窄丝化堆叠高温超导带材封装结构的制作方法

文档序号:10955932
窄丝化堆叠高温超导带材封装结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种窄丝化堆叠高温超导带材封装结构,包括超导线芯、填充物以及外包层;其中,所述超导线芯的构成为多根宽度为1mm的超导带材;多根所述超导带材依次贴合设置;所述超导线芯设置在所述外包层内侧;所述外包层和所述超导线芯之间填充有填充物。所述超导线芯的厚度小于等于1mm。本实用新型中多个所述超导带材依次贴合设置形成堆叠带材,易于弯曲,可绕制成超导线圈从而应用在大型电力设备中。
【专利说明】
窄丝化堆叠高温超导带材封装结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及超导带材,具体地,涉及一种窄丝化堆叠高温超导带材封装结构。 【背景技术】
[0002]一、自1911年荷兰莱顿(Leiden)大学的卡末林?昂纳斯(Kamerlingh Onnes)教授在实验室首次发现超导现象以来,超导材料及其应用一直是当代科学技术最活跃的前沿研究领域之一。过去十几年,以高温超导为主的超导电力设备的研究飞速发展,在超导储能、 超导电缆、超导限流器、超导变压器等领域取得显著成果。
[0003]二、临界电流、临界温度及临界磁场是所有超导材料的三个固有临界参数,只有同时满足三种临界条件时超导材料才会处于超导状态,是影响超导应用的最为重要的因素。 其中,超导线临界电流是指在超导状态下能够通过的最大电流,这是衡量超导线载流能力最重要的指标。
[0004]三、在大型超导电力设备中,如高温超导变压器、高温超导电机和高温超导线缆中需要通数百安培的大电流,而单根带材的载流能力有限,应用中需要复丝复合超导体。为了提高超导体的载流能力,常将带材并联使用,堆叠结构就是一种增强超导带材载流能力的方式。
[0005]四、在制造超导线圈时,薄型带状的超导体围绕一个核芯的直径弯曲。因此能承受弯曲应力的高温超导线是最理想的。现有的复丝复合超导体结构大多结构复杂,不适宜弯曲,难以绕制成跑道型或饼式超导线圈。基于此,本文提出一种全新的超导带材堆叠工艺以优化其性能。该工艺是首先将第二代高温超导带材沿长度方向切割成丝状的超导窄带,其次,将数根,一般为四根或以上的超导带材进行面对面的堆叠。通过组合不同特性的带材, 可降低带材宽度,并获得所需的临界电流。堆叠结构易于弯曲,可绕制成超导线圈,从而应用在大型电力设备中。
[0006]经过检索发现,当前尚没有将第二代高温超导带材进行切割后堆叠封装以改善其性能的工艺和方法,亦无公开的专利和文献。【实用新型内容】
[0007]针对现有技术中的缺陷,本实用新型的目的是提供一种窄丝化堆叠高温超导带材封装结构。
[0008]根据本实用新型提供的窄丝化堆叠高温超导带材封装结构,包括超导线芯、填充物以及外包层;
[0009]其中,所述超导线芯包括多根超导带材;多根所述超导带材依次贴合设置;[〇〇1〇]所述超导线芯设置在所述外包层内侧;所述外包层和所述超导线芯之间填充有填充物。
[0011]优选地,所述超导带材的宽度为1mm。[0〇12] 优选地,所述超导线芯的厚度小于等于1mm。
[0013]优选地,相邻所述超导带材之间通过锡焊连接。
[0014]优选地,所述超导线芯的外侧包覆有焊锡层。
[0015]优选地,所述超导线芯的截面呈方形。
[0016]优选地,所述外包层采用铠装层、包套层或绕包层。
[0017]优选地,所述填充物采用铜、铝或焊锡制成。
[0018]与现有技术相比,本实用新型具有如下的有益效果:
[0019]1、本实用新型将数根超导线芯封装成一根后,宽度和厚度相近,其横截面形状接近正方形,和原来较大纵宽比的普通带材相比,具有更高的物理强度不易损坏;
[0020]2、本实用新型采用1mm以下的超导线芯,在实际应用中由于减少了表面积,可以大幅度减少超导线芯表面承受的外界磁场的影响,其组合而成的堆叠结构超导带材能够降低交流损耗;
[0021]3、本实用新型中多根所述超导带材依次贴合设置形成堆叠带材,易于弯曲,可绕制成超导线圈,从而应用在大型电力设备中;[〇〇22]4、本实用新型结构简单,布局合理,易于推广。【附图说明】
[0023]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:[0〇24]图1为本实用新型的结构不意图;
[0025]图2为本实用新型的加工制造流程图。
[0026]图中:[〇〇27]1为外包层;[〇〇28]2为填充物;
[0029]3为超导线芯。【具体实施方式】
[0030]下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型,但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。 这些都属于本实用新型的保护范围。
[0031]在本实施例中,本实用新型提供的窄丝化堆叠高温超导带材封装结构,包括超导线芯、填充物以及外包层;
[0032]其中,所述超导线芯包括多根超导带材;多根所述超导带材依次贴合设置;
[0033]所述超导线芯设置在所述外包层内侧;所述外包层和所述超导线芯之间填充有填充物。[〇〇34]作为一个优选的实施方式,所述多根超导带材的宽度等于1mm。
[0035]作为一个优选地实施方式,所述超导线芯的厚度小于等于1mm。作为一个优选地实施方式,相邻所述超导带材之间通过锡焊连接。
[0036]作为一个优选地实施方式,所述超导线芯的外侧包覆有焊锡层。
[0037]作为一个优选地实施方式,所述超导线芯的截面呈方形。
[0038]作为一个优选地实施方式,所述外包层采用铠装层、包套层或绕包层。
[0039]作为一个优选地实施方式,所述填充物采用铜、铝或焊锡制成。
[0040]本实用新型提供的窄丝化堆叠高温超导带材封装结构通过如下方式制成,将1mm 宽度的超导细丝垂直堆叠为方形截面的崭新结构的超导线;[〇〇41]铠装(包套或绕包),对方形超导线芯进行金属铠装,用铜、不锈钢、铝材料的套管或金属薄带进行包套或绕包工艺,形成圆形的几何截面的超导线;
[0042]填充物填充,为了让方形超导线成了圆形,在多余的空间里填补的材料,一般是铜、错、焊锡等材料。
[0043] 本实用新型将数根,一般为4根以上宽度的超导细丝进行面对面的堆叠。为了增强堆叠后带材的物理强度,并能更好的进行后续应用,堆叠后带材的横截面应接近正方形。如带材的宽度为1mm,厚度为0.1mm时,将十根带材堆叠后的结构较为稳定,同理对于相同厚度〇.5mm宽的带材,五根堆叠的结构较为稳定。
[0044]为进一步提高堆叠结构窄丝化高温超导线的物理强度,利用封装机将堆叠后的带材进行封装。数根带材封装成一根后,宽度和厚度相近,其横截面形状接近正方形,和原来较大纵宽比的普通带材相比,具有更高的物理强度不易损坏。
[0045]以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本实用新型并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改, 这并不影响本实用新型的实质内容。
【主权项】
1.一种窄丝化堆叠高温超导带材封装结构,其特征在于,包括超导线芯、填充物以及外 包层;其中,所述超导线芯包括多根超导带材;多根所述超导带材依次贴合设置;所述超导线芯设置在所述外包层内侧;所述外包层和所述超导线芯之间填充有填充 物。2.根据权利要求1所述的窄丝化堆叠高温超导带材封装结构,其特征在于,所述多根超 导带材的宽度等于1_。3.根据权利要求1所述的窄丝化堆叠高温超导带材封装结构,其特征在于,所述超导线 芯的厚度小于等于1mm。4.根据权利要求1所述的窄丝化堆叠高温超导带材封装结构,其特征在于,相邻所述超 导带材之间通过锡焊连接。5.根据权利要求1所述的窄丝化堆叠高温超导带材封装结构,其特征在于,所述超导线 芯的外侧包覆有焊锡层。6.根据权利要求1所述的窄丝化堆叠高温超导带材封装结构,其特征在于,所述超导线 芯的截面呈方形。7.根据权利要求1所述的窄丝化堆叠高温超导带材封装结构,其特征在于,所述外包层 采用铠装层、包套层或绕包层。8.根据权利要求1所述的窄丝化堆叠高温超导带材封装结构,其特征在于,所述填充物 采用铜、铝或焊锡制成。
【文档编号】H01B12/02GK205645397SQ201620329855
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】李柱永, 王禹程
【申请人】上海交通大学
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