专利名称:超导导线组件及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种超导导线组件及其制备方法，利用本发明制备的超导导线组件具有较高的机械强度。
背景技术：
超导技术发展至今已取得了很大的进展，但在目前的实际应用中仍存在一些问题。如在制备某些超导应用器件中，由于超导导线的机械强度不足，导致导线在拉伸或弯曲后，其电学性能显著降低。基于上述情况，需要制备一种具有较高机械强度的超导导线，以满足超导器件制备的要求。
发明内容本发明提出一种超导导线组件，该组件包含至少一根具有超导性能的单根超导导线，在上述超导导线的外表面上至少有一层复合材料覆盖层，覆盖层至少局部覆盖超导导线的外表面，超导导线可以与复合材料覆盖层相连。单根超导导线可以是利用PIT方法制备的单芯或多芯超导导线，其包含至少一根具有超导性能的超导芯和包在超导芯周围的至少一种金属基体；也可以是覆膜导体，其依次包含至少一层衬底，至少一层阻挡层和至少一层具有超导性能的超导材料。单根超导导线可以是圆线或带材，带材的外表面是指带材的宽度面和高度面。如该超导导线组件包含两根以上具有超导性能的单根超导导线，这些单根超导导线之间通过电接触形成超导导线组。超导导线组中的超导导线之间形成电接触的方式为固态扩散、利用低熔点金属及其合金焊接或使用导电胶连接。对于单芯或多芯带材来说，超导带材之间的电接触是通过带材宽度面之间的连接，对于覆膜导体来说，超导带材之间的电接触是通过其金属层之间的连接，该金属层可以是其衬底，也可以是该覆膜导体的金属覆盖层。复合材料覆盖层可以是玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、金属纤维、陶瓷纤维复合材料。超导导线组件中超导导线或超导导线组与覆盖层的连接方式可采用胶接，其胶粘剂可采用环氧型，也可采用聚氨酯型。复合材料覆盖层的机械强度一般高于单根超导导线的机械强度，覆盖层的的厚度最好为0.005-0.20mm。复合材料覆盖层可以包含至少一层包围在所述的超导导线外表面上的复合材料覆盖层，也可以包含至少一层覆盖所述的超导导线的至少一个宽度面的复合材料覆盖层，并且还可包含至少一根金属带，金属带可与复合材料覆盖层连接，如果是两根金属带，这两根金属带的材料可以不同。另外，覆盖层还可包含至少一层金属带和至少一层金属薄膜，金属带覆盖在复合材料覆盖层上，金属薄膜包围在复合材料覆盖层和金属带的外表面上，上述的金属薄膜、金属带和复合材料覆盖层之间彼此连接。或者，覆盖层包含至少一层金属带和至少一层半导体层，所述的金属带覆盖在复合材料覆盖层上，半导体层包围在复合材料覆盖层和金属带的外表面上，上述的半导体层、金属带和复合材料覆盖层之间彼此连接。覆盖层上可以具有色彩、图形、文字或其组合，从而达到使导线组表面绝缘、增加导线的表面润滑性能和标注导线以对导线进行有效地分类的目的。
本发明的另一目的是提供一种制备超导导线组件的方法，其包括如下步骤将至少一根具有超导性能的单根超导导线的外表面上连接至少一层复合材料覆盖层，覆盖层至少局部覆盖超导导线的外表面，连接方式可采用胶接，其胶粘剂可采用环氧型，也可采用聚氨酯型，在形成超导导线组件后再进行热固化。
本发明可适用于任何超导材料，尤其适用于铋系高温超导材料，单根超导导线的形状和大小没有严格的限制。
本发明利用复合材料增强超导导线组的强度，由于复合材料如碳纤维复合材料具有低密度、高强度、高模量、热膨胀系数小等一系列优异性能，而且耐高低温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变，从而利用本发明制得的超导导体组件具有较高的机械强度。
下面将结合附图对本发明的具体实例进行详细描述，其中
图1为单根超导导线的宽度面单面连接复合材料的截面示意图；图2为单根超导导线的两个宽度表面均连接复合材料的截面示意图；图3为单根超导导线外表面完全包覆复合材料的截面示意图；图4为两根单根超导导线连接在一起形成超导导线组后，其一宽度面包覆复合材料的截面示意图；图5为两根单根超导导线并在一起后，其外表面完全包覆复合材料的截面示意图；图6为两根单根超导线通过导电胶胶接在一起后，其外表面完全包覆复合材料的截面示意图。
具体实施方式实施例1将一条碳纤维-环氧树脂复合材料带通过环氧型胶粘剂胶接在单根超导线的一个宽度面上，形成超导导线组件。如图1所示，其中1为碳纤维-环氧树脂复合材料层，宽为4.2mm，厚度为0.2mm，2为胶粘剂连接层，3为一单根超导导线，宽为4.2mm，厚度为0.24mm。
实施例2将两条玻璃纤维-环氧树脂复合材料带通过环氧型胶粘剂胶接在单根超导线的两个宽度面上，然后在100℃下进行2小时热固化，形成超导导线组件。如图2所示，其中1为碳纤维-环氧树脂复合材料层，宽为4.2mm，厚度为0.1mm，2为胶粘剂连接层，3为一单根超导导线，宽为4.2mm，厚度为0.24mm。
实施例3将一根单根超导导线的的外表面通过环氧型胶粘剂胶粘一层硼纤维-聚酰亚胺树脂复合材料，该复合材料层完全包覆在单根超导导线的外表面，形成超导导线组件。如附图3所示，其中4为硼纤维-聚酰亚胺树脂复合材料，厚度0.09mm，2为环氧型胶粘剂连接层，3为单根超导导线，宽为4.2mm，厚度为0.22mm。
实施例4先将两根单根超导导线焊接在一起，将一条钨纤维-铝复合材料带通过聚氨酯型胶粘剂胶接在其中一根单根超导线的一个宽度面上，形成超导导线组件。如图4所示，其中5为焊接层，6为钨纤维-铝复合材料层，其宽为4.2mm，厚度为0.005mm，7为聚氨酯型胶粘剂连接层，3为单根超导导线，宽为4.2mm，厚度为0.24mm。
实施例5先将两根超导导线的宽度面并在一起组成一个超导导线组，然后通过环氧型胶粘剂胶粘一层聚芳酰胺(芳纶)纤维-环氧树脂复合材料，该复合材料层完全包覆在单根超导导线的外表面，形成超导导线组件。如附图5所示，其中8为聚芳酰胺(芳纶)纤维-环氧树脂复合材料层，厚度为0.09mm，2为环氧型胶粘剂连接层，3为单根超导导线，宽为4.2mm，厚度为0.22mm。
实施例6先将两根超导导线的宽度面用导电胶连接在一起组成一个超导导线组，然后通过环氧型胶粘剂胶粘一层碳纤维-环氧树脂复合材料，该复合材料层完全包覆在超导导线组的外表面，形成超导导线组件。如附图6所示，其中1为碳纤维-环氧树脂复合材料层，厚度为0.09mm，2为环氧型胶粘剂连接层，3为单根超导导线，宽为4.2mm，厚度为0.22mm。
权利要求
1.一种超导导线组件，包含至少一根具有超导性能的单根超导导线，其特征在于所述超导导线的外表面上至少有一层复合材料覆盖层，所述覆盖层至少局部覆盖所述超导导线的外表面。
2.根据权利要求
1所述的超导导线组件，其特征在于所述的复合材料为玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、金属纤维或陶瓷纤维复合材料。
3.根据权利要求
2所述的超导导线组件，其特征在于所述的复合材料为碳纤维-环氧树脂复合材料。
4.根据权利要求
1所述的超导导线组件，其特征在于单根超导导线包含至少一根具有超导性能的超导芯和包在所述超导芯周围的至少一种金属基体。
5.根据权利要求
1所述的超导导线组件，其特征在于超导导线组件中单根超导导线之间通过电接触形成超导导线组。
6.根据权利要求
5所述的超导导线组件，其特征在于超导导线组件中单根超导导线之间形成电接触的方式为固态扩散、利用低熔点金属焊接、利用低熔点合金焊接或使用导电胶连接。
7.根据权利要求
1所述的超导导线组件，其特征在于超导导线与覆盖层之间的连接方式为胶接。
8.根据权利要求
7所述的超导导线组件，其特征在于所述的胶接采用环氧型胶粘剂。
9.根据权利要求
7所述的超导导线组件，其特征在于所述的胶接采用聚氨脂型胶粘剂。
10.根据权利要求
1所述的超导导线组件，其特征在于所述的复合材料覆盖层的厚度为0.005-0.20mm。
11.根据权利要求
1所述的超导导线组件，其特征在于所述复合材料覆盖层的机械强度高于单根超导导线的机械强度。
12.根据权利要求
1所述的超导导线组件，其特征在于所述覆盖层包含至少一层包围在所述的超导导线外表面上的复合材料覆盖层。
13.根据权利要求
1所述的超导导线组件，其特征在于所述覆盖层包含至少一层覆盖所述的超导导线的至少一个宽度面的复合材料覆盖层。
14.根据权利要求
12或13所述的超导导线组件，其特征在于所述覆盖层包含至少一根金属带，所述的金属带与复合材料覆盖层连接。
15.根据权利要求
12或13所述的超导导线组件，其特征在于所述覆盖层包含至少一层金属带和至少一层金属薄膜，所述的金属带覆盖在所述的复合材料覆盖层上，所述的金属薄膜包围在所述的复合材料覆盖层和所述的金属带的外表面上，所述的金属薄膜、金属带和复合材料覆盖层之间彼此连接。
16.根据权利要求
12或13所述的超导导线组件，其特征在于所述覆盖层包含至少一层金属带和至少一层半导体层，所述的金属带覆盖在所述的复合材料覆盖层上，所述的半导体层包围在所述的复合材料覆盖层和所述的金属带的外表面上，所述的半导体层、金属带和复合材料覆盖层之间彼此连接。
17.根据权利要求
1所述的超导导线组件，其特征在于所述的覆盖层上具有色彩、图形、文字或其组合，从而达到使导线组表面绝缘、增加导线的表面润滑性能和标注导线以对导线进行有效地分类的目的。
18.一种制备权利要求
1所述的超导导线组件的方法，其特征在于包括如下步骤将至少一根具有超导性能的单根超导导线的外表面上连接至少一层复合材料覆盖层，在形成超导导线组件后再进行热固化。
专利摘要
本发明涉及超导导线组件及其制备方法，其包含至少一根具有超导性能的单根超导导线，其特征在于所述超导导线的外表面上至少有一层复合材料覆盖层，所述覆盖层至少局部覆盖所述超导导线的外表面，利用该方法制备的超导导线组件具有较高的机械强度。
文档编号H01B12/14GK1992101SQ200510135587
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月30日
发明者丁士育 申请人:北京英纳超导技术有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan