Способ изготовления многосекционной сверхпроводящей жилы Советский патент 1980 года по МПК H01B13/12 H01B12/00 H01B13/08 H01R4/02 H01R4/68 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к кабельной технике, и может беть использовано при создании токонесущей системы сверхпроводящего кабеля., Одной Из важнейших проблем в создании линии .электропередачи, использующей явление сверхпроводимости, является обеспечение надежного элект.рического соединения отдельных участков токонесущей системы, причем Количество таких соединений значительно увеличивается в жестком варианте исполнения .кабеля. Известен способ изготовления мйрго секционной сверхпроводящей жилы П) включающий совместную. обработку давлением соединяемых участков жил , очищенных от стабилизирующего покрытия, и переходного элемента из такого же сверзтроводникового материала, в пазы которого .они по ещены. В результате укгСзанной обработки между соединяемыми жилами и переходным элемёнтом образуется электрический контакт. Испытания показывают наличие конт;актного сопротивления, что может йвиться источником распространения нормальнрй зойы по сверхпроводящему слою, а также увеличивает затраты на охлаждение кабеля. Этот недостаток устраняется способом 2, включающим в качестве за-. ключительной стадии термообработку, вос(:танавливакяцую 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 иитерметаллических соединений со структурой типа А15, применяется способ {3), включающий использование в качеств переходного элемента механической смеси компоне тов будущего сверхпроводящего соединения, причем сверхпроводящая структура этого элемента создается лишь в заключительном процессе термообработки места . Этот способ позволяет получить некоторое размытие границы раздела соединяемых концов жил и переходного элемента и обеспечивает хорошие сверхпроводящие свойства самого переходного элемента.

Однако вероятность образования остаточного числа областей сверхпроводящего перехода границы раздела ни ём нё арантнруется, . . .

Ьолеё.приемлемьлм являетсяспособ 4 , заключающийся в ббраэбва нйй

ёЖЩШГрстэо дЯЩе гь ел о я, на пример, жидкофазным диффузионнЕлм методом ни заотовтсах, содержащих тугоплавкий компбйёнт сО(еДйн(енИя, срашзивании полученных секций сваркой.

Соединение сверхпроводящих жил, полученное по данному способу, обладает сверхпроводящими свойствами. Однако условием, гарантирующим ука- . занные сверхпроводящие свойства, является проведение сварки путем интенсивного к ратковременного нагрева,

лбкг1:лйзбванного в бтдельнйх точках . ро периметру соединяемых секций , что редопределяет меньшую токонесущую поарбность стыка пОсравнению с саой секцией. Резко выраженный локальный нагрев зоны сварки, позволяет поучать минимальную деформацию сварного соединения и не нарушает структуры сверхпроводящего слоя.

Кромё того, по данному способу Механическое соединение сверхпроводящих слоев не достаточно надежно.

Целью изобретения является повышениеэксплуатационной надежности многосекционной сверхпрокодяЩей жилы.

Для достижения указанной цели в известном способе изготовления сверхпроводящей многосекционной жилы на осйЬвё ийтерметаллических соединений, 3аключающемся в образбМЖий . свё|5хпрО водящего слоя, например/ лшдкофазным диффузионным методом загбтовках, содержащих тугоплавкий ТгЪЙпЬйёй: ЬоеЗяййения , и сраЩивании полученных секций сваркой на концевые участки каждой заготовки наносят слой барьерного материала. Например тантала, сверхпроводящий .слой образуют на остальной части заготовки, после чего удаляют барьерный материа л и сваривают секции, а затем на месте стыка и прилегающих К нему очищенных кон1.евых участках . каждой секции образуют сверхпроврдя- . щИй слой , аналогичныйвьтшёупомянуТОМУ. „V, . , ..;.,,,,;,..,. ,

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

Получают компбзйтную трубу ИЗ йиобиевой к двух плакирующих медных труб путем совместной металлургической деформации, с последующим прессованием и прокаткой на заданную толщину по ниобию и меди. Полученнук) композитную трубу.помещают в шлюзойую HanbaWKTeWbHyitf камеру, где проводят испарение тантала электронным

учом с последующе й направленной конденсацией тантала на концевые участки трубы, на поверхность, где

. впоследствии будет образован сверхпроводяйшй слой. Затем трубу помещают в шлюзовую вакуумную камеру, где проводят термообработку в среде жидкЬго металлического сплава оловянистой бронзы при Т-бБЛ-вОО С с выдержкой 15-50 часов в вакууме с

10 уровнем Ю мм.рт.ст. до образования сверхпроводящего.соединения на остальной части поверхности трубы.

с концевых участков полученных секций удаляют барьерный материал химическим травлением, секции механически стыкуют и сваривают стык по периметру в шлюзовой вакуумной 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 указанных выше параметрах. Предложенный способ позволяет получить одинаковые сверхпроводящие свойства многосекционной жилы по всей

ее длине, что значительно уменьшает вероятность появления и распростра нения нормальной зоны в ней.

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

Формула изобретения

Способ изготовления многосекционной сверхпроводящей жилы - на основе интерметаллического соединения, заключарцийся в образовании сверхпроводящего слоя, например, жидкофазным диффузионнымМетодом, на заготовках, содержащих тугоплавкий компонент соединения, сращивании полученных, секций сваркой, отличающийся тем, что, с целью

пбвыщения эксплуатационной надежности многосекционной сверхпроводящей жилы, на/ концевые учйстки каждой заготовки наносят слой барьерного материала, например тантала, сверхпроводящий слой образуют на остальной части заготовки, после чего удаляют барьерный материал и свариsaioT секций, а затем на месте стыка и прилегающих к нему концевых участках каждой секции образуют сверхпроводящий слой, аналогичный вышеупомянутому. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 3309457, кл. 174-94, 1967.S 2. Акцептованная заявка Великобритании 1322799, кл. ВЗ, 1973. 3. Патент ОНА 3523361, кл. 29-599, 1970. 4. Патент Франции 2192744, кл. Н 01 Vll/OO, 1974 (прототип).