形成连接式线圈布置的方法技术

一种形成连接式线圈布置的方法，包括将第一线圈（２０２）的引线（２０８）连接（１０４）到第二线圈（２０４）的引线（２１０）。采用超导接合合金（２１４）连接第一线圈（２０２）的引线（２０８）和第二线圈（２０４）的引线（２１０），接合合金（２１４）能经受住受热后的封装材料的温度而不会熔化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，此类布置可用于超导磁体 中的超导线圈上。本专利技术还涉及一种超导焊料，此类超导焊料用于将第一线 圈的一根引线连接到第二线圈的一根引线上，还可将来自线圈一个区段的一 根引线连接到同一线圈另一区段的一根引线上。
技术介绍
在磁共振成像(MRI)领域中，人们知道提供超导磁体来产生称为B0 场的匀强静态磁场，以在待测物体中极化核自旋。超导磁体通常包括线圈支撑结构，其承载由一种在极低温度下表现出超 导特性的合金构成的超导导线的多个绕組。在此方面，许多线圈围绕线圈支 撑结构形成，且必须以串联方式连接到线圈上。每个线圈具有各自的一对引 线，所迷引线尤其用于串联连接线圈。对于一些超导磁体设计， 一个以上线 圈可包括串联接合在 一 起的许多线圈区段，以形成给定线圈。在线圈区段和/或线圈的串联连接之前，将线圈封装在树脂中以防止绕 组移动。然而，在树脂中封装线圈之后，需要清洁引线以便除去其上残留的 树脂。此清洁过程会损坏引线，使整个线圈或线圈区段报废。因此需要在树 脂中封装线圈区段和/或线圈之前连接引线，并因此连接线圈。在此方面， 用于接合线圈区段和/或线圈的常用过程使用称为"伍德合金"的超导合金 来接合来自各自线圈或线圈区段的两根引线作为串联连接的 一 部分。然而， 由于伍德合金的熔点相对较低，树脂封装过程将引起使用伍德合金形成的各 个焊料接合处的熔化，也就破坏了焊料接合处的完整性。因此，在封装阶段之后进行接合处的钎焊，但引线并没有封装在树脂中。替代地，限制经封装 引线以避免其在包括线圈的超导磁体的操作期间的移动。另外，伍德合金含 有镉，镉对环境有害，因此在使用期间需要特殊预防措施以保护使用伍德合 金的人的健康。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种形成封装连接式线圈布置的方法。该 方法包括使用超导接合合金，通过钎焊(solder)或熔接(infusion)将第 一线圈的第 一 引线连接到电路装置的第二引线；以及在封装材料中封装第一 线圈、电路装置以及接合到二者上的引线。接合合金的熔点高于封装材料在 封装过程中所经历的最高温度。为了避免混淆，本文对线圈、线圈区段和开关的参考是电路装置的实例。第一线圈的第一引线和电路装置的第二引线的连接可能导致第一线圈 和电路装置的串联连接。超导接合合金可为低温下的超导体。其超导转变温度低于约10开尔文， 也可以低于约9.2开尔文，还可以低于约5开尔文，如大约4.2K。电路装置可为第二线圈。电路装置可为低温开关。超导接合合金可包括重量百分比从40%到56%的铋、从44%到60% 的铅，以及不可避免的杂质的平衡。超导接合合金可包括重量百分比从30%到55%的铋、从30%到50% 的铅和从15%到30%的锡，以及不可避免的杂质的平衡。超导接合合金可包括重量百分比从35%到45%的铋，其可包括重量百 分比从35%到45%的铅，其可包括重量百分比从17%到20%的锡。超导接合合金可包括重量百分比约为55.5%的Bi和约44.5%的Pb。 超导接合合金可包括重量百分比约52.5%的Bi、约32%的Pb和约15.5 0/0的Sn。超导合金可呈条、棍、粉末、实心或带芯导线、箔、预成型件或焊膏的 形式。超导合金的熔点可高于约90°C。超导合金可具有大约95。C的熔点，其也可具有高于约96'C的熔点。超导合金可具有低于约137。C的熔点。封装材料可为热固性材料。该热固性材料可为树脂。封装材料可为热塑性材料。该热塑性材料可为蜡或聚酯。根据本专利技术的第二方面，提供 一 种用于X射线断层摄影的超导磁体的形成方法，该方法包括上文本专利技术第一方面提到的。因此可能提供一种将第一线圈的引线连接到第二线圏的引线的方法，使 包含连接式引线的线圈能够被封装而不损坏连接式引线的焊料接合处。因 此，引线不必经过清洁阶段，也不必被限制以避免引线在有效电磁场中的移 动。使用超导接合合金与生产超导磁体的现有制造工艺良好的兼容，且避免 了镉的使用。附图说明参照附图，仅借助实例来描迷本专利技术的至少一个实施例，附图中 图1是构成本专利技术的 一个实施例的形成连接式线圈布置的 一种方法的流 程图；以及图2是采用图1的方法所形成的一对连接式线圈的示意图。以下整个描述中相同参考标号表示相同的部件。 具《本实施方式参看图1和2，如在极低的温度下，使用能表现出超导特性的各种合适 的合金，由第一组成线圈202和第二组成线圈204形成超导磁体线圈200 (步 骤IOO)。在此实例中，由铌-钛合金形成的导线嵌入铜或铜-镍基质中，并根 据该领域已知的各种合适的技术缠绕成线圈。第 一 线圈202包括第 一 引线206 和第二引线208,第二线圈204包括第三引线210和第四引线212。第一线圈 202串联连接到第二线圈204上以形成超导磁体线圈200。因此，在此实例中，第一线圈202的第二引线208需要连接到第二线圈 204的第三引线210。因此使用本领域技术人员已知的各种合适的技术制备 第二引线208和第三引线210(步骤102),如现有的使用硝酸对第二引线208 和第三引线210的某些部分进行蚀刻，随后进行氢氟酸蚀刻以使接合处持久 牢固。在氢氟酸蚀刻之后，在水中沖洗蚀刻过的导线。随后，将待接合部分 交织在一起，并用铟镀封。一旦完成步骤102，就在高于约125。C的温度下使用焊料合金将第二引 线208和第三引线210的上述部分钎焊(步骤104)在一起，以形成超导接 合处214;下文将描述超导合金的組成成分。通过在铸铁坩埚或陶瓷坩埚中熔化重量百分比为55.5。/o (55.5 wt.%)的 铋(Bi)来形成焊料合金。接着，在如约125。C的合金槽熔化温度下将重量 百分比为44.5%的铅(Pb)添加到熔化的铋中。上迷两种金属的相对比例也可如下金属相只+比例铋重量百分比为40% - 56%铅重量百分比为44。/。 - 60%温度可在约124t:与126t:之间的范围内。将上述合金铸造成锭块，当将第二引线208和第三引线210钎焊到在一 起时再重新熔化。超导合金可形成为条、棍、粉末、实心或带芯导线、箔、 预成型件或焊膏。通过在铸铁坩埚或陶瓷坩埚中熔化重量百分比为52.5%的铋(Bi)而形 成另一种合金。接着，在如96。C的合金槽熔化温度下将重量百分比为32% 的铅(Pb)和15.5%的锡(Sn)添加到熔化的铋中。三种金属的相对比例也可如下金属相只于比例铋重量百分比为30%-55%铅重量百分比为30D/。- 50%锡重量百分比为15%-30%温度可在约96。C到37t之间的范围内。将上述合金铸造成锭块，当第二引线208和第三引线210钎焊在一起时 再重新熔化。超导合金可形成为条、棍、粉末、实心或带芯导线、箔、预成型件或焊膏。尽管上迷组成成分中没有提到杂质，但本领域的技术人员知道，合金会 含有不可避免的杂质，但这些杂质的重量百分比不会超过1%。8在以上实施例中产生的各种焊料合金的熔点均高于95°C ，例如约在96°C 到13^C之间；这是固化热固性材料的典型温度范围。因此所形成的接合处 能承受固化热固性材料的温度，使得接合处的完整性不因在热固性固化期间 对接合处的加热而受到损害。接合处的性能经测试发现是持久牢固的，即，每一个接合处都有低电阻， 以在操本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成一种封装的连接式线圈布置的方法，所述方法包括：　使用一种超导接合合金，通过钎焊或熔接将一个第一线圈的一根第一引线连接到一个电路装置的一根第二引线；以及　在封装材料中封装所述第一线圈、所述电路装置以及所述第一线圈和所述电路 装置的接合引线，所述接合合金的熔点高于所述封装材料在所述封装过程中所经历的最高温度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：格雷厄姆赫顿，穆罕默德拉克里米，阿德里安M托马斯，
申请(专利权)人：西门子磁体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]