Brevet FR2548838A1 — publié le 19850111

La présente invention concerne un procédé pour réaliser une connexion entre fils supraconducteurs et une connexion obtenue par ce procédé. Lorsqu'on rialise un ciroui 2 supraconducteur dont la 5 caract 4 ristique prinoipale est d'avoir une résistance électrique nulle, on est amené, soit pour obtenir des longueurs suffisantes, soit par necessité expérimentale, à effectuer des liaisons entre i S supraconducteurs Or ce contact entre les fils suprecenducteurs qui sont constitués clasîi10 quement d'une matrice métaliique, par exemple en bronze ou en euiv Pe, enfermant au moins un brin ou filament supraconducteur (en alliages ou mélanges milqu tels que le niobium-titane ou le niobium-étain) introduit une résistance électrique non négligeable dans le circuit et hypothèque par 15 conséquent l'intérêt das fils suprsconducteurs. Pour essayer d'obtenir une résistance de contact très faible entre fils supracorducteurs on a déjà envisagé de souder ces fils en soumettant les brins ou filaments de ce fil à un bombardement ionique pour leur nettoyage, puis 20 en pulvérisant un matériau d'apport extrait d'une cible également soumise à un bombardement ionique, ce qui fournit une couche de soudure reliant les deux fils Un tel procédé est décrit dans le brevet français 77 21 671 déposé le 13 Juillet 1977. Un tel procédé présente l'inconvénient que la résistance de contact résiduelle établie entre les deux fils soudés est encore relativement grande, de l'ordre de 10-8 ohm Une résistance ausi élevée limite par consequent l'utilisation d'une bobine suprsconductrice en mode permanent Un 30 autre inconvénient entrainé par le procédé précité est qu'il exige, pour sa mise en oeuvre, une installation de bombardement ionique complexe et onéreuse. La présente invention vise û remédier à ces inconvénients en procurant un procédé facile à mettre en oeuvre et 35 permettant d'obtenir une résistance de contact entre Fils supraconducteurs très faible ou pratiquement négligeable. A cet effet ce procédé pour réaliser une connexion entre fils supraconducteurs constitués d'un ou plusieurs brins ou filaments en matériau supraconducteur noyés dans une matrice métallique, est caractérisé en ce qu'on élimine 5 préalablement le métal constituant la matrice sur une certaine longueur de chaque fil, correspondant à la zone de contact désirée entre les fils, de manière à faire apparattre le ou les brins de ces fils, on applique, à proximité les uns des autres, les brins supraconducteurs apparents des 10 deux fils sur un support, on applique, sur les brins apparents, un morceau de feuillard en matériau supraconducteur, on place, autour de l'ensemble constitué par le support, les brins des fils supraconducteurs et le morceau de feuillard supraconducteur, une gaine en matériau à bonne conductivité 15 électrique et on soumet ensuite l'ensemble ainsi obtenu à une opération de magnétoformage provoquant un sertissage de la gaine externe sur le support, avec écrasement du feuillard supraconducteur sur les brins supraconducteurs,en assurant ainsi la connexion électrique des fils avec une 20 très faible résistance. De préférence on enroule les brins supraconducteurs apparents des deux fils autour d'un mandrin et on place ensuite, autour de ce mandrin, un fourreau en matériau supraconducteur, ce fourreau étant ensuite entouré par la 25 gaine en matériau A bonne conductivité électrique. Le procédé suivant l'invention offre l'avantage qu'il est trbs facile à mettre en oeuvre puisqu'il exige simplement l'utilisation d'un appareil de magnétoformage En outre, les essais réalisés ont montré que la résistance de 30 contact entre fils conducteurs obtenue par ce procédé est inférieure à 10-17 ohm Par ailleurs le courant critique du fil supraconducteur n'est pas limité dans le contact ainsi obtenu. Le procédé suivant l'invention ainsi que les con35 nexions obtenues par ce procédé peuvent être utilisés chaque fois que l'on a h réaliser une liaison entre fils supraconducteurs Notamment les applications des supraconducteurs, dans lesquelles des courants importants sont mis en jeu 32.3 > (bobines, alternateurs supraconducteurs, quadrupoles supraconducteurs, anneaux de stoelage supraconducteurs, etc) imposent de faire -appel au precede suivant -ltinvention A titre d'exemple on peut raler grace au procédé suivant 'invention, des aimants permanents supraconducteurs Ainsi une bobine produisant 8 tesgos et dont la self inductance est de l'ordre de 10 Henrys vo It son courant décroître avec une conotante de temps l ósa Ie; 1018 secondes. On décrira ci-après,à titre d'exemples non limita10 tifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est un schéma illustrant las mise en oeuvre du procédé suivant l'invention permettant de réaliser une connexion entre deux fils supraconducteurs. La figure 2 est uwne vue en coupe axiale d'une connexion réalisée e Antre deux fils conducteurs par la mise en oeuvre du procede suivant l' invention. La figure 1 repreoente deaub fils supraconducteurs 1 et 2 qui doivent être connectés l'un à l'autre avec une 20 résistance de contact la plus faible possible Chacun de ces deux fils comporte, d'une frcon connue, une matrice métall licue, par exemple en bronze ou cuivre, dans laquelle sont noyeés un ou plusieurs brins ou filaments en matériau supraconducteur. Pour réaliser I S onnexion entre les deux fils 1 et 2, on élimine tout d'abord le matériaumétallique constituant la matrice des fils 1 et 2 de a-nibre rendre appaeents sur une cer-taine ongueur les mronobrins supraconducte Lurs de cheque fil indiqué par les références 3 et 4 sur 30 la 'igure i -n applique ensuiÉste les brins 3 et 4 ainsi apprer-;ts, ls uns proximité des autres, sur un support 5 en maetriau supraconducteur ou non Dans le cas particulier non linitatif qui est illustré sur la figure 1 les monobrins supraconducteurs 3 et 4 sont préalablement torsadés avant 35 d'être enroulés, en spires rapprochées, sur le support 5 constituant un mandrin de section circulaire ou autre. On entoure ensuite le mandrin 5, sur lequel sont enroulés et appliques les brins supraconducteurs 3 et 4, un morceau de feuillard 6 en matériaku supraconducteur et assez fin, son épaisseur étant de l'rd re de quelques microns. 5 Dans le cas illustré sur la figure 1 le feuillard 6 constitue un fourreau entourant le mandrin 5 et d'un diamètre un peu supérieur au diamètre extrrne de celui-ci. On place ensuite l'ensemble formé par le mandrin 5 et les brins supraconducteurs 3 et 4 enroulés sur lui, à 10 l'intérieur une gaine tubulaire externe 7 en un matériau è bonne conductivité électrique, par exemple en cuivre Cette gaine tubulaire 7 a un diambtre légèrement supérieur à celui du fourreau supraconducteur 6 et une épaisseur de l'ordre d'un mm La gaine tubulaire externe 7 a une longueur égale 15 ou légèrement supérieure b celle du fourreau 6 et du mandrin 5. On souaet ensuite l'ensemble obtenu précédemment à une opération de magnétoformage Pour ce faire on place l'ensemble 5, 6, ? dans un soléncïde 8 d'un appareil de 20 magnétoformage comportnt, de la nïèire conventionnelle, une batterie de condensateurs 10 devant être chargés par une source de courant continu ll et déchargés ë travers le solénoide O La décharge de la batterie de condensateur 10 se traduit par la libération d'une énergie très élevée en un 25 temps très court (pa? exemple 10 kilojoules en quelques microsecondes) et cette énergie se traduit par la production d'un champ magnétique très intznne dans le solenoide 8 Ce champ magnétique provoque à son tour un rétreint transversal de la gaine externe 7 conductrice de l'électricité, autre30 ment dit un sertissage de cette gaine 7 sur le mandrin interne 5 La gaine 7 se trouve ainse écrasée et elle écrase à son tour le fourreau supraconducteur intermédiaire 7 sur les brins supraconducteurs 3 et 4 maintenus par le mandrin central 5. La figure 2 montre la connexion qui est ainsi obtenue en mettant en oeuvre le procédé suivant l'invention On voit que l'ensemble des brins supraconducteurs 3, 4 sont très fortement écrasés entre le mandrin central 5 et le fourreau supraconducteur 6. Du fait du contact intime entre les brins supraconducteurs 3, 4 et entre ces brins et le fourreau supraconduc5 teur 6 qui les eng 1 iobc, on obtient une résistance de contact très faible, qui, d'après les essais effectués, est inférieure à 10-17 ohm. On voit d'après ia description qui précéde que le procédé suivant l'invention est tris facile à mettre en 10 oeuvre puisqu'il fait appel uniquement à un appareil de magn 4 toformage dont la conception est remarquab 13 ment simple. REVENDICATIONS 1. Procédé pour réaliser une connexion entre fils supraconducteurs constitués d'un ou plusieurs brins ou filaments en matériau supraconducteur noyés dans une matrice 5 métallique,caractérisé en ce qu'on élimine préalablement le métal constituant la matrice sur une certaine longueur de chaque fil ( 1, 2), correspondant à la zone de contact désirée entre les fils, de manière à faire apparattre le ou les brins ( 3, 4) de ces fils, on applique, à proximité les uns 10 des autres, les brins-supraconducteurs apparents des deux fils sur un support ( 5), on applique, sur les brins spparents, un morceau de feuillard ( 6) en matériau supraconducteur, on place, autour de l'ensemble constitué par le support ( 5),les brins ( 3, 4) des fils supraconducteurs ( 1, 2) 15 et le morceau de feuillard supraconducteur ( 6), une gaine ( 7) en matériau à bonne conductivité électrique et on soumet ensuite l'ensemble ainsi obtenu à une opération de magnétoformage provoquant un sertissage de la gaine externe ( 7) sur le support ( 5), avec écrasement du feuillard supraconducteur 20 ( 6) sur les brins supraconducteurs ( 3, 4) en assurant ainsi la connexion électrique des fils avec une très faible résistance. 2. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'on enroule les brins supraconducteurs apparents ( 3, 25 4) des deux fils autour d'un mandrin ( 5) et on place ensuite, autour de ce mandrin, un fourreau ( 6) en matériau supraconducteur, ce fourreau ( 6) étant ensuite entouré par la gaine ( 7) en matériau à bonne conductivité électrique. 3. Connexion entre fils supraconducteurs obtenue 30 par la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2.