[发明专利]用于制造连续导线的方法和根据该方法制造的导线

说明书

本发明提供一种制造连续导线的方法，该方法包括：将由至少一种金属材料形成的带料(10)形成为通道(21)；将至少一种粉末(32)放置至通道(21)中；和将通道(21)的边缘密封到一起以便生产导线(28)，其中该方法还包括将粉末(32)与载体液体(41)混合以便形成浆料，以及将浆料放置到通道(21)中。所述载体液体相对于所述至少一种粉末为化学惰性的。

技术领域

本发明涉及一种制造连续生产的导线的方法，特别是涉及一种制造连续生产的超导导线的方法。

背景技术

使用粉末装管(PIT)导体技术形成的超导MgB₂连续导体特别地使用在15-20K的温度范围内工作的应用中。这包括MRI应用、高能量需求应用(如数据中心的DC线缆、钢和铝的精制、混合能量存储应用和风力发电机中的电磁体)。对于用于多种应用的超导导体的大量需求对复合导线的传统粉末装管(PIT)间歇式技术的制造能力施加了压力。

在最常见的PIT技术中，前驱粉末被包装在一个或多个金属管件中，这些管件随后被拉伸、压锻或拉伸成导线或条带，并且随后在真空、空气或者惰性气体环境中进行热处理。PIT导线可以根据起始材料被分类为两种主要的制造途径。第一种为使用未反应的起始粉末Mg和B的所谓原位(in situ)法。第二种为利用MgB₂粉末作为起始材料的非原位(exsitu)法。

现有的技术基于间歇式工艺，所述间歇式工艺固有地生产长度受限的导线，这对于大尺寸的应用来说是不期望的，在大尺寸的应用中，绕组上的超导接头将产生不可接受的系统的机械热和电磁约束。为了由PIT MgB₂导线生产大线圈或长线缆，导线的许多分离的长度必须被接合(splice)到一起，以便生产具有足够长度的导线。每个接头都将增加损失超导能力的风险，这对于超导体工业来说是不可接受的工艺。

目前不存在制造具有大尺寸应用(诸如MRI的磁体)所要求长度的连续MgB₂超导导线的技术。连续导线的生产依靠于不间断的Mg、B或MgB₂粉末的供给，所述供给具有或不具有任何另外的添加物(诸如均匀地添加至“U”形轮廓的掺杂物)。WO2014/135893公开了一种工艺，其中连续供给的带料首先被转化成“U”形，随后在被闭合成导线并且被激光接缝焊接密封之前利用粉末供给装置进行填充。该工艺和其他相似的工艺要求供给装置能够均一地并且精确地将纳米或微米尺寸的粉末供给至相对窄的“U”形轮廓。

预定量的均匀的细小粉末(小于10微米，更特别地，小于1微米)的混合和供给产生了许多问题，所述问题包括但不限于湿气吸收、静电带电和粉末压实。环境主要影响湿气吸收和静电带电。静电带电还受机械设计的影响。粉末压实问题主要为特定粉末的特有问题，该问题也主要受机械设计的影响。

此外，如果粉末具有燃烧或者爆炸特性，那么在大多数时候使得系统环境惰性化仅仅是用于混合和供给的安全的解决方案。惰性化的最简单方法是引入惰性(不可燃烧)气体，使得永远不存在具有可燃烧浓度的混合物。引燃能量对于防止爆炸是非常重要的特性。一些种类的粉末(包括镁粉末)具有非常低的最小引燃能量。惰性化解决了湿气吸收的问题，但没有解决静电带电和粉末压实。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种制造导线的方法，该方法包括：使得由至少一种金属材料形成的带料形成为通道；将至少一种粉末放置到通道中；以及将通道的边缘密封在一起以便生产导线，其中所述方法还包括将粉末和载体液体混合以便形成浆料，以及将浆料放置到通道中。

所述载体液体相对于所述至少一种粉末是化学惰性的。

多种粉末可以各自与载体液体混合以便形成多种浆料，随后将所述多种浆料结合以便形成一种结合的浆料。可替代地，所有粉末可以从最初就被混合于一种浆料内。

本方法还可以包括在浆料被放置在通道中之后进行加热，以便将固体残余物留在通道中。