制造超導(dǎo)線材的方法、尤其是使用無(wú)鉛焊料制造的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種制造超導(dǎo)線材(10)的方法,其中包括超導(dǎo)絲(4)的內(nèi)部導(dǎo)線(1),有常規(guī)導(dǎo)電的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(9),其特征在于,在連續(xù)或類似連續(xù)的過(guò)程中,將一個(gè)或多個(gè)鞘元件(2;2a,2b)圍繞內(nèi)部導(dǎo)線(9)被成形和/或放置,以使內(nèi)部導(dǎo)線(1)的整個(gè)圓周由一個(gè)或多個(gè)鞘元件(2;2a,2b)封閉,以及彼此面對(duì)的鞘元件端部(5a-5d;15a-15d)的所有接縫(6;6a,6b;16;16a,16b)被錫焊和/或焊接。本發(fā)明的目的在于提供一種制造超導(dǎo)線材的方法,其對(duì)超導(dǎo)線材的橫截面的限制較少,并允許使用無(wú)鉛焊料。
【專利說(shuō)明】制造超導(dǎo)線材的方法、尤其是使用無(wú)鉛焊料制造的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制造超導(dǎo)線材的方法,其具有包含超導(dǎo)絲的內(nèi)部導(dǎo)線,該內(nèi)部導(dǎo)線具有常規(guī)導(dǎo)電的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]這種方法用于制造如“溝道內(nèi)導(dǎo)線”類型的NbTi超導(dǎo)線材,參照布魯克刊物“NbTifor MRI application” 中,文件“NbTi wires, pdf ” 的第 I 頁(yè),該文件可從 http://www.bruker-est.com/low-temperature-supercons.html 下載,日期為 2012 年 I 月 10 日。
[0003]超導(dǎo)體幾乎可以無(wú)電阻損耗地輸送電流。包含超導(dǎo)絲的超導(dǎo)線材被廣泛使用,尤其是在電纜和磁場(chǎng)繞組中。經(jīng)常使用的金屬超導(dǎo)材料尤其為NbTi和Nb3Sn。
[0004]除其他因素外,超導(dǎo)性能受臨界溫度和臨界電流的限制,不同材料的這兩個(gè)值也不相同。如果超過(guò)臨界溫度和臨界電流,超導(dǎo)線材的超導(dǎo)性能會(huì)突然喪失(“終止”)。電阻顯著增加,此時(shí)發(fā)生的電阻損耗將會(huì)導(dǎo)致相當(dāng)大的溫度上升,該溫度上升可能會(huì)損壞超導(dǎo)線材。
[0005]在超導(dǎo)線材中,通常具有常規(guī)導(dǎo)電的電流路徑,該路徑具有足夠大的直徑,并平行于超導(dǎo)絲,如果發(fā)生終止,其輸送之前由超導(dǎo)線材傳導(dǎo)的電流,從而減少或進(jìn)一步分散局部溫度的升高。常規(guī)的電流傳導(dǎo)路徑也是“穩(wěn)定化”的,銅元素經(jīng)常被用于穩(wěn)定性中。
[0006]最常見的用于制造超導(dǎo)線材的工藝,例如,利用NbTi絲,其基于擠壓與拉伸技術(shù),其中的銅基質(zhì)材料或銅包管將與超導(dǎo)材料同時(shí)、或在之前的階段中變形,通常被制造成桿或半成品。如有必要,多個(gè)捆扎和拉伸步驟可結(jié)合。在這些技術(shù)中,拉伸的超導(dǎo)線材中的銅組分通常由復(fù)合材料(核心破損問(wèn)題)擠壓與拉伸過(guò)程中的鋼坯結(jié)構(gòu)、材料特性值/拉力狀態(tài)確定。在大導(dǎo)線長(zhǎng)度的情況下,特別是,如果使用傳統(tǒng)的拉伸方法,通常無(wú)法達(dá)到足夠的穩(wěn)定性。
[0007]對(duì)于利用大量銅實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性的長(zhǎng)導(dǎo)線,如必需,例如,在醫(yī)學(xué)工程,提供一種包含具有由銅制成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)絲的內(nèi)部導(dǎo)線,如上所提及的“溝道內(nèi)導(dǎo)線”(= WIC)技術(shù)的一部分,是已知的。在這里,由銅構(gòu)成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)具有大致矩形的橫截面,并具有槽(溝道),該槽用于沿矩形橫截面的多條長(zhǎng)邊中的一條長(zhǎng)邊保持內(nèi)部導(dǎo)線。為確保內(nèi)部導(dǎo)線的良好的電接觸和良好的機(jī)械支撐,內(nèi)部導(dǎo)線以及穩(wěn)定結(jié)構(gòu)被拉拽通過(guò)液態(tài)含錫焊料。
[0008]利用“溝道內(nèi)導(dǎo)線”手段所生產(chǎn)的超導(dǎo)線材,在制得后僅能在窄范圍內(nèi)變形,其排除了某些應(yīng)用,特別是那些需要圓形超導(dǎo)線材橫截面的應(yīng)用。同樣,具有較大寬高比的超導(dǎo)線材也不能從WIC超導(dǎo)線材軋制。
[0009]WIC技術(shù)的另一個(gè)缺點(diǎn)是含錫焊料中通常也含有鉛。這對(duì)人類(和許多其他生物)有毒,因此,出于環(huán)境因素也是不希望的。雖然無(wú)鉛焊料是已知的,但不幸的是在P-SnR變?yōu)棣?-Sn中它們會(huì)遭受所謂的“錫瘟”,其伴隨著體積的增加,在一定時(shí)間后,會(huì)導(dǎo)致焊料接縫惡化。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]本發(fā)明的目的是提供一種制造超導(dǎo)線材的方法,其對(duì)超導(dǎo)線材的橫截面限制較少,并允許使用無(wú)鉛焊料。
本發(fā)明的簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0011]這個(gè)目的由在引言中提到的類型的方法實(shí)現(xiàn),其特征在于,在連續(xù)或類似連續(xù)的過(guò)程,一個(gè)或多個(gè)鞘元件被成形和/或放置在內(nèi)部導(dǎo)線周圍,從而使內(nèi)部電線的整個(gè)圓周由一個(gè)或多個(gè)鞘元件封閉,以及彼此面對(duì)的鞘元件端部的所有接縫均被錫焊和/或焊接。
[0012]封閉的鞘元件形成內(nèi)部導(dǎo)線的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提出了利用一個(gè)或多個(gè)鞘元件完全封閉內(nèi)部導(dǎo)線(圍繞內(nèi)部導(dǎo)線的整個(gè)圓周)。這避免了當(dāng)使用WIC技術(shù)時(shí),在穩(wěn)定結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生槽。特別是,內(nèi)部導(dǎo)線可插入穩(wěn)定結(jié)構(gòu)中間,這允許在隨后的重塑(例如,滾壓)中有極大的自由,避免了由制造帶來(lái)的例如在WIC中內(nèi)部導(dǎo)線裸露側(cè)區(qū)域產(chǎn)生的缺點(diǎn)。
[0013]內(nèi)部導(dǎo)線和鞘元件之間的接觸表面基本上是密封的,這最大限度地減少了在這些接觸表面上使用含錫的無(wú)鉛焊料時(shí),錫瘟發(fā)生和傳播的風(fēng)險(xiǎn)。錫瘟和須晶通常開始形成在自由表面上;根據(jù)本發(fā)明,正是內(nèi)部導(dǎo)線和鞘元件之間的不是自由的接觸表面。因此,當(dāng)接觸表面上使用無(wú)鉛含錫焊料時(shí),這種方法尤其合適。原則上,相互接觸但不焊接也可以。
[0014]不論是否使用焊料,在本發(fā)明范圍內(nèi),內(nèi)部導(dǎo)線的外表面和鞘元件的內(nèi)表面可在相互接觸和/或經(jīng)機(jī)械處理和/或經(jīng)化學(xué)處理(特別是,例如在HCI溶液中蝕刻)之前進(jìn)行清洗(尤其是,脫脂),以建立足夠好的電和機(jī)械連接,長(zhǎng)時(shí)間地保證功能穩(wěn)定。特別的,在不使用焊料時(shí),有利的是,如果作為連續(xù)或類似連續(xù)過(guò)程中的一部分,臨近表面的內(nèi)部導(dǎo)線和/或鞘元件會(huì)至少輕微的發(fā)生塑性變型,以使彼此面對(duì)的表面輪廓差不多匹配。同樣,鞘元件彼此面對(duì)的端部也可在錫焊和/或焊接和/或經(jīng)機(jī)械處理和/或化學(xué)處理(特別是,例如在HCI溶液中蝕刻)之前清洗(尤其是,脫脂),以形成長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的焊接或接縫。
[0015]穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可為、尤其為大致環(huán)形的形狀,這大大簡(jiǎn)化了超導(dǎo)線材隨后進(jìn)一步的處理,因?yàn)槌瑢?dǎo)線材的特定方向通常不再是必須的。
[0016]內(nèi)部導(dǎo)線包括,例如(以及優(yōu)選),銅基NbTi絲。但也可以使用其他材料,如NbTa絲和青銅基。
[0017]依據(jù)本發(fā)明,可僅在內(nèi)部導(dǎo)線的周圍放置和成形鞘元件,在這種情況下,當(dāng)被放置在內(nèi)部導(dǎo)線周圍時(shí),鞘元件一定程度的塑性變形是必要的。如果僅使用一個(gè)鞘元件,則僅有一條接縫。已知的生產(chǎn)銅包鋁或鋼導(dǎo)線(CCA銅包鋁;CCS銅包鋼)的技術(shù)和機(jī)器可用來(lái)成形鞘元件。
[0018]也可用多個(gè)(通常兩個(gè))鞘元件包覆導(dǎo)線,在這種情況下,當(dāng)被放置在內(nèi)部導(dǎo)線周圍時(shí),鞘元件的塑性變形不再是必須的。但是如果需要的話,也可塑性變型。如果使用兩個(gè)鞘元件,則有兩個(gè)接縫,相應(yīng)地,如果有更多的鞘元件,接縫則更多。
[0019]通過(guò)隨后將穩(wěn)定結(jié)構(gòu)放置于內(nèi)部導(dǎo)線的周圍,穩(wěn)定結(jié)構(gòu)橫截面部分的選擇則可以相對(duì)自由或變化(特別是相對(duì)于被成形或放置于內(nèi)部導(dǎo)線周圍的鞘元件的厚度)。通過(guò)鞘元件的數(shù)量(厚度)可相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)線材的機(jī)械和電性能。特別是,可容易地達(dá)到足夠應(yīng)用于醫(yī)用中的高穩(wěn)定度。
本發(fā)明的優(yōu)選的變型
[0020]本發(fā)明方法的特別優(yōu)選的變型中,在連續(xù)或類似連續(xù)過(guò)程中,一個(gè)或多個(gè)鞘元件被選擇成形和/或放置在內(nèi)部導(dǎo)線的周圍,彼此面對(duì)鞘元件的端部的所有接縫延伸,從橫截面部分、至少部分看,其相對(duì)于局部的內(nèi)部導(dǎo)線表面和局部的鞘元件表面傾斜延伸。在該變型中,接縫需選擇為其在橫截面上的長(zhǎng)度大于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的局部厚度(在接縫區(qū)域內(nèi))。以這種方式,接縫的最外端因焊接引起的輸入熱量將沿接縫周圍更大長(zhǎng)度因此更大區(qū)域分散。熱量主要沿著接縫發(fā)散到剛制得的超導(dǎo)線材中,尤其是如果接縫使用了含錫焊料。溫度尖峰可削弱內(nèi)部導(dǎo)線中絲的超導(dǎo)性能(“損害”)。進(jìn)一步的熱量分散有助于保護(hù)絲。從橫截面看,具有側(cè)邊緣的鞘元件是斜的,通常用于斜接縫的生產(chǎn)。接縫可以是,例如,與鞘元件的內(nèi)部和/或外部交界面的切線走向,也可以是雙曲線形狀。
[0021]在該變型的有利的進(jìn)一步發(fā)展中,每個(gè)接縫至少部分地相對(duì)于局部的內(nèi)部導(dǎo)線表面及局部的鞘元件表面傾斜,從橫截面看,其長(zhǎng)度至少是垂直于鞘元件端部表面的鞘元件端部厚度的兩倍。在實(shí)踐中,這對(duì)內(nèi)部導(dǎo)線中的超導(dǎo)絲起到了良好的保護(hù)作用。
[0022]另一個(gè)優(yōu)選的變型中,從橫截面看,位于每個(gè)接縫外端處的鞘元件端部彼此焊接起來(lái),尤其是通過(guò)激光焊接。通過(guò)焊接,可形成特別結(jié)實(shí)的接縫。在激光焊接中,輸入的熱量與其它焊接技術(shù)相比尤其低,從而保護(hù)了會(huì)被溫度尖峰損壞的超導(dǎo)絲。
[0023]在該方法的特別優(yōu)選的變型中,非扭絞的內(nèi)部導(dǎo)線以所有接縫均平行于內(nèi)部導(dǎo)線中超導(dǎo)絲的方式應(yīng)用于連續(xù)或類似連續(xù)的工藝中,超導(dǎo)線材在內(nèi)部導(dǎo)線配置穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后被扭絞。當(dāng)被焊接到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時(shí),如果沿著接縫的熱量輸入導(dǎo)致內(nèi)部導(dǎo)線中超導(dǎo)絲的一小部分被破壞,同一超導(dǎo)絲總會(huì)在整個(gè)焊接過(guò)程中被損壞。內(nèi)部導(dǎo)線中剩余的絲未被損壞,因此,電流承載能力僅略有降低。
[0024]在該方法的另一個(gè)優(yōu)選的變型中,作為連續(xù)或類似連續(xù)的工藝中的一部分,固體含錫焊料被插入到鞘元件和內(nèi)部導(dǎo)線之間,尤其是其中的含錫焊料不含鉛,隨后通過(guò)熱處理,含錫焊料熔化,將鞘元件成形和/或放置在內(nèi)部導(dǎo)線的周圍。通過(guò)這一過(guò)程,可將內(nèi)部導(dǎo)線和超導(dǎo)線材內(nèi)的一個(gè)鞘元件或多個(gè)鞘元件的接觸表面焊接,特別是,無(wú)需將其拉拽通過(guò)焊浴。也避免了可引起錫瘟的無(wú)焊料表面。錫瘟通過(guò)接縫的傳播是不可預(yù)計(jì)的,在任何情況下,接縫附近的焊料組分通常與進(jìn)一步向內(nèi)側(cè)的組分不一樣(例如,由鞘元件端部的合金化導(dǎo)致),這可以防止錫瘟;也可以刻意在接縫的周邊使用不同的焊料組分以防止錫瘟通過(guò)接縫的傳播(可能會(huì)導(dǎo)致接縫周邊導(dǎo)電性的損害,但這并不那么重要)。在最簡(jiǎn)單的情況下,位于接縫最外端的鞘元件的端部被焊接,以使鞘元件材料(通常是銅)密封焊接區(qū)域,僅通過(guò)這些措施,就可以防止錫瘟的傳播。
[0025]在該變型的有利的進(jìn)一步發(fā)展中,用于連續(xù)或類似連續(xù)工藝中的一個(gè)或多個(gè)鞘元件在面對(duì)內(nèi)部導(dǎo)線的側(cè)邊上涂覆含錫焊料。在這種情況下,焊料的應(yīng)用不影響鞘元件被放置和/或成形于內(nèi)部導(dǎo)線的周圍,因此,工藝特別簡(jiǎn)單。
[0026]在上述方法的變型的進(jìn)一步發(fā)展中,在鞘元件被成形和/或放置在內(nèi)部導(dǎo)線周圍之前或同時(shí),由含錫焊料制成的襯片被置于鞘元件和內(nèi)部導(dǎo)線之間。在這種情況下,鞘元件沒(méi)有預(yù)先涂覆焊料。
[0027]在該方法的另一種變型中,在連續(xù)或類似連續(xù)的工藝期間,固體含錫焊料被插入到鞘元件端部之間,特別是,其中的固體含錫焊料是無(wú)鉛的,在將鞘元件成形和/或放置于內(nèi)部導(dǎo)線周圍后,進(jìn)行加熱處理,含錫焊料熔化,特別是其中的用于連續(xù)或類似連續(xù)工藝中的一個(gè)或多個(gè)鞘元件、至少在其鞘元件端部的一部分上用含錫焊料涂覆,和/或在鞘元件被成形和/或放置在內(nèi)部導(dǎo)線周圍之前或同時(shí),由含錫焊料制成的襯片被插入到鞘元件端部之間。通過(guò)這種方法,可將彼此面對(duì)的鞘元件端部焊接而無(wú)需將它們拉拽通過(guò)焊浴。也避免了可引起錫瘟的無(wú)焊料表面。錫瘟通過(guò)接縫的傳播是不可預(yù)計(jì)的,在任何情況下,接縫附近的焊料組分通常與容易感染錫瘟的組分不一樣(例如,由鞘元件端部的合金化工藝導(dǎo)致);也可以刻意在接縫的附近使用不同的焊料組分以防止錫瘟通過(guò)接縫的傳播(可能會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電性的損害,但這在接縫周邊并不重要)。在最簡(jiǎn)單的情況下,位于接縫最外端的鞘元件的端部被焊接,以使鞘元件材料(通常是銅)密封焊接區(qū)域,僅通過(guò)這些措施,就可以防止錫瘟的傳播。
[0028]在特別優(yōu)選的變型中,連續(xù)或類似連續(xù)過(guò)程中僅使用一個(gè)鞘元件,鞘元件圍繞內(nèi)部導(dǎo)線成形。該變型主要用于薄的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其塑性變形可很好且容易地實(shí)現(xiàn)。主要使用預(yù)先成形的平面或U形的鞘元件。此外,只有兩個(gè)部件(內(nèi)部導(dǎo)線和一個(gè)鞘元件)需要進(jìn)行處理。
[0029]本方法的同樣優(yōu)選的變型中,預(yù)先成型為半殼狀的兩個(gè)鞘元件是應(yīng)用于連續(xù)或類似連續(xù)的工藝中,該半殼在內(nèi)部導(dǎo)線的周圍放置。在該變型中,無(wú)需鞘元件的塑性變形,使得在這方面該方法的執(zhí)行簡(jiǎn)單。在該變型中,焊料通常被插入超導(dǎo)線材的內(nèi)部(見上文)。半殼可以例如具有圓形的外橫截面或幾乎半立方形的外橫截面。半殼的內(nèi)橫截面(通常為圓形)與內(nèi)部導(dǎo)線的外截面相適應(yīng)。
[0030]在該方法有利的變型中,內(nèi)部導(dǎo)線具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后,超導(dǎo)線材進(jìn)行再次成形或拉伸處理。以這種方式,超導(dǎo)線材可適用于特定的應(yīng)用中,而無(wú)需改進(jìn)包覆工藝。
[0031]在該變型的有利的進(jìn)一步發(fā)展中,再次成形或拉伸處理可確保實(shí)現(xiàn)大致矩形或大致圓形的橫截面。具有矩形橫截面的導(dǎo)線,可容易地吸收垂直于其平面外側(cè)的力。圓形的外截面使得后續(xù)處理簡(jiǎn)單,其很少或無(wú)需注意導(dǎo)線的旋轉(zhuǎn)方向。
[0032]有利的方法中,內(nèi)部導(dǎo)線具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后,超導(dǎo)線材涂覆有電絕緣漆。通過(guò)本發(fā)明的方法,可形成非常適合涂覆的外截面,例如,在每個(gè)邊上均具有較大的曲率半徑,也包括超導(dǎo)線材的圓形外截面,這使得具有良好的潤(rùn)濕性和低的磨損。
[0033]在該方法的優(yōu)選變型中,鞘元件由銅、鋼、鋁、或銅、鐵和/或鋁合金制得。從它們的機(jī)械、電和/或熱性能屬性來(lái)說(shuō),這些材料或元件被證明特別適合實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定功能。
[0034]本發(fā)明的范圍還包括超導(dǎo)線材,其包括內(nèi)部導(dǎo)線和常規(guī)導(dǎo)電的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),該內(nèi)部導(dǎo)線包含超導(dǎo)絲,其特征在于,所述穩(wěn)定結(jié)構(gòu)包圍內(nèi)部導(dǎo)線的整個(gè)圓周,其中,所述穩(wěn)定結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)鞘元件,彼此面對(duì)的鞘元件端部的所有接縫均被錫焊和/或焊接,其中,超導(dǎo)線材具有一個(gè)或多個(gè)沿其整個(gè)長(zhǎng)度延伸的接縫,特別是,其中,所述超導(dǎo)線材是由上述本發(fā)明的方法之一制得。此類導(dǎo)線可以有一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),而不考慮內(nèi)部導(dǎo)線的制造限制,這使得隨后的再成形工藝范圍廣泛,因此,該超導(dǎo)線材適用特別廣泛且靈活適用。它也非常適用于無(wú)鉛焊料,因?yàn)楹附訁^(qū)域通常基本上由鞘元件覆蓋。
[0035]本發(fā)明的超導(dǎo)線材的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,鞘元件彼此面對(duì)的端部的所有接縫,從橫截面部分、至少部分看,其相對(duì)于局部的內(nèi)部導(dǎo)線表面和局部的鞘元件的表面傾斜延伸。以這種方式,接縫的最外端因焊接引起的輸入熱量進(jìn)一步被分散,從而避免損壞內(nèi)部導(dǎo)線中的超導(dǎo)絲。
[0036]特別優(yōu)選的變型中,從橫截面看,位于每條接縫外端處的鞘元件的端部彼此焊接。一方面,這使得接縫特別穩(wěn)定,另一方面,超導(dǎo)線材的內(nèi)部被永久地密封,使氧氣不能進(jìn)入。使內(nèi)部含錫的無(wú)鉛焊料確保免受錫瘟。
[0037]在有利的實(shí)施例中,含錫焊料,尤其是無(wú)鉛含錫焊料,被放置在內(nèi)部導(dǎo)線和鞘元件之間,和/或鞘元件彼此面對(duì)的端部之間。焊料提高了內(nèi)部導(dǎo)線和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)之間,和/或在接縫處的機(jī)械接觸,尤其是電接觸。無(wú)鉛焊料特別有利保護(hù)環(huán)境,而且由于超導(dǎo)線材的結(jié)構(gòu),后者可免受錫痕。
[0038]最后,另一優(yōu)選的實(shí)施例,其中穩(wěn)定結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)鞘元件,鞘元件通過(guò)兩個(gè)接縫彼此錫焊和/或焊接。在這種情況下,靈活選擇超導(dǎo)線材的橫截面特別容易。
[0039]其它的優(yōu)點(diǎn)可從說(shuō)明書和附圖中獲得。此外,如上所述、及以下進(jìn)一步所述的特征可單獨(dú)或任意組合在一起使用。所示出和所描述的實(shí)施例并不是一個(gè)詳盡無(wú)遺的清單,而是用于解釋本發(fā)明的例子。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0040]附圖中示出了本發(fā)明,并利用實(shí)施例的例子,更詳細(xì)地解釋了本發(fā)明。附圖如下:
[0041]圖1用于制造本發(fā)明中超導(dǎo)線材的生產(chǎn)線的示意性側(cè)視圖,其中,一個(gè)鞘元件成形于一根內(nèi)部導(dǎo)線的周圍;
[0042]圖2成形過(guò)程中,圖1中所示內(nèi)部導(dǎo)線和鞘元件的多個(gè)橫截面;
[0043]圖3用于制造本發(fā)明中超導(dǎo)線材生產(chǎn)線的示意性側(cè)視圖,其中,兩個(gè)半殼形的鞘元件被放置于一根內(nèi)部導(dǎo)線周圍;
[0044]圖4放置過(guò)程中,圖3所示內(nèi)部導(dǎo)線和鞘元件的多個(gè)橫截面;
[0045]圖5a_5d本發(fā)明的超導(dǎo)線材的多種橫截面;
[0046]圖6生產(chǎn)本發(fā)明范圍內(nèi)的超導(dǎo)線材的示意圖,其中,鞘元件的長(zhǎng)邊和短邊涂覆錫;
[0047]圖7生產(chǎn)本發(fā)明范圍內(nèi)的超導(dǎo)線材的示意圖,其具有插入的錫襯片,其中鞘元件兩側(cè)的長(zhǎng)邊均重疊;
[0048]圖8生產(chǎn)本發(fā)明范圍內(nèi)的超導(dǎo)線材的示意圖,其中,鞘元件僅在其長(zhǎng)邊涂覆錫;
[0049]圖9生產(chǎn)本發(fā)明范圍內(nèi)的超導(dǎo)線材的示意圖,其具有插入到鞘元件端部之間的錫襯片;
[0050]圖10生產(chǎn)本發(fā)明范圍內(nèi)的超導(dǎo)線材的示意圖,其具有斜的接縫;
[0051]圖11生產(chǎn)本發(fā)明范圍內(nèi)的超導(dǎo)線材的示意圖,其具有兩個(gè)帶斜接縫的半殼形的鞘元件;
[0052]圖12本發(fā)明范圍內(nèi)超導(dǎo)線材的隨后扭絞的示意圖;
[0053]圖13本發(fā)明范圍內(nèi)超導(dǎo)線材橫截面部分的隨后再成形的示意圖;
[0054]圖14本發(fā)明范圍內(nèi)超導(dǎo)線材的隨后噴涂的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055]在示意圖中,圖1示出了生產(chǎn)本發(fā)明范圍內(nèi)超導(dǎo)線材的第一變型。
[0056]內(nèi)部導(dǎo)線1,在這種情況下為圓形,其包含超導(dǎo)絲(例如,由NbTi制成)和鞘元件2(例如,由銅制成),鞘元件在預(yù)成形之前為平的,其被連續(xù)地送入成形工具3,和/或被拉拽在其中通過(guò),其中所述鞘元件2可塑性變形。[0057]鞘元件2首先向內(nèi)部導(dǎo)體I移動(dòng),然后圍繞內(nèi)部導(dǎo)體I纏繞,參照?qǐng)D2a)_e),通過(guò)橫截面示意圖,更詳細(xì)地解釋了成形工具3中工藝的時(shí)間順序排列。橫截面示意圖同時(shí)也示出了內(nèi)部導(dǎo)線I中的超導(dǎo)絲4。鞘元件的兩個(gè)端部5a,5b隨后通過(guò)塑性變形,匯聚到一個(gè)位置,在該位置,它們彼此面對(duì),并通常通過(guò)插入的材料,如焊料相抵接,內(nèi)部導(dǎo)線I基本上由鞘元件2完全封閉。鞘元件的端部5a,5b相互面對(duì)構(gòu)成接縫6。
[0058]為了機(jī)械穩(wěn)定,隨后通常進(jìn)行加熱,例如在電烤箱7中,以熔化位于內(nèi)部導(dǎo)線I和封閉的鞘元件2之間、或也位于接縫6中的焊料(圖6-9特別示出了如何放入焊料)??商娲幕?優(yōu)選)附加地,這里用激光焊接裝置8將接縫6焊接。如果希望或需要的話,可在烤箱7和激光焊接裝置8之間提供冷卻階段。接縫6將制得的超導(dǎo)線材10的內(nèi)部密封,以此免受不必要的環(huán)境影響。
[0059]圖3示出了制造本發(fā)明范圍內(nèi)的超導(dǎo)線材的另一種變型。
[0060]在這里,連續(xù)地將內(nèi)部導(dǎo)線I和預(yù)先成形為半殼的兩個(gè)鞘元件2a,2b送入成形工具3。
[0061]鞘元件2a,2b和內(nèi)部導(dǎo)線I在成形工具3中相結(jié)合,如圖4a)和b)所示,這也通過(guò)橫截面展示,更詳細(xì)地解釋了成形工具3中的工序的時(shí)間順序排列。如果需要的話,這里也可形成鞘元件2a,2b的(通常是細(xì)微的)塑性變形。隨后半殼形的鞘元件2a,2b幾乎完全包圍內(nèi)部導(dǎo)線1,其中,鞘元件的端部5a,5b,5c,5d彼此面對(duì)構(gòu)成兩個(gè)接縫6a,6b。通常情況下,鞘元件的端部5a,5b, 5c, 5d也可通過(guò)插入的材料例如焊料彼此面對(duì)地接觸。
[0062]出于機(jī)械穩(wěn)定的目的,隨后通常再次進(jìn)行加熱,例如在電烤箱7中,以熔化位于內(nèi)部導(dǎo)線I和封閉的鞘元件2a,2b之間、或也位于接縫6a,6b中的焊料(圖6_圖9特別示出了如何放入焊料)。可替代的或(優(yōu)選)附加地,在這種情況下,采用兩個(gè)激光焊接裝置8a,8b將接縫6a,6b焊接。如果希望或需要的話,可在烤箱7和第一激光焊接裝置8a之間提供冷卻階段。焊縫6a,6b將制得的超導(dǎo)線材10的內(nèi)部密封,以此免受不必要的環(huán)境影響。
[0063]圖5a_5d以橫截面的方式示出了本發(fā)明中超導(dǎo)線材10的不同實(shí)施例。
[0064]在所有四種情況下,一根同樣大小的圓形的內(nèi)部電線1,這里其具有24個(gè)超導(dǎo)絲4,位于超導(dǎo)線材10的中間。在每種情況下,內(nèi)部線I特別是其整個(gè)外周均由例如由元素銅制得的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)9包圍。
[0065]在5a,5b的實(shí)施例中,每一種情況下,穩(wěn)定結(jié)構(gòu)9僅包括鞘元件2,其中端部5a,5b彼此面對(duì)構(gòu)成接縫6。根據(jù)超導(dǎo)線材10所希望的應(yīng)用,鞘元件2可選擇合適的厚度D,以便能夠?qū)崿F(xiàn)所需程度的穩(wěn)定和/或?qū)崿F(xiàn)所需的每單位長(zhǎng)度的重量或類似的目標(biāo)。
[0066]如圖5c,5d的實(shí)施例所示,穩(wěn)定結(jié)構(gòu)9也可以由半殼形的兩個(gè)鞘元件2a,2b構(gòu)成,甚至也可使用三個(gè)或更多的鞘元件。端部5a,5b,5c,5d也彼此面對(duì)構(gòu)成接縫6a,6b。通過(guò)選擇適合的鞘元件2a, 2b的橫截面形狀,包括絕對(duì)尺寸,這些可適應(yīng)于超導(dǎo)線材10所需的應(yīng)用中。特別是,不僅是參照?qǐng)D5c所示的圓形外截面,也可選擇參照?qǐng)D5d所示的矩形或大致矩形的橫截面形狀。由于半殼形的鞘元件2a,2b中可被無(wú)塑性變形地放置,這一選擇并不受作為包圍過(guò)程(參見圖1-4)中一部分的塑性變形過(guò)程的限制。
[0067]圖6-9示出了根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)過(guò)程中,包含焊料、特別是無(wú)鉛含錫焊料的不同的可能的方法。焊料(通常是基于錫,但也可以是不含錫)可提高超導(dǎo)線材內(nèi)部、特別是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和內(nèi)部導(dǎo)線之間的,以及鞘元件端部之間的機(jī)械強(qiáng)度和電接觸。簡(jiǎn)單起見,每個(gè)圖中示出一種只有一個(gè)鞘元件的變型,然而,所有示出的變型均可具有多個(gè)鞘元件。每個(gè)附圖示出了超導(dǎo)線材的生產(chǎn)過(guò)程,從裸露的初始部分a)開始通過(guò)結(jié)合b)到制得的、焊接的超導(dǎo)線材c)。
[0068]在圖6中所示的變型中,焊料11放置于內(nèi)部導(dǎo)線I的周圍及接縫6中。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),鞘元件2首先沿長(zhǎng)邊(面向內(nèi)部導(dǎo)線I)涂覆(固體)焊料11,也可沿其短邊,即,鞘元件的端部5a涂覆。這通過(guò)使用刷子或類似工具,在結(jié)合工序開始時(shí),在特定位置局部使用焊料11完成,如圖a)所示,焊料11是固體(或干的)。當(dāng)內(nèi)部導(dǎo)線I與鞘元件2結(jié)合b)時(shí),焊料11自動(dòng)地正確地放置,特別是在不希望的位置上,例如,鞘元件2外側(cè)上的過(guò)大的表面上沒(méi)有焊料,這將是焊浴中實(shí)際上不可避免的。最后在接縫6上端部的焊接c)將焊料11的外側(cè)(此處,上面)邊緣密封,參貝焊道12,以便它不成為錫瘟的起點(diǎn)。
[0069]在圖7的變型中,由焊料11制成的襯片插入鞘元件2和內(nèi)部導(dǎo)線I之間。參照
a),由于襯片13突出于鞘元件2的邊緣之外,焊料11不僅放置在內(nèi)部導(dǎo)線I的周圍,也放入接縫6中。在這里,襯片兩側(cè)均突出,所以焊料11的兩個(gè)襯片厚度設(shè)置在接縫6中,參照
b);僅在一側(cè)上的突起就滿足接縫6中單個(gè)襯片的焊料11的厚度。通過(guò)焊接,焊料11的上邊緣可被密封在接縫6中,參照c)中的焊道12。通過(guò)使用襯片13,可避免事先涂覆鞘元件2。
[0070]如果僅需要圍繞內(nèi)部導(dǎo)線I放置焊料11,則鞘元件2的涂覆可局限在鞘元件2面對(duì)內(nèi)部導(dǎo)線I的長(zhǎng)邊,如圖8,尤其是a)所示。在這種情況下,接縫6中沒(méi)有焊料了,如b)所示。通過(guò)焊接密封接縫6通常不必要防止錫瘟,因此可以省略。然而,焊接接縫6,可提高機(jī)械穩(wěn)定性和實(shí)現(xiàn)防止錫瘟的額外保護(hù),參照c)。
[0071]在某些情況下,可能僅需要焊接接縫6。更做到這一點(diǎn),例如,由焊料11制成的短襯片14可僅被插入到接縫6中,參照?qǐng)D9,特別是a)。結(jié)合后,內(nèi)部導(dǎo)線I的周圍不再需要放置焊料,參見b)。然而,在這種情況下,建議焊接以密封焊料11的上邊緣與焊道12。
[0072]應(yīng)當(dāng)指出的是,在實(shí)踐中,焊道12并不一定要明顯突出于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)或鞘元件,在圖6-9中被夸大了以便于更好地理解。焊道通常與接縫對(duì)齊,即,與其結(jié)合。焊道的組成與相鄰的鞘元件2的組成大致相同,其中,可使用添加劑(例如,降低熔融溫度),并被相鄰的材料污染。
[0073]圖10中,橫截面示出了根據(jù)本發(fā)明超導(dǎo)線材10的生產(chǎn)順序,其中,所使用的鞘元件2具有相對(duì)于鞘元件2的長(zhǎng)邊(或至少與長(zhǎng)邊中相鄰的部分)傾斜的鞘元件端部15a,15b,參照a)。結(jié)合后,如b)所示,一條相對(duì)于內(nèi)部導(dǎo)線I的外側(cè)局部(毗鄰接縫)以及鞘元件2的外側(cè)局部(毗鄰接縫)傾斜的(非垂直的)接縫16形成。在所示的例子中,接縫16在自身內(nèi)部也稍微彎曲。
[0074]傾斜的形狀使接縫16具有比圍繞內(nèi)部導(dǎo)線I所需長(zhǎng)度更長(zhǎng)的長(zhǎng)度(在此,約為兩倍的長(zhǎng)度)。最短的可能的接縫(相對(duì)于鞘元件2的外側(cè)垂直延伸;“徑向接縫”或“垂直接縫”)的長(zhǎng)度大致等于鞘元件2的厚度D ;接縫16的長(zhǎng)度約為2XD。
[0075]這將導(dǎo)致由于接縫16外端處的焊接產(chǎn)生的熱量輸入沿著相對(duì)長(zhǎng)的距離散發(fā),參見c)中的焊道12,這是因?yàn)?,根?jù)發(fā)明人的經(jīng)驗(yàn),輸入熱量沿接縫16的散發(fā)最快(特別是如果后者包含焊料),但通過(guò)鞘元件2的散發(fā)稍慢。因此,接縫16的內(nèi)端17處達(dá)到的峰值溫度大大低于短的接縫處。從而在超導(dǎo)線材10的生產(chǎn)過(guò)程中,高溫引起品質(zhì)下降的超導(dǎo)絲4可被更好地保護(hù)以免受熱損壞。
[0076]參照?qǐng)D11中的橫截面圖,兩個(gè)鞘元件2a,2b也可使用傾斜的鞘元件端部區(qū)域15a,15b, 15c, 15d。隨后形成斜的接縫16a, 16b,其也大大長(zhǎng)于垂直于內(nèi)部導(dǎo)線I的局部外側(cè)(表面)和鞘元件2的可能最短的接縫,參照b)中的裝配后。其結(jié)果是,輸入熱量,自接縫16a、16b的外端部開始,從焊道12看,更好地分布于超導(dǎo)線材10中。請(qǐng)注意的是,接縫16a,16b外端部在圓周方向上應(yīng)該明確分離,以便在超導(dǎo)絲4的區(qū)域內(nèi)沒(méi)有明顯、甚至是有害的額外熱量輸入。如果距離至少是鞘元件2a,2b厚度D的兩倍,間距通常是足夠的。
[0077]在本發(fā)明的范圍內(nèi),如圖12-14所示,超導(dǎo)線材接縫的組裝和錫焊和/或焊接后可以有進(jìn)一步的措施。
[0078]特別有利的是,在本發(fā)明的范圍內(nèi),如果結(jié)合了非扭絞的(自身內(nèi)部不扭絞)的內(nèi)部導(dǎo)線,直到且包括一條接縫或多條接縫/被焊接的時(shí)間,超導(dǎo)絲平行于一條接縫或多條接縫延伸。接縫內(nèi)端附近超導(dǎo)絲的一小部分通過(guò)焊接被損傷,這種損傷總是會(huì)沿內(nèi)部導(dǎo)線的整個(gè)長(zhǎng)度影響同一個(gè)絲,通常只會(huì)導(dǎo)致超導(dǎo)性能的輕微損耗。然而為了從扭絞的優(yōu)點(diǎn)中受益(尤其是從去耦接的絲中),焊接后超導(dǎo)線材需再次被扭絞,參照?qǐng)D12中焊接裝置8后的扭絞單元18的示意圖。扭絞后,所得到的超導(dǎo)線材10具有一個(gè)或多個(gè)螺旋纏繞的接縫6。
[0079]隨后,本發(fā)明的超導(dǎo)線材也可進(jìn)行重塑過(guò)程,參照?qǐng)D13。例如,重塑單元19中,具有相同或更小面積的矩形外橫截面,可施加到圓形超導(dǎo)線材10上。
[0080]最后,本發(fā)明的超導(dǎo)線材10隨后也可用漆21涂覆,例如,電絕緣性漆,其中超導(dǎo)導(dǎo)線10可連續(xù)地移動(dòng)通過(guò)噴漆單元20,如圖14所示。
【權(quán)利要求】
1.一種制造超導(dǎo)線材(10)的方法,其中 包括超導(dǎo)絲(4)的內(nèi)部導(dǎo)線(I)有常規(guī)導(dǎo)電的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(9), 其特征在于, 在連續(xù)或類似連續(xù)的過(guò)程中,將一個(gè)或多個(gè)鞘元件(2 ;2a,2b)圍繞內(nèi)部導(dǎo)線(I)成形和/或放置,以使內(nèi)部導(dǎo)線⑴的整個(gè)圓周由一個(gè)或多個(gè)鞘元件(2;2a,2b)封閉, 以及將彼此面對(duì)的鞘元件端部(5a-5d ;15a-15d)的所有接縫(6 ;6a,6b ;16 ; 16a, 16b)錫焊和/或焊接。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,在連續(xù)或類似連續(xù)的過(guò)程中,將一個(gè)或多個(gè)鞘元件(2;2a,2b)以這種方式選擇和成形和/或放置在內(nèi)部導(dǎo)線(I)的周圍,使得從橫截面看,鞘元件彼此面對(duì)的端部(15a-15d)的所有接縫(16 ; 16a, 16b)的至少一部分相對(duì)于內(nèi)部導(dǎo)線表面的局部和鞘元件表面的局部?jī)A斜。
3.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,從橫截面看,所有具有至少部分相對(duì)于內(nèi)部導(dǎo)線表面的局部和鞘元件表面的局部?jī)A斜的接縫(16;16a,16b)的長(zhǎng)度都至少為鞘元件端部(15a-15d)的厚度(D)的兩倍,該厚度垂直于鞘元件端部(15a-15d)的表面。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的方法,其特征在于,從橫截面看,每個(gè)接縫(6;6a,6b;16 ; 16a, 16b)外端處的鞘元件端部(5a_5d ;15a_15d)彼此焊接,尤其是通過(guò)激光焊接。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的方法,其特征在于,一個(gè)非扭絞的內(nèi)部導(dǎo)線(I)以這種方式用于連續(xù)或類似連續(xù)的過(guò)程中:使得所有接縫出;6a,6b ;16 ; 16a, 16b)平行于內(nèi)部導(dǎo)線⑴的超導(dǎo)絲⑷延伸, 以及在內(nèi)部導(dǎo)線⑴有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(9)后,將所述超導(dǎo)線材(10)扭絞。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的方法,其特征在于,作連續(xù)或類似連續(xù)的過(guò)程中的一部分,將固體含錫焊料(11)插入在鞘元件(2 ;2a,2b)和內(nèi)部導(dǎo)線(I)之間,尤其是其中固體含錫焊料(11)是無(wú)鉛的,以及將鞘元件(2 ;2a,2b)圍繞內(nèi)部導(dǎo)線(I)成形和/或放置后,通過(guò)熱處理,熔化含錫焊料(11)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,連續(xù)或類似連續(xù)的過(guò)程中所使用的一個(gè)或多個(gè)鞘元件(2 ;2a,2b)在其面對(duì)內(nèi)部導(dǎo)線(I)的一側(cè)涂有含錫焊料(11)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法,其特征在于,在將鞘元件(2;2a,2b)圍繞內(nèi)部導(dǎo)線(I)成形和/或放置之前或同時(shí),在鞘元件(2;2a,2b)和內(nèi)部導(dǎo)線之間放入由含錫焊料(11)制成的襯片。
9.如前述任一權(quán)利要求所述的方法,其特征在于,在連續(xù)或類似連續(xù)的過(guò)程中,將固體含錫焊料(11)插入到鞘元件端部(5a-5d;15a-15d)之間, 尤其是,固體含錫焊料(11)不含鉛, 以及,將鞘元件(2 ;2a,2b)圍繞內(nèi)部導(dǎo)線⑴成形和/或放置后,進(jìn)行熱處理,通過(guò)該熱處理熔化含錫焊料(11), 尤其是,其中,連續(xù)或類似連續(xù)的過(guò)程中所使用的一個(gè)或多個(gè)鞘元件(2;2a,2b)至少在其鞘元件端部(5a-5d;15a-15d)的一部分上涂有含錫焊料(11),和/或是,其中,在將鞘元件(2;2a,2b)圍繞內(nèi)部導(dǎo)線(I)成形和/或放置之前或同時(shí),在鞘元件端部(5a-5d;15a-15d)之間放入由含錫焊料(11)制成的襯片(14)。
10.如權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述的方法,其特征在于,在連續(xù)或類似連續(xù)的過(guò)程只使用一個(gè)鞘元件(2), 以及將鞘元件(2)圍繞內(nèi)部導(dǎo)線(I)成形。
11.如權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述的方法,其特征在于, 在連續(xù)或類似連續(xù)的過(guò)程使用兩個(gè)預(yù)成形為半殼狀的鞘元件(2a,2b), 以及所述半殼圍繞內(nèi)部導(dǎo)線(I)放置。
12.如前述任一權(quán)利要求所述的方法,其特征在于,在使內(nèi)部導(dǎo)線(I)有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(9)之后,對(duì)超導(dǎo)導(dǎo)線(10)進(jìn)行重塑或拉伸過(guò)程。
13.如權(quán)利要求12所述的方法,其特征在于,重塑或拉伸過(guò)程可確保實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)導(dǎo)線(10)的大致矩形或大致圓形的橫截面。
14.如前述任一權(quán)利要求所述的方法,其特征在于,在使內(nèi)部導(dǎo)線(I)有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(9)之后,對(duì)所述超導(dǎo)導(dǎo)線(10)進(jìn)行電絕緣漆(21)涂覆。
15.如前述任一權(quán)利要求所述的方法,其特征在于,鞘元件(2;2a,2b)由銅、鋼、鋁、或銅、鐵和/或鋁合金制得。
16.超導(dǎo)線材(10), 具有包括超導(dǎo)絲(4)的內(nèi)部導(dǎo)線(I),和常規(guī)導(dǎo)電的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(9), 其特征在于: 穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(9)包圍內(nèi)部導(dǎo)線(I)的整個(gè)圓周,其中,所述穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(9)包括一個(gè)或多個(gè)鞘元件(2 ;2a,2b),`` 以及將彼此相對(duì)的鞘元件端部(5a-5d ;15a-15d)的所有接縫(6 ;6a,6b ;16 ; 16a, 16b)錫焊和/或焊接, 其中,超導(dǎo)線材(10)具有一個(gè)或多個(gè)沿超導(dǎo)線材(10)的整個(gè)長(zhǎng)度延伸的接縫(6 ;6a,6b ; 16 ; 16a, 16b), 尤其是,其中,超導(dǎo)線材(10)由權(quán)利要求1-15之一的方法制得。
17.如權(quán)利要求16所述的超導(dǎo)線材(10),其特征在于,從橫截面看,彼此面對(duì)的鞘元件端部(15a-15d)的所有接縫(16;16a,16b)的至少一部分相對(duì)于內(nèi)部導(dǎo)線表面的局部和鞘元件表面的局部?jī)A斜。
18.如權(quán)利要求16或17之一所述的超導(dǎo)線材(10),其特征在于,從橫截面看,每個(gè)接縫(6 ;6a,6b ;16 ; 16a, 16b)的外端處的鞘元件端部(5a_5d ;15a_15d)彼此焊接,尤其是通過(guò)激光焊接。
19.如權(quán)利要求16至18中任一權(quán)利要求所述的超導(dǎo)線材(10),其特征在于,將含錫焊料(11),尤其是將無(wú)鉛含錫焊料(11)插入到內(nèi)部導(dǎo)線(I)和鞘元件(2 ;2a,2b)之間,和/或彼此面對(duì)的鞘元件端部(5a-5d ;15a-15d))之間。
20.如權(quán)利要求16至19所述的超導(dǎo)線材(10),其特征在于,所述穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(9)包括兩個(gè)鞘元件(2a,2b),通過(guò)兩個(gè)接縫^a,6b ;16a, 16b)彼此錫焊和/或焊接。
【文檔編號(hào)】H01B12/10GK103714910SQ201310645803
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月5日
【發(fā)明者】B·普勞澤, M·托內(nèi), A·蘇爾齊克 申請(qǐng)人:布魯克Eas有限公司