复合超导带材、组合体及制备方法、接头连接或过渡方法技术

本发明专利技术提供了一种复合超导带材、组合体及制备方法、接头连接或过渡方法，包括多个超导带材，多个超导带材包括：第一超导带材、第二超导带材；第一超导带材包括第一超导层，第二超导带材包括第二超导层，第一超导带材靠近第一超导层的一侧与第二超导带材靠近第二超导层的一侧沿长度方向面对面连接在一起；第一超导带材与第二超导带材在宽度方向上具有预设宽度的错位，使第一超导带材与第二超导带材的连接面分别具有一空余部分。第二超导带材的空余部分连接有第一高电导带，第一超导带材的空余部分连接有第二高电导带。通过双面交错分布的结构，将带材之间低电阻回路从仅有边沿的狭窄通道改善为宽面大通道，带材之间的分流情况明显改善。显改善。显改善。

【技术实现步骤摘要】
复合超导带材、组合体及制备方法、接头连接或过渡方法


[0001]本专利技术涉及超导带材领域，具体地，涉及一种双面导电的复合超导带材、组合体及制备方法、接头连接或过渡方法。

技术介绍

[0002]以稀土钡铜氧高温超导为代表的多层复合带状导体，其基本结构如图1a和图1b所示，按照导电能力从高到低排序，主要包括超导层101，铜/银等高电导率的金属保护层(高电导层102)，基底合金层(低电导基带103)和绝缘过渡层(高电阻层104)，为了能够看清楚结构，图中的比例将厚度放大了很多，实际中的厚度约为0.1mm级别而宽度为4
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10mm级别。其中，典型结构中，高电导率的金属保护层102可能为图1a所示的单面覆盖结构或者图1b所示的双面覆盖结构，由于高电阻层的存在，两者在本专利的论述中从导电通路的角度差别不大。高电阻层104的存在，将带材分为了上半部分(超导所在面)和下半部分。在实际的应用，尤其是大电流的正常传输中，超导涂层起到了最重要的电流传导作用，而上半部分的金属保护层102，则起到了电流引入，电流分配，以及非正常工作状态下的分流等作用。下半部分的材料在基本不参与电流的传导和在带材之间的分配。
[0003]在大型磁体，如加速器磁体或可控聚变磁体中，超导体的应用离不开将多个基本单元(如低温超导导线和本专利中的高温超导带材)组合形成的线缆(或称电缆，导体等，即strand,cable,conductor)。相比于低温超导导线或Bi-2223系高温超导带材，稀土钡铜氧高温超导带材具有在高运行温度下对高磁场的耐受性，然而也面临着高电阻层104带来的分流问题。其主要难处在于，其他的超导导线中，超导部分被优良导电性的金属(铜或银)形成的网格(Matrix)包围，电流可以较为轻松地从超导通路向周边任意方向的其他超导通路分配，而图1a和图1b中的结构，也是目前稀土钡铜氧高温超导导体的主流结构中，超导通路中的电流实质上仅有一个方向即向表面保护层分配。对于两根带材，可以让彼此面对面组合，电流分配效果很好，当多根带材(多于两根)采用现有的方式堆叠(TSTC)或缠绕(CORC)的时候，电流的分配相对困难，即使对于双面覆盖的导体图1b也一样。事实上，背向的电流分配主要依赖于高电导层102在带材边缘(即图1a和图1b中的左右两侧)的狭窄通路。涂层超导带材之间电流的分配，一向是比较困难的问题，在当前面临大型化磁体的实用阶段，这个问题变的更加严重。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种复合超导带材、组合体及制备方法、接头连接或过渡方法。
[0005]根据本专利技术提供的一种复合超导带材，包括多个超导带材及导体带材，所述超导带材包括：第一超导带材100、第二超导带材300；所述导体带材包括：第一高电导带200、第二高电导带400；
[0006]所述第一超导带材100包括第一超导层101，所述第二超导带材300包括第二超导
层301，所述第一超导带材100靠近所述第一超导层101的一侧与所述第二超导带材300靠近所述第二超导层301的一侧沿长度方向面对面连接在一起；
[0007]所述第一超导带材100与所述第二超导带材300在宽度方向上具有预设宽度的错位，使所述第一超导带材100与所述第二超导带材300的连接面分别具有一空余部分；
[0008]所述第二超导带材300的所述侧的空余部分连接有第一高电导带200，所述第一超导带材100的所述侧的空余部分连接有第二高电导带400。
[0009]优选地，所述第一超导带材100还包括第一高电导层102和第一低电导基带103，所述第一高电导层102和所述第一低电导基带103共同周向包裹所述第一超导层101；
[0010]所述第二超导带材300还包括第二高电导层302和第二低电导基带303，所述第二高电导层302和所述第二低电导基带303共同周向包裹所述第二超导层301。
[0011]优选地，所述第一高电导带200、所述第二高电导带400采用焊接或金属热压接的方式分别连接在所述第二超导带材300、所述第一超导带材100上。
[0012]优选地，所述第一高电导带200、所述第二高电导带400包括紫铜带材。
[0013]根据本专利技术提供的一种复合超导带材的组合体，包括多个上述的复合超导带材；
[0014]两两所述复合超导带材之间镜面对称，相互层叠连接在一起。
[0015]优选地，多个所述复合超导带材之间通过焊接、金属压接或外框架固定的方式相互层叠连接在一起。
[0016]根据本专利技术提供的一种复合超导带材的组合体的制备方法，包括：将多个权利要求1所述的复合超导带材组装在一起，或者将多个超导带材及导体带材直接构成权利要求5所述的复合超导带材的组合体。
[0017]优选地，多个所述超导带材和所述导体带材之间通过焊接、金属压接或外框架固定的方式相互层叠连接在一起。
[0018]根据本专利技术提供的一种复合超导带材的接头连接方法或过渡方法，采用上述的复合超导带材，执行包括：
[0019]步骤1：找到所述复合超导带材的缺陷位置，并在所述复合超导带材的长度方向上选择两个位置，使所述缺陷位置位于所述两个位置之间；
[0020]步骤2：在所述复合超导带材中，将所述两个位置之间的所述第一高电导带200的相应部分和/或所述第二高电导带400的相应部分替换成超导窄带。
[0021]根据本专利技术提供的一种复合超导带材的组合体的接头连接方法或过渡方法，采用上述的复合超导带材的组合体，执行包括：
[0022]步骤1：找到所述复合超导带材的组合体的缺陷位置，并在所述复合超导带材的组合体的长度方向上选择两个位置，使所述缺陷位置位于所述两个位置之间；
[0023]步骤2：在所述复合超导带材的组合体中，将所述两个位置之间的所述第一高电导带200的相应部分和/或所述第二高电导带400的相应部分替换成超导窄带。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0025]1、本专利技术的一个重要应用领域是将超导带材多股并联作为大型磁体绕制的基本单位：超导缆线，或称超导导体。在并联导线中，由于稀土钡铜氧超导带材的特殊结构，单根导体之间的电流交换相对困难。而导体间换流对材料的充分利用、导体本身的电热稳定性等关键性能具有非常重要的意义，是目前业内的焦点问题。本专利技术通过双面交错分布的结
构，将带材之间的低电阻回路从边沿仅有的狭窄通道改善为宽面大通道，可以明显地改善分流状况。
[0026]2、超导层部分基本位于结构的力学对称中心面，带材的弯曲等机械形变对超导涂层的机械影响被中和，超导带材的机械性能将明显改善。
[0027]3、本专利技术可以无视单根超导带材的生产长度限制，在需要的地方添加接头，极大地改善了超导带材的成品率引起的高价格问题，并将连续超导带材的长度延长到任意长度，相比于普通带材接头，该接头并不面对厚度改变，力学特性改变的问题。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合超导带材，其特征在于，包括多个超导带材及导体带材，所述超导带材包括：第一超导带材(100)、第二超导带材(300)；所述导体带材包括：第一高电导带(200)、第二高电导带(400)；所述第一超导带材(100)包括第一超导层(101)，所述第二超导带材(300)包括第二超导层(301)，所述第一超导带材(100)靠近所述第一超导层(101)的一侧与所述第二超导带材(300)靠近所述第二超导层(301)的一侧沿长度方向面对面连接在一起；所述第一超导带材(100)与所述第二超导带材(300)在宽度方向上具有预设宽度的错位，使所述第一超导带材(100)与所述第二超导带材(300)的连接面分别具有一空余部分；所述第二超导带材(300)的所述侧的空余部分连接有第一高电导带(200)，所述第一超导带材(100)的所述侧的空余部分连接有第二高电导带(400)。2.根据权利要求1所述的复合超导带材，其特征在于，所述第一超导带材(100)还包括第一高电导层(102)和第一低电导基带(103)，所述第一高电导层(102)和所述第一低电导基带(103)共同周向包裹所述第一超导层(101)；所述第二超导带材(300)还包括第二高电导层(302)和第二低电导基带(303)，所述第二高电导层(302)和所述第二低电导基带(303)共同周向包裹所述第二超导层(301)。3.根据权利要求1所述的复合超导带材，其特征在于，所述第一高电导带(200)、所述第二高电导带(400)采用焊接或金属热压接的方式分别连接在所述第二超导带材(300)、所述第一超导带材(100)上。4.根据权利要求1所述的复合超导带材，其特征在于，所述第一高电导带(200)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小汾，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：