[发明专利]一种提高传热效率的Bi-2212超导材料热处理方法及系统

权利要求书

1.一种提高传热效率的Bi-2212超导材料热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)气体配置：将氧气和氦气两者气体按照98％氦气和2％氧气的比例进行混合，配成氧-氦混合气体；

步骤(2)增压及预抽真空：将超导磁体内部气体通过真空泵机组抽空至1×10^-2atm以下，将混配好的气体通过增压泵，增压值5.5MPa以上；

步骤(3)校检：校正增压泵内的氧分压为2±0.1％，达标后通入抽好真空的超导磁体内部；

步骤(4)气体搅拌：启动热处理炉风机对热处理炉的炉膛内的保护气氛进行强对流循环；

步骤(5)超导磁体热处理；热处理工艺为：1、从室温升高至T1，800℃T1850℃，升温速率小于50℃/h；2、840℃保温，保温时间大于30min且小于2h；3、从840℃升高至最高温度Tmax，升温速率小于20℃/h，其中，880℃Tmax900℃；4、在最高温度Tmax保温时间大于30min且小于1h；5、从最高温度Tmax降至＝T2，其中870℃T2880℃，降温速率小于30℃/h；6、从T2降至T1，其中800℃T1850℃，降温速率小于5℃/h；7、从T1降至室温，随炉冷却。

2.根据权利要求1所述的一种提高传热效率的Bi-2212超导材料热处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中的气体配置要求单组分的氦气与氧气纯度＞99.99％，设定氦气流量不小于10L/min，氧气流量不小于1L/min，按照氦气流量与氧气流量9760±100sccm：240±30sccm进行混配。

3.根据权利要求1所述的一种提高传热效率的Bi-2212超导材料热处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中，为了增加传热效率，热处理炉的炉膛内为氦气保护气，热处理炉的炉内的气氛循环流速超过1m/s。

4.根据权利要求1所述的一种提高传热效率的Bi-2212超导材料热处理方法，其特征在于：所述步骤(5)中，整个热处理期间，超导磁体出气口排出的氦-氧混合气体流量不大于1L/min。

5.实现根据权利要求1-4之一所述的一种提高传热效率的Bi-2212超导材料热处理方法的系统，其特征在于：包括氦气耐压罐、氧气耐压罐、二元气体混配仪、储罐、增压泵、真空泵机组、氧分析仪、流量控制器、热处理炉风机、超导磁体、整流罩、热处理炉和压力控制器；

所述氦气耐压罐、氧气耐压罐用来储存高压气体或液体，为混配系统提供充足气源；所述二元气体混配仪将氦气与氧气混合配置成热处理要求的气体比例；所述储罐储存按比例混配好的氦气和氧气；所述增压泵将混配好的气体增压至要求压力；所述真空泵机组将磁体内部空气抽空，保证混合气纯度；所述氧分析仪检测混配好的气体及出口气体氧分压；所述流量控制器控制并记录气体流量；所述热处理炉风机将炉体内气体搅拌，使其进行强对流换热，提高温度均匀性；所述整流罩使气体沿指定通道进行强对流循环；所述热处理炉给超导磁体提供加热环境与温度控制；所述压力控制器控制超导磁体内部压力稳定。