Characteristic current degradation of commercial NbTi-multifilamentary superconductors due to annealing
Creators
- 1. Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt (Germany). Inst. fuer Technische Physik
- 2. Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik, Garching (Germany)
Description
In the framework of the development of superconducting coils for the stellarator physics experiment Wendelstein 7-X (W 7-X) the reduction of the critical current, better defined as characteristic current due to annealing was investigated. The characteristic current level was defined using the 0.1 μV/cm criterion. The technical superconductor for the magnets of this experiment is a cable-in-conduit conductor with a co-extruded Al-alloy jacket. During the co-extrusion of this jacket onto the superconducting cable heat influx to the NbTi-strands occurs. This is also true for subsequent working steps like welding, brazing, and soldering. Therefore, a degradation of the characteristic current is expected for optimized NbTi-strands. In order to clarify the behaviour of the NbTi-strands at temperatures which occur during the co-extrusion process and/or the working steps mentioned above a study was performed where the annealing temperature and annealing time was varied, the temperature up to 600 C and the time up to 120 s. The NbTi multifilamentary superconductor is commercially available. The results of the measurements of the characteristic current at 4.2 K in the field range from 2 T to 10 T are presented. A generalization of the results is made in order to point out the tendencies of the degradation of the characteristic current. These results were used to predict the behaviour of the W 7-X conductor cable itself. (orig.)
Availability note (English)
Available from TIB Hannover: ZA 5141(6320)Abstract (German)
Im Zusammenhang mit der Entwicklung supraleitender Spulen fuer das Stellarator Physikexperiment Wendelstein 7-X (W 7-X) wurde die Reduktion des kritischen Stromes, besser definiert als charakteristischer Strom aufgrund von Waermebehandlung, untersucht. Der charakteristische Strom wurde mit Hilfe des 0.1 μV/cm Kriteriums definiert. Der technische Supraleiter fuer die Magnete von W 7-X ist ein innengekuehlter Kabelleiter mit einer koextrudierten Huelle aus einer Aluminiumverbindung. Waehrend der Koextrusion dieser Huelle auf das supraleitende Kabel tritt Erwaermung der NbTi Draehte auf. Dies gilt auch fuer darauffolgende Arbeitschritte wie Schweissen, Hart- und Weichloeten. Aufgrund dieser Erwaermung ist eine Degradation des charakteristischen Stromes fuer optimierte NbTi Draehte zu erwarten. Um diesen Sachverhalt zu klaeren, wurde eine Studie durchgefuehrt, bei der die Temperatur bei der Waermebehandlung bis zu 600 C und die Zeit bis zu 120 s variiert wurde. Der NbTi Multifilamentdraht ist kommerziell erhaeltlich. In diesem Bericht werden die Ergebnisse der Messungen des charakteristischen Stromes bei 4,2 K im Feldbereich von 2 T bis 10 T vorgestellt. Eine Verallgemeinerung der Resultate wurde gemacht, um das tendenzielle Verhalten der Degradation des charakteristischen Stromes aufzuzeigen. Diese Resultate wurden benutzt, um das Verhalten des W 7-X Kabels vorauszusagen. (orig.)Additional details
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 58 p.
- ISSN
- 0947-8620
- Report number
- FZKA--6320
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 31007016
- Subject category
- S75: CONDENSED MATTER PHYSICS, SUPERCONDUCTIVITY AND SUPERFLUIDITY;
- Resource subtype / Literary indicator
- Non-conventional Literature
- Descriptors DEI
- ANNEALING; BRAZING; CRITICAL CURRENT; EXTRUSION; NIOBIUM ALLOYS; SOLDERING; SUPERCONDUCTING CABLES; SUPERCONDUCTING COILS; SUPERCONDUCTING MAGNETS; SUPERCONDUCTING WIRES; TITANIUM ALLOYS; WELDING; WENDELSTEIN-7 STELLARATOR
- Descriptors DEC
- ALLOYS; CABLES; CLOSED PLASMA DEVICES; CONDUCTOR DEVICES; CURRENTS; ELECTRIC CABLES; ELECTRIC COILS; ELECTRIC CURRENTS; ELECTRICAL EQUIPMENT; ELECTROMAGNETS; EQUIPMENT; FABRICATION; HEAT TREATMENTS; JOINING; MAGNETS; MATERIALS WORKING; STELLARATORS; SUPERCONDUCTING DEVICES; THERMONUCLEAR DEVICES; TRANSITION ELEMENT ALLOYS; WELDING; WIRES
Optional Information
- Notes
- 26 refs.