[发明专利]一种一代二代复合高温超导带材

说明书

本发明公开一种一代二代高温复合超导带材。所述高温复合超导带材包括一代高温超导带材和二代高温超导带材。本发明所述复合超导带材旨在第一代高温超导层上方填涂沉积第二代高温超导涂层，在两层超导带材之间夹杂稳定层和缓冲层，带材的两侧均包裹有铜稳定层。所述复合超导带材从上到下依次为铜稳定层、银稳定层、第二代高温超导层、基底层、铜稳定层、第一代高温超导层、铜稳定层；所述超导带材平衡了一代和二代的失超速度，避免了因失超速度不均衡造成的失超范围扩大和产生局部过热导致永久损坏的问题。所述超导带材在86K温度下处于超导态，保证了液氮温度下的超导特性。不仅可以提高超导带材的稳定性，还可以增加工程电流密度。

技术领域

本发明涉及超导导体应用技术领域，特别是涉及一种复合高温超导带材。

背景技术

随着受控热核反应、高能加速器等尖端科学领域的飞速发展，超导技术应用越来越受到人们的关注。在过去的几十年里，以BiSrCaCuO超导体为代表的第一代高温超导体，以及后来发展的以YBCO和REBCO CC为代表的第二代高温超导体，都极大地促进了超导领域的发展。

超导材料最为重要的属性是无阻性。当超导材料处于临界温度和临界磁场及以下时，超导材料表现为无电阻。在临界温度T_c以下，当超导体所通电流大于I_c时，超导体将转换成正常态。临界电流I_c是温度和磁场的函数，随着磁场或温度的增加，临界电流会减小，直至变成正常态。临界电流I_c和n值是描述超导体超导特性的两个重要参量。

截止到目前，关于第一代高温超导带材和第二代高温超导带材的研究不可胜数，其中不乏关于两者临界电流的各向异性和失超方面的研究。第一代和第二代高温超导带材的临界电流具有磁场各向异性，具体表现为其值的大小会随着磁场方向的变化而变化。从以BSCCO为代表的第一代高温超导带材和以REBCO 为代表的第二代高温超导带材的归一化临界电流在平行磁场下的对比曲线中可以看出在平行磁场下两者相差不大，随磁场变化的趋势基本相同，第二代高温超导带材的临界电流略高于第一代高温超导带材，但相差不多。在以BSCCO为代表的第一代高温超导带材和以REBCO为代表的第二代高温超导带材的归一化临界电流在垂直磁场下的对比曲线中，该曲线与平行磁场下的曲线进行比较，两者的临界电流下降的更多，但基本趋势类似，第一代高温超导带材的临界电流在垂直磁场相较于第二代高温超导带材下降的更多一些。

两代高温超导带材的失超传播速度和最小失超能都有着很明显的区别。对以BSCCO为代表的第一代高温超导带材和以REBCO为代表的第二代高温超导带材的失超传播速度进行分别对比，从中可以发现第一代高温超导带材因为其较低的n值而使得失超传播速度较小；而第二代高温超导带材由于其n值较高而具有较大的失超传播速度。

将第一代高温超导带材和第二代高温超导带材的失超传播速度随着归一化电流的变化进行分析，可以发现以BSCCO为代表的第一代高温超导带材的失超传播速度要小于以REBCO为代表的第二代高温超导带材的失超传播速度，并且两者的失超传播速度都随着归一化电流的增加而增加，第二代高温超导的增长率明显大于第一代高温超导带材。第一代高温超导带材和第二代高温超导带材的最小失超能也与归一化电流有着很密切的关联。随着归一化电流的增加，两者的最小失超能都呈现着下降的趋势，但第一代高温超导带材的最小失超能均大于第二代高温超导带材，表示第一代高温超导带材相较于第二代高温超导带材更稳定一些。从上面的比较分析可得，第一代高温超导带材和第二代高温超导带材都有优点和不足，一代二代复合高温超导带材能够平衡两者之间的失超传播速度，并且具有更大的工程电流密度，还增加了带材的稳定性。

超导体运行环境的冷却的液氮系统过于庞大，价格较昂贵且维护费用高，这是限制超导体发展的重要原因。故研发出了采用制冷机对超导体进行冷却的技术，制冷机冷却方式正逐渐取代传统的液氦、液氮浸泡式冷却方式。但制冷机的冷却速率和效果较浸泡式冷却差，故有必要研制具有更高稳定裕度和具有合适的失超速度的超导体。

发明内容