[發明專利]一種高溫超導帶材連續化快速加熱裝置

有效

• 申請號: 201610100335.X
• 申請日: 2016-02-24
• 公開（公告）號: CN105702379B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 蔡傳兵;麥北布洛克-布貝卡;魯玉明;李敏娟;谷朝輝;范峰
• 申請（專利權）人: 上海上創超導科技有限公司;上海大學
• 主分類號: H01B12/02
• 分類號: H01B12/02;H01B13/00
• 代理公司: 上海浦東良風專利代理有限責任公司31113
• 代理人: 張勁風

技術領域

本發明涉及超導帶材的加熱裝置，特別涉及一種高溫超導帶材連續化快速加熱裝置。

背景技術

本發明涉及高溫超導帶材連續化鍍膜和熱處理領域。基于ReBa₁Cu₂O_7-δ（REBaCuO，RE=Y, Gd, Dy等稀土元素）高溫超導體的第二代高溫超導帶材是一種新型電力材料，其結構包括了金屬基帶、氧化物緩沖層、銅基氧化物REBaCuO超導層和金屬保護層。第二代高溫超導帶材是指以REBCO-123系超導材料為主的稀土類鋇銅氧化物超導涂層導體。它由金屬合金基帶、種子層、阻擋層、帽子層、稀土鋇銅氧超導層、保護層以及穩定層等構成。與第一代Bi系高溫超導帶材相比，第二代高溫超導帶材具有更高的不可逆場更高的超導轉變溫度和更高的臨界電流密度，可以在較高的溫度和磁場下應用，是各國在高溫超導領域研發的焦點。

高溫超導涂層導體的常用結構和組分為：基帶為哈氏合金帶或其他鎳鎢合金帶，緩沖層為錳氧化鑭/氧化鎂/氧化釔，金屬銀為保護層；其中，超導層的各類制備技術路線中成本最低的為金屬有機物涂層技術。可見，完成高溫超導帶材制備流程需要在金屬合金基帶上沉積各類氧化物以及超導層，而采用低成本化學法制備高溫超導帶材需要多次氣氛熱處理來實現。

為了提升產量，往往要求走帶速度很快（大于100米/小時）。一般的電阻絲加熱方式對金屬基帶的加熱往往不充分且效率低下，影響各氧化物功能層的性能。針對上述多層結構連續化鍍膜和多次氣氛熱處理，采用新型高效的加熱裝備，提高這些鍍膜和熱處理過程中的加熱升溫速率，對控制產品質量、提高生產效率十分重要。

發明內容

本發明目的在于針對金屬基帶上多層結構連續化鍍膜和多次氣氛熱處理，主要解決電阻絲加熱方式存在的加熱不充分及效率低的技術問題，提供一種結構簡單、連續動態條件下的高溫超導帶材連續化快速加熱裝置。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種高溫超導帶材連續化快速加熱裝置，包括一個放帶輪和一個收卷輪，超導帶材穿過加熱爐，其特征是所述加熱爐為半圓形抗輻射反射管，分成預熱區和薄膜沉積區，在預熱區，超導帶材上方和下方設有透明擋板，在透明擋板靠半圓形抗輻射反射管一側均設有輻射加熱燈管；在薄膜沉積區，超導帶材貼在上方金屬傳熱板上，在金屬傳熱板上方沿長度方向設有多個輻射加熱燈管。

所述透明擋板背面采用高反射率鏡面設計，可以提高基帶預熱效率。

本發明的優點和有益效果在于：為保證有效、快速加熱，設置預熱區，在超導帶材正反面放有輻射加熱燈管，通過透明擋板最大限度吸收輻射熱量，也保證帶材揮發物質不影響加熱燈管的壽命，有效解決基帶高速運轉情況下基帶加熱不充分的情況；在薄膜沉積區，只能有一面加熱，另一面需正面向擴散的氣相沉積等離子體或熱處理的混合氣體；為了保護輻射加熱燈管、同時使加熱帶材的基地受熱均勻，將超導帶材貼在金屬傳熱板上，超導帶材不含功能薄膜層的那面與金屬傳熱板接觸，通過金屬傳熱板間接加熱，利于溫度的控制與穩定，解決輻照過程熱電偶溫度變化過快的情況。采用輻射加熱燈管加熱，解決第二代高溫超導帶材生產過程中高溫及氧化條件對普通加熱體的腐蝕。本發明結構簡單，升溫速率高，特別適用于第二代高溫超導帶材高速制備。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖中：1-輻射加熱燈管，2-透明擋板，3-金屬傳熱板，4-半圓形抗輻射反射管，5-放帶輪，6-收卷輪，7-超導帶材。

具體實施方式

下面結合實施例，對本發明的具體實施方式作進一步描述。以下僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。

參照圖1，一種高溫超導帶材連續化快速加熱裝置，包括一個放帶輪5和一個收卷輪6，超導帶材7穿過加熱爐，所述加熱爐為半圓形抗輻射反射管4，分成預熱區和薄膜沉積區，在預熱區，超導帶材7上方和下方設有透明擋板2，透明擋板背面采用高反射率鏡面設計，在透明擋板2靠半圓形抗輻射反射管4一側均設有輻射加熱燈管1；在薄膜沉積區，超導帶材7貼在上方金屬傳熱板3上，在金屬傳熱板3上方沿長度方向設有多個輻射加熱燈管1。