[发明专利]一种基于ReBCO螺旋涂层导体片的传导冷却超导磁体及制备

权利要求书

1.一种基于ReBCO螺旋涂层导体片的传导冷却超导磁体，其特征在于，所述超导磁体的主体结构由超导片和导冷片交替叠加而成，每两片超导片之间为一片导冷片；还包括电流引线和固定装置；所述固定装置包括法兰盘、拉杆和固定孔；导冷片的连接头(5)为L型结构，连接头(5)末端的定位孔(4)处于同一水平线，连接头(5)与制冷机的冷却板连接；

所述超导片为圆环片结构，内半径为r₁，外半径为r₂，由下至上依次为衬底、缓冲层、ReBCO薄膜和保护层，其中，缓冲层、ReBCO薄膜和保护层形成超导面；在内半径和外半径之间，以超导片圆心为中心点，以r₁为底面半径，以r₂为顶面半径，超导面经激光切割出圈数为N的螺旋型凹槽，衬底结构不经过切割；螺旋型凹槽的宽度为n mm；

所述超导片还具有内端部(13)和外端部(12)；

所述导冷片为圆环片状结构，内外半径与超导片相同，径向有一条缝隙(6)，上下表面镀有绝缘层；在外半径边缘带有矩形的连接头(5)，在连接头(5)的一端有四个定位孔(4)；每片导冷片的连接头(5)的宽度相同，长度不同，下层导冷片比上层导冷片稍长，以保证连接头末端的定位孔(4)处于同一水平线；

包括导冷片Ⅰ、导冷片Ⅱ；导冷片Ⅰ在半径r₁边缘开角度为K度的扇形缺口，扇形的弧长和内端部(13)的弧长相同，称为导冷片内开口(21)，径向深度与超导片内端部(13)的宽度相同；导冷片Ⅱ在半径r₂边缘开角度为K度的扇形缺口，扇形的弧长和外端部(12)的弧长相同，称为导冷片外开口(31)，径向深度与超导片外端部(12)的宽度相同；导冷片内开口(21)、导冷片外开口(31)分别与连接头(5)在同一直线上。

2.权利要求1所述的一种基于ReBCO螺旋涂层导体片的传导冷却超导磁体的制备方法，其特征在于，第一片超导片的超导面向下，第二片超导片的超导面向上，两片超导片之间为一片导冷片Ⅰ；第一片超导片的外端部与第一电流引线用焊锡焊接，内端部与第二片超导片的内端部用焊锡焊接，两者的焊接位置为导冷片Ⅰ的导冷片内开口处；第三片超导片的超导面向下，第二片超导片与第三片超导片之间为一片导冷片Ⅱ；第二片超导片的外端部与第三片超导片的外端部用焊锡焊接，两者的焊接位置为导冷片Ⅱ的导冷片外开口处；以此类推，最后一片超导片的外端部与第二电流引线用焊锡焊接；其中，第一电流引线与连接头位置相对；

超导片与导冷片叠加好后，用上下法兰盘对其进行固定，然后用拉杆(41)穿过上下法兰盘的固定孔(42)，用螺栓拧紧，从而实现对磁体的固定；固定连接头(5)，然后采用软连接的方法将冷却片的连接头(5)连接到制冷机的冷却板上。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，其中，超导片的制备方法为先制备 ReBCO薄膜再切割；具体为：首先把第二代高温超导体的衬底切割成圆环片，内半径为r₁，外半径为r₂，在衬底上依次敷设缓冲层、ReBCO薄膜和保护层，形成超导面；在r₁与r₂之间，以圆环片圆心为中心点，以r₁为底面半径，以r₂为顶面半径，用激光在衬底上切割出圈数为N的螺旋型凹槽(11)，切割的深度为刚好把超导面切断，从而把圆环片r₁与r₂之间表面分割成螺旋带状结构，凹槽宽度为n mm，然后再切割出内端部(13)和外端部(12)，至此超导片的制作完成。