用于超导带材制备的加热系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于超导带材制备的加热系统，包括滚筒本体，所述滚筒本体为中空结构；滚筒本体的两侧安装在滚筒本体两边的支撑架上；滚筒本体的外表面设置有多条环形凹槽，相邻的环形凹槽之间形成超导带材接触面；超导带材与所述超导带材接触面接触，超导带材运动时带动滚筒本体滚动。本发明专利技术结构合理、设计巧妙且操作方便。本发明专利技术通过设置的滚筒结构，解决了传统滚筒维护困难、加热不均的问题。本发明专利技术通过设置带槽滚筒本体，实现防卷边、变形功能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
用于超导带材制备的加热系统


[0001]本专利技术涉及超导材料领域，具体地，涉及一种用于超导带材制备的加热系统。

技术介绍

[0002]本文以PLD镀制REBCO膜层进行叙述但不限于REBCO一种超导材料或PLD一种方法。
[0003]在各种真空镀膜工艺的镀膜过程中，为保证基底上薄膜的质量，很多薄膜的制备都需要对镀膜的基底进行加热，并且对镀膜过程中基底的温度偏差范围有着严格的要求。因此，加热系统是镀膜设备中至关重要的部分。而对于窄且长的连续的柔性基底带材，在镀膜中常采用循环往复的卷对卷结构，以增加镀膜面积，提高镀膜效率。虽然在不同的设备中，加热系统的结构、尺寸、几何形状等有所不同，但对于近似二维的柔性基底的带材来说卷对卷的走带结构要求所采用加热系统所采用的加热面均温区的面积应足够大，以与增大的镀膜面积相匹配，使镀膜过程中带材的温度保持不变。综上所述，为了保证卷对卷连续带材的镀膜质量，加热系统需要在大面积的加热面上保证带材的温度均匀。另一方面，大规模工业化生产需要柔性基底具有高的走带速度，以满足其高产量的需求。加热板尺寸的限制和高的走带速度使得柔性基底带材的加热时间很短，如何在极短的时间内使带材的温度提高至目标温度，这又是对加热系统提出的新的需求。
[0004]沉积温度是超导层工艺中最为关键的参数之一。ReBCO薄膜的生长的温区十分的窄，一般只有20℃。通常要测量准确衬底的温度并不是很方便。原因在于测量温度和实际温度之间往往存在明显差异。使用热电偶来测试衬底温度，测试的稳定度依赖于两者的稳定接触，即使非常理想的接触，衬底底面与表面仍存在温度梯度，这就是差异的来源。
[0005]加热系统已经达到了热平衡，如果此时置于其中的基带是静态的，那么基带可以看作是处在热环境下的一个点。对于这个点来说由于做了较长时间的热交换，衬底容易达到热平衡状态。因此这一差异关系是稳定的，比较容易能确定相对的最佳沉积温度。
[0006]不同于静态工艺，在动态的走带系统中，基带每个点要经历整个路径上很多不同的位置。由于加热系统中存在着热梯度，因此在整个基带路径上的各点温度会高低起伏。基带以一定的速度走过这个路径，经过不同的温度区域，将会有不停的吸热和放热过程，温度始终不会固定。如果想控制基带在镀膜时处于最佳温度，最理想的情况希望基带走过的整个路径上的温度梯度越小越好。然而规模化的生产需镀膜面积越大越好，越大的面积越容易造成大的温度梯度，这与理想的控温情况之间产生了矛盾。
[0007]其中两个问题十分棘手：1、如何通过一系列的温度测试，得到镀膜区带材所在位置的温度分布。2、如何再次得到带材经过镀膜区的温度分布。
[0008]第一个问题比较困难，原因有以下两个方面：1、镀膜区中不能直接设置热电偶，会干涉镀膜，同时镀膜时产生的等离子体羽辉也会干扰测试。2、腔体内也无法使用激光等光学温度的测试，原因在于镀膜的粉尘会覆盖光学器件。
[0009]第二个问题更加的困难，基带表面的温度取决于进入镀膜区时刻本身的温度和在镀膜区吸放热的过程。各道基带进入镀膜区时刻的温度又取决于和加热板之间的传导加热
以及反射墙之间的辐射加热过程。
[0010]由于加热结构和环境极为复杂，通常还会受到水冷、等离子体羽辉，滚筒缺陷等等因素的干扰，因此热电偶组在测量中失效概率极大。例如一根超导带材的测试结果显示带材一侧由于温度过低临界电流甚至衰减至了0A。从薄膜的晶体结构判断镀膜时温度至少跌出窗口下限50
‑
100℃，然而热电偶组的测试数据发现温度波动幅度只有5
‑
10℃。
[0011]镀膜的带材会多道往复的绕制在加热板或加热滚筒上，为了防止其道与道之间的带材打滑后碰到一起互相机械接触导致损坏，因此多道往复的带材道与道之间会间隔设置。
[0012]现有的加热系统存在诸多问题，例如镀膜区窗口温度窄，无法适应大面积镀膜，需要进一步的精细；加热面与带材接触，传导热量，导热不均；加热面维护困难，各批次之间变化复杂；带材镀制过程中容易发生卷边的情况；不能适应镀制薄基带的需求；不能做长带；带材由于在高温下拉伸过渡，截面形成拱形等。

技术实现思路

[0013]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种用于超导带材制备的加热系统。
[0014]根据本专利技术提供的一种用于超导带材制备的加热系统，包括加热壳体，
[0015]所述加热壳体与超导带材滚动或者滑动连接；
[0016]所述加热壳体的表面设置有多道并排分布的凹槽，相邻凹槽之间形成超导带材接触面；
[0017]超导带材与所述超导带材接触面接触。
[0018]优选地，所述加热壳体为陶瓷加热壳体。
[0019]优选地，所述加热壳体包括滚筒本体，所述凹槽沿滚筒本体的周向设置在滚筒本体的外表面，形成环形凹槽。
[0020]优选地，所述开槽槽比实际间距大10％。带材间设置的槽是1mm，但陶瓷滚筒上所开的槽为1.1mm。
[0021]优选地，所述滚筒本体的两侧通过支撑轴承模块设置在滚筒本体两边的支撑架上，所述支撑轴承模块包括支撑轴承座、支撑轴承以及支撑轴承轴，其中：
[0022]支撑轴承座紧固在所述支撑架上；
[0023]支撑轴承轴设置在支撑轴承座上；
[0024]支撑轴承安装在支撑轴承轴上，支撑轴承的外表面与所述滚筒本体的侧面接触。
[0025]优选地，多个支撑轴承模块沿所述滚筒本体的周向分布，滚筒本体两侧的上部设置有多个支承轴承模块。
[0026]优选地，支撑轴承模块设置有双轴承。
[0027]优选地，所述支撑轴承采用陶瓷轴承。
[0028]优选地，还包括导向轴承模块，对滚筒本体的轴向进行限位，所述导向轴承模块包括导向轴承和导向轴承座，其中：
[0029]导向轴承座设置在滚筒本体一侧的支撑架上；
[0030]导向轴承安装在导向轴承座上，并设置在滚筒本体的一侧的环形槽内。
[0031]优选地，所述支撑轴承的直径小于25mm。
[0032]优选地，本专利技术的滚筒本体为中空结构；
[0033]滚筒本体的两侧安装在滚筒本体两边的支撑架上；
[0034]滚筒本体的外表面设置有多条环形凹槽，相邻的环形凹槽之间形成超导带材接触面；
[0035]超导带材与所述超导带材接触面接触，超导带材运动时带动滚筒本体滚动。
[0036]优选地，所述滚筒本体为空心圆柱状滚筒本体。
[0037]优选地，所述滚筒本体上设置的多条环形凹槽沿滚筒本体的轴向方向等间距设置。
[0038]优选地，所述超导带材接触面为并排设置的超导带材接触面。
[0039]优选地，所述滚筒本体为陶瓷滚筒本体。
[0040]优选地，多个支撑轴承模块沿所述滚筒本体的周向分布。
[0041]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0042]1、通过使用陶瓷滚筒，大幅度拓展了镀膜区窗口，成品率大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超导带材制备的加热系统，其特征在于，包括加热壳体，所述加热壳体与超导带材滚动或者滑动连接；所述加热壳体的表面设置有多道并排分布的凹槽，相邻凹槽之间形成超导带材接触面；超导带材与所述超导带材接触面接触。2.根据权利要求1所述的用于超导带材制备的加热系统，其特征在于，所述加热壳体为陶瓷加热壳体。3.根据权利要求1所述的用于超导带材制备的加热系统，其特征在于，所述加热壳体包括滚筒本体，所述凹槽沿滚筒本体的周向设置在滚筒本体的外表面，形成环形凹槽。4.根据权利要求1所述的用于超导带材制备的加热系统，其特征在于，所述开槽槽比实际间距大10％。5.根据权利要求3所述的用于超导带材制备的加热系统，其特征在于，所述滚筒本体的两侧通过支撑轴承模块设置在滚筒本体两边的支撑架上，所述支撑轴承模块包括支撑轴承座、支撑轴承以及支撑轴承轴，其中：支撑轴承座紧固在所述支撑架上；支撑轴承轴设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱佳敏，高中赫，陈思侃，张智巍，姜广宇，陈黔，李俊，丁逸珺，
申请(专利权)人：上海超导科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：