專利名稱：一種超導導線組件及其制備方法
技術領域：
本發明涉及超導導線組件，特別是涉及一種利用鉍系高溫超導材料和金屬加強帶制備的高溫超導導線組件及其制備方法。
背景技術：
鉍系高溫超導帶材是目前唯一可規模化生產的高溫超導材料，應用鉍系高溫超導帶材制成的超導電纜、超導電機、超導限流器、超導磁分離器、超導磁懸浮列車和超導儲能系統等產品的研發已取得重大突破，許多項目已進入樣機試運行階段。鉍系高溫超導帶材是利用粉末套管法(Powder-In-Tube，簡稱PIT)制成的，即將鉍系氧化物填充到銀或銀合金套管中，再經過拉拔、軋制等加工變形后進行熱處理而制成的，其臨界電流密度高，且具有良好的加工性能，從而成為目前高溫超導材料中具有發展前景的一種產品。
在鉍系高溫超導材料的應用過程中，如果導線的某處出現彎折或斷裂，那么此處的某一根或多根超導芯便會失去載流能力，而導線此處的其余芯則承擔總的電流，這一總電流若超過這些芯的電流輸運能力，則超過的部分將由銀或銀合金基體分流，但銀或銀合金基體有可能經不住導線中大的分流電流，致使導線外套燒毀，從而使導線斷開，甚至使導線著火，危害整個超導器件。另外，目前單根鉍系超導帶材在77K的臨界電流(Ic)已經很高了，但仍難以滿足一些大型超導器件的要求，如大型超導變壓器、超導電機、超導電纜、超導儲能裝置和電流引線等，這些超導器件通常需要通過較大的電流，其電流值大于單根超導帶材的臨界電流。申請號為200510070732. 9的中國專利提供了一種超導導線組件，將多根超導導線并連在一起，外表面再包裹至少一層機械強度高于單根超導導線的機械強度的金屬覆蓋層，這種組件雖然能夠提高電流和機械強度，但仍不能滿足一些大型超導器件的要求。為解決上述難題可以把多根超導導線并連在一起，并在最外側的兩根超導導線的外側寬度面上再分別并連至少一根金屬加強帶而形成超導導線組合件，這不僅能夠進一步提高高溫超導導線的機械強度和工作穩定性，而且具有較大的臨界電流。
發明內容
本發明旨在創造一種超導導線組件，并將其公之于眾，依法獲得該技術方案的專利權。在鉍系高溫超導材料的應用過程中，一些大型超導器件如大型超導變壓器、超導電機、超導電纜、超導儲能裝置和電流引線等，通常需要通過較大的電流，其電流值大于單根超導帶材的臨界電流，同時還需要具有較高的機械強度和工作穩定性。為解決上述問題，本發明采用的技術方案是該超導導線組件包含至少兩根具有超導性能的單根超導導線，這些單根超導導線之間的寬度面通過電接觸的方式并連在一起，在這些并連在一起的最外側的兩根超導導線的外側寬度面上再分別并連至少一根金屬加強帶而形成超導導線組。本發明的超導導線組件結構簡單，具有較高的機械強度和工作穩定性，具有較高的臨界電流，適合大型超導器件使用。
將多根超導導線并連在一起，其整體電流會高于單根超導導線的臨界電流，當再并連金屬加強帶形成超導導線組件后，相當于又并連了至少兩根超導導線，所以超導導線組件的整體電流會進一步提高。金屬加強帶的中間層是超導導線，上、下層是金屬帶。雖然金屬加強帶的機械強度小于金屬帶的機械強度，但遠大于超導導線的機械強度，所以使超導導線組件的機械強度也有了很大提高優選的是，在所述超導導線組的外表面上至少包裹一層機械強度高于單根金屬加強帶的機械強度的金屬覆蓋層。這不僅使超導導線組的外表面更加整齊光滑，而且能夠進一步提高組件的機械強度和工作穩定性。單根超導導線是利用PIT方法制備的單芯或多芯超導導線，其包含至少一根具有超導性能的超導芯和包在超導芯周圍的至少一種金屬基體。超導導線組中的單根超導導線之間、金屬加強帶與超導導線之間、金屬加強帶之間、金屬覆蓋層與超導導線組的外表面之間的連接方式均為利用低熔點金屬或低熔點合金焊接。連接的方式很多，采用焊接的方式可以使其連接的更加牢固，不易脫落。利用低熔點金屬或低熔點合金焊接，是因為熔點低易熔化，而在它熔化的溫度下需要焊接的金屬還是固體，所以把它涂在需要焊接的金屬上，溫度降低后它又變成固體，從而將其與需要焊接的金屬連接在一起。優選的是，所述超導導線組中的單根超導導線之間、金屬加強帶與超導導線之間、 金屬加強帶之間、金屬覆蓋層與超導導線組的外表面之間的焊接層要均勻、不易太厚，最好為O. 005 O. 02mm。它們之間只要均勻的焊接在一起即可，導線越多，焊接層就越多，若焊接層太厚會增大導線組的整體厚度，另外焊接層只能增加導線組的截面不能起到增大強度的作用，不利于實際電力應用。 金屬加強帶的中間層為超導導線，上層和下層均為與超導導線相鄰寬度面焊接在一起的金屬帶。在鉍系超導帶材的兩個寬度面上焊接金屬帶，利用金屬的機械性能提高超導帶材的機械性能，從而制成金屬加強帶。Bi-2223/Ag超導帶材雖然具有較高的臨界電流， 但因其機械強度較弱，在一定程度上影響了超導帶材的工業應用，特別是在設計超導磁體時，一個必要條件就是超導帶材能夠承受足夠大的機械強度。金屬加強帶在不降低超導臨界電流的前提下顯著提高了超導帶材的機械強度。優選的是，制備金屬加強帶的金屬為哈氏合金、不銹鋼、青銅或紫銅。哈氏合金是鎳基合金，具有較高的機械強度和很好的加工焊接性，能夠適應多種介質和溫度區間。不銹鋼是鐵基合金，具有較高的機械強度。銅合金具有電導率高、抗腐蝕性強、加工成型性能好、 焊接性能好、強度較高等優良特性。上述金屬是常用的制備金屬加強帶的材料。金屬加強帶上、下層金屬帶的寬度與中間層超導導線的寬度相同，在制備加強帶時，將金屬切割成寬度與超導導線寬度相同的金屬帶，然后將金屬帶與超導導線的寬度面焊接在一起。焊接時金屬帶與超導導線不要錯位，否則會導致超導導線的某個寬度面上只有部分面焊接了金屬帶，這樣會降低加強帶的機械強度，達不到預期的效果。其中上、下層金屬帶的厚度最好為O. 01 O. 1mm。金屬層的厚度不易太厚,否則會使加強帶的整體厚度偏大，不利于實際應用。根據實驗結果，在樣品寬度一定的情況下，金屬的抗拉強度(Ob)隨著金屬厚度的減小而增大，而金屬的屈服強度(。3:延伸率在0.2% 時的強度)隨著金屬厚度的減小也會增大，但增大的趨勢沒有抗拉強度那樣明顯。屈服強度是判斷金屬材料機械性能的關鍵指標。上、下層金屬帶的屈服強度最好為200 lOOOMPa，而目前鉍系高溫超導導線的屈服強度為50 200MPa左右，由上述超導導線和金屬帶制備的金屬加強帶在常溫下的拉伸應力(即延伸率為0.2%時的強度)為120 600MPa，這與通過復合材料基本公式計算的理論值相吻合。目前，金屬加強帶在液氮下測得的拉伸應力會高于在常溫下測得的拉伸應力，因為金屬材料的彈性模量隨溫度的升高而降低，溫度升高，材料發生熱膨脹現象，原子間結合力減弱，因此金屬的彈性模量降低，所以在常溫下測得的拉伸應力便減小。在不降低超導導線組電流的前提下，為進一步提高超導導線組的機械強度可在超導導線組的外表面包裹至少一層金屬覆蓋層。超導導線組的外表面包括導線組的兩個寬度面和導線組的兩個高度面。金屬覆蓋層的厚度最好為0.02 0. 1_。金屬覆蓋層不易太厚，否則使組件尺寸偏大，影響實際應用。另外，金屬覆蓋層的寬度不小于超導導線組的橫截面的周長，即金屬覆蓋層至少將超導導線組的外表面包覆起來，不能有部分導線組暴露在外面，否則致使導線組的機械強度不均勻，外觀不平整。·本發明的另一目的在于提供一種制備上述超導導線組件的方法，其按照先后順序包括以下步驟(I)將至少兩根具有超導性能的單根超導導線分別盤繞在放線盤上，并將放線盤置于與地面垂直的支架上，放線盤與放線盤之間留有一定的距離；(2)在步驟(I)中最上邊的放線盤的上方再放置至少一個放線盤，其上盤繞金屬加強帶；(3)在步驟(I)中最下邊的放線盤的下方再放置至少一個放線盤，其上盤繞金屬加強帶；(4)將步驟⑵中的金屬加強帶、步驟⑴中的超導導線和步驟⑶中的金屬加強帶的頭部寬度面自上而下依次并靠在一起，并繞過同一個導輪；(5)在步驟(4)中并靠在一起的超導導線和金屬加強帶的寬度面上滴加助焊劑，并以I. 0 3. Om/min的速度穿過同一個加熱槽進行加熱，加熱溫度為200°C 400°C ；(6)步驟(5)中并靠在一起的超導導線和金屬加強帶在加熱槽內進行加熱的同時，對加熱槽內最上層的金屬加強帶上方的加熱板施加I IOOkg壓下力將超導導線和金屬加強帶焊接在一起，并繞過同一個導輪；(7)經過加熱的超導導線和金屬加強帶形成超導導線組，并盤繞在同一個收線盤上。本發明的制備超導導線組的方法操作簡便，設備結構簡單，成本低；超導導線不受損傷，制備的超導導線組表面平整，導線組中超導導線之間、金屬加強帶之間、超導導線與金屬加強帶之間連接緊密；超導導線組的臨界電流高，機械強度高。在上述步驟(5)的超導導線和金屬加強帶中，任何兩根相鄰的線中有一個相鄰寬度面滴加助焊劑即可。為進一步提高超導導線組的機械強度但又不降低臨界電流，在上述步驟(7)形成的超導導線組的外表面上再包覆至少一層機械強度高于單根金屬加強帶的機械強度的金
屬覆蓋層。優選的是，金屬加強帶和超導導線的寬度面上預先鍍錫，以提高其焊接性能，使單根超導導線之間、單根金屬加強帶之間、超導導線與金屬加強帶之間緊密焊接在一起，有效提高超導組件的臨界電流和機械強度。優選的是，所用助焊劑為松香助焊劑、無機水溶性助焊劑或有機水溶性助焊劑。松香助焊劑的主要成份是松香，按一定比例加入酒精調配成松香水，焊接前將松香水滴在金屬加強帶和超導導線上。松香最純凈、無腐蝕，具有良好的絕緣性和穩定性，可清除油污、塵埃等阻焊物，可有效防止金屬氧化，保證焊接質量。無機水溶性助焊劑的化學作用強、助焊性能非常好。有機水溶性助焊劑的助焊作用介于無機水溶性助焊劑和松香助焊劑之間。
下面將結合附圖對本發明的具體實施例進行詳細描述，其中圖I為按照本發明的兩根超導導線和兩根金屬加強帶并連形成超導導線組件的結構示意圖；圖2為按照本發明的兩根超導導線和兩根金屬加強帶并連且外表面包覆金屬覆蓋層而形成超導導線組件的結構示意圖；圖3為按照本發明的三根超導導線和兩根金屬加強帶并連形成超導導線組件的結構示意圖；
圖4為按照本發明的三根超導導線和兩根金屬加強帶并連且外表面包覆金屬覆蓋層而形成超導導線組件的結構示意圖；圖5為按照本發明的兩根超導導線和四根金屬加強帶并連形成超導導線組件的結構示意圖；圖6為按照本發明的兩根超導導線和四根金屬加強帶并連且外表面包覆金屬覆蓋層而形成超導導線組件的結構示意圖；圖7為按照本發明的三根超導導線和四根金屬加強帶并連形成超導導線組件的結構示意圖；圖8為按照本發明的三根超導導線和四根金屬加強帶并連且外表面包覆金屬覆蓋層而形成超導導線組件的結構示意圖。圖9為按照本發明的制備超導導線組件方法的一優選實施例結構示意圖；圖10為圖9所示的按照本發明的制備超導導線組件方法的加熱槽的截面示意圖。附圖標記說明超導導線1，焊接層2，金屬加強帶3，金屬帶4，金屬覆蓋層5、底座 6、支架7、放線盤8、收線盤9、導輪10、超導導線組件11、加熱槽12、助焊劑13、加熱板14。
具體實施例方式實施例一如圖9、圖I和圖10所示，選用兩根鉍系高溫超導導線I，將這兩根超導導線I分別盤繞在放線盤8上，再選取兩根金屬加強帶3，將這兩根金屬加強帶3分別盤繞在放線盤 8上。將這四個已經盤繞線的放線盤8放置在與底座6垂直的支架7上，放置的順序從上到下依次為金屬加強帶3放線盤8、超導導線I放線盤8、超導導線I放線盤8、金屬加強帶3 放線盤8。將這四根導線頭部的寬度面自上而下依次并靠在一起，并繞過同一個導輪10，然后以I. Om/min的速度穿過加熱槽12進行加熱，加熱溫度為200°C，在加熱的同時對加熱槽12內最上層的金屬加強帶3上方的加熱板14施加Ikg壓下力將超導導線I和金屬加強帶3焊接在一起，并繞過同一個導輪10，經過加熱和壓制的超導導線I和金屬加強帶3緊密結合在一起形成超導導線組件U，并盤繞在同一個收線盤9上。并靠在一起的超導導線I和金屬加強帶3在進入加熱槽12之前需滴加由松香和酒精調配的松香助焊劑13。其中，超導導線I之間的焊接層2厚度為0.005mm，金屬加強帶3的上、下層的金屬帶4為哈氏合金，厚度均為0. 01_，金屬加強帶3在常溫下的拉伸應力為600Mpa。實施例二 如圖9和圖2所示，選用兩根鉍系高溫超導導線1，將這兩根超導導線I分別盤繞在放線盤8上，再選取兩根金屬加強帶3，將這兩根金屬加強帶3分別盤繞在放線盤8上。將這四個已經盤繞線的放線盤8放置在與底座6垂直的支架7上，放置的順序從上到下依 次為金屬加強帶3放線盤8、超導導線I放線盤8、超導導線I放線盤8、金屬加強帶3放線盤8。將這四根導線頭部的寬度面自上而下依次并靠在一起，并繞過同一個導輪10，然后以I. 5m/min的速度穿過加熱槽12進行加熱，加熱溫度為250°C，在加熱的同時對加熱槽12內最上層的金屬加強帶3上方的加熱板14施加IOOkg壓下力將超導導線I和金屬加強帶3焊接在一起，并繞過同一個導輪10，經過加熱和壓制的超導導線I和金屬加強帶3緊密結合在一起形成超導導線組件11，并盤繞在同一個收線盤9上。并靠在一起的超導導線I和金屬加強帶3在進入加熱槽之前需滴加主要成份為鹽酸的無機水溶性助焊劑13。為進一步提高超導導線組的機械強度，在超導導線組的外表面包覆一層銅箔5。其中，超導導線I之間的焊接層2厚度為0.005mm，金屬加強帶3的上、下層的金屬帶4為哈氏合金，厚度均為0. 01mm，金屬加強帶3在常溫下的拉伸應力為360Mpa，銅箔5的厚度為0. 02mm。實施例三超導導線組件11由三根超導導線I和兩根金屬加強帶3構成時，圖9左側的支架7上需要增加一個放線盤8，其上盤繞超導導線I。如圖9和圖3所示，選用三根鉍系高溫超導導線1，將這三根超導導線I分別盤繞在放線盤8上，再選取兩根金屬加強帶3，將這兩根金屬加強帶3分別盤繞在放線盤上8。將這五個已經盤繞線的放線盤8放置在與底座6垂直的支架7上，放置的順序從上到下依次為金屬加強帶3放線盤8、超導導線I放線盤8、超導導線I放線盤8、超導導線I放線盤8、金屬加強帶3放線盤8。將這五根導線頭部的寬度面自上而下依次并靠在一起，并繞過同一個導輪10，然后以3. Om/min的速度穿過加熱槽12進行加熱，加熱溫度為400°C，在加熱的同時對加熱槽12內最上層的金屬加強帶3上方的加熱板14施加50kg壓下力將超導導線I和金屬加強帶3焊接在一起，并繞過同一個導輪10，經過加熱和壓制的超導導線I和金屬加強帶3緊密結合在一起形成超導導線組件11，并盤繞在同一個收線盤9上。并靠在一起的超導導線I和金屬加強帶3在進入加熱槽之前需滴加以乳酸為基礎的有機水溶性助焊劑13。其中，超導導線I之間的焊接層2厚度為0. 02mm，金屬加強帶3的上、下層的金屬帶4為不銹鋼，厚度均為0. 1mm，金屬加強帶3在常溫下的拉伸應力為120Mpa。實施例四如圖9和圖4所示，選用三根鉍系高溫超導導線1，將這三根超導導線I分別盤繞在放線盤8上，再選取兩根金屬加強帶3，將這兩根金屬加強帶3分別盤繞在放線盤8上。 將這五個已經盤繞線的放線盤8放置在與底座6垂直的支架7上，放置的順序從上到下依次為金屬加強帶3放線盤8、超導導線I放線盤8、超導導線I放線盤8、超導導線I放線盤 8、金屬加強帶3放線盤8。將這五根導線頭部的寬度面自上而下依次并靠在一起，并繞過同一個導輪10，然后以2. 5m/min的速度穿過加熱槽12進行加熱，加熱溫度為350°C，在加熱的同時對加熱槽12內最上層的金屬加強帶3上方的加熱板14施加25kg壓下力將超導導線I和金屬加強帶3焊接在一起，并繞過同一個導輪10，經過加熱和壓制的超導導線I和金屬加強帶3緊密結合在一起形成超導導線組件11，并盤繞在同一個收線盤9上。并靠在一起的超導導線I和金屬加強帶3在進入加熱槽之前需滴加由松香和酒精調配的助焊劑13。 為進一步提高超導導線組的機械強度，在超導導線組的外表面包覆一層不銹鋼箔5。其中，超導導線I之間的焊接層2厚度為O. 013mm，金屬加強帶3的上、下層的金屬帶4為青銅帶，厚度均為O. 055mm,金屬加強帶3在常溫下的拉伸應力為240Mpa，不銹鋼箔 5的厚度為O. 1mm。
實施例五超導導線組件11由兩根超導導線I和四根金屬加強帶3構成時，圖9左側的支架 7上需要增加兩個放線盤8，其上盤繞金屬加強帶3。如圖9和圖5所示，選用兩根鉍系高溫超導導線1，將這兩根超導導線I分別盤繞在放線盤8上，再選取四根金屬加強帶3，將這四根金屬加強帶3分別盤繞在放線盤8上。 將這六個已經盤繞線的放線盤8放置在與底座6垂直的支架7上，放置的順序從上到下依次為金屬加強帶3放線盤8、金屬加強帶3放線盤8、超導導線I放線盤8、超導導線I放線盤8、金屬加強帶3放線盤8、金屬加強帶3放線盤8。將這六根導線頭部的寬度面自上而下依次并靠在一起，并繞過同一個導輪10，然后以2. Om/min的速度穿過加熱槽12進行加熱， 加熱溫度為300°C，在加熱的同時對加熱槽12內最上層的金屬加強帶3上方的加熱板14施加75kg壓下力將超導導線I和金屬加強帶3焊接在一起，并繞過同一個導輪10，經過加熱和壓制的超導導線I和金屬加強帶3緊密結合在一起形成超導導線組件11，并盤繞在同一個收線盤上9。并靠在一起的超導導線I和金屬加強帶3在進入加熱槽之前需滴加主要成份為氫氟酸的無機水溶性助焊劑13。其中，超導導線I之間的焊接層2厚度為O. 009mm，金屬加強帶3的上、下層的金屬帶4為紫銅帶，厚度均為O. 033mm，金屬加強帶3在常溫下的拉伸應力為480Mpa。實施例六如圖9和圖6所示，選用兩根鉍系高溫超導導線1，將這兩根超導導線I分別盤繞在放線盤8上，再選取四根金屬加強帶3，將這四根金屬加強帶3分別盤繞在放線盤8上。 將這六個已經盤繞線的放線盤8放置在與底座6垂直的支架7上，放置的順序從上到下依次為金屬加強帶3放線盤8、金屬加強帶3放線盤8、超導導線I放線盤8、超導導線I放線盤8、金屬加強帶3放線盤8、金屬加強帶3放線盤8。將這六根導線頭部的寬度面自上而下依次并靠在一起，并繞過同一個導輪10，然后以I. 5m/min的速度穿過加熱槽12進行加熱， 加熱溫度為250°C，在加熱的同時對加熱槽12內最上層的金屬加強帶3上方的加熱板14施加20kg壓下力將超導導線I和金屬加強帶3焊接在一起，并繞過同一個導輪10，經過加熱和壓制的超導導線I和金屬加強帶3緊密結合在一起形成超導導線組件11，并盤繞在同一個收線盤9上。并靠在一起的超導導線I和金屬加強帶3在進入加熱槽12之前需滴加以檸檬酸為基礎的有機水溶性助焊劑13。為進一步提高超導導線組的機械強度，在超導導線組的外表面包覆一層哈氏合金箔5。其中，超導導線I之間的焊接層2厚度為0.017mm，金屬加強帶3的上、下層的金屬帶4為不銹鋼，厚度均為0. 078mm，金屬加強帶3在常溫下的拉伸應力為170Mpa，哈氏合金箔5的厚度為0. 06mm。實施例七超導導線組件11由三根超導導線I和四根金屬加強帶3構成時，圖9左側的支架7上需要增加三個放線盤8，其中一個放線盤8盤繞超導導線I，另外兩個放線盤8盤繞金屬加強帶3。如圖9和圖7所示，選用三根鉍系高溫超導導線1，將這三根超導導線I分別盤繞 在放線盤8上，再選取四根金屬加強帶3，將這四根金屬加強帶3分別盤繞在放線盤8上。將這七個已經盤繞線的放線盤8放置在與底座6垂直的支架7上，放置的順序從上到下依次為金屬加強帶3放線盤8、金屬加強帶3放線盤8、超導導線I放線盤8、超導導線I放線盤8、超導導線I放線盤8、金屬加強帶3放線盤8、金屬加強帶3放線盤8。將這七根導線頭部的寬度面自上而下依次并靠在一起，并繞過同一個導輪10，然后以2. 5m/min的速度穿過加熱槽12進行加熱，加熱溫度為350°C，在加熱的同時對加熱槽12內最上層的金屬加強帶3上方的加熱板14施加60kg壓下力將超導導線I和金屬加強帶3焊接在一起，并繞過同一個導輪10，經過加熱和壓制的超導導線I和金屬加強帶3緊密結合在一起形成超導導線組件U，并盤繞在同一個收線盤9上。并靠在一起的超導導線I和金屬加強帶3在進入加熱槽之前需滴加由松香和酒精調配的助焊劑13。其中，超導導線I之間的焊接層2厚度為0. 01mm，金屬加強帶3的上、下層的金屬帶4為不銹鋼，厚度均為0. 05_，金屬加強帶3在常溫下的拉伸應力為400Mpa。實施例八如圖9和圖8所示，選用三根鉍系高溫超導導線1，將這三根超導導線I分別盤繞在放線盤8上，再選取四根金屬加強帶3，將這四根金屬加強帶3分別盤繞在放線盤8上。將這七個已經盤繞線的放線盤8放置在與底座6垂直的支架7上，放置的順序從上到下依次為金屬加強帶3放線盤8、金屬加強帶3放線盤8、超導導線I放線盤8、超導導線I放線盤8、超導導線I放線盤8、金屬加強帶3放線盤8、金屬加強帶3放線盤8。將這七根導線頭部的寬度面自上而下依次并靠在一起，并繞過同一個導輪10，然后以2. Om/min的速度穿過加熱槽12進行加熱，加熱溫度為250°C，在加熱的同時對加熱槽12內最上層的金屬加強帶3上方的加熱板14施加80kg壓下力將超導導線I和金屬加強帶3焊接在一起，并繞過同一個導輪10，經過加熱和壓制的超導導線I和金屬加強帶3緊密結合在一起形成超導導線組件11，并盤繞在同一個收線盤9上。并靠在一起的超導導線I和金屬加強帶3在進入加熱槽之前需滴加由松香和酒精調配的助焊劑13。為進一步提高超導導線組的機械強度，在超導導線組的外表面包覆一層銅箔5。其中，超導導線I之間的焊接層2厚度為0.015mm，金屬加強帶3的上、下層的金屬帶4為哈氏合金，厚度均為0. 02mm，金屬加強帶3在常溫下的拉伸應力為500Mpa，銅箔5的厚度為0. 05mm。
本領域技術人員不難看出，本發明包括上述各部分 的任意組合。
權利要求
1.一種超導導線組件，包含至少兩根具有超導性能的單根超導導線，這些單根超導導線之間的寬度面通過電接觸的方式并連在一起，其特征在干在這些并連在一起的最外側的兩根超導導線的外側寬度面上再分別并連至少ー根金屬加強帶而形成超導導線組。
2.根據權利要求I所述的超導導線組件，其特征在于在所述超導導線組的外表面上至少包覆一層機械強度高于單根金屬加強帶的機械強度的金屬覆蓋層。
3.根據權利要求I或2所述的超導導線組件，其特征在于所述超導導線組中的單根超導導線之間、所述金屬加強帶與所述超導導線之間、所述金屬加強帶之間、所述金屬覆蓋層與超導導線組的外表面之間的連接方式均為利用低熔點金屬或低熔點合金焊接。
4.根據權利要求3所述的超導導線組件，其特征在于所述超導導線組中的單根超導導線之間、所述金屬加強帶與所述超導導線之間、所述金屬加強帶之間、所述金屬覆蓋層與超導導線組的外表面之間的焊接層厚度均為O. 005 O. 02mm。
5.根據權利要求I或2所述的超導導線組件，其特征在于所述金屬加強帶的中間層為超導導線，上層和下層均為與所述超導導線相鄰寬度面焊接在一起的金屬帯。
6.根據權利要求5所述的超導導線組件，其特征在于所述金屬帶為哈氏合金帶、不銹鋼帶、青銅帶或紫銅帶。
7.根據權利要求5所述的超導導線組件，其特征在于所述金屬帶的寬度與中間層超導導線的寬度相同。
8.根據權利要求5所述的超導導線組件，其特征在于所述金屬帶的厚度為O.01 O.Imm0
9.根據權利要求5所述的超導導線組件，其特征在于所述金屬加強帶在常溫下的拉伸應カ為120 600MPa。
10.根據權利要求2所述的超導導線組件，其特征在于所述金屬覆蓋層的厚度為0.02 O. 1mm。
11.ー種制備權利要求I所述的超導導線組件的方法，其按照先后順序包括以下步驟 (1)將至少兩根具有超導性能的單根超導導線分別盤繞在放線盤上，并將放線盤置于與底座垂直的支架上，放線盤與放線盤之間留有一定的距離； (2)在步驟(I)中最上邊的放線盤的上方再放置至少ー個放線盤，其上盤繞金屬加強帶; (3)在步驟(I)中最下邊的放線盤的下方再放置至少ー個放線盤，其上盤繞金屬加強帶; (4)將步驟(2)中的金屬加強帶、步驟(I)中的超導導線和步驟(3)中的金屬加強帶的頭部寬度面自上而下依次并靠在一起，并繞過同一個導輪； (5)在步驟(4)中并靠在一起的超導導線和金屬加強帶的寬度面上滴加助焊劑，并以.1.O 3. Om/min的速度穿過同一個加熱槽進行加熱，加熱溫度為200°C 400°C ； (6)步驟(5)中并靠在一起的超導導線和金屬加強帶在加熱槽內進行加熱的同時，對加熱槽內最上層的金屬加強帶上方的加熱板施加I IOOkg壓下カ將超導導線和金屬加強帶焊接在一起，并繞過同一個導輪； (7)經過加熱和壓制的超導導線和金屬加強帶形成超導導線組，并盤繞在同一個收線盤上。
12.根據權利要求11所述的超導導線組件的制備方法，其特征在于在所述步驟(7)形成的超導導線組的外表面上再包覆至少ー層機械強度高于單根金屬加強帶的機械強度的金屬覆蓋層。
13.根據權利要求11或12所述的超導導線組件的制備方法，其特征在于所述金屬加強帶和超導導線的寬度面上預先鍍錫。
14.根據權利要求11或12所述的超導導線組件的制備方法，其特征在于所述助焊劑為松香助焊劑、無機水溶性助焊劑或有機水溶性助焊劑。
全文摘要
本發明涉及鉍系高溫超導導線組件及其制備方法。所述超導導線組件包含至少兩根具有超導性能的單根超導導線，這些單根超導導線之間的寬度面通過電接觸的方式并連在一起，在這些并連在一起的最外側的兩根超導導線的外側寬度面上再分別并連至少一根金屬加強帶。為進一步提高超導導線組的機械強度，在所述超導導線組的外表面上至少包覆一層機械強度高于單根金屬加強帶的機械強度的金屬覆蓋層。利用該方法制備的超導導線組件不僅具有較高的機械強度而且具有較高的臨界電流。
文檔編號H01B12/02GK102708989SQ20121005604
公開日2012年10月3日 申請日期2012年7月3日 優先權日2012年7月3日
發明者孫海波 申請人:北京英納超導技術有限公司