本申請涉及核聚變，具體涉及一種無絕緣超導(dǎo)線圈的制作方法和無絕緣超導(dǎo)線圈。

背景技術(shù)：

1、無絕緣超導(dǎo)線圈是由超導(dǎo)帶材繞制的、匝間無有機(jī)絕緣層的線圈。相對于傳統(tǒng)有絕緣線圈，無絕緣超導(dǎo)線圈結(jié)構(gòu)更加緊湊、機(jī)械性能和冷卻性能更強(qiáng)，且能夠提供更高的磁場強(qiáng)度等特征，應(yīng)用場景更加廣泛。因此，無絕緣超導(dǎo)線圈的機(jī)械性能，冷卻性能和匝間電阻率往往對無絕緣線圈的影響顯著。

2、現(xiàn)有的無絕緣超導(dǎo)線圈的匝間電阻率往往較小，這導(dǎo)致無絕緣超導(dǎo)線圈的充放電過程中的時間常數(shù)較大，同時一些無絕緣線圈機(jī)械性能和冷卻性能往往較差。因此，如何在為無絕緣超導(dǎo)線圈提供足夠的機(jī)械穩(wěn)定性的同時盡量增大線圈的匝間電阻且增大冷卻性能以提升無絕緣超導(dǎo)線圈的綜合性能成為亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N無絕緣超導(dǎo)線圈的制作方法和無絕緣超導(dǎo)線圈，以解決如何在為無絕緣線圈提供足夠的機(jī)械穩(wěn)定性的同時盡量增大線圈的匝間電阻且增大冷卻性能以提升無絕緣超導(dǎo)線圈的綜合性能的技術(shù)問題。

2、根據(jù)第一方面，本申請實(shí)施例提供了一種無絕緣超導(dǎo)線圈的制作方法，包括：將金屬帶和超導(dǎo)帶材進(jìn)行層疊并繞形成預(yù)定匝數(shù)的線圈，得到繞制線圈，其中，所述金屬帶的寬度大于超導(dǎo)帶材的寬度；將所述繞制線圈放置在焊錫浸漬裝置中進(jìn)行焊錫浸漬，得到焊接線圈；將位于所述焊接線圈的環(huán)形面的焊錫外殼去除至暴露所述金屬帶，得到無絕緣超導(dǎo)線圈。

3、在一種實(shí)施例中，在所述金屬帶和所述超導(dǎo)帶材繞制過程中，所述金屬帶和所述超導(dǎo)帶材在所述繞制線圈形成的一側(cè)的環(huán)形面上平齊排列，在另一側(cè)的環(huán)形面上凹凸相間排列。

4、在一種實(shí)施例中，對所述凹凸相間排列一側(cè)的焊錫外殼進(jìn)行打磨處理，使打磨面暴露所述金屬帶。

5、在一種實(shí)施例中，在對所述金屬帶和所述超導(dǎo)帶材并繞前對所述金屬帶和所述超導(dǎo)帶材進(jìn)行鍍錫處理。

6、在一種實(shí)施例中，所述焊錫浸漬裝置包括強(qiáng)制對流加熱箱以及設(shè)置在所述強(qiáng)制對流加熱箱中的焊錫罐和浸漬模具；在對所述繞制線圈進(jìn)行焊錫浸漬時，將所述繞制線圈放入所述浸漬模具，采用所述強(qiáng)制對流加熱箱對所述焊錫罐和所述浸漬模具進(jìn)行加熱，使焊錫罐內(nèi)的焊錫進(jìn)入所述浸漬模具對所述繞制線圈進(jìn)行焊錫浸漬。

7、在一種實(shí)施例中，在對所述繞制線圈進(jìn)行焊錫浸漬時，將所述繞制線圈置入所述浸漬模具后對所述浸漬模具進(jìn)行抽真空處理；利用所述強(qiáng)制對流加熱箱對所述浸漬模具進(jìn)行加熱，并將所述焊錫罐中焊錫加熱為液態(tài)焊錫；對所述焊錫罐施加正壓，使所述液態(tài)焊錫注滿浸漬模具；停止加熱，將所述液態(tài)焊錫冷卻為固態(tài)焊錫，拆除所述浸漬模具，完成繞制線圈的焊錫浸漬，得到所述焊接線圈。

8、根據(jù)第二方面，本申請實(shí)施例提供了一種無絕緣超導(dǎo)線圈，包括：由金屬帶和超導(dǎo)帶材并繞形成的預(yù)設(shè)匝數(shù)的繞制線圈；在繞制線圈的所述金屬帶和所述超導(dǎo)帶材之間填充有由焊錫形成的焊接層；其中，所述金屬帶的寬度大于所述超導(dǎo)帶材的寬度，所述繞制線圈的至少一側(cè)的環(huán)形面上所述金屬帶和所述超導(dǎo)帶材呈凸凹相間排列。

9、在一種實(shí)施例中，所述焊錫在所述繞制線圈表面形成焊錫外殼；所述金屬帶隔開相鄰匝的超導(dǎo)帶材上的焊錫外殼。

10、在一種實(shí)施例中，所述金屬帶的寬度為所述超導(dǎo)帶材寬度的1.1倍至1.5倍。

11、在一種實(shí)施例中，所述金屬帶包括黃銅帶或不銹鋼帶。

12、本申請至少具有如下有益效果:

13、在本申請中，通過超導(dǎo)帶材和寬度大于超導(dǎo)帶材的金屬帶重疊并繞，將并繞完成的繞制線圈通過焊錫浸漬工藝進(jìn)行焊接，在金屬帶和超導(dǎo)帶材之間的縫隙中形成焊接層以增強(qiáng)無絕緣超導(dǎo)線圈的匝間結(jié)合能力和無絕緣超導(dǎo)線圈的機(jī)械穩(wěn)定性，同時通過在匝間并繞焊接金屬帶可以增大無絕緣超導(dǎo)線圈的熱容量，增加導(dǎo)冷通道，進(jìn)而增強(qiáng)導(dǎo)冷效果，之后通過將位于所述焊接線圈的環(huán)形面的焊錫外殼去除至暴露所述金屬帶，由于金屬帶的寬度大于超導(dǎo)帶材的寬度，在去除焊錫外殼時，不會損傷超導(dǎo)帶材，能夠保證無絕緣超導(dǎo)線圈的性能，且在去除焊錫外殼后，金屬帶能夠完全隔開相鄰匝的超導(dǎo)帶材上的焊錫外殼，防止相鄰匝的超導(dǎo)帶材之間通過焊料間接接觸而導(dǎo)致的匝間電阻率降低的問題，可以得到機(jī)械性能強(qiáng)，導(dǎo)冷效果好且匝間電阻率較高的無絕緣超導(dǎo)線圈。

技術(shù)特征：

1.一種無絕緣超導(dǎo)線圈的制作方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的無絕緣超導(dǎo)線圈的制作方法，其特征在于，在所述金屬帶和所述超導(dǎo)帶材繞制過程中，所述金屬帶和所述超導(dǎo)帶材在所述繞制線圈形成的一側(cè)的環(huán)形面上平齊排列，在另一側(cè)的環(huán)形面上凹凸相間排列。

3.如權(quán)利要求2所述的無絕緣超導(dǎo)線圈的制作方法，其特征在于，對所述凹凸相間排列一側(cè)的焊錫外殼進(jìn)行打磨處理，使打磨面暴露所述金屬帶。

4.如權(quán)利要求1所述的無絕緣超導(dǎo)線圈的制作方法，其特征在于，在對所述金屬帶和所述超導(dǎo)帶材并繞前對所述金屬帶和所述超導(dǎo)帶材進(jìn)行鍍錫處理。

5.如權(quán)利要求1所述的無絕緣超導(dǎo)線圈的制作方法，其特征在于，所述焊錫浸漬裝置包括強(qiáng)制對流加熱箱以及設(shè)置在所述強(qiáng)制對流加熱箱中的焊錫罐和浸漬模具；

6.如權(quán)利要求5所述的無絕緣超導(dǎo)線圈的制作方法，其特征在于，

7.一種無絕緣超導(dǎo)線圈，其特征在于，包括：

8.如權(quán)利要求7所述的無絕緣超導(dǎo)線圈，其特征在于，所述焊錫在所述繞制線圈表面形成焊錫外殼；

9.如權(quán)利要求7或8所述的無絕緣超導(dǎo)線圈，其特征在于，所述金屬帶的寬度為所述超導(dǎo)帶材寬度的1.1倍至1.5倍。

10.如權(quán)利要求7所述的無絕緣超導(dǎo)線圈，其特征在于，所述金屬帶包括黃銅帶或不銹鋼帶。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及核聚變技術(shù)領(lǐng)域，提供一種無絕緣超導(dǎo)線圈的制作方法和無絕緣超導(dǎo)線圈，其中，該制作方法包括：將金屬帶和超導(dǎo)帶材進(jìn)行層疊并繞形成預(yù)定匝數(shù)的線圈，得到繞制線圈，其中，金屬帶的寬度大于超導(dǎo)帶材的寬度；將繞制線圈放置在焊錫浸漬裝置中進(jìn)行焊錫浸漬，得到焊接線圈；將位于焊接線圈的環(huán)形面的焊錫外殼去除至暴露金屬帶。通過超導(dǎo)帶材和寬度大于超導(dǎo)帶材的金屬帶重疊并繞，并進(jìn)行焊接，提升無絕緣超導(dǎo)線圈的機(jī)械穩(wěn)定性，同時增強(qiáng)導(dǎo)冷效果，之后通過將焊錫外殼去除至暴露所述金屬帶，在去除焊錫外殼時，不會損傷超導(dǎo)帶材，能夠保證無絕緣超導(dǎo)線圈的性能，金屬帶能夠完全隔開相鄰匝的超導(dǎo)帶材上，進(jìn)一步提升匝間電阻率。

技術(shù)研發(fā)人員：王宗普,朱炤晟,陳銳,譚熠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西星環(huán)聚能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30