CN109285648A - 超导接头、超导磁体系统及超导接头制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超导接头、超导磁体系统及超导接头制备方法。所述超导接头包括第一超导线和第二超导线，所述第一超导线和所述第二超导线均包括超导芯和包覆所述超导芯的导电包套层，所述第一超导线的一端与所述第二超导线的一端并排设置形成预定长度的连接段，所述连接段中设置有超导金属体，所述超导金属体填充于所述第一超导线和所述第二超导线之间并贴合于所述第一超导线和所述第二超导线的所述包套层，所述第一超导线和所述第二超导线通过所述超导金属体实现电连接。本发明超导接头中第一超导线和第二超导线的结构完整，超导接头的牢固性和稳定性更好，可反复操作和重复利用。

Description

超导接头、超导磁体系统及超导接头制备方法

技术领域

本发明涉及超导技术领域，特别是涉及超导接头、超导磁体系统及超导接头制备方法。

背景技术

商业化的磁共振设备(MRI)所需要的超导磁体通常都具有较高的中心场强，因此制造这样的超导磁体都至少需要使用几十公里长度的超导线来进行绕制。但是，对于制造超导线的厂家来说，生产出连续的超导线是有长度限制的，通常不会超过10公里。另外，这类超导磁体在设计上一般由数个串联在一起的线圈所构成。因此，在制造超导磁体时需要进行分段绕制，即先制造出数个单独的线圈，然后将这些线圈按设计的顺序电气连接在一起。而这些连接的部分通常被称为超导接头或者超导连接。

在传统的超导接头的制备工艺中，首先需要将超导线中包裹超导芯的包套层去除从而暴露出超导芯。如使用高温熔体或者腐蚀性的溶剂，将包套层溶解去除或者反应去除。但在该去除过程中，所采用的高温熔体或者腐蚀性的溶剂不能对超导芯产生明显的腐蚀或者损伤。其次，去除包套层后，还需要将暴露出来的超导芯进行一系列操作，使得它们能够尽量紧密的贴合在一起，最后再用熔融状态的具有超导性能的金属浇注贴合在一起的超导芯，凝固后形成一个包裹住超导芯的固体，至此得到传统的超导接头。显然，传统的超导接头的制备工艺复杂，且对制备工艺的精细程度要求较高，制备过程需要借助特殊的设备来完成，耗时长、成本高。

另一方面，超导线中超导芯的直径为微米级，非常小。在传统的制备方法，需要对超导芯进行一系列的工艺操作使得它们能够尽量紧密的贴合在一起，而操作过程中的扭绞和超导芯的受力都会对超导芯造成一定的损害，如有不慎可能会造成整台超导磁体的最终衰减性能大大降低。因此，基于传统制备方法得到的超导接头在牢固性、稳定性等方面存在缺陷。

再者，超导磁体有时候会遇到返工、更换线圈等情况，这时候就需要打开超导接头，更换部件后重新做连接。传统的制备方法中，因为已经腐蚀掉一部分包套层而暴露出一部分超导芯进行操作，打开超导接头后，所暴露的超导芯很难拆除出来，或者是拆除出来后由于空气中氧化等原因，也无法再进行重新连接，只能剪去。如果要再做一次连接，只能使用线束后面的完整部分来继续腐蚀包套层而重新暴露出新的超导芯进行操作。如此循环，会直接造成没有足够的线束长度来完成超导接头，导致线圈的整体报废。因此，超导接头的反复操作和重复利用性不理想。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种超导接头、超导磁体系统及超导接头制备方法；该制备方法简单，易于控制，耗时和成本低，所得到的超导接头中超导线的结构完整，超导接头的牢固性和稳定性更好，可反复操作和重复利用。

一种超导接头，包括第一超导线和第二超导线，所述第一超导线和所述第二超导线均包括超导芯和包覆所述超导芯的导电包套层，所述第一超导线的一端与所述第二超导线的一端并排设置形成预定长度的连接段，所述连接段中设置有超导金属体，所述超导金属体填充于所述第一超导线和所述第二超导线之间并贴合于所述第一超导线和所述第二超导线的所述包套层，所述第一超导线和所述第二超导线通过所述超导金属体实现电连接。

在其中一个实施例中，所述超导金属体的材料包括铅铋合金、伍德合金中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述第一超导线或所述第二超导线为多芯超导线。

在其中一个实施例中，所述超导接头还包括第三超导线，所述第三超导线包括超导芯和包覆所述超导芯的导电包套层，所述第三超导线的一端贴合于所述连接段，且所述第三超导线的所述包套层与所述超导金属体贴合。

在其中一个实施例中，所述连接段内，所述第一超导线、所述第二超导线和所述第三超导线之间呈三角形排列，所述第一超导线、所述第二超导线和所述第三超导线两两之间均设有所述超导金属体。

应用超导接头的超导磁体系统，包括：

低温容器；

超导磁体，设置在所述低温容器内，且所述超导磁体包括若干个超导线圈；

超导开关，设置在所述低温容器内，且能够控制所述若干个超导线圈的工作状态；

超导接头，连接所述超导磁体和超导开关，所述超导接头包括多个超导线，每个超导线均包括超导芯和包覆所述超导芯的导电包套层，相邻超导线的导电包套层之间设置有超导金属体，以实现相邻超导线的电连接。

在其中一个实施例中，每个超导线包括间隔设置的多个超导芯，且所述多个超导芯远离所述导电包套层的中心。

本发明的超导接头中，超导线保持了完整的结构，没有在超导连接过程中去除超导线的包套层。一方面，在对超导线进行操作时，超导线的包套层具有很好的可操作性和延展弯曲性，且超导线直径通常都大于1mm，所涉及到的工艺操作可能损害超导芯本身性能的概率明显降低，因此超导接头的牢固性和稳定性得到提升。另一方面，在超导磁体遇到返工、更换线圈等情况时，仅需要加温熔化超导接头中的超导金属体，将超导接头解开然后把表面的超导金属熔体擦净即可恢复超导线的初始状态，可以无损的进行另一次超导连接，因此超导线可反复操作和重复利用。

一种超导接头的制备方法，包括：

提供第一超导线和第二超导线，所述第一超导线和所述第二超导线均包括超导芯和包覆所述超导芯的导电包套层；

将所述第一超导线的一端与所述第二超导线的一端并排设置形成预定长度的连接段；

采用锡焊的方法在所述连接段中形成焊锡层，所述焊锡层贴合于所述第一超导线和所述第二超导线的所述包套层，形成第一组合体；

提供熔融的超导金属熔体，将所述第一组合体置于熔融的超导金属熔体中，所述超导金属熔体的温度高于所述焊锡层的熔点，使所述焊锡层溶解于所述超导金属熔体中，从而在所述第一组合体中的焊锡层位置吸附上所述超导金属熔体，形成第二组合体；

将所述第二组合体取出，冷却，得到超导接头。

在其中一个实施例中，所述超导金属熔体的材料包括铅铋合金、伍德合金中的至少一种。

在其中一个实施例中，还包括提供第三超导线，所述第三超导线包括超导芯和包覆所述超导芯的导电包套层；以及

所述三超导线的一端与所述预定长度的连接段并排设置。

本发明的制备方法中，将超导线贴合形成的连接段进行锡焊形成焊锡层，然后采用熔融的超导金属熔体置换焊锡层形成超导金属体，进而得到超导接头。整个制备过程中不需要使用任何溶剂或者是熔体去除掉超导线的包套层即可制造出满足量级电阻值的超导接头，制备方法简单，易于控制，耗费的成本和时间都远远小于传统的超导接头的制备工艺。

附图说明

图1为本发明超导接头的一实施方式的截面图；

图2为图1所示的超导接头的另一角度的截面图；

图3为本发明超导接头的另一实施方式的截面图；

图4为本发明超导接头的又一实施方式的截面图；

图5为本发明实施例包含超导接头的超导磁体系统结构示意图。

图中：1、超导金属体；2、第一超导线；3、第二超导线；4、第三超导线；11、超导芯；12、包套层；100、超导磁体系统；101、外真空腔；102、热辐射屏蔽层；103、第一液氦罐；104、液氦缓冲罐；105、磁体；106、第二液氦罐；107、波纹管；108、超导开关；109、超导开关储液盒；110、固定架；111、腔体；112、制冷机。

具体实施方式

以下将结合附图说明对本发明提供的超导接头、超导磁体系统及超导接头制备方法作进一步说明。

本发明提出一种能够应用在超导磁体系统的超导接头。该超导磁体系统可包括：低温容器、设置在低温容器内的超导磁体。在一个实施例中，超导磁体可包括若干个超导线圈，超导开关能够连接超导线圈以控制超导线圈的工作状态。例如，在检测到磁体失超时，可控制超导线圈进行降场操作。当启动超导磁体工作，可控制超导线圈进行升场操作。进一步地，超导磁体和超导开关之间可设置超导接头。可选地，超导开关的引出线可捆绑在固定超导线圈支架上，引出至低温容器中，与超导线圈的超导线接头连接。在此实施例中，超导接头可包括多个超导线，每个超导线均包括超导芯和包覆所述超导芯的导电包套层，相邻超导线的导电包套层之间设置有超导金属体，以实现相邻超导线的电连接。

如图1和图2所示，为本发明实施方式的一种超导接头，用于制造超导磁体。

所述超导接头包括第一超导线2和第二超导线3，所述第一超导线2和所述第二超导线3均包括超导芯11和包覆所述超导芯11的导电包套层12，所述第一超导线2的一端与所述第二超导线3的一端并排设置形成预定长度的连接段，所述连接段中设置有超导金属体1，所述超导金属体1填充于所述第一超导线2和所述第二超导线3之间并贴合于所述第一超导线2和所述第二超导线3的所述包套层12，所述第一超导线2和所述第二超导线3通过所述超导金属体1实现电连接。

优选的，所述连接段的长度≥0.1m。

本实施方式的超导接头中，第一超导线2和第二超导线3均保持了完整的超导线结构。超导电流从第一超导线2的超导芯11流经包套层12，再流经超导金属体1，然后流经第二超导线3的包套层12，最终到达第二超导线3的超导芯11。或者，超导电流从第二超导线3的超导芯11流经包套层12，再流经超导金属体1，然后流经第一超导线2的包套层12，最终到达第一超导线3的超导芯11。

其中，所述第一超导线2和第二超导线3均可以为单芯超导线或者多芯超导线。

优选的，所述第一超导线2和所述第二超导线3为同一类型的超导线，且均优选为多芯超导线。所述多芯超导线包括多根超导芯11和包覆所述超导芯11的包套层12。在一个实施例中，每个超导线包括等间隔设置的多个超导芯，且多个超导芯远离导电包套层的中心。

优选的，所述超导金属体1的材料包括铅铋合金、伍德合金中的至少一种。

优选的，所述并排设置的方式包括并行贴合或者扭绞贴合。

优选的，所述第一超导线2和第二超导线3的超导芯11的材料均为铌钛细丝，包套层12的材料均为铜，进一步优选为无氧铜。

当所述超导磁体采用闭环运行的技术时，即，将所有超导线圈和超导开关连接在一起形成一个闭合的回路，经过励磁的过程后让电流保持在这个闭合的回路中持续流动，从而在不借助外界电能输入的条件下长期的运行。整个闭环运行回路当中使用的都是超导材料，电阻值基本上为零，唯一的能量消耗主要来自于超导接头部分体现出来的一些微弱的电阻，这部分的能量消耗会造成磁共振设备的中心频率存在一个稳定的衰减。

具体的，根据本实施方式的超导电流的流通路径，整条路径上主要的电阻阻值将会来自于第一超导线2和第二超导线3的包套层12。

具体的，磁共振设备对于其中心频率的衰减要求是不大于-1*10^-7/hr，因此，对于1.5T和3.0T中心场强的超导磁体来说，需要每个超导接头的电阻值位于10^-12Ω量级才能满足衰减的指标要求。

本实施方式中，在第一超导线2和第二超导线3中，超导电流从超导芯11流经包套层12的长度均为L，所述L的典型值近似为10μm。

本实施方式中，超导接头的连接段的长度为D，第一超导线2和第二超导线3的直径均为d，所述d的典型值近似为1mm。超导金属体的面积S近似为D×d，D越大，超导金属体的面积越大，超导接头的电阻值R越小。

本实施方式中，第一超导线2和第二超导线3的包套层12的材料均优选为无氧铜，无氧铜在室温下的电阻率ρ约为1.7E-8Ω*m，在超导磁体内部的液氦温度(4.2K)下的电阻率会下降数倍，这个倍数值叫做RRR值，一般10-100不等，取决于无氧铜的性能。超导线使用的无氧铜，这个RRR值的典型值约为50。所以电阻率可以近似使用1.7E-8/50＝3.4E-10Ω*m。

具体的，超导接头的电阻值的计算方式为：R＝(ρ×2L)/(D×d)。

根据以上特点，当选定了超导线的尺寸和类型后，能够决定超导接头的电阻值的因素为连接段的长度D。

可以理解，当选定了超导线的尺寸和类型后，为了使超导接头的电阻值位于10^-12Ω量级，即R＜1*10^-11Ω，超导接头连接段的长度D＝(ρ×2L)/(R×d)。

本实施方式中，根据上述公式计算，超导接头连接段的长度D的最小值为0.68m。

可以理解，当所述超导磁体采用其它的运行技术或者在其它应用场景中，超导接头的电阻值需要位于某一量级时，当选定了超导线的尺寸和类型后，超导接头的连接段的长度D＝(ρ×2L)/(R×d)。

可以理解，在其它的实施方式中，所述超导接头中的超导线的数量可以依据实际使用需求的不同而作合适的增加。所增加的超导线包括超导芯11和包覆所述超导芯11的导电包套层12，所述超导线的一端贴合于所述连接段，且所述超导线的所述包套层12与所述超导金属体1贴合。

如图3所示的实施方式中，所述超导接头还包括第三超导线4，所述第三超导线4包括超导芯11和包覆所述超导芯11的导电包套层12，所述第三超导线4的一端贴合于所述连接段，且所述第三超导线4的所述包套层12与所述超导金属体1贴合。

本实施方式中，所述连接段内，所述第一超导线2、所述第二超导线3和所述第三超导线4之间呈三角形排列，所述第一超导线2、所述第二超导线3和所述第三超导线4两两之间均设有所述超导金属体1。当第一超导线2为主回路时，超导电流从第一超导线2分别流至第二超导线3和第三超导线4。

可以理解，当第二超导线3为主回路时，超导电流从第二超导线3分别流至第一超导线2和第三超导线4。以及，当第三超导线4为主回路时，超导电流从第三超导线4分别流至第一超导线2和第二超导线3。

优选的，所述连接段的横截面为三角形。

可以理解，当超导接头包括第三超导线4时，所述第一超导线2、所述第二超导线3和所述第三超导线4中任意两根之间可具有空隙。

如图4所示，所述连接段内，所述第一超导线2、所述第二超导线3和所述第三超导线4之间呈三角形排列，所述第一超导线2和第二超导线3之间、所述第一超导线2和所述第三超导线4之间均填充有所述超导金属体1，所述第二超导线3和所述第三超导线4之间具有空隙。此时，第一超导线2为主回路，超导电流从第一超导线2分别流至第二超导线3和第三超导线4，第二超导线3和第三超导线4之间超导电流不流动。

可以理解，若第二超导线3为主回路时，则所述第一超导线2和所述第三超导线4之间具有空隙。以及，若第三超导线4为主回路时，则所述第二超导线3和所述第一超导线2之间具有空隙。

可以理解，根据实际使用需求，第一超导线2、第二超导线3和第三超导线4还有其它的排列方式以及超导电流的流通路径。

具体的，所述第三超导线4与所述第一超导线2、所述第二超导线3也为同一类型的超导线，且均优选为多芯超导线。

综上，本发明的超导接头中，超导线保持了完整的结构，没有在超导连接过程中去除超导线的包套层。一方面，在对超导线进行操作时，超导线的包套层具有很好的可操作性和延展弯曲性，且超导线直径通常都大于1mm，所涉及到的工艺操作可能损害超导芯本身性能的概率明显降低，因此超导接头的牢固性和稳定性得到提升。另一方面，在超导磁体遇到返工、更换线圈等情况时，仅需要加温熔化超导接头中的超导金属体，将超导接头解开然后把表面的超导金属熔体擦净即可恢复超导线的初始状态，可以无损的进行另一次超导连接，因此超导线可反复操作和重复利用。

本发明还提供一种超导接头的制备方法，包括：

S1，提供第一超导线和第二超导线，所述第一超导线和所述第二超导线均包括超导芯和包覆所述超导芯的导电包套层；

S2，将所述第一超导线的一端与所述第二超导线的一端并排设置形成预定长度的连接段；

S3，采用锡焊的方法在所述连接段中形成焊锡层，所述焊锡层贴合于所述第一超导线和所述第二超导线的所述包套层，形成第一组合体；

S4，提供熔融的超导金属熔体，将所述第一组合体置于熔融的超导金属熔体中，所述超导金属熔体的温度高于所述焊锡层的熔点，使所述焊锡层溶解于所述超导金属熔体中，从而在所述第一组合体中的焊锡层位置吸附上所述超导金属熔体，形成第二组合体；

S5，将所述第二组合体取出，冷却，得到超导接头。

步骤S1中，所述第一超导线和所述第二超导线均包括单芯超导线、多芯超导线中的一种，优选为同一类型的多芯超导线。

步骤S2中，所述并排设置的方式包括并行贴合或者扭绞贴合。

步骤S3中，包套层表面浸润性差，而锡焊所使用的焊料中添加了松香等类型的助焊剂材料，能够浸润包套层并紧密结合。因此，采用锡焊的方法可以将贴合在一起的连接段进一步牢固的固定在一起，同时产生结合十分紧密的焊锡层。

步骤S4中，超导金属熔体可以置于熔炉或者其它能够起到同样加温作用的设备装置中，熔体的温度高于常压环境下焊料的熔点，比如200℃～300℃。

由于锡在熔融的超导金属熔体中有很高的互溶度，它会直接溶解在超导合金熔体中。而替代前，焊料中的助焊剂已经浸润了超导线包套层的表面，焊锡层与包套层之间不存在气孔、空洞等微观结构。而焊锡层再熔化以及被替换都是浸没在熔融的超导金属熔体中完成的，因此，也不会再发生不浸润的现象，超导金属可直接替代掉焊锡层的位置。且由于超导金属与超导线的包套层本身并不浸润，所以超导金属仅替换掉焊锡层的位置，在该位置吸附上超导金属熔体而得到第二组合体。

优选的，所述第一组合体在熔融的超导金属熔体中停留的时间仅需要几秒至几分钟，在此期间可以适当的将第一组合体在熔融的超导金属熔体中轻轻晃动。

优选的，所述超导金属熔体的材料包括铅铋合金、伍德合金中的至少一种。

所述焊锡层中的主要元素是锡或者锡和铅，其中铅在超导金属中是重要组成部分，而锡在超导金属中也具有很高的固溶性。因此，在保证锡的含量不超过15％的情况下，熔融的超导金属熔体可不需要经常更换。

步骤S5中，第二组合体从熔融的超导金属熔体中取出时，超导金属熔体依靠吸附力吸附于连接段上的原焊锡层位置，不会流动，且在数秒内即可冷却。从而得到与第一超导线和第二超导线均界面贴合，具有良好电连接性能的超导金属体。

可以理解，在其它的实施方式中，当超导接头中的超导线的数量依据实际使用需求的不同而作合适的增加时。在步骤S1中还包括提供第三超导线，所述第三超导线包括超导芯和包覆所述超导芯的导电包套层。同样，在步骤S2中所述三超导线的一端与所述预定长度的连接段并排设置，然后进行步骤S3～步骤S5的操作。

优选的，所述第三超导线与所述第一超导线、所述第二超导线也为同一类型的超导线，且均优选为多芯超导线。

优选的，在得到超导接头后，可以把超导接头缠绕起来进行夹持、固定，或者盘绕放入某种容器进行固定甚至再利用超导金属把整段浇注起来，最终形成一个牢固的、具有合乎磁共振超导磁体标准的超导线圈间的超导接头。

综上，本发明的制备方法中，将超导线贴合形成的连接段进行锡焊形成焊锡层，然后采用熔融的超导金属熔体置换焊锡层形成超导金属体，进而得到超导接头。整个制备过程中不需要使用任何溶剂或者是熔体去除掉超导线的包套层即可制造出满足量级电阻值的超导接头，制备方法简单，易于控制，耗费的成本和时间都远远小于传统的超导接头的制备工艺。

以下，将通过以下具体实施例对所述超导接头、超导磁体系统及超导接头制备方法做进一步的说明。

实施例1：

提供第一超导线和第二超导线，第一超导线和第二超导线均为多芯超导线，多芯超导线的超导芯为铌钛细丝，包套层的材料为无氧铜。

将第一超导线的一端和第二超导线的一端并行贴合在一起形成连接段，然后对连接段进行锡焊，使连接段进一步牢固地固定在一起，同时在连接段中形成结合十分紧密的焊锡层，得到第一组合体。

将第一组合体放入高温的已经熔融的超导铅铋合金熔体中，熔体置于熔炉中，熔体的温度高于常压环境下铅铋合金和锡焊料的熔点。第一组合体在熔融超导铅铋合金熔体中停留数秒至数分钟，期间适当将第一组合体在超导铅铋熔体中轻轻晃动，使焊锡层溶解于超导铅铋合金熔体中，从而在第一组合体中的焊锡层位置吸附上超导铅铋合金熔体，形成第二组合体。

将第二组合体从超导铅铋合金熔体中取出，冷却，得到超导接头。

该实施例中，超导电流可从第一超导线的超导芯流经包套层，再流经超导铅铋合金层，然后流经第二超导线的包套层，最终到达第二超导线的超导芯。或者，超导电流从第二超导线的超导芯流经包套层，再流经超导铅铋合金层，然后流经第一超导线的包套层，最终到达第一超导线的超导芯。

实施例2：

提供第一超导线和第二超导线，第一超导线和第二超导线均为多芯超导线，多芯超导线的超导芯为铌钛细丝，包套层的材料为无氧铜。

将第一超导线的一端和第二超导线的一端扭绞贴合在一起形成连接段，然后对连接段进行锡焊，使连接段进一步牢固地固定在一起，同时在连接段中形成结合十分紧密的焊锡层，得到第一组合体。

将第一组合体放入高温的已经熔融的超导伍德合金熔体中，熔体置于熔炉中，熔体的温度高于常压环境下伍德合金和锡焊料的熔点。第一组合体在熔融超导伍德合金熔体中停留数秒至数分钟，期间适当将第一组合体在超导伍德合金熔体中轻轻晃动，使焊锡层溶解于超导伍德合金熔体中，从而在第一组合体中的焊锡层位置吸附上超导伍德合金熔体，形成第二组合体。

将第二组合体从超导伍德合金熔体中取出，冷却，得到超导接头。

所获得的超导接头中，第一超导线的一端与第二超导线的一端贴合形成连接段，连接段中有超导伍德合金层，超导伍德合金层界面贴合于第一超导线和第二超导线。超导电流可从第一超导线的超导芯流经包套层，再流经超导铅伍德合金层，然后流经第二超导线的包套层，最终到达第二超导线的超导芯。或者，超导电流从第二超导线的超导芯流经包套层，再流经超导伍德合金层，然后流经第一超导线的包套层，最终到达第一超导线的超导芯。

实施例3：

提供第一超导线、第二超导线和第三超导线，第一超导线、第二超导线和第三超导线均为多芯超导线，多芯超导线的超导芯为铌钛细丝，包套层的材料为无氧铜。

将第一超导线的一端、第二超导线的一端和第三超导线的一端并行贴合在一起形成连接段，且第一超导线、第二超导线和第三超导线呈三角形排列。然后对连接段进行锡焊，使连接段进一步牢固地固定在一起，同时在连接段中形成结合十分紧密的焊锡层，得到第一组合体。

将第一组合体放入高温的已经熔融的超导铅铋合金熔体中，熔体置于熔炉中，熔体的温度高于常压环境下铅铋合金和锡焊料的熔点。第一组合体在熔融超导铅铋合金熔体中停留数秒至数分钟，期间适当将第一组合体在超导铅铋熔体中轻轻晃动，使焊锡层溶解于超导铅铋合金熔体中，从而在第一组合体中的焊锡层位置吸附上超导铅铋合金熔体，形成第二组合体。

将第二组合体从超导铅铋合金熔体中取出，冷却，得到超导接头。

所获得的超导接头中，第一超导线、第二超导线以及第三超导线呈三角形排列，第一超导线的一端、第二超导线的一端以及第三超导线的一端贴合形成连接段，连接段中有超导铅铋合金层，超导铅铋合金层界面贴合于第一超导线、第二超导线和第三超导线。当第一超导线作为主回路时，超导电流可从第一超导线的超导芯流经包套层，再流经超导铅铋合金层，然后流经第二超导线的包套层，最终到达第二超导线的超导芯。以及，超导电流从第一超导线的超导芯流经包套层，再流经超导铅铋合金层，然后流经第三超导线的包套层，最终到达第三超导线的超导芯。

实施例4

如图5为包含超导接头的磁共振系统结构示意图，其中超导接头采用前述

实施例1、实施例2或者实施例3中的任一中方法制备得到。该超导磁体系统100可包含两个液氦罐，第一液氦罐103，体积约为1500L，第二液氦罐106，体积可以为100L。第一液氦罐103可设置在外真空腔(OVS)101内，在它们之间的真空空间中提供有一个或多个热辐射屏蔽层102。第二液氦罐106设置在第一液氦罐103内，与第一液氦罐103连通。第二液氦罐106通过波纹管107与液氦缓冲罐104、超导开关储液盒109相互连通。磁体105浸泡在第二液氦罐106内的液氦中。制冷机112位于腔体111中。制冷机112有两级，一级连接热辐射屏蔽层102，并将该屏蔽冷却至50～70k的温度，二级将氦气冷凝成液氦，并沿着棉绳回流至液氦缓冲罐104。

超导开关108可设置在超导开关储液盒109内。储液盒109例如由不锈钢或铝这样的非磁性材料制成，其位于磁体底部，通过不锈钢波纹管107与第二液氦罐106连通，通过波纹管与液氦缓冲罐104连通。液氦缓冲罐104、超导开关储液盒109第二液氦罐106互为连通。此种结构保证在磁体运行时超导开关108始终被液氦浸没，磁体可进行有效升场。包裹在波纹管107b内的超导线固定架110由多节不锈钢棒焊接而成，两端分别固定于超导开关储液盒109及液氦缓冲罐104上，超导开关的引出线捆绑在固定架110上，引出至液氦缓冲罐104中，与超导线圈的超导线接头连接。液氦缓冲罐104固定于外线圈骨架支撑结构204上，其由不锈钢或铝制成，总容积约为100L，作用为补充升降场过程中第二液氦罐106中的液氦消耗。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超导接头，其特征在于，包括第一超导线和第二超导线，所述第一超导线和所述第二超导线均包括超导芯和包覆所述超导芯的导电包套层，所述第一超导线的一端与所述第二超导线的一端并排设置形成预定长度的连接段，所述连接段中设置有超导金属体，所述超导金属体填充于所述第一超导线和所述第二超导线之间并贴合于所述第一超导线和所述第二超导线的所述包套层，所述第一超导线和所述第二超导线通过所述超导金属体实现电连接。

2.根据权利要求1所述的超导接头，其特征在于，所述超导金属体的材料包括铅铋合金、伍德合金中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的超导接头，其特征在于，所述第一超导线或所述第二超导线为多芯超导线。

4.根据权利要求1所述的超导接头，其特征在于，所述超导接头还包括第三超导线，所述第三超导线包括超导芯和包覆所述超导芯的导电包套层，所述第三超导线的一端贴合于所述连接段，且所述第三超导线的所述包套层与所述超导金属体贴合。

5.根据权利要求4所述的超导接头，其特征在于，所述连接段内，所述第一超导线、所述第二超导线和所述第三超导线之间呈三角形排列，所述第一超导线、所述第二超导线和所述第三超导线两两之间均设有所述超导金属体。

6.一种超导磁体系统，包括：

低温容器；

超导磁体，设置在所述低温容器内，且所述超导磁体包括若干个超导线圈；

超导开关，设置在所述低温容器内，且能够控制所述若干个超导线圈的工作状态；

超导接头，连接所述超导磁体和超导开关，所述超导接头包括多个超导线，每个超导线均包括超导芯和包覆所述超导芯的导电包套层，相邻超导线的导电包套层之间设置有超导金属体，以实现相邻超导线的电连接。

7.根据权利要求6所述的超导磁体系统，其特征在于，每个超导线包括间隔设置的多个超导芯，且所述多个超导芯远离所述导电包套层的中心。

8.一种超导接头的制备方法，其特征在于，包括：

提供第一超导线和第二超导线，所述第一超导线和所述第二超导线均包括超导芯和包覆所述超导芯的导电包套层；

将所述第一超导线的一端与所述第二超导线的一端并排设置形成预定长度的连接段；

采用锡焊的方法在所述连接段中形成焊锡层，所述焊锡层贴合于所述第一超导线和所述第二超导线的所述包套层，形成第一组合体；

提供熔融的超导金属熔体，将所述第一组合体置于熔融的超导金属熔体中，所述超导金属熔体的温度高于所述焊锡层的熔点，使所述焊锡层溶解于所述超导金属熔体中，从而在所述第一组合体中的焊锡层位置吸附上所述超导金属熔体，形成第二组合体；

将所述第二组合体取出，冷却，得到超导接头。

9.根据权利要求8所述的超导接头的制备方法，其特征在于，所述超导金属熔体的材料包括铅铋合金、伍德合金中的至少一种。

10.根据权利要求8所述的超导接头的制备方法，其特征在于，还包括提供第三超导线，所述第三超导线包括超导芯和包覆所述超导芯的导电包套层；以及

所述三超导线的一端与所述预定长度的连接段并排设置。