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昭和电线电缆系统确立利用分批炉生产钇类超导线材的技术

来源:中国电子元器件产业网 作者:—— 浏览:380

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摘要: 日本昭和电线电缆系统公司和日本国际超导产业技术研究中心联手,在全球首次成功地利用电热分层式热处理制造法制作出了长200m的钇类超导线材。   此次的成果不是利用气相工艺,而是通过涂布溶液后利用分批炉形成超导层。只要将200m的线材放入分批炉,约20小时即可炼制而成,因此生产速度达到了每小时10m。相当于2005~2007年在日本新能源·产业技术综合开发机构(NEDO)委托实施的

    日本昭和电线电缆系统公司和日本国际超导产业技术研究中心联手,在全球首次成功地利用电热分层式热处理制造法制作出了长200m的钇类超导线材。
  此次的成果不是利用气相工艺,而是通过涂布溶液后利用分批炉形成超导层。只要将200m的线材放入分批炉,约20小时即可炼制而成,因此生产速度达到了每小时10m。相当于2005~2007年在日本新能源·产业技术综合开发机构(NEDO)委托实施的“超导应用基础技术开发项目”中确定的目标生产速度的2倍。
  此次开发的超导线材在利用离子束辅助沉积(IBAD)法形成了中间层的哈斯特合金底板上,利用溶液涂布热分散法形成了厚1μm的超导层。具体来说,就是将3氟化醋酸盐中溶有钇(Y)和钡(Ba)形成的溶液和在环烷酸盐中溶有铜的溶液混合,然后涂布到了中间层底板上,然后将底板在像滚筒一样的圆筒物上缠成螺旋状,而后在450℃的条件下进行烧结,再涂上溶液进行烧结,反复烧结8~9次左右。然后,将缠成螺旋状的底板放入温度为750℃左右的电热式分批炉中进行热处理。进行热处理时,必须向其喷射含有水蒸汽和ppm级氧气的氩气(Ar),使氟等快速地排放出去,以便均匀地使其氧化。
  过去,作为超导层的YBa2Cu3O7-X,与其结构比例一样,其原料也是按照钇:钡:铜为1:2:3的比例进行配合。而日本超导工学研究所通过研究发现,在所配合的原料中,通过将钡的比例减小到1.5,不仅可制出高品质的YBa2Cu3O7-X,而且只要使烧结温度保持在705~750℃之间,其质量就会保持稳定。由此,即使利用分批炉进行生产,在长200m的线材中也实现了临界电流值为200A/cm的特性。它相当于每平方厘米的电流值达到了200万A。昭和电线电缆系统表示,今后准备加大分批炉,制造出长500m的线材。
    旨在实现低成本生产的钇类线材
  钇类超导线材即使在价格低的液态氮气中(-196℃)也能保持超导状态,是一种高温超导体,和铋类超导材料一起受到了业界的广泛关注。钇类超导材料与铋类材料相比,临界电流密度大,能够形成更强的磁场。另外,铋类材料在覆盖材料中一般使用价格昂贵的银,而钇类材料由于材料成本低,将来有望实现低成本化。
  不过,与铋类材料相比,钇类材料存在着难以统一结晶方向(即配向)的问题。铋类材料只要将粉末材料装入银管中进行压缩,即可轻松地完成配向。而钇类材料单靠这种机械加工无法充分完成配向。因此,需要在镍合金底板上层叠结晶方向统一的中间层。这种中间层的形成过去一直利用日本藤仓开发的IBAD等方法。但由于这些方法需要真空工序,因此不仅设备成本高,而且还存在着需要时间进行蒸镀等问题,和超导层的形成一样已经成为实用化课题。
型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67