[发明专利]一种基于超导连接的轴向梯度计的制造装置及方法

权利要求书

1.一种基于超导连接的轴向梯度计的制造装置，其特征在于：所述轴向梯度计包括SQUID芯片和梯度线圈，所述制造装置包括铌线退火设备和铌线键合设备；所述铌线退火设备用于对铌线进行退火操作；所述铌线键合设备用于将退火后的铌线分别超声键合在所述SQUID芯片和所述梯度线圈上，以实现所述SQUID芯片和所述梯度线圈之间的超导连接；

所述铌线退火设备包括真空腔、机械支架、机械泵、分子泵、电阻规、电离规、电阻规示数表、电离规示数表、转速表和稳压直流电源；

所述真空腔的顶部设置有正负电极，腔壁上设置有进气口；所述正负电极的一端与所述稳压直流电源的输出端相连，另一端与待退火的铌线相连；

所述机械支架用于固定放置所述真空腔；

所述机械泵用于对所述真空腔抽真空；

所述分子泵用于对所述真空腔抽真空；

所述电阻规设置在所述真空腔上，用于探测所述机械泵运行期间所述真空腔的真空度；

所述电离规设置在所述真空泵上，用于探测所述分子泵运行期间所述真空腔的真空度；

所述电阻规示数表与所述电阻规相连，用于显示所述电阻规探测到的真空度的数值；

所述电离规示数表与所述电离规相连，用于显示所述电离规探测到的真空度的数值；

所述转速表与所述分子泵相连，用于显示所述分子泵的转速；

所述稳压直流电源与所述真空腔上的正负电极相连，用于提供铌线退火所需的稳压电流。

2.根据权利要求1所述的基于超导连接的轴向梯度计的制造装置，其特征在于：所述真空腔的腔壁上设置有观察窗，用于观察铌线在退火过程中的亮度及是否熔断；所述真空腔的底部设有隔离层，用于隔离所述分子泵和所述机械泵。

3.一种基于超导连接的轴向梯度计的制造方法，应用权利要求1-2之一所述的基于超导连接的轴向梯度计的制造装置，其特征在于：包括以下步骤：

确定轴向梯度计的阶数、基线以及半径大小；

根据所述轴向梯度计的阶数、基线以及半径大小加工所述轴向梯度计的骨架；

在所述轴向梯度计的骨架上绕制梯度线圈；

将SQUID芯片固定在所述轴向梯度计的骨架上；

将所述梯度线圈的头部双绞至距离所述SQUID芯片1mm处，并涂覆增强型双组份环氧胶；去除所述梯度线圈头部上的增强型双组份环氧胶；

在去除增强型双组份环氧胶的所述梯度线圈头部，刮拭出一与所述SQUID芯片平面相平行的光滑平面；

对铌线进行预处理；

将预处理后的铌线放入真空腔；

采用机械泵和分子泵对所述真空腔抽真空；

对预处理后的铌线进行退火；

将退火后的铌线分别超声键合在SQUID芯片和梯度线圈上，以实现所述SQUID芯片和所述梯度线圈之间的超导连接。

4.根据权利要求3所述的基于超导连接的轴向梯度计的制造方法，其特征在于：将SQUID芯片固定在所述轴向梯度计的骨架上包括以下步骤：

用酒精将所述轴向梯度计的骨架清洁干净，涂覆一层低温胶；

将所述SQUID芯片压合在所述低温胶上，并在常温下放置5-6小时来实现固化，从而将所述SQUID芯片和所述梯度线圈均固定在所述轴向梯度计的骨架上。

5.根据权利要求3所述的基于超导连接的轴向梯度计的制造方法，其特征在于：将所述梯度线圈的头部双绞至距离所述SQUID芯片1mm处，并涂覆增强型双组份环氧胶时，包括以下步骤：

将所述梯度线圈头部双绞至距离所述SQUID芯片1mm处并固定，再用增强型双组份环氧胶涂覆在所述梯度线圈头部，涂覆厚度为0.5-1mm；

将处理好的梯度线圈水平放置在湿度小于22.1％的室温干燥环境中10-12小时以实现固化。

6.根据权利要求3所述的基于超导连接的轴向梯度计的制造方法，其特征在于：采用机械泵和分子泵对所述真空腔抽真空包括以下步骤：

关闭所述真空腔顶部的盖板，打开机械泵，待电阻规示数表示数为1*10^-1Pa时，再打开分子泵，直至所述电离规示数表示数为1*10^-4Pa。