專利名稱：：超導(dǎo)線圈和用于其中的超導(dǎo)導(dǎo)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及超導(dǎo)線圈，具體地說涉及超導(dǎo)線圈的結(jié)構(gòu)，所述超導(dǎo)線圈可以穩(wěn)定地工作，因?yàn)樗哂屑词巩?dāng)外部干擾出現(xiàn)時(shí)也僅產(chǎn)生低電壓的特性。
背景技術(shù)：
：研究者和工程師已經(jīng)在認(rèn)真研制下列兩種類型的超導(dǎo)導(dǎo)線，所述超導(dǎo)導(dǎo)線使用氧化物超導(dǎo)材料。一種是通過粉末管裝法制造并且主要由(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O10±s("5"是大約0.1的數(shù)，并且下文中被稱作(Bi,Pb)2223)相構(gòu)成的帶狀包銀超導(dǎo)導(dǎo)線(見例如非專利文獻(xiàn)l)。另一種是通過使用氣相方法或液相方法在金屬基板上形成超導(dǎo)層制造的帶狀薄膜超導(dǎo)導(dǎo)線。在薄膜超導(dǎo)導(dǎo)線中的超導(dǎo)材料是表示為化學(xué)式RE,Ba2Cii30x("x"是接近7的數(shù)，并且下文中被稱作RE123)的氧化物超導(dǎo)材料。在上述化學(xué)式中，RE(稀土)表示稀土元素例如Y、Ho、Nd、Sm、Dy、Eu、La禾口Tm中的一種或它們的混合物。(見例如非專利文獻(xiàn)2。)通過利用上述超導(dǎo)導(dǎo)線已經(jīng)制造了在磁場中使用的超導(dǎo)線圈。專利文獻(xiàn)1己經(jīng)公開了通過將多個(gè)使用帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線的扁平線圈以層狀堆疊而形成的超導(dǎo)線圈。通過利用帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線制造的超導(dǎo)線圈被冷卻到低到20K以下的溫度以運(yùn)送預(yù)期工作電流來產(chǎn)生磁場。CBi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線對(duì)于磁場沒有足夠的阻抗。因此，當(dāng)施加磁場時(shí)，它的臨界電流值大大減小。利用所述導(dǎo)線形成的線圈甚至通過ril線圈本身產(chǎn)生的磁場來減小它的臨界電流值。結(jié)果，工作溫度被4降低以增加臨界電流值，使得即使在所產(chǎn)生的磁場中也能使足夠的超導(dǎo)電流流入到線圈中。如上所述，當(dāng)想要在由帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線構(gòu)成的超導(dǎo)線圈中產(chǎn)生比較高的磁場時(shí)，必需將超導(dǎo)線圈冷卻到低到大約20K的溫度。另一方面，帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線具有比(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線更高的對(duì)磁場的阻抗。因此，它在磁場中即使在相對(duì)高的溫度下也具有高的臨界電流值。該特征能夠形成即使在高溫下也產(chǎn)生高磁場的超導(dǎo)線圈。另外，在表示為V^T(V:電壓，I:電流)的超導(dǎo)態(tài)中的電流電壓特性中，RE123基導(dǎo)線具有高的n值，所述n值是電流的指數(shù)。換句話說，它是其中電壓隨著電流變化而靈敏變化的導(dǎo)線。當(dāng)形成超導(dǎo)線圈時(shí)，高n值變得不僅有利而且不利。當(dāng)使由具有高n值的導(dǎo)線構(gòu)成的超導(dǎo)線圈在不超過它的臨界電流的電流下工作時(shí)，產(chǎn)生的電壓非常低并且因此在超導(dǎo)線圈中產(chǎn)生的熱小。另一方面，當(dāng)由于例如外部干擾因?yàn)槟承┰虻某霈F(xiàn)引起的溫度l:升使工作電流超過臨界電流值時(shí)，產(chǎn)生高電壓并且從而產(chǎn)生大量熱。該熱產(chǎn)生在超導(dǎo)線圈中引起猝滅(quenching)現(xiàn)象。當(dāng)猝滅現(xiàn)象過度發(fā)生時(shí)，超導(dǎo)導(dǎo)線將被燒壞并且超導(dǎo)線圈可能會(huì)斷裂。專利文獻(xiàn)1:公布的日本專利申請Tokukaihei10-104911。非專利文獻(xiàn)1:SEITechnicalReview(SEI:SumitomoElectricIndustries),2006年7月，169期，第103至108頁。非專利文獻(xiàn)2:SEITechnicalReview,2006年7月，169期，第109至112頁。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的問題考慮到上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種超導(dǎo)線圈以及提供用來形成所述線圈的超導(dǎo)導(dǎo)體，所述超導(dǎo)線圈在穩(wěn)定工作狀態(tài)中僅產(chǎn)生低電壓，即使當(dāng)外部干擾由于某些原因而出現(xiàn)時(shí)所述超導(dǎo)線圈也將產(chǎn)生的電壓限制到低水平，并且所述超導(dǎo)線圈因此不那么容易猝滅。解決問題的手段本發(fā)明人已經(jīng)詳細(xì)研究(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線和RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線的特性。通過結(jié)合兩種導(dǎo)線的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明人已經(jīng)完成可以實(shí)現(xiàn)上述目的的發(fā)明。以下將解釋本發(fā)明。本發(fā)明提供具有通過纏繞超導(dǎo)導(dǎo)體形成的扁平形狀的超導(dǎo)線圈。超導(dǎo)導(dǎo)體由彼此并聯(lián)電連接的帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線和帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，需要帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線和帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線具有相同的寬度。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線在工作溫度和磁場下具有第一臨界電流值，并且?guī)畋∧E123基超導(dǎo)導(dǎo)線在工作溫度和磁場下具有第二臨界電流值時(shí)，需要第一臨界電流值與第二臨界電流值的比率是至少0.8并且至多1.25。根據(jù)本發(fā)明，需要帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線在它的整個(gè)長度與帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線機(jī)械結(jié)合。根據(jù)本發(fā)明，需要在線圈的相同的匝中，將帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線纏繞在外側(cè)。根據(jù)本發(fā)明，帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線具有超導(dǎo)層，并且需要帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線的超導(dǎo)層側(cè)被定位成面對(duì)帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線。本發(fā)明也提供用于上述超導(dǎo)線圈中的任何一種的超導(dǎo)導(dǎo)體。該超導(dǎo)導(dǎo)體由彼此并聯(lián)電連接的帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線和帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線構(gòu)成。本發(fā)明的效果本發(fā)明能夠提供一種超導(dǎo)線圈，所述超導(dǎo)線圈在穩(wěn)定工作狀態(tài)中僅產(chǎn)生低電壓，即使當(dāng)外部干擾由于某些原因而出現(xiàn)時(shí)所述超導(dǎo)線圈將產(chǎn)生的電壓限制到低水平，并且所述超導(dǎo)線圈因此不那么容易猝滅。圖1是示意性地示出帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)的局部截而透視圖。圖2是示意性地示出帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)的局部截面透視圖。圖3是示意性地表示超導(dǎo)導(dǎo)線的電流-電壓特性的圖。圖4是示意性地表示在外部干擾出現(xiàn)時(shí)電流-電壓特性變化的圖。圖5是示意性地表示當(dāng)在工作條件下均具有彼此不同的臨界電流仿Ic的導(dǎo)線并聯(lián)連接時(shí)的電流-電壓特性的圖。圖6是示意性地表示當(dāng)在工作條件下均具有彼此不同的臨界電流值Ic的導(dǎo)線并聯(lián)連接時(shí)的電流-電壓特性的另一個(gè)圖。附圖標(biāo)記說明11:帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線12:氧化物超導(dǎo)絲13:包套部分20:帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線21:金屬定向基板22:緩沖層23:超導(dǎo)薄膜層24:穩(wěn)定層25和26:保護(hù)層具體實(shí)施例方式以下根據(jù)附圖解釋本發(fā)明的實(shí)施方案。在附圖中，尺寸的比率不一定與解釋的比率一致。實(shí)施方案圖l是示意性地示出帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)的局部截面透視圖。通過參考圖1，給出了對(duì)具有多個(gè)絲的帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線的解釋。帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線11具有多個(gè)(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)絲12和覆蓋絲12的包套部分13。包套部分13由金屬例如銀或銀合金構(gòu)成。圖2是示意性地示出帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)的局部截面透視圖。通過參考圖2，給出了對(duì)帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線的典型示例的解釋。帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線20具有作為基板的金屬定向基板21、形成在金屬定向基板21上的緩沖層22、形成在緩沖層22上的超導(dǎo)薄膜層23、用來保護(hù)超導(dǎo)薄膜層23的穩(wěn)定層24、以及用來保護(hù)所有的構(gòu)件并且用來在超導(dǎo)導(dǎo)線20未能維持超導(dǎo)狀態(tài)時(shí)改善導(dǎo)電性能的保護(hù)層25和26。金屬定向基板21可以是例如鎳定向基板或鎳合金基定向基板。緩沖層20可以由氧化物例如Ce02或釔穩(wěn)定氧化鋯(yttrium-stabilizedzirconia)(YSZ)形成。超導(dǎo)薄膜層23由RE123基超導(dǎo)材料例如HoBa2Cu3Ox("x"是接近于7的數(shù))形成。通過利用銀(Ag)或銅(Cu)形成穩(wěn)定層24與保護(hù)層25和26。圖3是示意性地表示超導(dǎo)導(dǎo)線的電流-電壓特性的圖。以對(duì)數(shù)刻度表示橫軸(用于電流)和縱軸(用于電壓)。當(dāng)以如圖3中所示的刻度繪制時(shí)，表示為Var(v:電壓，I:電流)的超導(dǎo)導(dǎo)線的電流-8電壓曲線幾乎變成線性。在前述式中的指數(shù)"n"表示直線的梯度。隨著n值增加，直線的梯度增加。超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值(Ic)被定義為產(chǎn)生1uV/cm的電壓(表示為圖3中的短虛線)的電流。通常，超導(dǎo)線圈在不超過臨界電流值的工作電流(Iop，表示為圖3中的點(diǎn)劃線(chainsingle-dashedline))下工作。實(shí)施工作使得由產(chǎn)生的電壓所產(chǎn)生的熱等于冷卻能力以維持溫度不變。在圖3中，導(dǎo)線A具有較高的n值并且導(dǎo)線B具有較低的n值。兩條導(dǎo)線都具有相同的Ic。即使在相同的Ic的條件下，圖3顯示，當(dāng)不超過Ic的工作電流流動(dòng)時(shí)，具有較高n值的導(dǎo)線A在該電流產(chǎn)生更低的電壓(圖3中點(diǎn)X處的電壓)。換句話說，在穩(wěn)態(tài)工作期間，通過利用具有較高n值的導(dǎo)線構(gòu)成的超導(dǎo)線圈可以更穩(wěn)定地工作。另一方面，在工作處于上述穩(wěn)態(tài)的同時(shí)，當(dāng)外部干擾因?yàn)槟承┰饫鐪囟壬仙虼艌鲈黾映霈F(xiàn)時(shí)，超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值將減小。圖4是示意性地表示在外部干擾出現(xiàn)時(shí)電流-電壓特性變化的圖。例如，當(dāng)溫度上升或磁場增強(qiáng)時(shí)，超導(dǎo)導(dǎo)線的Ic將減小。在圖4中，對(duì)于導(dǎo)線A而言，電流-電壓曲線從直線導(dǎo)線A移動(dòng)到直線導(dǎo)線A'，將Ic移到Ic'。類似地，對(duì)于導(dǎo)線B而言，電流-電壓曲線從直線導(dǎo)線B移動(dòng)到直線導(dǎo)線B'，以類似的方式減小Ic。當(dāng)發(fā)生上述移動(dòng)時(shí)，因?yàn)閷?duì)導(dǎo)線A而言工作電流(lop)維持不變，所以在圖4中電壓從點(diǎn)X較大地增加到點(diǎn)X'。在上述說明書中，點(diǎn)X是處亍穩(wěn)定工作狀態(tài)的直線導(dǎo)線A與表示工作電流的直線的交點(diǎn)，并且點(diǎn)X，是表示在臨界電流減小時(shí)的電流-電壓曲線的直線導(dǎo)線A'與表示工作電流的直線的交點(diǎn)。類似地，對(duì)于導(dǎo)線B而言，電壓從點(diǎn)Y增加到點(diǎn)Y'。從點(diǎn)X到點(diǎn)X'的較大電壓變化的發(fā)生是具有較高n值的導(dǎo)線的缺點(diǎn)。即使在超導(dǎo)狀態(tài)中，超導(dǎo)線圈根據(jù)關(guān)系H-VXI(H:熱，V:電壓，I:電流)產(chǎn)生熱。當(dāng)產(chǎn)生的熱超過冷卻能力時(shí)，溫度上升和Ic減小像鏈?zhǔn)椒磻?yīng)一樣連續(xù)發(fā)生。結(jié)果，線圈變得不能工作。該現(xiàn)象名為猝滅現(xiàn)象。另一方面，對(duì)于具有較低n值的導(dǎo)線而言，即使當(dāng)Ic以同等的程度減小時(shí)，電壓增加也小，如從點(diǎn)Y到點(diǎn)Y'的移動(dòng)所示。因此，產(chǎn)生的熱沒有超過冷卻能力。這是具有較低n值的導(dǎo)線的優(yōu)點(diǎn)。目前，帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線在超導(dǎo)線圈采用的溫度和磁場下具有大約30的n值。另一方面，帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線具有大約5到20的n值，取決于溫度和磁場。因此，帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線被認(rèn)為是具有高n值的導(dǎo)線，并且?guī)?Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線被認(rèn)為是具有低n值的導(dǎo)線。能夠通過僅使用上述兩種導(dǎo)線中的任一種來形成超導(dǎo)線圈。然而，在這種情形下，線圈不僅具有優(yōu)點(diǎn)而且具有缺點(diǎn)。為解決該問題，本發(fā)明提供通過利用由彼此并聯(lián)電連接的帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線和帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線構(gòu)成的超導(dǎo)導(dǎo)體形成的超導(dǎo)線圈。以下參考圖4解釋本發(fā)明的超導(dǎo)線圈的工作。在所述兩種并聯(lián)連接的導(dǎo)線的穩(wěn)態(tài)(其中臨界電流值被表示為Ic的狀態(tài))中，具有較低電阻(等效為較低的產(chǎn)生電壓)并且在圖4中被表示為導(dǎo)線A的帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線傳送幾乎所有的電流。這時(shí)，產(chǎn)生的電壓具有由點(diǎn)X所示的值。該產(chǎn)生的電壓比通過單獨(dú)使用帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線形成的超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的電壓低，所述帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線的特性由圖4中的線導(dǎo)線B示出并且所述帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線產(chǎn)生的電壓具有由點(diǎn)Y所示的值。當(dāng)外部干擾出現(xiàn)(臨界電流移動(dòng)到IC')時(shí)，在相同工作電流下具有較低電阻的導(dǎo)線是帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線。因此，電流轉(zhuǎn)移到帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線。在所述時(shí)刻，產(chǎn)生的電壓被轉(zhuǎn)移到由點(diǎn)Y'所示的值。該產(chǎn)生的電壓比通過單獨(dú)使用帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線形成的超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的電壓低，這時(shí)所述帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線的特性由圖4中的線導(dǎo)線A'示出。如上所述，本發(fā)明的超導(dǎo)線圈在穩(wěn)態(tài)中以及在外部干擾出現(xiàn)時(shí)僅產(chǎn)生低電壓。結(jié)果，線圈可以更穩(wěn)定地工作。在本發(fā)明中，當(dāng)帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線在工作溫度和磁場下具有第一臨界電流值并且?guī)畋∧E123基超導(dǎo)導(dǎo)線在工作溫度和磁場下具有第二臨界電流值時(shí)，需要第一臨界電流值與第二臨界電流值的比率是至少0.8并且至多1.25。超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值Ic隨著溫度和磁場而變化。即使當(dāng)兩種導(dǎo)線在液氮溫度下和零磁場中具有相同Ic時(shí)，所述兩種導(dǎo)線中的每一條的臨界電流值Ic在作為超導(dǎo)線圈的工作條件下例如在30K的溫度和3T的磁場下彼此不同。當(dāng)所述兩種導(dǎo)線在工作溫度和磁場下均具有彼此更接近的臨界電流值Ic時(shí)，本發(fā)明更有效。圖5是示意性地表示當(dāng)在工作條件下均具有彼此不同的臨界電流值Ic的導(dǎo)線并聯(lián)連接時(shí)的電流-電壓特性的圖。在一些條件下，導(dǎo)線A(具有高n值的導(dǎo)線)具有臨界電流值IcA并且導(dǎo)線B(具有低n值的導(dǎo)線)具有臨界電流值IcB，所述臨界電流值IcB低于IcA。超導(dǎo)線圈在電流Iop下工作。在超導(dǎo)線圈中產(chǎn)生的電壓具有由點(diǎn)X示出的值。在該條件下，當(dāng)外部干擾出現(xiàn)時(shí)，單獨(dú)臨界電流值從IcA減小到Ic'A以及從IcB減小到Ic'B，并且電流-電壓特性也分別移動(dòng)到直線導(dǎo)線A'和直線導(dǎo)線B'。當(dāng)外部干擾出現(xiàn)時(shí)，超導(dǎo)線圈產(chǎn)生具有由點(diǎn)Y'所示的值的電壓。正如從圖5可見的，當(dāng)具有低n值的導(dǎo)線具有低Ic時(shí)，在點(diǎn)X'處的電壓值和在點(diǎn)Y'處的電壓值變得彼此更接近。在該情形下，限制產(chǎn)生的電壓的效果不是那么顯著。該現(xiàn)象取決于單獨(dú)導(dǎo)線的n值的大小。隨著具有低n值的導(dǎo)線的n值減小，具有低n值的導(dǎo)線的電流-電壓特性的梯度減小(在圖5中，直線導(dǎo)線B'的梯度減小)。因此，即使當(dāng)Ic相當(dāng)?shù)蜁r(shí)，也可以限制產(chǎn)生的電壓。圖5中的直線導(dǎo)線C示出其中n值極低的情形。在該情形下，產(chǎn)生的電壓具有由點(diǎn)Z所示的值。在本發(fā)明中使用的帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線在確定的溫度和磁場條件下具有大約20的n值。在該情形下，當(dāng)帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線具有顯著不同于帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線的Ic時(shí)，效果變得不顯著。本發(fā)明人已經(jīng)通過計(jì)算得出，在帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線具有大約20的n值的情形下，當(dāng)帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值與帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的比率為至少0.8時(shí)，效果更大。圖6是示意性地表示當(dāng)在工作條件下均具有彼此不同的臨界電流伯:Ic的導(dǎo)線并聯(lián)連接時(shí)的電流-電壓特性的另一個(gè)圖。圖6示出具有低n值的導(dǎo)線(導(dǎo)線B)具有比具有高n值的導(dǎo)線(導(dǎo)線A)高的Ic的情形。正如從圖6可見的，當(dāng)具有低n值的導(dǎo)線(導(dǎo)線B)具有更高的Ic時(shí)，在工作電流(Iop)下產(chǎn)生的電壓之間的關(guān)系有時(shí)反轉(zhuǎn)，如點(diǎn)X和點(diǎn)Y所示。當(dāng)該反轉(zhuǎn)發(fā)生時(shí)，具有高n值的導(dǎo)線(導(dǎo)線A)不傳送電流。該現(xiàn)象取決于所述兩種導(dǎo)線的n值的大小關(guān)系。本發(fā)明人已經(jīng)通過計(jì)算得出，根據(jù)在本發(fā)明中使用的帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線和帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線的實(shí)際n值，當(dāng)帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值與帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的比率為至多1.25時(shí)，帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線將有效地傳送電流。另外，根據(jù)本發(fā)明，需要帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線和帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線具有相同的寬度。為了冷卻扁平形的超導(dǎo)線圈，在扁平形超導(dǎo)線圈的頂部表面上以及直接在底面下放置具有優(yōu)良導(dǎo)熱性12的金屬冷卻板例如由銅制成的板，使得冷卻板與所述表面接觸。在該情形下，當(dāng)超導(dǎo)導(dǎo)線和金屬冷卻板之間的接觸面積較大時(shí)，可以更有效地冷卻超導(dǎo)線圈。在并聯(lián)連接的導(dǎo)線具有不同寬度的情形下，當(dāng)導(dǎo)線以扁平形狀纏繞時(shí)，它的截面具有蜂巢的形狀，產(chǎn)生了縫隙。冷卻板與具有較窄寬度的導(dǎo)線的一些部分沒有接觸。在縫隙部分，在鄰近匝中的導(dǎo)線之間不提供接觸。因?yàn)榭p隙部分具有差的導(dǎo)熱性，所以冷卻效率低。因此，需要并聯(lián)連接的所述兩種導(dǎo)線具有相同的寬度，使得扁平形的超導(dǎo)線圈的頂部表面和底面可以平滑而不產(chǎn)生縫隙。根據(jù)本發(fā)明，需要帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線在它的整個(gè)長度與帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線機(jī)械結(jié)合。為了并聯(lián)電連接所述導(dǎo)線，僅需要以焊料等連接兩端。除了電特性之外，希望改善超導(dǎo)線圈的機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)相對(duì)于除了超導(dǎo)特性例如n值之外的其它特性相互比較帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線與帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線時(shí)，帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線更耐由外部施加的張力。在超導(dǎo)線圈中，超導(dǎo)導(dǎo)線由于電磁力而受到周張力(張力)。當(dāng)該張力大時(shí)，導(dǎo)線中的超導(dǎo)部分可能斷裂。在帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線中，金屬定向基板21聯(lián)合了加固構(gòu)件的作用，使得所述導(dǎo)線可以經(jīng)受強(qiáng)張力。因此，當(dāng)所述兩種導(dǎo)線利用焊料等在它們的整個(gè)長度機(jī)械結(jié)合使得帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線可以用作帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線的加固構(gòu)件時(shí)，整個(gè)超導(dǎo)導(dǎo)線的強(qiáng)度增加了?？梢酝ㄟ^不連續(xù)的方法或通過沒有間隙的連續(xù)方法進(jìn)行結(jié)合，在所述不連續(xù)的方法中，在一定程度上周期性地例如每隔一米設(shè)置結(jié)合部分和未結(jié)合部分。當(dāng)然，該結(jié)合可以聯(lián)合電連接的作用。為改善機(jī)械強(qiáng)度，下列兩種結(jié)構(gòu)是有效的。一種結(jié)構(gòu)通過纏繞帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線以便位于相同匝中的外側(cè)而形成。換句話說，當(dāng)形成本發(fā)明的超導(dǎo)線圈時(shí)，由并聯(lián)連接的兩種導(dǎo)線構(gòu)成的導(dǎo)體如此纏繞使得帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線位于外側(cè)。當(dāng)形成扁平形超導(dǎo)線圈時(shí)，超導(dǎo)導(dǎo)線垂直于所述帶的面彎曲。這時(shí)，兩種力如下所述地施加在超導(dǎo)導(dǎo)線的內(nèi)部。首先，畫出中線以便通過超導(dǎo)導(dǎo)線的厚度的中心點(diǎn)。壓力被施加到中線的內(nèi)側(cè)(靠著彎曲中心的側(cè))，并且張力被施加到中線的外側(cè)。作為陶瓷材料，與張力相比較，(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)材料與RE123基超導(dǎo)材料更耐壓力。因此，不太可能通過施加壓力來減小Ic。換句話說，當(dāng)在導(dǎo)線中執(zhí)行彎曲過程時(shí)，Ic在中線的內(nèi)側(cè)不減小并且Ic主要在中線的外側(cè)減小。當(dāng)比較所述兩種導(dǎo)線時(shí)，因?yàn)樗谋∧そY(jié)構(gòu)，帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線更耐彎曲。因此，在利用所述兩種導(dǎo)線形成其中所述兩種導(dǎo)線并聯(lián)連接的超導(dǎo)導(dǎo)體的情形下，當(dāng)以這樣的方式構(gòu)成超導(dǎo)線圈使得帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線經(jīng)受壓力即所述導(dǎo)線位于超導(dǎo)導(dǎo)體的中線的內(nèi)側(cè)時(shí)，由于彎曲過程引起的Ic減小變得更小。至于其它結(jié)構(gòu)，因?yàn)榕c上述類似的原因，需要如此定位帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線，使得超導(dǎo)層側(cè)面向帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線。因?yàn)槌瑢?dǎo)層放置在金屬定向基板上，所以帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線具有在厚度方向上不勻稱的層狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)在超導(dǎo)層存在的側(cè)的表面被定義為頂部表面并且在金屬定向基板存在的側(cè)的表面被定義為底面時(shí)，帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線被如此定位使得頂部表面與帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線接觸。參考圖2，超導(dǎo)導(dǎo)體被如此構(gòu)成使得保護(hù)層25的側(cè)面向帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線。當(dāng)如上所述地定位所述兩種導(dǎo)線時(shí)，帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線的超導(dǎo)層被定位得接近于其中所述兩種導(dǎo)線并聯(lián)連接的超導(dǎo)導(dǎo)體的中線。該配置可以實(shí)現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)，其中由彎曲過程引起的張力不太可能被施加到超導(dǎo)層。示例以下根據(jù)示例更具體地解釋本發(fā)明。示例制備下列兩種導(dǎo)線。一種導(dǎo)線是具有4.0±O.lmm的寬度、0.25±0.01mm的厚度和10m的長度的帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線。另14一種導(dǎo)線是具有4.00±0.05mm的寬度、0.1±0.002mm的厚度和10m的長度的帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線。帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線在30K的溫度和1T的磁場下具有190A的臨界電流值，磁場與所述帶的面平行。帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線在與如上相同的溫度和磁場下具有200A的臨界電流值。首先通過將帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線的超導(dǎo)層側(cè)定位到帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線的側(cè)面，然后通過焊接所述兩種導(dǎo)線的兩端，來制造具有10m長度的超導(dǎo)導(dǎo)體。用于匝間絕緣的具有大約15pm的厚度的聚酰亞胺帶放置在超導(dǎo)導(dǎo)體的頂部。將具有上述結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體纏繞在線圈管(coilform)上，使得帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線位于內(nèi)側(cè)。這樣，制造了具有80mm內(nèi)徑的扁平線圈。在前述扁平線圈的頂部表面上以及直接在底面下放置作為冷卻板的銅板。銅板通過導(dǎo)熱棒連接到冷凍器的冷卻頭以冷卻線圈。超導(dǎo)線圈放置在熱絕緣的真空容器中。通過控制冷凍器的輸出，能夠?qū)⒄麄€(gè)超導(dǎo)線圈的溫度設(shè)置為低至大約IOK的任何溫度。進(jìn)行準(zhǔn)備以平行于所述帶的面施加外部磁場到超導(dǎo)線圈。比較示例1在示例中使用的帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線被單獨(dú)用來制造具有與示例中的線圈相同內(nèi)徑的超導(dǎo)線圈。制造的線圈如同示例中的線圈一樣被冷卻。比較示例2在示例中使用的帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線被單獨(dú)用來制造具有與示例中的線圈相同內(nèi)徑的超導(dǎo)線圈。制造的線圈如同示例中的線圈一樣被冷卻。示例和比較示例的線圈被冷卻到30K的溫度以測試它們的載流特性。下面描述所述測試方法。首先，超導(dǎo)線圈被冷卻到30K并且穩(wěn)定所述溫度。在穩(wěn)定溫度后，1T的外部磁場被施加到超導(dǎo)線圈。15隨后，將150A的電流注入超導(dǎo)線圈中以測量在該條件(該條件表示穩(wěn)態(tài)工作)下產(chǎn)生的電壓。在將運(yùn)送的電流保持在150A的同時(shí)，外部磁場被增加到2T(該條件表示外部干擾)。在該條件下，測量產(chǎn)生的電壓。在表格I中示出獲得的結(jié)果。由每單位長度的電壓(wV/cm)示出產(chǎn)生的電壓。表格I(單位uV/cm)<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>正如從表格I可見的，當(dāng)施加1T的磁場以模擬穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，在示例和比較示例2中產(chǎn)生的電壓低，所述示例和比較示例2兩個(gè)都包括帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線。另一方面，當(dāng)施加2T的磁場以模擬其中出現(xiàn)外部干擾的狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)都包括帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線的示例和比較示例1中產(chǎn)生的電壓比不包括所述導(dǎo)線的比較示例2中產(chǎn)生的電壓低。要考慮的是，無論從哪一點(diǎn)來看上述實(shí)施方案和示例都是說明性的而不是限制性的。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書的范圍來給出，而不是由上述說明來給出。因此，本發(fā)明旨在覆蓋所有包含在與權(quán)利要求書的范圍等效的意義和范圍之內(nèi)的修正和修改。工業(yè)實(shí)用性通過利用由彼此并聯(lián)連接的帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線和帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線構(gòu)成的超導(dǎo)導(dǎo)體形成本發(fā)明的超導(dǎo)線圈。該結(jié)構(gòu)可以充分利用所述兩種導(dǎo)線的特性。該特征可以實(shí)現(xiàn)在穩(wěn)態(tài)工作中以及在經(jīng)歷異常條件時(shí)僅產(chǎn)生低電壓的超導(dǎo)線圈。權(quán)利要求1.一種超導(dǎo)線圈，其具有通過纏繞超導(dǎo)導(dǎo)體形成的扁平形狀；所述超導(dǎo)導(dǎo)體包括彼此以并聯(lián)方式電連接的帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線和帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線。2.如權(quán)利要求l所限定的超導(dǎo)線圈，其中帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線和帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線具有相同的寬度。3.如權(quán)利要求1或2所限定的超導(dǎo)線圈，其中(a)帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線在工作溫度和磁場下具有第一臨界電流值；(b)帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線在所述工作溫度和磁場下具有第二臨界電流值；以及(c)所述第一臨界電流值與所述第二臨界電流值的比率至少為0.8并且至多為1.25。4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所限定的超導(dǎo)線圈，其中帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線沿其整個(gè)長度與帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線機(jī)械地結(jié)合。5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所限定的超導(dǎo)線圈，其中在相同的匝中，帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線被纏繞在外側(cè)。6.如權(quán)利要求5所限定的超導(dǎo)線圈，其中(a)帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線具有超導(dǎo)層；并且(b)帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線的所述超導(dǎo)層側(cè)被定位成面向帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線。7.—種超導(dǎo)導(dǎo)體，其被用于如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所限定的超導(dǎo)線圈；所述超導(dǎo)導(dǎo)體包括彼此以并聯(lián)方式電連接的帶狀(Bi,Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線和帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線。全文摘要本發(fā)明提供一種超導(dǎo)線圈，所述線圈具有通過纏繞超導(dǎo)導(dǎo)體形成的扁平形狀。所述超導(dǎo)導(dǎo)體由彼此并聯(lián)電連接的帶狀(Bi，Pb)2223基超導(dǎo)導(dǎo)線和帶狀薄膜RE123基超導(dǎo)導(dǎo)線構(gòu)成。所述線圈在穩(wěn)定工作狀態(tài)僅產(chǎn)生低電壓，即使在外部干擾由于某些原因而出現(xiàn)的狀態(tài)中也將產(chǎn)生的電壓限制到低水平，因此不太容易猝滅。因此，所述線圈可以在兩種狀態(tài)中穩(wěn)定地工作。本發(fā)明也提供用來形成所述線圈的超導(dǎo)導(dǎo)體。文檔編號(hào)H01F6/06GK101542648SQ20088000011公開日2009年9月23日申請日期2008年2月6日優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日發(fā)明者兼子哲幸,小林慎一申請人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社