚｒのいずれかである
ことを特徴とする請求項１記載の酸化物超電導コイルの
通電リード。 - 【請求項３】前記銀合金は、Ａｇ以外の添加物が０．０
１〜１．５ａｔ％であることを特徴とする請求項２記載
の酸化物超電導コイルの通電リード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32565395A JPH09167705A (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 酸化物超電導コイルの通電リード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32565395A JPH09167705A (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 酸化物超電導コイルの通電リード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09167705A true JPH09167705A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=18179226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32565395A Pending JPH09167705A (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 酸化物超電導コイルの通電リード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09167705A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008140930A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導コイル |
-
1995
- 1995-12-14 JP JP32565395A patent/JPH09167705A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008140930A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導コイル |
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