《新型鐵基超導帶材的連線技術與機理研究》是依託中國科學院電工研究所，由王棟樑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型鐵基超導帶材的連線技術與機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王棟樑
- 依託單位：中國科學院電工研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
自新型鐵基超導體發現以來，Sr(Ba)0.6K0.4Fe2As2型超導帶材的臨界傳輸電流已達到了實用化水平，其相應的超導長線研製工作也已經開展。但是，在超導電工套用中，一方面需要通過連線多根超導帶材來滿足使用長度的需求；另一方面，在磁場均勻度要求很高的核磁共振譜儀等裝置中超導磁體是閉環運行，需要接頭電阻儘可能低以滿足可持續電流運行。因此，在新型鐵基超導線帶材廣泛套用之前非常有必要對其進行超導連線技術研究。然而，鐵基超導材料為高溫脆相、化學活性低、連線性較差，所以超導接頭製作難度比較大，而且至今尚沒有進行過系統研究。本課題擬採用冷壓焊、低溫釺焊、擴散焊接及熱壓燒結等焊接方法連線新型鐵基超導接頭，通過闡明超導接頭微觀結構、電磁性能、機械性能與連線工藝之間的聯繫和內在機制，探索出實現鐵基線帶材超導連線的原理及可行方法，解決鐵基超導材料在電工套用中無法避免的超導連線難題。
結題摘要
自新型鐵基超導體發現以來，Sr(Ba)0.6K0.4Fe2As2 (Sr(Ba)-122)型超導帶材的臨界傳輸電流已達到了實用化水平，其相應的超導長線研製工作也已經開展。但是，在超導電工套用中，一方面需要通過連線多根超導帶材來滿足使用長度的需求；另一方面，在磁場均勻度要求很高的核磁共振譜儀等裝置中超導磁體是閉環運行，需要接頭電阻儘可能低以滿足可持續電流運行。在新型鐵基超導線帶材廣泛套用之前非常有必要對其進行超導連線技術研究。然而，鐵基超導材料為高溫脆相、化學活性低、連線性較差，所以超導接頭製作難度比較大，而且之前尚沒有進行過系統研究。本課題採用冷壓、釺焊、擴散焊接及熱壓燒結等焊接方法連線新型鐵基超導接頭，通過闡明超導接頭微觀結構、電磁性能與連線工藝之間的聯繫和內在機制，探索出實現鐵基線帶材超導連線的原理及可行方法。研究發現要製備出高傳輸效率的鐵基超導接頭，需要使接頭連線區域同時滿足：1、帶材與帶材之間接觸緊密，沒有明顯的微觀裂紋；2、帶材內部沒有巨觀裂紋，尤其是垂直於帶材長度方向的巨觀裂紋；3、各個元素沒有明顯的損失，尤其是鉀元素。通過採用冷壓焊接可以製備高傳輸電流的鐵基超導接頭，當壓強為1.67GPa時所製得的接頭樣品的臨界電流在10T和4.2K下達到了105A，相應的傳輸效率達到了95%，這是目前國際上的最高水平。此外，採用冷壓焊接工藝製備出了閉環鐵基超導線圈，閉合環路電流測量顯示接頭電阻小於10^-12Ω。通過本項目的研究，解決鐵基超導材料在電工套用中無法避免的超導連線難題。
