[發(fā)明專利]具有優(yōu)異絕緣性的高溫超導(dǎo)線圈、其使用的高溫超導(dǎo)導(dǎo)線及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680051362.0
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107949890A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金錫煥;曺永植;高樂吉;河?xùn)|雨;金亨旭;樸燦
• 申請（專利權(quán)）人: 韓國電氣硏究院
• 主分類號: H01F6/00
• 分類號: H01F6/00;H01F6/06;H01B12/04
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11002
• 代理人: 張晶,趙愛玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過卷繞超導(dǎo)導(dǎo)線而形成的超導(dǎo)線圈，且更特別地，涉及一種具有其中絕緣層使相鄰的卷繞導(dǎo)線之間的空間電絕緣的結(jié)構(gòu)的高溫超導(dǎo)線圈。

背景技術(shù)

在液氮溫度下操作的高溫超導(dǎo)導(dǎo)線在高磁場下呈現(xiàn)出高閾值電流密度特性，并且因超導(dǎo)磁體的高磁場的應(yīng)用等而引起關(guān)注。

高溫超導(dǎo)導(dǎo)線可具有其中細(xì)絲型超導(dǎo)部分或薄膜型超導(dǎo)部分在導(dǎo)電金屬外部表層內(nèi)延伸的結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)其結(jié)構(gòu)可被劃分成第一代超導(dǎo)導(dǎo)線和第二代超導(dǎo)導(dǎo)線。例如，第二代超導(dǎo)導(dǎo)線具有其中金屬襯底、緩沖層、超導(dǎo)層和穩(wěn)定層堆疊的結(jié)構(gòu)，并且導(dǎo)線的外部部分具有被諸如Cu和Ag或其合金的導(dǎo)電金屬覆蓋的結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)線圈卷繞時，相鄰匝的導(dǎo)線彼此電接觸。

為了防止電接觸，超導(dǎo)導(dǎo)線可在附著有絕緣材料的狀態(tài)下卷繞，絕緣材料諸如聚四氟乙烯或聚酰亞胺。

然而，構(gòu)成超導(dǎo)磁體的超導(dǎo)導(dǎo)線是否絕緣會影響諸如超導(dǎo)磁體的激勵的電磁特性。

進(jìn)一步地，超導(dǎo)導(dǎo)線是否絕緣顯著影響對失超的保護(hù)特性。具體地，已知高溫超導(dǎo)導(dǎo)線具有高熱容量和高臨界溫度，因此與低溫超導(dǎo)導(dǎo)線相比，高溫超導(dǎo)導(dǎo)線發(fā)生失超的可能性較低，但實際上，高溫超導(dǎo)導(dǎo)線具有較低的失超傳播速度，因此存在難以在外部檢測到失超現(xiàn)象的問題，并且高溫超導(dǎo)導(dǎo)線具有因局部失超現(xiàn)象而導(dǎo)致導(dǎo)線燒毀的致命缺陷。為了解決這個問題，已經(jīng)開發(fā)了用于檢測超導(dǎo)磁體中發(fā)生的失超現(xiàn)象并保護(hù)導(dǎo)線免于失超現(xiàn)象的各種技術(shù)，但截止目前仍沒有根本的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

[技術(shù)問題]

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種超導(dǎo)線圈，其由適于應(yīng)用高磁場的高溫超導(dǎo)導(dǎo)線形成。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種高溫超導(dǎo)線圈，當(dāng)被用作磁體時，容易控制其的包括響應(yīng)特性的電磁特性。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種高溫超導(dǎo)線圈，其具有針對當(dāng)超導(dǎo)磁體操作時發(fā)生的失超現(xiàn)象的自我保護(hù)功能。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種超導(dǎo)導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，其適于使用在上述高溫超導(dǎo)線圈中。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造上述高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的方法。

[技術(shù)方案]

在本發(fā)明的方面中，提供了一種高溫超導(dǎo)線圈，其中在長度方向上以預(yù)定寬度延伸的高溫超導(dǎo)導(dǎo)線被卷繞，該高溫超導(dǎo)線圈包括：插入的金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變(MIT)材料層，以使相鄰的超導(dǎo)導(dǎo)線的超導(dǎo)部分之間的空間電絕緣。

在本發(fā)明的示例性實施例中，MIT材料層可具有等于或高于超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界溫度的轉(zhuǎn)變溫度。進(jìn)一步地，MIT材料層的轉(zhuǎn)變溫度可低于臨界溫度+100K。

進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，MIT材料層的導(dǎo)電率在接近轉(zhuǎn)變溫度的溫度下可增加10³倍或更多，更優(yōu)選地，增加10⁵倍或更多。

進(jìn)一步地，MIT材料層可具有等于或低于室溫的轉(zhuǎn)變溫度。

在本發(fā)明的示例性實施例中，MIT材料層可包括諸如VO或V_nO_2n-1(此處，n＝2至9)的釩氧化物。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的示例性實施例中，MIT材料層可包括從由Fe₃O₄、RNiO₃(R＝La、Sm、Nd或Pr)、La_1-xSr_xNiO₄(此處,x<1)、NiS_1-xSe_x(此處，x<1)和BaVS₃所組成的組中選擇的材料的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，超導(dǎo)導(dǎo)線可包括超導(dǎo)材料和圍繞超導(dǎo)材料的導(dǎo)電外部金屬表層，并且MIT材料層可插入在相鄰堆疊的超導(dǎo)導(dǎo)線的外部金屬表層之間。

進(jìn)一步地，可在卷繞導(dǎo)線的長度方向上，連續(xù)地或間斷地插入MIT材料層。

在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種高溫超導(dǎo)導(dǎo)線，其包括：在長度方向上延伸的超導(dǎo)部分和圍繞超導(dǎo)部分的導(dǎo)電外部金屬表層；以及金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變(MIT)材料層，導(dǎo)電外部金屬表層的上表面或下表面的至少一部分涂覆有MIT材料層，并且MIT材料層在超導(dǎo)部分的延伸方向上延伸。

在這種情況下，導(dǎo)電外部金屬表層可包括形成有超導(dǎo)部分的金屬襯底和保護(hù)超導(dǎo)部分的金屬層。進(jìn)一步地，導(dǎo)電外部金屬表層可包括圍繞超導(dǎo)部分的金屬層。進(jìn)一步地，MIT材料層可間斷地延伸。