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CN1044941C - 超导电流引线 - Google Patents

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Abstract

用低于室温时导热率低的材料作为构成超导电流引线的基本构件。基本构件与氧化物系统超导构件结合起来，基本构件使从超导电流引线传到特低温侧的热量减少。

Description

超导电流引线
本发明涉及一种超导电流引线，更具体地说，涉及对一种超导电流引线所作的改进，该超导电流引线系将安置在特低温度环境的超导设备连接到安置在室温环境的电源等的超导电流引线。
供超导设备用的电流引线其截面系设计得使流经电流引线的电流所产生的热量与从高温部分传到电流引线的热量其总和达到最小程度，象氦之类的冷却剂的蒸发量也达到最小程度。
在一般情况下，电流引线是由铜线构成的。在这种情况下，有人研究过采用各个具有银包覆层的氧化物系统超导金属线来达到上述目的。
但由银层氧化物系统超导金属线构成的电流引线具有传热量大的缺点，这是因为银的导热率在超导设备工作温区的特低温区下比其它金属高的缘故，尽管这有这样的好处，即超导金属丝的稳定性提高了。
这种电流引线还有这样的缺点，由于交流电流或瞬态电流流过电流引线时银层的电阻在特低温度下变得很低，因而银层涡流和耦合电流所产生的焦耳热不能忽略不计。
对比文件1公开了一种用Ag合金包覆氧化物超导体线材的方法。以往，在用Ag合金包覆氧化物以制造氧化物超导体时，正如对比文件1所述，为了照顾电流的稳定性和导电性，选择包覆材料时尽量考虑不会增大电阻这一因素。这种考虑被称为“超导体的稳定化设计”。由于这种“稳定化设计”的超导体线材的包覆金属的电阻降低了，所以热传导率就增大了。
本发明放弃了以往适用于超导体的“稳定化设计”思想，而特意选择热传导率低的包覆金属。
因此，本发明的目的是提供一种超导电流引线，从外部高温部分传到这种超导电流引线的热量有所减小。
本发明的另一个目的提供一种电流所产生的焦耳热有所减小的超导电流引线。
本发明还有另一个目的，即提供这样一种超导电流引线，采用这种引线可以降低冷却剂的蒸发量。
本发明的超导电流引线包括：
预定数量的超导金属线，各超导金属线包括：
氧化物系统超导材料构成的第一构件；和
在低于室温下呈现预定导热率材料构成的第二构件，该预定的导热率小于室温下的导热率，其特征在于，第二构件是个金含量小于15原子％的Ag-Au合金。
降低一种材料的导热率必然降低该材料的电阻，从而使交流电流或瞬态电流流过超导电流引线时涡流损耗或耦合电流损耗减小。
本发明中的氧化物系统超导材料可以是从例如Y-Ba-Cu-O、Bi-Sr-Cu-O、Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O、Tl-Ba-Cu-O、Tl-Ba-Ca-Cu-O、Tl-Sr-Cs-Cu-O、La-Sr-Cu-O、La-Ba-Cu-O选取的材料，而在低于室温的温度下热导率小的材料(相当于高电阻材料)可以是选自例如含主要成分Au或Ag和至少一种元素Pd、Pt、Mn、Mg、Zr或Au的合金、含过渡金属系统合金作为主要成分的材料(该主要成分在超导材料热处理过程中变成氧化物)和诸如氧化铝、Mgo、LaAlO之类的氧化物系统材料。
后列的那些些材料可以用作超导电流引线的增强成分，同时可以在氧化物系统导材料与较低热导率材料之间插入贵金属组成的阻挡层。
增强成分采用Ag-Au合金时，Au的含量以原子比计应小于15％，最好为1至10％。
预定数量的超导金属丝可以是一根或多根超导金属丝。
现在结合附图更详细地说明本发明的内容。附图中：
图1是将超导设备连接到电源的超导电流引线的示意图；
图2是本发明第一最佳实施例的超导电流引线的透视图；
图3是本发明第二最佳实施例的超导电流引线的透视图。
从图1可以看到，超导电流引线4由连接器41和42连接到超导线圈(设备)3和电流引线5上，电源6将预定电压经电流引线5和超导电流引线4加到超导线圈3两端，其中超导线圈3和超导电流引线4浸渍在装在容器1的液氦2中。
图2示出了本发明最佳实施例用于图1所示的设备中的超导电流引线4。超导电流引线4由多个带状金属线7组成，各带状金属线7都由一个氧化物系统超导材料制成的芯线8和合金包覆层9构成。
在第一最佳实施例的第一实例中，芯线8是含作为主要成分的Tl和Pb单层系统的1223相的氧化物系统超导材料(Tl-Pb-Sr-Ba-Ca-Cu-O)，合金包覆层9是Au-5原子％Pb合金，其中各超导带宽2.4毫米，厚1.4毫米，截面积3.3平方毫米。如此制成的超导电流引线4浸渍在温度为77K的液氦中，其超导临界电流约100安。电流流经引线4和5时，根据液氦2的蒸发量估计，每有1安电流流过时传到液氦2的热量侧定值约为0.05毫瓦。从这个结果来看，可以肯定，这种超导电流引线4具有传热很小的特性。这是由于在采用低温下导热率低的合金包覆层9结构所致。因而减少了通过合金包覆层9传递的热量。
60赫芝的交流电流通过超导电流引线4时，经测定，每有1安电流流过时，大约有1毫瓦的热量传到液氦2中。这个结果肯定超导电引线4是个热损耗非常小的导体。这是由于合金包覆层9的电阻大所致，因而减小了导体的涡流损非和耦合电流损耗。
在第一最佳实施例的第二实例中，超导电流引线4的大小与第一实例的相同，但却由Bi12212系统的氧化物系统超导材料(Bi-Sr-Ca-Cu-O)制成的芯线8和Ag-3原子％Au合金制成的合金包覆层9构成。
浸渍在温度为4.2K的液氦2中的该超导电流引线4其临界电流为10安/平方厘米，这与包覆材料采用纯银时获得的值相同。同时得出的电阻率高达0.7至1.2微欧厘米，表明与在极低温区下采用纯银作为包覆材料的情况相比变化很大。
与合金包覆层9的电阻率有关，超导电流引线4的导热率变得比磷一脱氧铜制成的普通电流引线小。因此，与包覆层采纯Ag的情况相比，这种超导电流引线4是可用的，其涡流损耗为1％
至于连接器42和41的电阻，其阻值不仅下降，而且还随着时间的推移稳定下来。
下表中列出了最佳实施例的第一和第二实例中合金包覆层在不同温度下的导热率(瓦/米K)。
温度(K)    第一实例    第二实例    纯银
260         500          160       590
77          170          51        530
20          75           10        25,000
图3示出了本发明第二最佳实施例的超导电流引线。该超导电流引线包括氧化铝制成的基本构件10、银制成的薄层11和氧化物系统超导层12。氧化铝基本构件10可用Ag-Au合金基本构件代替。
如上面谈过的那样，本发明的基本构件采用在低于室温的温度下导热率下降的材料，因而不仅通过基本构件传到冷却剂的热量减少，而且引线因电流流过而产生的热量也减少，从而减少了冰箱冷却剂的消耗量和负荷。
虽然为清楚完整地公开本发明的内容仅就一些特殊实施例进行说明，但本说明书所附的权利要求书并不因此而受到限制，而应视其体现了熟悉本技术领域的人们所能提出的所有修改方案和另一些结构，而所有这一切都理所当然地应属于本说明书提出的基本教导的范围内。

Claims (3)

1．一种超导电流引线，包括：
预定数量的超导金属线，各超导金属线包括；
氧化物系统超导材料构成的第一构件；和
在低于室温下呈现预定导热率的材料的第二构件，该预定的导热率小于室温下的导热率，其特征在于：
所述第二构件是个金含量小于15原子％的Ag-Au合金。
2．根据权利要求1所述的超导电流引线，其特征在于，所述第二构件是个含1至10原子％Au的Ag-Au合金。
3．根据权利要求1所述的超导电流引线，其特征在于：
各所述超导金属丝是一带状金属丝，其中所述第二构件包覆所述第一构件，所述第二构件是个含1至10原子％的Ag-Au合金。
CN93103129A 1992-09-14 1993-03-15 超导电流引线 Expired - Fee Related CN1044941C (zh)

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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1276679B1 (it) * 1995-06-08 1997-11-03 Pirelli Cavi S P A Ora Pirelli Procedimento per la produzione di un nastro superconduttore multifilamentare ed elemento conduttore elettrico comprendente
JP2000150973A (ja) * 1998-11-16 2000-05-30 Mitsubishi Cable Ind Ltd 超電導システム
CN100416879C (zh) * 2005-08-11 2008-09-03 中国科学院高能物理研究所 一种螺旋形截面的正负一体电流引线结构及其制造方法
KR100732063B1 (ko) * 2005-12-14 2007-06-27 한국기초과학지원연구원 전류인입선과 초전도버스라인의 연결구조
CN100475403C (zh) * 2005-12-15 2009-04-08 中国科学院电工研究所 一种超导电流引线焊接方法
JP5697162B2 (ja) * 2011-11-14 2015-04-08 学校法人中部大学 電流リード
CN109273190B (zh) * 2018-11-30 2020-07-17 西北有色金属研究院 一种高温超导线圈励磁装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0428993A2 (en) * 1989-11-14 1991-05-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Use of an oxide superconducting conductor
JPH04155715A (ja) * 1990-10-18 1992-05-28 Furukawa Electric Co Ltd:The セラミックス超電導々体の製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3731266A1 (de) * 1987-09-17 1989-04-06 Kernforschungsz Karlsruhe Huellmaterial fuer supraleitende draehte
JPH0353415A (ja) * 1989-07-19 1991-03-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導線材
JPH0758602B2 (ja) * 1990-03-27 1995-06-21 工業技術院長 超伝導テープの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0428993A2 (en) * 1989-11-14 1991-05-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Use of an oxide superconducting conductor
JPH04155715A (ja) * 1990-10-18 1992-05-28 Furukawa Electric Co Ltd:The セラミックス超電導々体の製造方法

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CA2091595A1 (en) 1994-03-15
CN1084313A (zh) 1994-03-23
EP0588461B1 (en) 1997-05-14
DE69310649T2 (de) 1997-09-04
KR940007902A (ko) 1994-04-28

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