一种二代高温超导带材的退火吸氧方法与流程

本发明属于超导，具体涉及一种二代高温超导带材的退火吸氧方法。

背景技术：

1、1911年荷兰卡末林·昂纳斯教授首次发现了超导现象，到目前以来超导材料及其应用都是科学技术最活跃的前沿研究领域之一。近年来，随着超导技术的不断发展，以超导为主的超导电力设备的研究飞速发展，在超导储能、超导电机、超导电缆、超导限流器、超导变压器、超导同步调相机等领域取得显著成果。在诸多的应用中，二代高温超导带材都是其核心部件。

2、二代高温超导带材的生产工艺一般为对哈氏合金进行抛光，抛光后在哈氏合金上镀制缓冲层，然后在缓冲层上生长超导层，再进行镀银后进行退火吸氧，进行镀铜，然后进行线圈的绕制或导体的制备。二代高温超导带材在进行超导层沉积后，其晶体结构为缺氧的四方相，对于稀土氧化物来说，此时不具有超导特性，需要在氧气氛围中进行退火吸氧，补足氧含量后才会成为具有超导特性的正交相。目前有两种退火工艺，一种为卷对卷连续动态退火，优点是带材之间无黏连，带材表面质量好，退火吸氧充分。缺点是效率慢，不适合产业化。另外一种为卷成盘后静态退火，优点是效率高，单次可退火公里级带材。缺点是自动化程度低，且带材之间间隙小不均匀，可能发生黏连，导致退火不充分。因此，本发明由此而来。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术问题至少之一，本发明目的是：提供一种二代高温超导带材的退火吸氧方法。

2、本发明的技术方案是：

3、本发明的目的在于提供一种二代高温超导带材的退火吸氧方法，包括以下步骤：

4、提供在一定环境下可变薄或液化或气化的夹层带；

5、将待退火吸氧处理的超导带材和所述夹层带分别缠绕在放卷盘上；

6、采用自动设备将待退火吸氧处理的所述超导带材和所述夹层带相间缠绕在退火盘上；

7、将缠绕有所述超导带材和所述夹层带的所述退火盘置于密闭容器中进行退火吸氧处理，其中在退火之前，对所述夹层带进行处理以使所述夹层带变薄、或者液化或气化后与所述超导带材分离，从而使得卷绕在所述退火盘上的待退火吸氧处理的所述超导带材之间形成有供氧气进入的空隙。

8、优选地，所述夹层带为可充气、耐高温的管，在所述夹层带缠绕在所述放卷盘时进行充气，在所述夹层带和待退火吸氧处理的超导带材相间缠绕在所述退火盘上后，使用抽气装置将所述夹层带内的气体抽出以使得所述夹层带变薄而与其相间的超导带材之间形成所述空隙。

9、优选地，所述夹层带为由加热时可熔化成液体或气化成气体的材质制成。

10、优选地，所述夹层带为低熔点的poe柔性塑料薄膜。

11、优选地，所述密闭容器内具有水平布置的第一网格结构，所述第一网格结构将所述密闭容器的内腔分隔为上部的第一腔体和底部的第二腔体，所述退火盘包括具有第二网格结构的主体部和成型在所述主体部的一端的向外突出延伸的缠绕部，所述缠绕部的直径小于所述主体部，在将缠绕有待退火吸氧处理的所述超导带材和所述夹层带的所述退火盘放置于所述密闭容器中时，所述退火盘平放且所述主体部支撑在所述第一网格结构上；

12、当所述夹层带为加热时可熔化成液体或气化成气体的材质制成时，所述第二腔体中还设有用于接收所述夹层带所熔化的液体的盛放容器。

13、优选地，当所述夹层带为可液化或气化的夹层带时，在所述退火盘置于所述密闭容器中时，先通入惰性气体，再打开加热系统使所述密闭容器内温度达到所述夹层带的熔点，使得所述夹层带熔化成液体后通过所述第一网格结构滴落在所述盛放容器内，待所述夹层带完全熔化后取出所述盛放容器，再对所述超导带材进行退火吸氧处理。

14、优选地，退火吸氧处理步骤为：对所述密闭容器进行抽真空至0.01torr，再通入氧气，直至密闭容器中气压达到不低于1个标准大气压，打开加热系统对所述密闭容器加热升温至500℃并保温预设时间。

15、优选地，在保温预设时间后，关闭加热系统，使得所述超导带材自然冷却至室温后打开所述密闭容器，取出退火盘。

16、优选地，当所述夹层带为可变薄的夹层带时，将退火吸氧处理后的所述超导带材和所述夹层带通过自动设备分别收卷至各自对应的所述放卷盘上或收卷盘上；

17、当所述夹层带为可液化或气化的夹层带时，将退火吸氧处理后的超导带材通过自动设备收卷至对应的所述放卷盘或收卷盘上即可。

18、优选地，缠绕在所述退火盘上的所述超导带材为多根分离的超导带材，多根超导带材沿所述退火盘的轴线方向并排缠绕在所述退火盘上。

19、与现有技术相比，本发明的优点是：

20、本发明的二代高温超导带材的退火吸氧方法，通过夹层带与超导带材相间缠绕在退火盘上，并且夹层带为可以变薄或液化或气化的材质，使得超导带材在退火吸氧处理之前产生有可供氧气进入的空隙，保证超导带材退火处理时吸氧足量，从而确保超导带材吸氧退火充分，保证产品质量。方法简单且有效，可以有效解决超导带材退火吸氧时，带材之间黏连退火不充分的问题。采用自动设备，可以有效提高自动化操作，减少人为原因导致带材受损等的不确定性。

技术特征：

1.一种二代高温超导带材的退火吸氧方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的二代高温超导带材的退火吸氧方法，其特征在于，所述夹层带为可充气、耐高温的管，在所述夹层带缠绕在所述放卷盘时进行充气，在所述夹层带和待退火吸氧处理的超导带材相间缠绕在所述退火盘上后，使用抽气装置将所述夹层带内的气体抽出以使得所述夹层带变薄而与其相间的超导带材之间形成所述空隙。

3.根据权利要求1所述的二代高温超导带材的退火吸氧方法，其特征在于，所述夹层带为由加热时可熔化成液体或气化成气体的材质制成。

4.根据权利要求3所述的二代高温超导带材的退火吸氧方法，其特征在于，所述夹层带为低熔点的poe柔性塑料薄膜。

5.根据权利要求2至4任一项所述的二代高温超导带材的退火吸氧方法，其特征在于，所述密闭容器内具有水平布置的第一网格结构，所述第一网格结构将所述密闭容器的内腔分隔为上部的第一腔体和底部的第二腔体，所述退火盘包括具有第二网格结构的主体部和成型在所述主体部的一端的向外突出延伸的缠绕部，所述缠绕部的直径小于所述主体部，在将缠绕有待退火吸氧处理的所述超导带材和所述夹层带的所述退火盘放置于所述密闭容器中时，所述退火盘平放且所述主体部支撑在所述第一网格结构上；

6.根据权利要求5所述的二代高温超导带材的退火吸氧方法，其特征在于，当所述夹层带为可液化或气化的夹层带时，在所述退火盘置于所述密闭容器中时，先通入惰性气体，再打开加热系统使所述密闭容器内温度达到所述夹层带的熔点，使得所述夹层带熔化成液体后通过所述第一网格结构滴落在所述盛放容器内，待所述夹层带完全熔化后取出所述盛放容器，再对所述超导带材进行退火吸氧处理。

7.根据权利要求5或6所述的二代高温超导带材的退火吸氧方法，其特征在于，退火吸氧处理步骤为：对所述密闭容器进行抽真空至0.01torr，再通入氧气，直至密闭容器中气压达到不低于1个标准大气压，打开加热系统对所述密闭容器加热升温至500℃并保温预设时间。

8.根据权利要求7所述的二代高温超导带材的退火吸氧方法，其特征在于，在保温预设时间后，关闭加热系统，使得所述超导带材自然冷却至室温后打开所述密闭容器，取出所述退火盘。

9.根据权利要求8所述的二代高温超导带材的退火吸氧方法，其特征在于，当所述夹层带为可变薄的夹层带时，将退火吸氧处理后的所述超导带材和所述夹层带通过自动设备分别收卷至各自对应的所述放卷盘上或收卷盘上；

10.根据权利要求1所述的二代高温超导带材的退火吸氧方法，其特征在于，缠绕在所述退火盘上的所述超导带材为多根分离的超导带材，多根超导带材沿所述退火盘的轴线方向并排缠绕在所述退火盘上。

技术总结
本发明公开一种二代高温超导带材的退火吸氧方法，包括以下步骤：提供在一定环境下可变薄或液化或气化的夹层带；将待退火吸氧处理的超导带材和夹层带分别缠绕在放卷盘上；采用自动设备将待退火吸氧处理的超导带材和夹层带相间缠绕在退火盘上；将缠绕有超导带材和夹层带的退火盘置于密闭容器中进行退火吸氧处理，其中在退火之前，对夹层带进行处理以使夹层带变薄、或者液化或气化后与超导带材分离，从而使得卷绕在退火盘上的待退火吸氧处理的超导带材之间形成有供氧气进入的空隙。保证超导带材退火处理时吸氧足量，从而确保超导带材吸氧退火充分，保证产品质量。方法简单且有效。可以有效解决超导带材退火吸氧时，带材之间黏连退火不充分的问题。

技术研发人员：王玉山,周彬,李小宝,张爱兵,包颖,张国栋
受保护的技术使用者：东部超导科技（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21