DE1166370B - Supraleiter-Magnet - Google Patents
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Description
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Deutsche Kl.: 21g-2/01
W 30449 VIII c/21:
!.August 1961
26. März 1964
!.August 1961
26. März 1964
Die Erfindung bezieht sich auf Drahtmaterial für Supraleiter-Magnete.
In der einschlägigen Technik hat man sich in der letzten Zeit mit der Erzeugung von magnetischen
Feldern mittels supraleitenden Solenoiden beschäftigt, welche aus einer oder mehreren Wicklungen aus
supraleitendem Drahtmaterial bestehen. Da derartiges supraleitendes Material erwünschterweise genügend
große kritische Felder ergeben muß, um bei Solenoid-Einrichtungen von Wert zu sein, und da außerdem
Material dieser Art genügend bildsam sein muß, damit es in Drahtform überführt werden kann, so ist
man auf diesem Fachgebiet auf eine verhältnismäßig geringe Zahl von Materialien angewiesen, die diesen
Erfordernissen entsprechen. Im allgemeinen sind Molybdän-Rhenium- und Wismut-Blei-Legierungen
die bekanntesten Materialien, welche laufend für supraleitende Wicklungen verwendet werden. Solche
Legierungen liefern kritische Felder in der Größenordnung von 15,5 bzw. 18 Kilogauß bei kritischen
Temperaturen von 2° Kelvin bzw. 8° Kelvin. Diese Materialien sind genügend bildsam und lassen sich
zu feinen Drähten ziehen, die einen Durchmesser in der Größenordnung von 0,0025 cm oder weniger
haben.
Supraleitende Wicklungen, die aus solchen Materialien gefertigt sind, werden in einem Bad aus
flüssigem Stickstoff oder Helium aufgehängt, in welchem die Temperatur der Wicklungen bis unter
die kritische Temperatur des verwendeten Materials herabgedrückt wird. Wenn in einer solchen Wicklung
einmal ein magnetisches Feld zustande gekommen ist, so ist keine weitere Leistungszufuhr erforderlich um
das Feld aufrechtzuerhalten, vorausgesetzt, daß die kritische Temperatur oder das kritische Feld des
Wicklungsmaterials nicht überschritten wird. Unterkühlungseinrichtungen und Unterkühlungstechniken
sind heute so weit entwickelt, daß supraleitende Solenoide, welche Felder von etwa 10 bis 15 Kilogauß
und mehr erzeugen können, in wirtschaftlicher Hinsieht in Wettbewerb mit den mehr gebräuchlichen
Solenoiden zu treten vermögen.
Die von einem supraleitenden Solenoid gelieferte Feldstärke ist abhängig von dem Produkt aus Wicklungszahl,
Windungszahl pro Wicklung und der Stärke des die Wicklung durchfließenden Stromes in Ampere.
Bisher sind die Bemühungen in der einschlägigen Technik zur Steigerung der Feldstärke darauf gerichtet
gewesen, neue supraleitende Materialien zu entwickeln, welche höhere kritische Felder ergeben. Solche
höheren kritischen Felder ermöglichen es, einen stärkeren Strom in den Wicklungen anzuwenden, wo-Supraleiter-Magnet
Anmelder:
Western Electric Company Incorporated,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. H. Fecht, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hohenlohestr. 21
Als Erfinder benannt:
Theodore Henry Geballe, Summit, N. J.
(V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. August 1960 (52 409)
durch umgekehrt die Erzielung einer höheren Feldstärke für das Solenoid ermöglicht ist.
Unter Berücksichtigung der oben angegebenen Abhängigkeit ist es einleuchtend, daß die Feldstärken
vergrößert werden, wenn die Windungszahl pro Wicklung erhöht wird. Die Länge jeder Wicklung ist jedoch
durch den Raumbedarf in dem Bereich bestimmt, in welchem das Solenoid zur Verwendung kommen soll.
Da jede Windung zur Vermeidung von Kurzschluß isoliert sein muß, so ist es klar, daß von einer gegebenen
Wicklungseinheitslänge ein großer Teil von der Isolationsumhüllung in Anspruch genommen wird;
dadurch wird die Windungszahl verkleinert, die angewendet werden kann, um die gesamte Feldstärke
zu erzielen. Als Isoliermaterialien bei supraleitenden Windungen wurden beispielsweise Seide oder plastische
organische Materialien verwendet, wie z. B. Gummi und der unter der Warenbezeichnung »Mylar«
bekannte Kunststoff. Überzüge aus solchem Material haben typischerweise eine Stärke von 0,00125 cm bei
einer Drahtstärke von 0,0025 cm. Diese Drahtstärke ist im allgemeinen die kleinste Stärke, die heute unter
Anwendung von bekannten Kaltwalzverfahren erzielbar ist.
Da es unerläßlich ist, die Windungen zwecks Vermeidung eines Kurzschlusses zu isolieren, so besteht
außerdem die Gefahr, daß die Wicklung schmilzt oder daß die Isolierung verbrennt, falls das supraleitende
Material in seinen normalen Zustand zurückkehrt. Die Supraleitfähigkeit geht verloren, wenn das
kritische Feld des Wicklungsmaterials oder die kritische Temperatur solchen Materials überschritten
409 540/395
wird. Im normalen Zustand wird der durch die Wicklung fließende Strom durch Umwandlung in Wärme
aufgezehrt. Die Wärme kann gelegentlich ausreichen, um die Wicklung zu zerstören.
Durch die Erfindung ist ein Supraleiter-Magnet verfügbar, dessen Wicklung aus supraleitendem isolierten
Draht gefertigt ist, mit der Besonderheit, daß die Isolation aus einem Metall besteht, welches aus
der von Silber, Gold und Kupfer gebildeten Gruppe
des Weges mit dem geringsten Widerstand, nämlich durch die Metallisolation geschaffen. Dadurch werden
die Wicklungen gegen Zerstörung durch zufällige Überlastung geschützt, gleichgültig ob es sich um eine
5 Überschreitung des kritischen Feldes oder um eine Überschreitung der kritischen Temperatur handelt.
Eine Erleichterung des Verständnisses der Erfindung wird sich aus der folgenden Erläuterung in Verbindung
mit der Zeichnung ergeben; in der Zeichnung
des periodischen Systems ausgewählt ist. Dank der io zeigt
Erfindung können nunmehr pro Längeneinheit der Fig. 1 ein erfindungsgemäß behandeltes Draht-Wicklung mehr Windungen vorgesehen werden, als stück in perspektivischer Darstellung, es bisher möglich gewesen ist. Im übrigen ist die Ge- F i g. 2 die Ansicht eines Supraleiter-Magneten bei fahr, daß die Wicklung überlastet wird, wenn sie in einer Ausführungsform der Erfindung, bei welcher den Zustand ihres normalen Widerstandes während 15 der Draht nach Fig. 1 Verwendung findet, des Betriebes zurückkehrt, beträchtlich verringert. F i g. 1 veranschaulicht einen supraleitenden, mit
Erfindung können nunmehr pro Längeneinheit der Fig. 1 ein erfindungsgemäß behandeltes Draht-Wicklung mehr Windungen vorgesehen werden, als stück in perspektivischer Darstellung, es bisher möglich gewesen ist. Im übrigen ist die Ge- F i g. 2 die Ansicht eines Supraleiter-Magneten bei fahr, daß die Wicklung überlastet wird, wenn sie in einer Ausführungsform der Erfindung, bei welcher den Zustand ihres normalen Widerstandes während 15 der Draht nach Fig. 1 Verwendung findet, des Betriebes zurückkehrt, beträchtlich verringert. F i g. 1 veranschaulicht einen supraleitenden, mit
Nach einer bevorzugten Herstellungsart wird der einer Isolierung 1 versehenen Draht 2. Irgendein
Durchmesser des supraleitenden Drahtes durch Kalt- supraleitendes Material, wie z. B. Molybdän-Rhenium
bearbeitung bis zu einem Punkt verringert, wo an- oder Wismut-Blei, kann im Sinne der Erfindung mit
schließend ein Kaltziehvorgang angewendet werden 20 Gold, Silber oder Kupfer isoliert sein,
kann, um den erwünschten kleinsten Durchmesser zu In F i g. 2 ist ein Supraleiter-Magnet gezeigt, dessen
erhalten. Vor dem abschließenden Kaltziehvorgang Wicklung 10 aus einem Draht gemäß Fig. 1 hergestellt
wird der Draht mit Silber, Gold oder Kupfer über- ist. Die Wicklung 10 ist an eine äußere Stromquelle,
zogen. Durch das anschließende Kaltziehen wird da- z. B. die Batterie 11, mittels supraleitender Leitungen
her der Durchmesser des Drahtes verringert, und 25 12 und eines Schalters 13 angeschlossen. Die Leiter
gleichzeitig wird die Stärke des isolierenden Über- 12 stehen über den Parallelweg 14 miteinander in
zugs verkleinert. Verbindung, der aus supraleitendem Material besteht.
Unter Abkehr von den bisher in der einschlägigen Die Wicklung 10 und der Parallelweg hängen in
Technik angewendeten herkömmlichen Isoliermate- einem Tieftemperaturmittel 15, z. B. flüssigem Helium
rialien werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren 30 oder flüssigem Stickstoff, wodurch die Wicklung 10,
Materialien benutzt, welche relativ gute Leiter sind. der Parallelweg 14 und die dazwischenliegenden Teile
Diese Materialien wirken jedoch im Vergleich zu den
supraleitenden Materialien, welche keinen Widerstand
bieten, wie ein isolierender Überzug. Im Gegensatz
zu den bisher verwendeten organischen Isoliermate- 35
rialien sind die in Frage stehenden Metalle leicht
streckbar und lassen eine einfache Kaltbearbeitung
zu. Man kann somit von der bisherigen Verfahrensart
abgehen und den Isolierüberzug auf dem supraleitenden Draht anbringen, bevor der abschließende Kalt- 40 fahren durch Hindurchführen einer Schmelzzone ziehvorgang durchgeführt wird. Da die organischen längs eines Bündels von Molybdän- und Rhenium-Isolierstoffe nicht streckbar sind, müssen sie auf dem Stäben hergestellt werden (vgl. E. Buehler, »TransDraht auf gebracht werden, nachdem der abschließende actions of the American Institute of Mechanical Kaltziehvorgang beendet ist. Der Vorteil, der sich Engineers«, 212, 694 [ 1958]) typischerweise einen daraus ergibt, daß man den Isolierüberzug auf dem 45 Durchmesser von 0,5 cm. Derart große Drahtdurch-Draht vor dem abschließenden Kaltziehvorgang an- messer würden natürlich die Windungszahl, die auf bringen kann, ist ohne weiteres einleuchtend. Es wird einer Längeneinheit der Wicklung untergebracht sowohl der Drahtdurchmesser verringert als auch die werden kann, beschränken, wodurch die mittels der Stärke des Überzugs auf eine Größe gebracht, die Wicklung erreichte Feldstärke herabgesetzt wird. Die nach den bisherigen Verfahrensarten nicht erzielbar 50 Drähte müssen demgemäß weiter bearbeitet werden, war. Beispielsweise wird ein Draht von 0,0025 cm um den kleinstmöglichen Durchmesser zu erhalten. Durchmesser typischerweise mit einer dicht aus Üblicherweise werden die Drähte zunächst auf kaltem organischem Isoliermaterial in Stärke von 0,00125 cm Wege, der der Kaltziehtechnik eigen ist, auf einen versehen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geringeren Durchmesser zurückgeführt. Je nach dem kann der Draht jedoch einen Isolierüberzug von nur 55 verwendeten supraleitenden Material kann diese KaIt-0,000125 cm Stärke aufweisen. Diese bemerkenswerte bearbeitung verschiedenartig sein, wie es an sich be-
supraleitenden Materialien, welche keinen Widerstand
bieten, wie ein isolierender Überzug. Im Gegensatz
zu den bisher verwendeten organischen Isoliermate- 35
rialien sind die in Frage stehenden Metalle leicht
streckbar und lassen eine einfache Kaltbearbeitung
zu. Man kann somit von der bisherigen Verfahrensart
abgehen und den Isolierüberzug auf dem supraleitenden Draht anbringen, bevor der abschließende Kalt- 40 fahren durch Hindurchführen einer Schmelzzone ziehvorgang durchgeführt wird. Da die organischen längs eines Bündels von Molybdän- und Rhenium-Isolierstoffe nicht streckbar sind, müssen sie auf dem Stäben hergestellt werden (vgl. E. Buehler, »TransDraht auf gebracht werden, nachdem der abschließende actions of the American Institute of Mechanical Kaltziehvorgang beendet ist. Der Vorteil, der sich Engineers«, 212, 694 [ 1958]) typischerweise einen daraus ergibt, daß man den Isolierüberzug auf dem 45 Durchmesser von 0,5 cm. Derart große Drahtdurch-Draht vor dem abschließenden Kaltziehvorgang an- messer würden natürlich die Windungszahl, die auf bringen kann, ist ohne weiteres einleuchtend. Es wird einer Längeneinheit der Wicklung untergebracht sowohl der Drahtdurchmesser verringert als auch die werden kann, beschränken, wodurch die mittels der Stärke des Überzugs auf eine Größe gebracht, die Wicklung erreichte Feldstärke herabgesetzt wird. Die nach den bisherigen Verfahrensarten nicht erzielbar 50 Drähte müssen demgemäß weiter bearbeitet werden, war. Beispielsweise wird ein Draht von 0,0025 cm um den kleinstmöglichen Durchmesser zu erhalten. Durchmesser typischerweise mit einer dicht aus Üblicherweise werden die Drähte zunächst auf kaltem organischem Isoliermaterial in Stärke von 0,00125 cm Wege, der der Kaltziehtechnik eigen ist, auf einen versehen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geringeren Durchmesser zurückgeführt. Je nach dem kann der Draht jedoch einen Isolierüberzug von nur 55 verwendeten supraleitenden Material kann diese KaIt-0,000125 cm Stärke aufweisen. Diese bemerkenswerte bearbeitung verschiedenartig sein, wie es an sich be-
der Leiter 12 supraleitende Eigenschaft erhalten. Das flüssige Helium oder der flüssige Stickstoff befinden
sich in einem Dewargefäß 16.
Die supraleitenden Drähte haben nach der üblichen Herstellungsart so große Durchmesser, daß ihre Verwendung
für Supraleiter-Wicklungen ernsthaft beeinträchtigt ist. Beispielsweise haben Molybdän-Rhenium-Drähte,
die nach dem Zonenraffinationsver-
Verringerung der Isolierungsstärke ermöglicht es, daß auf einer Längeneinheit des Solenoids wesentlich mehr
Windungen untergebracht werden; damit ist eine Steigerung des magnetischen Feldes verbunden, 60
welches von dem Solenoid geliefert wird.
Im übrigen stellt die aus Gold, Silber oder Kupfer bestehende Isolierschicht einen besseren Leiter dar
als die supraleitenden Materialien, wenn sich dieselben
kannt ist, und beispielsweise aus einem Kaltwalzen, einem Ziehvorgang zum Einschnüren oder einer Kaltstrangpressung
bestehen.
Bei einem Molybdän-Rhenium-Draht besteht die Kaltbearbeitung aus einer Reihe von Verfahrensschritten, welche alternativ den Drahtdurchmesser,
beispielsweise durch Kaltwalzung oder Einschnürung, verringern und dann den Draht glühen. Die Erfahrung
in ihren normalen Zustand befinden. Wenn demgemäß 65 lehrt, daß der Draht bei jedem Kaltwalz- oder Eindiese
Materialien während des Betriebes in ihren schnürungsvorgang eine Durchmesserverringerung
normalen Zustand zurückgeführt werden sollten, so von 30 bis 65 0Zo erfahren kann. Bei stärkerer Durchwird
für den Strom selbsttätig ein Nebenschluß längs messerverringerung als 65 0U wird die Härte des
hat ausreichende Stärke, so daß nach aufeinanderfolgenden Kaltziehstufen der Draht mit einem zusammenhängenden
Überzug eines dieser Metalle ausgestattet ist. Die Erfahrung hat gezeigt, daß, wenn die
5 Drahtlänge und daher die Metallbeschichtung um einen Faktor 4 vergrößert wird, der Durchmesser
des Drahtes und die Stärke der Überzugsschicht um die Hälfte verringert werden. Es läßt sich daher die
Stärke der Metallschicht, die anfänglich auf den
Drahtes so weit vergrößert, daß er seine Biegsamkeit
verliert und daß seine Verformung durch irgendeinen
anschließenden Vorgang zur Durchmesserverringerung
erschwert ist. An jede Durchmesserverkleinerung
schließt sich eine ausreichende Glühbehandlung an,
um das Material in eine kleinere Körnung zu rekristallisieren, wodurch das Material für die anschließende
Kaltwalzung oder Einschnürungsbehandlung ausreichend weich wird. Für die Glühbehandlung ist ein
verliert und daß seine Verformung durch irgendeinen
anschließenden Vorgang zur Durchmesserverringerung
erschwert ist. An jede Durchmesserverkleinerung
schließt sich eine ausreichende Glühbehandlung an,
um das Material in eine kleinere Körnung zu rekristallisieren, wodurch das Material für die anschließende
Kaltwalzung oder Einschnürungsbehandlung ausreichend weich wird. Für die Glühbehandlung ist ein
weiter Temperaturbereich und ebenso ein großer io Draht aufgebracht wird, auf Grund von Erfahrungs-Bereich
für die Erhitzungszeit verfügbar. werten bestimmen. Im allgemeinen hat sich ergeben,
Die Mindesttemperatur und die Mindestzeit sind daß eine Beschichtung aus Gold, Kupfer oder Silber
durch die Notwendigkeit einer Rekristallisation be- auf einen Draht mit einem Durchmesser von
stimmt. Die maximale Temperatur und die maximale 0,204 cm oder weniger, wobei das Beschichtungs-Erhitzungsdauer
liegen an der Grenze, wo die Kristalle 15 metall 6 Gewichtsprozent ausmacht, einen zusammenwieder
zu wachsen beginnen und der Körper hart hängenden Überzug liefert, nachdem der Draht auf
wird. Ein solches Kristallwachstum kann mikrosko- einen Durchmesser von 0,0025 cm ausgezogen ist.
pisch ermittelt werden. Für Molybdän-Rhenium hat Die Wirksamkeit der Metallbeschichtung kann leicht
sich eine Glühbehandlung zwischen 1600 und 1700° C durch Prüfung mit dem Auge festgestellt werden, die
für die Dauer von 10 bis 30 Minuten als befriedigend 20 während der verschiedenen Stufen des Kaltziehvorerwiesen.
Die Glühung wird in einer Schutzatmosphäre gangs und nach dem abschließenden Kaltziehvorgang
durchgeführt, um die Bildung von flüchtigen Oxyden durchgeführt wird, um zu ermitteln, ob die Beschichzu
verhindern, welche die Stöchiometrie des Drahtes tung zu dick ist und deshalb brüchig wird oder zu
zerstören. Es hat sich gezeigt, daß inerte Gase, wie dünn, so daß sich kein zusammenhängender Belag
z. B. Argon, Helium und Stickstoff, einen wirksamen 25 ergibt.
Schutz bieten. Der Draht kann mit dem Metall in zweckdienlicher-
Schutz bieten. Der Draht kann mit dem Metall in zweckdienlicher-
Die Kaltwalz- oder Einschnürungsschritte und die weise mittels der üblichen Galvanotechnik überzogen
Glühbehandlungen werden in wechselnder Folge werden. Nach dieser Technik wird der Draht als
durchgeführt bis der Durchmesser des Drahtes ge- Kathode in einem galvanischen Bad geschaltet, welche
nügend klein ist, um ein Kaltziehen zu ermöglichen. 30 das gewünschte Kation enthält. Vorzugsweise wird
Der erläuterte Vorgang der Kaltverjüngung hat außer eine inerte Anode, z. B. eine solche aus Platin, verder
Verringerung des Drahtdurchmessers zur Folge, wendet; es ist jedoch auch möglich, eine aus dem
daß der Draht ausreichend biegsam wird, um das gewünschten Metall bestehende Anode vorzusehen,
Kaltziehen zu ermöglichen. Im Falle von Molybdän- falls Rührmittel vorgesehen sind. Die üblichen
Rhenium hat sich insgesamt eine Durchmesserver- 35 Cyanidbäder, die neben anderen in der Praxis bekannt
kleinerung auf 0,16 bis 0,32 cm als ausreichend er- sind und das gewünschte Metall enthalten, kommen
wiesen, um einen abschließenden Kaltziehvorgang zur Anwendung. Die geeignete Konzentration und
zuzulassen. Nach dem letzten Kaltwalzen oder Ein- die sonstigen Niederschlagsbedingungen sind in der
schnüren wird der Molybdän-Rhenium-Draht einer einschlägigen Technik bekannt und beispielsweise in
abschließenden Glühbehandlung unterworfen, bevor 40 den jährlich erscheinenden Veröffentlichungen »Metal
das Kaltziehen beginnt. Finishing Guide Book« erläutert, die von »Metal and
Im Fall des streckbaren Wismut-Blei-Drahtes ist Plastics Publications, Incorporated« veröffentlicht
die Kaltreduzierungsbehandlung für eine anschlie- werden.
ßende Kaltstrangpressung geeignet, wobei der Wismut- Nach dem abschließenden Kaltziehvorgang wird
Blei-Draht auf einen Durchmesser von etwa 0,025 cm 45 der Draht in herkömmlicher Weise zu einer Wicklung
zurückgeführt wird. Diese Durchmessergröße eignet verarbeitet und ist dann für die Verwendung als
sich für eine anschließende Kaltwalzung. Supraleiter-Solenoid verwendbar.
Na der Verjüngung durch Kaltbehandlung wird Ein spezielles Beispiel für ein erfindungsgemäßes
der Draht im Kaltziehverfahren auf seinen endgültigen Verfahren, welches sich für die Herstellung einer
Durchmesser gebracht. Dieser Vorgang ist notwendig, 50 isolierten Supraleiter-Wicklung eignet, ergibt sich
da die Kaltverjüngungsverfahren nicht geeignet sind, aus folgendem: Ein 0,533 cm dicker Molybdänum
die kleinen Drahtdurchmesser zu erreichen, die Rhenium-Draht wird sieben aufeinanderfolgenden
für die Herstellung von Solenoidwicklungen erwünscht Einschnürungs- und Glühbehandlungen unterworfen
sind. Allgemein stimmen alle Kaltziehverfahren darin und dabei zu einem Draht von 0,145 cm Durchmesser
überein, daß der Draht in einer Reihe von Verfah- 55 umgestaltet. Die Glühung erfolgte bei einer Temperensschritten
auf einen kleineren Durchmesser ausge- ratur von 1650° C für die Dauer von 30 Minuten in
zogen wird. Da man bei dieser Kaltziehung auf die Wasserstoff. Nach dem Glühen wurde der Draht auf
verfügbare Maschinerie angewiesen ist, kann der Raumtemperatur abgekühlt und danach erneut einDraht
nicht gleich von dem Anfangsdurchmesser auf geschnürt. Nach der siebenten Einschnürung und abden
endgültigen Durchmesser reduziert werden, wo- 60 schließenden Glühung wurde der Draht in einer
durch der Kaltverjüngungsvorgang ausgeschaltet Reihe von sechs Stufen kaltgezogen, wobei in jeder
würde. Im übrigen macht die verfügbare Maschinerie Stufe der Drahtdurchmesser um 0,01 cm verringert
es erforderlich, daß der Kaltziehvorgang allmählich wurde. Nach dem sechsten Kaltziehvorgang betrug
in mehreren Stufen durchgeführt wird, wobei jede der Durchmesser 0,086 cm. Der Draht wurde danach
Stufe eine Verringerung des Durchmessers bewirkt, 65 auf einen Durchmesser von 0,05 cm gebracht, und
bis der endgültige Durchmesser erreicht ist. Einige zwar durch Kaltziehen in einer Reihe von Stufen von
Zeit nach der ersten Kaltziehstufe wird der Draht mit je 0,005 cm. Danach wurde der Draht zehn weiteren
Gold, Silber oder Kupfer überzogen. Der Überzug Kaltziehstufen von je 0,0025 cm ausgesetzt, was zu
einem Drahtdurchmesser von 0,025 cm führte. Die nächste Behandlung bestand aus aufeinanderfolgenden
Reduzierstufen von 0,00125 cm, wobei der Draht einen Durchmesser von 0,015 cm erhielt. Der Durchmesser
wurde anschließend von 0,015 bis 0,0127 cm gezogen, und zwar in einer Reihe von Stufen mit
einer Verjüngung von 0,000625 cm. Nunmehr wurde der Draht mit einem Goldüberzug versehen, und zwar
in einem galvanischen Bad, welches 1,5 g Gold pro Liter Wasser, 8 g Kaliumcyanid pro Liter Wasser und
15 g Kaliumcarbonat pro Liter Wasser enthielt. Die Temperatur des Bades betrug etwa 52° C, und der
Strom hatte eine Dichte von angenähert 7 Ampere pro 930 cm2. Das Niederschlagen von Gold wurde
fortgesetzt, bis eine Goldmenge auf dem Draht niedergeschlagen war, die 8 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes
aus Draht und Gold ausmachte. Nach dem Goldauftrag wurde der Durchmesser des Drahtes
im Kaltziehverfahren von 0,0127 cm auf 0,0025 cm verringert, und zwar in einer Reihe von Stufen mit
je 0,000625 cm Verkleinerung. Der sich ergebende Molybdän-Rhenium-Draht von 0,0025 cm Durchmesser
hatte eine zusammenhängende Goldbeschichtung von etwa 0,000125 cm Stärke.
• Der isolierte Draht wurde dann zu einem Supraleiter-Magnet mit 30 000 Drahtwindungen verarbeitet.
Ein Strom von 1 Ampere in der Wicklung ergab ein magnetisches Feld von 15,5 Kilogauß.
Die Erfindung konnte nur an Hand einer beschränkten Zahl von Ausführungsmöglichkeiten erläutert
werden. Für den Fachmann sind jedoch noch andere Ausführungsformen leicht erkennbar. Wenn
beispielsweise das erläuterte Ausführungsbeispiel einen Molybdän-Rhenium-Draht, der mit Gold beschichtet
ist, betrifft, so können aber auch irgendwelche anderen supraleitenden Materialien mit den
erforderlichen physikalischen Eigenschaften Verwendung finden, wobei die Beschichtung aus Gold, Silber
oder Kupfer bestehen kann.
Claims (3)
1. Supraleiter-Magnet mit einer Wicklung aus supraleitendem isoliertem Draht, dadurch gekennzeichnet,
daß die Isolierung (1) des Drahtes (2) aus einem Metall der Silber, Gold und Kupfer umfassenden Gruppe des periodischen
Systems besteht.
2. Anordnung mit einem Magnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung
(10) des Magneten in bekannter Weise mit einer Stromquelle (11) über supraleitende Leiter
(12) verbunden ist, die in bekannter Weise mittels eines Parallelweges (14) aus supraleitendem Material
überbrückt sind, und daß in bekannter Weise eine Vorrichtung (15, 16) vorgesehen ist, um die
Temperatur der Wicklung (10), der Leiter (12) und des Parallelweges (14) bis unter die kritische
Temperatur des supraleitenden Materials herabzusetzen.
3. Magnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung aus einem
supraleitenden Draht gefertigt ist, der einen Überzug aus Silber, Gold oder Kupfer aufweist
und in bekannter Weise mit dem Überzug zwecks Verkleinerung der Querschnittsabmessungen eine
Kaltbearbeitung unter Bildung eines zusammenhängenden Metallüberzuges erfahren hat.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift »The Review of Scientific Instruments«, Bd. 31 (1960), Heft 4 (April), S. 369 bis 373, Aufsatz von Autler, »Superconducting Electromagnets«.
Zeitschrift »The Review of Scientific Instruments«, Bd. 31 (1960), Heft 4 (April), S. 369 bis 373, Aufsatz von Autler, »Superconducting Electromagnets«.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 540/395 3.64
Bundesdruckerei Berlin
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