[實(shí)用新型]一種超導(dǎo)接頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720101557.3
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN206546887U
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱建明;陳一煒;俞道生
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州圖銳科技有限公司
• 主分類號: H01R4/68
• 分類號: H01R4/68;H01F6/06
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于超導(dǎo)線材連接技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種在無氦磁體中使用的二硼化鎂超導(dǎo)線圈的超導(dǎo)接頭。

背景技術(shù)

二硼化鎂（MgB₂）在2001年被發(fā)現(xiàn)是超導(dǎo)體，相較于其他常規(guī)超導(dǎo)材料有較高的臨界溫度，MgB2在材料和制造成本等方面相對較低，所以被認(rèn)為是很有希望應(yīng)用在磁共振成像系統(tǒng)（MRI）磁體等方面，尤其是無氦模式磁共振成像系統(tǒng)（FHeMRI）磁體中的一種候選材料。無氦磁體與液氦磁體相比，無需液氦做制冷劑而僅由制冷機(jī)控制工作環(huán)境溫度，所以選擇臨界溫度較高的MgB2作為超導(dǎo)材料更為合適。目前市場上銷售的磁共振成像系統(tǒng)（MRI）主要是采用鈮鈦（NbTi）材料超導(dǎo)線繞制的超導(dǎo)磁體。傳統(tǒng)的NbTi超導(dǎo)線可以通過熔接等方法進(jìn)行超導(dǎo)連接，而MgB2是一種脆性的陶瓷材料，且熔點(diǎn)高，不能通過傳統(tǒng)方法進(jìn)行超導(dǎo)連接。現(xiàn)在的超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)（MRI）磁體內(nèi)充滿了昂貴的液氦（LHe）來維持NbTi超導(dǎo)線4.2K的臨界溫度。但是，不斷攀升的液氦價格和極有可能短缺的液氦資源，大幅增加了對無氦磁體的需求。MgB₂的臨界溫度為39K，故可允許其在高達(dá)10K-25 K的溫度下工作。

同時，超導(dǎo)接頭的好壞將直接影響到磁體的能否長期穩(wěn)定工作，在磁場以及溫度15K的條件下需實(shí)現(xiàn)小于1.3×10^-10Ω的接合電阻。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有的MgB₂超導(dǎo)接頭載流能力不強(qiáng)，且在制作接頭過程中，由于MgB₂本身的脆性極易導(dǎo)致超導(dǎo)線內(nèi)芯折斷。我們根據(jù)Mg、B 和MgB₂超導(dǎo)體的物理化學(xué)特性，提出一種實(shí)現(xiàn)MgB₂超導(dǎo)線材安全可靠的超導(dǎo)連接裝置。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)兩段MgB₂超導(dǎo)線的連接，還可以使接頭電阻達(dá)到磁共振系統(tǒng)穩(wěn)定持久工作所需。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：

MgB₂是一種金屬與非金屬高熔點(diǎn)合金材料，單絲MgB₂超導(dǎo)線是通過粉末裝管法技術(shù)和原位工藝制造。使用Mg、B 混合粉末作為原始材料，裝入金屬管中，鍛造好的復(fù)合材料導(dǎo)線隨后被拉制成超導(dǎo)線。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種超導(dǎo)接頭，包括有反應(yīng)桶、沖壓桶蓋、MgB₂塊和兩根MgB₂超導(dǎo)線，所述的反應(yīng)桶側(cè)壁開設(shè)有用于MgB₂超導(dǎo)線穿入的方形通孔，反應(yīng)桶內(nèi)側(cè)底部設(shè)有用于MgB₂超導(dǎo)線定位的導(dǎo)向卡槽，所述的通孔在反應(yīng)桶內(nèi)側(cè)底部與所述的導(dǎo)向卡槽連通且方向一致；所述的兩根MgB₂超導(dǎo)線并排緊貼穿過通孔定位在導(dǎo)向卡槽內(nèi)，兩根MgB₂超導(dǎo)線的MgB₂超導(dǎo)內(nèi)芯在反應(yīng)桶內(nèi)通過MgB₂塊連接；所述的反應(yīng)桶上口設(shè)有沖壓桶蓋，沖壓桶蓋與反應(yīng)桶之間通過插接方式密封配合。

作為優(yōu)選，所述的通孔的高度寬度尺寸與兩根并排的MgB₂超導(dǎo)線的高度寬度尺寸適配；所述的導(dǎo)向卡槽寬度尺寸與兩根并排的MgB₂超導(dǎo)線的寬度尺寸適配。

作為優(yōu)選，所述的反應(yīng)桶的內(nèi)腔呈直立柱形。

作為優(yōu)選，所述的反應(yīng)桶與沖壓桶蓋之間設(shè)有高溫密封層；所述的方形通孔與兩根MgB₂超導(dǎo)線之間也設(shè)有高溫密封層。

作為優(yōu)選，所述的高溫密封層為GL-900耐高溫?zé)o硅密封膠材料。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下：

本實(shí)用新型將MgB₂超導(dǎo)線材放置在反應(yīng)桶的內(nèi)腔中，并通過施加壓力使接頭處致密化，可有效減少外界氣氛對燒結(jié)反應(yīng)的影響，且提高機(jī)械強(qiáng)度和接頭致密度，有效降低接頭處電阻，保障接頭能夠在超導(dǎo)磁體中處于長期穩(wěn)定的狀態(tài)。

本實(shí)用新型將剝離一半護(hù)套金屬的MgB₂超導(dǎo)線置于反應(yīng)桶下部凹陷，且剩余一半護(hù)套金屬與底部接觸墊實(shí)，用于反應(yīng)的混合粉末在其上部。能夠保證受到壓力后，原MgB₂超導(dǎo)線不會因?yàn)樽陨泶嘈远蹟啵ＷC原超導(dǎo)線的超導(dǎo)性能。