CN101728018A - 一种具有外加金属壳层的高温超导导线及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有外加金属壳层的高温超导导线及其制备方法，其特征在于：它包括单根或多根高温超导导线和包覆在单根或多根高温超导导线外部的金属壳层，金属壳层留有气体通过的通道，每根高温超导导线分别由单芯或多芯组成，且高温超导导线的截面形状为矩形或圆形；金属壳层的厚度为20μm～500μm，且采用铁磁性材料、无/弱磁性材料、介于铁磁性材料与无磁性材料之间的合金组合材料、抗氧化合金材料和高强度合金材料中的一种。本发明通过在高温超导导线外面包覆金属壳层以达到提高临界电流，方便导线组合，提高力学性能，减小交流损耗和减小导线各向异性等效果，对目前各种高温超导导线具有普适性。本发明可以实际应用于高温超导导线的大规模化生产中。

Description

一种具有外加金属壳层的高温超导导线及其制备方法

技术领域

本发明涉及高温超导材料领域，特别是关于一种具有外加金属壳层的高温超导导线及其制备方法。

背景技术

高温超导电缆以其大通流能力，低损耗等特性，越来越得到广泛的关注和应用。目前高温超导导线主要分为两种，一种是以Bi-2212/Ag和Bi-2223/Ag为主的高温超导导线，其主流制备方法为粉末套管法(Powder In Tube，PIT)，制备步骤为(如图1所示)：将超导粉填装入银管，依次经过拉拔细线化、多芯套管、拉拔和轧制后，再通过热处理获得高温超导导线。但是，这种方法制备的高温超导导线存在以下问题，1、由于银的质地柔软，强度不够，再加上内部超导芯本已脆弱的陶瓷结构，所以其力学机械性能不强；2、由于铋系高温超导导线主要以带材为主，所以其几何形状增大了各项异性的影响；3、这种高温超导导线的临界电流不够高，同时磁场(特别是垂直场)对临界电流的影响巨大；等等这些都限制了其大规模的应用。另一种是以YBCO或RE:BCO为主的高温超导涂层导体，其制备方法为(如图2所示，图中A为超导层，B为缓冲层，C为基底)：在金属基带上用IBAD(离子束辅助沉积)或RABiTS(轧制辅助双轴织构衬底)等方法生长缓冲层形成织构，再用化学或物理方法，如TFA-MOD(三氟乙酸盐-金属有机沉积)方法生长超导层，再在其外面覆以保护层。但是，这种方法制备的高温超导导线也同样存在强度欠佳、各项异性明显等问题。而且，在一些实际应用场合，上述高温超导导线的单根导线的载流量太小，一般在100A左右，所以仍不能满足通大电流的需要，也不适合大规模的生产。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能提高临界电流、提高力学性能、方便导线组合、减小交流损耗和减小导线各向异性等效果的具有外加金属壳层的高温超导导线及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种具有外加金属壳层的高温超导导线，其特征在于：它包括单根或多根高温超导导线和包覆在所述单根或多根高温超导导线外部的金属壳层，所述金属壳层留有气体通过的通道，为了控制金属壳层与超导导线的间距以及超导导线之间的间距，可以在金属壳层和超导导线之间或多根包覆的每两根超导导线之间再额外包覆一层金属材料或其它种类介质，以达到控制金属壳层与超导导线以及超导导线之间间距的目的。每根所述高温超导导线分别由单芯或多芯组成，且所述高温超导导线的截面形状为矩形或圆形；所述金属壳层的厚度为20μm～500μm，且采用铁磁性材料、无/弱磁性材料、介于铁磁性材料与无磁性材料之间的合金组合材料、抗氧化合金材料和高强度合金材料中的一种。

所述高温超导导线包括Bi系高温超导导线和高温超导涂层导体。

所述Bi系高温超导导线为Bi-2223/Ag或Bi-2212/Ag；所述高温超导涂层导体为Y₁Ba₂Cu₃O_7-x、RE₁Ba₂Cu₃O₇-x或(Y，RE)₁Ba₂Cu₃O_7-x。

所述铁磁性材料为具有铁磁性的单质金属镍、铁、钴、钆，或由所述单质金属组成的二元或多元合金材料；所述无/弱磁性材料为单质无磁性金属铜、银、锡、钛、铬，或由所述单质无磁性金属组成的二元或多元合金材料；所述铁磁性材料和无磁性材料之间的合金组合材料采用型号为316或310的无磁不锈钢材料；所述抗氧化合金材料为具有高温抗氧化特性的型号为3YC52或OR1300或Haynes214或Inconel617合金金属；所述高强度合金材料采用型号为AerMet100或AerMet310或AerMet340为主的超高强度合金钢系列，以型号为Marage250或Marage300或Marage350为主的高强度18Ni马氏体时效钢系列，以型号为Ti-6Al-4V或Ti-10V-2Fe-3Al为主的钛合金系列。

所述截面为矩形高温超导导线的厚度为0.05mm～1mm，宽度0.5mm～10mm，宽度与厚度的比值为1～50；所述截面为圆形高温超导导线的直径为0.05mm～5mm。

所述多根高温超导导线由2～1000根超导导线排列组合而成，各所述超导导线之间的间距为0mm～0.5mm之间。

一种制作上述具有外加金属壳层的高温超导导线制备方法，其中以Bi系高温超导导线外加金属壳层为例，制作步骤如下：(1)采用粉末套管依次经过拉拔轧制后，再依次进行预热处理、中间轧制阶段和长周期主热处理阶段、后退火热处理阶段三个阶段的热处理，制成高温超导导线；(2)将金属薄带围绕高温超导导线包覆形成金属壳层，或先做一模具弯曲金属薄带至相应形状以形成金属壳层，将高温超导导线穿入所述金属壳层。

所述步骤(2)中，所述高温超导导线包覆所述金属壳层时间分为以下三种情况：(1)所述高温超导导线经过预热处理以及轧制后，进行包覆金属壳层，且包覆金属壳层后进行轧制或不轧制，再将包覆金属壳层后的高温超导导线进行长周期热处理和后退火热处理；当进行轧制时，其轧制压强为0.3Mpa～3Gpa；(2)所述高温超导导线经过长周期热处理后，进行包覆金属壳层，且进行轧制后，再将包覆金属壳层后的高温超导导线进行后退火热处理，其轧制压强为0.3Mpa～3Gpa；(3)将制成的成品所述高温超导导线直接包覆金属壳层。

所述金属壳层采用单面开口、双面开口或重叠包覆，所述金属壳层的开口位置设置在所述高温超导导线表面任意位置。

所述步骤(2)中，当所述高温超导导线为组合式高温超导导线时，将两根以上的所述高温超导导线同时包覆于所述金属壳层内，采用的包覆方式为单面开口、双面开口或重叠包覆。

所述金属壳层和高温超导导线之间可以包覆一层金属材料，当包覆的高温超导导线数为2～1000根时每两根所述高温超导导线之间也可以夹层一层金属材料。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于采用铁磁性材料作为包覆高温超导导线外的金属壳层，可以改善高温超导导线表面的磁场分布，能减小自场或外加磁场下磁场对临界电流的影响，因此大大提高了临界电流，同时这类材料制备的高温超导导线具有较高的强度，进而提高了高温超导导线的机械性能，能应用于需要通直流场合。2、本发明由于采用无/弱磁性材料作为包覆高温超导导线外的金属壳层，可以减小交流损耗，因此提高了机械性能，能应用于通交流场合。3、本发明由于采用铁磁性材料与无磁性材料之间的合金组合作为包覆高温超导导线外的金属壳层，因此可以达到提高临界电流、减小交流损耗、增强力学性能的性能。4、本发明由于采用抗氧化合金材料作为包覆高温超导导线外的金属壳层，可以提高在制备高温超导材料过程中高温状态下的抗氧化性能，因此大大增强了高温超导导线的力学性能以及其美观效果。5、本发明由于采用高强度合金材料作为包覆高温超导导线外的金属壳层，可以增强高温超导导线的机械性能，因此能保证内部超导芯不会由于外加应力过大而使其损坏。本发明可以广泛应用于各种高温超导导线及其制备过程中。

附图说明

图1是现有技术中粉末套管法工艺流程示意图

图2是现有技术中YBCO涂层导体结构示意图

图3是现有技术中粉末套管法的Bi系带材热处理工艺流程示意图

图4a～c是本发明的单根Bi-2223/Ag高温超导导线包覆镍壳层结构示意图

图5a～c是本发明的多根Bi-2223/Ag高温超导导线包覆镍壳层结构示意图

图6是本发明Bi-2223/Ag高温超导细导线组合成的组合方线结构示意图

图7是本发明多根组合超导导线之间夹层高强度合金结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图4、图5所示，本发明包括高温超导导线1和高温超导导线1外部包覆的金属壳层2。高温超导导线1包括Bi-2223/Ag和Bi-2212/Ag(铋锶钙铜氧与银复合导线)等(但不限于此)铋系高温超导导线；以及Y₁Ba₂Cu₃O_7-x(钇钡铜氧)、RE₁Ba₂Cu₃O_7-x(RE＝Sm，Nd，Gd等)(稀土钡铜氧)和(Y，RE)₁Ba₂Cu₃O_7-x(RE＝Sm，Nd，Gd等)(稀土掺杂钇钡铜氧)等钇系高温超导涂层导体或其它适用于本发明方法的高温超导导线。在单根或两根以上(包括两根)的高温超导导线1的外面包覆金属壳层2，且金属壳层2内留有气体通过的通道。

高温超导导线1的截面形状可以是矩形(含方形)或圆形，通常将矩形导线叫做带材，矩形高温超导导线的厚度为0.05mm～1mm，宽度0.5mm～10mm，宽度与厚度的比值为1～50，且可以是单芯或多芯；圆形高温超导导线的直径为0.05mm～5mm，且可以是单芯或多芯。多芯的单根高温超导导线由2～1000根超导导线组合形成，其可以采用多种排列方式形成组合式高温超导导线，各高温超导导线之间的间距为0mm～0.5mm之间，为了控制金属壳层2与高温超导导线1的间距以及各高温超导导线1之间的间距，可以在金属壳层2和高温超导导线1之间以及高温超导导线1之间再额外包覆一层金属3(如图6所示)或其它种类介质，以达到控制金属壳层2与高温超导导线1之间以及高温超导导线1之间间距的目的。

金属壳层2是指厚度为20μm～500μm的铁磁性材料、无/弱磁性材料、介于铁磁性材料与无磁性材料之间的合金组合、抗氧化合金材料和高强度合金材料，下面对这些制作金属壳层2的材料进行介绍。

1)铁磁性材料，如Ni(镍)、Fe(铁)、Co(钴)、Gd(钆)等具有铁磁性的单质金属及它们组成的其各种二元或多元合金，如：坡莫合金1J50等。此类材料可改善导线表面磁场分布，减小自场或外加磁场下磁场对临界电流的影响，提高临界电流，同时其较之银具有更高的强度，可以显著提高高温超导导线的机械性能，同时可以应用于需要通直流的场合。

2)无/弱磁性材料，如Cu(铜)、Ag(银)、Sn(锡)、Ti(钛)、Cr(铬)等单质无磁性金属及它们组成的各种二元或多元合金等无磁或弱磁性材料，此种材料材料包覆高温超导导线可减小交流损耗，同时提高机械性能，可以应用于通交流场合。

3)上述铁磁性材料和无磁性材料之间的合金组合材料，如各种无磁不锈钢(如316，310)等，可以达到提高临界电流，或减小交流损耗，或增强力学性能。

4)抗氧化合金材料，如型号为3YC52、OR1300、Haynes214、Inconel617等具有高温抗氧化特性的合金金属(但不限于此)。此类材料可以提高高温超导材料制备过程中在高温下的抗氧化性能，从而增强高温超导导线的力学性能及美观效果。

5)高强度合金材料，如以型号为AerMet100、AerMet310、AerMet340为主的超高强度合金钢系列，以型号为Marage250、Marage300、Marage350为主的高强度18Ni马氏体时效钢系列，以型号为Ti-6Al-4V和Ti-10V-2Fe-3Al为主的钛合金系列等(但不限于此)。此类材料主要可以增强高温超导导线的机械性能，特别是保证内部超导芯不至由于外加过大应力而损坏。

本发明具有外加金属壳层的高温超导导线制备方法，以Bi系高温超导带材为例，其步骤如下：

(1)Bi-2223/Ag的生产工艺采用粉末套管法(如图1所示)，依次经过拉拔轧制后，进行预热处理(First Heat Treatment，HT1)以及中间轧制阶段(Intermediate rolling，IR)、长周期主热处理阶段(Long period HeatTreatment，LHT)和后退火热处理阶段(Post Annealing，PA)三个阶段的热处理(如图3所示，图中D为HT1，E为IR，F为LHT，G为PA)，制成高温超导导线；

(2)如图4a～c所示，将金属薄带围绕高温超导导线包覆形成金属壳层，或先做一模具弯曲金属薄带至相应形状形成金属壳层，再将超导导线穿入。金属壳层可采用多种形状，如单面开口(如图4a所示)、双面开口(如图4b所示)、重叠包覆(如图4c所示)。金属壳层的开口位置可以设置在高温超导导线表面任意位置，不限于中央位置。在金属壳层和高温超导导线之间再额外包覆一层金属(如图6所示)或其它种类介质，以达到控制金属壳层与高温超导导线的间距的目的。

上述步骤(2)中，金属壳层包覆时间选择，以Bi-2223/Ag高温超导带材为例。根据Bi-2223/Ag的生产工艺中三个阶段的热处理，可以将高温超导导线包覆金属壳层时间可分为以下三种情况：

①选择高温超导导线经过预热处理以及轧制后，进行包覆金属壳层，并且包覆金属壳层后可以适当进行轧制或者不轧制，再将包覆金属壳层后的高温超导导线进行长周期热处理和后退火热处理。当进行轧制时，其轧制压强为0.3Mpa～3Gpa。

②选择高温超导导线经过长周期热处理后，进行包覆金属壳层，并且可以适当进行轧制，再将包覆金属壳层后的高温超导导线进行后退火热处理。当进行轧制时，其轧制压强为0.3Mpa～3Gpa。

③将制成的成品高温超导导线直接包覆金属壳层。

上述步骤(2)中，当高温超导导线为组合式高温超导导线时，为了进一步提高通载大电流能力，可将多根高温超导导线同时包覆于金属壳层内。以Bi-2223/Ag带材为例(如图5a～c所示)，仍有不同的包覆方式，如单面开口(如图5a所示)、双面开口(如图5b所示)、重叠包覆(如图5c所示)。为了控制金属壳层与高温超导导线的间距以及高温超导导线之间的间距，可以在金属壳层和高温超导导线之间或高温超导导线之间再额外包覆一层金属材料或其它种类介质，以达到控制金属壳层与高温超导导线以及每两根高温超导导线之间间距的目的。高温超导导线组合式可采用多种排列方式(如图5a～c所示)，以减小组合导线的几何各项异性，便于应用。同时，为了进一步减小各向异性，可在高温超导导线绕制中采用螺旋式绕制方法。

下面通过具体实施例对本发明的高温超导导线制备方法进行进一步的描述。

实施例1：单根Bi-2223/Ag高温超导导线主热处理后包覆镍壳层。

单根Bi-2223/Ag带材，其宽度为4.2mm、厚度为0.22mm，包覆材料为纯镍的薄带，其厚度为0.05mm，包覆方式为第二种长周期热处理后包覆镍壳层，采用单面开口包覆(如图4a所示)，开口宽度分别采用1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或3mm。其中每种包覆方式和包覆开口宽度做三根，多次测量求平均值。包覆之后进行轧制，使得带材与镍壳层包覆贴合得更加紧密。然后进行后退火热处理。经实验可得该高温超导导线在77K自场下平均临界电流的相应数据，如表1所示。

表1

开口宽度(mm)	1	1.5	2	2.5	3
						77K自场下平均临界电流(A)	97.1	94.8	95.2	98.5	96.8

同一批相同热处理工艺但未包覆镍壳层的样品临界电流在89A附近，通过上述实验数据可知，与同一批相同热处理工艺但未包覆镍壳层的样品对比，长周期之后包镍的超导带材比未包镍的超导带材最终临界电流性能提高了大约5％-8％。证明了Bi-2223/Ag带材包覆铁磁材料可以聚敛磁通，改善带材自场、特别是垂直场对带材本身临界电流的影响以提高临界电流。

实施例2：单根Bi-2223/Ag高温超导导线成品带材包覆镍壳层。

单根Bi-2223/Ag带材，其宽度为4.2mm、厚度为0.22mm，包覆材料为纯镍的薄带，其厚度为0.05mm，包覆方式为后退火热处理之后包覆镍壳层，采用单面开口包覆(如图4a所示)，开口宽度分别为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或3mm。经过实验测得了包镍带情况下的临界电流并基于临界态模型进行了数值模拟，各开口宽度的包覆的实验数据及数值模拟结果，如表2所示。

表2

开口宽度(mm)	1	1.5	2	2.5	3
						包覆前77K自场下临界电流(A)	88.2	89.3	89.9	88.6	86.3
包覆后77K自场下临界电流(A)	90.3	91.9	95.1	89	87.4

通过上述实验数据可以看出，不同开口宽度下临界电流都有不同程度的提高。镍带的存在有效地改变了Bi-2223/Ag高温超导带材的自场分布，减小了自场特别是垂直场对带材临界电流的影响。从而在一定程度上提高了带材自身的临界电流。

实施例3：单根Bi-2223/Ag高温超导导线成品带材包覆铜壳层。

Bi-2223/Ag高温超导导线包覆铜壳层可以大幅度提高带材的机械性能。所选用单根Bi-2223/Ag高温超导导线，其宽度为4.2mm、厚度为0.22mm，铜壳层是宽度为1cm、厚度为0.1mm的薄黄铜带，以单面开口形式包覆。未包覆铜带之前临界拉伸应力为70Mpa，包覆铜带后期临界拉伸应力提高至120Mpa临界拉伸应力得到提高，提高幅度大于等于50％。临界弯曲应力也得到了提高，提高幅度大于等于20％。

实施例4：单根Bi-2223/Ag高温超导导线成品带材包覆无磁不锈钢壳层。

Bi-2223/Ag高温超导导线分别包覆型号为310S、316L的无磁不锈钢带，其厚度分别为0.05mm、0.1mm。无磁不锈钢带宽度均为1cm、厚度分别为0.05和0.1mm，均采用单面开口包覆。应用此结构可以大大降低交流损耗，降低幅度大于等于20％。本方法可以应用于需要交流电或交流磁场的场合，以降低超导导线的交流损耗。

实施例5：两根Bi-2223/Ag高温超导导线主热处理后包覆镍壳层。

选用英纳超导公司加强带，两根铋系Bi-2223/Ag高温超导导线顺序排列叠放之后，包覆纯镍薄带，镍薄带厚度为0.05mm。采用单面开口包覆(如图5a所示)，将两根铋系Bi-2223/Ag高温超导导线紧密叠放之后，由于两根高温超导导线之间产生的自场对相邻高温超导导线的影响，总临界电流会小于单根临界电流之和。该组合式高温超导导线在77K自场下临界电流的实验数据，如表3所示。

表3

上述表格中，Ic为临界电流。

在实际应用需要较大直流电的情况下(如电流引线等)，可以采用此种方法使用较少带材获得较大的电流值。

实施例6：单根Y₁Ba₂Cu₃O_7-x高温超导涂层导体包覆镍壳层。

YBCO高温超导涂层导体包覆纯镍薄带，镍薄带厚度为0.05mm。采用双面开口的包覆方式(如图4b所示)，其开口宽度2mm。可以提高该种涂层导体的临界电流密度值，提高幅度大于等于10％。同时可以提高该种涂层导体的机械性能。临界拉伸应变得到提高，提高幅度大于等于50％。临界弯曲应变得到了提高，提高幅度大于等于20％。

实施例7：多根Bi-2223/Ag高温超导带材组合包覆镍壳层。

多根Bi-2223/Ag高温超导导线的组合，除了实施例5中顺序排列叠放的方式之外，还有多种组合方式，例如将多根高温超导导线横向分为两组，纵向堆叠的组合方式(如图5c所示)，再进行镍壳层包覆。

实施例8：多根Bi-2223/Ag高温超导细导线组合包覆镍壳层。

如图7所示，多根Bi-2223/Ag高温超导细导线组合方线分为两级，其中D为组合方线中的单元线，E为含有九组单元线组合而成的二级组合方线。使用的所有细导线的宽度均为1mm、厚度均为0.15mm，包覆材料选取厚度为0.05mm的镍薄带。单元线D的尺寸为2mm×2mm，它是由24根细线分为两列以横向分为两组、纵向堆叠的组合方式组合而成。二级组合方线E的尺寸为8mm×8mm。各单元线D之间可填充无磁性材料，例如型号为310S的无磁不锈钢。利用这种方法组合而成的组合方线含有216根细导线，通流能力巨大。

实施例9：用镍包覆多根Bi-2223/Ag高温超导组合成的组合导线，导线之间用Inconel617合金夹层。

如图6所示，在组合导线包覆镍壳层的基础上，在导线之间夹层Inconel617合金，由于此种合金具有高强度，抗氧化等显著优点，组合导线的机械性能提高了200％，使得在对导线机械强度要求高的应用场合中，有效地保护超导芯不受损坏。

实施例10：多根Y₁Ba₂Cu₃O_7-x高温超导涂层导体包覆镍壳层。

YBCO高温超导涂层导体用纯镍薄带包覆，镍薄带厚度为0.05mm。采用重叠包覆方式(如图5c所示)，开口宽度2mm。可以提高该种涂层导体的临界电流密度值，提高幅度大于等于单根之和的10％。同时可以提高该种涂层导体的机械性能。临界拉伸应变得到提高，提高幅度大于等于50％。临界弯曲应变得到了提高，提高幅度大于等于20％。

上述各实施例仅是本发明的优选实施方式，在本技术领域内，凡是基于本发明技术方案上的变化和改进，不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (14)

1.一种具有外加金属壳层的高温超导导线，其特征在于：它包括单根或多根高温超导导线和包覆在所述单根或多根高温超导导线外部的金属壳层，所述金属壳层留有气体通过的通道，每根所述高温超导导线分别由单芯或多芯组成，且所述高温超导导线的截面形状为矩形或圆形；所述金属壳层的厚度为20μm～500μm，且采用铁磁性材料、无/弱磁性材料、介于铁磁性材料与无磁性材料之间的合金组合材料、抗氧化合金材料和高强度合金材料中的一种。

2.如权利要求1所述的一种具有外加金属壳层的高温超导导线，其特征在于：所述高温超导导线包括Bi系高温超导导线和高温超导涂层导体；所述Bi系高温超导导线为Bi-2223/Ag或Bi-2212/Ag；所述高温超导涂层导体为Y₁Ba₂Cu₃O_7-x、RE₁Ba₂Cu₃O_7-x或(Y，RE)₁Ba₂Cu₃O_7-x。

3.如权利要求2所述的一种具有外加金属壳层的高温超导导线，其特征在于：所述高温超导导线和金属壳层之间以及每两根所述高温超导导线之间包覆一层金属材料。

4.如权利要求1或2或3所述的一种具有外加金属壳层的高温超导导线，其特征在于：

所述铁磁性材料为具有铁磁性的单质金属镍、铁、钴、钆，或由所述单质金属组成的二元或多元合金材料；

所述无/弱磁性材料为单质无磁性金属铜、银、锡、钛、铬，或由所述单质无磁性金属组成的二元或多元合金材料；

所述铁磁性材料和无磁性材料之间的合金组合材料采用型号为316或310的无磁不锈钢材料；

所述抗氧化合金材料为具有高温抗氧化特性的型号为3YC52或OR1300或Haynes214或Inconel617合金金属；

所述高强度合金材料采用型号为AerMet100或AerMet310或AerMet340为主的超高强度合金钢系列，以型号为Marage250或Marage300或Marage350为主的高强度18Ni马氏体时效钢系列，以型号为Ti-6Al-4V或Ti-10V-2Fe-3Al为主的钛合金系列。

5.如权利要求1或2或3所述的一种具有外加金属壳层的高温超导导线，其特征在于：所述截面为矩形高温超导导线的厚度为0.05mm～1mm，宽度0.5mm～10mm，宽度与厚度的比值为1～50；所述截面为圆形高温超导导线的直径为0.05mm～5mm。

6.如权利要求4所述的一种具有外加金属壳层的高温超导导线，其特征在于：所述截面为矩形高温超导导线的厚度为0.05mm～1mm，宽度0.5mm～10mm，宽度与厚度的比值为1～50；所述截面为圆形高温超导导线的直径为0.05mm～5mm。

7.如权利要求1或2或3或6所述的一种具有外加金属壳层的高温超导导线，其特征在于：所述多根高温超导导线由2～1000根超导导线排列组合而成，各所述超导导线之间的间距为0mm～0.5mm之间。

8.如权利要求4所述的一种具有外加金属壳层的高温超导导线，其特征在于：所述多根高温超导导线由2～1000根超导导线排列组合而成，各所述超导导线之间的间距为0mm～0.5mm之间。

9.如权利要求5所述的一种具有外加金属壳层的高温超导导线，其特征在于：所述多根高温超导导线由2～1000根超导导线排列组合而成，各所述超导导线之间的间距为0mm～0.5mm之间。

10.一种如权利要求1～9所述具有外加金属壳层的高温超导导线制备方法，其中Bi系高温超导导线外加金属壳层的制作步骤如下：

(1)采用粉末套管依次经过拉拔轧制后，再依次进行预热处理、中间轧制阶段和长周期主热处理阶段、后退火热处理阶段三个阶段的热处理，制成高温超导导线；

(2)将金属薄带围绕高温超导导线包覆形成金属壳层，或先做一模具弯曲金属薄带至相应形状以形成金属壳层，将高温超导导线穿入所述金属壳层。

11.如权利要求10所述的具有外加金属壳层的高温超导导线制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述高温超导导线包覆所述金属壳层时间分为以下三种情况：

(1)所述高温超导导线经过预热处理以及轧制后，进行包覆金属壳层，且包覆金属壳层后进行轧制或不轧制，再将包覆金属壳层后的高温超导导线进行长周期热处理和后退火热处理；当进行轧制时，其轧制压强为0.3Mpa～3Gpa；

(2)所述高温超导导线经过长周期热处理后，进行包覆金属壳层，且进行轧制后，再将包覆金属壳层后的高温超导导线进行后退火热处理，其轧制压强为0.3Mpa～3Gpa；

(3)将制成的成品所述高温超导导线直接包覆金属壳层。

12.如权利要求10所述的具有外加金属壳层的高温超导导线制备方法，其特征在于：所述金属壳层采用单面开口、双面开口或重叠包覆，所述金属壳层的开口位置设置在所述高温超导导线表面任意位置。

13.如权利要求10所述的具有外加金属壳层的高温超导导线制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，当所述高温超导导线为组合式高温超导导线时，将两根以上的所述高温超导导线同时包覆于所述金属壳层内，采用的包覆方式为单面开口、双面开口或重叠包覆。

14.如权利要求12或13所述的具有外加金属壳层的高温超导导线制备方法，其特征在于：所述金属壳层和高温超导导线之间包覆一层金属材料，或每两根所述高温超导导线之间包覆一层金属材料。

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