Способ изготовления трубообразных металлических проводников со сверхпроводящим слоем на поверхности

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 670 4(5 рН 01 В 1 2/ ИСАН РЕТЕН ПАТ аинц Маркс ГмбХ (ФРГ) 6,ЕНИЯ ТРУБОПРОВОДНИКОВ НА ПОВЕРХ- уют трубча- покрытой ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛОБРАЗНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХСО СВЕРХПРОВОДЯЯ 1 ИМ СЛОЕМНОСТИ при котором формтую заготовку из ленты,слоем одного из металлов, образующих интерметаллическое соединение, производят сварку продольньм: швом, гофрируют, наносят на заготовку слой другого металла, образующего интер- металлическое соединение, размещают ее в печи, отжигают под вакуумом и охлаждают, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества проводников независимо от их длины, заготовку размещают в печи в виде спирали на керамическом, держателе, выводят концы заготовки из печи с последующей их герметизацией и охлаждают в вакууме со скоО ростью 2-10 град/с, путем пропуска- щ ния охлаждающего защитного газа через внутреннюю полость заготовИзобретение относится к способу"изготовления трубообразных металлических проводников со сверхпроводящим слоем на поверхности,Известен способ изготовления 5трубообразных металлических проводников, при котором непрерывноформуют ленту из меди, покрытуюниобием, в трубу, сваривают продольным швом и гофрируют, На гофрированную трубу наносят слой олова, после чего отжигают в вакууме прио950 .С. Поскольку интерметаллическоесоединение ниобия с оловом оченьхрупко, его получают только на гофрированной трубе. Возникающие вследствие намотки и укладки механические нагрузки воспринимаются соединением ниобия с оловом без повреждения 1.20Недостатком способа является то,что он осуществим лишь в лаборатор"ном масштабе для небольших образцов,поскольку отжиг должен происходитьв высоком вакууме, чтобы предотвратить при процессе диффузии на внеш.ней поверхности гофрированной трубы проникновение посторонних примесей, также в высоком вакууме требуется проводить охлаждение, что приизготовлении проводников больших длин.достигающих несколько сотен метров,осуществить трудно. Цель изобретения - улучшение качества проводников независимо от ихдлины,Поставленная цель достигаетсятем,что согласно способу изготовлениятрубообраэных металлических проводников со сверхпроводящим слоем наповерхности, при котором Формуюттрубчатую заготовку из ленты, покрытой слоем одного из металлов, обра.зующих интерметаллическое соединение, производят сварку продольнымшвом, гофрируют, наносят на заготовку слой другого металла, образующегоинтерметаллическое.соединение, размещают ее в печи, отжигают под .вакуумом и охлаждают, заготовку размещают в печи в виде спирали на керамическом держателе, выводят концы заготовки из печи с последующей их герметизацией и охлаждают в вакууме со 55скоростью 2-10 град./с, путем пропус.кания охлаждающего защитного газачерез внутреннюю полость заготовки,Таким образом можно экономично изготавливать сверхпроводящие слои высокого качества также на проводниках большой длины, Путем применения защитного охлаждающего газа сохраняется металлически блестящая поверхность металлической трубы. При изготовлении оболочки кабеля применяется вдувание охлаждающего газа. Однако в отличие от изобретения охлаждающий газ служит для создания полостей в изолирующей оболочке кабеля, когда изолирующее вещество еще находится в пластичном состоянии, допускающем формование, , При этом в известном способе не допускается быстрого охлаждения, так как это мешает образованию полостей в еще пластичной изолирующей оболочке. Подвешивание заготовки в виде спирали согласно изобретению позволяет в относительно малых печах для отжига разместить большие длины отжигаемой трубы. При этом подвешивание на неметаллическом держателе с расстоянием между отдельными вит,ками обеспечивает отсутствие спаивания отдельных витков между собой и с держателем.Для предлагаемого способа особенйо рациональной оказалась комбинация материалов ниобий-олово, При этом сначала изготовляют слоистую лечту из меди и ннобия, которую формируют в гофрированную трубу, а затем на гофрированную трубу наносят слой олова для образования слоя ЙЪ51 . Однако можно осуществлять нанесение слоя олова и перед гофрированием, Соединение между медью и ниобием производят путем втирания щеткой частиц меди в поверхность ниобия и последующим нанесением меди гальванизацией.1На фиг. 1 показана гофрированная труба, размещенная в печи в виде спи; ралн на керамическом держателе; на фиг, 2 - труба перед отжигом, разрез.На ниобиевую ленту сначала втиранием щеткой наносят медь, и при следующей операции этот слой меди увеличивают с помощью гальванизации. Полученную таким образом ленту вытягивают прокаткой и при последующем процессе отжига устраняют возникшее входе прокатки при комнатной температуре старение.з 11666При непрерывном рабочем процессеполученную ленту формируют в трубус разрезом, сваривают по ее продольным кромкам с помощью электрическойдуговой сварки и гофрируют. Непосредственно после гофрирования подходя-.щим образом, например окунанием, наслой ниобия, рационально находящийся снаружи, наносят слой олова.Полученную гофрированную трубу 1 10в Форме спирали подвешивают на держателе 2 из керамического материалатак, что отдельные витки спирали некасаются друг друга. Затем держатель2 с трубой вводят в печь 3 для отжига и устанавливают в опорах 4, Концы 5 и 6 выводятся через отверстия 7и 8 из печи 3 для отжига и промежуточиое пространство между концами 5 и6 трубы.и отверстиями 7 и 8 заполняют с вакуумной изоляцией подходящим уплотнителем. Один конец трубы 1 подключают к вентилятору 9,Затем печь 3 для отжига откачивают,рационально до давления 10торр, 25после чего производят нагрев доа950 С. Процесс отжига продолжаютоколо 2 ч , причем олово диффундирует в слой ниобия и образует интериеталлическое соединение .М 5 5 П, З 0Примерно через 2 ч нагрев печи 3для отжига выключают и в гофрированную трубу 1 с помощью вентилятора 9 нагнетается защитный газ,так что она ускоренно охлаждается.После того как гофрированная тру-ба 1 достигает достаточно низкойтемпературы, печь 3 для отжига откры"вают на наружный слой трубы 1 подвер"гают воздействию атмосферы. Выполнение держателя 2 и выдерживаниерасстоянии междувитками трубы 1 70препятствуют их спайке, между собой и с, держателем.Температура и скорость потока вду-. ваемого в гофрированную трубу 1 защитного газа должны быть установлены таким образом, чтобы результировалась скорость охлаждения несколько градусов в секунду.Чтобы не было необходимости каждый раз выводить концы 5 и 6 трубы 1 из печи 3 для отжига и уплотнять кольцевое пространство между отверстиями 7 и 8, рационально предусмотреть проходящий с вакуумной изоляцией через стенку печи для отжига трубопровод, к которому легко присоединить концы 5 и 6 гофрирован" ной трубы 1.На фиг. 2 представлен разрез через стенку гофрированной трубы 1 непосредственно перед отжигом. Гораздо большая часть стенки состоит из меди 10, прочно соединенной со слоем 11 ниобия, На ниобий 11 нанесен слой 2 олова, который при температурах порядка 950 С и при поддержании высокого вакуума диффундирует в слой ниобия и образует при этом пригодное для техники сверх- проводников интерметаллическое сое-динение МЪ5 йСущественным преимуществом изобретения является то, что относительно хрупкий слой ИЪбП создается на готовом трубообразном сверхпроводнике н не воспринимает механические йагрузки при формировании ленты в трубу и гофрировании. Готовый ,сверхпроводник может быть намотаи на кабельные барабаны подходящего размера и уложен без повреждений слоя МЬ 5 п1166670 Составитель Н.Зеленцова .Техред А,Ач Корректор С.Шек ка едакто 26/57 Тираа 679 ПодНИИШИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий5, Москва, Ж, Раушская набд, 4/5 13 ака сное ап ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,