專利名稱：NbTi/Cu超導坯錠的組裝方法
技術領域：
本發明屬于超導材料加工技術領域，涉及ー種NbTi/Cu超導坯錠的組裝方法。
背景技術：
MRI (核磁共振成像,Magnetic Resonance Imaging),是現代醫學不可或缺的診斷工具，它具有非侵入、無輻射、診斷時間短、精確度高的特點。MRI系統采用超導磁體能保證最有效地產生核磁成像所要求的高度均勻、穩定和強大的磁場，從而獲得清晰的圖像。超導磁體作為MRI中的關鍵部件主要由NbTi/Cu超導線繞制而成。近年來，隨著MRI在臨床診斷中的迅猛發展，對NbTi/Cu超導線的需求日益旺盛。目前全世界每年約有3000臺超導MRI投放市場，需求的NbTi超導線約為2500t。二次組裝法(two stage stacking process)是NbTi超導多芯復合材料制備的ー種主要方法，其主要過程是將NbTi/Cu單芯棒、無氧銅棒按照設計的排列方式進行復合，置于無氧銅管內，形成NbTi/Cu復合坯料。NbTi超導芯絲
數量從數十芯到上萬芯不等，用途有別，設計相異。在復合坯料的組裝過程中，NbTi/Cu單芯棒與銅棒的排列組合方式決定了組裝的效率，不同芯絲數量的NbTi/Cu超導體所采用的組裝方法也不盡相同。MRI系統采用的NbTi/Cu超導體具有銅比高、芯絲數量少(〈100芯)的特點，針對MRI用NbTi/Cu超導線材エ業化生產，有必要開發ー種通用化的組裝方法，實現不同銅比、不同芯絲數量NbTi/Cu超導坯料的組裝通用化。
發明內容
要解決的技術問題為了避免現有技術的不足之處，本發明提出ー種NbTi/Cu超導坯錠的組裝方法，適用于芯絲數量不大于55芯的NbTi/Cu超導體的批量化組裝，通用性強，效率高，成本低，有利于NbTi/Cu超導體的エ業化生產。技術方案ー種NbTi/Cu超導坯錠的組裝方法，其特征在于步驟如下步驟I :按照設計的NbTi/Cu多芯復合坯料截面，將對邊尺寸一致的六方NbTi/Cu單芯棒或對邊尺寸一致的六方無氧銅棒，組合成模塊I、模塊2，并將組合后的模塊進行捆扎；所述模塊I :中間ー個六方NbTi/Cu單芯棒或六方無氧銅棒，四周邊對邊排列5個六方NbTi/Cu單芯棒或六方無氧銅棒；所述模塊2 3個六方NbTi/Cu單芯棒或六方無氧銅棒與2個六方NbTi/Cu單芯棒或六方無氧銅棒，邊對邊排列為2行；步驟2 :將無氧銅管水平放置，將模塊I放入無氧銅管內，放入深度為2/3 3/4的單芯棒長度，并將外露部分進行集束； 步驟3 :將2個模塊2相對置入模塊I的兩側放入無氧銅管內，放入深度為2/3 3/4的單芯棒長度，并將外露部分進行集束；
步驟4 :將六方NbTi/Cu單芯棒或六方無氧銅棒，按照設計圖紙的排列方式堆垛完畢；步驟5 :將模塊I及模塊2的扎帶去除，并將伸出無氧銅管外的部分敲入無氧銅管中；步驟6 :將復合坯料的空隙采用圓形無氧銅棒填充緊密，所述圓形無氧銅棒直徑為 I 丄.Smnin步驟3中置入模塊2的方向為與置入模塊I時無氧銅管的相反的一端。所述NbTi/Cu多芯復合坯料內的NbTi/Cu單芯棒數量不大于55芯。有益效果
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本發明提出的ー種NbTi/Cu超導坯錠的組裝方法，采用模塊化的組裝方法可以實現NbTi/Cu超導多芯復合包套的高效組裝，組裝效率高，適用于エ業化生產。適用于芯絲數量不大于55芯的NbTi/Cu超導體的批量化組裝，通用性強，效率高，成本低，有利于NbTi/Cu超導體的エ業化生產。
圖I :NbTi/Cu復合坯料的截面結構2:模塊I的結構3:模塊2的結構4 :實施例I圖5 :實施例2圖6 :實施例3圖7:實施例具體實施例方式現結合實施例、附圖對本發明作進ー步描述步驟ー選取對邊尺寸為10 25mm之間的六方NbTi/Cu單芯棒、六方無氧銅棒用于NbTi/Cu多芯復合坯料組裝。所選取的無氧銅棒與NbTi/Cu單芯棒長度為800mm，表面光潔，無毛刺、夾雜、油污、氧化等缺陷；步驟ニ 按照設計的NbTi/Cu多芯復合坯料截面選取六方NbTi/Cu單芯棒與六方無氧銅棒，組合成模塊I和模塊2，并用潔凈的扎帶將其捆扎；步驟三將無氧銅管橫臥水平放置，在無氧銅管內放入模塊1，模塊I的放入深度約為2/3 3/4單芯棒長度，并將扎帶置于無氧銅管外，保證模塊I在無氧銅管內不松散。步驟四在無氧銅管內放入模塊2，模塊2的放入方向與模塊I相反，避免模塊之間的扎帶影響組裝，放入深度約為2/3 3/4單芯棒長度，并將扎帶置于無氧銅管外，保證模塊在無氧銅管內不松散。步驟五在無氧銅管內放入模塊3，模塊3的放入方向與模塊I相反，避免模塊之間的扎帶影響組裝，放入深度約為2/3 3/4單芯棒長度，并將扎帶置于無氧銅管外，保證模塊在無氧銅管內不松散。步驟六將六方NbTi/Cu單芯棒或六方無氧銅棒，按照設計的排列方式堆垛完畢，堆垛過程將六方組元置于無氧銅管內。步驟七將模塊I、模塊2及模塊3的扎帶去除，并將伸出無氧銅管外的組元敲入復合坯料中，直至與所有六方組元與無氧銅管平齊；步驟八將復合坯料的空隙用尺寸為の2 の3mm無氧銅棒填充緊密；實施例I步驟ー選取對邊尺寸為20mm的六方NbTi/Cu單芯棒18支、六方無氧銅棒37支用于NbTi/Cu多芯復合坯料組裝。無氧銅棒與NbTi/Cu單芯棒長度為300 800mm，表面光潔，無毛刺、夾雜、油污、氧化等缺陷；步驟ニ 按照設計的NbTi/Cu多芯復合坯料截面選取六方NbTi/Cu單芯棒與六方無氧銅棒，組合成模塊I、模塊2、模塊3，并用潔凈的扎帶將其捆扎；其中，模塊I由2支
NbTi/Cu單芯棒加4支六方無氧銅棒組成，模塊2和模塊3由3支NbTi/Cu單芯棒加2支六方無氧銅棒組成，如圖2 (a)所示。步驟三將無氧銅管橫臥水平放置，在無氧銅管內放入模塊1，模塊I的放入深度約為3/4單芯棒長度，并將扎帶置于無氧銅管外，模塊在無氧銅管內不松散。步驟四在無氧銅管內放入模塊2，模塊2的放入方向與模塊I相反，避免模塊之間的扎帶影響組裝，放入深度約為3/4單芯棒長度，并將扎帶置于無氧銅管外，模塊在無氧銅管內不松散。步驟五在無氧銅管內放入模塊3，模塊3的放入方向與模塊I相反，避免模塊之間的扎帶影響組裝，放入深度約為3/4單芯棒長度，并將扎帶置于無氧銅管外，模塊在無氧銅管內不松散。步驟六將六方NbTi/Cu單芯棒或六方無氧銅棒，按照設計的排列方式堆垛完畢；堆垛過程將組元置于無氧銅管內。步驟七將模塊I及模塊2的扎帶去除，并將伸出無氧銅管外的組元敲入復合坯料中，直至與所有六方組元與無氧銅管平齊；步驟八將復合坯料的空隙用の2mm無氧銅棒填充緊密；采用該實施例組裝的NbTi/Cu復合還料截面如圖4所示；實施例2步驟ー選取對邊尺寸為15mm的六方NbTi/Cu單芯棒24支、六方無氧銅棒21支用于NbTi/Cu多芯復合坯料組裝。無氧銅棒與NbTi/Cu單芯棒長度為500mm，表面光潔，無毛刺、夾雜、油污、氧化等缺陷；步驟ニ 按照設計的NbTi/Cu多芯復合坯料截面選取六方NbTi/Cu單芯棒與六方無氧銅棒，組合成模塊I、模塊2、模塊3，并用潔凈的扎帶將其捆扎；其中，模塊I由3支NbTi/Cu單芯棒，3支六方無氧銅棒組成，模塊2和模塊3由4支NbTi/Cu單芯棒加I支六方無氧銅棒組成，如圖2 (b)所示。步驟三將無氧銅管橫臥水平放置，在無氧銅管內放入模塊1，模塊I的放入深度約為3/4單芯棒長度，并將扎帶置于無氧銅管外，模塊在無氧銅管內不松散。步驟四在無氧銅管內放入模塊2，模塊2的放入方向與模塊I相反，避免模塊之間的扎帶影響組裝，放入深度約為2/3單芯棒長度，并將扎帶置于無氧銅管外，模塊在無氧銅管內不松散。
步驟五在無氧銅管內放入模塊3，模塊3的放入方向與模塊I相反，避免模塊之間的扎帶影響組裝，放入深度約為3/4單芯棒長度，并將扎帶置于無氧銅管外，模塊在無氧銅管內不松散。步驟六將六方NbTi/Cu單芯棒或六方無氧銅棒，按照設計的排列方式堆垛完畢；堆垛過程將組元置于無氧銅管內。步驟七將模塊I及模塊2的扎帶去除，并將伸出無氧銅管外的組元敲入復合坯料中，直至與所有六方組元與無氧銅管平齊；步驟八將復合坯料的空隙用の2mm無氧銅棒填充緊密；采用該實施例組裝的NbTi/Cu復合坯料截面如圖5所示；實施例3·
步驟ー選取對邊尺寸為IOmm的六方NbTi/Cu單芯棒54支、六方無氧銅棒I支用于NbTi/Cu多芯復合坯料組裝。無氧銅棒與NbTi/Cu單芯棒長度為300mm，表面光潔，無毛刺、夾雜、油污、氧化等缺陷；步驟ニ 按照設計的NbTi/Cu多芯復合坯料截面選取六方NbTi/Cu單芯棒與六方無氧銅棒，組合成模塊I、模塊2、模塊3，并用潔凈的扎帶將其捆扎；其中，模塊I由6支NbTi/Cu單芯棒，模塊2和模塊3由5支NbTi/Cu單芯棒組成，如圖2(c)所示；步驟三將無氧銅管橫臥水平放置，在無氧銅管內放入模塊1，模塊I的放入深度約為2/3單芯棒長度，并將扎帶置于無氧銅管外，模塊在無氧銅管內不松散。步驟四在無氧銅管內放入模塊2，模塊2的放入方向與模塊I相反，避免模塊之間的扎帶影響組裝，放入深度約為3/4單芯棒長度，并將扎帶置于無氧銅管外，模塊在無氧銅管內不松散。步驟五在無氧銅管內放入模塊3，模塊3的放入方向與模塊I相反，避免模塊之間的扎帶影響組裝，放入深度約為3/4單芯棒長度，并將扎帶置于無氧銅管外，以保證模塊在無氧銅管內不松散。步驟六將六方NbTi/Cu單芯棒或六方無氧銅棒，按照設計的排列方式堆垛完畢；堆垛過程將組元置于無氧銅管內。步驟七將模塊I及模塊2的扎帶去除，并將伸出無氧銅管外的組元敲入復合坯料中，直至與所有六方組元與無氧銅管平齊；步驟八將復合坯料的空隙用の2mm無氧銅棒填充緊密；采用該實施例組裝的NbTi/Cu復合坯料截面如圖6所示實施例4步驟一選取對邊尺寸為25mm的六方NbTi/Cu單芯棒36支、六方無氧銅棒19支用于NbTi/Cu多芯復合坯料組裝。無氧銅棒與NbTi/Cu單芯棒長度為800mm，表面光潔，無毛刺、夾雜、油污、氧化等缺陷；步驟ニ 按照設計的NbTi/Cu多芯復合坯料截面選取六方NbTi/Cu單芯棒與六方無氧銅棒，組合成模塊I、模塊2、模塊3，并用潔凈的扎帶將其捆扎；其中，模塊I由5支NbTi/Cu單芯棒加I支六方無氧銅棒組成，模塊2和模塊3由5支NbTi/Cu單芯棒組成，如圖7所示；。步驟三將無氧銅管橫臥水平放置，在無氧銅管內放入模塊1，模塊I的放入深度約為3/4單芯棒長度，并將扎帶置于無氧銅管外，模塊在無氧銅管內不松散。步驟四在無氧銅管內放入模塊2，模塊2的放入方向與模塊I相反，避免模塊之間的扎帶影響組裝，放入深度約為3/4單芯棒長度，并將扎帶置于無氧銅管外，模塊在無氧銅管內不松散。步驟五在無氧銅管內放入模塊3，模塊3的放入方向與模塊I相反，避免模塊之間的扎帶影響組裝，放入深度約為3/4單芯棒長度，并將扎帶置于無氧銅管外，以保證模塊在無氧銅管內不松散。步驟六將六方NbTi/Cu單芯棒或六方無氧銅棒，按照設計的排列方式堆垛完畢；堆垛過程將組元置于無氧銅管內。步驟七將模塊I及模塊2的扎帶去除，并將伸出無氧銅管外的組元敲入復合坯料中，直至與所有六方組元與無氧銅管平齊；步驟八將復合坯料的空隙用の3mm無氧銅棒填充緊密；采用該實施例組裝的NbTi/Cu復合坯料截面如圖7所示從上述四個實施例可以看出，采用本發明NbTi/Cu超導坯料組裝方法適用于55芯以內的不同銅比，不同芯絲數量NbTi/Cu復合坯料的組裝。組裝過程無需特殊エ裝輔助，通用化程度高，組裝效率高，適用于エ業化生產。
權利要求
1.一種NbTi/Cu超導坯錠的組裝方法，其特征在于步驟如下 步驟I :按照設計的NbTi/Cu多芯復合坯料截面，將對邊尺寸一致的六方NbTi/Cu單芯棒或對邊尺寸一致的六方無氧銅棒，組合成模塊I、模塊2，并將組合后的模塊進行捆扎； 所述模塊I :中間一個六方NbTi/Cu單芯棒或六方無氧銅棒，四周邊對邊排列5個六方NbTi/Cu單芯棒或六方無氧銅棒； 所述模塊2 3個六方NbTi/Cu單芯棒或六方無氧銅棒與2個六方NbTi/Cu單芯棒或六方無氧銅棒，邊對邊排列為2行； 步驟2 :將無氧銅管水平放置，將模塊I放入無氧銅管內，放入深度為2/3 3/4的單芯棒長度，并將外露部分進行集束； 步驟3 :將2個模塊2相對置入模塊I的兩側放入無氧銅管內，放入深度為2/3 3/4的單芯棒長度，并將外露部分進行集束； 步驟4 :將六方NbTi/Cu單芯棒或六方無氧銅棒，按照設計圖紙的排列方式堆垛完畢；步驟5 :將模塊I及模塊2的扎帶去除，并將伸出無氧銅管外的部分敲入無氧銅管中；步驟6 :將復合坯料的空隙采用圓形無氧銅棒填充緊密，所述圓形無氧銅棒直徑為I L Smnin
2.根據權利要求I所述NbTi/Cu超導坯錠的組裝方法，其特征在于步驟3中置入模塊2的方向為與置入模塊I時無氧銅管的相反的一端。
3.根據權利要求I所述NbTi/Cu超導坯錠的組裝方法，其特征在于所述NbTi/Cu多芯復合坯料內的NbTi/Cu單芯棒數量不大于55芯。
全文摘要
本發明涉及一種NbTi/Cu超導坯錠的組裝方法，其特征在于按照設計的NbTi/Cu多芯復合坯料截面，將對邊尺寸一致的六方NbTi/Cu單芯棒或對邊尺寸一致的六方無氧銅棒，組合成模塊1、模塊2，并將組合后的模塊進行捆扎；將無氧銅管水平放置，將模塊1放入無氧銅管內，并將外露部分進行集束；將2個模塊2相對置入模塊1的兩側放入無氧銅管內，并將外露部分進行集束；將復合坯料的空隙采用圓形無氧銅棒填充緊密。本發明方法，采用模塊化的組裝方法可以實現NbTi/Cu超導多芯復合包套的高效組裝，組裝效率高，適用于工業化生產。適用于芯絲數量不大于55芯的NbTi/Cu超導體的批量化組裝，通用性強，效率高，成本低，有利于NbTi/Cu超導體的工業化生產。
文檔編號H01B13/00GK102789843SQ201210278889
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月7日 優先權日2012年8月7日
發明者萬小波, 馮勇, 劉向宏, 張華峰, 張平祥, 李建峰, 薛宇鑫 申請人:西部超導材料科技股份有限公司