專利名稱：超導導線組件及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種超導導線組件及其制備方法，利用本發(fā)明制備的超導導線組件具有較高的機械強度。
背景技術：
超導技術發(fā)展至今已取得了很大的進展，但在目前的實際應用中仍存在一些問題。如在制備某些超導應用器件中，由于超導導線的機械強度不足，導致導線在拉伸或彎曲后，其電學性能顯著降低?；谏鲜銮闆r，需要制備一種具有較高機械強度的超導導線，以滿足超導器件制備的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出一種超導導線組件，該組件包含至少一根具有超導性能的單根超導導線，在上述超導導線的外表面上至少有一層復合材料覆蓋層，覆蓋層至少局部覆蓋超導導線的外表面，超導導線可以與復合材料覆蓋層相連。單根超導導線可以是利用PIT方法制備的單芯或多芯超導導線，其包含至少一根具有超導性能的超導芯和包在超導芯周圍的至少一種金屬基體；也可以是覆膜導體，其依次包含至少一層襯底，至少一層阻擋層和至少一層具有超導性能的超導材料。單根超導導線可以是圓線或帶材，帶材的外表面是指帶材的寬度面和高度面。如該超導導線組件包含兩根以上具有超導性能的單根超導導線，這些單根超導導線之間通過電接觸形成超導導線組。超導導線組中的超導導線之間形成電接觸的方式為固態(tài)擴散、利用低熔點金屬及其合金焊接或使用導電膠連接。對于單芯或多芯帶材來說，超導帶材之間的電接觸是通過帶材寬度面之間的連接，對于覆膜導體來說，超導帶材之間的電接觸是通過其金屬層之間的連接，該金屬層可以是其襯底，也可以是該覆膜導體的金屬覆蓋層。復合材料覆蓋層可以是玻璃纖維、碳纖維、有機纖維、金屬纖維、陶瓷纖維復合材料。超導導線組件中超導導線或超導導線組與覆蓋層的連接方式可采用膠接，其膠粘劑可采用環(huán)氧型，也可采用聚氨酯型。復合材料覆蓋層的機械強度一般高于單根超導導線的機械強度，覆蓋層的的厚度最好為0.005-0.20mm。復合材料覆蓋層可以包含至少一層包圍在所述的超導導線外表面上的復合材料覆蓋層，也可以包含至少一層覆蓋所述的超導導線的至少一個寬度面的復合材料覆蓋層，并且還可包含至少一根金屬帶，金屬帶可與復合材料覆蓋層連接，如果是兩根金屬帶，這兩根金屬帶的材料可以不同。另外，覆蓋層還可包含至少一層金屬帶和至少一層金屬薄膜，金屬帶覆蓋在復合材料覆蓋層上，金屬薄膜包圍在復合材料覆蓋層和金屬帶的外表面上，上述的金屬薄膜、金屬帶和復合材料覆蓋層之間彼此連接?；蛘撸采w層包含至少一層金屬帶和至少一層半導體層，所述的金屬帶覆蓋在復合材料覆蓋層上，半導體層包圍在復合材料覆蓋層和金屬帶的外表面上，上述的半導體層、金屬帶和復合材料覆蓋層之間彼此連接。覆蓋層上可以具有色彩、圖形、文字或其組合，從而達到使導線組表面絕緣、增加導線的表面潤滑性能和標注導線以對導線進行有效地分類的目的。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制備超導導線組件的方法，其包括如下步驟將至少一根具有超導性能的單根超導導線的外表面上連接至少一層復合材料覆蓋層，覆蓋層至少局部覆蓋超導導線的外表面，連接方式可采用膠接，其膠粘劑可采用環(huán)氧型，也可采用聚氨酯型，在形成超導導線組件后再進行熱固化。
本發(fā)明可適用于任何超導材料，尤其適用于鉍系高溫超導材料，單根超導導線的形狀和大小沒有嚴格的限制。
本發(fā)明利用復合材料增強超導導線組的強度，由于復合材料如碳纖維復合材料具有低密度、高強度、高模量、熱膨脹系數小等一系列優(yōu)異性能，而且耐高低溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變，從而利用本發(fā)明制得的超導導體組件具有較高的機械強度。


下面將結合附圖對本發(fā)明的具體實例進行詳細描述，其中
圖1為單根超導導線的寬度面單面連接復合材料的截面示意圖；圖2為單根超導導線的兩個寬度表面均連接復合材料的截面示意圖；圖3為單根超導導線外表面完全包覆復合材料的截面示意圖；圖4為兩根單根超導導線連接在一起形成超導導線組后，其一寬度面包覆復合材料的截面示意圖；圖5為兩根單根超導導線并在一起后，其外表面完全包覆復合材料的截面示意圖；圖6為兩根單根超導線通過導電膠膠接在一起后，其外表面完全包覆復合材料的截面示意圖。
具體實施例方式
實施例1將一條碳纖維-環(huán)氧樹脂復合材料帶通過環(huán)氧型膠粘劑膠接在單根超導線的一個寬度面上，形成超導導線組件。如圖1所示，其中1為碳纖維-環(huán)氧樹脂復合材料層，寬為4.2mm，厚度為0.2mm，2為膠粘劑連接層，3為一單根超導導線，寬為4.2mm，厚度為0.24mm。
實施例2將兩條玻璃纖維-環(huán)氧樹脂復合材料帶通過環(huán)氧型膠粘劑膠接在單根超導線的兩個寬度面上，然后在100℃下進行2小時熱固化，形成超導導線組件。如圖2所示，其中1為碳纖維-環(huán)氧樹脂復合材料層，寬為4.2mm，厚度為0.1mm，2為膠粘劑連接層，3為一單根超導導線，寬為4.2mm，厚度為0.24mm。
實施例3將一根單根超導導線的的外表面通過環(huán)氧型膠粘劑膠粘一層硼纖維-聚酰亞胺樹脂復合材料，該復合材料層完全包覆在單根超導導線的外表面，形成超導導線組件。如附圖3所示，其中4為硼纖維-聚酰亞胺樹脂復合材料，厚度0.09mm，2為環(huán)氧型膠粘劑連接層，3為單根超導導線，寬為4.2mm，厚度為0.22mm。
實施例4先將兩根單根超導導線焊接在一起，將一條鎢纖維-鋁復合材料帶通過聚氨酯型膠粘劑膠接在其中一根單根超導線的一個寬度面上，形成超導導線組件。如圖4所示，其中5為焊接層，6為鎢纖維-鋁復合材料層，其寬為4.2mm，厚度為0.005mm，7為聚氨酯型膠粘劑連接層，3為單根超導導線，寬為4.2mm，厚度為0.24mm。
實施例5先將兩根超導導線的寬度面并在一起組成一個超導導線組，然后通過環(huán)氧型膠粘劑膠粘一層聚芳酰胺(芳綸)纖維-環(huán)氧樹脂復合材料，該復合材料層完全包覆在單根超導導線的外表面，形成超導導線組件。如附圖5所示，其中8為聚芳酰胺(芳綸)纖維-環(huán)氧樹脂復合材料層，厚度為0.09mm，2為環(huán)氧型膠粘劑連接層，3為單根超導導線，寬為4.2mm，厚度為0.22mm。
實施例6先將兩根超導導線的寬度面用導電膠連接在一起組成一個超導導線組，然后通過環(huán)氧型膠粘劑膠粘一層碳纖維-環(huán)氧樹脂復合材料，該復合材料層完全包覆在超導導線組的外表面，形成超導導線組件。如附圖6所示，其中1為碳纖維-環(huán)氧樹脂復合材料層，厚度為0.09mm，2為環(huán)氧型膠粘劑連接層，3為單根超導導線，寬為4.2mm，厚度為0.22mm。
權利要求
1.一種超導導線組件，包含至少一根具有超導性能的單根超導導線，其特征在于所述超導導線的外表面上至少有一層復合材料覆蓋層，所述覆蓋層至少局部覆蓋所述超導導線的外表面。
2.根據權利要求1所述的超導導線組件，其特征在于所述的復合材料為玻璃纖維、碳纖維、有機纖維、金屬纖維或陶瓷纖維復合材料。
3.根據權利要求2所述的超導導線組件，其特征在于所述的復合材料為碳纖維-環(huán)氧樹脂復合材料。
4.根據權利要求1所述的超導導線組件，其特征在于單根超導導線包含至少一根具有超導性能的超導芯和包在所述超導芯周圍的至少一種金屬基體。
5.根據權利要求1所述的超導導線組件，其特征在于超導導線組件中單根超導導線之間通過電接觸形成超導導線組。
6.根據權利要求5所述的超導導線組件，其特征在于超導導線組件中單根超導導線之間形成電接觸的方式為固態(tài)擴散、利用低熔點金屬焊接、利用低熔點合金焊接或使用導電膠連接。
7.根據權利要求1所述的超導導線組件，其特征在于超導導線與覆蓋層之間的連接方式為膠接。
8.根據權利要求7所述的超導導線組件，其特征在于所述的膠接采用環(huán)氧型膠粘劑。
9.根據權利要求7所述的超導導線組件，其特征在于所述的膠接采用聚氨脂型膠粘劑。
10.根據權利要求1所述的超導導線組件，其特征在于所述的復合材料覆蓋層的厚度為0.005-0.20mm。
11.根據權利要求1所述的超導導線組件，其特征在于所述復合材料覆蓋層的機械強度高于單根超導導線的機械強度。
12.根據權利要求1所述的超導導線組件，其特征在于所述覆蓋層包含至少一層包圍在所述的超導導線外表面上的復合材料覆蓋層。
13.根據權利要求1所述的超導導線組件，其特征在于所述覆蓋層包含至少一層覆蓋所述的超導導線的至少一個寬度面的復合材料覆蓋層。
14.根據權利要求12或13所述的超導導線組件，其特征在于所述覆蓋層包含至少一根金屬帶，所述的金屬帶與復合材料覆蓋層連接。
15.根據權利要求12或13所述的超導導線組件，其特征在于所述覆蓋層包含至少一層金屬帶和至少一層金屬薄膜，所述的金屬帶覆蓋在所述的復合材料覆蓋層上，所述的金屬薄膜包圍在所述的復合材料覆蓋層和所述的金屬帶的外表面上，所述的金屬薄膜、金屬帶和復合材料覆蓋層之間彼此連接。
16.根據權利要求12或13所述的超導導線組件，其特征在于所述覆蓋層包含至少一層金屬帶和至少一層半導體層，所述的金屬帶覆蓋在所述的復合材料覆蓋層上，所述的半導體層包圍在所述的復合材料覆蓋層和所述的金屬帶的外表面上，所述的半導體層、金屬帶和復合材料覆蓋層之間彼此連接。
17.根據權利要求1所述的超導導線組件，其特征在于所述的覆蓋層上具有色彩、圖形、文字或其組合，從而達到使導線組表面絕緣、增加導線的表面潤滑性能和標注導線以對導線進行有效地分類的目的。
18.一種制備權利要求1所述的超導導線組件的方法，其特征在于包括如下步驟將至少一根具有超導性能的單根超導導線的外表面上連接至少一層復合材料覆蓋層，在形成超導導線組件后再進行熱固化。
全文摘要
本發(fā)明涉及超導導線組件及其制備方法，其包含至少一根具有超導性能的單根超導導線，其特征在于所述超導導線的外表面上至少有一層復合材料覆蓋層，所述覆蓋層至少局部覆蓋所述超導導線的外表面，利用該方法制備的超導導線組件具有較高的機械強度。
文檔編號H01B12/14GK1992101SQ20051013558
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權日2005年12月30日
發(fā)明者丁士育 申請人:北京英納超導技術有限公司