【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超导材料，具体地，涉及卷对卷超导带材镀铜方法。
技术介绍
1、1911年荷兰莱顿大学的卡末林·昂纳斯教授在实验室首次发现超导现象以来，超导材料及其应用一直是当代科学技术最活跃的前沿研究领域之一。在过去的十几年间，以超导为主的超导电力设备的研究飞速发展，在超导储能、超导电机、超导电缆、超导限流器、超导变压器、超导磁悬浮、核磁共振等领域取得了显著成果。
2、高温超导材料分为一代和二代，一代主要以银包套的bscco材料组成，二代主要以rebco为超导层的镀层材料组成。在二代带材没有成熟之前，大型的磁体一般采用一代带材来制作高温超导电流引线。由于一代70％的材料是银，漏热较大，因此一代的带材厂商又开发了bi～2223/ag～au银金带材。
3、以rebco(re为稀土元素)为材料的第二代超导带材，也被称为涂层导体，因其具有相比铋系带材更强的载流能力、更高的磁场性能和更低的材料成本，在医疗、军事、能源等众多领域具备更广更佳的应用前景。第二代超导带材，由于其作为超导载流核心的rebco本身硬且脆，所以一般是在镍基合金基底上采用多层覆膜的工艺生产，所以又被称为涂层导体。第二代超导带材一般由基带、缓冲层(过渡层)、超导层以及保护层组成。金属基底的作用是为带材提供优良的机械性能。过渡层的作用一方面是防止超导层与金属基底发生元素间的相互扩散，另一方面最上方的过渡层需为超导层的外延生长提供好的模板，提高ybco(钇钡铜氧)晶粒排列质量。制备超导性能优良的涂层导体，需要超导层具有一致的双轴织构。双轴织构是指晶粒在a
4、保护层主要是用来保护超导膜层，一般在超导带材正反表面用磁控溅射或蒸镀的方式镀0.5～5μm的银层，为了追求更低的材料成本，超导面的银层通常设置在1～2μm，非超导面的银层通常设置在0.5～1μm。被随后根据具体应用对带材宽度的需求，将10～12mm带材，分切成2～8mm。最后进行镀铜或后续的封装加强处理。后续封装的带材镀铜厚度可以是1～10μm。镀铜加强的带材，单面镀铜的厚度在10～30μm，双面则达到了20～60μm。
5、镀铜保护层的品质直接影响着超导带材的应用。其横截面的镀铜层呈现两端较中间部位大的骨头型结构。这个会影响带材的绕制，尤其是高场磁体的带材，由于在大磁场下带材受到较大的洛伦兹力，为了使线圈的结构稳固，必须采用大张力来绕制线圈。这就使得线圈很容易绕制出现轴向滑动偏移，从外表看出现飞碟型，如图1所示。一旦出现这种情况，整个线圈就无法使用。
6、此外高场磁体中对带材表面的要求极高，任何缺陷都会使带材绕制出现问题。一个没有瑕疵的饼式线圈侧面如图2所示。高场线圈绕制后经常会用显微镜来观察线圈侧面，如图3所示。然而带材表面由于工艺过程，或是原材料的缺陷，经常会伴有一些小颗粒，如图4所示。这就会使得线圈中带材的匝间产生缝隙，在显微镜下观察非常明显，如图5所示。
7、专利文献cn110797148b公开了一种适用于无绝缘线圈的超导带材、无绝缘线圈及其制备方法，采用物理气相沉积的方式来镀制铜层。然而用物理法镀制，镀制是针对一个表面的，侧面是分子扰射上去的，因此带材截面侧面的铜层十分薄弱，如图6所示。在绕制线圈时，经常会因为剐蹭，导致侧面的铜层裂开，翻起。从显微镜下能明显的看到这一情况，如图7所示。一旦出现这样的情况，整个线圈就出现了损坏。
8、当然物理法镀制的超导带材铜层，表面颗粒不会迅速长大，如图8所示。物理法镀制的带材表面铜层，光学显微镜和轮廓仪测试下可以看到表面还是比较光滑的，如图9所示。外表面如图10所示。
9、普通化学法镀制的超导带材铜层，带材截面是骨头型，如图11所示。这样的带材去绕制高场磁体根本绕不好。截面端部骨头型的形成是由于电镀中端部电力线的集中。在电化学镀铜中，尖锐部分容易产生电力线集中，导致铜在上面快速增长。从宏观上包括带材的端部，微观上也包括了小颗粒，小颗粒镀铜时迅速的长大，如图12所示。这也给使用造成了很大的困扰。
10、电化学镀铜中还有一个问题也不容忽视，那就是带材表面的孔洞。由于超导带材前一层镀银是磁控溅射镀制，不可避免有微孔洞形成。由于一开始带材还未镀铜时，就已经浸在溶液中。溶液会进入孔洞，腐蚀超导层，给超导带材带来不可逆的损坏。
11、一些大的线圈需要超导带材沿宽度两端的厚度差小于1μm，一些无孔径的线圈，需要超导带材转弯直径特别小。这就需要将超导层置于整个结构的中心层。
12、综上，带材镀铜面临着以上复杂的技术问题亟待解决。
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卷对卷超导带材镀铜方法。
2、根据本专利技术提供的一种卷对卷超导带材镀铜方法，包括如下步骤：
3、步骤1：通过物理气相沉积的方法对超导带材进行物理镀铜；
4、步骤2：通过电镀镀铜的方法对完成物理镀铜的超导带材进行化学镀铜。
5、优选的，所述步骤1中，制备得到的镀铜厚度大于等于总镀铜厚度的50％。
6、优选的，所述步骤1中，对超导带材使用如下任意一种物理气相沉积方法：射频磁控溅射、中频磁控溅射、直流磁控溅射。
7、优选的，所述步骤1中，镀膜温度保持在300℃以下，镀膜的工作气体为氩气，镀膜的靶材为纯铜靶。
8、优选的，所述步骤1中，对超导带材进行非对称镀铜，使超导层侧的铜层厚度大于基底侧的铜层厚度；
9、或，仅对超导层侧镀铜。
10、优选的，制备得到的超导带材的截面的端部与截面的中间的厚度差小于等于5μm。
11、优选的，制备得到的超导带材在截面宽度方向上的两端的厚度差小于等于1μm。
12、优选的，所述化学法镀铜步骤具体包括如下步骤：
13、步骤2.1：对被加工带材依次进行一次清洗处理、镀光亮铜处理、镀沙面铜处理后进行二次清洗处理；
14、步骤2.2：对二次清洗处理后的被加工带材进行钝化处理、烘干处理。
15、优选的，所述沙面铜的表面粗糙度大于50nm。
16、优选的，所述步骤1.1中，在镀铜处理前先进行预镀铜处理，所述预镀铜处理采用第一电流电镀处理，所述镀光亮铜处理采用第三电流电镀处理，所述镀沙面铜处理采用第二电流电镀处理；
17、所述第一电流采用的电流密度为6～20a/dm^2，所述第三电流采用的电流密度为0.5～3.5a/dm^2，所述第二电流采用的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种卷对卷超导带材镀铜方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的卷对卷超导带材镀铜方法，其特征在于，所述步骤1中，制备得到的镀铜厚度大于等于总镀铜厚度的50％。
3.根据权利要求1所述的卷对卷超导带材镀铜方法，其特征在于，所述步骤1中，对超导带材使用如下任意一种物理气相沉积方法：射频磁控溅射、中频磁控溅射、直流磁控溅射。
4.根据权利要求1所述的卷对卷超导带材镀铜方法，其特征在于，所述步骤1中，镀膜温度保持在300℃以下，镀膜的工作气体为氩气，镀膜的靶材为纯铜靶。
5.根据权利要求1所述的卷对卷超导带材镀铜方法，其特征在于，所述步骤1中，对超导带材进行非对称镀铜，使超导层侧的铜层厚度大于基底侧的铜层厚度；
6.根据权利要求1所述的卷对卷超导带材镀铜方法，其特征在于，制备得到的超导带材的截面的端部与截面的中间的厚度差小于等于5μm。
7.根据权利要求1所述的卷对卷超导带材镀铜方法，其特征在于，制备得到的超导带材在截面宽度方向上的两端的厚度差小于等于1μm。
8.根据权利要求1所述
9.根据权利要求8所述的卷对卷超导带材镀铜方法，其特征在于，所述沙面铜的表面粗糙度大于50nm。
10.根据权利要求8所述的卷对卷超导带材镀铜方法，其特征在于，所述步骤1.1中，在镀铜处理前先进行预镀铜处理，所述预镀铜处理采用第一电流电镀处理，所述镀光亮铜处理采用第三电流电镀处理，所述镀沙面铜处理采用第二电流电镀处理；
...【技术特征摘要】
1.一种卷对卷超导带材镀铜方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的卷对卷超导带材镀铜方法，其特征在于，所述步骤1中，制备得到的镀铜厚度大于等于总镀铜厚度的50％。
3.根据权利要求1所述的卷对卷超导带材镀铜方法，其特征在于，所述步骤1中，对超导带材使用如下任意一种物理气相沉积方法：射频磁控溅射、中频磁控溅射、直流磁控溅射。
4.根据权利要求1所述的卷对卷超导带材镀铜方法，其特征在于，所述步骤1中，镀膜温度保持在300℃以下，镀膜的工作气体为氩气，镀膜的靶材为纯铜靶。
5.根据权利要求1所述的卷对卷超导带材镀铜方法，其特征在于，所述步骤1中，对超导带材进行非对称镀铜，使超导层侧的铜层厚度大于基底侧的铜层厚度；
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱佳敏，林晓辉，甄水亮，柏培，张亚楠，程雅南，张超，陈思侃，高中赫，
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：
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