Способ изготовления многопроволочного обмоточного провода

Способ изготовления многопроволочного обмоточного провода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(,;) 752507

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.03.77 (21) 2468853/24-07 (51) М. Кл-

Н 01В 13 00 с присоединением заявки ¹ (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (53) УДК 621.315 (088.8) тв делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Д, И. Белый, А. В. Рычагов, Г, Г. Свалов, А. В. Таран, Н. Я. Томенко, М. В. Трубицына и А. В. Шлыкова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОПРОВОЛОЧНОГО

ОБМОТОЧНОГО ПРОВОДА

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к кабельной технике.

При создании электротехнических устройств с использованием скрученных и транспонированных сверхпроводящих обмоточных проводов, предназначенных для генерирования переменных, гармонических и импульсных магнитных полей, важно удовлетворить одновременно двум взаимно конкурирующим требованиям к электрической изоляции или барьерному слою между отдельными сверхпроводящими элементами. С одной стороны, необходимо обеспечить максимально возможный электрический барьер тока перетекания между отдельными проволоками, с другой стороны, — максимально возможную теплоотдачу от отдельных проволок в хладоагент.

Этим требованиям могут удовлетворить в известной степени оксидные покрытия (1, 2).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ изготовления многопроволочного обмоточного провода, включающий нанесение изоляционного оксидного покрытия химико-термической обработкой проводников и формирование провода (2).

Одним из основных недостатков, присущих данному способу, является нарушение целостности тонкого изоляционного покрытия (толщина его не превышает 0,6—

0,8 мкм) в процессе формирования провода вследствие значительных деформацпонных нагрузок и трения прп калибровке. Кроме того, согласно известному способу электросопротивление межпроволочной оксидной изоляции, получаемой в оптпма IbHbIx условиях процесса — температуре химико-тер10 мической обработки 380 †4 С и продолжительность 3 — 4 мин,— составляет 10 —

10 Ом.см, что недостаточно для эффективного использования провода в электротехнических устройствах, генерирующих пере15 менные, гармонические и импульсные магнитные поля, особенно при значительных частотах изменения магнитного поля.

Целью изобретения является сохранение межпроволочной оксидной изоляции в про20 цессе формирования провода и расширение диапазона достигаемых значений ее электросопротпвления.

Поставленная цель достигается тем, что перед формированием проводники анодно

25 обрабатывают в концентрированной щелочной средс с образованием базового окспдного слоя, выполняющего одновременно роль технологической смазки, а химико-термическую обработку осуществляют после ,0 формирования провода, причем предпочти752507

35 10

G0

65 тельно прп 200 — 300 С в течение 5 — 15 мин.

Согл асно пзобретепшо сверхпроводящпс проводники типа ниобий-титан, ниобий-цирконий в медной матрице, станнид пиобпя в бронзовой матрице и/или мед ыс проводники анодно обрабатывают в щелочной срсде (предпочтительно, в водном растворе, содержащем 500 — 1500 г/л гидроокиси калия или натрия) при 100 — 150 С, плотности тока 5 — 25 А/дм в течение 0,25 — 3,0 мин.

При этом на поверхности проводников формируется слой оксида меди толщиной 3— б мкм, плотный изнутри, являющийся базовым для создания межпроволочной изоляции, и пористый мажущийся снаружи, являющийся технологической смазкой для последующих операций. Полученные проводники формируют в плоский или круглый обмоточный провод на транспонирующей или крутильной машинах. При этом на поверхности проводников не обнаруживается каких-либо дефектов изоляционного покрытия. Сформованный провод подвергают химико-термической обработке при 200—

300 С в течение 5 — 15 мин. Получаемый провод не имеет дефектов изоляции. Удельное электросопротивление последней может варьироваться от 10 — 10" Ом см до 10—

10 Ом см в зависимости от режимов проведения технологических стадий обработки в щелочной среде и химико-термической обработки.

Пример 1. Предварительно очищенную сверхпроводящую проволоку из ниобийтитанового сплава НТ-50 диаметром 1 мм обрабатывают в щелочной среде, содержащей 500 г/л гидроокиси натрия при анодной плотности тока 10 Л/дм в течение

3 мин при температуре раствора 110 С. Полученные проводники формуют на 3-х фонарной транспонирующей машине в плоскую конструкцию 11)(1,0 мм. Сформованную жилу химико-термически обрабатывают в атмосфере воздуха при 200 С в течение 15 мин.

Разделка транспонированного провода показала отсутствие дефектов оксидной изоляции, имеющий толщину 3 — 4 мкм и удельное электросопротивление 8 10"—

2 10 Ом см.

Пример 2, Предварительно очищенную сверхпроводящую проволоку из ниобийтитанового сплава БТ-35 диаметром 0,44 мм обрабатывают в щелочной среде, содержащей 850 г/л гидроокиси натрия при анодной плотности тока 15 А/дм в течение

1 мин.

После формирования круглой конструкции 7 (7к,0,44 мм ее подвергают химикотермической обработке в атмосфере воздуха при 250 С в течение 10 мин.

Разделка провода показала отсутствие дефектов оксидного покрытия, имеющего толщину 4,0 — 4,5 мкм и удельное электросопротивление 1.10 — 1 10 Ом см.

П р и и е р 3. Предварительно подготовлепные медную и сверхпроводящую проволоки и сплава НТ-50 диаметром 0,44 мм обрабатывают в среде, содержащей 1000 г/л гидроокиси натрия прп анодной плотности тока 20 Л/дм- в течение 15 с при температур е р а створ а 140 С.

Затем провод формуют в конструкцию

7+7+0,44 (центральпая стренга 7+0,44 из медных проволок, 6 периферийных стрснг состоят пз центральной медной и б периферийных сверхпроводящих проволок каждая), после чего провод дополнительно отжигают в атмосфере воздуха прп 300 С в течение 5 мин.

Разделка провода показала отсутствие дефектов оксидной изоляции, имеющей толщину 4,5 — 5,0 мкм и удельное элсктросопротивление 1 10 — 2 10 Ом см.

Предложенный способ, по сравнению с известным, обеспечивает следующие технико-экономические преимущества: практически исключает брак по нарушению целостности оксидной межпроволочной изоляции на всех технологических операциях, тем самым повышает стабильность работы провода в эксплуатационных условиях; позволяет существенно расширить диапазон достигаемых значений электросопротивления межпроволочной изоляции с 10 — 10 Ом см до 10 — 108 Ом см, что необходимо для снижения потерь энергии; обеспечивает снижение температуры химико-термической обработки с 380 †4 С до 200 †3 С, что применительно к свсрхпроводящим материалам имеет важное значение, так как более низкая температура обработки гарантирует более высокие критические характеристики сверхпроводника; не требует дорогостоящихх материалов и оборудования, прост для практического осуществления.

Формула изобретения

1. Способ изготовления многопроволочного обмоточного провода, включающий нанесение изоляционного оксидного покрытия химико-термической обработкой проводников и формирование провода, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сохранения межпроволочной оксидной изоляции в процессе формирования провода и расширения диапазона достигаемых значений ее электросопротивлепия, перед формированием проводники анодно обрабатывают в концентрированной щелочной среде с образованием базового оксидного слоя, выполняющего одновременно роль технологической смазки, а химико-термическую обработку осуществляют после формирования провода.

2. Способ по п. 1, отл ич а ющийся тем, что химико-термическую обработку проводят в атмосфере воздуха при 200—

300 С в течение 5 — 15 мин, 752507

Составитель Е. Зиновьев

Техред А. Камышникова Корректор Н. Федорова

Редактор А. Купрякова

Заказ 1224/1 Изд. № 405 Тираж 857 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Wilson М. N. Rate dependent magni(igetion in flat twisted superconducting cables.—

«Rutherford Laboratory Report», КНЕ (М) 6

А26, September, 1972, р. 6.

2. Gallagher-Daggitt G. Е. Superconductor

cables for pulsed dipole Negnets.— «Rutherford

Laboratory memorandum», КНЕ1 (М) А25, 5 Febrary, 1973, р. 11.