[發明專利]適用于絞纜的超導帶材制備方法、超導帶材及超導電纜

有效

• 申請號: 202110644972.4
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113380458B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 朱佳敏;程春生;連亞博;張超;趙躍;高中赫;蘇廣磊;陳思侃;吳蔚;丁逸珺
• 申請（專利權）人: 上海超導科技股份有限公司
• 主分類號: H01B12/00
• 分類號: H01B12/00;H01B12/08
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 黃磊;郭國中

本發明提供了一種適用于絞纜的超導帶材制備方法、超導帶材及超導電纜，包括：步驟S1、對基帶進行拋光；步驟S2、對拋光后的所述基帶進行切割，使所述基帶具有直邊部分和斜邊部分；步驟S3、在切割后的所述基帶上依次鍍制緩沖層和超導層。本發明通過拋光解決了斜邊部分電流受料痕影響的問題，同時使得斜邊部分的電流能夠和直線部分一致，有效解決了傳統Roebel電纜電流損失的問題。此外，通過先對基帶進行切割再進行鍍膜，解決了由于切割裂紋擴散導致的帶材整體損壞問題。

技術領域

本發明涉及超導技術領域，具體地，涉及一種適用于絞纜的超導帶材制備方法、超導帶材及超導電纜。

背景技術

第二代超導帶材，由于其作為超導載流核心的ReBCO本身硬且脆，所以一般是在鎳基合金基底上采用多層覆膜的工藝生產，所以又被成為涂層導體。第二代超導帶材一般由基帶、緩沖層(過渡層)、超導層以及保護層組成。超導帶材的厚度一般為50～300微米，寬度一般為4～12毫米。因此，二代高溫超導帶材是一種有著超高縱寬比的帶狀結構。單根高溫超導帶材的載流能力是有限的，工程應用中為了產生更大的載流能力，往往需要將多跟超導帶材并在一起做成集束導線，這個被稱為超導電纜。Roebel電纜就是其中一種。Roebel線纜結構由Ludwig Roebel于1912年提出，其首先對單根高溫超導帶材進行切割，然后將多根進行換位紐絞編織在一起。由于通過扭繞能夠顯著的降低帶材的交流損耗，同時也能降低磁體中的屏蔽電流。

然而Roebel電纜的制造非常的麻煩，由于需要對二代高溫超導帶材進行沖壓或切割成異型，整個工藝過程中會造成Roebel帶材邊角的損壞。在實際制備過程中發現，對帶材的后切割，尤其是機械切割會造成切口處的裂紋。尤其對于不規則形的Roebel帶材，后續的鍍銅扭絞過程，由于需要施加張力，帶材局部的裂紋會進一步受應力擴展從而損傷超導帶材各層結構。

更重要的是帶材的斜邊的臨界電流大幅小于直邊電流。這讓Roebel電纜在制作完后，電流有大幅度的損失。其原因如圖1所示，超導帶材的基帶采用哈氏合金，表面沿其長度方向具有料痕，由于常規的超導帶材為直線型，因此長度方向的料痕對電流傳輸的影響有限，然而在Roebel電纜中，每個超導帶材都需要切割為圖2所示的直邊+斜邊的結構，電流從直邊傳輸至斜邊時就會受到料痕的影響，從而造成電流損失。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種適用于絞纜的超導帶材制備方法、超導帶材及超導電纜。

根據本發明提供的一種適用于絞纜的超導帶材制備方法，包括：

步驟S1、對基帶進行拋光；

步驟S2、對拋光后的所述基帶進行切割，使所述基帶具有直邊部分和斜邊部分；

步驟S3、在切割后的所述基帶上依次鍍制緩沖層、織構層、超導層、銀保護層、銅保護層，得到超導帶材；或者，包括：

步驟S1、對基帶進行拋光；

步驟S2、所述基帶上依次鍍制緩沖層、織構層、超導層和銀保護層，得到超導帶材；

步驟S3、對鍍制后的所述超導帶材進行切割，使所述超導帶材具有直邊部分和斜邊部分；

步驟S4、對切割后的超導帶材鍍制銅保護層。

優選地，織構層織構度和粗糙度小于預設值，使得通過所述超導帶材的電流的保有度在90％以上。

優選地，在緩沖層50μm×50μm的尺度下，起伏不超過200nm，織構層織構度Δω小于3.2°。

優選地，所述直邊部分和所述斜邊部分的連接處的轉角包括弧形。

優選地，所述斜邊部分的寬度大于所述直邊部分的寬度。

優選地，對所述基帶進行切割的方式包括激光切割或沖壓切割。