Способ изготовления многосекционной сверхпроводящей жилы

 

(l Л

О Й И.. ..С-А: Я И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<"> 714512

Союз, Советских .

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ает. свид-ву— (22) Заявлено 030177(2!) 2436394/24-07 (51)М. Кл.2 с присоедимеиием заявки М—

Н 01 В 12/00

Н О1 В 13/ОО

Н 01 R 5/04

Государственный комитет

С С С P но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 05.02.80. Бюллетень Йо 5

Ф (53) УДК 621. 315. . 2 (088. 8) Дата опубликования описанию 07.0280.- . t

В. М, Пан, В. 8. Сухушин, В. С. Флис, П. S. Шендерович, И. В. Рыбин, В. A. Герасимов, Г. A. Клименко и Ю. И. Велецкий (12) Авторы ..изобретения

Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г. И. Кржижановского и Институт металлофизики

AH Украинской ССР (11) Заявители (54) СПОСОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЕКЦИОННОй

СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ ЖИЛЫ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к кабельной технике, и может быть использовано при создании токонесущей системы сверхпроводящего кабеля.

В

Одной из важнейших проблем в соз- дании линии .электропередачи, использующей явление сверхпроводимости, является обеспечение надежного элект.рического соединения отдельных участков токонесущей системы, причем коли» чество так. их соединений значительно увеличивается в жестком варианте исполнения .кабеля.

Известен способ изготовления многосекционной сверхпроводящей жилы (1), включающий совместную обработку давлением соединяемых участков жил, очи- щенных от стабилизирующего покрытия, 20 и переходного элемента из такога же сверхпроводникового материала, в пазы которого они поМещены. В результате указанной обработки между сое» диняемыми жилами и переходным элемен- 25 том образуется эЛектрический контакт.

Испытания показывают наличие коитактного сопротивления, что может явиться источником распространения нормальной золы по сверхпроводящему слов, а также увеличивает затраты на охлаждение кабеля.

Этот недостаток устраняется способом (2), включающим в качестве за- . ключительной стадии термообработку, восстанавливающую сверхпроводящие свойства стыка жил и переходного элемента.

Однако такой способ пригоден лишь для сверхпроводников, полученных на основе чистых металлов или дуктильных сплавов.

Для соединения сверхпроводящих жил, выполненных на основе интерметаллических соединений со структу- рой типа А15, применяется способ (31, включающий использование в качестве переходного элемента механической смеси компонентов будущего сверхпроводящего соединения, причем сверхпроводящая структура этого элемента создается лишь в заключительном процессе термообработки места стыка.

Этот способ позволяет получить некоторое раэмытие границы раздела соединяемых концов жил и переходного элемента и обеспечивает хорошие сверхпроводящие свойства самого переходного элемента.

714512

Формула изобретения

Однако вероятность образования достаточного числа областей сверхпро водящего перехода границы раздела ни чем He гарантируется, ьолее приемлеьпж является способ

f,4), заключающийся в образовании

=сверхйровбдящего слоя, например, жидкофазным диффузионным методом на за" готовках, содержащих тугоплавкий компойент соединения, сращивании полученных секций сваркой.

Соединение сверхпроводящих жил, полученное го данному способу, обладает сверхпроводящими свойствами.

Однако условием, гарантирующим ука- . занные сверхпроводящие свойства, яв ляется проведение сварки путем интенсивного кратковременного нагрева, локализованного в отдельных тбчках по периметру соединяемых секций, что йредопределяет меньшую токонесущую споаобность стыка по сравнению с самой секцией. Резко выраженный локальный нагрев зоны сварки. позволяет получать минимальную деформацию сварного соединения и не нарушает структуры сверхпроводящего слоя.

Кроме того, по данному способу ме ханическое соединение сверхпроводящих слоев не достаточно надежно.

Целью нзобрЕтения является повышение эксплуатационной надежности МНогосекционной сверхпроводящей жилы.

Для достижения указанной цели в известном способе изготовления сверхпроводящей многосекционной жилы на

=основе ийтерметаллических соединений, заключающемся в образовании сверхпроводящего слоя, например, жидкофазным диффузионным методом

" на заготовках, содержащих тугоплавкйй кояпбнейт соединения, и -сращивании полученных секций сваркой, на концевые участки каждой заготовки наносят слой барьерного материала, например тантала, сверхйроводящий .слой образуют на остальной части за- готовки, после чего удаляют барьерный материал и сваривают секции, а

- затем на месте стыка и прилегающих к нему очищенных концевых участках . каждой секции образуют сверхпроводящнй слой, аналогичный вышеуйомянутому.

Изобретение поясняется примером изготовления сверхпроводящей многосекционной жилы на основе ниобий-оловяного (hb>Sn) соединения.

Получают компбэитную трубу "иэ йиобиевой и двух плакирующих медных труб путем совместной металЛургической дефбрмации с последующим прессованием и грокаткой на заданную толщину по ниобию и меди. Полученную компоэитную трубу. помещают в шлюзовую напылитеЛьнухГ камеру, где проводят испарение тантала электронным лучом с йоследующей направленной конденсацией тантала на концевые участки трубы, на поверхность,где впоследствии будет образован сверхпроводящий слой. Затем трубу помещают в шлюзовую вакуумную камеру, где проводят термообработку в среде жидкого металлического сплава олоо вянистой бронзы при Т-650-800 С с выдержкой 15-50 часов в вакууме с уровнем 10 - 10 мм.рт.ст. до обраsoBcLHHA сверхпроводящего соединения на остальной части поверхности трубыв

С концевых участков полученных секций удаляют барьерный материал химическим травлением, секции механически стыкуют и сваривают стык по периметру в шлюзовой вакуумной камере электронным лучом. Полученный сварной шов шлифуют и место стыка с прилегающими к нему концевыми участками чистого. ниобия заключают в шлюзовую вакуумную камеру, где проводят термообработку в среде "жидкого металлического сплава оловянистой бронзы при укаэанных выше параметрах.

Предложенный способ позволяет получить одинаковые сверхпроводящие свойства многосекционной жилы по всей ее длине, что значительно. уменьшает вероятность появления и распростра— кения нормальной зоны в ней.

По предлагаемому способу обеспечивается надежное механическое соединение сверхпроводника секций, эа счет сварки тугоплавкого компонента соединения и создается воэможность обеспечить сверхпроводящие свойства стыка секций, использующих разнородные сверхпроводники.

Способ изготовления многосекционной сверхпроводящей жилы — на основе интерметаллического соединения, заключающийся в образовании сверхпроводящего слоя, например, жидкофазным диффузионным методом, на заготовках, содержащих тугоплавкий компонент соединения, сращивании получейных секций сваркой, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью йовышения эксплуатационной надежности многосекционной сверхпроводящей жилы, на. концевые участки каждой заготовки наносят слой барьерного материала, например тантала, сверхпроводящий слой образуют на остальной части заготовки, после чего удаляют барьерный материал и сваривают секции, а затем на месте стыка и прилегающих к нему концевых участках каждой секции образуют сверхпро714512

Составитель Л. Масальцева

Редактор l0. Челюканов Техредд.алферова Корректор О. Ковинская

Заказ 9304/53 Тираж g44 Подписйое

ЦйИИПИ Государстэениого комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 водящий слой, аналогичный вышеупомянутому. источники информации, принятые во внимание ™ри экспертизе

l. Патент CIQA В 3309457, кл. 174-94, 1967.

2. Акцептованная заявка Великобритании В 1322799, кл. ВЗ, 1973

3. Патент США Ф 3523361, кл. 29-599, 1970.

4. Патент Франции В 2192744, 5 кл. И 01 Ч ll/00, 1974 (прототип).