[发明专利]提高工程电流密度的高温超导导线

说明书

公开了一种超导体导线(100)，包括：高温超导体(HTS)层(78a)，具有两个盖层(72a、104a)，与其相对表面直接接触；第一层压层(96a)固定至第一盖层(104a)；稳定剂层(70)，固定至该第二盖层(72a)；第二层压层(96b)，固定到稳定剂的相对表面或第二类似HTS层(75b)的盖层(104)；以及第一和第二平缘(108a、108b)，沿着层压超导体的边缘设置。其制造方法涉及固定第一盖层到稳定剂，从HTS层去除基底，然后固定第二盖层和层压层。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年5月12日递交的美国实用新型申请No.15/593,835的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本申请主要涉及长高温超导(“HTS”)导线，更具体地涉及提高工程电流密度的这种HTS导线。

背景技术

自从发现HTS材料(即可以在液氮温度77K以上保持其超导特性的材料)以来，人们一直在努力利用这种HTS材料开发各种工程应用。在薄膜超导体器件和导线中，利用包括钇、钡、铜和氧的氧化物超导体，众所周知的的基本组成(以下称为Y123或YBCO)的器件制造取得了最大的进展，其仍然是许多应用的首选材料，包括用于军事、高能物理、材料加工、运输和医疗用途的电缆、电动机、发电机、同步调相器、变压器、限流器和磁体系统。

基于这些YBCO材料的HTS导线(通常称为“涂层导体”或“第二代”(2G)线)以数百米或更长的连续长度制造，在77K时具有3MA/cm²或更高的临界电流密度J_c，并使用卷对卷生产线进行自场。考虑到基板和稳定剂材料的厚度，在长距离上实现了超过8MA/cm²的工程电流密度((J_e)。

为了继续使HTS导线更适合各种电源应用，增加工程电流密度非常重要。由于2G导线的结构已经建立了很长时间，并且具有高性能的2G导线需要这种2G导线的结构，基板上具有一个或多个缓冲层，在缓冲层上设置有HTS层，因此，人们一直将重点放在增加J_c以提高J_e上。结果，由于基底和稳定剂层的厚度，HTS 2G导线的整个横截面面积保持稳定，因此J_e的增加幅度不大。

另外，HTS导线中使用的某些基底(例如镍钨(Ni5W))具有磁性，导致在AC应用中的电气性能达不到最佳状态。努力集中在通过使用较少的磁性材料(例如，Ni 9W)来降低这种基底中的磁性，但是在保持可比较的总体电性能特征方面仍然存在挑战。

因此，需要提高工程电流密度的HTS导线以及在AC应用中具有改善电性能的HTS导线。

发明内容

本发明的一个目的是生产一种提高工程电流密度的HTS导线。

本发明的另一个目的是生产一种在交流电的应用中具有改善电性能的HTS导线。

本发明的另一个目的是生产一种HTS导线，其中纹理基底在导线的制造过程中被去除，并且纹理基底可在另一去除纹理基底的HTS导线的生产中重复使用。