[发明专利]一种增加高温超导窄堆线层间结合力的方法

说明书

本发明涉及一种增加超导窄堆线层间结合力的方法，所述方法包括如下步骤：S1、将等宽度的超导带材和其他金属带材堆叠后经过锡炉镀锡封装成高温超导窄堆线；S2、在S1所得的窄堆线表面进行打孔，所述孔为通孔；S3、对S2所得的窄堆线的通孔进行重新封装即可。采用本发明提出的给窄堆线打孔后，镀锡封装的方式，贯穿窄堆线上下所有层形成“焊锡柱”，既不影响窄堆线的重量和体积，也不会大幅增加制作成本，给实际工程应用提供了可行性；在扭绞、弯曲等机械操作中，“焊锡柱”相较金属包套体积更小、韧性更高，更能够适应工况下的应用需求。

技术领域

本发明属于超导电工技术领域，具体涉及一种增加高温超导窄堆线层间结合力的方法。

背景技术

高温超导带材自发现以来，其研制和生产已取得显著成果。目前，其批量化生产已基本实现。尽管高温超导带材拥有远远超过常规导体的载流能力，但是单根高温超导线材的制备依然需要将多根高温超导带材通过堆叠的方式组合在一起，以达到更好的载流能力和更高的物理强度。

因此，为了满足上述要求，“高温超导窄堆线”实现了将多根相同宽度的超导带材面对面堆叠，并在其中加入数根相同宽度的其他金属材料的带材，如紫铜、黄铜、不锈钢带，并经过堆叠镀锡封装后，制备成截面为方形的超导线材。但由于经过镀锡封装后，窄堆线的各超导层、其他金属层之间的结合力有所差异，且在实际复杂的工况下，因扭绞、弯曲等操作引发的各层所受机械应力也不尽相同，这就十分容易导致窄堆线各层间的分离，影响窄堆线在实际工程应用中的鲁棒性。

因此，本发明提出一种工艺，将堆叠后的窄堆线打若干小孔，贯穿各层，然后再镀锡封装，焊锡冷却固化后形成贯穿各超导层的“焊锡柱”，以此加强窄堆线各层间的结合力。

此工艺操作简便，制备的线材临界电流仍保持在原线材的95％以上，且各层间的结合力大，机械强度高。通过这种制作工艺制成的具有高层间结合力的高温超导窄堆线可以应用于大型电力设备中。

经过检索发现，当前尚没有关于增强高温超导窄堆线层间结合力的研究，亦无公开的专利和文献。但有部分类似的专利和文献，其主要内容如下：

中国专利申请号：CN201610727012，专利名称：《混合堆叠制备高温超导线的方法》。该专利自述为：混合堆叠制备高温超导线的方法包括以下步骤：S1、将高温超导带材进行切割；S2、将切割后的高温超导带材与其它金属带材进行面对面的堆叠；S3、将堆叠好的带材进行封装，即得所述高温超导线。基于现有的超导带材生产工艺，在基本不改变带材生产成本和研发费用的情况下，通过对超导线材宏观结构的改变，改变其堆叠的成分，实现线材的自我保护能力，同时增强其物理特性，但此专利描述的是将超导带材封装成窄堆线的工艺，并不涉及增强窄堆线层间的结合力。

中国专利申请号：CN201710295657，专利名称：《提高第二代高温超导带材层间结合力的处理方法》。该专利自述为：提供一种提高第二代高温超导带材层间结合力的处理方法，其包括如下步骤：以织构柔性带材为基材，对带材表面的氧化物层进行刻蚀，控制刻蚀的深度、宽度以及图案；采用刻蚀后的织构柔性带材沉积超导薄膜。与现有技术相比，有如下的有益效果：1、采用该制备技术获得第二代高温超导带材层间结合力提高1倍以上，且载流能力衰减在20％以下；2、采用该制备技术制备第二代高温超导带材，对后续制备超导薄膜的结构和制备工艺无影响，但专利描述的是提高单根第二代高温超导带材不同层间的工艺，也不涉及增强窄堆线层间的结合力。