[發(fā)明專利]一種CICC型RRPNb3Sn超導線圈的熱處理工藝技術(shù)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510593882.1
• 申請日: 2015-09-17
• 公開（公告）號: CN105132841B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 匡光力;陳文革;陳灼民;陳治友;譚運飛;黃鵬程;朱加伍;蔣冬輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;H01F41/04;H01F41/06
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

1.一種CICC型RRP Nb₃Sn超導線圈的熱處理工藝技術(shù)，其特征在于，包括以下步驟：

（1）在CICC型RRP Nb₃Sn超導線圈熱處理前布置與安裝測溫熱電偶：

1）選取熱電偶的布置點：a、在超導線圈（2）的線圈導體引/出線（3）和（5）、線圈的液氦短管（4）上布置測點；b、在超導線圈（2）底部托架（1）上驗證樣品放置處布置測點；c、在超導線圈（2）上、中、下部位的內(nèi)/外表面三個不同方位上布置測點；

2）各個溫度測點的熱電偶的安裝工藝要求：a、在線圈導體引/出線（3）和（5）、線圈的液氦短管（4）部位安裝測點時，熱電偶傳感部位直接與裸露在外的CICC超導導體和與導體相通的液氦短管接觸并進行固定；b、在驗證樣品放置處安裝測點時，熱電偶傳感部位直接與超導線圈底部托架（1）表面不同位置接觸并進行固定；c、在超導線圈的內(nèi)外表面不同位置安裝測點時，熱電偶傳感部位通過金屬過渡件與CICC超導導體相接觸但不能破壞超導線圈的絕緣結(jié)構(gòu)；

3）在超導線圈（2）上、中、下部位的內(nèi)/外表面三個不同方位上布置測點的熱電偶的具體安裝方法是：先在超導線圈內(nèi)外表面不同位置處附近的熱處理夾具中金屬夾板（6）上焊上開鑿有?3 mm、深20 mm沉孔的圓柱形金屬過渡件（9），該金屬過渡件（9）的一端側(cè)面焊有長為5 mm錐形尖刺，錐形尖刺能透過線圈絕緣結(jié)構(gòu)（8）與線圈CICC超導導體（7）接觸，后在金屬過渡件（9）的?3 mm沉孔里緊緊地插入熱電偶傳感部位（10）；

（2）利用RRP Nb₃Sn超導股線制成CICC型超導線圈的最佳熱處理工藝制度：

210℃/48hr ^(a) + 400℃/48hr ^(a) + 570℃/4hr ^(b) + 640℃/60hr^(c)，升溫速率是10℃/hr,熱處理完成后以10℃/hr降溫到低于500℃，然后隨爐冷卻；其中，（a）表示在210℃和400℃這兩個保溫平臺，Nb₃Sn超導線圈溫度最低部位可以延遲到100hr以上以確保在兩個平臺要求的48hr反應持續(xù)時間內(nèi)磁體上所有部位溫度的一致性，即210℃±2.5℃和400℃±2.5℃；（b） 表示為了減少640℃保溫平臺的延遲時間和防止線圈上最高溫度超過640℃，預先增加的570℃/4hr保溫平臺；（c）表示當超導線圈所有部位溫度應在635-640℃范圍時可認為進入640℃保溫平臺，其溫度最高部位在640℃保溫平臺的持續(xù)時間應控制在70hr以內(nèi)而溫度最低部位在640℃保溫平臺的持續(xù)時間超過50hr以上；

（3）CICC型RRP Nb₃Sn超導線圈在長時間熱處理過程可能發(fā)生的各種故障的工藝處理措施，完善了該超導線圈最佳熱處理工藝制度：

當發(fā)生了最嚴重的故障，一時沒有排除的對策，立即中止熱處理，并以較快速率降到室溫，同時記下中止熱處理那個時刻的狀態(tài)，如：熱處理溫度以及在該溫度下持續(xù)反應時間量，待故障排除后可重新恢復熱處理，具體做法是以快的速度升至到發(fā)生熱處理中斷時刻的狀態(tài)，并按最佳熱處理制度繼續(xù)進行下去。