[发明专利]一种第二代高温超导带材闭合线圈及其制备方法

说明书

本发明提供了一种第二代高温超导带材闭合线圈及其制备方法，属于超导材料技术领域。本发明将绝缘材料包裹的第二代高温超导带材绕制成线圈后，裸露出待连接接头的超导层，通过熔融扩散焊接的方式把两端带材连接在一起，熔融扩散焊接过程中，超导层失去超导性；本发明在含氧气氛下，对具有焊接接头的线圈进行热处理，在热处理的过程中，超导层进行充氧，提高超导层成分的含氧量，恢复其超导电性，从而实现线圈两端第二代高温超导带材超导态的连接。本发明对所述初步闭合线圈的焊接接头处进行覆铜处理，能够提高接头的机械强度，将覆铜处理后的线圈浸渍环氧树脂，能够提高线圈整体的机械强度和稳定性能。

技术领域

本发明涉及超导材料技术领域，特别涉及一种第二代高温超导带材闭合线圈及其制备方法。

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。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(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。

第二代高温超导带材由金属合金基带、种子层、阻挡层、帽子层、REBCO超导层、保护层以及稳定层构成，是一种多层结构。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超导带材的闭合线圈的研究还未见报道。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种第二代高温超导带材闭合线圈及其制备方法，本发明提供的第二代高温超导带材闭合线圈实现了第二代高温超导带材线圈的闭环运行。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种第二代高温超导带材闭合线圈的制备方法，所述第二代高温超导带材的芯层包括超导层，所述超导层的成分为REBa₂Cu₃O_7-x，其中RE为稀土元素，x＝0～1；

所述制备方法包括以下步骤：

(1)使用绝缘材料包裹第二代高温超导带材，将绝缘材料包裹的第二代高温超导带材绕制成线圈，留出带材两端作为待连接接头；

(2)裸露出待连接接头的超导层，将待连接接头的超导层搭接后进行熔融扩散焊，得到具有焊接接头的线圈；

(3)在含氧气氛下，对所述具有焊接接头的线圈进行热处理，得到初步闭合线圈；

(4)对所述初步闭合线圈的焊接接头处进行覆铜处理，将覆铜处理后的线圈浸渍环氧树脂，固化后得到第二代高温超导带材闭合线圈。

优选的，所述熔融扩散焊时，施加于搭接处的压力为10～30MPa。

优选的，所述熔融扩散焊的温度为800～850℃，时间为1～30min。

优选的，所述含氧气氛为纯氧气氛，所述纯氧气氛的氧气压力为0.1～15MPa。