[发明专利]第二代高温超导带材封装结构及制备方法

说明书

本发明提供了一种第二代高温超导带材封装结构及制备方法，包括：选取相应带材作为封装带材；在封装带材的一个表面进行局部氧化处理，氧化区域具有一定的图案特征；将封装带材、待封装第二代高温超导带材按照一定次序进行排列，其中经局部氧化处理的封装带材的表面与待封装第二代高温超导带材相对；采用卷对卷封装工艺，将第一封装带材、待封装第二代高温超导带材和第二封装带材同时浸没在熔融状态的焊料池中，挤压后拉出焊料池形成第二代高温超导带材封装结构。采用本发明所述的制备方法制备的第二代高温超导带材，在液氮温区及以下采用单轴拉伸技术测试获得的不可逆拉伸应变不低于0.7％，较其他第二代高温超导带材提升50％以上。

技术领域

本发明涉及超导材料技术领域，具体地，涉及一种第二代高温超导带材封装结构及制备方法。

背景技术

第二代高温超导带材是一类以稀土钡铜氧(REBa₂Cu₃O_6+x，REBCO，RE为稀土元素)为核心功能层的实用超导材料，具有高转变温度、高在场载流能力以及优异的机械性能等优势，被认为是最有前景的实用超导体之一，目前已经在电力和磁体等领域有着广泛应用。

第二代高温超导带材制造的超导设备在服役过程中会经受复杂的应力/应变，包括机械应力、电磁应力和热应力等。REBCO材料为典型的氧化物陶瓷特性，对应力/应变非常敏感。当第二代高温超导带材的应力/应变超过其临界应力/应变时，会在超导层产生宏观缺陷，包括但不限于裂纹和脱层等，进而导致超导带材整体临界电流出现不可逆衰减，这严重影响超导装备的可靠运行。由于REBCO超导层的本征属性是临界拉应变显著低于临界压应变，因此第二代高温超导带材的拉伸性能，例如不可逆拉伸应变，是其更为“薄弱”的短板。

为了更好的研究拉伸应变对第二代高温超导带材临界电流的影响，发明人采用通用拉力机在液氮温区及以下的低温条件，对第二代高温超导带材在单轴拉伸应变下的机电性能进行评估，测定其不可逆拉伸应变，即，卸载后的临界电流大于初始临界电流的99％所对应的最大拉伸应变。图3是现有第二代高温超导带材在不同拉伸应变下的临界电流保有率。临界电流保有率是该条件下的临界电流与初始临界电流的比值，实线代表应变加载的过程，虚线代表应变卸载的过程，虚线右端是该应力完全卸载后的临界电流保有率。由此可知，现有第二代高温超导带材的不可逆压缩应变约为0.45％，严重制约了超导带材的应用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种第二代高温超导带材封装结构及制备方法。

根据本发明提供的一种第二代高温超导带材封装结构，包括封装带材和待封装第二代高温超导带材，所述封装带材包括第一封装带材和第二封装带材，其中：

第一封装带材和待封装第二代高温超导带材之间、待封装第二代高温超导带材和第二封装带材之间通过低温焊料连接；

第一封装带材、第二封装带材在面向待封装第二代高温超导带材一侧的表面设置有局部氧化区域。

根据本发明提供的一种制备上述的第二代高温超导带材封装结构的方法，包括如下步骤：

步骤S1：根据待封装第二代高温超导带材的规格，选取相应带材作为第一封装带材和第二封装带材；

步骤S2：在第一封装带材和第二封装带材的一个表面进行局部氧化处理，氧化区域具有一定的图案特征；

步骤S3：将第一封装带材、待封装第二代高温超导带材以及第二封装带材按照一定次序进行排列，其中经局部氧化处理的第一封装带材的表面和第二封装带材的表面与待封装第二代高温超导带材相对；

步骤S4：采用卷对卷封装工艺，将第一封装带材、待封装第二代高温超导带材以及第二封装带材同时浸没在熔融状态的焊料池中，挤压后拉出焊料池形成第二代高温超导带材封装结构。

优选地，所述步骤S1中，选取的带材包括黄铜、紫铜或不锈钢带材。