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一种NbTi/Cu超导复合管及其制备方法

   2015-01-13 IP属地 陕西6180
  超导磁体是一种高科技的仪器装备,其在核磁共振成像、质谱仪、粒子加速器、超导磁选机等设备上均有着广阔的应用。为了满足超导磁体对特殊磁场空间形位和高磁场均匀度的要求,超导磁体中的超导线圈往往需要由多个规格的超导线绕组按照设计要求排布在特定的空间位置。这些不同规格的绕组一般需要进行首尾连接制作超导线接头。同时,超导磁体一般都采用闭环方式运行,一方面可以消除磁体引线的漏热、节约液氦、降低运行费用,另一方面可以保证磁场稳定度。同样,闭环运行超导磁体也需要将超导开关与超导线圈进行连接,制作超导线接头。超导接头是超导磁体中的一个重要组成,对于超导磁体的稳定运行具有重要影响作用。超导磁体对于超导线接头性能的要求包括两点:一是接头必须具备较高的机械强度,以应对磁体在制造和运行时产生的应力;二是接头必须具有较低的电阻,一般要求接头电阻小于10-11Ω 时,才能保证系统正常运行。
  目前NbTi 超导线接头的制备工艺方法主要有:冷压焊法、爆炸焊法、超声波焊法、钎焊法、锡焊法等,其中冷压焊技术制备超导接头技术稳定,可以在常温大气条件下完成,适合工程实际条件而备受欢迎。冷压焊法制备铌钛超导线接头的方法有:
  1.中国专利CN102738603A《铌钛超导线接头的制作方法》(申请号:201110083640.X,公开日:2012-10-17)中,先用铌钛超导线制作超导丝,再将几根超导丝扭绞编织在一起,将超导丝扭绞的端头插入到冷压管内,并从另一端伸出,对冷压管的直管段施加压力,将超导丝与冷压管结合在一起,将结合后的冷压管放入铜套管内,充入焊料,加温,常温冷却固接,得成品。
  2.中国专利CN103367937A《一种NbTi超导体多芯线接头的制备方法》(申请号:201310280613.0,公开日:2013-10-23)中,将超导体多芯线的NbTi 超导丝簇相互混合扭绞后,穿入超导复合管,NbTi 超导丝簇端部超出超导复合管,将超导填充材料填入超导复合管中,填满超导复合管与NbTi超导丝簇之间的间隙,对超导复合管进行侧向挤压,使超导复合管受力变形后形成超导复合层,调节挤压力大小使超导复合层的横截面积沿根部至端部逐渐减小,将焊锡镀在超导复合层外壁表面上,形成锡焊层,在锡焊层外部包覆绝缘材料,形成绝缘层,制得成品。
  以上方法提出用NbTi超导材料作为冷压焊接材料,均具有低电阻的特性。但现有制备方法生产出的铌钛超导接头并不是通过标准铌钛复合管材加工而成,生产出来的接头存在尺寸误差较大,铌钛合金含量不易控制的缺点,导致生产出的超导接头稳定性不够高,同时增加了制备同规格铌钛超导接头的难度,不利于铌钛超导接头批量化生产。
 
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