CN102789843A - NbTi/Cu超导坯锭的组装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种NbTi/Cu超导坯锭的组装方法,其特征在于:按照设计的NbTi/Cu多芯复合坯料截面,将对边尺寸一致的六方NbTi/Cu单芯棒或对边尺寸一致的六方无氧铜棒,组合成模块1、模块2,并将组合后的模块进行捆扎;将无氧铜管水平放置,将模块1放入无氧铜管内,并将外露部分进行集束;将2个模块2相对置入模块1的两侧放入无氧铜管内,并将外露部分进行集束;将复合坯料的空隙采用圆形无氧铜棒填充紧密。本发明方法,采用模块化的组装方法可以实现NbTi/Cu超导多芯复合包套的高效组装,组装效率高,适用于工业化生产。适用于芯丝数量不大于55芯的NbTi/Cu超导体的批量化组装,通用性强,效率高,成本低,有利于NbTi/Cu超导体的工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于超导材料加工技术领域,涉及一种NbTi/Cu超导坯锭的组装方法。
背景技术
MRI(核磁共振成像,Magnetic Resonance Imaging),是现代医学不可或缺的诊断工具,它具有非侵入、无辐射、诊断时间短、精确度高的特点。MRI系统采用超导磁体能保证最有效地产生核磁成像所要求的高度均匀、稳定和强大的磁场,从而获得清晰的图像。超导磁体作为MRI中的关键部件主要由NbTi/Cu超导线绕制而成。近年来,随着MRI在临床诊断中的迅猛发展,对NbTi/Cu超导线的需求日益旺盛。目前全世界每年约有3000台超导MRI投放市场,需求的NbTi超导线约为2500t。二次组装法(twostage stacking process)是NbTi超导多芯复合材料制备的一种主要方法,其主要过程是将NbTi/Cu单芯棒、无氧铜棒按照设计的排列方式进行复合,置于无氧铜管内,形成NbTi/Cu复合坯料。NbTi超导芯丝数量从数十芯到上万芯不等,用途有别,设计相异。在复合坯料的组装过程中,NbTi/Cu单芯棒与铜棒的排列组合方式决定了组装的效率,不同芯丝数量的NbTi/Cu超导体所采用的组装方法也不尽相同。MRI系统采用的NbTi/Cu超导体具有铜比高、芯丝数量少(<100芯)的特点,针对MRI用NbTi/Cu超导线材工业化生产,有必要开发一种通用化的组装方法,实现不同铜比、不同芯丝数量NbTi/Cu超导坯料的组装通用化。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处,本发明提出一种NbTi/Cu超导坯锭的组装方法,适用于芯丝数量不大于55芯的NbTi/Cu超导体的批量化组装,通用性强,效率高,成本低,有利于NbTi/Cu超导体的工业化生产。
技术方案
一种NbTi/Cu超导坯锭的组装方法,其特征在于步骤如下:
步骤1:按照设计的NbTi/Cu多芯复合坯料截面,将对边尺寸一致的六方NbTi/Cu单芯棒或对边尺寸一致的六方无氧铜棒,组合成模块1、模块2,并将组合后的模块进行捆扎;
所述模块1:中间一个六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒,四周边对边排列5个六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒;
所述模块2:3个六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒与2个六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒,边对边排列为2行;
步骤2:将无氧铜管水平放置,将模块1放入无氧铜管内,放入深度为2/3~3/4的单芯棒长度,并将外露部分进行集束;
步骤3:将2个模块2相对置入模块1的两侧放入无氧铜管内,放入深度为2/3~3/4的单芯棒长度,并将外露部分进行集束;
步骤4:将六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒,按照设计图纸的排列方式堆垛完毕;
步骤5:将模块1及模块2的扎带去除,并将伸出无氧铜管外的部分敲入无氧铜管中;
步骤6:将复合坯料的空隙采用圆形无氧铜棒填充紧密,所述圆形无氧铜棒直径为1~1.5mm。
步骤3中置入模块2的方向为与置入模块1时无氧铜管的相反的一端。
所述NbTi/Cu多芯复合坯料内的NbTi/Cu单芯棒数量不大于55芯。
有益效果
本发明提出的一种NbTi/Cu超导坯锭的组装方法,采用模块化的组装方法可以实现NbTi/Cu超导多芯复合包套的高效组装,组装效率高,适用于工业化生产。适用于芯丝数量不大于55芯的NbTi/Cu超导体的批量化组装,通用性强,效率高,成本低,有利于NbTi/Cu超导体的工业化生产。
附图说明
图1:NbTi/Cu复合坯料的截面结构图
图2:模块1的结构图
图3:模块2的结构图
图4:实施例1
图5:实施例2
图6:实施例3
图7:实施例4
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述:
步骤一:选取对边尺寸为10~25mm之间的六方NbTi/Cu单芯棒、六方无氧铜棒用于NbTi/Cu多芯复合坯料组装。所选取的无氧铜棒与NbTi/Cu单芯棒长度为800mm,表面光洁,无毛刺、夹杂、油污、氧化等缺陷;
步骤二:按照设计的NbTi/Cu多芯复合坯料截面选取六方NbTi/Cu单芯棒与六方无氧铜棒,组合成模块1和模块2,并用洁净的扎带将其捆扎;
步骤三:将无氧铜管横卧水平放置,在无氧铜管内放入模块1,模块1的放入深度约为2/3~3/4单芯棒长度,并将扎带置于无氧铜管外,保证模块1在无氧铜管内不松散。
步骤四:在无氧铜管内放入模块2,模块2的放入方向与模块1相反,避免模块之间的扎带影响组装,放入深度约为2/3~3/4单芯棒长度,并将扎带置于无氧铜管外,保证模块在无氧铜管内不松散。
步骤五:在无氧铜管内放入模块3,模块3的放入方向与模块1相反,避免模块之间的扎带影响组装,放入深度约为2/3~3/4单芯棒长度,并将扎带置于无氧铜管外,保证模块在无氧铜管内不松散。
步骤六:将六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒,按照设计的排列方式堆垛完毕,堆垛过程将六方组元置于无氧铜管内。
步骤七:将模块1、模块2及模块3的扎带去除,并将伸出无氧铜管外的组元敲入复合坯料中,直至与所有六方组元与无氧铜管平齐;
步骤八:将复合坯料的空隙用尺寸为Φ2~Φ3mm无氧铜棒填充紧密;
实施例1
步骤一:选取对边尺寸为20mm的六方NbTi/Cu单芯棒18支、六方无氧铜棒37支用于NbTi/Cu多芯复合坯料组装。无氧铜棒与NbTi/Cu单芯棒长度为300~800mm,表面光洁,无毛刺、夹杂、油污、氧化等缺陷;
步骤二:按照设计的NbTi/Cu多芯复合坯料截面选取六方NbTi/Cu单芯棒与六方无氧铜棒,组合成模块1、模块2、模块3,并用洁净的扎带将其捆扎;其中,模块1由2支NbTi/Cu单芯棒加4支六方无氧铜棒组成,模块2和模块3由3支NbTi/Cu单芯棒加2支六方无氧铜棒组成,如图2(a)所示。
步骤三:将无氧铜管横卧水平放置,在无氧铜管内放入模块1,模块1的放入深度约为3/4单芯棒长度,并将扎带置于无氧铜管外,模块在无氧铜管内不松散。
步骤四:在无氧铜管内放入模块2,模块2的放入方向与模块1相反,避免模块之间的扎带影响组装,放入深度约为3/4单芯棒长度,并将扎带置于无氧铜管外,模块在无氧铜管内不松散。
步骤五:在无氧铜管内放入模块3,模块3的放入方向与模块1相反,避免模块之间的扎带影响组装,放入深度约为3/4单芯棒长度,并将扎带置于无氧铜管外,模块在无氧铜管内不松散。
步骤六:将六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒,按照设计的排列方式堆垛完毕;堆垛过程将组元置于无氧铜管内。
步骤七:将模块1及模块2的扎带去除,并将伸出无氧铜管外的组元敲入复合坯料中,直至与所有六方组元与无氧铜管平齐;
步骤八:将复合坯料的空隙用Φ2mm无氧铜棒填充紧密;
采用该实施例组装的NbTi/Cu复合坯料截面如图4所示;
实施例2
步骤一:选取对边尺寸为15mm的六方NbTi/Cu单芯棒24支、六方无氧铜棒21支用于NbTi/Cu多芯复合坯料组装。无氧铜棒与NbTi/Cu单芯棒长度为500mm,表面光洁,无毛刺、夹杂、油污、氧化等缺陷;
步骤二:按照设计的NbTi/Cu多芯复合坯料截面选取六方NbTi/Cu单芯棒与六方无氧铜棒,组合成模块1、模块2、模块3,并用洁净的扎带将其捆扎;其中,模块1由3支NbTi/Cu单芯棒,3支六方无氧铜棒组成,模块2和模块3由4支NbTi/Cu单芯棒加1支六方无氧铜棒组成,如图2(b)所示。
步骤三:将无氧铜管横卧水平放置,在无氧铜管内放入模块1,模块1的放入深度约为3/4单芯棒长度,并将扎带置于无氧铜管外,模块在无氧铜管内不松散。
步骤四:在无氧铜管内放入模块2,模块2的放入方向与模块1相反,避免模块之间的扎带影响组装,放入深度约为2/3单芯棒长度,并将扎带置于无氧铜管外,模块在无氧铜管内不松散。
步骤五:在无氧铜管内放入模块3,模块3的放入方向与模块1相反,避免模块之间的扎带影响组装,放入深度约为3/4单芯棒长度,并将扎带置于无氧铜管外,模块在无氧铜管内不松散。
步骤六:将六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒,按照设计的排列方式堆垛完毕;堆垛过程将组元置于无氧铜管内。
步骤七:将模块1及模块2的扎带去除,并将伸出无氧铜管外的组元敲入复合坯料中,直至与所有六方组元与无氧铜管平齐;
步骤八:将复合坯料的空隙用Φ2mm无氧铜棒填充紧密;
采用该实施例组装的NbTi/Cu复合坯料截面如图5所示;
实施例3
步骤一:选取对边尺寸为10mm的六方NbTi/Cu单芯棒54支、六方无氧铜棒1支用于NbTi/Cu多芯复合坯料组装。无氧铜棒与NbTi/Cu单芯棒长度为300mm,表面光洁,无毛刺、夹杂、油污、氧化等缺陷;
步骤二:按照设计的NbTi/Cu多芯复合坯料截面选取六方NbTi/Cu单芯棒与六方无氧铜棒,组合成模块1、模块2、模块3,并用洁净的扎带将其捆扎;其中,模块1由6支NbTi/Cu单芯棒,模块2和模块3由5支NbTi/Cu单芯棒组成,如图2(c)所示;
步骤三:将无氧铜管横卧水平放置,在无氧铜管内放入模块1,模块1的放入深度约为2/3单芯棒长度,并将扎带置于无氧铜管外,模块在无氧铜管内不松散。
步骤四:在无氧铜管内放入模块2,模块2的放入方向与模块1相反,避免模块之间的扎带影响组装,放入深度约为3/4单芯棒长度,并将扎带置于无氧铜管外,模块在无氧铜管内不松散。
步骤五:在无氧铜管内放入模块3,模块3的放入方向与模块1相反,避免模块之间的扎带影响组装,放入深度约为3/4单芯棒长度,并将扎带置于无氧铜管外,以保证模块在无氧铜管内不松散。
步骤六:将六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒,按照设计的排列方式堆垛完毕;堆垛过程将组元置于无氧铜管内。
步骤七:将模块1及模块2的扎带去除,并将伸出无氧铜管外的组元敲入复合坯料中,直至与所有六方组元与无氧铜管平齐;
步骤八:将复合坯料的空隙用Φ2mm无氧铜棒填充紧密;
采用该实施例组装的NbTi/Cu复合坯料截面如图6所示
实施例4
步骤一:选取对边尺寸为25mm的六方NbTi/Cu单芯棒36支、六方无氧铜棒19支用于NbTi/Cu多芯复合坯料组装。无氧铜棒与NbTi/Cu单芯棒长度为800mm,表面光洁,无毛刺、夹杂、油污、氧化等缺陷;
步骤二:按照设计的NbTi/Cu多芯复合坯料截面选取六方NbTi/Cu单芯棒与六方无氧铜棒,组合成模块1、模块2、模块3,并用洁净的扎带将其捆扎;其中,模块1由5支NbTi/Cu单芯棒加1支六方无氧铜棒组成,模块2和模块3由5支NbTi/Cu单芯棒组成,如图7所示;。
步骤三:将无氧铜管横卧水平放置,在无氧铜管内放入模块1,模块1的放入深度约为3/4单芯棒长度,并将扎带置于无氧铜管外,模块在无氧铜管内不松散。
步骤四:在无氧铜管内放入模块2,模块2的放入方向与模块1相反,避免模块之间的扎带影响组装,放入深度约为3/4单芯棒长度,并将扎带置于无氧铜管外,模块在无氧铜管内不松散。
步骤五:在无氧铜管内放入模块3,模块3的放入方向与模块1相反,避免模块之间的扎带影响组装,放入深度约为3/4单芯棒长度,并将扎带置于无氧铜管外,以保证模块在无氧铜管内不松散。
步骤六:将六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒,按照设计的排列方式堆垛完毕;堆垛过程将组元置于无氧铜管内。
步骤七:将模块1及模块2的扎带去除,并将伸出无氧铜管外的组元敲入复合坯料中,直至与所有六方组元与无氧铜管平齐;
步骤八:将复合坯料的空隙用Φ3mm无氧铜棒填充紧密;
采用该实施例组装的NbTi/Cu复合坯料截面如图7所示
从上述四个实施例可以看出,采用本发明NbTi/Cu超导坯料组装方法适用于55芯以内的不同铜比,不同芯丝数量NbTi/Cu复合坯料的组装。组装过程无需特殊工装辅助,通用化程度高,组装效率高,适用于工业化生产。
Claims (3)
1.一种NbTi/Cu超导坯锭的组装方法,其特征在于步骤如下:
步骤1:按照设计的NbTi/Cu多芯复合坯料截面,将对边尺寸一致的六方NbTi/Cu单芯棒或对边尺寸一致的六方无氧铜棒,组合成模块1、模块2,并将组合后的模块进行捆扎;
所述模块1:中间一个六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒,四周边对边排列5个六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒;
所述模块2:3个六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒与2个六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒,边对边排列为2行;
步骤2:将无氧铜管水平放置,将模块1放入无氧铜管内,放入深度为2/3~3/4的单芯棒长度,并将外露部分进行集束;
步骤3:将2个模块2相对置入模块1的两侧放入无氧铜管内,放入深度为2/3~3/4的单芯棒长度,并将外露部分进行集束;
步骤4:将六方NbTi/Cu单芯棒或六方无氧铜棒,按照设计图纸的排列方式堆垛完毕;
步骤5:将模块1及模块2的扎带去除,并将伸出无氧铜管外的部分敲入无氧铜管中;
步骤6:将复合坯料的空隙采用圆形无氧铜棒填充紧密,所述圆形无氧铜棒直径为1~1.5mm。
2.根据权利要求1所述NbTi/Cu超导坯锭的组装方法,其特征在于:步骤3中置入模块2的方向为与置入模块1时无氧铜管的相反的一端。
3.根据权利要求1所述NbTi/Cu超导坯锭的组装方法,其特征在于:所述NbTi/Cu多芯复合坯料内的NbTi/Cu单芯棒数量不大于55芯。
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