一种金属铠装的高温超导线的制作方法

本实用新型涉及超导带材技术领域，尤其涉及一种金属铠装的高温超导线。

背景技术：

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。在过去的十几年间，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。

临界温度、临界磁场及临界电流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，临界电流是指在超导状态下，超导线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。

为了提升大型超导电力设备中超导线缆的载流能力，常常需要将带材并联使用。但现有的超导线缆的中堆叠的超导带材的结合力不足以满足其侧身扭绕，因此在扭绕中极易造成超导带材跌结合层剥落。

技术实现要素：

本实用新型公开了一种金属铠装的高温超导线，用于解决现有的超导线缆的中堆叠的超导带材的结合力不足以满足其侧身扭绕，因此在扭绕中极易造成超导带材结合层剥落的技术问题。

本实用新型提供了一种金属铠装的高温超导线，包括：超导线和金属；

所述超导线由多根所述超导带材依次堆叠而成，且相邻所述超导带材之间通过第一焊锡连接；

所述金属铠装在所述超导线外，所述金属与所述超导线之间通过第二焊锡连接。

优选地，所述超导带材为第二代高温超导带材。

优选地，所述金属选自黄铜、紫铜或不锈钢。

优选地，所述超导线的截面为正方形。

优选地，所述金属铠装的高温超导线的截面为圆形。

优选地，所所述第二焊锡的熔点小于所述第一焊锡的熔点，且所述第一焊锡的熔点与所述第二焊锡的熔点差值为20℃以上。

优选地，所述第一焊锡的熔点为200℃-250℃。

优选地，所述第二焊锡的熔点小于200℃。

优选地，所述第二代高温超导带材的厚度为0.1mm-0.2mm。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供了一种金属铠装的高温超导线，相邻超导带材之间通过焊锡连接，加强了超导带材间的结合力，然后再用金属对超导线进行铠装，进一步加强了超导带材之间的结合力，从而提高载流能力，克服超导线扭绕时出现超导带材结合层剥落的现象。由实验数据可知，金属铠装后的高温超导线内部带村结合紧密，未变形，且临界电流与铠装前的超导线临界电泳之比高于95％。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例中提供的一种金属铠装的高温超导线中的金属和超导线的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的一种金属铠装的高温超导线铠装示意图；

图3为本实用新型实施例中提供的一种金属铠装的高温超导线的结构示意图；

1、超导线；2、金属；3、第二焊锡。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种金属铠装的高温超导线，解决了现有的超导线缆的中堆叠的超导带材的结合力不足以满足其侧身扭绕，因此在扭绕中极易造成超导带材结合层剥落的技术问题。

请参阅图1，本实用新型实施例中提供的一种金属铠装的高温超导线中的金属和超导线的结构示意图。

请参阅图2，本实用新型实施例中提供的一种金属铠装的高温超导线铠装示意图。

请参阅图3，本实用新型实施例中提供的一种金属铠装的高温超导线的结构示意图。

本实用新型实施例中提供的一种金属铠装的高温超导线的一个实施例包括：超导线1和金属2；

超导线1由多根超导带材依次堆叠而成，且相邻超导带材之间通过第一焊锡连接，

金属2铠装在超导线1外，金属2与超导线1之间通过第二焊锡3连接，第二焊锡3填满于金属2与起导线之间的空间。

需要说明的是，第二代高温起导带材需先切割成细丝再进行高温焊锡，该方法为现有技术，此处不做赘述。

相邻超导带材之间通过焊锡连接，加强了超导带材间的结合力，然后再用金属2对超导线1进行铠装，进一步加强了超导带材之间的结合力，从而提高载流能力，克服起导线扭绕时出现超导带材结合层剥落的现象。

进一步地，超导带材为第二代高温超导带材。

需要说明的是，第二代高温超导带材较第一代高温超导带材成本降低的预期更大，相同磁场下通流能力更强，是超导材料实用化最有前景的一类材料。

进一步地，金属2选自黄铜、紫铜或不锈钢，优选为紫铜。

进一步地，超导线1的截面为正方形，正方形接近于圆线，方便加工。

进一步地，金属2铠装的高温超导线的截面为圆形。

进一步地，第一焊锡为高温焊锡。

进一步地，第二焊锡3为低温焊锡。

进一步地，第二代高温超导带材的厚度为0.1mm-0.2mm，宽度有4cm/10cm等规格，如果是4cm宽的带材需要用2-5根(不同厂家带材厚度不一)。

需要说明的是，第一焊锡为高温焊锡，第二焊锡为低温焊锡，低温焊锡的熔点小于高温焊锡的熔点，且高温焊锡的熔点与低温焊锡的熔点差值为20℃以上。其中，高温焊锡的熔点为200℃-250℃，低温焊锡的熔点小于200℃，进一步优选为170℃以下，最优选为130℃。

本实用新型实施例中金属2铠装的高温超导线具体的制备工艺为：

步骤1：将第二代高温超导带材用高温焊锡进行堆叠，制得超导线1；

步骤2：采用低温焊锡用金属2对超导线1进行铠装，得到金属2铠装的高温超导线。

需要说明的是，此处低温焊锡的熔点只需低于步骤1中高温焊锡的熔点即可，高温焊锡与低温焊锡的温差越大，可以确保低温焊锡处理时，高温焊锡焊接完全且不发生相变。

铠装具体为：

将超导线1和金属2一同置于盛有低温焊锡的可调温凹槽中，超导线1和金属2均浸没在低温焊锡中，且超导线1位于金属2的表面，然后对金属2进行压合，将超导线1铠装在金属2内侧。

可调温凹槽，可以调节温度，保证低温焊锡熔化。

步骤2压合的装置为压合装置；

压合装置设置在凹槽内。

步骤3将超导线1铠装在金属2中之后，得到金属2铠装的高温超导线之前，还包括：冷却进行固化。

冷却为自然冷却或吹冷风冷却。

压合具体为：

用牵引装置将超导线1和金属2同时牵引出凹槽，在牵引的同时，凹槽内压合装置对金属2的两侧进行压合。

压合后的金属2将超导线1包裹，使得超导线1与金属2之间充满焊锡。

需要说明的是，凹槽为两端开口，超导线1和金属2从一端进入，另一端牵引出去。

待铠装后的金属2和超导线1从凹槽中出来后，通过金属2孔具去掉金属2外表面的焊锡。

实施例1

金属铠装的高温超导线的制备：

(1)将6根第二代高温超导带材切割成细丝使用熔点在200-250℃的焊锡进行堆叠，制备成截面为正方形的超导线；

(2)将第二代高温超导带材堆叠而成的正方形超导线与用于铠装的金属紫铜放置于盛放了低温焊锡(熔点为130℃)的可调温凹槽中。

(3)调节凹槽内低温焊锡的温度，保证低温焊锡熔化，并低于高温焊锡熔点，将堆叠带材和用于铠装的金属浸没在低温焊锡中。

(4)通过牵引装置以3cm/s-4cm/s牵引超导线与铠装金属前进，同时使用压合装置对金属两侧向上施力，将金属闭合为圆柱体形。此时，在封闭金属内部为正方形超导线与用于固定的低温焊锡。

(5)冷却成品，至低温焊锡呈固态，得到金属铠装的高温超导线。

实施例2

金属铠装的高温超导线的制备：

本实施例步骤(2)低温焊锡的熔点为170℃，其它步骤同实施例1。

对比例1

将6根第二代高温超导带材切割成细丝使用熔点在200-250℃的焊锡温度进行堆叠，制备成截面为正方形的超导线。

实施例3

检测实施例1和实施例2制备得到的金属铠装的高温超导线和未进行铠装的超导线的临界电流和扭绕后的外观。

如表1所示，实施例1和2制备得到的金属铠装的高温超导线内部带材结合紧密，未变形，且其临界电流与铠装前的超导线临界电流之比高于95％，而低温焊锡的熔点温度与高温焊锡相同时，金属铠装的高温超导线内部内部带材结构松散，不呈方形。未铠装的超导线就是超导方形线，其载流能力基本就是多根超导扁带堆叠加起来的载流能力，虽然临界电流高，但是机械强度不足无法使用。

表1不同超导线外观和临界电流比

以上对本实用新型所提供的一种金属铠装的高温超导线进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。