CN109560439A - 一种高温超导带接头的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于超导电工技术领域，具体涉及一种高温超导带接头的制备方法。本发明将超导带材的待焊接区域的铜保护层用硝酸银溶液刻蚀至2‑5μm，刻蚀后的区域涂抹焊料并进行焊接，这种方法可以去除铜层表面的氧化层、降低接头处超导层之间的电流路径和增加铜层表面粗糙度，在一定程度上缩短了接头处两个超导层之间的电流路径从而降低接头电阻率，降低了接头相对原始带材在结构上的不对称性，增加了层间的连接强度。使接头同时具备非常好的机械性能和电学性能，本发明制备方法简单，利于规模化应用。

Description

一种高温超导带接头的制备方法
技术领域
本发明属于超导电工技术领域，具体涉及一种高温超导带接头的制备方法。
背景技术
以YBa2Cu3O7-x(YBCO)为代表的第二代高温超导带材以其优异的综合性能(77K下不可逆场到达7T、自场下的临界电流密度达到106A/cm2)，突破了第一代高温超导带材(Bi系带材)只能用于弱磁场的限制，可全面满足高温区(液氮温区)、强磁场的强电领域应用，大大推动超导电力技术实用化进程。近些年来，随着二代高温超导体工业生产技术的提高，生产商已经能够提供单根长度超过千米并且具有均匀的高临界电流密度的带材，但还是不能满足大规模应用如制作电缆和绕制线圈时所需要的数千米长度。因此，制备连接超导带材的接头成为超导装置研发过程中需要面临的关键问题。例如，超导电缆、超导磁体双饼线圈、超导开关、电流引线终端等的连接都需要制备高性能的接头。
影响超导接头性能的主要因素是超导接头技术。良好的超导接头技术需要保证超导带材在连接之后总体性能不发生退变进而影响到超导装置的运行，这也是研究超导接头技术所面临的关键问题。特别是在一些需要极高磁场均匀度的设备，如核磁共振成像(MRI)、核磁共振谱仪(NMR)磁体系统中，超导接头的性能是保证磁场均匀度以及设备正常运行的一个关键因素。良好的超导接头品质包括：尽可能小的接头电阻，尽可能减小接头处的临界电流下降程度，要有足够的机械强度，接头形式要满足实际工程安装的要求，合理的制备成本等。对于低温超导线材，超导接头已经被广泛的应用；而对于二代高温超导涂层带材，由于其超导层为陶瓷材料的本质以及对氧和高温的极端敏感性，使得在低温超导线材中广泛使用的典型的冶金学的接头方法并不能适用于此。钎焊法由于其简单、快速和可靠的特点而被广泛的应用于二代高温超导带材的接头制备。通过在两根带材的搭接区域填充低温焊料形成“带材-焊料-带材”的三明治结构是接头的基本形式。例如，中国专利CN104710186B公开了一种YBCO高温超导薄膜带材的连接工艺，具体为使用低温焊料在短时间内迅速将两根高温超导薄膜带材连接在一起。但是，这种焊接方法因为接头区域的两个超导层之间存在着焊料层和带材本身的金属层，因此接头也将存在一定的电阻和厚度。接头厚度增加了接头相对于原始带材在结构上的不对称性，进而影响在拉伸和弯曲等情况下的接头电阻和临界电流。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中高温超导带材接头的机电性能不能同时兼顾缺陷，从而提供一种电学和机械性能高的高温超导带材接头的制备方法。
为此，本发明提供技术方案如下：
一种高温超导带材接头的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用硝酸银溶液刻蚀高温超导带材待焊接区域的铜保护层至2-5μm；
(2)刻蚀后的区域涂抹焊料进行焊接。
进一步地，所述步骤(1)中，硝酸银溶液的质量浓度为0.1-3％。
进一步地，所述步骤(1)中，硝酸银的刻蚀时间为5-15min。
进一步地，还包括刻蚀前将超导带材的待焊接区域去除油污的过程。
进一步地，所述步骤(1)中，采用硝酸银溶液刻蚀高温超导带材待焊接区域的铜保护层的方法包括：1)用胶带包裹超导带材不需刻蚀的部位；2)将包裹后的超导带材浸入硝酸银溶液超声处理；3)将刻蚀后的超导带材用乙醇清洗后烘干。
进一步地，采用细砂纸对刻蚀后的区域进行打磨。
进一步地，采用平口或尖咀烙铁在刻蚀后的区域镀上焊料。
进一步地，所述平口或尖咀烙铁设定温度高于焊料熔点15-40℃，最高温度不超过250℃。
进一步地，步骤(2)中，所述焊接过程包括：将镀有焊料的刻蚀区域搭接后放入模具中固定，将模具置于热压机的发热板下，当发热板升温至超过焊料熔点时对搭接区域施加2-10MPa压力并关闭发热板点源，待发热板冷却至室温后即可获得制备的接头。
进一步地，所述超导带材同时具有银保护层和铜保护层。
进一步地，所述超导带材为ReBCO(Re为Y,Gd等稀土元素)超导带材。
进一步地，刻蚀长度为超导带材末端20mm。
进一步地，所述焊料为In52Sn48，In，In66Bi34，Sn63Pb37中的一种。
本发明技术方案，具有如下优点：
1、本发明提供的一种超导带材接头的制备方法，采用硝酸银溶液刻蚀高温超导带材待焊接区域的铜保护层；刻蚀后的区域涂抹焊料进行焊接。通过硝酸银刻蚀铜层可以去除铜层表面的氧化层，并且反应生成的银附着在铜表面，可以避免铜的再次氧化，铜在高温下氧化速度很快，当温度升至100℃时，表面生成黑色氧化铜，氧化速度和时间的对数成正比，而氧化铜的存在会降低焊料与铜层结合的效果，增大电阻，导致焊接强度较差。而且，反应生成的银在焊接时，可以和焊料结合，降低焊料电阻，增加焊接的强度。除此之外，硝酸银刻蚀法还能降低接头处超导层之间的电流路径和增加铜层表面粗糙度，减薄铜层使得接头更薄和超导层距离接头的中性面更近，对比普通的钎焊方法可以提高接头在承受相同拉伸应力和弯曲变形时的超导性能。制备方法简单，可以进行实际的规模化应用。
2、本发明提供的一种超导带材接头的制备方法，将刻蚀程度控制在铜保护层厚度为2-5μm，理论上讲，超导带与超导带直接相连可以最大程度的缩减电流路径，并避免保护层产生的电阻，但是超导带直接相连操作难度大，并且不易大规模使用。银保护层很薄，并且银的电阻小，但是银保护层与银保护层无法直接通过焊料连接，这是因为当银层表面与液态焊料结合时由于银层很薄并且其与超导层的结合力较弱，在同时存在热应力的情况下银很容易从超导层上脱落并与焊料融合导致焊接失败。铜层具有优越的电导率和热导率，铜保护层太厚，电流路径越长，电阻越大，铜层太薄，机械强度不够。本发明通过控制铜层的厚度，使接头同时兼具了非常优异的机械性能和电学性能。
3、本发明提供一种超导带材接头的制备方法，通过硝酸银溶液刻蚀法减薄金属层，硝酸银和铜保护层反应，不会和银保护层反应，因而即使操作不当也不会影响带材本身的超导电性，而且反应生成的银可以溶入焊料中降低焊料的电阻率并提高接头的机械强度。硝酸银的浓度不能太高，太高会导致刻蚀不均匀，从而增加焊料层的厚度，增加接头电阻。选择适宜浓度的硝酸银刻蚀铜保护层，不但在一定程度上缩短了接头处两个超导层之间的电流路径从而降低接头电阻率，而且降低了接头相对原始带材在结构上的不对称性，而且增加了层间的连接强度。使接头同时具备非常好的机械性能和电学性能。这种特性使得此种方法在超导磁体线圈、超导电缆等装置的研制领域具有巨大的潜力。
附图说明
图1是刻蚀反应过程示意图；
图2是实施例1制备的接头与原始带材和传统钎焊法制备的接头的V-I曲线对比图；
图3是实施例1制备的接头横截面的场发射扫描电子显微镜图片；
图4是实施例1制备的接头横截面焊料层的能谱仪测试图片，(a)为接头横截面线扫描元素图，(b)为(a)中焊料层区域扫描元素图；
图5是实施例1制备的接头与原始带材和传统钎焊法制备的接头的标准化临界电流与轴向拉力关系曲线对比图；
图6是实施例1制备的接头与原始带材和传统钎焊法制备的接头的标准化临界电流与弯曲直径关系曲线对比图。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
YBCO超导带材为美国SuperPower公司生产的SCS4050超导带材，宽度为4mm，铜稳定层厚度为20μm。
GdBCO超导带材为美国SuperPower公司生产的SCS4050超导带材，宽度为4mm，铜稳定层厚度为20μm。
Copper Etchant 49-1刻蚀剂为美国Transene公司生产。
接头的电压-电流(V-I)曲线采用四引线法测量得到，使用的测试工装为带有两个铜夹具的环氧树脂板，夹具与电流引线连接并且之间的距离可调节。测试时将待测样本两端固定至两个夹具上，两个电压分别被连接至接头两测。然后整个工装被浸没于液氮中冷却至77K时通以恒定速度增加的电流并同时测量电压引线两端的电压即可获得V-I曲线。
接头的标准化临界电流与轴向拉力关系的测试方法，使用的仪器为能够产生20kN拉力的拉力测试机和77K低温环境的液氮槽，可以通过配套的数据采集系统获得带材及接头临界电流与拉应力的关系。带材及接头样本的两端被带有电流引线的夹具夹紧，然后将引伸计的两个测点夹在待测应变区域两侧并连接好电压引线。接着升高液氮罐将整个带材及夹具部分浸没于液氮中维持77K的低温环境。通过位移控制器和负载传感器调节样本的初始状态，包括应力和应变的归零。测试过程中负载从0至最大拉力，即带材断裂时，在每个设定的压力点保持并记录数据和测试V-I特性。
接头的标准化临界电流与弯曲直径关系的测试方法，使用的测试工装为带有不同直径FRP圆盘的弯曲实验装置。它可以测试不同弯曲半径对带材及接头临界电流的影响。带材及接头样本的两端被焊接至带有电流引线的可伸缩移动的铜条上，然后通过移动铜条将样本的待弯曲部分紧密箍在圆盘上并连接好电压引线。接着将整个带材及弯曲装置浸没于液氮中维持77K的低温环境。测试过程中圆盘直径由50mm逐渐减小至5mm，在每个弯曲半径测试并记录样本的V-I特性。
实施例1
超导带材接头的制备方法：
截取两根长5cm的YBCO超导带材短样本；
使用丙酮清洗截取的短样本表面油污，之后烘干样本并采用聚酰亚胺胶带包裹其不需要被刻蚀的表面区域(样本末端20*4mm2区域)；
将样本浸没于盛有1％的硝酸银(AgNO3)溶液的烧杯中，将装有样本及硝酸银(AgNO3)溶液的烧杯放入超声波清洗器中进行刻蚀反应并同时通过超声波清洗反应生成的银；
刻蚀反应过程持续时间约为9min，刻蚀15μm铜层，剩余铜层厚度为5μm；
被刻蚀的样本用乙醇清洗后烘干，去除样本上包裹的聚酰亚胺胶带后用细砂纸轻微打磨刻蚀后的表面；
用平口烙铁(温度设定为200℃)在打磨后的表面上镀一层Sn63Pb37(熔点183℃)焊料；
将样本镀有焊料的区域重叠搭接在一起放入铝合金模具中固定；
将模具放在热压机的发热板下，当发热板升温至超过焊料熔点时对搭接区域施加2MPa压力并关闭发热板电源，待发热板冷却至室温后即可获取制备的接头。
如图1所示，为本发明刻蚀反应过程示意图。
如图2所示，为通过四引线法测量得到刻蚀接头(本实施例制备得到的接头)、原始带材(原始超导带材)和钎焊接头(对比例1制备得到的接头)的V-I曲线。拟合V-I曲线的线性区域可以得出刻蚀接头电阻率27nΩ·cm2比传统钎焊接头电阻率33.6nΩ·cm2低，并且相比于原始带材临界电流(Ic)没有降低。
如图3所示，为本实施例制备的接头横截面的场发射扫描电子显微镜图片；可以看出，接头之间的各层材料连接完好。
如图4所示，为本实施例接头横截面焊料层的能谱仪测试图片；用能谱仪(EDS)对焊料层进行了元素分析，发现刻蚀反应残留的银被溶入到焊料中，银的存在不但可以降低焊料层电阻率，而且也可以增加接头的机械强度。
如图5所示，为本实施例制备的接头与原始带材和传统钎焊法制备的接头的标准化临界电流与轴向拉力关系曲线对比图；在施加轴向拉力下测量得到刻蚀接头的标准化临界电流与轴向拉力关系，并与同样条件下原始带材和钎焊接头的标准化临界电流(Ic/Ic0)与轴向拉力(F)关系曲线对比。可以看出，相比于钎焊接头，随着轴向拉应力的不断增加刻蚀接头可以更有效地延缓临界电流的退化。当轴向拉力为225N时，钎焊接头的标准化临界电流降低至0.48，而刻蚀接头的标准化临界电流降低至0.63。
如图6所示，为本实施例制备的接头与原始带材和传统钎焊法制备的接头的标准化临界电流与弯曲直径关系曲线对比图。在施加不同弯曲直径下测量得到刻蚀接头的标准化临界电流与弯曲直径(d)关系，并与同样条件下原始带材和钎焊接头的标准化临界电流与弯曲直径关系曲线对比。可以看出，对于原始带材，弯曲直径低于7mm，才会出现标准化临界电流的降低，本实施例制备的刻蚀接头在弯曲直径低于25mm时出现标准化临界电流的降低，而对比例1的钎焊接头弯曲直径低于40mm时就出现了标准化临界电流的降低，因此，相比于钎焊接头，随着弯曲直径的不断减小刻蚀接头也可以更有效地延缓临界电流的退化。
实施例2
超导带材接头的制备方法：
截取两根长3cm的YBCO超导带材短样本；
使用丙酮清洗截取的短样本表面油污，之后烘干样本并采用聚酰亚胺胶带包裹其不需要被刻蚀的表面区域(样本末端20*4mm2区域)；
处理后的样本浸没于盛有0.1％的硝酸银(AgNO3)溶液的烧杯中，将装有样本及硝酸银(AgNO3)溶液的烧杯放入超声波清洗器中进行刻蚀反应并同时通过超声波清洗反应生成的银；
刻蚀反应过程持续时间约为15min，刻蚀16μm铜层，剩余铜层厚度为4μm；
取出被刻蚀的样本并用乙醇清洗后烘干，去除样本上包裹的聚酰亚胺胶带后用细砂纸轻微打磨刻蚀后的表面；
用平口烙铁(温度设定为210℃)在打磨后的表面上镀一层Sn63Pb37(熔点183℃)焊料；
将镀有焊料的区域重叠搭接在一起放入铝合金模具中固定；
将模具放在热压机的发热板下，当发热板升温至超过焊料熔点时对搭接区域施加5MPa压力并关闭发热板电源，待发热板冷却至室温后即可获取制备的接头。
经测试，接头的电阻为27.5nΩ·cm2，当轴向拉力为180N时，标准临界电流降低至0.95；当弯曲直径低于26mm时，标准临界电流开始降低。
实施例3
超导带材接头的制备方法：
截取两根长10cm的YBCO超导带材短样本；
使用丙酮清洗截取的短样本表面油污，之后烘干样本并采用聚酰亚胺胶带包裹其不需要被刻蚀的表面区域(样本末端20*4mm2区域)；
将处理后的样本浸没于盛有2％的硝酸银(AgNO3)溶液的烧杯中，将装有样本及硝酸银(AgNO3)溶液的烧杯放入超声波清洗器中进行刻蚀反应并同时通过超声波清洗反应生成的银；刻蚀反应过程持续时间为9min，刻蚀18μm铜层，剩余铜层厚度为2μm；
取出被刻蚀的样本并用乙醇清洗后烘干，去除样本上包裹的聚酰亚胺胶带后用细砂纸轻微打磨刻蚀后的表面；
用平口烙铁(温度设定为220℃)在打磨后的表面上镀一层Sn63Pb37(熔点183℃)焊料；
将镀有焊料的区域重叠搭接在一起放入铝合金模具中固定；
将模具放在热压机的发热板下，当发热板升温至超过焊料熔点时对搭接区域施加8MPa压力并关闭发热板电源，待发热板冷却至室温后即可获取制备的接头。
经测试，接头的电阻为26.7nΩ·cm2，当轴向拉力为200N时，标准临界电流降低至0.95；当弯曲直径低于24mm时，标准临界电流开始降低。
实施例4
超导带材接头的制备方法：
截取两根长25cm的YBCO超导带材短样本；
使用丙酮清洗截取的短样本表面油污，之后烘干样本并采用聚酰亚胺胶带包裹其不需要被刻蚀的表面区域(样本末端20*4mm2区域)；
将处理后的样本浸没于盛有3％的硝酸银(AgNO3)溶液的烧杯中，将装有样本及硝酸银(AgNO3)溶液的烧杯放入超声波清洗器中进行刻蚀反应并同时通过超声波清洗反应生成的银；刻蚀反应过程持续时间约为5min，刻蚀18μm铜层，剩余铜层厚度为2μm；
取出被刻蚀的样本并用乙醇清洗后烘干，去除样本上包裹的聚酰亚胺胶带后用细砂纸轻微打磨刻蚀后的表面；
用平口烙铁(温度设定为230℃)在打磨后的表面上镀一层Sn63Pb37(熔点183℃)焊料；
将镀有焊料的区域重叠搭接在一起放入铝合金模具中固定；
将模具放在热压机的发热板下，当发热板升温至超过焊料熔点时对搭接区域施加10MPa压力并关闭发热板电源，待发热板冷却至室温后即可获取制备的接头。
经测试，接头的电阻为27.2nΩ·cm2，当轴向拉力为185N时，标准临界电流降低至0.95；当弯曲直径低于28mm时，标准临界电流开始降低。
实施例5
超导带材接头的制备方法：
截取两根长5cm的GdBCO超导带材短样本；
使用丙酮清洗截取的短样本表面油污，之后烘干样本并采用聚酰亚胺胶带包裹其不需要被刻蚀的表面区域(样本末端20*4mm2区域)；
将处理后的样本浸没于盛有0.1％的硝酸银(AgNO3)溶液的烧杯中，将装有样本及硝酸银(AgNO3)溶液的烧杯放入超声波清洗器中进行刻蚀反应并同时通过超声波清洗反应生成的银；刻蚀反应过程持续时间约为15min，刻蚀17μm铜层，剩余铜层厚度为3μm；
取出被刻蚀的样本并用乙醇清洗后烘干；
用尖咀烙铁(温度设定为140℃)在打磨后的表面上镀一层In52Sn48焊料；
将镀有焊料的区域重叠搭接在一起放入铝合金模具中固定；
将模具放在热压机的发热板下，当发热板升温至超过焊料熔点时对搭接区域施加5MPa压力并关闭发热板电源，待发热板冷却至室温后即可获取制备的接头。
实施例6
超导带材接头的制备方法：
截取两根长5cm的GdBCO超导带材短样本；
使用丙酮清洗截取的短样本表面油污，之后烘干样本并采用聚酰亚胺胶带包裹其不需要被刻蚀的表面区域(样本末端20*4mm2区域)；
将处理后的样本浸没于盛有2％的硝酸银(AgNO3)溶液的烧杯中，将装有样本及硝酸银(AgNO3)溶液的烧杯放入超声波清洗器中进行刻蚀反应并同时通过超声波清洗反应生成的银；刻蚀反应过程持续时间约为7min，刻蚀17μm铜层，剩余铜层厚度为3μm；
取出被刻蚀的样本并用乙醇清洗后烘干；
用尖咀烙铁(温度设定为100℃)在打磨后的表面上镀一层In66Bi34焊料；
将镀有焊料的区域重叠搭接在一起放入铝合金模具中固定；
将模具放在热压机的发热板下，当发热板升温至超过焊料熔点时对搭接区域施加5MPa压力并关闭发热板电源，待发热板冷却至室温后即可获取制备的接头。
对比例1
传统钎焊法制备的接头。制备方法如下：
截取两根长5cm的YBCO超导带材短样本；
使用丙酮清洗截取的短样本表面油污，之后烘干样本；
用细砂纸轻微打磨待焊接的表面(样本末端20*4mm2区域)；
用平口烙铁(温度设定为200℃)在打磨后的表面上镀一层Sn63Pb37(熔点183℃)焊料；
将镀有焊料的区域重叠搭接在一起放入铝合金模具中固定；
将模具放在热压机的发热板下，当发热板升温至超过焊料熔点时对搭接区域施加2MPa压力并关闭发热板电源，待发热板冷却至室温后即可获取制备的接头。
经测试，接头的电阻为33.6nΩ·cm2，当轴向拉力为176N时，标准临界电流降低至0.95；当弯曲直径低于40mm时，标准临界电流开始降低。
对比例2
将实施例1中，刻蚀时间改为8min，其他步骤参数不变，刻蚀12μm铜层，剩余铜层厚度为8μm。
经测试，接头的电阻为28nΩ·cm2，当轴向拉力为170N时，标准临界电流降低至0.95；当弯曲直径低于30mm时，标准临界电流开始降低。
对比例3
将实施例1中，刻蚀时间改为11min，其他步骤参数不变，刻蚀19.5μm铜层，剩余铜层厚度为0.5μm。
经测试，接头的电阻为45nΩ·cm2，当轴向拉力为150N时，标准临界电流降低至0.95；当弯曲直径低于35mm时，标准临界电流开始降低。
对比例4
超导带材接头的制备方法：
截取两根长5cm的YBCO超导带材短样本；
使用丙酮清洗截取的短样本表面油污，之后烘干；样本末端20*4mm2区域采用砂纸将铜层磨削至5μm；
上述样本用乙醇清洗后烘干；
用平口烙铁(温度设定为200℃)在打磨后的表面上镀一层Sn63Pb37(熔点183℃)焊料；
将样本镀有焊料的区域重叠搭接在一起放入铝合金模具中固定；
将模具放在热压机的发热板下，当发热板升温至超过焊料熔点时对搭接区域施加2MPa压力并关闭发热板电源，待发热板冷却至室温后即可获取制备的接头。
经测试，接头的电阻为32nΩ·cm2，当轴向拉力为175N时，标准临界电流降低至0.95；当弯曲直径低于30mm时，标准临界电流开始降低。
对比例5
超导带材接头的制备方法：
截取两根长5cm的YBCO超导带材短样本；
使用丙酮清洗截取的短样本表面油污，之后烘干；样本末端20*4mm2区域采用Copper Etchant 49-1刻蚀剂将铜层刻蚀至5μm；
上述样本用乙醇清洗后烘干；
用平口烙铁(温度设定为200℃)在打磨后的表面上镀一层Sn63Pb37(熔点183℃)焊料；
将样本镀有焊料的区域重叠搭接在一起放入铝合金模具中固定；
将模具放在热压机的发热板下，当发热板升温至超过焊料熔点时对搭接区域施加2MPa压力并关闭发热板电源，待发热板冷却至室温后即可获取制备的接头。
经测试，接头的电阻为32.5nΩ·cm2，当轴向拉力为180N时，标准临界电流降低至0.95；当弯曲直径低于32mm时，标准临界电流开始降低。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种高温超导带材接头的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采用硝酸银溶液刻蚀高温超导带材待焊接区域的铜保护层至2-5μm；
(2)刻蚀后的区域涂抹焊料进行焊接。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，硝酸银溶液的质量浓度为0.1-3％。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，硝酸银的刻蚀时间为5-15min。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，采用硝酸银溶液刻蚀高温超导带材待焊接区域的铜保护层的方法包括：1)用胶带包裹超导带材不需刻蚀的部位；2)将包裹后的超导带材浸入硝酸银溶液超声处理；3)将刻蚀后的超导带材用乙醇清洗后烘干。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，还包括刻蚀前将超导带材的待焊接区域去除油污的过程。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，采用平口或尖咀烙铁在刻蚀后的区域镀上焊料。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，平口烙铁的设定温度高于焊料熔点15-40℃，最高温度不超过250℃。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述超导带材同时具有银保护层和铜保护层。
9.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述超导带材为ReBCO超导带材。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述焊料为In52Sn48，In，In66Bi34，Sn63Pb37中的一种。
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