CN106876037B - 一种超导体线材及超导电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种超导体线材，包括条形的超导体和超导结点，所述超导体通过超导结点连接成六角网格型且构成管状的空间拓扑结构；该超导体线材力学性能好，采用了与碳纳米管相似的六角网格型管状的空间拓扑结构，使得线材表现出良好的强度、弹性、柔韧性、抗疲劳性及各向同性。

Description

一种超导体线材及超导电缆

技术领域

本发明涉及一种超导体线材及超导电缆。

背景技术

超导材料指在某一温度下，电阻为零的导体，目前，超导体已经进行了一系列试验性应用，并且开展了一定的军事和商业应用，目前铜氧超导体为常用的超导体之一，铜氧超导体的铜氧层是超导层。

采用超导体制作电缆可以减少电力运行成本，在相同截面的情况下高温超导电缆比常规电缆所传送的电力要高三到五倍，由于超导体自身的力学性能一般，所以现有的超导电缆上的超导体一般配合骨架使用，但是骨架和超导体的热膨胀系数不同，该种结构容易导致超导带材绷得过紧或者过松，甚至会有超导带材绷断、变形和损坏的严重后果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种力学性能好的超导体线材。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种超导体线材，包括条形的超导体和超导结点，所述超导体通过超导结点连接成六角网格型且构成管状的空间拓扑结构。

作为优选，所述超导体为铜氧超导体。

作为优选，所述超导结点包含有第一电极片、第二电极片和碳纳米管，所述碳纳米管两端分别与第一电极片和第二电极片固定连接。通过采用碳纳米管将第一电极片和第二电极片连接，由碳纳米管拥有良好的柔韧性，可以拉伸，利用了碳纳米管的力学性能，使得第一电极片和第二电极片之间连接可靠，而且具有一定的活动能力，并且将碳纳米管设置在两个超导结点电极之间受到超导体的超导态影响，能够诱导碳纳米管进入超导态，对导电性能影响小。

作为优选，所述第一电极片和第二电极片均由铼片层和铜片层组成，所述碳纳米管与铼片层激光焊接。由于铼的熔点很高而且与铜不相溶，焊接时电极片不会造成损坏，碳纳米管两端分别与第一电极片和第二电极片连接可靠。

作为优选，所述铼片层和铜氧超导体的铜氧层均与铜片层榫卯连接。铼片层和铜氧超导体均与铜片层互相结合，互相支撑，受力结构稳定可靠。

本发明还提供一种超导电缆，包括绝缘护套、绝缘层、绝热层和导流管，还包括有上述的超导体线材，所述超导体线材位于导流管内。

进一步的，所述超导体线材设置有一个以上，所述超导体线材呈同心套管式结构分布，所述超导体线材之间设置有连接条，所述超导体线材之间通过连接条固定。

进一步的，所述连接条的两端均设置有喉箍，采用喉箍箍住超导体线材的条形的超导体，连接可靠，方便。

本发明的有益效果为：通过采用超导结点将条形的超导体连接成与碳纳米管相似的六角网格型管状的空间拓扑结构，使得线材表现出良好的强度、弹性、柔韧性、抗疲劳性及各向同性，此外，超导结点包含有第一电极片、第二电极片和碳纳米管，碳纳米管位于第一电极片和第二电极片之间，碳纳米管两端分别与第一电极片和第二电极片固定连接，通过采用碳纳米管将第一电极片和第二电极片连接，由碳纳米管拥有良好的柔韧性，可以拉伸，利用了碳纳米管的力学性能，使得第一电极片和第二电极片之间连接可靠，而且具有一定的活动能力，并且将碳纳米管设置在两个超导结点电极之间受到超导体的超导态影响，能够诱导碳纳米管进入超导态。第一电极片和第二电极片均由铼片层和铜片层组成，碳纳米管与铼片层激光焊接，由于铼的熔点很高而且与铜不相溶，焊接时电极片不会造成损坏，碳纳米管两端分别与第一电极片和第二电极片连接可靠。铼片层和铜氧超导体的铜氧层均与铜片层榫卯连接，铼片层和铜氧超导体均与铜片层互相结合，互相支撑，受力结构稳定可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种超导体线材的局部结构示意图；

图2为本发明一种超导体线材的超导结点的结构示意图；

图3为本发明一种超导体线材的第一电极片的剖面图；

图4为本发明提供的一种超导电缆的剖面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1所示，一种超导体线材，包括条形的超导体1和超导结点2，所述超导体1通过超导结点2连接成六角网格型且构成管状的空间拓扑结构，条形的超导体1和超导结点2均采用铜氧超导体，条形的超导体1和超导结点2之间采用榫卯连接。通过采用超导结点2将条形的超导体1连接成与碳纳米管相似的六角网格型管状的空间拓扑结构，使得线材表现出良好的强度、弹性、柔韧性、抗疲劳性及各向同性。

本实施例的有益效果为：通过采用超导结点将条形的超导体连接成与碳纳米管相似的六角网格型管状的空间拓扑结构，使得线材表现出良好的强度、弹性、柔韧性、抗疲劳性及各向同性。

实施例2

如图1-3所示，一种超导体线材，包括条形的超导体1和超导结点2，所述超导体1通过超导结点2连接成六角网格型且构成管状的空间拓扑结构。所述超导体1为铜氧超导体。所述超导结点2包含有第一电极片3、第二电极片4和碳纳米管5，所述碳纳米管5两端分别与第一电极片3和第二电极片4连接，通过采用碳纳米管5将第一电极片3和第二电极片4连接，由碳纳米管拥有良好的柔韧性，可以拉伸，利用了碳纳米管5的力学性能，使得第一电极片3和第二电极片4之间连接可靠，而且具有一定的活动能力，并且将碳纳米管5设置在两个超导结点电极之间受到超导体的超导态影响，能够诱导碳纳米管进入超导态。所述第一电极片3和第二电极片4均由铼片层6和铜片层7组成，所述碳纳米管5与铼片层6激光焊接，由于铼的熔点很高而且与铜不相溶，焊接时电极片不会造成损坏，碳纳米管5两端分别与第一电极片3和第二电极片4连接可靠。所述铼片层6和铜氧超导体的铜氧层均与铜片层7榫卯连接，铼片层6和铜氧超导体均与铜片层7互相结合，互相支撑，受力结构稳定可靠。通过采用超导结点2将条形的超导体1连接成与碳纳米管相似的六角网格型管状的空间拓扑结构，使得线材表现出良好的强度、弹性、柔韧性、抗疲劳性及各向同性。

本实施例的有益效果为：通过采用超导结点将条形的超导体连接成与碳纳米管相似的六角网格型管状的空间拓扑结构，使得线材表现出良好的强度、弹性、柔韧性、抗疲劳性及各向同性，超导结点包含有第一电极片、第二电极片和碳纳米管，碳纳米管位于第一电极片和第二电极片之间，碳纳米管两端分别与第一电极片和第二电极片固定连接，通过采用碳纳米管将第一电极片和第二电极片连接，由碳纳米管拥有良好的柔韧性，可以拉伸，利用了碳纳米管的力学性能，使得第一电极片和第二电极片之间连接可靠，而且具有一定的活动能力，并且将碳纳米管设置在两个超导结点电极之间受到超导体的超导态影响，能够诱导碳纳米管进入超导态。第一电极片和第二电极片均由铼片层和铜片层组成，碳纳米管与铼片层激光焊接，由于铼的熔点很高而且与铜不相溶，焊接时电极片不会造成损坏，碳纳米管两端分别与第一电极片和第二电极片连接可靠。铼片层和铜氧超导体的铜氧层均与铜片层榫卯连接，铼片层和铜氧超导体均与铜片层互相结合，互相支撑，受力结构稳定可靠。

如图4所示，本发明还提供一种超导电缆，包括绝缘护套8、绝缘层9、绝热层10和导流管11，还包括有上述的超导体线材12，所述超导体线材12位于导流管11内。

超导体线材12设置有两个，所述超导体线材12呈同心套管式结构分布，所述超导体线材12之间设置有连接条13，所述超导体线材12之间通过连接条13固定。

连接条13的两端均设置有喉箍（未图示），采用喉箍箍住超导体线材12的条形的超导体，连接可靠，方便。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种超导体线材，其特征在于：包括条形的超导体和超导结点，所述超导体通过超导结点连接成六角网格型且构成管状的空间拓扑结构。

2.根据权利要求1所述的一种超导体线材，其特征在于：所述超导体为铜氧超导体。

3.根据权利要求2所述的一种超导体线材，其特征在于：所述超导结点包含有第一电极片、第二电极片和碳纳米管，所述碳纳米管两端分别与第一电极片和第二电极片固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种超导体线材，其特征在于：所述第一电极片和第二电极片均由铼片层和铜片层组成，所述碳纳米管与铼片层激光焊接。

5.根据权利要求4所述的一种超导体线材，其特征在于：所述铼片层和铜氧超导体的铜氧层均与铜片层榫卯连接。

6.一种超导电缆，包括绝缘护套、绝缘层、绝热层和导流管，其特征在于：还包括如权利要求1-5任一项所述的超导体线材，所述超导体线材位于导流管内。

7.根据权利要求6所述的一种超导电缆，其特征在于：所述超导体线材设置有一个以上，所述超导体线材呈同心套管式结构分布，所述超导体线材之间设置有连接条，所述超导体线材之间通过连接条固定。

8.根据权利要求7所述的一种超导电缆，其特征在于：所述连接条的两端均设置有喉箍。