專利名稱：一種不銹鋼骨架Nb₃Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)磁體線圈，特別涉及一種不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈。
背景技術(shù)：
Nb3Sn超導(dǎo)材料與其他超導(dǎo)材料相比，具備高場(10T以上)條件下臨界電流密度高、臨界溫度高、性能穩(wěn)定等綜合優(yōu)點，在高場磁體、核磁共振以及受控核聚變裝置中具有不可替代的作用。Nb3Sn超導(dǎo)磁體系統(tǒng)主要由Nb3Sn超導(dǎo)磁體線圈、制冷及低溫器件、電氣測量與控制等三大部分組成。其中，Nb3Sn超導(dǎo)磁體線圈是超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的核心部件，強(qiáng)磁場的產(chǎn)生 就是Nb3Sn超導(dǎo)線圈在低溫超導(dǎo)狀態(tài)下兩極通電從而產(chǎn)生的。根據(jù)對磁場分布形態(tài)的不同需求，超導(dǎo)磁體線圈具備多種形狀，如螺線管形、鞍形、餅形等。其中，螺線管形狀的超導(dǎo)磁體線圈應(yīng)用范圍最廣泛。超導(dǎo)磁體線圈是需要由超導(dǎo)線繞制在線圈骨架上完成。超導(dǎo)磁體線圈骨架在磁體系統(tǒng)中起到承載超導(dǎo)磁體線圈繞組、定位空間位置、傳導(dǎo)低溫冷量、固定其它電氣元件的作用。線圈骨架材料的選取條件是(I)需要具備較高的強(qiáng)韌性和剛度，能夠承載線圈在強(qiáng)磁場洛倫茲力作用下導(dǎo)致的形變；(2)能夠經(jīng)受冷熱循環(huán)沖擊，不發(fā)生變形、開裂等形式的失效；(3)低溫導(dǎo)熱性能好，能夠及時將外部冷卻介質(zhì)的冷量通過線圈骨架材料傳導(dǎo)到線圈內(nèi)部，能夠在線圈出現(xiàn)局部熱點的時候迅速將熱量傳導(dǎo)到外部，防止局部溫升異常致使線圈失超甚至燒毀；(4)無鐵磁性。線圈骨架的鐵磁性會對線圈磁場的形位和場強(qiáng)都造成干擾，因此線圈骨架必須具備無鐵磁性。Nb3Sn材料中具備A-15結(jié)構(gòu)的Nb3Sn化合物相的高度有序結(jié)構(gòu)是產(chǎn)生超導(dǎo)電性的原因。由于Nb3Sn化合物塑、韌性差，容易受到外界損傷從而破壞了超導(dǎo)性，因此無法直接制成具備超導(dǎo)性能的Nb3Sn線材。在Nb3Sn磁體實際工程使用中，需要首先制成具有較好塑性和強(qiáng)度的鈮一銅錫合金復(fù)合線，并將之繞在設(shè)計的線圈骨架上，然后將線圈連同線圈骨架整體進(jìn)行60(T70(TC真空熱處理，通過元素擴(kuò)散反應(yīng)生成具備超導(dǎo)電性的Nb3Sn化合物，形成Nb3Sn超導(dǎo)線圈。熱處理反應(yīng)后再將Nb3Sn超導(dǎo)線圈進(jìn)行真空浸潰工藝處理，使線圈導(dǎo)線內(nèi)外灌滿液態(tài)環(huán)氧樹脂，以強(qiáng)化超導(dǎo)線圈整體的強(qiáng)度。在熱處理過程中，線圈骨架需要在高溫環(huán)境下經(jīng)受7 20天甚至更長的連續(xù)處理，顯然通常采用的環(huán)氧樹脂、銅合金、鋁合金等熔點或軟化溫度較低的線圈骨架材料已不能滿足高溫實驗環(huán)境要求，而且常用的環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、聚酯等絕緣材料也已經(jīng)失效，因此需要采用新的線圈骨架和絕緣技術(shù)滿足Nb3Sn超導(dǎo)磁體線圈的要求。在選擇線圈骨架材料的同時，也需要對線圈骨架結(jié)構(gòu)、進(jìn)出線結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊設(shè)計，并需考慮后續(xù)工藝的連接。
綜上所述，在超導(dǎo)磁體建造工藝中，現(xiàn)有材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)線圈骨架及其超導(dǎo)磁體線圈結(jié)構(gòu)具有一定的缺點，需要開發(fā)一種新型的超導(dǎo)磁體線圈結(jié)構(gòu)滿足Nb3Sn超導(dǎo)磁體線圈的技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的Nb3Sn超導(dǎo)磁體線圈結(jié)構(gòu)中在線圈骨架材料和絕緣性能方面存在的問題，提出一種基于不銹鋼材料骨架的新型超導(dǎo)磁體螺線管線圈。本發(fā)明能夠經(jīng)受長時間高溫?zé)崽幚砗鸵汉囟鹊蜏剡\(yùn)行，滿足Nb3Sn磁體的技術(shù)要求。本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于一種不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈，是由Nb3Sn超導(dǎo)線逐匝、逐層地緊密繞制在線圈骨架上組成；所述線圈的骨架采用無磁不銹鋼材料制作；所述的線圈骨架由直管狀的芯筒和位于芯筒兩端的端板組成，所述芯筒的外表面和所述端板內(nèi)側(cè)均有導(dǎo)熱層和陶瓷涂層，其中，陶瓷涂層材質(zhì)為氧化鋁，采用等離子噴涂工藝制備；導(dǎo)熱層材質(zhì)為銀，位于陶瓷涂層與骨架之間。所述的陶瓷涂層外繞制有Nb3Sn超導(dǎo)線圈，所述的Nb3Sn超導(dǎo)線圈的最外層是復(fù)合綁扎層。在所述的陶瓷涂層與復(fù)合綁扎層之間的超導(dǎo)磁體線圈的間隙內(nèi)充滿固化填充材料。其中，固化填充材料為摻有球形陶瓷顆粒的低溫聚氨酯改性環(huán)氧樹脂材料。其中，球形陶瓷顆粒材料為氮化硼或氮化鋁，球形陶瓷顆粒直徑為50-300微米，球形陶瓷顆粒與低溫聚氨酯改性環(huán)氧樹脂材料的質(zhì)量配比為1:6。經(jīng)過改性的環(huán)氧樹脂材料相比普通環(huán)氧樹脂材料，其低溫強(qiáng)度更高，抗熱震性能更好。氮化鋁陶瓷的常溫理論熱導(dǎo)率可達(dá)300W/(m*K)，45K時熱導(dǎo)率值為25W/(m.K)，在131K附近達(dá)到了約92W/(m .K)。這說明氮化鋁在低溫下是良好的導(dǎo)熱體，又由于有著極好的電絕緣性能，非常適合在超導(dǎo)系統(tǒng)中用作絕緣導(dǎo)熱材料。同樣，氮化硼的晶體結(jié)構(gòu)與石墨極其相似，具有熔點高、密度小、熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱性好、抗熱震性優(yōu)良、電絕緣性好、介電常數(shù)和介電損耗小等優(yōu)良的特性。因此在低溫聚氨酯改性環(huán)氧樹脂材料摻雜氮化硼或氮化鋁球形陶瓷顆?？梢圆挥绊戨姎饨^緣性能的同時有效提高材料的低溫?zé)釋?dǎo)率。其中，超導(dǎo)線圈骨架上均勻排布有通孔，所述的通孔專門用于Nb3Sn超導(dǎo)線圈的液態(tài)固化填充材料浸潰。通過該通孔，采用真空浸潰方式在所述的線圈骨架及陶瓷涂層與復(fù)合綁扎層之間的超導(dǎo)磁體線圈的間隙內(nèi)充滿固化填充材料。由于Nb3Sn超導(dǎo)線需在在熱處理后才能表現(xiàn)出超導(dǎo)性能，且熱處理后超導(dǎo)線材料本身非常脆，極易折損，需要在熱處理前完成Nb3Sn線圈繞制。由于固化填充材料中的基體材料為環(huán)氧樹脂，而環(huán)氧樹脂在高溫環(huán)境下會發(fā)生失效，因此必須在熱處理以后再進(jìn)行固化填充材料的固化。為了使液態(tài)固化填充材料能夠順利穿過超導(dǎo)線層，滲透到超導(dǎo)磁體線圈內(nèi)部，在超導(dǎo)磁體線圈骨架上設(shè)置的通孔便于液態(tài)固化填充材料流入超導(dǎo)磁體線圈內(nèi)的超導(dǎo)線縫隙之間，完成浸潰處理。此外，在超導(dǎo)線圈骨架上均勻排布有通孔的作用還可以有效釘扎抑制陶瓷涂層裂紋的擴(kuò)展，保護(hù)陶瓷涂層。 其中，線圈骨架的端板上開有出線孔，出線孔內(nèi)安裝有陶瓷絕緣套管，Nb3Sn超導(dǎo)線從陶瓷絕緣套管中經(jīng)線圈骨架端板，引向線圈骨架外部。陶瓷絕緣套管保證了 Nb3Sn超導(dǎo)線和線圈骨架之間的電氣絕緣性能，防止磁體失超時瞬時的高壓造成超導(dǎo)磁體線圈和線圈骨架之間的絕緣擊穿，損傷超導(dǎo)磁體。其中，所述的復(fù)合綁扎層為雙層結(jié)構(gòu)，其內(nèi)層為耐高溫的無堿玻璃絲布，外層為無磁的不銹鋼絲。內(nèi)層的無堿玻璃絲布能夠經(jīng)受長時間高溫?zé)崽幚矶３謨?yōu)異的絕緣性能，在液態(tài)固化填充材料浸潰過程中，無堿玻璃絲布可浸潰吸收一部分液態(tài)固化填充材料，形成類似玻璃鋼塊體的高強(qiáng)度材料。外層的無磁的不銹鋼絲緊緊綁扎住超導(dǎo)磁體線圈，防止在通電時超導(dǎo)磁體線圈在電磁力的作用下沿半徑方向向外擴(kuò)張變形過大，造成超導(dǎo)磁體線圈失超甚至損壞。
其中，所述的陶瓷絕緣套管為近似“T”形的空心圓柱結(jié)構(gòu)，其外圓柱面的臺階為錐形，錐度角a為90度，材料為氧化鋁；所述的線圈骨架的端板上的出線孔也為近似“T”形的圓柱孔，其內(nèi)孔面的臺階為錐形，其錐度角與陶瓷絕緣套管外圓柱面的錐形臺階的錐度角a相等；陶瓷絕緣套管從線圈骨架的端板內(nèi)側(cè)插入所述的出線孔中，并通過超導(dǎo)磁體線圈內(nèi)超導(dǎo)線對陶瓷絕緣套管的軸向擠壓力實施對陶瓷絕緣套管的軸向定位，通過陶瓷絕緣套管的外圓柱面的錐形臺階面與線圈骨架端板上出線孔的內(nèi)孔錐形臺階面兩者之間的接觸配合對其進(jìn)行徑向定位；Nb3Sn超導(dǎo)線從陶瓷絕緣套管的中心孔中穿出線圈骨架，引向線圈骨架外部。陶瓷絕緣套管起到將Nb3Sn超導(dǎo)線與線圈骨架隔離定位并保持電絕緣的作用。其中，采用等離子噴涂工藝制備的氧化鋁陶瓷涂層絕緣性能優(yōu)異，絕緣等級高，t匕重輕。相比其他陶瓷材料，氧化鋁低溫?zé)崤蛎浵禂?shù)與金屬材料更接近，不易造成低溫?zé)嵴鹆鸭y。其中，銀材質(zhì)的導(dǎo)熱層的作用在于一方面，銀材料的高熱導(dǎo)率性能可以提高骨架的導(dǎo)熱能力，及時分散線圈的局部溫升，降低線圈失超幾率，保護(hù)線圈穩(wěn)定運(yùn)行；另一方面，銀本身的塑、韌性優(yōu)異，處于陶瓷涂層與不銹鋼骨架之間可以有效消除或降低兩者材料之間由于應(yīng)力積聚造成的斷裂傾向。本發(fā)明的特點在于采用成本較低的無磁不銹鋼材料作為線圈骨架材料，具備耐高溫、高強(qiáng)度、易加工的優(yōu)點，同時不銹鋼材料的低溫冷縮系數(shù)與Nb3Sn超導(dǎo)線相似，避免在液氦低溫下超導(dǎo)線圈與線圈骨架冷縮系數(shù)不同造成的線圈微動從而引起超導(dǎo)線圈失超的危險。此外，通過在Nb3Sn超導(dǎo)磁體線圈與無磁不銹鋼骨架之間設(shè)計的陶瓷涂層材料有如下特點第一、解決了線圈與金屬骨架之間的絕緣問題，第二、陶瓷涂層能夠耐受Nb3Sn超導(dǎo)磁體在長時間高溫?zé)崽幚聿话l(fā)生損傷，第三、陶瓷材料的導(dǎo)熱性能優(yōu)異，利于超導(dǎo)線圈的冷卻降溫，使局部偶然溫升得到迅速降低從而保持磁體整體穩(wěn)定，第四、銀導(dǎo)熱層與陶瓷涂層的結(jié)合使陶瓷涂層更加穩(wěn)固，抗熱震性能提高。銀導(dǎo)熱層與固化填充材料的添加都增加了線圈低溫下的熱導(dǎo)能力，利于保持線圈的穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明從結(jié)構(gòu)和材料等方面綜合考慮，對磁體線圈結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了設(shè)計優(yōu)化，能夠解決Nb3Sn超導(dǎo)磁體線圈制備技術(shù)中遇到的電氣絕緣、電磁力、高溫?zé)崽幚怼O低溫冷卻等諸多實際工程問題。


圖I不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈結(jié)構(gòu)1/2截面示意圖2陶瓷絕緣套管結(jié)構(gòu)截面示意圖；圖3不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈的臨界電流曲線。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施方式
進(jìn)一步說明本發(fā)明。圖I為本發(fā)明不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈結(jié)構(gòu)1/2截面示意圖。如圖I所示，本發(fā)明超導(dǎo)磁體線圈的結(jié)構(gòu)由內(nèi)至外依次為線圈骨架、導(dǎo)熱層、陶瓷涂層、Nb3Sn超導(dǎo)線圈和復(fù)合綁扎層。線圈骨架采用無磁不銹鋼材料制作，由直管狀的芯筒和芯筒兩端的端板組成；芯筒外表面和端板內(nèi)側(cè)均有導(dǎo)熱層和陶瓷涂層，其中，陶瓷涂層材質(zhì)氧化鋁，采用等離子噴涂工藝制備；導(dǎo)熱層材質(zhì)為銀，位于陶瓷涂層與骨架之間；所述的陶瓷涂層外繞制有Nb3Sn超導(dǎo)線圈，Nb3Sn超導(dǎo)線圈最外層是復(fù)合綁扎層。所述的復(fù)合綁扎層為雙層結(jié)構(gòu)，其內(nèi)層為耐高溫的無堿玻璃絲布，外層為無磁的不銹鋼絲。超導(dǎo)線圈骨架上均勻排布有通孔，在陶瓷涂層和綁扎層之間的超導(dǎo)線圈間隙內(nèi)充滿固化填充材料。所述的固化填充材 化鋁，球形陶瓷顆粒直徑為50-300微米，球形陶瓷顆粒與低溫聚氨酯改性環(huán)氧樹脂材料的質(zhì)量比為1:6。圖2為陶瓷絕緣套管結(jié)構(gòu)示意圖。陶瓷絕緣套管為近似“T”形的空心圓柱結(jié)構(gòu)，其外圓柱面的臺階為錐形，錐度角a為90度，材料為氧化鋁；線圈骨架的端板上有出線孔，也為近似“T”形的圓柱孔，其內(nèi)孔面的臺階為錐形，其錐度角與陶瓷絕緣套管外圓柱面的錐形臺階的錐度角a相等；陶瓷絕緣套管從線圈骨架的端板內(nèi)側(cè)插入所述的出線孔中，并通過超導(dǎo)磁體線圈內(nèi)超導(dǎo)線對陶瓷絕緣套管的軸向擠壓力實施對陶瓷絕緣套管的軸向定位，通過陶瓷絕緣套管的外圓柱面的錐形臺階面與線圈骨架端板上出線孔的內(nèi)孔錐形臺階面兩者之間的接觸配合對其進(jìn)行徑向定位；Nb3Sn超導(dǎo)線從陶瓷絕緣套管的中心孔中穿出線圈骨架，引向線圈骨架外部。陶瓷絕緣套管起到將Nb3Sn超導(dǎo)線與線圈骨架隔離定位并保持電絕緣的作用。實施例I超導(dǎo)磁體螺線管線圈的導(dǎo)線采用青銅工藝的Nb3Sn超導(dǎo)線，導(dǎo)線外有無堿玻璃絲布套管絕緣。超導(dǎo)線裸直徑0. 9mm,絕緣后直徑I. 05mm。Nb3Sn線圈內(nèi)徑41mm,外徑64mm,長150mm。線圈內(nèi)有超導(dǎo)線12層，共約1655匝。線圈骨架采用無磁不銹鋼材料，線圈骨架由直管狀的芯筒和位于芯筒兩端的端板組成。芯筒的外表面和端板的內(nèi)側(cè)均有銀材質(zhì)的導(dǎo)熱層和等離子噴涂工藝制備的氧化鋁陶瓷涂層；導(dǎo)熱層位于陶瓷涂層與骨架之間。陶瓷涂層外繞制Nb3Sn超導(dǎo)線圈，超導(dǎo)磁體線圈最外面是復(fù)合綁扎層，在線圈骨架與復(fù)合綁扎層之間的超導(dǎo)磁體線圈間隙內(nèi)充滿固化填充材料。固化填充材料為摻有球形陶瓷顆粒的低溫聚氨酯改性環(huán)氧樹脂材料，球形陶瓷顆粒材料為氮化硼或氮化鋁，球形陶瓷顆粒直徑為50微米，球形陶瓷顆粒與低溫聚氨酯改性環(huán)氧樹脂材料的質(zhì)量比為1:6。在本實施例中，超導(dǎo)磁體螺線管線圈的復(fù)合綁扎層為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為耐高溫的無堿玻璃絲布，外層為無磁的不銹鋼絲。超導(dǎo)線圈骨架上均勻排布有通孔，該通孔專門用于Nb3Sn超導(dǎo)線圈的液態(tài)固化填充材料浸潰。通過該通孔，采用真空浸潰方式在所述的陶瓷涂層與復(fù)合綁扎層之間的超導(dǎo)磁體線圈的間隙內(nèi)充滿固化填充材料。線圈骨架的端板上開有出線孔。線圈骨架端板出線孔內(nèi)安裝有陶瓷絕緣套管，Nb3Sn超導(dǎo)線從陶瓷絕緣套管中經(jīng)過線圈骨架端板，引向線圈骨架外部。陶瓷絕緣套管為近似“T”形的空心圓柱結(jié)構(gòu)，其外圓柱面的臺階為錐形，錐度角a為90度，材料為氧化鋁；線圈骨架的端板上的出線孔也為近似“T”形的圓柱孔，其內(nèi)孔面的臺階為錐形，其錐度角與陶瓷絕緣套管外圓柱面的錐形臺階的錐度角a相等；陶瓷絕緣套管從線圈骨架的端板內(nèi)側(cè)插入所述的出線孔中，并通過超導(dǎo)磁體線圈內(nèi)超導(dǎo)線對陶瓷絕緣套管的軸向擠壓力實施對陶瓷絕緣套管的軸向定位，通過陶瓷絕緣套管的外圓柱面的錐形臺階面與線圈骨架端板上出線孔的內(nèi)孔錐形臺階面的兩者之間的接觸配合對其進(jìn)行徑向定位；Nb3Sn超導(dǎo)線從陶瓷絕緣套管的中心孔中穿出線圈骨架，引向線圈骨架外部。陶瓷絕緣套管起到將Nb3Sn超導(dǎo)線與線圈骨架隔離定位并保持電絕緣 的作用。本發(fā)明不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈的常溫電阻27 Q，電感0. 0367H。將該Nb3Sn線圈置于4. 2K低溫環(huán)境下，采用四引線法對線圈的臨界電流進(jìn)行了測試。結(jié)果如圖3所示，該Nb3Sn線圈在自場條件下的臨界電流值達(dá)到263A。該Nb3Sn線圈顯示了良好的低溫臨界特性。實施例2制備不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈，制備方法、工藝參數(shù)與實施例I相同，不同之處僅在于固化填充材料中的球形陶瓷顆粒直徑為300微米。將該Nb3Sn線圈置于4. 2K低溫環(huán)境下測試表明該Nb3Sn線圈顯示了良好的低溫臨界特性。實施例3制備不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈，制備方法、工藝參數(shù)與實施例I基本相同，不同之處僅在于固化填充材料中的球形陶瓷顆粒直徑為150微米。將該Nb3Sn線圈置于4. 2K低溫環(huán)境下測試表明該Nb3Sn線圈顯示了良好的低溫臨界特性。
權(quán)利要求
1.一種不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈，其特征在于所述的Nb3Sn超導(dǎo)磁體線圈由Nb3Sn超導(dǎo)線逐匝、逐層地緊密繞制在線圈骨架上組成；所述的超導(dǎo)磁體線圈的骨架采用無磁不銹鋼材料制作；所述的線圈骨架由直管狀的芯筒和位于芯筒兩端的端板組成；所述芯筒的外表面和所述端板的內(nèi)側(cè)均有導(dǎo)熱層和陶瓷涂層；所述的導(dǎo)熱層位于陶瓷涂層與骨架之間；所述的陶瓷涂層外繞制有Nb3Sn超導(dǎo)線圈，所述的Nb3Sn超導(dǎo)線圈的最外層是復(fù)合綁扎層；在所述的陶瓷涂層與復(fù)合綁扎層之間的超導(dǎo)磁體線圈的間隙內(nèi)充滿固化填充材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈，其特征在于所述的線圈骨架的端板上開有出線孔，所述的出線孔內(nèi)安裝有陶瓷絕緣套管，Nb3Sn超導(dǎo)線從陶瓷絕緣套管中經(jīng)過線圈骨架的端板穿出，引向線圈骨架外部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈，其特征在于所述的陶瓷絕緣套管為近似“T”形的空心圓柱結(jié)構(gòu)，其外圓柱面上設(shè)有錐形臺階，錐度角α為90度，材料為氧化鋁；所述的線圈骨架的端板上的出線孔也為近似“Τ”形的圓柱孔，其內(nèi)孔面也設(shè)有錐形臺階，其錐度角與陶瓷絕緣套管外圓柱面的錐形臺階的錐度角α相等；陶瓷絕緣套管從線圈骨架的端板內(nèi)側(cè)插入所述的出線孔中，并通過超導(dǎo)磁體線圈內(nèi)的超導(dǎo)線對陶瓷絕緣套管的軸向擠壓作用實現(xiàn)對陶瓷絕緣套管的軸向定位，通過陶瓷絕緣套管外圓柱面的錐形臺階面與線圈骨架端板上出線孔的內(nèi)孔錐形臺階面兩者之間的接觸配合實現(xiàn)對陶瓷絕緣套管的徑向定位；Nb3Sn超導(dǎo)線從陶瓷絕緣套管的中心孔中穿出線圈骨架。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈，其特征在于所述的復(fù)合綁扎層為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為耐高溫的無堿玻璃絲布，外層為無磁的不銹鋼絲。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈，其特征在于所述的線圈骨架上均勻排布有通孔；采用真空浸潰方法通過該通孔填充滿固化填充材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈，其特征在于所述的固化填充材料為摻有球形陶瓷顆粒的低溫聚氨酯改性環(huán)氧樹脂材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈，其特征在于所述的球形陶瓷顆粒材料為氮化硼或氮化鋁，球形陶瓷顆粒直徑為50-300微米，球形陶瓷顆粒與低溫聚氨酯改性環(huán)氧樹脂材料的質(zhì)量比為1:6。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈，其特征在于所述的陶瓷涂層材質(zhì)為氧化鋁；所述的導(dǎo)熱層材質(zhì)為銀。
全文摘要
一種不銹鋼骨架Nb3Sn超導(dǎo)磁體螺線管線圈。其線圈骨架采用無磁不銹鋼材料。線圈骨架由直管狀的芯筒和端板組成。在芯筒的外表面和端板的內(nèi)側(cè)均有導(dǎo)熱層和氧化鋁陶瓷涂層，導(dǎo)熱層位于陶瓷涂層與線圈骨架之間。在陶瓷涂層外繞制Nb3Sn超導(dǎo)線圈。超導(dǎo)線圈最外層是復(fù)合綁扎層。復(fù)合綁扎層的內(nèi)層為耐高溫的無堿玻璃絲布，外層為無磁的不銹鋼絲。超導(dǎo)磁體線圈間隙內(nèi)通過真空浸漬方法填充滿固化填充材料。線圈骨架上均勻排布有通孔。線圈骨架端板進(jìn)出線孔內(nèi)安裝有陶瓷絕緣套管，Nb3Sn超導(dǎo)線從陶瓷絕緣套管中經(jīng)過線圈骨架端板，引向線圈骨架外部。陶瓷絕緣套管為近似“T”形空心圓柱結(jié)構(gòu)，該陶瓷絕緣套管將Nb3Sn超導(dǎo)線與線圈骨架隔離定位并保持電絕緣。
文檔編號H01F6/06GK102723162SQ201210237909
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者宋守森, 崔春艷, 戴銀明, 李毅, 王暉, 王秋良, 程軍勝 申請人:中國科學(xué)院電工研究所