JPS6028210A - パルスマグネツト用超電導導体 - Google Patents
パルスマグネツト用超電導導体Info
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- JPS6028210A JPS6028210A JP58135180A JP13518083A JPS6028210A JP S6028210 A JPS6028210 A JP S6028210A JP 58135180 A JP58135180 A JP 58135180A JP 13518083 A JP13518083 A JP 13518083A JP S6028210 A JPS6028210 A JP S6028210A
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- Japan
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- superconductor
- superconducting
- solder
- wires
- conductor
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/20—Permanent superconducting devices
-
- 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
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/884—Conductor
- Y10S505/887—Conductor structure
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- 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
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、パルスマグネットを構成する超電導導体に係
り、特に超電導線相互又は超電導線と常電導線とをはん
だで結合したパルスマグネット用超電導導体に関する。
り、特に超電導線相互又は超電導線と常電導線とをはん
だで結合したパルスマグネット用超電導導体に関する。
一般にパルスマグネットを構成する超電導導体には交流
損失が発生する。このような交流損失を低減させるため
に通常、複数本の超電導線を撚り合せた超電導導体や複
数本の超電導線を編み上げた超電導導体を用いてパルス
マグネットを構成している。そしてこのような複数本の
超電導線を撚シ合せたり、あるいは編み上げたりした超
電導体にあっては超電導線相互の電気的熱的な安定性及
び全体の機械的強度を高めるために通常超電導線相互を
低融点のはんだで結合略せた構成としている。このよう
にはんだは上述した機能を図るために必要不可欠なもの
であるが、以上の構成の超電導導体をパルス運転した場
合、はんだ層に誘起される結合電流による損失が大きく
なる可能性がある。そこで従来のパルスマグネット用超
電導導体にあっては、はんだとして比較的高い比抵抗を
有する５ｎ−ＰｂＺ元合金を用い、上述した結合電流を
弱めるようにしている。
損失が発生する。このような交流損失を低減させるため
に通常、複数本の超電導線を撚り合せた超電導導体や複
数本の超電導線を編み上げた超電導導体を用いてパルス
マグネットを構成している。そしてこのような複数本の
超電導線を撚シ合せたり、あるいは編み上げたりした超
電導体にあっては超電導線相互の電気的熱的な安定性及
び全体の機械的強度を高めるために通常超電導線相互を
低融点のはんだで結合略せた構成としている。このよう
にはんだは上述した機能を図るために必要不可欠なもの
であるが、以上の構成の超電導導体をパルス運転した場
合、はんだ層に誘起される結合電流による損失が大きく
なる可能性がある。そこで従来のパルスマグネット用超
電導導体にあっては、はんだとして比較的高い比抵抗を
有する５ｎ−ＰｂＺ元合金を用い、上述した結合電流を
弱めるようにしている。
第１図にＳｎ −Ｐｂの２元合金からなるはんだのｐｂ
の重量含有率（チ）に対する比抵抗ρ（Ω−ｃＩｒＬ）
を示します。尚、データは、液体ヘリウム中（Ｔ−４，
２ＩＯ１外部磁界Ｈ＝２Ｔの条件下で測定した。
の重量含有率（チ）に対する比抵抗ρ（Ω−ｃＩｒＬ）
を示します。尚、データは、液体ヘリウム中（Ｔ−４，
２ＩＯ１外部磁界Ｈ＝２Ｔの条件下で測定した。
第１図から判るようにＳｎ −Ｐｂの２合金からなるは
んだはＰｂの含有率が約９０チになるまで比抵抗が漸増
するが９０チ以上の含有率になると急激に低下し、そし
て比抵抗値は最大で５×１０ Ω儒と小きい。
んだはＰｂの含有率が約９０チになるまで比抵抗が漸増
するが９０チ以上の含有率になると急激に低下し、そし
て比抵抗値は最大で５×１０ Ω儒と小きい。
したがって、このような構成でアってもパルス運転をす
るとはんだ層にかなシの結合電流が誘起され、結合損失
が増大し、結果的にパルスマグネット用超電導導体の性
能は低下せざるを得なかった。
るとはんだ層にかなシの結合電流が誘起され、結合損失
が増大し、結果的にパルスマグネット用超電導導体の性
能は低下せざるを得なかった。
本発明の目的は、上記の欠点を除去し、パルス磁界のも
とにおいても超電導線間に誘起される結、合電流を十分
に減少させることができるパルスマグネット用超電導導
体を提供することにある。
とにおいても超電導線間に誘起される結、合電流を十分
に減少させることができるパルスマグネット用超電導導
体を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、複数の超電導線あるいは複数の超電導線と複
数の常電導線とがはんだで結合されたパルスマグネット
用超電寺導体において、前記はんだは、インジウム、ビ
スマスの少なくとも１種を含み、残部がすずおよび鉛か
らなる合金で構成したものである。
数の常電導線とがはんだで結合されたパルスマグネット
用超電寺導体において、前記はんだは、インジウム、ビ
スマスの少なくとも１種を含み、残部がすずおよび鉛か
らなる合金で構成したものである。
第２図に、Ｓｎ −Ｐｂ ２元合金にＩｎを添加したは
んだの特性を示す。純度９９．９％のＳｎと、純ｕｔ・
９９．９％のｐｂと、第３元素としてのＩｎとを溶解加
工し、線径２龍φとし、重量比で５ｎ−５０％ｐｂ −
０，４％Ｉｎ％５ｎ−５０％Ｐｂ−４％ Ｉｎ 、 ５
ｎ−５０％ｐｂ −８％Ｉｎ 、 ５ｎ−５０％Ｐｂ−
１０％ Ｉｎの４種類のはんだ用合金線を製作し、液体
ヘリウム中（Ｔ＝４．２Ｋ）で外部磁界Ｈ＝２Ｔの条件
下で測定した。
んだの特性を示す。純度９９．９％のＳｎと、純ｕｔ・
９９．９％のｐｂと、第３元素としてのＩｎとを溶解加
工し、線径２龍φとし、重量比で５ｎ−５０％ｐｂ −
０，４％Ｉｎ％５ｎ−５０％Ｐｂ−４％ Ｉｎ 、 ５
ｎ−５０％ｐｂ −８％Ｉｎ 、 ５ｎ−５０％Ｐｂ−
１０％ Ｉｎの４種類のはんだ用合金線を製作し、液体
ヘリウム中（Ｔ＝４．２Ｋ）で外部磁界Ｈ＝２Ｔの条件
下で測定した。
第２図から明らかなように５ｎ−ＰｂＺ元合金にＩｎを
添加すれば比抵抗を連続的に増加させることができ、例
えばＩｎを０．４％含有させればその比抵抗は５ｎ−５
０％Ｐｂのはんだに比較して約１．５倍に増加し、また
Ｉｎを１０％含有させれば約１０倍に増加する。このよ
うにＳｎ −Ｐｂの２元合金のはんだではたとえＰｂの
含有率を変化させても比抵抗の値に限界があシ大幅に増
加させることはできないがＳｎ −Ｐｂの２元合金のは
んだではＩｎの含有率を変化させることによって比抵抗
を大幅に変化させることができる。
添加すれば比抵抗を連続的に増加させることができ、例
えばＩｎを０．４％含有させればその比抵抗は５ｎ−５
０％Ｐｂのはんだに比較して約１．５倍に増加し、また
Ｉｎを１０％含有させれば約１０倍に増加する。このよ
うにＳｎ −Ｐｂの２元合金のはんだではたとえＰｂの
含有率を変化させても比抵抗の値に限界があシ大幅に増
加させることはできないがＳｎ −Ｐｂの２元合金のは
んだではＩｎの含有率を変化させることによって比抵抗
を大幅に変化させることができる。
以上においては５ｎ−Ｐｂの２元合金にＩｎを添加した
はんだについて説明したが添加する元素としては他にＢ
ｉでもよ＜、Ｂｉ及びＩｎを一緒に添加したものでもよ
い。
はんだについて説明したが添加する元素としては他にＢ
ｉでもよ＜、Ｂｉ及びＩｎを一緒に添加したものでもよ
い。
このようなＳｎ −Ｐｂ ２元合金にＩｎ、Ｂｉのうち
のいずれか１つ又は２つを含有させたはんだを用いて超
電導線相互の結合、又は超電導線と常電導線との結合を
形成してパルスマグネット用超電導導体を構成すること
により上記目的を達成するようにしたものである。特に
、Ｉｎ、Ｂｉのうちの少なくとも１ｍを０゜４重量係以
上含有させた場合に顕著な効果が現われる。
のいずれか１つ又は２つを含有させたはんだを用いて超
電導線相互の結合、又は超電導線と常電導線との結合を
形成してパルスマグネット用超電導導体を構成すること
により上記目的を達成するようにしたものである。特に
、Ｉｎ、Ｂｉのうちの少なくとも１ｍを０゜４重量係以
上含有させた場合に顕著な効果が現われる。
本発明に係るパルスマグネット用超電等導体においては
パルス磁界においても超電導線間に誘起される結合電流
を十分に減少させることができる等の優れた効果を奏す
る。
パルス磁界においても超電導線間に誘起される結合電流
を十分に減少させることができる等の優れた効果を奏す
る。
本発明の実施例を図面を用いて説明する。
まず、線径０．８顧φの絶縁被覆させていないＮｂ−Ｔ
ｉ超電導線（１）７本を第３図に示す如く１本を中心と
して６本を撚り合せて超電導撚導体（２）を約１００ｍ
毎作した。次にこの超電導撚導体（２）を約１００ｍ毎
に切断して５本の超電導撚導体（２）を用意した。次に
Ｓｎ ５０％Ｐｂ−０，４１１ｎ、５ｎ−５０％Ｐｂ−
４％Ｉｎ 、 ５ｎ−５０ＬｉｏＰｂ−８％Ｉｎ 、
５ｎ−５０％Ｐｂ−１０’％Ｉｎの４種類のはんだ（３
）で第３図に示す如く用意した超電導撚導体（力を含浸
して超電導導体（刀を４種類製作した。これに対して残
りの超電導導体１本をＳｎ −５０％ｐｂの２元合金の
はんだで含浸した従来の超電４ト専体を参考例として製
作した。
ｉ超電導線（１）７本を第３図に示す如く１本を中心と
して６本を撚り合せて超電導撚導体（２）を約１００ｍ
毎作した。次にこの超電導撚導体（２）を約１００ｍ毎
に切断して５本の超電導撚導体（２）を用意した。次に
Ｓｎ ５０％Ｐｂ−０，４１１ｎ、５ｎ−５０％Ｐｂ−
４％Ｉｎ 、 ５ｎ−５０ＬｉｏＰｂ−８％Ｉｎ 、
５ｎ−５０％Ｐｂ−１０’％Ｉｎの４種類のはんだ（３
）で第３図に示す如く用意した超電導撚導体（力を含浸
して超電導導体（刀を４種類製作した。これに対して残
りの超電導導体１本をＳｎ −５０％ｐｂの２元合金の
はんだで含浸した従来の超電４ト専体を参考例として製
作した。
このようにして製作した本発明に係る４種類の超電導導
体と従来の超電導導体の交流損失を磁化測定法で測定し
た結果を第４図に示す。第４図においては、超電４導体
に垂直に０σ）→２（１）→０σ）と変化するパルス磁
界を磁界変化率ら（Ｔ／Ｓ ）を０．０５（Ｔ／Ｓ）〜
０．５ （Ｔ／Ｓ ）の範囲で変えて測定した交流損失
の測定結果を示したもので縦軸には超電導導体の単位体
積、１ザイクル当シの交流損失Ｑ（Ｊ ／７７１” ｃ
ｙｃｌｅ ）を横軸には磁界変化率］３（Ｔ／Ｓ）をそ
れぞれ示す。図中、Ａｌｌ′１Ｓｎ−５０％Ｐｂ、Ｂは
５ｎ−５０％Ｐｂ ＝−０，４％Ｉｎ 、 Ｃは５ｎ−
５０％Ｐｂ−４％Ｉｎ 、Ｄは５ｎ−５０％Ｐｂ−８％
Ｉｎ 、 Ｅは５ｎ−５０％Ｐｂ−１０％Ｉｎのはんだ
を用いた超電導導体である。
体と従来の超電導導体の交流損失を磁化測定法で測定し
た結果を第４図に示す。第４図においては、超電４導体
に垂直に０σ）→２（１）→０σ）と変化するパルス磁
界を磁界変化率ら（Ｔ／Ｓ ）を０．０５（Ｔ／Ｓ）〜
０．５ （Ｔ／Ｓ ）の範囲で変えて測定した交流損失
の測定結果を示したもので縦軸には超電導導体の単位体
積、１ザイクル当シの交流損失Ｑ（Ｊ ／７７１” ｃ
ｙｃｌｅ ）を横軸には磁界変化率］３（Ｔ／Ｓ）をそ
れぞれ示す。図中、Ａｌｌ′１Ｓｎ−５０％Ｐｂ、Ｂは
５ｎ−５０％Ｐｂ ＝−０，４％Ｉｎ 、 Ｃは５ｎ−
５０％Ｐｂ−４％Ｉｎ 、Ｄは５ｎ−５０％Ｐｂ−８％
Ｉｎ 、 Ｅは５ｎ−５０％Ｐｂ−１０％Ｉｎのはんだ
を用いた超電導導体である。
第４図から明らかなように磁界変化率Ｂ（Ｔ／Ｓ）が犬
きくなるに伴ない交流損失Ｑ （Ｊ ／７７１” ｃｙ
ｃｌｅ）も増加するがその増加率は本発明による超電導
導体の方が従来の超電導導体よりも小さい。また、本発
明による超電導導体ではＩｎの含有率が大きい程交流損
失の磁界変化率に対する増加率が小さくなる傾向を示し
ている。このパルス、磁界下での交流損失は磁界変化率
に依存しない超電導導体のヒステリシス損失（図におい
てＢ＝０での損失に相当する）と、磁界変化率に依存す
る結合損失との和となる。従って、磁界変化率とぺもに
増カルているのは結合損失であシ、実施例での本発明に
係る超電導導体はいずれの場合も結合損失が低減された
ことになる。
きくなるに伴ない交流損失Ｑ （Ｊ ／７７１” ｃｙ
ｃｌｅ）も増加するがその増加率は本発明による超電導
導体の方が従来の超電導導体よりも小さい。また、本発
明による超電導導体ではＩｎの含有率が大きい程交流損
失の磁界変化率に対する増加率が小さくなる傾向を示し
ている。このパルス、磁界下での交流損失は磁界変化率
に依存しない超電導導体のヒステリシス損失（図におい
てＢ＝０での損失に相当する）と、磁界変化率に依存す
る結合損失との和となる。従って、磁界変化率とぺもに
増カルているのは結合損失であシ、実施例での本発明に
係る超電導導体はいずれの場合も結合損失が低減された
ことになる。
以上のことは５ｎ７Ｐｂの２元合金にＢｉを添加した場
合でも、ＩｎとＢｉの両方を添加した場合でも同様の結
果を生ずる。
合でも、ＩｎとＢｉの両方を添加した場合でも同様の結
果を生ずる。
また、本発明に係るパルスマグネット用超電導導体の熱
的、機械的特性を調べたところ従来のパルスマグネット
用超寛￥：２ｉ′＋体とほぼ同程度であることが確認は
れた。
的、機械的特性を調べたところ従来のパルスマグネット
用超寛￥：２ｉ′＋体とほぼ同程度であることが確認は
れた。
本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、実施
例ではｐｂの含有率を従来のはんだによく使用されてい
る５０％にしたが特に５０％に限定されるものではない
。また超電導導体の構造も特に限定されるものではない
。すなわち、超電導線とは超電導芯線の外周を銅等の常
電導金属で被覆したものも含んでおり、さらに超電導導
体には上記のような複数本の超電導線と複数本の常電導
線とからなる超電４導体も含んでいる。
例ではｐｂの含有率を従来のはんだによく使用されてい
る５０％にしたが特に５０％に限定されるものではない
。また超電導導体の構造も特に限定されるものではない
。すなわち、超電導線とは超電導芯線の外周を銅等の常
電導金属で被覆したものも含んでおり、さらに超電導導
体には上記のような複数本の超電導線と複数本の常電導
線とからなる超電４導体も含んでいる。
第１図は従来の５ｎ−Ｐｂ合金はんだのｐｂの重量含有
率に対する比抵抗を示す特性図、第２図は本発明の実施
例に係る５ｎ−Ｐｂ−Ｉｎ合金はんだのＩｎの重量含有
率に対する比抵抗を示す特性図、第３図は本発明に係る
ノ（ルスマグネット用超′亀導導イ本の横断面図、第４
図は本発明に係る超電導導体と従来の超電導導体の交流
損失を比較した特性図である。 （１）・・・超電導線、（３）・・・はんだ、（４）・
・・超電導体。 代理人弁理士 則 近 憇 佑 （ほか１名） 第１図 θ υ ｑρ ６θ 〃 ０ Ｐムく≧イ１３ヒ（１１１計％） 第３図 第２図 第４図 ＋、、１ｑ Ｂ（Ｔ／ｓ）
率に対する比抵抗を示す特性図、第２図は本発明の実施
例に係る５ｎ−Ｐｂ−Ｉｎ合金はんだのＩｎの重量含有
率に対する比抵抗を示す特性図、第３図は本発明に係る
ノ（ルスマグネット用超′亀導導イ本の横断面図、第４
図は本発明に係る超電導導体と従来の超電導導体の交流
損失を比較した特性図である。 （１）・・・超電導線、（３）・・・はんだ、（４）・
・・超電導体。 代理人弁理士 則 近 憇 佑 （ほか１名） 第１図 θ υ ｑρ ６θ 〃 ０ Ｐムく≧イ１３ヒ（１１１計％） 第３図 第２図 第４図 ＋、、１ｑ Ｂ（Ｔ／ｓ）
Claims (2)
- （１）複数の超電導線あるいは複数の超電導線と複数の
常電導線とがはんだで結合されたパルスマグネット用超
電導導体において、前記はんだは、インジウムおよびビ
スマスのうちの少なくとも１種を含み、残部がすずおよ
び鉛からなる合金で構成されたことを特徴とするパルス
マグネット用超電導導体。 - （２）インジウムおよびビスマスのうちの少なくとも１
種を０．４重量％以上としたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のパルスマグネット用超電導導体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58135180A JPS6028210A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | パルスマグネツト用超電導導体 |
| EP84304811A EP0132982B1 (en) | 1983-07-26 | 1984-07-13 | Superconductor for pulsed magnet |
| DE8484304811T DE3466835D1 (en) | 1983-07-26 | 1984-07-13 | Superconductor for pulsed magnet |
| US06/631,319 US4586012A (en) | 1983-07-26 | 1984-07-16 | Soldered superconductive coils for a pulse magnet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58135180A JPS6028210A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | パルスマグネツト用超電導導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6028210A true JPS6028210A (ja) | 1985-02-13 |
Family
ID=15145702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58135180A Pending JPS6028210A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | パルスマグネツト用超電導導体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4586012A (ja) |
| EP (1) | EP0132982B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6028210A (ja) |
| DE (1) | DE3466835D1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4584547A (en) * | 1983-12-30 | 1986-04-22 | General Electric Company | Superconducting joint for superconducting wires and coils |
| EP0235809B1 (en) * | 1986-03-05 | 1992-12-09 | Sumitomo Electric Industries Limited | Superconducting dipole electromagnets and process for producing the same |
| US4966142A (en) * | 1989-06-30 | 1990-10-30 | Trustees Of Boston University | Method for electrically joining superconductors to themselves, to normal conductors, and to semi-conductors |
| JPH04230911A (ja) * | 1990-06-13 | 1992-08-19 | Toshiba Corp | 超電導線 |
| JP3176952B2 (ja) * | 1990-11-22 | 2001-06-18 | 株式会社東芝 | 超電導線および超電導線の製造方法 |
| US5647116A (en) * | 1995-09-07 | 1997-07-15 | National Science Council | Method for stripping non-superconductive AG-based sheath formed on a wire |
| US20090310318A1 (en) * | 2008-06-16 | 2009-12-17 | Cisco Technology, Inc. | Attaching a lead-free component to a printed circuit board under lead-based assembly conditions |
| US9324486B2 (en) * | 2013-06-17 | 2016-04-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Partial insulation superconducting magnet |
| US10879156B2 (en) * | 2016-03-08 | 2020-12-29 | Washington State University | Mitigation of whisker growth in tin coatings by alloying with indium |
| US20200279681A1 (en) | 2018-12-27 | 2020-09-03 | Massachusetts Institute Of Technology | Variable-width, spiral-grooved, stacked-plate superconducting magnets and electrically conductive terminal blocks and related construction techniques |
| JP7644145B2 (ja) | 2020-05-20 | 2025-03-11 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 高磁界マグネットにおいて力を分散する技法、ならびに関連するシステムおよび方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1665554C3 (de) * | 1966-02-18 | 1974-10-03 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Kabeiförmiger Supraleiter |
| US3983521A (en) * | 1972-09-11 | 1976-09-28 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Flexible superconducting composite compound wires |
-
1983
- 1983-07-26 JP JP58135180A patent/JPS6028210A/ja active Pending
-
1984
- 1984-07-13 EP EP84304811A patent/EP0132982B1/en not_active Expired
- 1984-07-13 DE DE8484304811T patent/DE3466835D1/de not_active Expired
- 1984-07-16 US US06/631,319 patent/US4586012A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4586012A (en) | 1986-04-29 |
| DE3466835D1 (en) | 1987-11-19 |
| EP0132982A1 (en) | 1985-02-13 |
| EP0132982B1 (en) | 1987-10-14 |
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