一种超导磁体的制作方法

本申请涉及电磁铁，特别涉及一种超导磁体。

背景技术：

1、磁控直拉单晶技术（mcz）是生长大直径高纯度单晶硅的有效手段，该技术生产得到的单晶硅具有含氧量低和均匀性高的优点，为半导体、光伏电池等领域提供高品质单晶硅材料。在多种磁场类型中勾形场（cusp）最优，对比传统水平磁场，勾形场在晶体—熔体界面和自由表面只有纯粹的水平磁场分量，该水平磁场分量自坩埚轴线向外径方向发散，其值与坩埚半径成正比，而在坩埚侧壁和底部则存在着较强的正交磁场分量，能够更加有效地抑制热对流，增大边界扩散层厚度。

2、能够产生勾形场的超导磁体由上下分布的两个磁场方向反向串联通电的线圈组成，其设计一般取决于石英坩埚的外形尺寸，在坩埚侧壁和底部产生特定的磁场分布。一旦设计方案确定，上下线圈的间距则无法改变。当厂家想更换不同外形尺寸的坩埚，或因新工艺开发、技术研发需求要改变坩埚内磁场分布时，这种无法调节线圈间距的超导磁体无法满足厂家需求。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种超导磁体，用以解决现有技术中常规勾形场超导磁体上下线圈间距无法调节，磁场分布无法改变的问题。

2、本申请实施例提供了一种超导磁体，包括：

3、子磁体，数量为两个，两个子磁体上下相对设置；

4、制冷机，设置在其中一个子磁体上，制冷机用于对两个子磁体降温；

5、间距调节机构，间距调节机构包括螺母运动升降机、运动螺母、电机和传动轴，螺母运动升降机和运动螺母分别设置在下方和上方的子磁体上，螺母运动升降机的顶部设置有丝杆，丝杆螺接在运动螺母内部，电机通过传动轴驱动螺母运动升降机工作，进而调节两个子磁体之间的距离。

6、本申请中的一种超导磁体，具有以下优点：

7、1、超导磁体上下两部分分离，中间柔性连接，可以实现线圈间距可调，从而改变中心磁场分布。

8、2、线圈间距调节采用电机驱动，丝杠螺母升降，调节方便，导向杆定位防止上下两部分倾斜。

9、3、顶杆由金属材料和非金属复合材料圆筒多层嵌套组成，具有支撑强度高，导热路径长、导热系数低、漏热小的特点。

10、4、超导磁体采用勾形场分布，比目前常规的四线圈、鞍形线圈的水平场更具优势。

技术特征：

1.一种超导磁体，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种超导磁体，其特征在于，所述制冷机（106）设置在所述上真空腔（1011）的外顶面上，所述制冷机（106）的一级冷头与所述上冷屏（1012）和下冷屏（1022）导冷连接，所述制冷机（106）的二级冷头与所述上线圈（1013）和下线圈（1023）导冷连接。

3.根据权利要求1所述的一种超导磁体，其特征在于，所述上真空腔（1011）和下真空腔（1021）之间通过密封波纹管（1031）连接，所述上冷屏（1012）和下冷屏（1022）之间通过冷屏柔性连接件（1032）连接，所述上线圈（1013）和下线圈（1023）之间通过线圈柔性连接件（1033）连接，所述线圈柔性连接件（1033）位于所述冷屏柔性连接件（1032）内部，所述冷屏柔性连接件（1032）位于所述密封波纹管（1031）内部。

4.根据权利要求3所述的一种超导磁体，其特征在于，所述冷屏柔性连接件（1032）和线圈柔性连接件（1033）的外侧面上均设置有绝热材料。

5.根据权利要求1所述的一种超导磁体，其特征在于，所述上线圈（1013）通过上拉杆与所述上真空腔（1011）的内侧面连接，所述下线圈（1023）通过下拉杆与所述下真空腔（1021）的内侧面连接。

6.根据权利要求1所述的一种超导磁体，其特征在于，所述上真空腔（1011）和下真空腔（1021）的外侧面上均设置有导磁材料。

7.根据权利要求1所述的一种超导磁体，其特征在于，所述螺母运动升降机（201）和运动螺母（202）的数量均为两个，两个所述螺母运动升降机（201）分别设置在所述子磁体（1）的相对两侧，两个所述运动螺母（202）也分别设置在所述子磁体（1）的相对两侧，且每个所述运动螺母（202）均位于一个所述螺母运动升降机（201）的正上方，所述电机（203）通过换向器（204）将输入驱动力转换为两路输出驱动力，两路所述输出驱动力分别用于驱动两个所述螺母运动升降机（201）工作。

8.根据权利要求1所述的一种超导磁体，其特征在于，两个所述子磁体（1）之间还通过导向杆（206）滑动连接。

技术总结
本申请公开了一种超导磁体，涉及电磁铁技术领域。其中超导磁体包括：子磁体，数量为两个，两个子磁体上下相对设置；制冷机，设置在其中一个子磁体上，制冷机用于对两个子磁体降温；间距调节机构，包括螺母运动升降机、运动螺母、电机和传动轴，螺母运动升降机和运动螺母分别设置在下方和上方的子磁体上，螺母运动升降机的顶部设置有丝杆，丝杆螺接在运动螺母内部，电机通过传动轴驱动螺母运动升降机工作，进而调节两个子磁体之间的距离。本申请超导磁体上下两部分分离，中间柔性连接，可以实现线圈间距可调，从而改变中心磁场分布。

技术研发人员：张弛,马鹏,刘伟,张文涛,王建斌,高伟,李勇,倪粉婷,李超
受保护的技术使用者：西安聚能超导磁体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8