超導電流引線制造技術

本發明專利技術的超導電流引線具備：帶狀的超導線材，其通過在金屬基板上依次層疊中間層、超導層、穩定化層而成；金屬電極，其接合于超導線材的兩端部；以及強化部件，其以具有規定的電極間距的方式定位并收容引線主體，所述引線主體包含所述超導線材和所述金屬電極。超導線材在金屬電極間具有撓曲。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術設及使用了氧化物超導線材的超導電流引線，特別地，設及將超導線材及 金屬電極容納于強化部件中而構成的超導電流引線。
技術介紹
近年來，在超導電纜或超導磁體等利用了超導性的超導應用設備的領域中，正在 積極地進行面向實用化的研究和開發。一般來說，將超導應用設備設置于低溫部（低溫容 器），通過電流引線與設置于常溫部的外部設備（例如電源）連接。 由于在極低溫環境下進行超導應用設備的運轉，因此低溫部的隔熱性變得極其重 要。運是因為，若低溫部的隔熱性較差，向低溫部的熱侵入較大，則超導應用設備的冷卻效 率降低而使得用于維持超導狀態的冷卻成本增加，在某些情況下會導致不能運轉超導應用 設備。作為該向低溫部的熱侵入的途徑，可W考慮通過低溫容器傳熱的途徑和通過電流引 線傳熱的途徑。 作為用于防止通過低溫容器的熱侵入的方法，已知有具有制冷劑槽和真空槽的雙 重結構的低溫容器，該制冷劑槽容納有液氮等制冷劑及超導應用設備，該真空槽設置于制 冷劑槽的外側。根據該低溫容器，通過真空隔熱來降低向低溫部的熱侵入。 陽〇化]作為用于防止通過電流引線的熱侵入的方法，提出了使用氧化物超導體的超導電 流引線。氧化物超導體在液氮溫度W下時電阻為零，且熱傳導率較小（銅的幾十分之一）。 因此，在超導電流引線中，通電時不產生焦耳熱，向低溫部的傳熱量也極小。因此通過超導 電流引線，降低了向低溫部的熱侵入。 一般來說，超導電流引線具備帶狀的超導線材、配置于超導線材的一端部（高溫 偵。的第一金屬電極、W及配置于超導線材的另一端部（低溫側）的第二金屬電極。例如 通過焊接來將超導線材與第一金屬電極及第二金屬電極接合。 對于由超導線材、第一金屬電極、及第二金屬電極構成的引線主體，在將其定位于 強化部件內的狀態下對其進行容納及支撐（例如專利文獻1)。強化部件由低導熱性的材料 (例如纖維增強塑料（GFRP:GlassFiberReinforcedPlastics)、不誘鋼合金、儀基合金、 鐵合金等）構成。運樣，在將引線主體容納于強化部件內的情況下，一般將超導線材保持為 直線狀。 現有技術文獻 專利文獻 專利文獻1 :日本特開平07-297025號公報
技術實現思路
W11] 專利技術要解決的問題 但是，若在極低溫環境下使用上述的超導電流引線，則由于各個構成部件進行熱 收縮而產生W下那樣的不理想情況。 例如，在超導線材的熱收縮率比強化部件的熱收縮率大的情況下，由于超導線材 大幅收縮，因此可能對超導線材與金屬電極之間的接合部（焊接部分）產生過大的負荷，并 使其損壞。而且，若接合部損壞則連接電阻變大，因此難W流過大電流。 另一方面，在超導線材的熱收縮率比強化部件的熱收縮率小的情況下，僅在超導 線材產生曉曲，乍一看可W認為，在超導線材與金屬電極之間的接合部未產生過大的負荷。 但是，由于超導線材的熱傳導率與強化部件的熱傳導率不同，因此冷卻的進行程度也不同。 即，熱傳導率較高的超導線材的冷卻的進行較快，對于冷卻初期的收縮量，超導線材比強化 部件大。從而，在超導線材與金屬電極之間的接合部依然產生過大的負荷。特別地，一般的 氧化物超導線材由于具有由熱傳導率較高的Ag或化構成的穩定化層，因此運樣的問題顯 著。 本專利技術的目的在于，提供能夠防止由于冷卻時的熱收縮而使超導線材與金屬電極 之間的接合部損壞的、可靠性較高的超導電流引線。 解決問題的方案 本專利技術的超導電流引線的特征在于，包括： 帶狀的超導線材，其通過在金屬基板上將中間層、超導層、穩定化層按順序層疊而 成； 金屬電極，其接合于所述超導線材的兩端部；W及 強化部件，其W具有規定的電極間距的方式定位并收容引線主體，所述引線主體 包含所述超導線材和所述金屬電極， 所述超導線材在所述金屬電極間具有曉曲。 陽0巧專利技術效果 根據本專利技術，利用形成于超導線材的曉曲將在冷卻時產生于超導線材的熱收縮吸 收，因此不會在超導線材與金屬電極之間的接合部產生過大的負荷，確保較高的可靠性。【附圖說明】 圖1是表示使用了本專利技術一實施方式的超導電流引線的超導磁鐵裝置的圖。 圖2是實施方式的超導引線的外觀圖。 圖3是表示超導線材的一般結構的圖。 圖4是從Z方向前端側觀察超導電流引線的俯視圖。 陽02引圖5是圖6中的VI-VI向視剖面圖。 圖6是從Y方向基端側觀察超導電流引線的主視圖。 圖7是圖4中的IV-IV向視剖面圖。 圖8中，圖8A是表示超導線材的露出長度（容納于強化部件之前的狀態）的圖， 圖8B是表示形成于超導線材的曉曲（容納于強化部件之后的狀態）的圖。 陽〇3引符號說明 1超導磁鐵裝置 10超導電流引線 11超導線材 111金屬基板 112中間層 113超導層 114穩定化層 |；0040] 12第一電極（金屬電極） 13第二電極（金屬電極） 14強化部件 15正常傳導電流引線 20超導線圈 30 電源 40低溫容器【具體實施方式】 下面，基于附圖對本專利技術的實施方式詳細地進行說明。 W48] 圖1是表示使用了本專利技術一實施方式的超導電流引線10的超導磁鐵裝置1的圖。 圖2是超導引線10的外觀圖。圖3是表示超導線材11的一般結構的圖。圖4是從Z方向 前端側觀察超導電流引線的俯視圖。圖5是圖6中的VI-VI向視剖面圖。圖6是從Y方向 基端側觀察超導電流引線的主視圖。圖7是圖4中的IV-IV向視剖面圖。 W例如圖1所示，超導磁鐵裝置1具備超導電流引線10、正常傳導電流引線15、超導線 圈20、電源30W及低溫容器40等。 低溫容器40具有由內側的容器41和外側的真空槽42構成的雙重結構。容器41 與冷凍機（圖示略）連接，例如利用液氮使內部保持極低溫（例如77K)。真空槽42與真空 累（圖示略）連接，使內部保持真空狀態。 超導線圈20是將超導線材纏繞而成的線圈。超導線圈20配置于作為低溫部的容 器41內。超導線圈20具有用于與超導電流引線10連接的線圈電極21。 電源30配置于作為常溫部的低溫容器40之外。電源30通過正常傳導電流引線 15及超導電流引線10向超導線圈20供給電流。正常傳導電流引線15例如是銅線。 超導電流引線10具有超導線材11、第一電極12、第二電極13W及強化部件14。 超導電流引線10配置于容器41內。超導線材11的作為高溫側的一端部與第一電極12連 接，作為低溫側的另一端與第二電極13連接。 在本實施方式中，說明了使用一條超導線材11的超導電流引線10,但是本專利技術也 能夠如后述的實施例2那樣，適用于具有多條超導線材11的超導電流引線。 如圖3所示，超導線材11是具有超導層113的帶狀線材。超導線材11具有例如 在帶狀的金屬基板111上按順序形成了中間層112、超導層113、穩定化層114而得到的層 疊構造。 金屬基板111是WNi合金（例如哈氏合金（注冊商標））、W-Mo類、Fe-化類（例 如奧氏體不誘鋼）、或化-Ni類的材料為代表的低磁性的無取向金屬基板。 中間層112例如具有用于防止來自金屬基板111的元素的擴散到達超導層113的 第一中間層（擴散防止層）、和用于使超導層113的結晶在一定的方向上取向的第二中間層 (取向層）等多個中間層。第一中間層例如由氧化鋒嫁層（GZO)或錠穩定化氧化錯層（YSZ) 構成。對于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超導電流引線，其特征在于，包括：帶狀的超導線材，其通過在金屬基板上依次層疊中間層、超導層、穩定化層而成；金屬電極，其接合于所述超導線材的兩端部；以及強化部件，其以具有規定的電極間距的方式定位并收容引線主體，所述引線主體包含所述超導線材和所述金屬電極，所述超導線材在所述金屬電極間具有撓曲。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高橋亨，引地康雄，箕輪昌啟，
申請(專利權)人：昭和電線電纜系統株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP