[发明专利]超导带材均匀化的处理方法、超导带材及限流器

说明书

本发明提供了一种超导带材均匀化的处理方法、超导带材及限流器，包括：临界电流检测步骤：对超导带材进行临界电流检测，得到对应的临界电流分布数据；差值确定步骤：根据所述临界电流分布数据得到所述超导带材的各个部分的临界电流值相较于所述超导带材的临界电流最低值的差值；刻蚀步骤：根据所述超导带材各个部分的所述差值，在对应部分进行刻蚀，从而降低对应部分的临界电流值。本发明通过刻蚀使整条超导带材的临界电流值平缓，从而避免了冲击电流导致超导带材的不均匀失超对超导带材组成的限流器的影响。

技术领域

本发明涉及超导技术领域，具体地，涉及一种超导带材均匀化的处理方法、超导带材及限流器。

背景技术

第二代超导带材，由于其作为超导载流核心的ReBCO本身硬且脆，所以一般是在镍基合金基底上采用多层覆膜的工艺生产，所以又被称为涂层导体。第二代超导带材一般由基带、缓冲层(过渡层)、超导层以及保护层组成。金属基底的作用是为带材提供优良的机械性能。过渡层的作用一方面是防止超导层与金属基底发生元素间的相互扩散，另一方面最上方的过渡层需为超导层的外延生长提供好的模板，提高YBCO晶粒排列质量。制备超导性能优良的涂层导体，需要超导层具有一致的双轴织构。双轴织构是指晶粒在a/b轴和c轴(c轴垂直于a/b面)两个方向均有着近乎一致的排列。由于YBCO薄膜在a/b轴方向的排列程度(面内织构)相对较难实现，而面内织构较差会严重降低超导性能。因此需要YBCO超导薄膜在已经具有双轴织构和匹配晶格的过渡层上外延生长。制备实现双轴织构有两种主流的技术路线，一种是轧制辅助双轴织构基带技术，另一种为离子束辅助沉积技术。ReBCO 超导层制备的常见技术分为多种，有脉冲激光沉积、金属有机物化学气相沉积、反应共蒸发等。保护层主要是用来保护超导膜层，一般在超导带材表面镀1-5um的银层。

然而这些超导带材，由于其本身材料或者制作工艺的限制还存在着有许多弱点，尤其在将其应用到具体的超导应用装置中，这些材料在加工中需要经过接头制作，绕制线圈，环氧浸渍，真空浇筑，在应用中需要急冷急热，大量冷热循环，受到大磁场所带来的应力，大电流的冲击等等复杂的工况环境。可以说纯粹经过初步银保护的超导带材，其性能远远不能满足实际超导带材应用的工况，尤其是电学和力学方面的性能。因此在此基础上普遍的做法是对其进行表面镀铜处理，即在已经镀银的超导带材表面电镀1-80um的铜层。

经过电镀加强的超导带材能够适应一部分应用环境，但对于很多超导应用的工况仍然不能满足要求，尤其是超导电阻型限流器的带材，主要考虑带材失超后有大电阻，要能对抗一定的力学冲击，此时保护层使用高导热、高强度、高电阻的材料为好，例如不锈钢。因此需要用不锈钢材料对超导带材进行封装加强，即利用不锈钢包覆带通过热浸镀的工艺对超导带材实现全面的包覆处理。根据专利文献 CN201710416026.8中描述的封装加强的超导带材具有多个优点：例如超导带材表面抗氧化、可加工性、抗疲劳程度大幅加强、抗脱层应力会大幅加强、抗拉伸应力会大幅加强、抗稳态过流能力大幅加强、瞬态过流能力大幅的加强。

面对超导电阻型限流器对超导带材有着高均匀性的要求，原因在于，需要整个限流器中每一米带材都能够均匀的承受短路冲击电流。如果其中带材性能有很大的偏差，势必造成一部分超导带材只承担了很小的工作，那大量的冲击电流就会被挤到另一部分超导带材上，加大了他们的负担。如果整个限流器中有一小段带材扛不住这样的冲击，整个限流器将被烧毁。

然而对于一根二代高温超导材料要在制造过程中将其临界电流做均匀，并不容易。由于工艺复杂，往往一根带材的临界电流会随着一些工艺参数的飘动而大幅变化。这样在应用过程中会造成很大的麻烦。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种超导带材均匀化的处理方法、超导带材及限流器。

根据本发明提供的一种超导带材均匀化的处理方法，包括：

临界电流检测步骤：对超导带材进行临界电流检测，得到对应的临界电流分布数据；