JP6345281B2 - 反応及び統合用超伝導体の製造方法及びシステム - Google Patents

Description

本開示は、一般的に超伝導体の製造に関する。

マルチフィラメント及びモノフィラメント複合導体を有する超伝導ワイヤーを製造するために用いられる１つの方法は、ワインド＆リアクト（Ｗｉｎｄ−Ａｎｄ−Ｒｅａｃｔ、ＷＡＲ）法である。このような工程で生成された導電物質は、一般的に最終熱処理及び酸化工程後まで「前駆体」であると見なされる。高温超伝導体に適用されるＷＡＲ法は、コイル形成前に前駆体の絶縁を必要とし、製造工程で最終熱処理及び酸化工程の直前にコイルを巻く工程を伴う。高温超伝導に適用されるＷＡＲ工程は、前駆体が最終熱処理前に高磁場磁石の適用のためにコイル状に巻かれることを必要とする。このような最終工程は、巻く工程の際に発生する微細な亀裂を修復し、導体の超伝導性を最適化するために使用される。しかし、このような結果によれば、リアクト＆ワインド（Ｒｅａｃｔ−Ａｎｄ−Ｗｉｎｄ、ＲＡＷ）法で熱処理して酸化した個々のワイヤーよりも、コイル構造（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）を達成することは非常に困難である。ＲＡＷ法は、コイルを巻く前にワイヤーの熱処理工程を伴う。

ＲＡＷ法は、超伝導体前駆体の形成後にコイルを巻く工程を含む。この方法で、複合導体に対する前駆体は、線形構造で製造されて配置されるか、又はスプールの周辺に緩く巻かれて加工のために炉に配置される。従って、前駆体は、加工中に真空又は不活性ガス環境によって囲まれることができ、これは、所望する超伝導状態に切り替えるために必要である。ＲＡＷ加工方法において、複合導体は、加工された後に絶縁されてもよい。一部の例では、ＲＡＷ法は、絶縁層の酸素透過性及び熱分解などの問題を有しない点で好ましい場合がある。

ＷＡＲ及びＲＡＷ工程は、どちらも利点を有する。ＷＡＲ工程は、超伝導状態の物質が壊れ易く取扱いが制限される場合に有利である。しかし、ＷＡＲ工程は、関連する炉費用だけでなくストランド（ｓｔｒａｎｄ）間の電気的絶縁に必要なエポキシ真空含浸工程のため、一部の大型コイルの場合は多くの費用がかかる。ＲＡＷ工程は、コイルを巻く前に絶縁することができ、大型コイルを製造する際に、より小さい炉を使用することができるために、コストの面で有利である。ＲＡＷ工程のまた他の利点は、コイルを巻く工程中にストランドの機械的損傷を検査し、修復できることである。モノストランド複合導体にＷＡＲ法を使用して製造された超伝導磁気コイルは、導電物質の機械的特性のために、巻回密度及び電流運搬能力に対する制約がある。ＷＡＲ法の最終工程は、巻く工程中に発生する超伝導物質に対する変形誘発損傷を修復することができるが、生成されたコイルは、機械的に強固なものではなく、冷却サイクルによる熱変形は、時間の経過に伴ってコイルの性能を劣化させることがある。

超伝導コイルの製造に対する主要な問題は、導体の変形状態である。超伝導相を形成するための超伝導前駆体の熱処理反応により、超伝導体は寸法が変化し、超伝導体に変形をもたらす。例えば、Ｎｂ_３Ｓｎ導体において、熱処理サイクル下で制約されない超伝導体の寸法変化は、（１）応力除去によるアニール中の変化；及び（２）Ｃｕ−Ｓｎ合金の形成、及び最終的にＮｂ_３Ｓｎ相の形成による変化を含む。ストランド導体では、ドローイング工程後の残留応力によって、銅マトリックスが圧縮される間にニオブフィラメントが張力を受ける。２００℃で銅マトリックスが応力が除去されて軟化し始めれば、ニオブフィラメントは収縮によって解けてストランドの永久的な収縮につながる。２つの機構は、ストランドの収縮を緩和させることができる。まず、物理的に拘束された先端を有するワイヤーは、６５０℃でニオブの応力が除去されてニオブ成分の永久的な変形につながり、室温で冷却される場合にストランドの伸長に寄与するときまで、張力応力状態を保持する。２番目としては、１モルのＮｂ_３Ｓｎが３モルのニオブ及び１モルのスズより大きい体積を有するため、一部の膨張は、部分的に収縮を相殺する。伸長寄与（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）では、応力除去の収縮によって熱処理中にストランドが破損するのを防ぐために、ストランドを最小限の張力を加えてスプールに巻かなければならないが、膨張寄与によって十分なペイオフ張力（ｐａｙ ｏｆｆ ｔｅｎｓｉｏｎ）を実現することができないため、問題が発生する。一部の例では、層間の間隙が形成されてペイオフ中のストランドの曲がりによってストランドの損傷が発生する可能性がある。事前熱処理の応力除去によってストランドの収縮を防げるが、Ｎｂ_３Ｓｎ相の形成による膨張は、依然として発生する可能性がある。

ワイヤ−イン−チャネル（又はケーブル−イン−チャネル）超伝導体は、多くの場合、超伝導体物質をチャネルの溝内に加圧するためにダイを通過させる。ダイは、また、導体を最終断面までドローイング（ｄｒａｗｉｎｇ）する役割を行い、ここで、超伝導体物質をチャネル内にさらに確実に保持するためにチャネルを変形させてもよい。しかし、超伝導物質の壊れ易い性質のために、チャネルが変形すると、超伝導物質に応力を加えることができる。

超電導線材の臨界変形値を超過すると、超伝導体の電気的特性の深刻な劣化につながる。従って、ＲＡＷ工程では、反応後の超伝導体前駆体の取扱いが困難なことがある。

本開示は、超伝導物質の製造方法として実現することができる。本明細書の文脈において、用語超伝導「ケーブル」は、超伝導「ストランド」を含むものとして理解されるべきである。前記方法は、スプール上に耐火クッション層を配置することを含むことができる。耐火クッション層上に超伝導ケーブルの第１層を巻くことができる。超伝導ケーブルは、スプール上に位置しながら熱処理反応することができる。超伝導ケーブルの第１層をスプールから解くことができる。

また他の実施形態において、本開示は、超伝導物質、例えば、ストランド又はケーブルの製造方法として実現することができる。熱処理スプールを提供することができる。熱処理スプールは、スプール上の金属シート層、金属シート層上の耐火クッション層、及び耐火クッション層上の耐火クロス（ｃｌｏｔｈ）の第１層を含むことができる。超伝導ケーブルの第１層を耐火クロスの第１層の周りに巻くことができる。耐火クロスの第２層を超伝導ケーブルの上に配置することができる。スプール上の超伝導ケーブルを熱処理することができる。スプール上の超伝導ケーブルを熱処理した後、スプールと金属シートとの間に１つ以上の楔形固定装置（ｗｅｄｇｉｎｇ ｆｉｘｔｕｒｅ）を設置してもよい。楔形固定装置は、スプールと超伝導ケーブルの第１層との間の間隙内に設置し、間隙は、超伝導ケーブルとスプールとの間の熱膨張特性の差から形成される。スプールから超伝導ケーブルを解くことができる。反応した超伝導ケーブルを銅チャネルにハンダ付け（ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）することができる。

本開示は、超伝導物質を製造するためのシステムとして実現されてもよい。システムは、スプール、スプールの上に配置された金属シート層、金属シートの上に位置する耐火クッション層、及び耐火クッション層上の耐火クロスシートの第１層を含むことができる。耐火クロスシートの第１層上に熱処理された超伝導ケーブル層が巻かれてもよい。超伝導ケーブル層上に耐火クロスシートの第２層を配置することができる。金属シート層とスプールとの間に複数の楔形固定装置が存在してもよい。

本開示の特性及び目的をより十分に理解するために、添付する図面と併せて、以下の詳細な説明を参照されたい。

熱処理反応前の物質層及び熱処理スプールの概略図である。 反応温度での熱処理前後の超伝導物質及び熱処理スプールの概略図である。 反応温度での熱処理前後の超伝導物質及び熱処理スプールの概略図である。 反応温度での熱処理前後の超伝導物質及び熱処理スプールの概略図である。 反応温度での熱処理前後の超伝導物質及び熱処理スプールの概略図である。 熱処理中に発生する寸法変化を示す例示的な超伝導物質の変形挙動を示す。 熱処理中に発生する寸法変化を示す例示的な超伝導物質の変形挙動を示す。 熱処理反応後の図１の物質層及び熱処理スプールの概略図である。 例示的な調節機構を示す。 例示的なローラシステムを示す。 超伝導物質の製造方法を示す。

本開示は、超伝導コイルの製造として実施することができる。概略的に、この工程は、４つの一般的な工程を含んでもよい。第１に、未反応の超伝導ケーブル（又はワイヤー）を、前駆体物質が超伝導相を形成するように、調製及び熱処理反応してもよい。第２に、反応した超伝導ケーブルをチャネルと接合するように調製してもよい。第３に、超伝導ケーブルをチャネルと統合してもよい。「統合」は、一般的に反応した超伝導ケーブルをハンダ付けによってチャネル（例えば、銅チャネル）と接合する工程である。第４に、ケーブル−イン−チャネル超伝導体を（上述したリアクト＆ワインド法により）使用するために、完成した超伝導コイルに巻くことができる。本出願の文脈で、用語「ケーブル」は、当業者に周知の物質のストランドを含むことができる。また、本開示は、「ワイヤー」又は「ケーブル」形態の超伝導物質に関連してもよく、それが教示する内容は、超伝導体のうちのいずれか１つの形態（すなわち、ワイヤー又はケーブル）に適用できることが認識される。

超伝導ワイヤーを製造する工程は、高温超伝導体、Ｎｂ_３Ｓｎ、ＭｇＢ_２、又は、熱処理サイクルによって超伝導相を形成するために必要なその他の前駆体を含む未反応超伝導物質を提供する工程で開始することができる。未反応超伝導物質、例えば、ストランド又はケーブルフィラメントは、一般的に円形断面を有するストランドの伸張したグループとして開始することができる。ストランドは、金属加工されたアセンブリ、例えば、ドローイング、スウェージング（ｓｗａｇｉｎｇ）、押出、ローリング、又は、印加された熱の有無に係る関連工程を行うアセンブリであってもよい。

図１は、未反応の超伝導ケーブル１２を受容するために使用することができる熱処理スプール１０を示す。熱処理スプール１０を製造する工程は、金属シート１４、例えば、スチールシートを、スプール１０の外周に積層する工程を含むことができる。金属シート１４は、熱処理中にスプール１０又はその他の耐火物質１６，１８と融合しないように選択することができる。耐火クッション層１８は、金属シート層１４に対して配置することができる。耐火クッション層１８は、熱処理中に超伝導ケーブル１２が収縮又は膨張するのに適切な耐火物質で構成することができる。このように、クッション層１８は、圧縮性「パッド」層であることが好ましい。クッション層は、熱処理中に適量の圧縮が発生するように十分な厚さを有することができ、例えば、厚さが約０．２５から０．５インチである。耐火クッション層１８は、耐火セラミック繊維（ＲＣＦ）であって、一般的にアルミナ及びシリカを含む。適切なアルミノシリケートセラミック繊維は、Ｕｎｉｆｒａｘ ＬＬＣ社（ナイアガラフォールズ、ニューヨーク州）から登録商標ＦＩＢＥＲＦＲＡＸとして市販されている。ＦＩＢＥＲＦＲＡＸ（登録商標）セラミック繊維は、約４５から約７５重量％のアルミナ及び約２５から約５５重量％のシリカを含む溶融物の繊維化生成物を含む。ＦＩＢＥＲＦＲＡＸ（登録商標）繊維は、約１５４０℃以下の作動温度及び約１８７０℃以下の融点を示す。特定の実施形態において、アルミノシリケート繊維は、約４０重量％から約６０重量％のＡ１_２Ｏ_３及び約６０重量％から約４０重量％のＳｉＯ_２を含み、一実施形態において約４７から約５３重量％のアルミナ及び約４７から約５３重量％のシリカを含んでもよい。

未反応の超伝導ケーブル１２を、耐火クッション層１８の周りに巻くことができる。熱処理中に未反応の超伝導ケーブル１２が融合及び／又は破損することを防ぐために、超伝導ケーブル層１２及び耐火クッション層１８の間に耐火ファブリック１６を配置してもよい。超伝導ケーブル層１２が耐火ファブリック層１６の第１層と第２層との間に介在するように、耐火ファブリック１６の第２層を超伝導ケーブル層１２の外側に配置してもよい。耐火ファブリック１６は、任意の好適な耐火ファブリック物質、例えば、織布ガラス繊維物質、Ｅガラスなどであってもよい。１つの特定の構成では、耐火クッション層１８は、耐火ファブリック１６より厚い。耐火クッション層１８は、耐火ファブリック１６より少なく圧縮されるか、又は実質的に非圧縮であってもよい。図１には、一層だけの超伝導ケーブル１２が示されているが、周知の方法によってケーブル１２の追加の層をスプール１０の周りに巻くことができる。スプール１０に超伝導ケーブル１２が巻かれているため、任意の追加で巻かれた超伝導ケーブル層１２の周りに耐火ファブリック１６層を配置して、超伝導ケーブル１２の各層が交互に配置された耐火ファブリック１６層によって保護されてもよい。超伝導ケーブル１２の所望する数の層がスプール１０の周りに巻かれれば、超伝導ケーブル１２は、熱処理反応を準備することができる。

超伝導ケーブル１２は、室温で反応温度まで熱サイクルを介して熱処理反応することができる。例えば、熱サイクルは、１つ以上の温度工程を含んでもよく、最終工程は、「反応」を意図する。Ｎｂ_３Ｓｎ超伝導体に対して、温度は、複合ワイヤーデザイン及びその他の一般的な要因によって、約６５０〜７００℃の範囲であってもよい。一般的に当業者に理解されるように、反応温度は、前駆体の超伝導体化学量論化合物の変形が行われるように発生する。図２ａは、熱処理前のスプール１０及び超伝導物質１２の概略図である。熱処理反応中に、超伝導ケーブル１２及びスプール１０は熱膨張／収縮し、このような物体は寸法の変化を受けることができる。図２ｂは、熱処理後のスプール１０及び超伝導物質の概略図である。スプール１０の物性は、超伝導ケーブル１２と互いに異なるため、超伝導ケーブル１２とスプール１０との間に間隙Ｇを形成することができる。図１に示された耐火クッション層１８は、スプール１０及びケーブル１２が応力除去工程に係る寸法変化を調整するのを助けてもよく、そうでなければ、超伝導ケーブル１２が損傷する恐れがある。しかし、間隙Ｇは、スプール１０からケーブル１２のペイオフ中の超伝導ケーブル１２の円周方向の変位を引き起こす可能性がある。円周方向の変位は、スプール１０の表面に対して超伝導ケーブル層１２の差動伝送（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）又は超伝導ケーブル層１２とスプール１０との間の仲介物質層によって発生し得る。間隙Ｇの大きさは、本来の位置に対してマークの円周方向の変位及びペイオフ中の回転数の関数であってもよい。

図２ｃ及び図２ｄは、円周方向の変位の現象を示す。図２ｃは、ケーブル１２のペイオフ前のスプール１０とケーブル１２の概略図である。図２ｃにおいて、Ｍ１は、ケーブル１２上の仮想位置を示し、Ｍ２は、スプール上の仮想位置を示す。図２ｄは、スプールの完全な回転が発生した後のスプール１０及びケーブル１２の概略図である。回転方向は、スプール１０上の矢印（すなわち、反時計回り方向）で示す。図２ｄの位置Ｍ２’は、完全な回転が発生した後にケーブル１２の円周方向の変位を可視化するためのリファレンスを提供する。これは、スプール１０の完全な回転によって位置Ｍ２’が本来の位置Ｍ２に復元するためである。図２ｃを図２ｄと比較すると、位置Ｍ１がＭ１’に移動することを見ることができる。従って、ケーブル１２は、ペイオフ中のスプール回転方向から遠ざかる方向に円周方向の変位を引き起こす。

図３ａ及び図３ｂは、熱処理中に発生する寸法変化を示すため、例示的な超伝導物質の変形挙動を示す。図３ａは、高い超伝導分率を有する内部のスズＮｂ_３Ｓｎワイヤーの例示的な膨張計トレース（ｄｉｌａｔｏｍｅｔｅｒ ｔｒａｃｅ）を示す。図３ｂは、高い超伝導分率を有するＩＴ Ｎｂ_３Ｓｎワイヤーと低い超伝導分率を有するＩＴ Ｎｂ_３Ｓｎワイヤーとの間の変形挙動の比較を提供する。

超伝導ケーブル１２とスプール１０との間の間隙Ｇ及び円周方向の変位は、ペイオフ中のケーブル１２に損傷を与える可能性があり、ケーブル１２の完全性に深刻な損傷を引き起こす可能性がある。また、熱処理後、ケーブル１２は特に敏感な状態にある。調節機構は、円周方向の変位及び間隙Ｇを起こす寸法変化を補償するために提供されてもよい。このようにして、ケーブル１２は、ケーブル１２に対する重大な損傷を引き起こすことなく、スプール１０から解くことができる。具体的には、ケーブル１２は、ケーブル１２とスプール１０との間の円周方向の変位及び／又は間隙によってケーブルに適用される張力変化なしに一貫した方法でスプール１０から解くことができる。

図４に示すように、１つ以上の調節機構２０は、寸法変化が発生した後に超伝導ケーブル１２とスプール１０との間に配置されてもよい。具体的には、調節機構は、スプール１０の外壁内に提供されたスロット１０ａ内に配置してもよい。このようにして、ケーブル１２とスプール１０との間の間隙Ｇは、調節機構２０によって「充填」することができる。同様に、調節機構２０は、超伝導ケーブルを熱処理反応する工程を終えた後に、又は追加の加工のためにスプール１０から超伝導ケーブル１２を除去する前に配置することができる。１つの具体的な実施形態において、１つ以上の調節機構２０は、金属シート層１４（存在する場合）とスプール１０の表面との間でスプール１０の周縁に対して一定の間隔で位置する。例えば、１２個の調節機構２０は、スプール１０に対して一定の３０度の間隔で設置してもよい。

図５は、例示的な調節機構２０を示す。調節機構２０は、スプール１０の外径に一致するように、横方向に湾曲させることができる。また、調節機構２０のプロファイルは、スプールスロット１０ａの形状と一致するプロファイルを有してもよい。このように、調節機構２０は、スプールを横方向に運用するように固定及び配列することができる。調節機構２０は、湾曲した形状を有することが有用であるが、調節機構２０は、超伝導ケーブルの任意の寸法変化を収容するための任意の形状を有してもよい。調節機構２０は、任意の好適な物質、例えば、硬化スチール又はステンレススチールストリップ（ｓｔｒｉｐ）で構成してもよい。調節機構の全長は、スプール１０の幅より１〜２インチ超過してもよい。

複数の調節機構２０は、まず最も大きい間隙が存在する位置に第１調節機構２０を挿入して設置してもよい。例えば、第１調節機構２０は、スプール１０の下部位置（６時の位置）に設置してもよい。下部側に次の調節機構２０を挿入するために、スプール１０を平面上で前後に徐々に回転させることができる。この工程は、スプール１０に対して、例えば、一定の間隔で設置される時まで繰り返すことができる。設置された調節機構２０は、挿入しながら過度の力を加えることなく、手でしっかり締める必要がある。

任意の寸法変化を調整するために、スプール１０の外径を増加させるためのスプール１０内に統合された調節機構を含む、また他の調節機構２０がさらに考慮される。例えば、調節機構２０としての役割をするために、スプールと共に複数の折り畳み又はヒンジ部材を含んでもよい。また、スプール１０は、それ自体が調節可能な直径を有する調節機構として作用してもよい。

寸法変化を調整するために１つ以上の調節機構２０が使用されれば、反応した超伝導ケーブル１２を追加加工のためにペイオフ作動中にスプールから安全に除去することができる。反応した超伝導ケーブル１２がチャネルと接合（「統合」）される場合、チャネル及び超伝導ケーブル１２を洗浄して調製する必要がある。調製した後、反応超伝導ケーブルは、第１ペイオフに配置し、洗浄されたチャネルは、第２ペイオフに配置することができる。

統合工程は、例えば、反応した超伝導ケーブル１２をチャネルにハンダ付けする工程を含むことができる。反応した超伝導体は、ハンダ付けの工程中に損傷を受け易い。従って、本発明の他の実施形態によれば、ローラシステムは、超伝導体に対するチャネルのエッジを変形せずに、ワイヤ−イン−チャネル（又はケーブル−イン−チャネル）超伝導体のクエンチ中にハンダ付けされた超伝導体をチャネル内に制限するために提供してもよい。

図６は、本開示による例示的なローラシステム１００を示す。ローラシステム１００は、複数のローラ１１０ａ，１１０ｂを含んでもよく、これは、ハンダ付けされた超伝導ワイヤ−イン−チャネル１３を運ぶことができる。ローラ１１０ａ，１１０ｂは、統合中にワイヤ−イン−チャネル１３に対する変形が制限されるように配置されてもよい。好ましくは、一連のローラは、ダイ内にチャネルを変形（例えば、超伝導体に対してチャネルエッジを変形）せずに、チャネル内に超電導線材を確実に保持するために用いてもよい。ローラ１１０ａ，１１０ｂは、フロアー（水平）に対して凹状に配列された第１複数の溝ローラ１１０ａ、及びフロアー（水平）に対して凸状に配列された複数の溝ローラ１１０ｂを含んでもよい。ローラ１１０ａ，１１０ｂは、ハンダ付けされた超伝導体１３がローラシステム１００に入る、又は出る角度を調節するために再配置してもよい。

１つの具体的な実施形態において、凹状ローラ１１０ａは、溶融した状態のハンダと共にワイヤ−イン−チャネル１３を受容することができる。ワイヤ−イン−チャネル１３を凹状ローラ１１０ａの第１ローラに傾けて供給してもよい。例えば、ワイヤ−イン−チャネル１３を、水平に対して約２〜３度で第１ローラに供給してもよい。傾斜は、ワイヤーとチャネルとの間の適切な結合を形成するために、超伝導ワイヤー又はケーブルをチャネルに対してアージ（ｕｒｇｅ）してもよい。ワイヤ−イン−チャネル１３は、凹状ローラ１１０ａからクエンチバス１２０に向かって傾けて導いてもよい。例えば、ワイヤ−イン−チャネル１３を水平に対して約７〜８°傾けて供給してもよい。ワイヤ−イン−チャネル１３は、クエンチバス１２０から複数の凸ローラ１１０ｂを介して供給し、クエンチバス１２０の外部へ上方に傾いている。例えば、ワイヤ−イン−チャネル１３は、水平に対して約１〜２°傾けて供給してもよい。ローラ１１０ｂは、クエンチ中に適切な結合が形成されることを保障するようにチャネルに対して超伝導体に圧力を加えるために用いてもよい。

使用するために統合された超伝導体を完成した超伝導コイルに巻くことができる。このような工程は、前記参照したＲＡＷ工程と共に周知の方法に従って実行することができる。

図７は、超伝導物質２００の製造方法を示す。この方法は、スプールの上に耐火クション層を配置する工程２１０を含むことができる。耐火クロスの第１層は、耐火クッション層上に配置することができる（２２０）。超伝導ケーブルの第１層は、耐火性クロスを第１層上に巻いてもよい（２３０）。スプール上の超伝導ケーブルを熱処理することができる（２４０）。１つ以上の調節機構を超伝導ケーブルの第１層とスプールとの間に設置してもよい（２５０）。反応した超伝導ケーブルの第１層は、スプールから解かれてもよい（２６０）。

本開示は、１つ以上の具体的な実施形態に対して記載されたが、本開示内容のその他の実施形態は、本開示内容の思想及び範囲から逸脱しないで実行されることができることが理解される。従って、本開示は、伴う請求の範囲及び合理的な解釈によって制限されると見なされる。

Claims (22)

1. スプールの上に耐火クッション層を配置することと、
   前記耐火クッション層上に超伝導ケーブルの第１層を巻くことと、
   前記スプール上の前記超伝導ケーブルを熱処理反応することと、
   前記スプールから前記超伝導ケーブルの第１層を解くことと、
   前記スプールと前記超伝導ケーブルの第１層との間に形成される間隙を調整するために１つ以上の調節機構を配置することと、
   を含む、超伝導物質の製造方法。
2. 前記耐火クッション層上に耐火ファブリックの第１層を配置することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記一つ以上の調節機構は、前記スプールに対して前記超伝導ケーブルを締めるために構成される、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記一つ以上の調節機構は、前記スプールと前記超伝導ケーブルの第１層との間の間隙内に設置される楔形固定装置であり、前記間隙は、前記超伝導ケーブルと前記スプールとの間の熱膨張特性の差から形成される、請求項３に記載の方法。
5. 前記超伝導ケーブルの第１層上に耐火ファブリックの第２層を配置することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
6. 前記スプールの上に前記超伝導ケーブルの第２層を巻くことと、
   前記超伝導ケーブルの第２層上に耐火ファブリックの第３層を配置することと、
   をさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記耐火クッション層が前記スプールに固定されている、請求項１に記載の方法。
8. 前記超伝導ケーブルは、Ｎｂ３Ｓｎ、ＭｇＢ２、及びＨＴＳのうちの１つ以上である、請求項１に記載の方法。
9. 前記耐火クッションは、耐火ファブリックの前記第１層より厚い、請求項２に記載の方法。
10. 前記耐火クッションは、耐火セラミック繊維ブランケットである、請求項１に記載の方法。
11. 前記耐火ファブリックは、ガラス繊維製である、請求項２に記載の方法。
12. 前記スプールと前記耐火クッション層との間に金属シート層を配置することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
13. 前記金属シートは、スチールである、請求項１２に記載の方法。
14. 前記１つ以上の調節機構は、１つ以上の楔形固定装置であり、
    前記スプール上の前記超伝導ケーブルを熱処理した後、前記金属シートと前記スプールとの間に前記１つ以上の楔形固定装置を設置することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
15. 前記反応した超伝導ケーブルを銅チャネルにハンダ付けすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
16. スプール上の金属シート層、
    前記金属シート層上の耐火クッション層、及び、
    前記耐火クッション層上の耐火クロスの第１層を含む熱処理スプールを提供することと、
    前記耐火クロスの第１層に対して超伝導ケーブルの第１層を巻くことと、
    前記超伝導ケーブルの上に耐火クロスの第２層を配置することと、
    前記スプール上の前記超伝導ケーブルを熱処理することと、
    前記スプール上の前記超伝導ケーブルを熱処理した後に前記金属シートと前記スプールとの間に１つ以上の楔形固定装置を設置することと、
    前記スプールから前記超伝導ケーブルを解くことと、
    前記反応した超伝導ケーブルを銅チャネルにハンダ付けすることと、
    を含み、
    前記楔形固定装置は、前記スプールと前記超伝導ケーブルの第１層との間の間隙内に設置され、前記間隙は、前記超伝導ケーブルと前記スプールとの間の熱膨張特性の差から形成される、超伝導物質の製造方法。
17. スロットを有するスプールと、
    前記スプールの上に配置された金属シート層と、
    前記金属シートの上に位置する耐火クッション層と、
    前記耐火クッション層上の耐火クロスシートの第１層と、
    前記耐火クロスシートの第１層上に巻かれた熱処理された超伝導ケーブル層と、
    前記超伝導ケーブル層上に位置する耐火クロスシートの第２層と、
    前記スプールと前記金属シート層との間の前記スロット内に位置する複数の楔形固定装置と、
    を含む、超伝導物質の製造システム。
18. 金属の前記複数の楔形金属固定装置は、前記スプールに対して規則的な放射状の間隔で配置される、請求項１７に記載のシステム。
19. スプールの上に耐火クッション層を配置することと、
    前記耐火クッション層上に超伝導ケーブルの第１層を巻くことと、
    前記スプール上の前記超伝導ケーブルを熱処理反応することと、
    前記スプールから前記超伝導ケーブルの第１層を解くことと、を含み、
    前記耐火クッションは、耐火セラミック繊維ブランケットである、超伝導物質の製造方法。
20. スプールの上に耐火クッション層を配置することと、
    前記耐火クッション層上に超伝導ケーブルの第１層を巻くことと、
    前記スプール上の前記超伝導ケーブルを熱処理反応することと、
    前記スプールから前記超伝導ケーブルの第１層を解くことと、
    前記スプールと前記耐火クッション層との間に金属シート層を配置することと、
    を含む、超伝導物質の製造方法。
21. 前記金属シートは、スチールである、請求項２０に記載の方法。
22. 前記スプール上の前記超伝導ケーブルを熱処理した後、前記金属シートと前記スプールとの間に１つ以上の楔形固定装置を設置することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。