[发明专利]一种高热导铌三锡超导线圈及其制作方法

权利要求书

1.一种高热导铌三锡超导线圈，其特征在于：包括不锈钢骨架(1)、绝缘层(2)、铌三锡超导线圈(3)、氮化铝(4)、氯化钠(5)和中心支撑(6)；其中，所述不锈钢骨架(1)具有薄壁结构，两端焊接端板法兰(8)，两端的所述端板法兰(8)中间为由铌三锡导线精密排线成的所述铌三锡超导线圈(3)；所述铌三锡超导线圈(3)与所述不锈钢骨架(1)之间具有所述绝缘层(2)，所述绝缘层(2)耐高温热处理和耐低温冷却，并使所述铌三锡超导线圈(3)在通电励磁时与所述不锈钢骨架(1)之间绝缘；所述不锈钢骨架(1)的两个所述端板法兰(8)的中间位置开设有多个槽(7)，高热导的所述氮化铝(4)填充满所述槽(7)；所述不锈钢骨架(1)和中心支撑(6)的间隙内填充所述氯化钠(5)；所述中心支撑(6)从所述不锈钢骨架(1)的中心孔内插入，其结构为实心结构以增大高热导铌三锡超导线圈的刚度和强度，减小变形。

2.根据权利要求1所述的高热导铌三锡超导线圈，其特征在于：所述槽(7)沿所述不锈钢骨架(1)的轴线方向在所述不锈钢骨架(1)的外周上均匀分布，所述槽(7)的宽度为1-10mm，所述槽(7)的边到两个所述端板法兰(8)的距离为5-10cm。

3.根据权利要求1所述的高热导铌三锡超导线圈，其特征在于：所述不锈钢骨架(1)的槽(7)内填充的所述氮化铝(4)为粉体，粒径为50纳米-100微米。

4.根据权利要求1所述的高热导铌三锡超导线圈，其特征在于：所述不锈钢骨架(1)和中心支撑(6)的间隙的宽度为单边0.5-5mm。

5.根据权利要求1-4之一所述的高热导铌三锡超导线圈的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将不锈钢骨架(1)做成两端带有端板法兰(8)的筒形结构，两端的端板法兰(8)的中间位置为中性面，在所述中性面两侧开设多个槽(7)，所述槽(7)的宽度为1-10mm，所述槽(7)的长度根据所述不锈钢骨架(1)的长度而定，所述槽(7)的边到两个所述端板法兰(8)的距离为5-10cm；

(2)在所述不锈钢骨架(1)的中心孔内插入实心耐热钢作为中心支撑(6)，所述中心支撑(6)和所述不锈钢骨架(1)的装配间隙为单边0.5-5mm，使所述中心支撑(6)轻松插入到所述不锈钢骨架的中心孔内；

(3)在所述不锈钢骨架(1)和中心支撑(6)的间隙内加入氯化钠(5)，并从两侧压实；

(4)在不锈钢骨架(1)上开设的槽(7)内加入高热导的所述氮化铝(4)，其为粉体；并在所述不锈钢骨架(1)上绕制不锈钢片，用卡箍箍紧，将所述氮化铝(4)压实填充满所述不锈钢骨架(1)的槽(7)内，然后取下卡箍和不锈钢片，氮化铝(4)和不锈钢骨架(1)充分衔接，组成圆柱形状；

(5)在所述不锈钢骨架(1)上缠绕玻璃丝布作为所述铌三锡超导线圈(3)和不锈钢骨架(1)的所述绝缘层(2)，然后在绝缘后的不锈钢骨架(1)上精密排线，将绕制完成的铌三锡超导线圈(3)进行真空热处理，生成铌三锡超导相；

(6)热处理完成后，将煮沸的去离子水缓慢加入到所述不锈钢骨架(1)和中心支撑(6)中间的氯化钠(5)中，逐渐溶解氯化钠(5)，暴露出所述不锈钢骨架(1)和中心支撑(6)的间隙，缓慢抽出所述中心支撑(6)；然后对所述铌三锡超导线圈(3)真空加热，除去内壁上的水蒸气；

(7)进行真空浸渍环氧树脂，所述环氧树脂从所述铌三锡超导线圈(3)的外表面和中心孔两个方向所述铌三锡超导线圈(3)浸渍渗透，填充所述铌三锡超导线圈(3)和氮化铝(4)各自的间隙，将所述铌三锡超导线圈(3)、不锈钢骨架(1)和氮化铝(4)填充固化成一个整体从而得到高热导的铌三锡超导线圈。