[发明专利]一种高温超导带材的封装装置及方法

说明书

本发明涉及一种高温超导带材的封装装置及方法，用于将至少两根带材封装在一起。所述的封装装置由一组或多组以不同方式排列的滚轮组成，其中核心部件滚轮采用非金属弹性轮或表面带有非金属弹性覆层的金属轮。一方面弹性滚压设计保证了在整个带材宽度方向上所受的阻力以及压力均匀，另一方面多组滚轮封装设计使不锈钢带材的封装连续可靠。同时还提供了封装方法。本发明提供的封装方法及装置生产制造的超导带材具有成本低，成品率高等有益效果，还可以实现超导薄带材以及不锈钢封装超导带材的稳定制备。

技术领域

本发明属于超导薄带材制造技术领域，尤其涉及一种高温超导带材的封装装置及方法。

背景技术

稀土钡铜氧REBCO(RE为Y、Gd、Sm、Nd、Dy等稀土元素)是近十几年发展起来的极具应用前景的高温超导带材，由于其具有高临界温度、高临界电流以及在磁场中更好的超导性能，可广泛应用于制备超导电缆、超导限流器以及超导磁体等。市场上现有的REBCO高温超导带材通常有两种结构：电镀金属层封装的超导薄带材以及粘覆金属带封装的超导带材。

现有的粘覆金属(铜、铝或不锈钢)带封装工艺及装置中，由于需要长时间连续工作在较高的温度下(比如锡焊铜带温度大于200℃)，因此一般采用耐高温的纯金属材质装置进行定位、转动和压接以实现带材之间的牢固粘覆，然而这种装置仅适用于常规的具有较强机械强度和较厚的铜带(此处的较厚的铜带，是指厚度大于50μm的铜带)的连续封装制备。

对较薄的铜带(此处的较薄的铜带，是指厚度介于20-50μm之间)而言，由于其机械强度较差，焊接过程中带材阻力稍有不均匀(比如金属装置热膨胀导致转动不顺畅等)就极易导致薄铜带从损伤处开始撕裂，使得薄铜带封装无法连续稳定的运行。因此，上述粘覆金属(铜、铝或不锈钢)带封装工艺及装置，并不适合于此类较薄铜带的封装加工。

由于上述技术缺陷，电镀金属层封装工艺通常被认为更适合于高温超导薄带材(总厚度小于120um)的封装，通过采用电镀覆铜(20um)封装技术在超导带材表面形成保护层。美国superpower公司采用该工艺产业化生产高温超导薄带材。相比而言，该技术的主要缺点如下：1)电镀覆铜工艺会产生大量的废液，造成环境污染；2)电镀覆铜工艺相对成本较高；3)电镀覆铜工艺中由于采用酸性或碱性的电镀液，对超导带材中心层的要求较高；4)电镀覆铜封装的超导带材其力学性能尤其是横向剪切应力性能较粘覆薄铜带封装超导带材的差。

另外，现有的粘覆金属(铜、铝或不锈钢)带封装工艺及装置对某些具有一定弹性的金属带比如不锈钢带而言，封装带材在压接后由于焊料来不及固化，很容易弹开，现有的压接装置和方法很难保证其压接效果。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种高温超导带材的封装装置及方法，一方面解决了现有技术中粘覆金属(铜、铝或不锈钢)带封装工艺及装置无法用于生产超导薄带材的技术难题，避免了电镀覆铜工艺产生的成本高、环境污染、性能差等技术问题；另一方面解决了不锈钢带封装过程中容易在封装后弹开的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种高温超导带材的封装装置，包括一组或多组滚轮；

所述每一组滚轮包括一对轮面相对挤压的滚轮；

所述一对轮面相对挤压的滚轮包括至少一个弹性滚轮；

在多层带材通过所述任一弹性滚轮组的两个弹性滚轮之间时能够被弹性挤压为一根复合带材；

所述弹性滚轮为非金属弹性材质滚轮或表面带有非金属弹性材质覆层的金属滚轮；

所述非金属弹性材质的邵氏D硬度介于70-95度之间。