Способ изготовления трубообразных металлических проводников со сверхпроводящим слоем на поверхности

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБООБРАЗНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРОВОДНИКОВ СО СВЕРХПРОВОДЯЩИМ СЛОЕМ НА ПОВЕРХНОСТИ , при котором формуют трубчатую заготовку из ленты, покрытой слоем одного из металлов, образующих интерметаллическое соединение, производят сварку продольном-; швом, гофрируют, наносят на заготовку слой другого металла, образующего интерметаллическое соединение, размещают ее в печи, отжигают под вакуумом и охлаждают, отличающийс я тем, что, с целью улучшения качества Проводников независимо от их длины, заготовку размещают в печи в виде спирали на керамическом . держателе, выводят концы заготовки из печи с последующей их герметизацией и охлаждают в вакууме со скоi ростью 2-10 град/с, путем пропускания охлаждающего защитного газа (Л через внутреннюю полость заготовки . . Од О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4 @ H 01 В 13/00 12/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ !г:-::- "":-:---,-, Н ПАТЕНТV

I (62) 2617901/24-07 (21) 3357266/24-07 (22) 19.11.81 (23) 19.05.78 (31) Р2805307.8 (32) 08.02.78 (33) ФРГ (46) 07.07,85. Бюл, У 25 (72) Фридрих Шатц, Карл-Хайнц Маркс и Петер Ронер (ФРГ) (71) Кабельметал электро ГмбХ (ФРГ) (53) 621.315.(088.8) (56) 1. Заявка ФРГ Р 2443226, кл. Н 01 В 12/00, 1976. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБООБРАЗНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРОВОДНИКОВ

СО СВЕРХПРОВОДЯЦИМ СЛОЕМ НА ПОВЕРХНОСТИ при котором формуют трубчатую заготовку из ленты, покрытой

„.SU,, 1166670 A слоем одного из металлов, образующих интерметаллическое соединение, производят сварку продольным:. швом, гофрируют, наносят на заготовку слой другого металла, образующего интерметаллическое соединение, размещают ее в печи, отжигают под вакуумом и охлаждают, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества йроводников независимо от их длины, заготовку размещают в печи в виде спирали на керамическом . держателе, выводят концы заготовки из печи с последующей их герметизацией и охлаждают в вакууме со скоО ростью 2-10 град/с, путем пропуска- щ ния охлаждающего защитного газа через внутреннюю полость заготовки.

1166670

Изобретение относится к способу изготовления трубообразных металли ческих проводников со сверхпроводящим слоем на поверхности, Известен способ изготовления 5 трубообразных металлических проводников, при котором непрерывно формуют ленту из меди, покрытую ниобием, в трубу, сваривают продольным швом и гофрируют. На гофрированную трубу наносят слой олова, после чего отжигают в вакууме при о

950 .С. Поскольку интерметаллическое соединение ниобия с оловом очень хрупко, его получают только на гофрированной трубе. Возникающие вследствие намотки и укладки механические нагрузки воспринимаются соединением ниобия с оловом без повреждения )1) .

Недостатком способа является то, что он осуществим лишь в лаборатор" ном масштабе для небольших образцов, поскольку отжиг должен происходить в высоком вакууме, чтобы предотвра- 25 тить при процессе диффузии на внеш.ней поверхности гофрированной трубы проникновение посторонних примесей, также в высоком вакууме требуется проводить охлаждение, что при изготовлении проводников больших длин. достигающих несколько сотен метров, осуществить трудно.

Цель изобретения — улучшение ка- З5 чества проводников независимо от их длины.

Поставленная цель достигается тем,что согласно способу изготовления трубообраэных металлических провод- 40 ников со сверхпроводящим слоем на поверхности, при котором Формуют трубчатую заготовку из ленты, покрытой слоем одного из металлов, образующих интерметаллическое соедине- 45 ние, производят сварку продольным швом, гофрируют, наносят на заготовку слой другого металла, образующего интерметаллическое.соединение, размещают ее в печи, отжигают под .ваку- 50 умом и охлаждают, заготовку размещают в печи в виде спирали на керамическом держателе, выводят концы заготовки из печи с последующей их герметизацией и охлаждают в вакууме со 55 скоростью 2-10 град./с, путем пропускания охлаждающего защитного газа через внутреннюю полость заготовки, Таким образом можно экономично изготавливать сверхпроводящие слои высокого качества также на проводниках большой .длины. Путем применения защитного охлаждающего газа сохраняется металлически блестящая поверхность металлической трубы. При изготовлении оболочки кабеля применяется вдувание охлаждающего газа.

Однако в отличие от изобретения охлаждающий газ служит для создания полостей в изолирующей оболочке кабеля-, когда изолирующее вещество еще находится в пластичном состоянии, допускающем формование,, При этом в известном способе не допускается быстрого охлаждения, так как это мешает образованию полостей в еще пластичной изолирующей оболочке. Подвешивание заготовки в виде спирали согласно изобретению позволяет в относительно малых печах для отжига разместить большие длины отжигаемой трубы. При этом подвешивание на неметаллическом держателе с расстоянием между отдельными вит,ками обеспечивает отсутствие спаи вания отдельных витков между собой и с держателем.

Для предлагаемого способа особенйо рациональной оказалась комбинация материалов ниобий-олово, При этом сначала изготовляют слоистую лечту из меди и. ннобия, которую формируют в гофрированную трубу, а затем на гофрированную трубу наносят слой олова для образования слоя

N b > 5h . Однако можно осуществлять нанесение слоя олова и перед гофрированием. Соединение между медью и ниобием производят путем втирания щеткой частиц меди в поверхность ниобия и последующим нанесением меди гальванизацией.

На фиг. 1 показана гофрированная труба, размещенная в печи в виде спи; ралн на керамическом держателе; на фиг. 2 — труба перед отжигом, разрез.

На ниобиевую ленту сначала втиранием щеткой наносят медь, и при следующей операции этот слой меди увеличивают с помощью гальванизации.

Полученную таким образом ленту вытягивают прокаткой и при последующем процессе отжига устраняют возникшее в ходе прокатки при комнатной температуре старение. з 11666

При непрерывном рабочем процессе полученную ленту формируют в трубу с разрезом, сваривают по ее продольным кромкам с помощью электрической дуговой сварки и гофрируют. Непосред- 5 ственно после гофрирования подходя= щим образом, например окунанием, на слой ниобия, рационально находящийся снаружи, наносят слой олова.

Полученную гофрированную трубу 1 10 в форме спирали подвешивают на держателе 2 из керамического материала так, что отдельные витки спирали не касаются друг друга. Затем держатель

2 с трубой вводят в печь 3 для отжи- 15

ra и устанавливают в опорах 4. Концы 5 и 6 выводятся через отверстия 7 и 8 из печи 3 для отжига и промежуточ аде пространство между концами 5 и

6 трубы.и отверстиями 7 и 8 заполня- 20 ют с вакуумной изоляцией подходящим уплотнителем. Один конец трубы 1 подключают к вентилятору 9, Затем печь 3 для отжига откачивают, рационально до давления 10 торр, 25 после чего производят нагрев до и

950 С. Процесс отжига продолжают около 2 ч, причем олово диффундирует в слой ниобия и образует интериеталлическое соединение " Nb> 5 .

Примерно через 2 ч нагрев печи 3 для отжига выключают и в гофрированную трубу 1 с помощью вентилятора 9 нагнетается защитный газ, так что она ускоренно охлаждается.

После того как гофрированная тру- ба 1 достигает достаточно низкой температуры, печь 3 для отжига откры" вают на наружный слой трубы 1 подвергают воздействию атмосферы. Выпол- 40 нение держателя 2 и выдерживание расстоянии между .витками трубы 1

70 препятствуют их спайке, между собой и с. держателем.

Температура и скорость потока вду-. ваемого в гофрированную трубу 1 защитного газа должны быть установлены таким образом, чтобы результировалась скорость охлаждения несколько градусов в секунду.

Чтобы не было необходимости каждый раз выводить концы 5 и 6 трубы 1 из печи 3 для отжига и уплотнять кольцевое пространство между отверстиями 7 и 8, рационально предусмотреть проходящий с вакуумной изоляцией через стенку печи для отжига трубопровод, к которому легко присоединить концы 5 и 6 гофрированной трубы 1.

На фиг. 2 представлен разрез через стенку гофрированной трубы 1 непосредственно перед отжигом. Гораздо большая часть стенки состоит из меди 10, прочно соединенной со слоем 11 ниобия. На ниобий 11 нанесен слой !2 олова, который при температурах порядка 950 С и при поддержании высокого вакуума диффундирует в слой ниобия и образует при этом пригодное для техники сверхпроводников интерметаллическое сое- динение ЯЪ 5h

Существенным преимуществом изобретения является то, что относительно хрупкий слой КЪ 5П создается на готовом трубообразном сверхпроводнике н не воспринимает механические йагрузки при формировании ленты в трубу и гофрировании. Готовый ,сверхпроводник может быть намотаи на кабельные барабаны подходящего размера и уложен без повреждений слоя Nb 5n

1166670

Составитель Н.Зеленцова .

Техред А.Ач Корректор С.Шекмар

Редактор P. Цицика

ЮЮ филиал ППП "Патент", г. Удгород, ул. Проектная, 4

13аказ 4326/57 Тирам 679 Подписное

ВНИИШИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Способ изготовления трубообразных металлических проводников со сверхпроводящим слоем на поверхности Способ изготовления трубообразных металлических проводников со сверхпроводящим слоем на поверхности Способ изготовления трубообразных металлических проводников со сверхпроводящим слоем на поверхности Способ изготовления трубообразных металлических проводников со сверхпроводящим слоем на поверхности 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и, в частности, к токопроводящим материалам для резистивного нагрева и может быть использовано в качестве нагревателя
Наверх