[發(fā)明專(zhuān)利]一種超導(dǎo)材料的接合方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410409665.8
• 申請(qǐng)日: 2014-08-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105470769A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊思劍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海岑閔新材料科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01R43/00
• 分類(lèi)號(hào): H01R43/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種接合方法，且特別是涉及一種超導(dǎo)材料的接合方法。

背景技術(shù)

超導(dǎo)材料，是指具有在一定的低溫條件下呈現(xiàn)出電阻等于零以及排斥磁力線(xiàn)的性質(zhì)的材料。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有28種元素和幾千種合金和化合物可以成為超導(dǎo)體。

技術(shù)原理

零電阻

超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)電阻為零，能夠無(wú)損耗地傳輸電能。如果用磁場(chǎng)在超導(dǎo)環(huán)中引發(fā)感生電流，這一電流可以毫不衰減地維持下去。這種“持續(xù)電流”已多次在實(shí)驗(yàn)中觀察到。

抗磁性

超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)，只要外加磁場(chǎng)不超過(guò)一定值，磁力線(xiàn)不能透入，超導(dǎo)材料內(nèi)的磁場(chǎng)恒為零。

臨界溫度

外磁場(chǎng)為零時(shí)超導(dǎo)材料由正常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)(或相反)的溫度，以Tc表示。Tc值因材料不同而異。已測(cè)得超導(dǎo)材料的最低Tc是鎢，為0.012K。到1987年，臨界溫度最高值已提高到100K左右。

臨界磁場(chǎng)

使超導(dǎo)材料的超導(dǎo)態(tài)破壞而轉(zhuǎn)變到正常態(tài)所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度，以Hc表示。Hc與溫度T的關(guān)系為Hc=H0[1-(T/Tc)2]，式中H0為0K時(shí)的臨界磁場(chǎng)。

臨界電流和臨界電流密度

超導(dǎo)體的臨界溫度Tc與其同位素質(zhì)量M有關(guān)。M越大，Tc越低，這稱(chēng)為同位素效應(yīng)。例如，原子量為199.55的汞同位素，它的Tc是4.18開(kāi)，而原子量為203.4的汞同位素，Tc為4.146開(kāi)。

通過(guò)超導(dǎo)材料的電流達(dá)到一定數(shù)值時(shí)也會(huì)使超導(dǎo)態(tài)破壞而轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)，以Ic表示。Ic一般隨溫度和外磁場(chǎng)的增加而減少。單位截面積所承載的Ic稱(chēng)為臨界電流密度，以Jc表示。

超導(dǎo)材料的這些參量限定了應(yīng)用材料的條件，因而尋找高參量的新型超導(dǎo)材料成了人們研究的重要課題。以Tc為例，從1911年荷蘭物理學(xué)家H.開(kāi)默林－昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)電性(Hg，Tc=4.2K)起，直到1986年以前，人們發(fā)現(xiàn)的最高的Tc才達(dá)到23.2K(Nb3Ge，1973)。1986年瑞士物理學(xué)家K.A.米勒和聯(lián)邦德國(guó)物理學(xué)家J.G.貝德諾爾茨發(fā)現(xiàn)了氧化物陶瓷材料的超導(dǎo)電性，從而將Tc提高到35K。之后僅一年時(shí)間，新材料的Tc已提高到100K左右。這種突破為超導(dǎo)材料的應(yīng)用開(kāi)辟了廣闊的前景，米勒和貝德諾爾茨也因此榮獲1987年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金。

結(jié)合方式是指兩個(gè)超導(dǎo)材料鏈接在一起的方式。

依照目前工業(yè)的技術(shù)，對(duì)于超導(dǎo)材料的接合是通過(guò)銅金屬作為輔助接合材料。然而，此種接合方式最多僅能制作最長(zhǎng)距離為五百公尺的憶鋇銅氧(YBCO)高溫超導(dǎo)導(dǎo)線(xiàn)。若再延伸超導(dǎo)導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度，將使得超導(dǎo)產(chǎn)品于長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用時(shí)的性能受到影響。這主要是因?yàn)椋m用來(lái)接合超導(dǎo)材料的銅金屬電阻值不高，但終究還是有一定的電阻值。因此在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作時(shí)難免會(huì)產(chǎn)生熱，造成能量消耗，甚至導(dǎo)致超導(dǎo)線(xiàn)材失去超導(dǎo)性，因而影響整體超導(dǎo)傳輸線(xiàn)的品質(zhì)。

另外，高溫超導(dǎo)材料幾乎是氧化物陶瓷材料的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)陶瓷材料之間的粘結(jié)可通過(guò)助銘劑來(lái)降低陶瓷粘著溫度(比燒結(jié)溫度低)。然而，陶瓷雖然能夠粘結(jié)在一起，但因界面結(jié)構(gòu)己被改變而無(wú)法與原材料相同。因此在粘結(jié)界面一定還是存在有較大的阻值。

申請(qǐng)?zhí)枮椋?01210181157.X的發(fā)明公開(kāi)了一種超導(dǎo)材料的接合方法，其包括提供微波腔室，其中所述微波腔室中具有第一吸熱板以及相對(duì)于第一吸熱板的第二吸熱板。將第一超導(dǎo)材料以及第二超導(dǎo)材料置于微波腔室中的第一吸熱板以及第二吸熱板之間，其中第一超導(dǎo)材料與第二超導(dǎo)材料之間具有重疊區(qū)域，且對(duì)第一吸熱板以及第二吸熱板施于一壓力。在微波腔室中施予微波能量，其中第一吸熱板以及第二吸熱板將微波能量轉(zhuǎn)換成熱能，以使第一超導(dǎo)材料與第二超導(dǎo)材料于重疊區(qū)域接合在一起。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超導(dǎo)材料的接合方法，其可以解決傳統(tǒng)接合方法中利用其它融接材料所造成的接合電阻及其所衍生的問(wèn)題。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提出一種超導(dǎo)材料的接合方法，其包括提供微波腔室，其中所述微波腔室中具有第一吸熱板以及相對(duì)于第一吸熱板的第二吸熱板。將第一超導(dǎo)材料以及第二超導(dǎo)材料置于微波腔室中的第一吸熱板以及第二吸熱板之間，其中第一超導(dǎo)材料與第二超導(dǎo)材料之間具有重疊區(qū)域，且對(duì)第一吸熱板以及第二吸熱板施于一壓力。在微波腔室中施予微波能量，其中第一吸熱板以及第二吸熱板將微波能量轉(zhuǎn)換成熱能，以使第一超導(dǎo)材料與第二超導(dǎo)材料于重疊區(qū)域接合在一起。