适用于绞缆的超导带材制备方法、超导带材及超导电缆技术

本发明专利技术提供了一种适用于绞缆的超导带材制备方法、超导带材及超导电缆，包括：步骤S1、对基带进行抛光；步骤S2、对抛光后的所述基带进行切割，使所述基带具有直边部分和斜边部分；步骤S3、在切割后的所述基带上依次镀制缓冲层和超导层。本发明专利技术通过抛光解决了斜边部分电流受料痕影响的问题，同时使得斜边部分的电流能够和直线部分一致，有效解决了传统Roebel电缆电流损失的问题。此外，通过先对基带进行切割再进行镀膜，解决了由于切割裂纹扩散导致的带材整体损坏问题。的带材整体损坏问题。的带材整体损坏问题。

【技术实现步骤摘要】
适用于绞缆的超导带材制备方法、超导带材及超导电缆


[0001]本专利技术涉及超导
，具体地，涉及一种适用于绞缆的超导带材制备方法、超导带材及超导电缆。

技术介绍

[0002]第二代超导带材，由于其作为超导载流核心的ReBCO本身硬且脆，所以一般是在镍基合金基底上采用多层覆膜的工艺生产，所以又被成为涂层导体。第二代超导带材一般由基带、缓冲层(过渡层)、超导层以及保护层组成。超导带材的厚度一般为50～300微米，宽度一般为4～12毫米。因此，二代高温超导带材是一种有着超高纵宽比的带状结构。单根高温超导带材的载流能力是有限的，工程应用中为了产生更大的载流能力，往往需要将多跟超导带材并在一起做成集束导线，这个被称为超导电缆。Roebel电缆就是其中一种。Roebel线缆结构由Ludwig Roebel于1912年提出，其首先对单根高温超导带材进行切割，然后将多根进行换位纽绞编织在一起。由于通过扭绕能够显著的降低带材的交流损耗，同时也能降低磁体中的屏蔽电流。
[0003]然而Roebel电缆的制造非常的麻烦，由于需要对二代高温超导带材进行冲压或切割成异型，整个工艺过程中会造成Roebel带材边角的损坏。在实际制备过程中发现，对带材的后切割，尤其是机械切割会造成切口处的裂纹。尤其对于不规则形的Roebel带材，后续的镀铜扭绞过程，由于需要施加张力，带材局部的裂纹会进一步受应力扩展从而损伤超导带材各层结构。
[0004]更重要的是带材的斜边的临界电流大幅小于直边电流。这让Roebel电缆在制作完后，电流有大幅度的损失。其原因如图1所示，超导带材的基带采用哈氏合金，表面沿其长度方向具有料痕，由于常规的超导带材为直线型，因此长度方向的料痕对电流传输的影响有限，然而在Roebel电缆中，每个超导带材都需要切割为图2所示的直边+斜边的结构，电流从直边传输至斜边时就会受到料痕的影响，从而造成电流损失。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种适用于绞缆的超导带材制备方法、超导带材及超导电缆。
[0006]根据本专利技术提供的一种适用于绞缆的超导带材制备方法，包括：
[0007]步骤S1、对基带进行抛光；
[0008]步骤S2、对抛光后的所述基带进行切割，使所述基带具有直边部分和斜边部分；
[0009]步骤S3、在切割后的所述基带上依次镀制缓冲层、织构层、超导层、银保护层、铜保护层，得到超导带材；或者，包括：
[0010]步骤S1、对基带进行抛光；
[0011]步骤S2、所述基带上依次镀制缓冲层、织构层、超导层和银保护层，得到超导带材；
[0012]步骤S3、对镀制后的所述超导带材进行切割，使所述超导带材具有直边部分和斜
边部分；
[0013]步骤S4、对切割后的超导带材镀制铜保护层。
[0014]优选地，织构层织构度和粗糙度小于预设值，使得通过所述超导带材的电流的保有度在90％以上。
[0015]优选地，在缓冲层50μm
×
50μm的尺度下，起伏不超过200nm，织构层织构度Δω小于3.2
°
。
[0016]优选地，所述直边部分和所述斜边部分的连接处的转角包括弧形。
[0017]优选地，所述斜边部分的宽度大于所述直边部分的宽度。
[0018]优选地，对所述基带进行切割的方式包括激光切割或冲压切割。
[0019]优选地，所述抛光采用机械抛光。
[0020]优选地，所述抛光采用先进行机械抛光再进行电化学抛光的方式实现。
[0021]根据本专利技术提供的一种超导带材，采用所述的适用于绞缆的超导带材制备方法制备得到。
[0022]根据本专利技术提供的一种超导电缆，采用多个所述的超导带材扭绞得到。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0024]本专利技术通过抛光解决了斜边部分电流受料痕影响的问题，同时使得斜边部分的电流能够和直线部分一致，有效解决了传统Roebel电缆电流损失的问题。此外，通过先对基带进行切割再进行镀膜，解决了由于切割裂纹扩散导致的带材整体损坏问题。
附图说明
[0025]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0026]图1为传统超导带材的基带的电子显微镜图；
[0027]图2为Roebel电缆的局部结构示意图；
[0028]图3为本专利技术超导带材的局部结构示意图；
[0029]图4为样品的扫描测试示意图；
[0030]图5为抛光次数与斜边电流的关系示意图；
[0031]图6为本专利技术超导电缆的结构示意图。
具体实施方式
[0032]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0033]本专利技术提供的一种适用于绞缆的超导带材制备方法，包括：
[0034]步骤S1、对基带进行抛光，从而去除基带表面的料痕。抛光的方式可以采用机械抛光，或者采用先机械抛光再电化学抛光的方式实现。抛光的次数可以为多次，在机械抛光中，也可以采用先粗抛光再精抛光的方式，粗抛光轮的转向与在基带上的前进方向相反，而精抛光轮的转向与在基带上的前进方向相同。
[0035]步骤S2、对抛光后的基带进行切割，使基带具有直边部分和斜边部分。切割的方式包括激光切割或冲压切割。如图3所示，直边部分和斜边部分的连接处的转角包括弧形。在本实施例中，设置内转角为弧形，在其他实施例中，也可以同时设置外转角也为弧形。转角处的弧形过渡，使得电流在从直边部分传输至斜边部分时能够更加顺畅。在本专利技术中，斜边部分的宽度a大于直边部分的宽度b，避免电流在从质变部分传输到斜边部分时的损失。
[0036]步骤S3、在切割后的基带上依次镀制缓冲层和超导层，此外还可以在超导层上镀制银层，并镀铜封装。该步骤中的工艺和常规超导带材的原理相同，本专利技术对此不作赘述。如图4所示，在基带基础上继续镀制缓冲层的CeO2，对CeO2的面外扫描测试发现，随着打磨次数的增加，织构层织构度Δω逐步变小，说明样品的面外织构逐步得到改善。当将样品旋转了90
°
再次进行扫描测试，发现5组样品的Δω较小且数值一致，说明面外织构在不同平面的存在各向异性，Δω变大的原因的确来自于基带的料痕。抛光次数与斜边电流的关系如图5所示，可见抛光的次数为1至5次为宜。抛光使得镀制在基带上的织构层织构度和粗糙度小于预设值，使得通过所述超导带材的电流的保有度在90％以上。在缓冲层50μm
×
50μm的尺度下，起伏不超过200nm，织构层织构度Δω小于3.2
°
。
[0037]X射线衍射(XRD)在薄膜结构分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于绞缆的超导带材制备方法，其特征在于，包括：步骤S1、对基带进行抛光；步骤S2、对抛光后的所述基带进行切割，使所述基带具有直边部分和斜边部分；步骤S3、在切割后的所述基带上依次镀制缓冲层、织构层、超导层、银保护层、铜保护层，得到超导带材；或者，包括：步骤S1、对基带进行抛光；步骤S2、所述基带上依次镀制缓冲层、织构层、超导层和银保护层，得到超导带材；步骤S3、对镀制后的所述超导带材进行切割，使所述超导带材具有直边部分和斜边部分；步骤S4、对切割后的超导带材镀制铜保护层。2.根据权利要求1所述的适用于绞缆的超导带材制备方法，其特征在于，织构层织构度和粗糙度小于预设值，使得通过所述超导带材的电流的保有度在90％以上。3.根据权利要求1所述的适用于绞缆的超导带材制备方法，其特征在于，在缓冲层50μm
×
50μm的尺度下，起伏不超过200nm，织...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱佳敏，程春生，连亚博，张超，赵跃，高中赫，苏广磊，陈思侃，吴蔚，丁逸珺，
申请(专利权)人：上海超导科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：