System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种用于超导恒流开关的超导带材结构及制作方法技术_技高网

一种用于超导恒流开关的超导带材结构及制作方法技术

技术编号:40240677 阅读:4 留言:0更新日期:2024-02-02 22:38
本发明专利技术提供了一种用于超导恒流开关的超导带材结构及制作方法,涉及超导带材结构设计技术领域,包括导电层、超导层、缓冲层和基底层,基底层、缓冲层以及超导层三者依次堆叠设置;超导层背离缓冲层的面包括至少两块呈间隔设置的导电层,还包括划槽线,划槽线在超导层上形成使呈相邻间隔设置的两个导电层连通的超导通路,且划槽线将呈相邻间隔设置的两个导电层除去超导通路的部分隔离。通过划槽线在相邻的两个导电层之间形成超导通路,并将两个导电层除去超导通路的部分隔离,有助于提高制作超导通路的精准度,有助于提升高阻态超导恒流开关制作的便捷性,且能够进一步增加其断开电阻的阻值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超导带材结构设计,具体地,涉及一种用于超导恒流开关的超导带材结构及制作方法


技术介绍

1、超导恒流开关利用超导带材的临界特性实现“开”“关”状态的转变。超导材料有三个临界参数,分别是温度、电流、磁场。因此相应地,根据转变条件,可以将超导恒流开关分为三种类型:热控式、流控式和场触发式三大类。

2、如图1所述,二代高温超导带材的结构包括导电层、超导层和基底层,导电层为单层或多层,导电层的材料为铜和/或银,超导层的材料优选为rebco,超导层的下方为缓冲层,缓冲层为介电材料基本绝缘。缓冲层的下方为基底层,多由哈氏合金制成。其中铜和/或银包裹在最外层,包括上下面和侧面。在带材中的超导层转化为非超导态后,由于超导层在失超后呈现的电阻比同温度下的铜层和/或银层更大,所以原本从超导层流过的电流就会大量分流到包裹在其周围的铜层和/或银层。

3、如图2所示的等效电路,由于超导闭环线圈是很难直接励磁的,所以通常需要使用超导恒流开关将线圈回路暂时“断开”形成类似开路(并不是完全开路,完全开路电阻为无穷大,这里的类似开路是指在开关两端还是存在一定的电阻值),以便电源能够为超导线圈励磁。

4、由于超导恒流开关本身也是闭环线圈的一部分,在励磁的时候,超导恒流开关中的超导带材并没有真正开路,而是转变为非超导态,此时超导恒流开关呈现的大电阻也是相较于超导体极小的电阻而言的,所以更为准确的是将超导恒流开关看作一个可变电阻。在充电过程中,超导恒流开关对外呈现的电阻越大越好,以便外部直流电源在给超导磁体励磁的过程中能有更多的电流流进线圈,减小通过超导恒流开关这一段带材的分流,这有利于减小焦耳热,这对于需要低温环境的超导磁体来说尤为重要。

5、目前增大热控式超导恒流开关电阻的方法中,通过加长制作超导恒流开关的中的超导带材来增大电阻,这样带材用量多,成本高,制成的超导恒流开关体积大,导致热容大,从而超导开关在有阻态和无阻态相互切换过程中速度相对比较慢,不利于低温腔体的热稳定,存在待改进之处。


技术实现思路

1、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恒流开关的超导带材结构及制作方法。

2、根据本专利技术提供的一种用于超导恒流开关的超导带材结构,包括导电层、超导层、缓冲层和基底层,所述基底层、缓冲层以及超导层三者依次堆叠设置;所述超导层背离缓冲层的面包括至少两块呈间隔设置的导电层;还包括划槽线,所述划槽线在超导层上形成使呈相邻间隔设置的两个导电层连通的超导通路,且所述划槽线将呈相邻间隔设置的两个导电层除去超导通路的部分隔离。

3、优选地,所述导电层包括银覆盖层和/或铜稳定层。

4、优选地,所述导电层的面积小于或等于超导层的面积

5、优选地,所述超导通路的走向为连续的直线和/或弧线。

6、优选地,所述超导层背离缓冲层的面上的任一导电层除去电路通路的部分均被划槽线包围。

7、优选地,所述划槽线的深度至少大于或等于超导层的厚度。

8、优选地,所述导电层覆盖基底层背离缓冲层的面。

9、根据本专利技术提供的一种用于超导恒流开关的超导带材结构的制作方法,制作方法包括如下步骤:

10、s1、准备一根超导带材,备用;

11、s2、去除不需要的导电层;

12、s3、在超导层上采用激光烧蚀划槽线。

13、与现有技术相比,本专利技术具有如下的有益效果:

14、1、本专利技术通过切断了带材两面的电连接,保证电流大部分在超导带材的超导层这一面流通,当励磁时的分流从超导带材的超导层这一面流过时,电流将流经位于超导层背离缓冲层面的两个导电层的间隔部分,由于超导层下方的缓冲层是基本绝缘的,且超导层在非超导态时会呈现较大的电阻,从而整个超导恒流开关会呈现较大的电阻。

15、2、本专利技术通过激光技术制作划槽线在相邻的两个导电层之间形成超导通路,并将两个导电层除去超导通路的部分隔离,有助于提高制作超导通路的精准度,有助于提升高阻态超导恒流开关制作的便捷性,且能够进一步增加其断开电阻的阻值。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于超导恒流开关的超导带材结构,其特征在于,包括导电层(6)、超导层(3)、缓冲层(2)和基底层(1),所述基底层(1)、缓冲层(2)以及超导层(3)三者依次堆叠设置;

2.如权利要求1所述的用于超导恒流开关的超导带材结构,其特征在于,所述导电层(6)包括银覆盖层(4)和/或铜稳定层(5)。

3.如权利要求1所述的用于超导恒流开关的超导带材结构,其特征在于,所述导电层(6)的面积小于或等于超导层(3)的面积。

4.如权利要求1所述的用于超导恒流开关的超导带材结构,其特征在于,所述超导通路(8)的走向为连续的直线和/或弧线。

5.如权利要求4所述的用于超导恒流开关的超导带材结构,其特征在于,所述超导层(3)背离缓冲层(2)的面上的任一导电层(6)除去电路通路(8)的部分均被划槽线(7)包围。

6.如权利要求4所述的用于超导恒流开关的超导带材结构,其特征在于,所述划槽线(7)的深度至少大于或等于超导层(3)的厚度。

7.如权利要求1所述的用于超导恒流开关的超导带材结构,其特征在于,所述导电层(6)覆盖基底层(1)背离缓冲层(2)的面。

8.一种用于超导恒流开关的超导带材结构的制作方法,其特征在于,用于制作权利要求1-7任一项所述的提升用于超导恒流开关的超导带材结构,制作方法包括如下步骤:

...

【技术特征摘要】

1.一种用于超导恒流开关的超导带材结构,其特征在于,包括导电层(6)、超导层(3)、缓冲层(2)和基底层(1),所述基底层(1)、缓冲层(2)以及超导层(3)三者依次堆叠设置;

2.如权利要求1所述的用于超导恒流开关的超导带材结构,其特征在于,所述导电层(6)包括银覆盖层(4)和/或铜稳定层(5)。

3.如权利要求1所述的用于超导恒流开关的超导带材结构,其特征在于,所述导电层(6)的面积小于或等于超导层(3)的面积。

4.如权利要求1所述的用于超导恒流开关的超导带材结构,其特征在于,所述超导通路(8)的走向为连续的直线和/或弧线。

5.如权利...

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

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