[發明專利]一種高熱導鈮三錫超導線圈及其制作方法

在審

• 申請號: 202210082267.4
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114300213A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 孫萬碩;王秋良;程軍勝;戴銀明;胡新寧;陳順中;王暉;劉建華
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H01F6/06
• 分類號: H01F6/06;H01F6/04;H01F41/04;H01F41/098;H01F41/12
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 江亞平

1.一種高熱導鈮三錫超導線圈，其特征在于：包括不銹鋼骨架(1)、絕緣層(2)、鈮三錫超導線圈(3)、氮化鋁(4)、氯化鈉(5)和中心支撐(6)；其中，所述不銹鋼骨架(1)具有薄壁結構，兩端焊接端板法蘭(8)，兩端的所述端板法蘭(8)中間為由鈮三錫導線精密排線成的所述鈮三錫超導線圈(3)；所述鈮三錫超導線圈(3)與所述不銹鋼骨架(1)之間具有所述絕緣層(2)，所述絕緣層(2)耐高溫熱處理和耐低溫冷卻，并使所述鈮三錫超導線圈(3)在通電勵磁時與所述不銹鋼骨架(1)之間絕緣；所述不銹鋼骨架(1)的兩個所述端板法蘭(8)的中間位置開設有多個槽(7)，高熱導的所述氮化鋁(4)填充滿所述槽(7)；所述不銹鋼骨架(1)和中心支撐(6)的間隙內填充所述氯化鈉(5)；所述中心支撐(6)從所述不銹鋼骨架(1)的中心孔內插入，其結構為實心結構以增大高熱導鈮三錫超導線圈的剛度和強度，減小變形。

2.根據權利要求1所述的高熱導鈮三錫超導線圈，其特征在于：所述槽(7)沿所述不銹鋼骨架(1)的軸線方向在所述不銹鋼骨架(1)的外周上均勻分布，所述槽(7)的寬度為1-10mm，所述槽(7)的邊到兩個所述端板法蘭(8)的距離為5-10cm。

3.根據權利要求1所述的高熱導鈮三錫超導線圈，其特征在于：所述不銹鋼骨架(1)的槽(7)內填充的所述氮化鋁(4)為粉體，粒徑為50納米-100微米。

4.根據權利要求1所述的高熱導鈮三錫超導線圈，其特征在于：所述不銹鋼骨架(1)和中心支撐(6)的間隙的寬度為單邊0.5-5mm。

5.根據權利要求1-4之一所述的高熱導鈮三錫超導線圈的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將不銹鋼骨架(1)做成兩端帶有端板法蘭(8)的筒形結構，兩端的端板法蘭(8)的中間位置為中性面，在所述中性面兩側開設多個槽(7)，所述槽(7)的寬度為1-10mm，所述槽(7)的長度根據所述不銹鋼骨架(1)的長度而定，所述槽(7)的邊到兩個所述端板法蘭(8)的距離為5-10cm；

(2)在所述不銹鋼骨架(1)的中心孔內插入實心耐熱鋼作為中心支撐(6)，所述中心支撐(6)和所述不銹鋼骨架(1)的裝配間隙為單邊0.5-5mm，使所述中心支撐(6)輕松插入到所述不銹鋼骨架的中心孔內；

(3)在所述不銹鋼骨架(1)和中心支撐(6)的間隙內加入氯化鈉(5)，并從兩側壓實；

(4)在不銹鋼骨架(1)上開設的槽(7)內加入高熱導的所述氮化鋁(4)，其為粉體；并在所述不銹鋼骨架(1)上繞制不銹鋼片，用卡箍箍緊，將所述氮化鋁(4)壓實填充滿所述不銹鋼骨架(1)的槽(7)內，然后取下卡箍和不銹鋼片，氮化鋁(4)和不銹鋼骨架(1)充分銜接，組成圓柱形狀；

(5)在所述不銹鋼骨架(1)上纏繞玻璃絲布作為所述鈮三錫超導線圈(3)和不銹鋼骨架(1)的所述絕緣層(2)，然后在絕緣后的不銹鋼骨架(1)上精密排線，將繞制完成的鈮三錫超導線圈(3)進行真空熱處理，生成鈮三錫超導相；

(6)熱處理完成后，將煮沸的去離子水緩慢加入到所述不銹鋼骨架(1)和中心支撐(6)中間的氯化鈉(5)中，逐漸溶解氯化鈉(5)，暴露出所述不銹鋼骨架(1)和中心支撐(6)的間隙，緩慢抽出所述中心支撐(6)；然后對所述鈮三錫超導線圈(3)真空加熱，除去內壁上的水蒸氣；

(7)進行真空浸漬環氧樹脂，所述環氧樹脂從所述鈮三錫超導線圈(3)的外表面和中心孔兩個方向所述鈮三錫超導線圈(3)浸漬滲透，填充所述鈮三錫超導線圈(3)和氮化鋁(4)各自的間隙，將所述鈮三錫超導線圈(3)、不銹鋼骨架(1)和氮化鋁(4)填充固化成一個整體從而得到高熱導的鈮三錫超導線圈。