用于连续制造超导带材的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于连续制造超导带材的装置。在双室中使用圆筒的蒸发（ＥＤＤＣ）方法适于大量生产高温超导带材。然而，ＥＤＤＣ方法局限于制造具有有限长度的高温超导带材。试图使用ＥＤＤＣ方法通过从一个卷筒释放长的高温超导带材并且在另一个卷筒卷绕长的高温超导带材来制造具有足够大的长度的高温超导带材。在此情况中，重要的是要稳固地从一个卷筒到另一个卷筒移动螺旋卷绕于圆筒的高温超导带材。因此，本发明专利技术所提供的装置使用分别围绕圆筒布置的环形轨道带，以稳固地并且连续地沿着圆筒的中心线从一个卷筒到另一个卷筒移动螺旋卷绕于圆筒的高温超导带材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
这里公开的本专利技术涉及一种用于制造超导带材的装置，更具体地，涉及 一种通过在连续移动长的超导带材的同时在该长的超导带材上沉积超导材 料来制造长的超导带材的装置。
技术介绍
在超导体应用领域，全世界在高温超导体的实际应用上做了许多研究。 已经有第一代的高温超导带材和第二代的高温超导带材。第一代的高温超导带材可以通过粉末装管(PIT, PowderlnTube)工艺制造，在此工艺中，前 体粉末在银(Ag)管中处理。第二代的高温超导带材在技术上称为涂层导体 (CC， Coated Conductor)。许多国家的研究机构和公司已经对CC作出了研 究。已经发展出了许多用于CC的制造方法。CC具有比第一代超导带材更 复杂的多层结构。自从1986年发现高温超导体以来，认为超导带材将成为首要的实用的 超导体产品。高温超导带材的每一单位面积可以承载比铜导线大大约100倍 的电流而且基本上没有损失。因为热量的产生与电力装置的功率损失成比 例，所以电力装置会因为功率损失而被加热到高的温度。因此，具有相对大 的电阻的铜导线不适于高容量的功率装置。然而，高温超导带材可以有效地 用于高容量的功率装置。基于铌的低温超导体是不经济的，因为它们极低的 临界温度需要昂贵的液氦。然而，高温超导带材是经济的，因为它们需要的 是能够容易地从空气中得到的液氮。因此，高温超导带材的实际应用将标志 大规模的能量工业中的一个新的时代。当首次发现高温超导体时，虽然认为 高温超导体 是下一代的导体，发展高温超导带材也是困难的。然而，近期科技的巨大发展使得实际使用高温超导体成为可能。为此，发展低成本的快速 制造超导带材的方法非常重要。有许多可以实际使用的制造超导带材的方法，例如金属有机沉积(MOD, Metal-Organic Deposition)法，金属有机化 学气相沉积(MOCVD， Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)法，和在 双室中使用圆筒的蒸发(EDDC， Evaporation using Drum in Dual Chamber) 法。EDDC法在美国专利No. 6,147,033中公开，其由本专利技术的申请者申请， 题目为"Apparatus and method for forming a film on a tape substrate (在带材的 基底上形成膜的装置和方法)"。在EDDC方法中，真空室被分隔成三个室使用。详细地，圆筒在上部的 压力为大约5mTorr的氧气气体氛围下的辅助室中转动。大约4mm宽和大约 0.1mm厚或更薄的基底带材巻绕于圆筒。将基底带材和圆筒加热到大约700 。C并且以大约每一秒钟旋转一周的速度转动。较低的主室保持在压力为大约 0.01mTorr。较低的主室向旋转的基底带材供给例如钐(Sm)、钡(Ba)和铜 (Cu)的原料，原料为原子相的形式以在旋转的基底带材上形成高温超导体 层。这里，精确地保持由主室提供的原料的比率(例如，Sm: Ba: Cu=h 2: 3)。当基底带材在辅助室内的蒸发区域和反应区域之间转动时，高温超 导体层产生于基底带材上。然而，由于巻绕于圆筒的基底带材的长度受到限制，所以利用EDDC方 法不能制造长的高温超导带材。因此，需要改进EDDC方法以制造足够长的 高温超导带材。例如，具有足够大的长度的高温超导带材可以使用同轴地布 置在圆筒的两侧的两个巻筒，通过将超导体材料沉积于高温超导带材上，同 时将高温超导带材从一个巻筒释放并巻绕于另一个巻筒来制造。这里，高温 超导带材在巻筒的内部区域巻绕
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了用于连续制造超导带材的装置。该装置可以包 括用于沉积超导材料的室；位于所述室中的中空的圆柱筒，该圆柱筒用于 将超导带材巻绕在其上并加热超导带材；位于圆柱筒的一端用于供给超导带 材的释放筒；位于圆柱筒的另一端用于在超导材料沉积在超导带材上之后收 集超导带材的巻线筒；和用于将超导带材从释放筒传输到巻线筒的传输单 元。在某些实施例中，传输单元可以包括环形轨道带，该环形轨道带以回 路形状平行于圆柱筒的中心线围绕圆柱筒的侧壁布置，环形轨道带包括在环 形轨道带的长度方向上以预定的间隔布置的用于容纳超导带材的凹槽，该凹 槽基本上垂直于环形轨道带的长度方向；和用于转动环形轨道带的带巻筒， 以在从释放筒到巻线筒的方向上沿着圆柱筒的外表面移动环形轨道带的一 部分。在其它的实施例中，每个凹槽包括用于支撑超导带材的两侧的支撑卡 夹部分，以防止超导带材与凹槽的底面相接触；和使得凹槽向上逐渐变窄的 反向倾斜侧壁，以防止超导带材轻易地从凹槽中释放。在其它的实施例中，支撑卡夹部分朝向凹槽的侧壁倾斜，以使超导带材 和支撑卡夹部分线接触。在其它的实施例中，设置有多个传输单元，其中该多个传输单元相对于 圆柱筒的中心线沿径向对称地布置。在其它的实施例中，超导带材从释放筒的内部区域释放并且在巻线筒的 内部区域巻绕。在进一步的实施例中，圆柱筒外表面的位于环形轨道带和另一个环形轨 道带之间的部分上设置有材料，以保持圆柱筒外表面的该部分的表面温度与 环形轨道带的表面温度为相同的温度水平。在进一步的实施例中，所述装置还包括螺旋阻挡体，该螺旋阻挡体位于释放筒的一侧，用于以分级的方式将超导带材的要沉积超导材料的部分与其 余部分区分开。当超导带材暴露于沉积蒸汽时，螺旋阻挡体以分级的方式往 复运动，以使巻绕于圆柱筒的超导带材的每一匝同时暴露于沉积蒸汽。在进一步的实施例中，圆柱筒、巻绕于圆柱筒的超导带材、供给超导带 材的释放筒、收集超导带材的巻线筒、环形轨道带和用于转动环形轨道带的 带巻筒互相关联地快速转动，以将超导带材从释放筒释放，并将超导带材巻 绕于巻线筒，从而使超导带材和圆柱筒之间具有预定间隙地螺旋巻绕于圆柱 筒的超导带材的一部分在环形轨道带上沿着圆柱筒的中心线从释放筒向巻 线筒移动，并且使超导材料沉积于超导带材的这一部分上。附图说明图1示出了根据本专利技术的实施例的用于连续制造超导带材的装置的示意图。图2是根据本专利技术的实施例的图1的A部分的放大视图。 图3是根据本专利技术的实施例的图1的B部分的放大视图。 图4是根据本专利技术的实施例，沿着箭头b的方向示出图1中的装置的侧 视图。图5是根据本专利技术的实施例，示出图1中的装置的蒸汽阻挡体的透视图。 图6和图7是根据本专利技术的实施例，示出蒸汽阻挡体如何运行的示意图。具体实施例方式参考后面的附图，将在下文详细描述本专利技术的优选实施例。但是，本发 明可以以不同的方式实施并且不应该局限于这里列出的实施例进行制造。美 国专利No. 6,147,033在这里全文引入作为参考。图l示出了根据本专利技术的实施例的用于连续制造超导带材的装置的示意图。为了清楚起见，通过沿着包括中空的圆柱筒102的中心线和上边界线的 平面切开释放筒104a和巻线筒104b，从而对所述释放筒104a和巻线筒104b 进行显示。图1中示出的装置的所有元件均布置在超导体沉积室(未示出) 中。参考图l，超导带材106位于中空的圆柱筒102的外表面上，并且中空 的圆柱筒102布置在超导体沉积室中以加热超导带材106。将在其上沉积超 导材料的超导带材106从释放筒104a释放，该释放筒104本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于连续制造超导带材的装置，该装置包括：　室，该室用于沉积超导材料；　中空的圆柱筒，该圆柱筒位于所述室中，用于将超导带材卷绕在该圆柱筒上并加热该超导带材；　释放筒，该释放筒位于所述圆柱筒的一端，用于供给所述超导带材；卷线筒，该卷线筒位于所述圆柱筒的另一端，用于在所述超导材料沉积在所述超导带材上之后收集所述超导带材；以及　传输单元，该传输单元用于将所述超导带材从所述释放筒传输到所述卷线筒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉道俊，柳在垠，李炳洙，李相武，郑礼铉，李在煐，
申请(专利权)人：韩国科学技术院，株式会社瑞蓝，
类型：发明
国别省市：KR[]