[發(fā)明專利]高溫超導線的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610211086.1
• 申請日: 2016-04-06
• 公開（公告）號: CN105869782B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李柱永
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01B13/012
• 分類號: H01B13/012;H01B12/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超導線材領(lǐng)域，具體涉及一種高溫超導線的制備方法。

背景技術(shù)

由于高溫超導材料遠遠超過常規(guī)導體的大電流承載能力，使人們對其在強電領(lǐng)域中的應用報有極大的希望，BSCCO超導帶材的粉末裝管、軋制、高溫退火的加工技術(shù)在二十世紀九十年代早期首先取得突破，并很快實現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)。盡管其價格昂貴，但世界各國都制定了大規(guī)模的研究計劃，且在超導儲能、超導電纜、超導限流器、超導變壓器等領(lǐng)域取得顯著成果。

然而在工業(yè)應用中，如高溫超導變壓器、高溫超導電機和高溫超導線纜中需要通數(shù)百安培的大電流且對帶材的硬度需求高，為了滿足這些要求,首先,必須能制備出各種形狀(如線材或膜材)的高溫超導體；另外,從應用的角度來看，超導體的載流能力還必須達到一定的強度。要得到規(guī)定形狀和良好運載電流能力的高溫超導體，就必須要找到適當?shù)闹苽浞椒ā?/p>

如今解決的方法大多是采用復絲復合超導體結(jié)構(gòu)，然而現(xiàn)有的復絲復合超導體結(jié)構(gòu)大多結(jié)構(gòu)復雜，不適宜彎曲，難以繞制成跑道型或圓形超導線圈。

經(jīng)過檢索發(fā)現(xiàn)，當前尚沒有制備方形或圓形窄絲化高溫超導線的制備工藝和方法，亦無公開的專利和文獻。如中國專利號：CN1510698A，專利名稱：《超導電纜導體組合繞制方法》。公開了一種超導電纜導體組合繞制方法，其包括步驟：按超導電纜對超導帶根數(shù)和間距的要求，將多根原料超導帶平行排列成超導帶材組；制作帶狀的薄柔性襯底；將超導帶材組附在薄柔性襯底上，并與薄柔性襯底連成一體，保持張力一致，制成超導電纜組合超導帶；將制作好的超導電纜組合超導帶，以相對于電纜芯的繞制角度θ，以螺旋方式不重疊地繞制在電纜芯上，制成組合繞制的超導電纜導體，采用本方法使得超導電纜導體的繞制簡單化，系統(tǒng)技術(shù)復雜性降低，同時在繞制過程中保護了超導帶，對超導帶的機械性能要求降低，降低了超導體繞制中的超導帶的損傷率和斷帶率，提高了繞制的質(zhì)量和效率。此專利描述了多根帶材繞制在電纜芯上的制備方法。

中國專利申請?zhí)枺篊N204803386U，專利名稱：《一種銅帶涂錫機》。該專利公開了一種銅帶涂錫機，包括沿銅帶前進方向依次設(shè)置的放線裝置、銅帶清洗設(shè)備、銅帶烘干設(shè)備、助焊劑銅帶噴涂設(shè)備、銅帶涂錫設(shè)備、吹干設(shè)備、收線裝置和控制箱，放線裝置的放線軸為加長型，并能夠在放線軸上加載寬銅帶原料，助焊劑銅帶噴涂設(shè)備設(shè)有助焊劑添加裝置，銅帶涂錫設(shè)備設(shè)有銅帶涂錫層厚度檢測儀，并將檢測數(shù)據(jù)反饋到銅帶涂錫設(shè)備進行涂錫量的調(diào)節(jié)，控制箱設(shè)有調(diào)速單元和智能溫控單元，調(diào)速單元對放線裝置的放線速度可調(diào)，智能溫控單元對銅帶涂錫設(shè)備的錫爐溫度可調(diào)。本銅帶涂錫機能實現(xiàn)一次上料，可生產(chǎn)互連條30盤、匯流帶12盤的涂錫成品，提高自動涂錫機的生產(chǎn)效率，涂錫成品厚薄均勻，品質(zhì)穩(wěn)定，大大減少設(shè)備調(diào)試時間。此專利是針對普通銅帶進行涂錫的機器。

文獻“Magnetization Loss in HTS Stacked Tapes by Various Directional External Magnetic Fields”(Jikwang Lee,Seungwook Lee,Myungjin Park,and Gueesoo Cha,IEEE Trans.Appl.Superconduct.,vol.14,no.2,pp.630–633,2004.)研究了堆疊帶材和單層帶材由于屏蔽效應產(chǎn)生的特性差異，對比在不同角度外部磁場環(huán)境下單層帶材和堆疊帶材的磁損耗，以及不同絕緣厚度下堆疊帶材的磁損耗。實驗及仿真結(jié)果表示堆疊帶材能降低磁損耗，絕緣厚度越小損耗越低。文中采用了堆疊結(jié)構(gòu)，但材料為第一代高溫超導帶材，寬度為4.1mm未經(jīng)分切。

文獻“A Method to Reduce Magnetization Losses in Assembled Conductors Made of YBCO Coated Conductors”(O.Tsukamoto,N.Sekine,M.Ciszek,and J.Ogawa,IEEE Trans.Appl.Superconduct.,vol.15,no.2,pp.2823–2826,2005.)利用傾斜的光條紋將帶材超導層分割成細絲，將兩個超導帶倒扣形成兩層的結(jié)構(gòu)，條紋形成交叉結(jié)構(gòu)大大降低了磁損耗，但帶材臨界電流略有降低。文中提到扭繞帶材本身可以降低電磁耦合減小損耗，但有機械強度惡化的缺點，且文中采用的是擬扭繞即傾斜光條紋切割的辦法。