本發(fā)明涉及超導(dǎo)帶材的加熱裝置,特別涉及一種高溫超導(dǎo)帶材連續(xù)化快速加熱裝置。
背景技術(shù):
本發(fā)明涉及高溫超導(dǎo)帶材連續(xù)化鍍膜和熱處理領(lǐng)域。基于ReBa1Cu2O7-δ(REBaCuO,RE=Y,Gd,Dy等稀土元素)高溫超導(dǎo)體的第二代高溫超導(dǎo)帶材是一種新型電力材料,其結(jié)構(gòu)包括了金屬基帶、氧化物緩沖層、銅基氧化物REBaCuO超導(dǎo)層和金屬保護(hù)層。第二代高溫超導(dǎo)帶材是指以REBCO-123系超導(dǎo)材料為主的稀土類鋇銅氧化物超導(dǎo)涂層導(dǎo)體。它由金屬合金基帶、種子層、阻擋層、帽子層、稀土鋇銅氧超導(dǎo)層、保護(hù)層以及穩(wěn)定層等構(gòu)成。與第一代Bi系高溫超導(dǎo)帶材相比,第二代高溫超導(dǎo)帶材具有更高的不可逆場(chǎng)更高的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度和更高的臨界電流密度,可以在較高的溫度和磁場(chǎng)下應(yīng)用,是各國在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域研發(fā)的焦點(diǎn)。高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體的常用結(jié)構(gòu)和組分為:基帶為哈氏合金帶或其他鎳鎢合金帶,緩沖層為錳氧化鑭/氧化鎂/氧化釔,金屬銀為保護(hù)層;其中,超導(dǎo)層的各類制備技術(shù)路線中成本最低的為金屬有機(jī)物涂層技術(shù)。可見,完成高溫超導(dǎo)帶材制備流程需要在金屬合金基帶上沉積各類氧化物以及超導(dǎo)層,而采用低成本化學(xué)法制備高溫超導(dǎo)帶材需要多次氣氛熱處理來實(shí)現(xiàn)。為了提升產(chǎn)量,往往要求走帶速度很快(大于100米/小時(shí))。一般的電阻絲加熱方式對(duì)金屬基帶的加熱往往不充分且效率低下,影響各氧化物功能層的性能。針對(duì)上述多層結(jié)構(gòu)連續(xù)化鍍膜和多次氣氛熱處理,采用新型高效的加熱裝備,提高這些鍍膜和熱處理過程中的加熱升溫速率,對(duì)控制產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率十分重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的在于針對(duì)金屬基帶上多層結(jié)構(gòu)連續(xù)化鍍膜和多次氣氛熱處理,主要解決電阻絲加熱方式存在的加熱不充分及效率低的技術(shù)問題,提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連續(xù)動(dòng)態(tài)條件下的高溫超導(dǎo)帶材連續(xù)化快速加熱裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種高溫超導(dǎo)帶材連續(xù)化快速加熱裝置,包括一個(gè)放帶輪和一個(gè)收卷輪,超導(dǎo)帶材穿過加熱爐,其特征是所述加熱爐為半圓形抗輻射反射管,分成預(yù)熱區(qū)和薄膜沉積區(qū),在預(yù)熱區(qū),超導(dǎo)帶材上方和下方設(shè)有透明擋板,在透明擋板靠半圓形抗輻射反射管一側(cè)均設(shè)有輻射加熱燈管;在薄膜沉積區(qū),超導(dǎo)帶材貼在上方金屬傳熱板上,在金屬傳熱板上方沿長(zhǎng)度方向設(shè)有多個(gè)輻射加熱燈管。所述透明擋板背面采用高反射率鏡面設(shè)計(jì),可以提高基帶預(yù)熱效率。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于:為保證有效、快速加熱,設(shè)置預(yù)熱區(qū),在超導(dǎo)帶材正反面放有輻射加熱燈管,通過透明擋板最大限度吸收輻射熱量,也保證帶材揮發(fā)物質(zhì)不影響加熱燈管的壽命,有效解決基帶高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下基帶加熱不充分的情況;在薄膜沉積區(qū),只能有一面加熱,另一面需正面向擴(kuò)散的氣相沉積等離子體或熱處理的混合氣體;為了保護(hù)輻射加熱燈管、同時(shí)使加熱帶材的基地受熱均勻,將超導(dǎo)帶材貼在金屬傳熱板上,超導(dǎo)帶材不含功能薄膜層的那面與金屬傳熱板接觸,通過金屬傳熱板間接加熱,利于溫度的控制與穩(wěn)定,解決輻照過程熱電偶溫度變化過快的情況。采用輻射加熱燈管加熱,解決第二代高溫超導(dǎo)帶材生產(chǎn)過程中高溫及氧化條件對(duì)普通加熱體的腐蝕。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,升溫速率高,特別適用于第二代高溫超導(dǎo)帶材高速制備。附圖說明圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1-輻射加熱燈管,2-透明擋板,3-金屬傳熱板,4-半圓形抗輻射反射管,5-放帶輪,6-收卷輪,7-超導(dǎo)帶材。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。以下僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。參照?qǐng)D1,一種高溫超導(dǎo)帶材連續(xù)化快速加熱裝置,包括一個(gè)放帶輪5和一個(gè)收卷輪6,超導(dǎo)帶材7穿過加熱爐,所述加熱爐為半圓形抗輻射反射管4,分成預(yù)熱區(qū)和薄膜沉積區(qū),在預(yù)熱區(qū),超導(dǎo)帶材7上方和下方設(shè)有透明擋板2,透明擋板背面采用高反射率鏡面設(shè)計(jì),在透明擋板2靠半圓形抗輻射反射管4一側(cè)均設(shè)有輻射加熱燈管1;在薄膜沉積區(qū),超導(dǎo)帶材7貼在上方金屬傳熱板3上,在金屬傳熱板3上方沿長(zhǎng)度方向設(shè)有多個(gè)輻射加熱燈管1。當(dāng)超導(dǎo)帶材7在預(yù)熱區(qū)時(shí),可以通過輻照方式提高到較高的預(yù)熱;隨后超導(dǎo)帶材7進(jìn)入薄膜沉積區(qū),通過金屬傳熱板3的接觸傳熱,可以有效控制超導(dǎo)帶材7的工作溫度。采用密閉式的輻射加熱燈管,可以解決第二代高溫超導(dǎo)帶材生產(chǎn)過程中高溫及氧化條件對(duì)普通加熱體的腐蝕。我們通過對(duì)比,通過使用該加熱裝置,可以將金屬基帶上LaMnO3緩沖層的Phi掃描從8度降低到5度,有效提高了緩沖層質(zhì)量。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。