CN102135377A - 无氟化学溶液沉积法动态连续制备高温超导带材热处理炉 - Google Patents

无氟化学溶液沉积法动态连续制备高温超导带材热处理炉 Download PDF

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王文涛
赵勇
雷鸣
蒲明华
张勇
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Abstract

本发明公开了一种无氟化学溶液沉积法动态连续制备高温超导带材热处理炉，所述的连续热处理炉（9）构造是：炉膛（12）由带热电偶的碳化硅管构成；耐高温不锈钢炉管（13）安装在炉膛中，其上设置有进气口（16）、（17）、（18）、（19）和排气口（15）、（20）；炉管（13）内安装有等间距的支架（14）；支架（21）安装在炉体下方；滑轮（22）安装在支架（21）下方。本发明可同时实现多种气氛分区控制的不同热处理工艺过程，生产效率高。本发明设备基于无氟化学溶液沉积方法制备带材，在非真空条件下制备且无需配套排氟设施，成本低廉、工艺简单，适合于工业化生产。

Description

无氟化学溶液沉积法动态连续制备高温超导带材热处理炉
技术领域
本发明属于高温超导涂层材料制备领域，具体涉及一种无氟化学溶液沉积法动态连续制备高温超导带材的设备。
背景技术
第二代高温超导带材即涂层导体以其在液氮温区下较高的临界电流密度和不可逆场，在电力、交通、军事和医学等领域具有巨大的应用前景。其中高昂的制造成本是制约第二代高温超导带材规模化应用的主要因素。目前，国际上高性能的二代带材其缓冲层和超导层普遍采用真空沉积法制备。而真空沉积法需要在高真空条件下制备，不易精确控制原料的化学计量配比，薄膜的生长速率较慢，制造成本高昂，不利于二代带材的产业化发展。因此，低成本的化学溶液沉积法受到了世界范围内的广泛关注。化学溶液沉积法无需在真空条件下制备，可实现原料在分子量级的均匀混合，成本低廉，操作简单易推广。近年来人们采用较为成熟的三氟醋酸盐法制备了高性能的带材用超导层，但缓冲层仍然延用高成本的真空沉积法。第二代高温超导带材的产业化还有赖于其制造成本的进一步降低，为便于缓冲层的制造，开发一种适合无氟的化学溶液沉积法制备带材用的可实现多种气氛的分区控制的热处理炉，使之可同时模拟多种复杂的静态加热过程，从而实现超导带材的动态连续制备。在此基础上开发无氟化学溶液沉积法连续制备百米级乃至千米级高温超导带材的新型设备有利于推动低成本、高性能二代带材的制备和应用发展。
发明内容
鉴于现有技术的以上不足，本发明旨在提供一种无氟化学溶液沉积法动态连续制备高温超导带材的热处理炉, 使之实现超导带材缓冲层和超导层的无氟化学溶液沉积法连续制备生产，且成本低廉，操作简单，适合工业化生产。
本发明的目的通过如下手段来实现。
无氟化学溶液沉积法动态连续制备高温超导带材热处理设备，采用主要包括放卷装置1、收卷装置10、连续涂覆装置4、连续干燥装置6和连续热处理炉9的专用设备进行无氟化学溶液沉积法动态连续制备高温超导带材生产，其特征在于，所述的连续热处理炉9构造是：炉膛12由带热电偶的碳化硅管构成；耐高温不锈钢炉管13安装在炉膛中，其上设置有进气口16、17、18、19和排气口15、20；炉管13内安装有等间距的支架14；支架21安装在炉体下方；滑轮22安装在支架21下方。
本发明的连续热处理炉具有三十段可控温区，安装在炉管上的多个进气口和排气口可实现多种气氛的分区控制，可同时模拟多种复杂的静态加热过程，从而实现超导带材的动态连续制备。安装在炉管内的支架可保证带材在炉中连续运动的平稳性，有利于制备均匀稳定的大尺度带材。
附图说明：
图 1是本发明生产过程的设备布置示意图。
图 2是图1实施例的连续热处理炉的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施作进一步的描述。但是应该强调的是，下面的实施方式只是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及应用。
图1是本发明生产过程的设备布置示意图，无氟化学溶液沉积法动态连续制备高温超导带材的设备主要包括放卷装置1、收卷装置10、连续涂覆装置4、连续干燥装置6和连续热处理炉9。放卷装置1和收卷装置10由伺服电机驱动，连续涂覆装置4的下方设置一带材3导向轮5；连续干燥装置6后设置一带材3导向轮8。带材3由放卷装置1引出经过连续涂覆装置4进行化学溶液涂覆，再经过连续干燥装置6进行湿膜干燥热处理，接着进入连续热处理炉9进行各种热处理，最后回收于收卷装置10。所述的带材3从放卷滚筒2引出，均匀回收于收卷滚筒11；所述的连续涂覆装置可实现涂层溶液在带材上的连续涂覆，可控制涂层厚度；所述的连续干燥装置6安装在连续涂覆装置后面，主要结构是红外加热控温器件7。
图2表达了连续热处理炉9的基本构造：炉膛12由带热电偶的碳化硅管组成；炉管13是耐高温的不锈钢管，安装在炉膛中；炉管13上安装有进气口16、17、18、19和排气口15、20；炉管13内安装有等间距的支架14；支架21安装在炉体下方；滑轮22安装在支架21下方。连续热处理炉9有三十段控温区，可同时进行多种热处理工艺；进气口16、17、18、19和排气口15、20可实现多种气氛分区控制的连续热处理工艺。滑轮22可减小热胀冷缩产生的炉体变形。

Claims (3)

1.无氟化学溶液沉积法动态连续制备高温超导带材热处理炉，其特征在于，所述的连续热处理炉（9）构造是：炉膛（12）由带热电偶的碳化硅管构成；耐高温不锈钢炉管（13）安装在炉膛中，其上设置有进气口（16）、（17）、（18）、（19）和排气口（15）、（20）；炉管（13）内安装有等间距的支架（14）；支架（21）安装在炉体下方；滑轮（22）安装在支架（21）下方。
2.根据权利要求1所述之无氟化学溶液沉积法动态连续制备高温超导带材热处理炉，其特征在于，所述连续热处理炉（9）具有可同时进行多种热处理工艺的三十段控温区。
3.根据权利要求1所述之无氟化学溶液沉积法动态连续制备高温超导带材热处理炉，其特征在于，所述炉管（13）的进气口（16）、（17）、（18）、（19）与多种气氛源相连。
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