[发明专利]一种第二代高温超导带材闭合线圈的制备方法及闭合磁体

说明书

本发明公开一种第二代高温超导带材闭合线圈的制备方法及闭合磁体，属于高温超导应用技术领域。制备方法包括：将超导带材绕制成超导线圈，并预留出其两端作为两个待连接接头；去除接头的保护层，使超导层裸露出来；在超导层上涂覆前驱液；以第一设定温度对超导线圈进行热处理，使涂覆的前驱液变为凝胶；在凝胶上制备出凹凸相间的沟道；将两个待连接接头通过沟道进行搭接，并以第二设定温度对超导线圈进行热处理，使凝胶变为四方相晶体；在氧气氛围下对超导线圈进行退火处理，使四方相晶体变为正交相晶体；将两个具有正交相晶体的待连接接头进行桥接，得到闭合线圈。基于本发明提供的制备方法得到的闭合磁体能够实现无衰减的闭环运行。

技术领域

本发明涉及高温超导应用技术领域，特别是涉及一种第二代高温超导带材闭合线圈的制备方法及闭合磁体。

背景技术

核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，简称MRI)技术是利用核磁共振原理，依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像。它既不需要使用电子束或X射线，也不需要注射造影剂，而且也未发现强磁场对人体的危害，因而被认为是一种安全高效的生物医学检测技术。MRI的清晰度与磁场强度、磁场均匀度、磁场稳定性有重要关系，磁场强度越高、磁场均匀度越好、磁场稳定性越好，MRI的清晰度就越高。

目前，世界上绝大多数的MRI装置使用的都是NbTi超导合金。NbTi超导合金属于低温超导材料(Low Temperature Superconductor，简称LTS)，由美国西屋实验室J.K.Hulm等人发现，其超导临界温度Tc为9.7K，4.2K下的上临界磁场约为11T。NbTi线材一般用高温熔炼法制备合金，然后经过多次拉拔成多芯线(几百芯至上万芯)，最后热处理成为(α+β)双相合金。NbTi超导合金在中低磁场下拥有良好的超导性能、良好的塑性和强度，并且加工工艺较为简单，因而成为了目前应用最为广泛的超导材料。但是NbTi只能在液氦环境下使用，使用成本非常昂贵，并且它的上临界场也限制了研制的磁体的磁场强度。

以REBa₂Cu₃O_7-x(简写为REBCO)为代表的第二代高温超导材料由于各向异性较小、不可逆场高和载流能力强的优势，在超导磁体等方面有着巨大的应用潜力。但是目前限制第二代高温超导带材在核磁成像方面应用最大的问题是其不能闭环运行。这是由于第二代高温超导带材中的REBCO超导层是陶瓷性氧化物，非常脆，且REBCO超导材料存在弱连接，晶粒之间的夹角大于7度就不能导电。这两者导致了REBCO超导层面对面之间连接非常困难。因此基于REBCO超导带材的闭合磁体的专利还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种第二代高温超导带材闭合线圈的制备方法及闭合磁体，以实现闭合磁体的无衰减的闭环运行。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种第二代高温超导带材闭合线圈的制备方法，包括：

将第二代高温超导带材绕制成超导线圈，并预留出所述超导线圈的两端作为两个待连接接头；

去除所述待连接接头的保护层，使所述待连接接头的超导层裸露出来；

在所述待连接接头的超导层上涂覆前驱液；所述前驱液为含有所述超导层的成分的溶液；

以第一设定温度对所述超导线圈进行热处理，使所述待连接接头上涂覆的前驱液变为凝胶；

在所述凝胶上制备出凹凸相间的沟道；

将两个所述待连接接头通过所述沟道进行搭接，并以第二设定温度对所述超导线圈进行热处理，使所述待连接接头上的凝胶变为四方相晶体；所述第二设定温度大于所述第一设定温度；

在氧气氛围下对所述超导线圈进行退火处理，使所述四方相晶体变为正交相晶体；