一种超导材料的接合方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种接合方法，且特别是涉及一种超导材料的接合方法。
【背景技术】
[0002]超导材料，是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。
[0003]技术原理零电阻
超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感生电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。
[0004]抗磁性
超导材料处于超导态时，只要外加磁场不超过一定值，磁力线不能透入，超导材料内的磁场恒为零。
[0005]临界温度
外磁场为零时超导材料由正常态转变为超导态(或相反)的温度，以Tc表示。Tc值因材料不同而异。已测得超导材料的最低Tc是鹤，为0.012K。到1987年，临界温度最高值已提闻到100K左右。
[0006]临界磁场
使超导材料的超导态破坏而转变到正常态所需的磁场强度，以He表示。He与温度T的关系为Hc=H0[l-(T/Tc)2]，式中H0为0K时的临界磁场。
[0007]临界电流和临界电流密度
超导体的临界温度Tc与其同位素质量Μ有关。Μ越大，Tc越低，这称为同位素效应。例如，原子量为199.55的萊同位素，它的Tc是4.18开,而原子量为203.4的萊同位素，Tc为4.146开。
[0008]通过超导材料的电流达到一定数值时也会使超导态破坏而转变为正常态，以Ic表示。Ic 一般随温度和外磁场的增加而减少。单位截面积所承载的Ic称为临界电流密度，以Jc表示。
[0009]超导材料的这些参量限定了应用材料的条件，因而寻找高参量的新型超导材料成了人们研究的重要课题。以Tc为例，从1911年荷兰物理学家H.开默林一昂内斯发现超导电性(Hg，Tc=4.2K)起，直到1986年以前，人们发现的最高的Tc才达到23.2K(Nb3Ge,1973)。1986年瑞士物理学家Κ.A.米勒和联邦德国物理学家J.G.贝德诺尔茨发现了氧化物陶瓷材料的超导电性，从而将Tc提高到35K。之后仅一年时间，新材料的Tc已提高到100K左右。这种突破为超导材料的应用开辟了广阔的前景，米勒和贝德诺尔茨也因此荣获1987年诺贝尔物理学奖金。
[0010]结合方式是指两个超导材料链接在一起的方式。
[0011]依照目前工业的技术，对于超导材料的接合是通过铜金属作为辅助接合材料。然而，此种接合方式最多仅能制作最长距离为五百公尺的忆钡铜氧(YBCO)高温超导导线。若再延伸超导导线的长度，将使得超导产品于长时间应用时的性能受到影响。这主要是因为，虽用来接合超导材料的铜金属电阻值不高，但终究还是有一定的电阻值。因此在长时间运作时难免会产生热，造成能量消耗，甚至导致超导线材失去超导性，因而影响整体超导传输线的品质。
[0012]另外，高温超导材料几乎是氧化物陶瓷材料的复杂结构。传统陶瓷材料之间的粘结可通过助铭剂来降低陶瓷粘着温度(比烧结温度低)。然而，陶瓷虽然能够粘结在一起，但因界面结构己被改变而无法与原材料相同。因此在粘结界面一定还是存在有较大的阻值。
[0013]申请号为:201210181157.X的发明公开了一种超导材料的接合方法，其包括提供微波腔室，其中所述微波腔室中具有第一吸热板以及相对于第一吸热板的第二吸热板。将第一超导材料以及第二超导材料置于微波腔室中的第一吸热板以及第二吸热板之间，其中第一超导材料与第二超导材料之间具有重叠区域，且对第一吸热板以及第二吸热板施于一压力。在微波腔室中施予微波能量，其中第一吸热板以及第二吸热板将微波能量转换成热能，以使第一超导材料与第二超导材料于重叠区域接合在一起。
【发明内容】
[0014]本发明的目的在于提供一种超导材料的接合方法，其可以解决传统接合方法中利用其它融接材料所造成的接合电阻及其所衍生的问题。
[0015]为达上述目的，本发明提出一种超导材料的接合方法，其包括提供微波腔室，其中所述微波腔室中具有第一吸热板以及相对于第一吸热板的第二吸热板。将第一超导材料以及第二超导材料置于微波腔室中的第一吸热板以及第二吸热板之间，其中第一超导材料与第二超导材料之间具有重叠区域，且对第一吸热板以及第二吸热板施于一压力。在微波腔室中施予微波能量，其中第一吸热板以及第二吸热板将微波能量转换成热能，以使第一超导材料与第二超导材料于重叠区域接合在一起。
[0016]基于上述，本发明通过微波加热的方式将超导材料接合在一起。由于本发明的接合方法并未使用任何材料作为超导材料接合时之界面接合材料，因此不会有传统接合方法中利用其它融接材料所造成的界面或接合电阻及其所衍生的问题。
[0017]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
【附图说明】
[0018]图1是根据本发明一实施例的超导材料的接合方法的示意图。
[0019]图2是根据本发明另一实施例的超导材料的接合方法的示意图。
[0020]图3是图1中的第一超导材料以及第二超导材料的接合示意图。
[0021]图4是根据本发明一实施例的超导材料于接合之后的电阻与温度的关系图。
[0022]图5是根据本发明另一实施例的超导材料于接合之后的电阻与温度的关系图。
[0023]主要元件符号说明 100:微波产生器 102:导波管装置 200:微波腔室 200a:上部结构 200b:下部结构 202:石英板 204:0形环 206:螺丝 207:温度感测器 210:第一吸热板 212:第一基板 214:第一超导材料 220:第二吸热板 222:第二基板 224:第二超导材料 250:气体通入装置 252:氧气 R:重叠区域 1:长度。
[0024]
【具体实施方式】
下面，对涉及本发明的实施方式中的新型地板材料进行详细说明。
[0025]图1是根据本发明一实施例的超导材料的接合方法的示意图。请参照图1，首先提供微波腔室200。
[0026]另外，微波腔室200通过导波管装置102而与微波产生器100连接。
[0027]微波产生器100可以产生不同程度的微波能量，且所产生的微波能量通过导波管装置102进入微波腔室200中可于微波腔室200中产生共振及聚焦效应。
[0028]在本实施例中，微波腔室200是由上部结构200a以及下部结构200b所构成的密闭空间。另外，微波腔室200中设置有第一吸热板210以及第二吸热板220。
[0029]第一吸热板210以及第二吸热板220为可吸收微波能量并且快速将微波能量转换成热能的板材。例如，第一吸热板210以及第二吸热板220可包括碳化硅(SiC)、石墨、活性炭或是其它对微波能量吸收良好的材料。另外，微波腔室200还可进一步包括。
[0030]形环204、石英板202，螺丝206，温度感测器207等等其他组件。本发明不限制微波腔室200的架构以及组成构件。
[0031]使用上述微波腔室200来进行超导材料的接合如下所述。首先，将第一超导材料214以及第二超导材料224夹于微波腔室200中的第一吸热板210以及第二吸热板220之间。根据本实施例，第一超导材料214以及第二超导材料224是相同的超导材料。
[0032]然而，本发明不以此为限，在其他的实施例中，第一超导材料214以及第二超导材料224也可以是不相同的超导材料。
[0033]在此，第一超导材料214以及第二超导材料224各自包括忆钡铜氧化合物(YBa2Cu307 — s，YBC0)、经掺杂的忆钡铜氧化合物(YBa2Cu3}M} 07。
[0034]或是Π — }N}Ba2Cu307 — s )其中 b 高 0} 1，Μ 高 Zn, Li, Ni 或 Zr, N 高 Ca,Zr, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 或 Lu、钡} e ?丐铜氧化合物(BizSrzCazCu301o, BSCCO)，馆钡钙铜氧化合物
(TlzBazCazCu301o, TBCC0)、或是汞馆钡钙铜氧化合物((HglzT13Ba3oCa3oCu4501z7,HBCC0)等超导材料。