[发明专利]用于超导磁体的配线材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于超导磁体的配线材料，所述配线材料在例如77K以下的低温，尤其是20K以下的深冷温度下表现出优异的电导率；并且更具体地涉及一种甚至当在例如1T以上的强磁场中使用时也能展现出优异的电导率的配线材料。

背景技术

超导磁体已经被用于多种领域，例如用于诊断的MRI(磁共振成像)、用于分析用途的NMR(核磁共振)或磁悬浮列车。用液氦冷却至其沸点4.2K(开尔文)的低温超导线圈和用制冷器冷却至约20K的高温超导线圈已被作为超导磁体使用。

因为需要将电流高效地并且均匀地提供给这些处于冷冻状态的超导线圈，将冷却至液氮沸点77K以下的极低温的配线材料(用于超导磁体的配线材料)设置在超导线圈的周围。通过用于超导磁体的配线材料向超导线圈供电。

当然，这种用于超导磁体的配线材料优选在极低温下具有低电阻率。

例如，JP 2009-212522A公开了一种超导装置，其中使用银(Ag)、金(Au)、铼(Re)、铂(Pt)、铜(Cu)、锌(Zn)、铝(Al)、铁(Fe)等作为用于将元件相互电连接的配线材料。在这些金属中，最广泛地使用铜，因为其相对廉价并且易于加工，其次，也经常使用铝。为了确保足够的电导率，对于铜，使用具有99.99质量％以上纯度的无氧铜(在下文有时表示为“4N”(四个九)并且，在表示纯度的质量百分比符号中，有时将符号表达为“N”放置在从头连续的“9”的数目的之后，例如，99.9999质量％以上的纯度有时类似地表示为“6N”(六个九))。对于铝，迄今使用过的是具有99质量％以上(2N)至约99.99质量％以上(4N)的范围内的纯度的铝。

JP H7-15208A和JP H7-166283A公开了用于深冷温度的具有99.98质量％以上纯度的高纯度铝导体，其甚至在经受深冷温度的疲劳应变时也仅导致电阻上很少的增加。

然而，在这些用于超导磁体的配线材料中，在超导线圈的周围使用的用于超导磁体的配线材料在例如施加磁场通量密度为1T(特斯拉)以上的强磁场的状态下使用。因此，产生了这样的问题：由在这种强磁场中的磁电阻效应导致在未施加磁场的状态下具有足够电导率的上述材料的传导特性劣化。

当电导率降低时，配线材料内传导通路内出现的发热引起了深冷温度的容器中液氦蒸发量上升的问题。

众所周知铜具有显著的磁电阻效应(即在磁场中电阻率显著地增加)，并且同样众所周知，虽然比不上铜，铝也展现巨大的磁电阻效应。

发明内容

因此，对于使用易于加工的金属如铜和铝开发甚至在例如1T以上的磁场通量密度的强磁场中也能表现出优异电导率的电配线材料存在强烈的需求。

因而，本发明的一个目标是提供一种易于加工并且甚至在例如1T以上的磁场通量密度的强磁场中也能表现出优异电导率的配线材料。

在方面1，本发明提供一种在1T以上的磁通量密度的磁场中使用的配线材料，所述配线材料包含具有99.999质量％以上纯度的铝。

本发明人已发现通过将纯度控制在99.999质量％以上，即使在铝(Al)中也可以显著地抑制磁电阻效应。由这种铝制成的电配线材料即使当在1T以上的磁通量密度的磁场中使用时也能保持优异的电导率。

即使在由超导线圈施加1T以上的磁通量密度的磁场的状态下，根据本发明的这种电配线材料的使用也能够降低由电配线材料的电阻率引起的发热。从而，可以抑制制冷剂如液氦的蒸发，并且还可以减小电配线材料的横截面，并从而使得能够将使用超导装置的设备小型化。

因为可以与传统低纯度铝的电配线材料相类似地处理，根据本发明的电配线材料易于加工。

在方面2，本发明提供根据方面1所述的配线材料，其中所述铝具有以质量计1ppm以下的铁含量。

通过将铁含量控制在以质量计1ppm以下，可以更确定地保证强磁场中的电导率。

在方面3，本发明提供根据方面1或2所述的配线材料，其中所述铝具有99.9999质量％以上的纯度。

在方面4，本发明提供根据方面1或2所述的配线材料，其中所述铝具有99.99998质量％以上的纯度。

在方面5，本发明提供根据方面1至4中的任一项所述的配线材料，其中所述铝含有金属间化合物Al₃Fe。

根据本发明，可以提供一种容易加工，并且甚至在例如1T以上的磁通量密度的强磁场中也表现出优异的电导率的配线材料。

附图说明

图1是显示电导率指数与所施加的磁场(磁通量密度)之间的关系的图。