本申請涉及高溫超導(dǎo)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種ybco線圈串聯(lián)接頭及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、超導(dǎo)磁體在強磁場應(yīng)用中需通過多個ybco(yttrium?barium?copper?oxide，釔鋇銅氧)線圈串聯(lián)或并聯(lián)實現(xiàn)特定磁場分布，而ybco線圈間需通過超導(dǎo)接頭連接以保持電流一致性。
2、目前，現(xiàn)有技術(shù)中，ybco線圈的串聯(lián)接頭普遍采用直接焊接或鉚接工藝。
3、然而，現(xiàn)有的串聯(lián)接頭熱穩(wěn)定性較差，容易形成局部熱點，影響接頭的安全運行。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請?zhí)峁﹜bco線圈串聯(lián)接頭及其制備方法，用以解決現(xiàn)有的串聯(lián)接頭熱穩(wěn)定性較差，容易形成局部熱點，影響接頭的安全運行的技術(shù)問題。
2、第一方面，本申請?zhí)峁┮环Nybco線圈串聯(lián)接頭，包括：第一超導(dǎo)堆疊纜(10)、第二超導(dǎo)堆疊纜(20)和超導(dǎo)帶材(30)；
3、所述第一超導(dǎo)堆疊纜(10)由第一釔鋇銅氧ybco線圈引出，所述第二超導(dǎo)堆疊纜(20)由第二ybco線圈引出；
4、所述第一超導(dǎo)堆疊纜(10)與所述第二超導(dǎo)堆疊纜(20)沿長度方向搭接，并通過導(dǎo)電焊料(40)粘接；
5、所述第一超導(dǎo)堆疊纜(10)與所述第二超導(dǎo)堆疊纜(20)的搭接區(qū)域的側(cè)面與所述超導(dǎo)帶材(30)貼合，并通過所述導(dǎo)電焊料(40)粘接；
6、所述超導(dǎo)帶材(30)朝向搭接區(qū)域的貼合面的電阻率小于所述第一超導(dǎo)堆疊纜(10)和第二超導(dǎo)堆疊纜(20)中的哈式合金層的電阻率。
7、在一種可能的實施方式中，所述超導(dǎo)帶材(30)為bi系帶材或ybco超導(dǎo)帶材。
8、在一種可能的實施方式中，所述導(dǎo)電焊料(40)為焊錫片或錫漿。
9、在一種可能的實施方式中，所述第一超導(dǎo)堆疊纜(10)與所述第二超導(dǎo)堆疊纜(20)的搭接區(qū)域有四個側(cè)面；所述搭接區(qū)域的四個側(cè)面與所述超導(dǎo)帶材(30)貼合，并通過所述導(dǎo)電焊料(40)粘接。
10、在一種可能的實施方式中，所述第一超導(dǎo)堆疊纜(10)、第二超導(dǎo)堆疊纜(20)和超導(dǎo)帶材(30)的寬度一致。
11、在一種可能的實施方式中，所述第一超導(dǎo)堆疊纜(10)與所述第二超導(dǎo)堆疊纜(20)的搭接區(qū)域有四個側(cè)面；所述搭接區(qū)域的上面與填充塊(50)粘結(jié)；所述搭接區(qū)域的下面與所述填充塊(50)粘結(jié)；其中，所述填充塊(50)為交替放置的所述導(dǎo)電焊料(40)與ybco超導(dǎo)帶材；與所述填充塊(50)粘結(jié)后的搭接區(qū)域的高度與所述超導(dǎo)帶材(30)的寬度相同；所述與所述填充塊(50)粘結(jié)后的搭接區(qū)域的四個側(cè)面與所述超導(dǎo)帶材(30)貼合，并通過所述導(dǎo)電焊料(40)粘接。
12、在一種可能的實施方式中，在液氮溫度77k的條件下，所述ybco線圈串聯(lián)接頭電阻小于50nω。
13、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N制備如第一方面所述ybco線圈串聯(lián)接頭的制備方法，包括：
14、s1、對預(yù)先準備的第一超導(dǎo)堆疊纜、第二超導(dǎo)堆疊纜和超導(dǎo)帶材進行臨界電流測試，其中，所述第一超導(dǎo)堆疊纜由第一ybco線圈引出，所述第二超導(dǎo)堆疊纜由第二ybco線圈引出；
15、s2、臨界電流測試通過后，將所述第一超導(dǎo)堆疊纜和第二超導(dǎo)堆疊纜沿長度方向?qū)R搭接預(yù)設(shè)的長度，并采用導(dǎo)電焊料進行粘結(jié)；
16、s3、將所述第一超導(dǎo)堆疊纜和第二超導(dǎo)堆疊纜的搭接區(qū)域的側(cè)面打磨清潔后，在所述搭接區(qū)域的側(cè)面貼合所述超導(dǎo)帶材，并在所述搭接區(qū)域和所述超導(dǎo)帶材的接觸面放置所述導(dǎo)電焊料；
17、s4、采用焊接工裝將步驟s3處理后的搭接區(qū)域壓緊，并加熱至所述導(dǎo)電焊料融化；
18、s5、將加熱后的搭接區(qū)域自然降溫后拆出工裝，得到y(tǒng)bco線圈串聯(lián)接頭。
19、在一種可能的實施方式中，所述第一超導(dǎo)堆疊纜和第二超導(dǎo)堆疊纜的搭接區(qū)域有四個側(cè)面；相應(yīng)地，步驟s2之后，還包括：s6、對預(yù)先準備的ybco超導(dǎo)帶材進行臨界電流測試，并確保臨界電流測試通過；s7、若所述搭接區(qū)域的側(cè)面高度小于超導(dǎo)帶材寬度，則在所述搭接區(qū)域的上面和下面交替放置導(dǎo)電焊料和ybco超導(dǎo)帶材，以形成填充塊，使搭接區(qū)域的側(cè)面高度等于超導(dǎo)帶材的寬度。
20、在一種可能的實施方式中，所述在所述搭接區(qū)域的上面和下面交替放置導(dǎo)電焊料和ybco超導(dǎo)帶材之前，還包括：使用乙醇對ybco超導(dǎo)帶材表面進行清洗。
21、本申請?zhí)峁┑膟bco線圈串聯(lián)接頭及其制備方法，通過第一超導(dǎo)堆疊纜10和第二超導(dǎo)堆疊纜20搭接，并在搭接區(qū)域的側(cè)面貼合超導(dǎo)帶材30，其中超導(dǎo)帶材30朝向搭接區(qū)域的貼合面的電阻率小于第一超導(dǎo)堆疊纜10和第二超導(dǎo)堆疊纜20中的哈式合金層的電阻率，在超導(dǎo)態(tài)下，第一超導(dǎo)堆疊纜10與第二超導(dǎo)堆疊纜20的搭接區(qū)域的電阻為零，電流在整個第一超導(dǎo)堆疊纜10與第二超導(dǎo)堆疊纜20的搭接區(qū)域均勻分布，不會出現(xiàn)因電阻導(dǎo)致的電流向接頭表面聚集的趨膚現(xiàn)象；當(dāng)電流達到通流上限即失超瞬間，第一超導(dǎo)堆疊纜10和第二超導(dǎo)堆疊纜20有了電阻，出現(xiàn)趨膚效應(yīng)，電流從第一超導(dǎo)堆疊纜10和第二超導(dǎo)堆疊纜20的搭接區(qū)域側(cè)面轉(zhuǎn)移至低電阻的超導(dǎo)帶材30中，能夠降低ybco線圈串聯(lián)接頭的電阻，避免接頭產(chǎn)生局部發(fā)熱，提高了接頭的熱穩(wěn)定性，保障接頭安全運行。
1.一種ybco線圈串聯(lián)接頭，其特征在于，包括：第一超導(dǎo)堆疊纜(10)、第二超導(dǎo)堆疊纜(20)和超導(dǎo)帶材(30)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ybco線圈串聯(lián)接頭，其特征在于，所述超導(dǎo)帶材(30)為bi系帶材或ybco超導(dǎo)帶材。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ybco線圈串聯(lián)接頭，其特征在于，所述導(dǎo)電焊料(40)為焊錫片或錫漿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ybco線圈串聯(lián)接頭，其特征在于，所述第一超導(dǎo)堆疊纜(10)與所述第二超導(dǎo)堆疊纜(20)的搭接區(qū)域有四個側(cè)面；所述搭接區(qū)域的四個側(cè)面與所述超導(dǎo)帶材(30)貼合，并通過所述導(dǎo)電焊料(40)粘接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ybco線圈串聯(lián)接頭，其特征在于，所述第一超導(dǎo)堆疊纜(10)、第二超導(dǎo)堆疊纜(20)和超導(dǎo)帶材(30)的寬度一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的ybco線圈串聯(lián)接頭，其特征在于，所述第一超導(dǎo)堆疊纜(10)與所述第二超導(dǎo)堆疊纜(20)的搭接區(qū)域有四個側(cè)面；
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的ybco線圈串聯(lián)接頭，其特征在于，在液氮溫度77k的條件下，所述ybco線圈串聯(lián)接頭電阻小于50nω。
8.一種制備如權(quán)利要求1-7任一所述ybco線圈串聯(lián)接頭的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述第一超導(dǎo)堆疊纜和第二超導(dǎo)堆疊纜的搭接區(qū)域有四個側(cè)面；
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述在所述搭接區(qū)域的上面和下面交替放置導(dǎo)電焊料和ybco超導(dǎo)帶材之前，還包括：