[發明專利]一種基于高溫超導帶材的層狀圓形超導導體及制造方法

有效

• 申請號: 202010626829.8
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111739693B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 施毅;劉華軍;張新濤;胡立標
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: H01B12/02
• 分類號: H01B12/02;H01F6/00;H01R4/62
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 張乾楨

1.一種基于高溫超導帶材的層狀圓形超導導體，其特征在于：

包括內部的超導帶材、外部銅帶材形成的銅包套，超導帶材和外部銅帶材形成的銅包套通過錫焊焊接成型；所述的內部的超導帶材為多層帶材堆疊而成，截面為正方形；所述銅包套為多層銅帶材堆疊后包裹在所述堆疊后的超導帶材上；經過扭曲后切削打磨加工，得到截面為圓形的超導導體。

2.一種用于制造如權利要求1所述的超導導體的制造方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：將所有的超導帶材和銅帶材預先掛錫；

步驟2：將超導帶材堆疊成內部超導芯、外部銅包套的正方形截面的塊狀體結構；

步驟3：將堆疊的塊狀體固定端部，并以一定的節距，以中心線為軸進行自扭轉，得到扭轉后的導體；

步驟4：利用錫池加熱方法將扭轉后的導體錫焊成型；

步驟5：最后利用車床將四邊的直角打磨并形成圓形導體。

3.根據權利要求2所述的超導導體的制造方法，其特征在于：所述步驟1包括：

所述超導帶材為REBCO帶材，將超導帶材和銅帶材上下表面經過清潔清洗后，預先鍍上一層均勻焊錫，錫層總厚度控制在0.04~0.05mm，錫料采用PbSn，鍍錫溫度控制在200 ℃以內。

4.根據權利要求2所述的超導導體的制造方法，其特征在于：所述外部銅包套采用高RRR的銅帶材代替普通的無氧銅材，所述高RRR是指銅的剩余電阻率RRR150。

5.根據權利要求2所述的超導導體的制造方法，其特征在于：所述步驟3包括：

采用固定導體兩端的方式扭絞，扭絞的節距應大于超導帶材能夠承受的臨界節距；扭轉完成后固定住導體兩端，避免扭轉導體的退扭。

6.根據權利要求2所述的超導導體的制造方法，其特征在于：所述步驟4具體包括：

將需要錫焊的扭轉后的導體放入錫池中進行加熱焊接成型，該錫池通過底部的加熱棒進行加熱，利用溫度計和溫度控制裝置進行溫度的控制；加熱樣品通過主動輪和從動輪以固定的速率移動，實現長導體的連續錫焊。

7.根據權利要求2所述的超導導體的制造方法，其特征在于：所述步驟5包括：

帶材打磨校形，樣品后面裝配有旋轉齒輪及底座，避免樣品移動過程中的自旋轉現象，樣品前進方向距離旋轉齒輪及底座20 mm位置同軸安裝另一個固定底座，保證樣品切割處足夠的剛性，利用旋轉齒輪及底座固定及移動樣品，利用打磨旋轉刀頭進行外圍切割打磨，實現方形截面結構的導體向圓形截面導體的過渡，并實現長樣品的連續加工。

8.根據權利要求1所述的超導導體，其特征在于，運行在77 K液氦運行溫區下，能提供2kA以上的傳輸電流；在4.2K的運行溫度下，12T磁場下提供超過4 kA的臨界電流。