DB34∕T 2843-2017 高温超导叠制造工艺及试验方法.pdf
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1、TCS 27.120.99 F 69 DB34 r-1-.文徽省而bfTL,方标准DB 34/T 2843-2017 高温超导叠制造工艺及试验方法Manu臼cturetechnology and experimental method ofhigh temperature superconducting stack 2017-03-30发布2017-04-30实施安徽省质量技术监督局发布目IJ1=1 本标准按照GB!Tl.1-2009给出的规则起草。本标准由巾回科学院等离子体物理研究所提出。本标准由安徽省核聚变工程技术及应用标准化技术委员会归U。D834/T 2843-2017 本标准起草单位
2、:巾回科学院等离子体物理研究所、安徽省质量和标准化研究院。本标准主要起草人:陆叫、宋云涛、郑金星、张文秋、I吕东、刘承连、I开忠、周挺志、黄雄一、陈洁鹤、邹春龙。I D834/T 2843-2017 高温超导叠制造工艺及试验方法1 范围本标准规定了自温超导叠制造工艺及试验方法的术语和定义、焊接材料要求、超导叠焊接、超导叠测试和测试报告。本标准适用于真宅超导叠焊接制造及测试方法。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB!T 13811-2003 电工术语超导
3、电性3 术语和定义GB!T 13811-2003界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 电流引线current lead 室温电源与低温磁体之间的电连接装营。电流引线低温端位于低温腔体内部,与4K超导母线连接,另外一端位于室温状态下,与室温电源总线连接。具体结构如图1所示。斗亏待1吃H厅输入喘口I.I:I 1 盯zt毫I冉;t?可幌子置盯:1气、瑞接地面1再H叮2IE端虫草n连接袄图1高温超导电流引线结构日e年的出喘口(:(II:I:j 注:超导电流引线由工作在(4-78)K汩隘的HTS超导段的部件,和工作在08-300)K汩隘的气冷铜电流引线部件纠成。HTS部件的冷端与超导母线相埠,并
4、由超导母线的超|临界液氮冷却维持在5K左右,HTS部件泪端与铜引线的热交换装置连接,并通过该热交换装置使该端维持在(40-75油。铜引线的热交换由引入50K氮气进行强制冷却,经过热交换日在铜引线的宝泪端输出大约300K的氮气。HTS部件是由基材为Bi-2223/AgAu或YBCO的合金超导带先奸焊成超导带叠,闯将该带叠f干焊在具有较低热传导率的不锈制支撑住;1-形成的。D834/T 2843-2017 3.2 超导叠HTS stack 为了提高电流号|线的载流能力,将电流号|线巾的高温超导带材并联连接在二起的,形成的叠状结构。示1?tl:TF 68KA电流引线,一根电流引线共需耍1000多恨银
5、金基Bi-2223高泪超导带并联,这些l句名?!超导带材共分为90叠,每叠由12层带纠成。图2为lOkA电流引线的36个超导叠。-一一一一-一,甲-士司雪-图210kA电流引线的36个超导叠3.3 超导接头superconducting joint 用于连接高温超导电流引线与低温超导馈线的部件。在电流引线中,超导接头通过轩焊:12成。3.4 接头电阻joint resistance 因超导接头的引入而给系统带来的额外电阻。3.5 临界电流critical current 处于超导态的超导体通以直流电流增加到临界值时样品转入匠且态时的电流。3.6 真空轩焊vacuum weld 在真EE条件下,
6、通过加热使焊剂熔化而形成的二种可有效地避免材料表面氧化的白质量连接工艺方法。3.7 四引线;法four-probemethod 为消除接触电势和接触电阻对测量电位的影响,采用四根寻|线测量样品电阻的方法。其巾外侧两根为电流寻|线,内则两根为电压寻|线。如图3所水。2 D834/T 2843-2017 图3四引线法示意图4 焊接材料要求4.1 超导带材高温超导带材除具有伞100A以上的载;在能力,还要具有较低的热导率,带材易焊接。4.2 焊料选择熔点183C的Sn-40Pb焊料和熔点为21TC的Sn-3.8Ag-O.7Cu焊料。4.3 焊接模具4.3.1 焊接模具应满足女11下条件:a)为凹槽模
7、具,采用不粘焊锡的材料:b)具有一定的刚度:c)有良好的导热率:4.3.2 每个槽配有用于压紧超导叠的压紧块,超导叠上的半均压强应在150g/cm左右。5 超导叠焊接5.1 焊接装置超导叠通过真空轩悍方式将多根超导带焊接成叠。焊接装置包括:真气苦干焊控制箱:一一超导叠焊接模具:加热器:一一冷却系统:温度采集控制系统:一一数字真空计:数据采集表:一一真空泵:一一超导叠储存箱(真空箱)等。3 D834/T 2843-2017 5.2 材料准备超导叠焊接需进行如下准备:a)将带材裁剪成理论计算所需长度的超导带:b)用无水酒精擦除带材七的污渍:c)按超导带一焊料带一超导带的顺序交替装入模具巾。5.3
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