专利名称：NbTi/Cu超导坯锭的组装方法
技术领域：
本发明属于超导材料加工技术领域，涉及ー种NbTi/Cu超导坯锭的组装方法。
背景技术：
MRI (核磁共振成像,Magnetic Resonance Imaging),是现代医学不可或缺的诊断工具，它具有非侵入、无辐射、诊断时间短、精确度高的特点。MRI系统采用超导磁体能保证最有效地产生核磁成像所要求的高度均匀、稳定和強大的磁场，从而获得清晰的图像。超导磁体作为MRI中的关键部件主要由NbTi/Cu超导线绕制而成。近年来，随着MRI在临床诊断中的迅猛发展，对NbTi/Cu超导线的需求日益旺盛。目前全世界每年约有3000台超导MRI投放市场，需求的NbTi超导线约为2500t。二次组装法(two stage stacking process)是NbTi超导多芯复合材料制备的ー种主要方法，其主要过程是将NbTi/Cu单芯棒、无氧铜棒按照设计的排列方式进行复合，置于无氧铜管内，形成NbTi/Cu复合坯料。NbTi超导芯丝
数量从数十芯到上万芯不等，用途有别，设计相异。在复合坯料的组装过程中，NbTi/Cu单芯棒与铜棒的排列组合方式决定了组装的效率，不同芯丝数量的NbTi/Cu超导体所采用的组装方法也不尽相同。MRI系统采用的NbTi/Cu超导体具有铜比高、芯丝数量少(〈100芯)的特点，针对MRI用NbTi/Cu超导线材エ业化生产，有必要开发ー种通用化的组装方法，实现不同铜比、不同芯丝数量NbTi/Cu超导坯料的组装通用化。
发明内容
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本发明提出ー种NbTi/Cu超导坯锭的组装方法，适用于芯丝数量不大于55芯的NbTi/Cu超导体的批量化组装，通用性强，效率高，成本低，有利于NbTi/Cu超导体的エ业化生产。技术方案ー种NbTi/Cu超导坯锭的组装方法，其特征在于步骤如下步骤I :按照设计的NbTi/Cu多芯复合坯料截面，将对边尺寸一致的六方NbTi/Cu单芯棒或对边尺寸一致的六方无氧铜棒，组合成模块I、模块2，并将组合后的模块进行捆扎；所述模块I :中间ー个六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒，四周边对边排列5个六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒；所述模块2 3个六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒与2个六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒，边对边排列为2行；步骤2 :将无氧铜管水平放置，将模块I放入无氧铜管内，放入深度为2/3 3/4的单芯棒长度，并将外露部分进行集束； 步骤3 :将2个模块2相对置入模块I的两侧放入无氧铜管内，放入深度为2/3 3/4的单芯棒长度，并将外露部分进行集束；
步骤4 :将六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒，按照设计图纸的排列方式堆垛完毕；步骤5 :将模块I及模块2的扎带去除，并将伸出无氧铜管外的部分敲入无氧铜管中；步骤6 :将复合坯料的空隙采用圆形无氧铜棒填充紧密，所述圆形无氧铜棒直径为 I 丄.Smnin步骤3中置入模块2的方向为与置入模块I时无氧铜管的相反的一端。所述NbTi/Cu多芯复合坯料内的NbTi/Cu单芯棒数量不大于55芯。有益效果
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本发明提出的ー种NbTi/Cu超导坯锭的组装方法，采用模块化的组装方法可以实现NbTi/Cu超导多芯复合包套的高效组装，组装效率高，适用于エ业化生产。适用于芯丝数量不大于55芯的NbTi/Cu超导体的批量化组装，通用性強，效率高，成本低，有利于NbTi/Cu超导体的エ业化生产。
图I :NbTi/Cu复合坯料的截面结构2:模块I的结构3:模块2的结构4 :实施例I图5 :实施例2图6 :实施例3图7:实施例具体实施例方式现结合实施例、附图对本发明作进ー步描述步骤ー选取对边尺寸为10 25mm之间的六方NbTi/Cu单芯棒、六方无氧铜棒用于NbTi/Cu多芯复合坯料组装。所选取的无氧铜棒与NbTi/Cu单芯棒长度为800mm，表面光洁，无毛刺、夹杂、油污、氧化等缺陷；步骤ニ 按照设计的NbTi/Cu多芯复合坯料截面选取六方NbTi/Cu单芯棒与六方无氧铜棒，组合成模块I和模块2，并用洁净的扎带将其捆扎；步骤三将无氧铜管横卧水平放置，在无氧铜管内放入模块1，模块I的放入深度约为2/3 3/4单芯棒长度，并将扎带置于无氧铜管外，保证模块I在无氧铜管内不松散。步骤四在无氧铜管内放入模块2，模块2的放入方向与模块I相反，避免模块之间的扎带影响组装，放入深度约为2/3 3/4单芯棒长度，并将扎带置于无氧铜管外，保证模块在无氧铜管内不松散。步骤五在无氧铜管内放入模块3，模块3的放入方向与模块I相反，避免模块之间的扎带影响组装，放入深度约为2/3 3/4单芯棒长度，并将扎带置于无氧铜管外，保证模块在无氧铜管内不松散。步骤六将六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒，按照设计的排列方式堆垛完毕，堆垛过程将六方组元置于无氧铜管内。步骤七将模块I、模块2及模块3的扎带去除，并将伸出无氧铜管外的组元敲入复合坯料中，直至与所有六方组元与无氧铜管平齐；步骤八将复合坯料的空隙用尺寸为の2 の3mm无氧铜棒填充紧密；实施例I步骤ー选取对边尺寸为20mm的六方NbTi/Cu单芯棒18支、六方无氧铜棒37支用于NbTi/Cu多芯复合坯料组装。无氧铜棒与NbTi/Cu单芯棒长度为300 800mm，表面光洁，无毛刺、夹杂、油污、氧化等缺陷；步骤ニ 按照设计的NbTi/Cu多芯复合坯料截面选取六方NbTi/Cu单芯棒与六方无氧铜棒，组合成模块I、模块2、模块3，并用洁净的扎带将其捆扎；其中，模块I由2支
NbTi/Cu单芯棒加4支六方无氧铜棒组成，模块2和模块3由3支NbTi/Cu单芯棒加2支六方无氧铜棒组成，如图2 (a)所示。步骤三将无氧铜管横卧水平放置，在无氧铜管内放入模块1，模块I的放入深度约为3/4单芯棒长度，并将扎带置于无氧铜管外，模块在无氧铜管内不松散。步骤四在无氧铜管内放入模块2，模块2的放入方向与模块I相反，避免模块之间的扎带影响组装，放入深度约为3/4单芯棒长度，并将扎带置于无氧铜管外，模块在无氧铜管内不松散。步骤五在无氧铜管内放入模块3，模块3的放入方向与模块I相反，避免模块之间的扎带影响组装，放入深度约为3/4单芯棒长度，并将扎带置于无氧铜管外，模块在无氧铜管内不松散。步骤六将六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒，按照设计的排列方式堆垛完毕；堆垛过程将组元置于无氧铜管内。步骤七将模块I及模块2的扎带去除，并将伸出无氧铜管外的组元敲入复合坯料中，直至与所有六方组元与无氧铜管平齐；步骤八将复合坯料的空隙用の2mm无氧铜棒填充紧密；采用该实施例组装的NbTi/Cu复合还料截面如图4所示；实施例2步骤ー选取对边尺寸为15mm的六方NbTi/Cu单芯棒24支、六方无氧铜棒21支用于NbTi/Cu多芯复合坯料组装。无氧铜棒与NbTi/Cu单芯棒长度为500mm，表面光洁，无毛刺、夹杂、油污、氧化等缺陷；步骤ニ 按照设计的NbTi/Cu多芯复合坯料截面选取六方NbTi/Cu单芯棒与六方无氧铜棒，组合成模块I、模块2、模块3，并用洁净的扎带将其捆扎；其中，模块I由3支NbTi/Cu单芯棒，3支六方无氧铜棒组成，模块2和模块3由4支NbTi/Cu单芯棒加I支六方无氧铜棒组成，如图2 (b)所示。步骤三将无氧铜管横卧水平放置，在无氧铜管内放入模块1，模块I的放入深度约为3/4单芯棒长度，并将扎带置于无氧铜管外，模块在无氧铜管内不松散。步骤四在无氧铜管内放入模块2，模块2的放入方向与模块I相反，避免模块之间的扎带影响组装，放入深度约为2/3单芯棒长度，并将扎带置于无氧铜管外，模块在无氧铜管内不松散。
步骤五在无氧铜管内放入模块3，模块3的放入方向与模块I相反，避免模块之间的扎带影响组装，放入深度约为3/4单芯棒长度，并将扎带置于无氧铜管外，模块在无氧铜管内不松散。步骤六将六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒，按照设计的排列方式堆垛完毕；堆垛过程将组元置于无氧铜管内。步骤七将模块I及模块2的扎带去除，并将伸出无氧铜管外的组元敲入复合坯料中，直至与所有六方组元与无氧铜管平齐；步骤八将复合坯料的空隙用の2mm无氧铜棒填充紧密；采用该实施例组装的NbTi/Cu复合坯料截面如图5所示；实施例3·
步骤ー选取对边尺寸为IOmm的六方NbTi/Cu单芯棒54支、六方无氧铜棒I支用于NbTi/Cu多芯复合坯料组装。无氧铜棒与NbTi/Cu单芯棒长度为300mm，表面光洁，无毛刺、夹杂、油污、氧化等缺陷；步骤ニ 按照设计的NbTi/Cu多芯复合坯料截面选取六方NbTi/Cu单芯棒与六方无氧铜棒，组合成模块I、模块2、模块3，并用洁净的扎带将其捆扎；其中，模块I由6支NbTi/Cu单芯棒，模块2和模块3由5支NbTi/Cu单芯棒组成，如图2(c)所示；步骤三将无氧铜管横卧水平放置，在无氧铜管内放入模块1，模块I的放入深度约为2/3单芯棒长度，并将扎带置于无氧铜管外，模块在无氧铜管内不松散。步骤四在无氧铜管内放入模块2，模块2的放入方向与模块I相反，避免模块之间的扎带影响组装，放入深度约为3/4单芯棒长度，并将扎带置于无氧铜管外，模块在无氧铜管内不松散。步骤五在无氧铜管内放入模块3，模块3的放入方向与模块I相反，避免模块之间的扎带影响组装，放入深度约为3/4单芯棒长度，并将扎带置于无氧铜管外，以保证模块在无氧铜管内不松散。步骤六将六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒，按照设计的排列方式堆垛完毕；堆垛过程将组元置于无氧铜管内。步骤七将模块I及模块2的扎带去除，并将伸出无氧铜管外的组元敲入复合坯料中，直至与所有六方组元与无氧铜管平齐；步骤八将复合坯料的空隙用の2mm无氧铜棒填充紧密；采用该实施例组装的NbTi/Cu复合坯料截面如图6所示实施例4步骤一选取对边尺寸为25mm的六方NbTi/Cu单芯棒36支、六方无氧铜棒19支用于NbTi/Cu多芯复合坯料组装。无氧铜棒与NbTi/Cu单芯棒长度为800mm，表面光洁，无毛刺、夹杂、油污、氧化等缺陷；步骤ニ 按照设计的NbTi/Cu多芯复合坯料截面选取六方NbTi/Cu单芯棒与六方无氧铜棒，组合成模块I、模块2、模块3，并用洁净的扎带将其捆扎；其中，模块I由5支NbTi/Cu单芯棒加I支六方无氧铜棒组成，模块2和模块3由5支NbTi/Cu单芯棒组成，如图7所示；。步骤三将无氧铜管横卧水平放置，在无氧铜管内放入模块1，模块I的放入深度约为3/4单芯棒长度，并将扎带置于无氧铜管外，模块在无氧铜管内不松散。步骤四在无氧铜管内放入模块2，模块2的放入方向与模块I相反，避免模块之间的扎带影响组装，放入深度约为3/4单芯棒长度，并将扎带置于无氧铜管外，模块在无氧铜管内不松散。步骤五在无氧铜管内放入模块3，模块3的放入方向与模块I相反，避免模块之间的扎带影响组装，放入深度约为3/4单芯棒长度，并将扎带置于无氧铜管外，以保证模块在无氧铜管内不松散。步骤六将六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒，按照设计的排列方式堆垛完毕；堆垛过程将组元置于无氧铜管内。步骤七将模块I及模块2的扎带去除，并将伸出无氧铜管外的组元敲入复合坯料中，直至与所有六方组元与无氧铜管平齐；步骤八将复合坯料的空隙用の3mm无氧铜棒填充紧密；采用该实施例组装的NbTi/Cu复合坯料截面如图7所示从上述四个实施例可以看出，采用本发明NbTi/Cu超导坯料组装方法适用于55芯以内的不同铜比，不同芯丝数量NbTi/Cu复合坯料的组装。组装过程无需特殊エ装辅助，通用化程度高，组装效率高，适用于エ业化生产。
权利要求
1.一种NbTi/Cu超导坯锭的组装方法，其特征在于步骤如下 步骤I :按照设计的NbTi/Cu多芯复合坯料截面，将对边尺寸一致的六方NbTi/Cu单芯棒或对边尺寸一致的六方无氧铜棒，组合成模块I、模块2，并将组合后的模块进行捆扎； 所述模块I :中间一个六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒，四周边对边排列5个六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒； 所述模块2 3个六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒与2个六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒，边对边排列为2行； 步骤2 :将无氧铜管水平放置，将模块I放入无氧铜管内，放入深度为2/3 3/4的单芯棒长度，并将外露部分进行集束； 步骤3 :将2个模块2相对置入模块I的两侧放入无氧铜管内，放入深度为2/3 3/4的单芯棒长度，并将外露部分进行集束； 步骤4 :将六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒，按照设计图纸的排列方式堆垛完毕；步骤5 :将模块I及模块2的扎带去除，并将伸出无氧铜管外的部分敲入无氧铜管中；步骤6 :将复合坯料的空隙采用圆形无氧铜棒填充紧密，所述圆形无氧铜棒直径为I L Smnin
2.根据权利要求I所述NbTi/Cu超导坯锭的组装方法，其特征在于步骤3中置入模块2的方向为与置入模块I时无氧铜管的相反的一端。
3.根据权利要求I所述NbTi/Cu超导坯锭的组装方法，其特征在于所述NbTi/Cu多芯复合坯料内的NbTi/Cu单芯棒数量不大于55芯。
全文摘要
本发明涉及一种NbTi/Cu超导坯锭的组装方法，其特征在于按照设计的NbTi/Cu多芯复合坯料截面，将对边尺寸一致的六方NbTi/Cu单芯棒或对边尺寸一致的六方无氧铜棒，组合成模块1、模块2，并将组合后的模块进行捆扎；将无氧铜管水平放置，将模块1放入无氧铜管内，并将外露部分进行集束；将2个模块2相对置入模块1的两侧放入无氧铜管内，并将外露部分进行集束；将复合坯料的空隙采用圆形无氧铜棒填充紧密。本发明方法，采用模块化的组装方法可以实现NbTi/Cu超导多芯复合包套的高效组装，组装效率高，适用于工业化生产。适用于芯丝数量不大于55芯的NbTi/Cu超导体的批量化组装，通用性强，效率高，成本低，有利于NbTi/Cu超导体的工业化生产。
文档编号H01B13/00GK102789843SQ201210278889
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者万小波, 冯勇, 刘向宏, 张华峰, 张平祥, 李建峰, 薛宇鑫 申请人:西部超导材料科技股份有限公司