一种多芯二代高温超导带材及其制备方法与流程

本发明属于超导，具体涉及一种多芯二代高温超导带材及其制备方法。

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，进行镀铜或紫铜铠装。在应用过程中，当超导带材通过电流时，感应的磁场会造成交流损耗，如何有效的降低超导带材的交流损耗是值得研究的课题。当前最有效降低交流损耗的方法就是减小通电导体的截面积，因此降低二代高温超导带材的宽度是有效的方法。如中国专利文献cn200980129215.0提出了一种多丝超导带材的制备方法，主要是通过研磨的方法将制备好的宽带，加工出一条条沿着长度方向的沟槽，以形成多丝超导产品，这种方法沟槽在长度方向难以产业化操作，对超导层边缘容易形成损伤，造成多芯丝带材之间的临界电流损失较大及不均匀。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：提供一种多芯二代高温超导带材及其制备方法，制备得到的多芯二代超导带材可有效降低交流损耗，降低电流损失。

2、本发明的技术方案是：

3、本发明的其中一个目的在于提供一种多芯二代高温超导带材的制备方法，包括以下步骤：

4、取n个预设宽度和厚度的金属基带沿其宽度方向摆放并将任意相邻两个金属基带的长边进行焊接以使多个金属基带连接在一起形成焊接带材；

5、对焊接带材进行表面抛光处理，得到具有n-1个焊缝和n个抛光带的焊接基带；

6、将焊接基带进行酸洗、水洗后烘干，去除焊接残留的边角残渣；

7、在焊接基带上镀制缓冲膜层，所述缓冲膜层被n-1个焊缝分隔形成n个独立的并与所述n个抛光带一一对应的缓冲层；

8、在n个所述缓冲层上以沉积工艺制备n个独立的超导层；

9、在n-1个焊缝上及任意相邻两个缓冲层及超导层之间的间隔内镀制银形成镀银层，得到镀银超导带材；

10、在所述镀银超导带材上铠装完全包覆所述焊接基带、缓冲层、超导层和镀银层的铠装层，形成所述的多芯二代高温超导带材；

11、n为大于或等于2的自然数。

12、优选地，n个金属基带先抛光处理后在进行焊接。

13、优选地，任一所述抛光带的表面粗糙度为10um*10um范围内ra小于1nm。

14、优选地，所述焊缝的表面粗糙度大于所述抛光带的表面粗糙度。

15、优选地，所述金属基带的宽度为2mm、厚度为50um。

16、优选地，所述缓冲膜层镀制步骤中依次进行氧化铝、氧化钇、氧化镁和锰酸镧膜层的镀制。

17、优选地，所述金属基带为哈氏合金基带。

18、优选地，焊接采用激光焊接。

19、优选地，所述金属基带为哈氏合金基带。

20、本发明的另一个目的在于提供一种多芯高温超导带材，包括由n个预设宽度和厚度的经过抛光处理的抛光带焊接在一起形成的焊接基带，镀制在n个所述抛光带上的n个间隔的缓冲层和沉积在n个缓冲层上的n个间隔的超导层，镀制在n个所述抛光带之间的n-1个焊缝上及任意相邻两个所述缓冲层和所述超导层之间的间隔内的镀银层，将n个所述抛光带、n个所述缓冲层、n个所述超导层及所述镀银层完全铠装的铠装层。

21、优选地，采用上述任一项所述的制备方法制备而成。

22、与现有技术相比，本发明的优点是：

23、本发明的多芯二代高温超导带材及其制备方法，本发明实施例中将多个较窄的金属基带进行抛光处理后焊接在一起，再进行处理，且因焊缝的粗糙度大于抛光带的粗糙度，在后续缓冲层和超导层镀制时可以不用考虑一个一个抛光带上镀制，可以直接在整个焊接基带表面镀制，有效提高了效率，而且因焊缝的粗糙度使得焊缝处无法镀制缓冲层和超导层，确保后续缓冲层和超导层之间独立而不是连接在一起，从而形成多芯的超导带材，制备方法简单，超导层的边缘不会有损伤，最后制得的多芯超导带材的之间的临界电流均匀且损失较小。解决了现有技术中采用研磨形成沟槽的方式导致的超导带材长度方向难以产业化操作且对超导层边缘易形成损坏、多芯丝带材之间的临界电流损失较大及不均匀的问题。

技术特征：

1.一种多芯二代高温超导带材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的多芯二代高温超导带材的制备方法，其特征在于，n个金属基带先抛光处理后在进行焊接。

3.根据权利要求1或2所述的多芯二代高温超导带材的制备方法，其特征在于，任一所述抛光带的表面粗糙度为10um*10um范围内ra小于1nm。

4.根据权利要求3所述的多芯二代高温超导带材的制备方法，其特征在于，所述焊缝的表面粗糙度大于所述抛光带的表面粗糙度。

5.根据权利要求1或2所述的多芯二代高温超导带材的制备方法，其特征在于，所述金属基带的宽度为2mm、厚度为50um。

6.根据权利要求1所述的多芯二代高温超导带材的制备方法，其特征在于，所述缓冲膜层镀制步骤中依次进行氧化铝、氧化钇、氧化镁和锰酸镧膜层的镀制。

7.根据权利要求1所述的多芯二代高温超导带材的制备方法，其特征在于，所述金属基带为哈氏合金基带。

8.根据权利要求1所述的多芯二代高温超导带材的制备方法，其特征在于，焊接采用激光焊接。

9.一种多芯高温超导带材，其特征在于，包括由n个预设宽度和厚度的经过抛光处理的抛光带焊接在一起形成的焊接基带，镀制在n个所述抛光带上的n个间隔的缓冲层和沉积在n个缓冲层上的n个间隔的超导层，镀制在n个所述抛光带之间的n-1个焊缝上及任意相邻两个所述缓冲层和所述超导层之间的间隔内的镀银层，将n个所述抛光带、n个所述缓冲层、n个所述超导层及所述镀银层完全铠装的铠装层。

10.根据权利要求9所述的高温超导带材，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制备而成。

技术总结
本发明公开一种多芯二代高温超导带材及其制备方法，制备方法包括以下步骤：取N个金属基带沿其宽度方向摆放并焊接在一起形成焊接带材；对焊接带材进行表面抛光处理，得到具有N‑1个焊缝和N个抛光带的焊接基带；将焊接基带进行酸洗、水洗后烘干，去除焊接残留的边角残渣；在焊接基带上镀制缓冲膜层，缓冲膜层被N‑1个焊缝分隔形成N个独立的并与N个抛光带一一对应的缓冲层；在N个缓冲层上以沉积工艺制备N个独立的超导层；在N‑1个焊缝上及任意相邻两个缓冲层及超导层之间的间隔内镀制银形成镀银层；在镀银超导带材铠装完全包覆焊接基带、缓冲层、超导层和镀银层的铠装层，N≥2的自然数。可有效降低交流损耗，降低电流损失。

技术研发人员：王玉山,周彬,王炷桥,李小宝,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：2024/1/15