和制冷機04的結構相同，為了簡要起見，在此不再詳細描述。另外，在本發明實施例中，二級冷頭42與超導閉合回路03上的超導接頭32可以不直接連接，當然，兩者也可以直接連接在一起。
[0059]在本發明實施例中，超導線圈30的結構與上述圖2所示的超導線圈的結構基本相同，其不同在于，本發明實施例中，組成超導線圈30的超導線的材料為二硼化鎂。由于二硼化鎂的臨界超導轉變溫度為39K，為了維持超導線圈處于超導態，本發明提供的超導線圈工作溫度應低于39K，為了保證超導穩定性，本發明提供的超導線圈工作溫度低于20K。
[0060]如此，為了維持二硼化鎂處于超導態，進而維持超導線圈低溫運行環境的穩定性，本發明實施例可以采用氣體氦作為超導磁體的冷卻介質。具體地，在低溫容器06的底部盛放有一定量的液體氦，與上方氣體氦的依靠對流傳熱處于動態熱平衡狀態。為了確保超導接頭和超導開關處于超導態，將超導接頭和超導開關設置在低溫容器的底部，并且使得存留在低溫容器底部的液體氦能夠浸沒所述超導接頭和超導開關。
[0061]由于制成超導線的材料二硼化鎂的臨界超導轉變溫度較高(39K)，所以，超導線圈無需浸沒在液體氦內，利用氣體氦冷卻即可使其穩定維持在超導態。所以，在本發明實施例中，液氦無需浸沒整個超導線圈，僅浸沒超導接頭和超導開關即可提供本發明超導磁體的工作環境。所以，從這一方面來說，相較于現有技術中采用液氦冷卻超導線圈的方案，本發明提供的超導磁體也能夠減少氦的用量，降低超導磁體的成本，有利于超導磁體的普及。
[0062]以上為本發明實施例三提供的超導線圈的【具體實施方式】。在該【具體實施方式】中，通過由低熔點超導焊料焊接形成的超導接頭32能夠將二硼化鎂制成的超導線圈30的兩自由端連接起來，從而使該由二硼化鎂制成的超導線能夠在超導態閉環運行，為二硼化鎂的廣泛應用提供了可能。而且制造二硼化鎂超導材料的原材料較制造鈮鈦超導材料的原材料便宜得多，因此，使用二硼化鎂制造超導線材可以降低超導磁體的制造成本。
[0063]另外，二硼化鎂的臨界超導轉變溫度為39K，其臨界超導轉變溫度與其運行溫度的差值較大，可以使導致磁體失超的磁通跳躍得到有效的抑制，相較于現有技術中的超導磁體，本發明提供的超導磁體的超導穩定性較高。
[0064]本發明實施例三提供的超導磁體也可以應用在核磁共振成像技術領域，作為核磁共振成像超導磁體使用。
[0065]此外，作為本發明實施例的變型，也可以采用液氦作為冷卻介質來冷卻整個超導線圈，此時，液氦浸沒整個超導線圈。在這種情況下，可以在整個低溫容器內都充滿液氦，這時超導接頭和超導開關的位置并不是必須放在低溫容器的底部，在該具體實施例中，超導接頭和超導開關可以位于能夠被液氦所浸沒的任一位置。
[0066]另外，作為本發明實施例三的另一變型，還可以將制作超導線的材料二硼化鎂替換為實施例一所述的高溫超導材料。這是因為，高溫超導材料的臨界超導轉變溫度高于二硼化鎂的臨界超導轉變溫度，實施例三提供的超導磁體，其運行低溫環境在滿足二硼化鎂處于超導態的前提下，能夠滿足高溫超導材料處于超導態的條件。因此，作為實施例三的變型，還可以將制作超導線的材料二硼化鎂替換為實施例一或實施例二所述的高溫超導材料。
[0067]需要說明的是，實施例一和實施例三分別以超導線由高溫超導材料和二硼化鎂為例說明超導磁體的【具體實施方式】。實際上，在本發明實施例中，用于制成超導線的材料不限于上述所述的高溫超導材料和二硼化鎂。作為本發明實施例的擴展，只要用于制成超導線的材料中，其臨界超導轉變溫度高于35K均能夠實現本發明的發明目的。也就是說，當超導線的材料為臨界超導轉變溫度高于35K的材料時，即可實現本發明的發明目的。
[0068]以上為本發明的優選實施例。應當指出，對于本領域技術人員來說，在不脫離本發明發明構思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種超導磁體，其特征在于，包括:真空容器，所述真空容器內設置有冷屏和超導線圈； 所述超導線圈由超導線在線圈骨架上繞制而成，所述超導線圈的兩自由端通過超導接頭與超導開關連接形成閉合超導回路； 所述超導磁體還包括:設置于所述真空容器上的制冷機，所述制冷機包括一級冷頭和二級冷頭，所述一級冷頭與所述冷屏熱連接； 其中，所述超導線的材料是臨界超導轉變溫度高于35K的超導材料； 所述超導接頭由低熔點超導焊料制成，所述超導接頭通過所述二級冷頭或者冷卻介質冷卻。2.根據權利要求1所述的超導磁體，其特征在于，所述臨界超導轉變溫度高于35K的超導材料為二硼化鎂或高溫超導材料。3.根據權利要求2所述的超導磁體，其特征在于，所述高溫超導材料包括釔-鋇-銅-氧化合物、鉍-鉛一鍶-鈣-銅-氧化合物、鉈-鋇-鈣-銅-氧化合物以及汞-鋇-鈣-銅-氧化合物。4.根據權利要求1所述的超導磁體，其特征在于，所述低熔點超導焊料為伍德合金鉛-鎘-鉍-錫、純金屬銦或銦的合金。5.根據權利要求1-4任一項所述的超導磁體，其特征在于，所述超導接頭與所述二級冷頭直接熱連接，以使所述二級冷頭直接冷卻所述超導接頭，使得超導接頭內的焊料處于超導態，同時所述二級冷頭通過熱傳導方式維持所述超導線圈的工作溫度處于臨界超導轉變溫度以下。6.根據權利要求1-4任一項所述的超導磁體，其特征在于，所述超導磁體還包括位于所述冷屏內側的低溫容器，所述二級冷頭和所述超導線圈設置在所述低溫容器內，所述低溫容器內包括冷卻介質。7.根據權利要求6所述的超導磁體，其特征在于，所述冷卻介質為氦的氣-液兩相系統，該系統維持所述超導線圈工作溫度低于35K。8.根據權利要求6所述的超導磁體，其特征在于，所述冷卻介質為液氦，所述超導開關和超導接頭被所述液氦浸沒。9.根據權利要求6所述的超導磁體，其特征在于，當采用氣氦冷卻超導線圈時，所述超導開關和超導接頭位于低溫容器底部并為液氦所浸沒。10.根據權利要求1-4任一項所述的超導磁體，其特征在于，所述超導磁體還包括:位于所述冷屏外側的液氮容器，所述液氮容器內盛放有液氮，所述超導線圈和所述超導開關浸泡在所述液氮容器內的液氮中，所述超導接頭與所述二級冷頭直接連接。
【專利摘要】本發明提供了一種超導磁體，其包括：真空容器，所述真空容器內設置有冷屏和超導線圈；所述超導線圈由超導線在線圈骨架上繞制而成，所述超導線圈的兩自由端通過超導接頭與超導開關連接形成閉合超導回路；所述超導磁體還包括：設置于所述真空容器上的制冷機，所述制冷機包括一級冷頭和二級冷頭，所述一級冷頭與所述冷屏熱連接；其中，所述超導線的材料是臨界超導轉變溫度高于35K的超導材料；所述超導接頭由低熔點超導焊料制成，所述超導接頭通過所述二級冷頭或者冷卻介質冷卻，確保其處于超導態。相較于現有技術中的低溫閉環超導磁體，本發明提供的超導磁體的超導穩定性較高。
【IPC分類】H01F6/04, H01F6/00, H01F6/06
【公開號】CN105655084
【申請號】
【發明人】胡傾宇, 鄭杰, 莫耀敏, 段訓琪, 任國峰, 黃志龍, 干明明
【申請人】寧波健信機械有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月31日