一种高温超导带材的超声波辅助扩散连接方法技术

本发明专利技术涉及高温超导技术领域，具体提供了一种高温超导带材固相连接方法，该方法制备的接头电阻极低、载流能力无损、机械强度高、低温韧性好、在超导带材可承受温区不失效。本发明专利技术方法首次采用表面工程技术将金、银、铝等高熔点、高电导率材料预制在超导带材表面作为中间连接层，通过超声波焊接技术实现了高温超导带材的固相扩散连接。本方法结合了超声波焊接的高效、清洁、廉价、稳定和扩散焊的低电阻特点，解决了传统钎焊和超声波辅助钎焊接头电阻率高、能量输入高、低温性能差、尺寸和性能均匀性差、钎料熔点温区失效等问题，对于高温超导长线缆和导体的制备和维护具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高温超导，具体涉及一种高温超导带材的超声波辅助扩散连接方法。

技术介绍

1、第二代高温超导rebco材料以其高电流密度、高临界磁场和高运行温度等优势，被认为是未来制造聚变堆磁体和发展超导电力系统最具潜力的材料之一。无论是聚变堆磁体还是输电电缆，所需的单根超导线缆都长达数百米至数千米，然而多层结构的rebco带材制备工艺极为复杂，在生产过程中容易出现局部坏点，目前还无法实现千米级带材的批量化制备，不能满足工程项目需求，因此需要对带材进行可靠的连接。此外，商业化带材的单价随着单根带材长度的增加而急剧增长，采用高效的低阻无损接头技术可以充分利用长度较短的超导带材，从而极大地降低超导磁体和电缆的制备成本。

2、高温超导带材接头主要有两类，一类是以熔融扩散法或中间媒介法制备的超导接头，接头电阻可达到10-17～10-12ω，但这类接头制备过程繁琐，临界电流衰减严重，目前难以投入工程化应用。另一类是采用钎焊、扩散焊或超声波辅助钎焊等方法制备的非超导接头，其中钎焊是工艺最简单、应用最广泛的超导带材连接技术，其工艺过程是以锡铅或铟等低温钎料作为连本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高温超导带材的超声波辅助扩散连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高温超导带材的超声波辅助扩散连接方法，其特征在于，步骤(1)中：使用铜酸洗液处理两段超导带材待连接区域表面，并通过超声波清洗去除表面的灰尘、油污和氧化物，然后将待连接区域放置在纯度95％的酒精中，避免其表面被氧化。

3.根据权利要求1所述的高温超导带材的超声波辅助扩散连接方法，其特征在于，步骤(2)中：选取金、银或铝箔作为镀层材料，镀层厚度为3～15um，镀层区域的长度大于接头的搭接长度。

4.根据权利要求1或3所述的高温超导带材的超声波辅助扩散连接方法，...

【技术特征摘要】

1.一种高温超导带材的超声波辅助扩散连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高温超导带材的超声波辅助扩散连接方法，其特征在于，步骤(1)中：使用铜酸洗液处理两段超导带材待连接区域表面，并通过超声波清洗去除表面的灰尘、油污和氧化物，然后将待连接区域放置在纯度95％的酒精中，避免其表面被氧化。

3.根据权利要求1所述的高温超导带材的超声波辅助扩散连接方法，其特征在于，步骤(2)中：选取金、银或铝箔作为镀层材料，镀层厚度为3～15um，镀层区域的长度大于接头的搭接长度。

4.根据权利要求1或3所述的高温超导带材的超声波辅助扩散连接方法，其特征在于，步骤(2)中：镀层材料的沉积方法包含且不限于化学镀、电镀和磁控溅射，根据采用的方法不同进行单面或双面镀膜，单面镀膜时将镀层材料沉积在超导面一侧。

5.根据权利要求1所述的高温超导带材的超声波辅助扩散连接方法，其特征在于，步骤(3)中：采用聚酰亚胺胶带将镀层材料两端的超导带材进行定位，防止搭接区域错位；超导带材待连接区域位于超声波焊机底座中心位置，并将带材两...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏海鸿，李鹏远，张腾，赖小强，左佳欣，孙林煜，邓华林，
申请(专利权)人：核工业西南物理研究院，
类型：发明
国别省市：