本發(fā)明涉及高溫超導(dǎo)導(dǎo)線技術(shù)，具體涉及一種加工超導(dǎo)導(dǎo)線接頭連接體的設(shè)備和方法。

背景技術(shù)：

稀土鋇銅氧高溫超導(dǎo)導(dǎo)線(REBa₂Cu₃O_7-δ，其中RE為稀土元素，包括Y、Yb、Tm、Er、Ho、Dy、Gd、Eu、Sm、Nd、La等，也稱為第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線)在液氮溫度(77K)下具有優(yōu)良的載流性能，應(yīng)用前景廣闊。稀土鋇銅氧高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的基本結(jié)構(gòu)包括四個主要部分：銀穩(wěn)定層、超導(dǎo)層、過渡層和金屬基底。在上述的四個主要部分中，銀保護(hù)層一般厚度為1～2微米，可以起到保護(hù)超導(dǎo)層的作用；超導(dǎo)層的厚度一般為1～2微米，起到傳導(dǎo)超導(dǎo)電流的作用，是超導(dǎo)導(dǎo)線的核心部分；過渡層一般由若干層薄膜構(gòu)成，可以起到阻隔超導(dǎo)層與金屬基底之間的元素擴(kuò)散、傳導(dǎo)雙軸織構(gòu)等作用，總厚度一般在1微米以下；金屬基底的厚度一般為50～100微米，一般使用鎳基合金(如Hastelloy C276)或不銹鋼材料，起到提高超導(dǎo)導(dǎo)線機(jī)械性能的作用。一般在上述基本結(jié)構(gòu)外面還會增加銅、不銹鋼等材料構(gòu)成的加強(qiáng)層以進(jìn)一步增強(qiáng)超導(dǎo)導(dǎo)線機(jī)械性能，還有的超導(dǎo)導(dǎo)線的金屬基底和增加銅或不銹鋼之間有一層銀層。本發(fā)明方法既適用于只包含四個基本結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)導(dǎo)線，也適用于含有加強(qiáng)層的超導(dǎo)導(dǎo)線。

對于二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線來說，上述結(jié)構(gòu)主要以多層覆膜的方法實現(xiàn)，各層之間一般具有清晰的界面。在理想狀態(tài)下，層與層之間緊密地結(jié)合在一起，但是在實際中，由于表面污染、應(yīng)力集中、缺陷等因素，一些界面會出現(xiàn)粘附力降低的情況。而在實際的二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線中，超導(dǎo)層與過渡層之間容易出現(xiàn)劈裂脫離的情況，這是該類超導(dǎo)導(dǎo)線應(yīng)用中較為常見的一個問題。

根據(jù)休斯頓大學(xué)的Ibrahim Kesgin等人研究的超導(dǎo)薄膜與粘附力之間的關(guān)系來看，超導(dǎo)層與過渡層之間在外力作用下是可以被劈裂開的(Kesgin I,Khatri N,Liu Y,et al.Influence of superconductor film composition on adhesion strength of coated conductors[J].Superconductor Science&Technology,2015,29(1):015003.)。但是他們所劈裂的材料中超導(dǎo)層受外力破壞嚴(yán)重，出現(xiàn)波浪狀形貌。其原因在于直接借助外力將超導(dǎo)層與過渡層撕開，在裂開點處超導(dǎo)層的彎曲半徑非常小，低于超導(dǎo)層能夠承受的臨界彎曲半徑，導(dǎo)致失去超導(dǎo)電流的傳輸能力。

所謂的二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界彎曲半徑是指當(dāng)超導(dǎo)導(dǎo)線的彎曲半徑大于一定值時，超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流不受彎曲程度的影響；當(dāng)彎曲小于該值時，臨界電流隨著彎曲半徑的減小而減小。超導(dǎo)帶材在彎曲時的彎曲應(yīng)變公式表示為：ε＝t/2R，式中ε、t、R分別表示彎曲應(yīng)變、超導(dǎo)層厚度、彎曲半徑。根據(jù)西南交通大學(xué)的研究(張婕.YBCO超導(dǎo)開關(guān)的特性研究[D].西南交通大學(xué),2014.)，二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線YBCO的臨界彎曲應(yīng)變?yōu)?.75％，同時作者張婕在實驗中測量所得的臨界彎曲半徑為12mm。

由于目前高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的生產(chǎn)長度一般為數(shù)百米至一千米，由于很多應(yīng)用領(lǐng)域中需要用到更長的超導(dǎo)導(dǎo)線，如高場磁體繞制、超導(dǎo)電機(jī)制造、超導(dǎo)儲能系統(tǒng)制造等，因此超導(dǎo)導(dǎo)線連接技術(shù)的開發(fā)具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種加工超導(dǎo)導(dǎo)線接頭連接體的設(shè)備和方法，使所獲得的連接體保持良好的超導(dǎo)性能，該連接體可用于連接兩個超導(dǎo)導(dǎo)線端口。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種加工超導(dǎo)導(dǎo)線接頭連接體的設(shè)備，包括第一圓柱形滾軸和第二圓柱形滾軸，所述第一圓柱形滾軸和第二圓柱形滾軸的軸線互相平行，所述第一圓柱形滾軸和所述第二圓柱形滾軸之間具有用于裝入第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的間隙，所述第一圓柱形滾軸和所述第二圓柱形滾軸經(jīng)控制朝相反的方向旋轉(zhuǎn)并具有相同的線速度，第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的靠近金屬基底的第一面固定在所述第一圓柱形滾軸上，第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的靠近超導(dǎo)層的第二面固定在所述第二圓柱形滾軸上，所述第二圓柱形滾軸的半徑大于第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界彎曲半徑。

所述第一圓柱形滾軸和第二圓柱形滾軸的半徑可以相同或不同，具有相同的線速度即可。

優(yōu)選地，所述第二圓柱形滾軸的半徑大于15mm。

優(yōu)選地，所述第一圓柱形滾軸和第二圓柱形滾軸之間的間距可調(diào)，更優(yōu)選地，最大可調(diào)間距達(dá)到5mm。

一種加工超導(dǎo)導(dǎo)線接頭連接體的設(shè)備，包括第一平板和第二圓柱形滾軸，所述第一平板的表面和第二圓柱形滾軸的軸線互相平行，所述第一平板和所述第二圓柱形滾軸之間具有用于裝入第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的間隙，所述第一平板和所述第二圓柱形滾軸經(jīng)控制以使所述第一平板的運(yùn)動與所述第二圓柱形滾軸的旋轉(zhuǎn)同步，且所述第一平板的運(yùn)動速度與所述第二圓柱形滾軸的線速度相同，第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的靠近金屬基底的第一面固定在所述第一平板上，第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的靠近超導(dǎo)層的第二面固定在所述第二圓柱形滾軸上，所述第二圓柱形滾軸的半徑大于第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界彎曲半徑。

優(yōu)選地，所述第二圓柱形滾軸的半徑大于15mm。

優(yōu)選地，所述第一平板和第二圓柱形滾軸之間的間距可調(diào)，更優(yōu)選地，最大可調(diào)間距達(dá)到5mm。

一種使用所述的設(shè)備加工超導(dǎo)導(dǎo)線接頭連接體的方法，包括以下步驟：

S1)截取一段優(yōu)選長度為10-100mm、寬度為4-12mm的第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線；

S2)在超導(dǎo)導(dǎo)線的一端，沿著過渡層和超導(dǎo)層之間的界面將導(dǎo)線分開優(yōu)選為1-5mm的長度；

S3)將超導(dǎo)導(dǎo)線的第一面固定在第一圓柱形滾軸表面，超導(dǎo)導(dǎo)線的第二面固定在第二圓柱形滾軸的表面；

S4)調(diào)節(jié)第一圓柱形滾軸和的第二圓柱形滾軸間距與超導(dǎo)導(dǎo)線厚度相同，旋轉(zhuǎn)第一圓柱形滾軸和的第二圓柱形滾軸，使超導(dǎo)導(dǎo)線沿著過渡層與超導(dǎo)層的界面完全分離；

S5)將固定在第二圓柱形滾軸表面的超導(dǎo)層所在的部分取下，以得到連接體。

優(yōu)選地，在步驟S1)中，在超導(dǎo)導(dǎo)線的兩側(cè)分別切除0.1-0.5mm的寬度。帶材兩側(cè)的邊緣位置，各層的結(jié)合相對比較緊密，所以剪去這兩側(cè)可以利于帶材的完整分開。

所述第二代高溫超導(dǎo)帶材在金屬基底和金屬基底外側(cè)的加強(qiáng)層之間具有銀層，優(yōu)選地，在步驟S3)之前還包括以下步驟：

將所述銀層連同加強(qiáng)層與金屬基底徹底分離，只保留含有金屬基底的部分，作為后續(xù)加工的材料。

步驟S3)中，可以采取全覆蓋或分段固定的形式固定超導(dǎo)導(dǎo)線的第一面和/或第二面，使用具有雙向固定效果的膠水或以機(jī)械固定的方式進(jìn)行固定，優(yōu)選地，只在超導(dǎo)層與過渡層分離處固定第二面。

一種使用所述的設(shè)備加工超導(dǎo)導(dǎo)線接頭連接體的方法，包括以下步驟：

S1)截取一段優(yōu)選長度為10-100mm、寬度為4-12mm的第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線；

S2)在超導(dǎo)導(dǎo)線的一端，沿著過渡層和超導(dǎo)層之間的界面將導(dǎo)線分開優(yōu)選為1-5mm的長度；

S3)將超導(dǎo)導(dǎo)線的第一面固定在第一平板表面，超導(dǎo)導(dǎo)線的第二面固定在第二圓柱形滾軸的表面；

S4)調(diào)節(jié)第二圓柱形滾軸與第一平板的間距與超導(dǎo)導(dǎo)線厚度相同，旋轉(zhuǎn)第二圓柱形滾軸的同時使第一平板同步運(yùn)動，使超導(dǎo)導(dǎo)線沿著過渡層與超導(dǎo)層的界面完全分離；

S5)將固定在第二圓柱形滾軸表面的超導(dǎo)層所在的部分取下，以得到連接體。

一種連接兩個超導(dǎo)導(dǎo)線端口的方法，包括以下步驟：

S1)使用所述加工超導(dǎo)導(dǎo)線接頭連接體的方法，獲得具有層疊的加強(qiáng)層、銀穩(wěn)定層和超導(dǎo)層的超導(dǎo)連接體；

S2)對需要連接的兩根超導(dǎo)導(dǎo)線的端部進(jìn)行銀層腐蝕處理以露出超導(dǎo)層表面；

S3)將兩根超導(dǎo)導(dǎo)線的端部相鄰放置，焊接金屬基底實現(xiàn)機(jī)械連接；

S4)在兩根超導(dǎo)導(dǎo)線的超導(dǎo)層上覆蓋超導(dǎo)連接體，并使用銀箔進(jìn)行包裹固定；

S5)在低氧分壓氣氛和機(jī)械加壓下進(jìn)行成相熱處理，使超導(dǎo)連接體與超導(dǎo)導(dǎo)線的超導(dǎo)層的界面處生成稀土鋇銅氧相；

S6)在高氧分壓氣氛下進(jìn)行充氧熱處理，使稀土鋇銅氧相具備超導(dǎo)性質(zhì)，從而實現(xiàn)超導(dǎo)連接體與超導(dǎo)導(dǎo)線的超導(dǎo)層之間超導(dǎo)連接；

S7)去除包裹銀箔，得到完成連接的新超導(dǎo)導(dǎo)線。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供了一種獲得二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的連接體的設(shè)備和方法，能夠有效、可靠、低成本地實現(xiàn)獲得連接體。本發(fā)明的方法劈裂去除不利于氧擴(kuò)散的金屬基底與過渡層，以剩余的超導(dǎo)層與銀穩(wěn)定層(也可以包含加強(qiáng)層)作為超導(dǎo)連接體，可良好地應(yīng)用于超導(dǎo)導(dǎo)線接頭等領(lǐng)域。本發(fā)明中使用的滾軸來劈裂分離超導(dǎo)層的方法，其優(yōu)點在于，滾軸的半徑大于超導(dǎo)材料的臨界彎曲半徑，這樣在劈裂的過程中就不會由于彎曲力過大而破壞超導(dǎo)層。同時，同步運(yùn)轉(zhuǎn)的上下滾軸或者滾軸與直板，使超導(dǎo)層與過渡層同時受力分開，不會出現(xiàn)滑動現(xiàn)象以及受到切向力，也就不會破壞超導(dǎo)層。因此就獲得了超導(dǎo)性能保持良好的二代高溫超導(dǎo)材料，其具有超導(dǎo)層、銀穩(wěn)定層以及加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(或者沒有加強(qiáng)結(jié)構(gòu))，其用途之一就是用于連接兩根導(dǎo)線的連接體。本發(fā)明得到的連接體沒有或較少地受到外力的破壞，保持優(yōu)良的超導(dǎo)性能，可用于實現(xiàn)兩根超導(dǎo)導(dǎo)線的超導(dǎo)連接，在接頭處具備良好的超導(dǎo)性能，能夠?qū)崿F(xiàn)良好傳輸大電流。

在一種優(yōu)選實施例中，用兩個間隙可調(diào)節(jié)、能夠同步運(yùn)轉(zhuǎn)、直徑大小相同的滾軸，既避免超導(dǎo)層受到切向力破壞，又避免其受到半徑過小的彎曲力破壞。間隙可調(diào)節(jié)，可達(dá)到間隙大小與導(dǎo)線厚度一致，避免導(dǎo)線垂直受力過大，同時保證接觸點的導(dǎo)線能緊貼滾軸，不發(fā)生滑動損壞超導(dǎo)層。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例一中使用的二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例一中使用的二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線劈裂前的分開一個小口的處理示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例一中使用雙滾軸結(jié)構(gòu)對一段二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線進(jìn)行劈裂的示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例一中使用雙滾軸結(jié)構(gòu)對一段二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線進(jìn)行劈裂的示意圖的左視圖；

圖5是本發(fā)明實施例一中使用滾軸與直板結(jié)構(gòu)對一段二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線進(jìn)行劈裂的示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例一中使用滾軸與直板結(jié)構(gòu)對一段二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線進(jìn)行劈裂的左視圖的示意圖

圖7是實施例三中的使用的第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)示意圖

圖8是本發(fā)明實施例四中的第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線連接頭的示意圖。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的實施方式作詳細(xì)說明。應(yīng)該說明的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。

本發(fā)明實施例中獲得的連接體是一段從已經(jīng)制備好的第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線上獲得的超導(dǎo)層、銀層、銅保護(hù)層的結(jié)合體。

參見圖3至圖4，一種加工超導(dǎo)導(dǎo)線接頭連接體的設(shè)備，包括第一圓柱形滾軸和第二圓柱形滾軸，所述第一圓柱形滾軸和第二圓柱形滾軸的軸線互相平行，所述第一圓柱形滾軸和所述第二圓柱形滾軸之間具有用于裝入第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的間隙，所述第一圓柱形滾軸和所述第二圓柱形滾軸經(jīng)控制朝相反的方向旋轉(zhuǎn)并具有相同的線速度，第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的靠近金屬基底的第一面固定在所述第一圓柱形滾軸上，第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的靠近超導(dǎo)層的第二面固定在所述第二圓柱形滾軸上，所述第二圓柱形滾軸的半徑大于第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界彎曲半徑。

所述第一圓柱形滾軸和第二圓柱形滾軸的半徑可以相同或不同，具有相同的線速度即可。

在優(yōu)選的實施例中，所述第二圓柱形滾軸的半徑大于15mm。

在優(yōu)選的實施例中，所述第一圓柱形滾軸和第二圓柱形滾軸之間的間距可調(diào)，更優(yōu)選地，最大可調(diào)間距達(dá)到5mm。

參見圖5至圖6，一種加工超導(dǎo)導(dǎo)線接頭連接體的設(shè)備，包括第一平板和第二圓柱形滾軸，所述第一平板的表面和第二圓柱形滾軸的軸線互相平行，所述第一平板和所述第二圓柱形滾軸之間具有用于裝入第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的間隙，所述第一平板和所述第二圓柱形滾軸經(jīng)控制以使所述第一平板的運(yùn)動與所述第二圓柱形滾軸的旋轉(zhuǎn)同步，且所述第一平板的運(yùn)動速度與所述第二圓柱形滾軸的線速度相同，第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的靠近金屬基底的第一面固定在所述第一平板上，第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的靠近超導(dǎo)層的第二面固定在所述第二圓柱形滾軸上，所述第二圓柱形滾軸的半徑大于第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界彎曲半徑。

在優(yōu)選的實施例中，所述第二圓柱形滾軸的半徑大于15mm。

在優(yōu)選的實施例中，所述第一平板和第二圓柱形滾軸之間的間距可調(diào)，更優(yōu)選地，最大可調(diào)間距達(dá)到5mm。

實施例一

本實施例將結(jié)合圖1至圖4進(jìn)行描述，二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)可以用圖1來表示，包括：上加強(qiáng)層1-1，銀穩(wěn)定層1-2，超導(dǎo)層1-3，過渡層1-4，金屬基底1-5，下加強(qiáng)層1-6，虛線框內(nèi)是即將用于直接分開超導(dǎo)層與過渡層的部位1-7。圖2中表示已經(jīng)直接分離的超導(dǎo)層與過渡層端口。劈裂過程如圖3、圖4所示，圖3包括上滾軸3-1；用于劈裂的超導(dǎo)導(dǎo)線3-2；下滾軸3-3。圖4是圖3的左視圖，其中4-4表示劈裂出來的超導(dǎo)層；4-5表示劈裂出來的過渡層。

一種超導(dǎo)導(dǎo)線接頭連接體的加工方法包括以下步驟：

S1)截取一段長度為10-100mm、寬度為4-12mm的第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線；

S2)在超導(dǎo)導(dǎo)線的一端，沿著過渡層和超導(dǎo)層之間的界面將導(dǎo)線分開1-5mm的長度；

S3)將導(dǎo)線的金屬基底所在的一面固定在第一個滾軸表面，導(dǎo)線的超導(dǎo)層所在的另一面固定在第二個滾軸的表面；

S4)調(diào)節(jié)兩個滾軸的間距與導(dǎo)線厚度相同，旋轉(zhuǎn)兩個滾軸，使導(dǎo)線沿著過渡層與超導(dǎo)層的界面完全分離；

S5)將固定在步驟S3)所述第二個滾軸表面的超導(dǎo)層所在的部分取下，去除損壞部位，得到連接體。

在步驟S1)中，截取一段導(dǎo)線過程中可以在其兩側(cè)分別切除0.1-0.5mm的寬度，以易于后續(xù)的劈裂加工，在截取和切除的操作中，導(dǎo)線除了切口處的其他部位不受外力，避免破壞導(dǎo)線內(nèi)部的性能。帶材兩側(cè)的邊緣位置，各層的結(jié)合相對比較緊密，所以剪去這兩側(cè)可以利于帶材的完整分開。

步驟S2)中可以直接使用鑷子等工具分開導(dǎo)線的端部，也可以采用電烙鐵加熱、局域彎曲等方法使端部易于分開。

步驟S3)中可以采取全覆蓋的形式固定導(dǎo)線的下基底面，也可以分段固定；可以采取全覆蓋的形式固定導(dǎo)線的上表面，也可以分段固定。下滾軸與基底面的固定可以使用雙面膠或者其他具有雙向固定效果的膠水固定，上滾軸與上表面的固定可以使用雙面膠或者其他具有雙向固定效果的膠固定，也可以采用機(jī)械固定的方式固定。優(yōu)選的，為了方便在步驟S5)取下超導(dǎo)層，可只在上表面的超導(dǎo)層與過渡層端口分離處固定上表面。

步驟S3)中使用的滾軸在直徑相同時轉(zhuǎn)速相同，直徑不同時根據(jù)轉(zhuǎn)速比調(diào)節(jié)，保證線速度大小相等。

步驟S3)中滾軸的半徑大于第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界彎曲半徑，優(yōu)選的滾軸半徑大于15mm。

步驟S3)中滾軸的中心距離可調(diào)，兩個滾軸之間的間隙最小可為0mm，最大要大于超導(dǎo)導(dǎo)線的厚度，優(yōu)選0～5mm。

步驟S3)中，設(shè)備也可以采用兩個半徑不同的滾軸，但需要控制兩個滾軸的旋轉(zhuǎn)角速度，使兩個滾軸表面的線速度相同；下滾軸可以替換為有相同效果的平板，滿足平板與滾軸的間隙可調(diào)，優(yōu)選調(diào)節(jié)距離為0～5mm，且平板可運(yùn)動，運(yùn)動方向與滾軸同步，即平板的速度的大小與方向同接觸點處滾軸的線速度的大小與方向均相等。

步驟S3)中，為了方便取下超導(dǎo)層，可使用稀釋劑或其他試劑溶解膠，但是該試劑不能破壞超導(dǎo)層。

步驟S5)中，最終得到的超導(dǎo)連接體可以進(jìn)行等離子體清洗、離子束轟擊、熱處理、鍍銀等后續(xù)處理，提高表面質(zhì)量或保護(hù)超導(dǎo)性能。

步驟S5)中，最終得到的超導(dǎo)連接體在液氮溫度和自場下，臨界電流密度為初始的超導(dǎo)導(dǎo)線的50％以上，可以應(yīng)用于兩根第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的超導(dǎo)接頭加工，以及超導(dǎo)疊層結(jié)構(gòu)加工。

實施例二

本實施例結(jié)合圖1、圖2、圖5、圖6進(jìn)行描述，一種超導(dǎo)導(dǎo)線接頭連接體的加工及應(yīng)用技術(shù)包括以下步驟：

S1)準(zhǔn)備一臺如權(quán)利要求1所述的第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線接頭連接體的加工設(shè)備，截取一段長度為10-100mm、寬度為4-12mm的第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線；

S2)在超導(dǎo)導(dǎo)線的一端，沿著過渡層和超導(dǎo)層之間的界面將導(dǎo)線分開1-5mm的長度；

S3)將導(dǎo)線的金屬基底所在的一面固定在平板表面，導(dǎo)線的超導(dǎo)層所在的另一面固定在滾軸的表面；

S4)調(diào)節(jié)滾軸與平板的間距與導(dǎo)線厚度相同，旋轉(zhuǎn)兩個滾軸，使導(dǎo)線沿著過渡層與超導(dǎo)層的界面完全分離；

S5)將固定在步驟S3)所述滾軸表面的超導(dǎo)層所在的部分取下，去除損壞部位，得到連接體。

本實施例的上述步驟，與實施例一在大部分環(huán)節(jié)的操作過程及其參數(shù)可以是相同的。

圖5、圖6展示了本實施例的超導(dǎo)導(dǎo)線分離過程，圖5所示的連接結(jié)構(gòu)包括：滾軸5-1；正在被劈裂的超導(dǎo)導(dǎo)線5-2；平板5-3。圖6是圖5的左視圖，其中5-4表示劈裂出來的超導(dǎo)層；5-5表示劈裂出來的過渡層。

步驟S6中，平板的運(yùn)動優(yōu)選使用借助直線齒輪與直齒輪的配合。

實施例三

本實施例結(jié)合圖7進(jìn)行描述，圖7展示了本實施例所使用的超導(dǎo)導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)，包括：上加強(qiáng)層7-1；銀穩(wěn)定層7-2；超導(dǎo)層7-3；過渡層7-4；金屬基底7-5；下銀層7-6；下加強(qiáng)層7-7。用于撕開小口的部位7-8。

一種超導(dǎo)導(dǎo)線接頭連接體的加工和應(yīng)用，其步驟包括：

S1)準(zhǔn)備一臺第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線接頭連接體的加工設(shè)備，截取一段長度為10-100mm、寬度為4-12mm的第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線；

S2)用鑷子或其他工具將靠近下表面的銀層與金屬基底分開，并徹底分離，只保留含有金屬基底的部分，作為后續(xù)加工的材料；

S3)在超導(dǎo)導(dǎo)線的一端，沿著過渡層和超導(dǎo)層之間的界面將導(dǎo)線分開1-5mm的長度；

S4)將導(dǎo)線的金屬基底所在的一面固定在第一個滾軸表面，導(dǎo)線的超導(dǎo)層所在的另一面固定在第二個滾軸的表面；

S5)調(diào)節(jié)兩個滾軸的間距與導(dǎo)線厚度相同，旋轉(zhuǎn)兩個滾軸，使導(dǎo)線沿著過渡層與超導(dǎo)層的界面完全分離；

S6)將固定在所述第二個滾軸表面的超導(dǎo)層所在的部分取下，去除損壞部位，得到連接體。

本實施例的上述步驟，與實施例一在大部分環(huán)節(jié)的操作過程及其參數(shù)可以是相同的。

步驟S2所述的分離下銀層與金屬基底的過程也可以去掉，本實施例優(yōu)選保留步驟S2。本實施例是針對在金屬基底和加強(qiáng)層之間具有銀層的第二代高溫超導(dǎo)帶材，其中銀層與金屬基底的粘附力比較小，相比更加容易脫落，因此在劈裂過程中影響了過渡層與超導(dǎo)層的分離，因此先將銀層與金屬基底分離。

步驟S4所述的下滾軸也可以用平板替代，替代后的步驟與實施例二的操作過程相同。

實施例四

本實施例介紹一種超導(dǎo)連接體的具體使用例，主要來源于清華大學(xué)的馮峰、瞿體明等人研究利用連接體連接兩個超導(dǎo)導(dǎo)線端口的方法(馮峰,瞿體明,符其樹,盧弘愿,朱宇平,張向松,韓征和.實現(xiàn)稀土鋇銅氧高溫超導(dǎo)導(dǎo)線之間超導(dǎo)連接的方法及結(jié)構(gòu)[P].廣東：CN105390830A,2016-03-09.)。圖8展示了本實施例的結(jié)構(gòu)，包括：8-1加強(qiáng)層；8-2銀穩(wěn)定層；8-3超導(dǎo)層；8-4過渡層；8-5金屬基底；8-6加強(qiáng)層；8-7連接體，含有加強(qiáng)層、銀穩(wěn)定層、超導(dǎo)層。

連接方法的具體步驟包括：

S1：對一根超導(dǎo)導(dǎo)線進(jìn)行劈裂處理，使之沿著過渡層與超導(dǎo)層之間的界面裂開，將包括超導(dǎo)層和銀穩(wěn)定層的部分作為超導(dǎo)連接體；

S2：對需要連接的兩根超導(dǎo)導(dǎo)線的端部進(jìn)行銀層腐蝕處理以露出超導(dǎo)層表面；

S3：將兩根超導(dǎo)導(dǎo)線的端部相鄰放置，焊接金屬基底實現(xiàn)機(jī)械連接；

S4：在兩根超導(dǎo)導(dǎo)線的超導(dǎo)層上覆蓋超導(dǎo)連接體，并使用銀箔進(jìn)行包裹固定；

S5：在低氧分壓氣氛和機(jī)械加壓下進(jìn)行成相熱處理，使超導(dǎo)連接體與超導(dǎo)導(dǎo)線的超導(dǎo)層的界面處生成稀土鋇銅氧相；

S6：在高氧分壓氣氛下進(jìn)行充氧熱處理，使稀土鋇銅氧相具備超導(dǎo)性質(zhì)，從而實現(xiàn)超導(dǎo)連接體與超導(dǎo)導(dǎo)線的超導(dǎo)層之間超導(dǎo)連接；

S7：去除包裹銀箔，得到完成連接的新超導(dǎo)導(dǎo)線。

具體方法可以參考CN105390830A。

在步驟S6中，充氧時間也是一個重要的技術(shù)問題。氧氣在銀中的擴(kuò)散系數(shù)要比在超導(dǎo)層中的擴(kuò)散系數(shù)大得多，也就是氧氣擴(kuò)散進(jìn)入銀中的時間相比在超導(dǎo)層中的擴(kuò)散時間是一個可忽略的小量。本實施例中的不同點在于，CN105390830A中介紹的充氧過程中，由于沒有加強(qiáng)層，氧氣可以從銀層的上方進(jìn)入，擴(kuò)散量大，而本實施例中的連接體中含有加強(qiáng)層，加強(qiáng)層可以使用銀、銅等氧氣擴(kuò)散系數(shù)較高的材料，也可以使用哈氏合金等氧氣擴(kuò)散系數(shù)較低的材料。當(dāng)使用氧氣擴(kuò)散系數(shù)較高的材料作為加強(qiáng)層時，氧氣的擴(kuò)散路徑將對于CN105390830A的情況要大一些；當(dāng)使用氧氣擴(kuò)散系數(shù)較低的材料作為加強(qiáng)層時，在充氧過程中氧氣主要不經(jīng)過加強(qiáng)層，而是主要先從銀層的四周擴(kuò)散進(jìn)去然后再在超導(dǎo)層的c軸方向擴(kuò)散進(jìn)超導(dǎo)層。綜上，本發(fā)明在充氧時間上會比CN105390830A中方法的充氧時間長一些。但是由于氧氣在銀中的擴(kuò)散系數(shù)是很大的，因此即使氧氣從銀的四周擴(kuò)散進(jìn)去，擴(kuò)散進(jìn)入的面積大大減小了，其擴(kuò)散時間相比于氧氣在超導(dǎo)層中的擴(kuò)散時間也是一個較小的量，因此總體上也是在一定程度上解決充氧時間過長的問題。同時，由于加強(qiáng)層的存在，本實施例中的超導(dǎo)連接體具有更好的機(jī)械性能，可以更為方便的操作。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體/優(yōu)選地實施方式對本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其還可以對這些已描述的實施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。