第二代高溫超導(dǎo)帶材接頭及封裝技術(shù)研究進(jìn)展PPT課件

1、1 高溫超導(dǎo)核心應(yīng)用磁共振成像 醫(yī)療磁懸浮列車 交通大型粒子對撞機(jī) 科學(xué) 節(jié)能超導(dǎo)感應(yīng)加熱 軍工超導(dǎo)電機(jī)第二代高溫超導(dǎo)接頭及封裝簡介 電力超導(dǎo)電纜第1頁/共21頁 超導(dǎo)電纜l 占地面積縮減90%l 輸電損耗降低70%l 無需架空線 傳統(tǒng)電纜l 載流量小l 輸電損耗高l 架空線占地面積大示范階段，每年仍有10-20公里超導(dǎo)電纜項(xiàng)目 數(shù)十億元1公里超導(dǎo)電纜需超導(dǎo)帶材300-500公里超導(dǎo)電纜量產(chǎn) 萬億級別產(chǎn)值電力(超導(dǎo)電纜)P2第2頁/共21頁l 金屬加工質(zhì)量大幅提升l 能耗降低60%l 每年節(jié)省數(shù)百萬電費(fèi)全國萬噸金屬擠壓設(shè)備1000臺每臺需超導(dǎo)帶材50公里2016-2020年超導(dǎo)金屬擠壓設(shè)備市場

2、帶材需求量約為8000公里(15-20億元)超導(dǎo)金屬擠壓設(shè)備帶材需求總量超過5萬公里（約100億元）P3節(jié)能 (超導(dǎo)感應(yīng)加熱)第3頁/共21頁第二代高溫超導(dǎo)接頭及封裝簡介4帶材長度帶材長度臨界電流臨界電流/ /工程電流密度工程電流密度閉合線圈閉合線圈現(xiàn)場裝配能力現(xiàn)場裝配能力機(jī)械強(qiáng)度機(jī)械強(qiáng)度第4頁/共21頁第二代高溫超導(dǎo)接頭及封裝簡介5過流沖擊 耐過流沖擊耐過流沖擊能力能力牢固性高 脫層應(yīng)力脫層應(yīng)力 軸向拉應(yīng)力軸向拉應(yīng)力室溫電阻 均勻性均勻性機(jī)械強(qiáng)度封裝現(xiàn)場裝配能力第5頁/共21頁第二代高溫超導(dǎo)接頭及封裝簡介6接頭電阻 低阻低阻 無阻無阻過流耐受能力 過流時(shí)間過流時(shí)間 電流大小電流大小機(jī)械性能

3、軸向拉應(yīng)力軸向拉應(yīng)力 轉(zhuǎn)彎半徑轉(zhuǎn)彎半徑帶材長度接頭閉合線圈第6頁/共21頁第二代高溫超導(dǎo)封裝的研究7鍍銅：厚度為2-5um焊錫封裝： 邊緣滿焊 表面上錫均勻?qū)娱g結(jié)合力強(qiáng)分切鍍銅封裝分切：規(guī)格多樣第7頁/共21頁第二代高溫超導(dǎo)封裝的研究8在臨界電流退化率小于5%的標(biāo)準(zhǔn)下，帶材可承受的拉應(yīng)力強(qiáng)度超過500 MPa第8頁/共21頁第二代高溫超導(dǎo)封裝的研究9在臨界電流退化率小于5%5%的標(biāo)準(zhǔn)下，帶材的雙曲彎曲直徑可小于50 mm50 mm第9頁/共21頁第二代高溫超導(dǎo)封裝的研究10封裝規(guī)格參數(shù)第10頁/共21頁第二代高溫超導(dǎo)接頭的研究11第一代低阻接頭：l 制造制造自動化程度高自動化程度高l 魯棒性魯

4、棒性高高第11頁/共21頁第二代高溫超導(dǎo)接頭的研究12不同橋接長度時(shí)接頭的V-I曲線接頭電阻值與橋接長度的關(guān)系第12頁/共21頁第二代高溫超導(dǎo)接頭的研究13流時(shí)間為100100秒秒的條件下，連接長度分別為12cm12cm和22cm22cm的封裝式低阻接頭直流過流耐受能力大于520A520A第13頁/共21頁第二代高溫超導(dǎo)接頭的研究14臨界軸向拉應(yīng)力：不低于單根帶材（當(dāng)接頭的單根部分折損時(shí)，接頭部分尚能保持完好）第14頁/共21頁第二代高溫超導(dǎo)接頭的研究15第二代低阻接頭：l 連接長度短很多連接長度短很多l(xiāng) 可用于閉合回路可用于閉合回路l 搭接區(qū)域的厚度更薄搭接區(qū)域的厚度更薄第15頁/共21頁第

5、二代高溫超導(dǎo)接頭的研究16 10cm10cm搭接長度的搭接接頭，其阻值可穩(wěn)定在1-3 n1-3 n范圍內(nèi)，Ic無損第16頁/共21頁第二代高溫超導(dǎo)接頭的研究17不同批次的接頭電阻值臨界軸向拉力：260N/10cm-width第17頁/共21頁第二代高溫超導(dǎo)接頭的研究無阻接頭：p 純超導(dǎo)連接：與母帶材具備同樣高的純超導(dǎo)連接：與母帶材具備同樣高的J Jc c和和T Tc cp 工藝時(shí)間短：通過工藝時(shí)間短：通過優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可大幅度縮短熱處理時(shí)間；，可大幅度縮短熱處理時(shí)間；p 對帶材無損：連接層的低熔點(diǎn)特性可保證母帶材始終處于穩(wěn)定態(tài)。對帶材無損：連接層的低熔點(diǎn)特性可保證母帶材始終處于穩(wěn)定態(tài)。第18頁/共21頁第二代高溫超導(dǎo)接頭的研究19接頭類型接頭特點(diǎn)接頭電阻接頭現(xiàn)狀接頭應(yīng)用焊接方便快捷25ncm2可商業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用廣泛第一代低阻接頭制造自動化程度高魯棒性高2-150n可商業(yè)化生產(chǎn)超導(dǎo)電纜在電源供電模式下工作的超導(dǎo)線圈/磁體第二代低阻接頭單位面積電阻小具有潛在的高Je1-3n提供技術(shù)支持磁懸