[发明专利]一种螺线管式高温超导线圈及其固化方法

说明书

本申请涉及高温超导线圈的技术领域，尤其涉及一种螺线管式高温超导线圈及其固化方法。本申请提供了一种螺线管式高温超导线圈，包括：螺线管式线圈、石蜡体、保护层和环氧树脂层；所述螺线管式线圈的相邻的带材之间填充所述石蜡体；所述螺线管式线圈的表面设有所述保护层；所述保护层的表面设有所述环氧树脂层。本申请提供了一种螺线管式高温超导线圈及其固化方法，有效解决传统环氧树脂固化方法制得的螺线管式高温超导线圈存在的性能退化的技术问题。

技术领域

本申请涉及高温超导线圈的技术领域，尤其涉及一种螺线管式高温超导线圈及其固化方法。

背景技术

高温超导材料，是具有高临界转变温度(Tc)能在液氮温度条件下工作的超导材料。第二代YBCO高温超导材料有着更高的临界电流密度和更优异的磁场特性，被视为工业界更具有应用前景的高温超导材料。目前日本、美国、德国、韩国、中国已经生产出km量级具有高电流密度、较好机械性能的YBCO涂层导体，应用于大型超导电缆、大功率发电机、电动机、限流器、储能器、特别是强磁体等工业产品的研制。

但是，在研制过程发现YBCO涂层导体在实际应用中处在力-电-磁-热多场耦合的复杂环境下，其临界性能会出现比较复杂的变化，主要表现为临界电流在外力作用下出现不同程度的退化。同时，由于其具有典型的层合结构，在采用绝缘材料固化后，不同材料层热膨胀系数失配导致层间热应力，加之电磁力等外载荷的作用，也会对YBCO涂层导体的临界性能产生较大的影响。所以，对YBCO涂层导体的临界性能在固化后的力-电-磁-热多场耦合环境下的行为进行研究就显得十分必要，对其以后的大规模应用和由其制成的超导设备的正常、稳定、安全的运行都有着非常重要的意义。

传统的制造方法一般为采用单一的固化方式，将螺线管式高温超导线圈浸渍在环氧树脂直接进行固化，但是多篇文献及实际经验表明，现有的螺线管式高温超导线圈经过多次冷热循环后其线材的通电性能退化明显，导致传统的螺线管式高温超导线圈的电化性能差。

发明内容

本申请提供了一种螺线管式高温超导线圈及其固化方法，有效解决传统环氧树脂固化方法制得的螺线管式高温超导线圈存在的性能退化的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种螺线管式高温超导线圈，包括：

螺线管式线圈、石蜡体、保护层和环氧树脂层；

所述螺线管式线圈的相邻的带材之间填充所述石蜡体；

所述螺线管式线圈的表面设有所述保护层；

所述保护层的表面设有所述环氧树脂层。

作为优选，所述保护层选自的材质选自青铜或铝。

作为优选，所述环氧树脂层的厚度为1-3mm。

作为优选，所述螺线管式高温超导线圈，还包括玻璃纤维布层；

所述螺线管式线圈的相邻的带材之间填充石蜡体；

所述螺线管式线圈的表面设有所述保护层；

所述保护层的表面设有所述玻璃纤维布层；

所述玻璃纤维布层的表面设有所述环氧树脂层。

本申请第二方面公开了一种螺线管式高温超导线圈的固化方法，包括以下步骤：

步骤1、在螺线管式线圈的外周包裹保护层，得到初级线圈固化体；

步骤2、将所述初级线圈固化体浸渍在石蜡熔融液中，使得所述初级线圈固化体的相邻的带材之间填充石蜡，所述石蜡熔融液凝固后，除去所述初级线圈固化体的外表面石蜡，得到次级线圈固化体；

步骤3、将所述次级线圈固化体浸渍在环氧树脂溶液中，进行固化，制得螺线管式高温超导线圈，其中，所述环氧树脂溶液的固化温度低于所述石蜡熔融液的熔点。