[发明专利]一种磁控直拉单晶超导磁体系统

权利要求书

1.一种磁控直拉单晶超导磁体系统，其特征在于：包括用于保持低温真空环境的真空容器、悬置于所述真空容器内的超导线圈、设置于所述超导线圈外围的冷屏、安装于所述真空容器上的低温制冷机、设置于所述真空容器外的磁屏蔽外壳以及与所述超导线圈电连接的超导电源；所述超导线圈采用无液氦传导冷却方式制冷；所述超导线圈为由两个斜螺管线圈交叉绕制在金属骨架表面上形成的二极磁体线圈，且两个所述斜螺管线圈内的电流方向相反；所述超导线圈为空心结构，且所述超导线圈的孔内形成有一直径大于单晶棒直径的拉晶区，所述拉晶区内能够形成与所述超导线圈的内孔中轴线垂直的横向磁场，与所述横向磁场垂直的另外两个方向的磁场强度均不大于所述横向磁场的强度的1/5。

2.根据权利要求1所述的磁控直拉单晶超导磁体系统，其特征在于：所述超导线圈为空心圆柱体，两个所述斜螺管线圈呈180°对称布置在所述超导线圈的内孔中轴线两侧；所述拉晶区为圆柱形拉晶区，且所述拉晶区与所述超导线圈的内孔中轴线同轴设置，所述拉晶区的高度位于两个所述斜螺管线圈的导线交叉区域内。

3.根据权利要求1所述的磁控直拉单晶超导磁体系统，其特征在于：所述斜螺管线圈内的每匝线圈形状均为椭圆面，各椭圆面与所述超导线圈的内孔中轴线的夹角均相等，且夹角范围为10°-80°。

4.根据权利要求1所述的磁控直拉单晶超导磁体系统，其特征在于：所述横向磁场的磁场强度不均匀度小于25％，磁场强度范围为0-5000高斯。

5.根据权利要求1所述的磁控直拉单晶超导磁体系统，其特征在于：所述真空容器为无磁不锈钢真空容器，所述超导线圈和所述冷屏分别通过拉杆悬吊安装在所述真空容器内。

6.根据权利要求1所述的磁控直拉单晶超导磁体系统，其特征在于：所述超导线圈为偶数层线圈；两个所述斜螺管线圈的层数相等，且各为所述超导线圈总层数的一半。

7.根据权利要求1所述的磁控直拉单晶超导磁体系统，其特征在于：所述金属骨架的材料为紫铜或铝合金，所述金属骨架的外圆面上按照超导线圈绕制走向加工有线槽，超导线绕制固定在所述线槽内；所述金属骨架与所述超导线圈之间垫有绝缘材料层。

8.根据权利要求1所述的磁控直拉单晶超导磁体系统，其特征在于：所述冷屏的材料为紫铜或铝合金，且所述冷屏的外表面包覆有多层超级绝热膜；所述磁屏蔽外壳为高磁导率金属外壳。

9.根据权利要求1所述的磁控直拉单晶超导磁体系统，其特征在于：所述超导线圈上安装有用于失超保护的温度计和加热带，并与二极管和控制主机构成失超保护回路。

10.根据权利要求1所述的磁控直拉单晶超导磁体系统，其特征在于：所述低温制冷机的冷头为二级制冷结构，所述二级制冷结构的一级冷头和二级冷头分别通过导冷结构与所述冷屏和所述超导线圈连接；所述导冷结构为软连接结构。