具有用于减轻重量的沿周向分布的铝块的NBTI超导体.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103515022 A (43)申请公布日 2014.01.15 CN 103515022 A (21)申请号 201310420979.3 (22)申请日 2013.06.25 102012210770.3 2012.06.25 DE H01B 12/00(2006.01) H01B 12/02(2006.01) (71)申请人 布鲁克 EAS 有限公司 地址 德国哈瑙 (72)发明人 A苏尔齐克 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 白皎 (54) 发明名称 具有用于减轻重量的沿周向分布的铝块的 NbTi 超导体 (57。

2、) 摘要 本发明涉及一种超导线材 (1 ； 31)， 包括 NbTi 超导材料和 Cu， 所述超导线材具有 ： 一个密闭 管道 (2)， 尤其是 Cu 密闭管道 ； 至少三个 Al 块 (3a-3c)， 其在密闭管道 (2) 中沿周向分布设置 ； 以及具有至少三个包含 NbTi 的部分 （4a-4c)， 它 们同样在密闭管道 (2) 中沿周向分布设置， 并且 它们沿周向方向将 Al 块 (3a-3c) 相互隔离开， 其 中每个 Al 块 (3a-3c) 与它们相邻的包含 NbTi 的 部分 (4a-4c) 形成大面积接触。本发明的目的是 提出一种稳定的 NbTi 超导线材， 它具有低重量， 其。

3、可以以低成本制造， 以及其中该超导线材具有 降低的形成裂缝的风险(特别是在线材拉丝中)。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103515022 A CN 103515022 A 1/2 页 2 1. 一种超导线材 （1 ； 31)， 包括 NbTi 超导材料和 Cu， 所述超导线材具有 ： 一个密闭管道 (2)， 尤其是 Cu 密闭管道， 在密闭管道 (2) 内沿周向分布设置的至少三个 Al 块 (3a-3c)，。

4、 以及同样在密闭管道 (2) 内沿周向分布设置的至少三个包含 NbTi 的部分 (4a-4c)， 所 述包含 NbTi 的部分在周向方向上将所述 Al 块 (3a-3c) 相互隔离开， 其中每个 Al 块 (3a-3c) 与其相邻的包含 NbTi 的部分形成大面积接触。 2. 根据权利要求 1 所述的超导线材 (1 ； 31)， 其特征在于， 所述包含 NbTi 的部分 (4a-4c) 由一个或更多个钻有深孔的 Cu 块 (6 ； 6a-6c) 构成， 其中在每种情况下均包含一个 或更多个 NbTi 细丝的 NbTi 结构 (8) 被插入在一个或更多个 Cu 块 (6 ； 6a-6c) 的孔 。

5、(7) 中。 3. 根据权利要求 2 所述的超导线材 (1 ； 31)， 其特征在于， 所述包含 NbTi 的部分 (4a-4c)仅由一个钻有深孔的Cu块(6)构成， 其中该Cu块(6)具有至少三个沿径向向内延 伸的沟槽 (10)， 每个沟槽包含一个 Al 块 (3a-3c)。 4. 根据权利要求 2 所述的超导线材 (1 ； 31)， 其特征在于， 每一个包含 NbTi 的部分 (4a-4c) 均由一个钻有深孔的 Cu 块 (6a-6c) 构成， 并且设置有一个中央 Cu 成型管 (11)， 所述 Al 块 (3a-3c) 以及所述 Cu 块 (6a-6c) 与所述 Cu 成型管相邻接， 其。

6、中所述 Cu 成型管 (11) 包括附加 Al 块 (12)。 5. 根据权利要求 1 所述的超导线材 (1 ； 31)， 其特征在于， 每一个包含 NbTi 的部分 (4a-4c) 构造为具有相邻接的 NbTi 六角形元件 (35) 的簇 (34a-34c)， 每一个 NbTi 六角形 元件中都包含一个或更多个 NbTi 细丝。 6. 根据权利要求 5 所述的超导线材 (1 ； 31)， 其特征在于， 设有一个中央 Cu 成型管 (32)， 所述 Al 块 (3a-3c) 和所述簇 (34a-34c) 与所述中央 Cu 成型管相邻接， 其中该 Cu 成 型管 (32) 包含附加 Al 块 (。

7、33)， 并且其中所述 Cu 成型管 (32) 具有适于设置 NbTi 六角形元 件 (35) 的外部形状 (32a)， 尤其是其中所述 Cu 成型管 (32) 围绕其全部外周 (32a) 成型。 7. 根据权利要求 5 或 6 所述的超导线材 (1 ； 31)， 其特征在于， 所述密闭管道 (2) 包含 多个 Cu 填充盘 (36)， 其中所述 Cu 填充盘 (36) 以适于设置所述簇 (34a-34c) 的 NbTi 六角 形元件 (35) 的方式成型。 8. 根据权利要求 5-7 中任一项所述的超导线材 (1 ； 31)， 其特征在于， 所述 Al 块 (3a-3c)以适于设置所述簇(3。

8、4a-34c)的NbTi六角形元件(35)的方式成型， 尤其是其中所 述 Al 块 (3a-3c) 围绕其全部外周成型。 9. 根据前述任一项权利要求所述的超导线材 (1 ； 31)， 其特征在于， 在密闭管道 (2) 中 精确地设有沿周向分布设置的 N 个 Al 块 (3a-3c)， 并且同样在密闭管道 (2) 中精确地设有 沿周向分布设置的 N 个包含 NbTi 的部分， 并且所述 N 个包含 NbTi 的部分沿周向将所述 N 个 Al 块 (3a-3c) 相互间隔开， 其中 N=3、 4、 5 或 6。 10. 根据前述任一项权利要求所述的超导线材 (1 ； 31)， 其特征在于， 所述。

9、超导线材 (1 ； 31) 具有圆形横截面。 11. 根据前述任一项权利要求所述的超导线材 (1 ； 31)， 其特征在于， 所述超导线材 (1 ； 31) 不包含焊料。 12. 根据前述任一项权利要求所述的超导线材 (1 ； 31)， 其特征在于， 所述超导线材 (1 ； 权 利 要 求 书 CN 103515022 A 2 2/2 页 3 31) 具有无空隙的横截面。 13. 根据前述任一项权利要求所述的超导线材 (1 ； 31)， 其特征在于， 所述 Al 块 (3a-3c) 直接邻接所述密闭管道 (2)。 14. 根据前述任一项权利要求所述的超导线材 (1 ； 31)， 其特征在于， 。

10、所述包含 NbTi 的 部分 (4a-4c) 和所述 Al 块 (3a-3c) 之间的平面接触位于所述包含 NbTi 的部分 (4a-4c) 和 所述 Al 块 (3s-3c) 之间的边界表面处， 在横截面上贯穿线材直径的至少 20， 其中所述边 界表面大致沿半径方向延伸。 权 利 要 求 书 CN 103515022 A 3 1/6 页 4 具有用于减轻重量的沿周向分布的铝块的 NbTi 超导体 技术领域 0001 本发明涉及一种超导线材， 包含 NbTi 超导材料和 Cu。 背景技术 0002 铌 - 钛 （NbTi) 由于其优异的塑性变形性 ( 对于最终材料及其前体都是） 是一种 重要的。

11、超导材料， 其可以以多种方式配置， 例如， 以超导磁线圈 (superconducting magnet coils) 或超导电缆的方式。典型地， NbTi 超导材料集成于超导线材中， 其中多个 NbTi 细丝 常常沿着超导线材的纵向方向延伸。 0003 作为拉丝工艺的一部分， 线材制造程序通常包括在六角形外部截面中的塑性变 形以使得单个 NbTi 细丝的打捆工艺简单化 ( 或同样其他结构或中间结构 )。因此， 和 US5088183A 在介绍中提及的相比较， 六边形元件可被很紧密的排布在例如铜密闭管道中。 0004 NbTi 的超导特性只有在特别低的温度下低于大约 9K 能获得， 因此必须例。

12、如采用 液氦对超导体降温。而且， 如果磁场强度或电流密度太高， 将不能维持超导状态。 0005 NbTi 超导线材典型的使用铜 (Cu) 通常是高纯度的铜来固定。在超导线材中铜与 超导细丝平行延伸 ； 例如铜可以组成用于超导 NbTi 细丝的矩阵。铜是良好的热导体， 通过 其可以获得对超导 NbTi 细丝的有效冷却。此外， 铜还表现出高的导电性。如果超导线材的 超导性局部地丧失， 铜提供并行的电流路径， 限制电阻的上升以及相关热产生。 通过有效冷 却， 超导性可以局部恢复， 通常地在超导体(稳定功能)的导电区域。 即使超导体不能恢复， 铜通过限制电阻的增加以及同样限制热产生而保护超导体不被损坏。

13、 (“熔化的” )， 同时也 有效移除产生的热 ( 淬火保护 )。此外， 铜改善了超导线的机械强度。 0006 铜不仅是一种昂贵的材料， 也相对较重， 具有大约 8.9g cm3的密度， 这在很多应 用中是不期望的。因此为了稳定 NbTi 超导体， 需要寻找至少可以部分替代铜的替代材料。 纯铝 (Al) 将是合适的材料， 由于其热传导性和电阻， 并且其比铜便宜， 具有 2.7g cm3的 密度， 是相当轻的。 0007 WO2008 121764A1 提出一种具有铜套管、 Al 芯以及位于它们之间的环中的多细 丝 NbTi 杆的 NbTi 超导结构。 0008 但是Cu和NbTi者相对较硬并且。

14、在塑性形变时性质相似， Al比Cu和NbTi软很多。 当包含 Al 结构特别是 Al 芯的线材被拉丝时， 在 NbTi 超导线材中观察到横向于线材的纵向 方向延伸的裂纹。对于超导应用来说， 包含裂缝的导线是无用的。 0009 US5,189,386 公开了一种超导结构， 其中 Al 芯通过多个 Cu-Ni 合金层被分隔为六 部分。该结构相对复杂。 0010 US4,652,697， 其作为最接近的现有技术， 公开了一种超导结构， 其中三个 Al 线材 和四个多细丝线材捆扎在一起， 例如， 具有 NbTi 细丝和 Cu 矩阵。一个多细丝线材设置在超 导结构的中心。该结构由 PbSn 焊料固定在一。

15、起。在线材制作中施加焊料是困难的， 并且作 为一种附加材料， 其会进一步加重裂缝变形的问题。 0011 JP09282953A 公开了一种 Nb3Al 超导线材， 其中 Nb3Al 细丝嵌入于 Cu 矩阵中。由 说 明 书 CN 103515022 A 4 2/6 页 5 Nb 或 Ta 形成的嵌入的附加结构可以用于加固。在一个实施例中， 提出了一种在 Cu 管中具 有 Al 棒的附加结构。 发明内容 0012 本发明的目的是提出一种稳定的 NbTi 超导线材， 其具有低重量， 可以以低成本制 造， 其中超导线材具有降低的裂缝变形 ( 特别是在线材拉丝中 ) 的风险。 0013 本目的采用一种。

16、包含 NbTi 超导材料和 Cu 的超导线材来实现， 具有， 0014 - 一个密闭管道， 尤其是 Cu 密闭管道， 0015 - 在密闭管道中沿周向分布设置的至少三个 Al 块， 0016 - 以及同样在密闭管道中沿周向分布设置的至少三个包含 NbTi 的部分， 并且包含 NbTi的部分在周向方向上将Al块相互隔离开， 其中每个Al块与它们相邻的包含NbTi的部 分形成大面积接触。 0017 根据本发明， 在超导线材中使用铝来部分替代铜以达到稳定性的目的， 其中通常 提供三个 Al 块。在线材横截面中 ( 垂直于线材的纵向 )， 该铝块沿周向分布设置并且被包 含 NbTi 的部分相互间隔开，。

17、 即 Al 块和包含 NbTi 的部分在周向方向上交替。Al 块远轻于同 样体积的 Cu 材料， 并且也比较便宜。特别是， 每米的重量 ( 也就是， 超导线材在纵向上每个 长度的重量 ) 与为了超导材料的稳定性而仅使用铜的情况相比可有极大的减少。 0018 通过本发明的在包含 NbTi 的部分和 Al 块之间的大面积接触， 保证了良好的直接 的热和电流的传导 ； 典型地， 在横截面上的大面积接触， 形成为在大致半径方向上、 沿着包 含 NbTi 的部分和 Al 块的边界表面， 超过线材直径的至少 20。这获得了一个非常良好的 稳定功能， 并且同样保证了超导线材的整体结构保持简单。 0019 密。

18、闭管道也可以提高稳定性， 特别是， 如果其是由 Cu 组成的密闭管道。而且， 所述 密闭管道同时适当地将 Al 块和包含 NbTi 的部分保持在一起。 0020 本发明的超导线材可以在没有焊料 ( 特别是， 没有 PbSn 焊料的 ) 的情况下容易地 构成。特别地， 不需要焊料来实现 Al 块和包含 NbTi 的部分中的 NbTi 超导材料之间的充分 的热传导或电流传导接触 ； 同样的， 不需要焊料来将超导线材的整体结构保持在一起。 在本 发明的范围内， 由外来物体带来的超导线材的污染物可以保持为很低。 0021 Al块由固体铝材料构成， 典型的具有99原子纯度或更高纯度。 本发明的超导线 材。

19、的横截面表面典型的具有至少 10比例的铝， 优选至少 20的铝。包含 NbTi 的部分优 选只由 Nb、 Ti 和 Cu( 除小于 1 原子的掺杂或杂质以外 ) 形成。每个包含 NbTi 的部分包 含至少一个细丝， 然而典型地包括多个 NbTi 细丝， 其在超导线材的纵向方向延伸。超导线 材中的铜 (Cu) 结构典型的也具有高纯度 ( 优选 99 原子 Cu) ； 然而， 它们也可以由包含 铜的合金 ( 铜合金中优选 80 原子 Cu， 更优选 90 原子 Cu) 构成 ； 典型的， 这些可应 用于 Cu 密闭管道、 Cu 成型管道、 Cu 填充盘以及 Cu 块 ( 参见下文 ) 的情况。 0。

20、022 具有不同变形性质的材料之间的接触表面 ( 一面为铝并且另一面为铜和铌 - 钛 ) 在按方位角分配 ( 在周向方向 ) 的至少 3 个 Al 块之间被创造性也分隔开。结果， 由预制 工艺 ( 例如， 在线材拉丝中 ) 在整个超导线材的周向方向上产生的内建机械应力相应地被 减少了很多倍， 其阻止了裂缝的形成。另一方面， 来自固体材料的 Al 块的构造减少了对铝 的接触表面 ； Al 块内的材料几乎不涉及内建应力。实践中证明本发明的结构能够阻止裂缝 说 明 书 CN 103515022 A 5 3/6 页 6 的形成。特别是， 通过较少数量的方向角分布的 Al 块 ( 不超过 6 块， 优选。

21、 3 个或者 4 个 Al 块 )、 不多于一个附加中心 Al 块 ( 直径小于或等于超导导线的直径的 30， 优选小于或等 于超导导线的直径的 25 ) 以及典型的在超导线材中无附加 Al 结构， 达到了非常好的效 果。 0023 总之， 本发明的超导线材典型的具有近乎圆形的横截面， 但是选择性地其可以具 有例如六角形轮廓的 ( 外部 ) 轮廓。 0024 总之， 本发明可以提供具有低制造成本、 重量减小的 NbTi 基超导线材， 其仅在一 面为铝并且另一面为铜和铌 - 钛之间形成小边界表面， 因此保持了低裂缝风险的良好预制 性能(尤其是在通过挤压和拉丝进行预制的过程中)。 在制造工艺中， 。

22、包含外来颗粒的风险 也低， 一方面降低淬火风险， 并且另一方面允许由Al和Cu形成的保护结构的高热量和电流 传导性。 0025 在本发明超导线材的一个优选实施例中， 包含 NbTi 的部分由一个或更多个钻有 深孔的 Cu 块构成， 其中 NbTi 结构被插入一个或多个 Cu 块的孔中， 每个 NbTi 结构均包含一 个或更多个 NbTi 细丝。这样， 包含 NbTi 的部分可以以非常简单和低成本的方式形成 ； 一 个 / 多个 Cu 块易于在制造工艺中处理。孔和相应的 NbTi 结构典型的具有圆形横截面。一 个多个 Cu 块也对稳定 NbTi 细丝有贡献 ( 冷却或替代的电流路径 )。 002。

23、6 优选该实施例的变形中， 所述包含NbTi的部分仅具有一个钻有深孔的Cu块， 其中 该 Cu 块具有至少 3 个向内径向延伸的沟槽， 典每个包含一个 Al 块。特别地， 该实施例更易 于在制造工艺中处理 ； Al 块仅被摆放进或者推入 Cu 块的沟槽内。之后 Al 块由 Cu 块和密 闭管道牢固地保持就位。 0027 在上述实施例的替换变形例中， 每一个包含 NbTi 的部分均由一个钻占有深孔的 Cu块构造， 并且提供有一个中央Cu成型管， 其与Al块以及Cu块相邻接， 其中该成型管具有 一个附加 Al 块。依靠该 Cu 成型管和附加 Al 块， 横截面中 Al 的比例可以被进一步增大， 并。

24、 且从而超导线材的重量被进一步降低。 0028 一个实施例还优选每一个包含NbTi的部分构造为具有相互邻接的NbTi六角形元 件的簇， 其每一个都具有一个或多个 NbTi 细丝。这样， 大量的 NbTi 细丝可以用在有限的空 间 ； 包含 NbTi 的部分的制造 ( 采用计数并排列捆扎的 NbTi 六角形元件的方式 ) 可以简单 地适用于不同的线材几何形状。 0029 一个这样的实施例是有利的， 其包含中央成型铜管， 通过该铜管使得 Al 块和簇相 邻接， 其中成型管包含附加Al块， 且其中该成型铜管具有适合于放置NbTi六角形元件的外 形， 特别地， 其中该成型铜管围绕其整个外周成型。通过该。

25、成型管和附加 Al 块， 在横截面中 铝的比例可进一步增加， 因此进一步减小了超导线材的重量。该成型使得超导线材的结构 密集封装 ( 具有低间隙或者甚至没有间隙 )， 特别是在其中心区域。 0030 一个这样的实施例也是优选的， 其中密闭管道包含多个铜填充盘， 其中 Cu 填充盘 以适于放置所述簇的 NbTi 六角形元件的方式成型。所述填充盘也允许超导线材的结构的 密集封装 ( 具有低间隙或者甚至没有间隙 )， 特别是在密闭管道内部轮廓 ( 典型的为圆形 ) 区域。 0031 一个实施例也优选为其中Al块具有适于设置NbTi六角形元件簇的形状， 特别是， 其中 Al 块围绕其全部外周成型。所述。

26、形状同样允许 Al 块和簇之间位置表面的结构的密集 说 明 书 CN 103515022 A 6 4/6 页 7 封装 ( 具有低间隙或者甚至没有间隙 )。 0032 在本发明超导线材的特别优选实施例中， 精确的提供 N 个 Al 块， 它们在密闭管道 中沿周向分布设置， 并且精确的提供 N 个包含 NbTi 的部分， 它们同样在密闭管道中沿周向 分布设置， 并且它们沿周向将Al块相互间隔开， 其中N=3、 4、 5或6。 这个数量范围在实践中 提供显著的效果 ； 一面上的Al与另一面上的Cu和NbTi之间的整个边界表面被保持在界限 以内， 因为 Al 分布在几个相接近的 Al 块之间。 00。

27、33 最后， 在优选实施例中， 超导线材具有圆形横截面。这样， 超导线材的能量峰值 (不管在操作中还是在拉丝工艺)可以最小化。 可是， 应当认识到可替代的横截面， 特别是， 六角形线材横截面， 在本发明的精神范围内也是可行的， 在这种情况下， 超导线材最初可能 被制造为具有圆横截面， 其在后续拉丝工艺中被转换成其他线材横截面。 0034 从所述描述和附图中得到进一步的优点。此外， 上述以及下述进一步的特性可以 单独使用或任意结合使用。说明以及描述的实施例并不意图穷举， 而是用于解释本发明的 例子。 附图说明 0035 本发明通过附图说明并且采用具体实施例方式进行更细节的说明。这些图示出 ： 0。

28、036 图 1 是本发明超导线材第一实施例的截面示意图， 具有三个 Al 块以及三个包含 NbTi 的部分， 包含 NbTi 的部分由钻有深孔的 Cu 块构成 ； 0037 图 2 是本发明超导线材第二实施例的截面示意图， 具有三个 Al 块以及三个包含 NbTi 的部分， 包含 NbTi 的部分由三个钻有深孔的 Cu 块构成并且具有附加中心 Al 块 ； 0038 图 3 是本发明超导线材第三实施例的截面示意图， 具有三个 Al 块以及三个包含 NbTi 的部分， 包含 NbTi 的部分中的每一个由 NbTi 六角形元件簇构成并且具有一个附加中 心 Al 块。 具体实施方式 0039 图 1。

29、 示出本发明第一实施方式的超导线材 1 沿垂直超导线材 1 纵向方向的截面 图。这里超导线材 1 具有圆形横截面。 0040 在密闭管道 2 中， 此处为 Cu 密闭管道 ( 具有至少 80 原子比例的铜， 优选具有至 少 99 原子比例的铜 )， 多个 ( 此处为三个 ) 高纯度铝 ( 具有至少 99 原子比例的铝 ) 的 Al 块 3a-3c 被设置为在方位角 ( 沿周向 ) 上平均分布， 其中 Al 块 3a-3c 与密闭管道 2 直接 邻接。Al 块 3a-3c 在方位角上被包含 NbTi 的部分 4a-4c( 此处同样为三个 ) 彼此分隔开， 它们同样也被设置在密闭管道 2 中， 并。

30、且在此处同样与密闭管道 2 邻接。 0041 包含 NbTi 的部分 4a-4c 与 Al 块 3a-3c 形成邻接的大面积接触例如边界表面 5。 具体的， 不需要焊料提供在 Al 块 3a-3c 和包含 NbTi 的部分 4a-4c 之间的接触。在 Al 块 3a-3c 和包含 NbTi 的部分 4a-4c 之间的相邻的大面积接触保证了良好的热传导以及低电 阻， 使得 Al 块 3a-3c 可以非常有效的提供在包含 NbTi 的部分 4a-4c 中的超导材料的稳定 性。 0042 在这种情况下， 包含 NbTi 的部分 4a-4c 由单个 Cu 块 6( 具有至少 80 原子比例 的铜， 优。

31、选具有至少 99 原子比例的铜 ) 构成， 其中构造有多个顺序钻孔 7( 在 Cu 块中钻 说 明 书 CN 103515022 A 7 5/6 页 8 的深孔 )。钻孔 7 每个都由 NbTi 结构 8 填充。每个 NbTi 结构 8 都包含一个或多个 NbTi 细 丝 ( 后者未示出 )， 其在超导线材 1 的纵向方向上延伸 ( 即， 垂直于图 1 的绘图平面 )。钻 孔 7 在包含 NbTi 的部分 4a-4c 中沿方位角均匀分布， 此处为在三个半径 R1、 R2、 R3 上 ( 其 每个都参考钻孔中心点 )。 0043 大致在 Al 块 3a-3c 和包含 NbTi 的部分 4a-4c。

32、 之间沿径向方向延伸的边界表面 5 沿着超导线材 1 的半径 Rges的大概 55例如部分 AAl延伸。密闭管道 2 的壁厚大约占半径 Rges的 15， 并且 Cu 块 6 的中心区域大约占半径 Rges的 30。通常， 优选的是如果边界表 面 5 在半径方向上延伸不超过半径 Rges的至少 40时 ( 注意到边界表面 5 并不需要严格的 平行于半径方向延伸 ； 如必要， 边界表面可以投影到半径方向上 )。 0044 在图 1 所示的实施例中， 超导线材 1 的中心基本上被 Cu 块 6 的 Cu 材料占据 ； 对着 该中心， Al 块 3a-3c 构造另一个边界表面 9， 其在大致垂直于半。

33、径矢量的方向延伸。 0045 每一个边界表面 5 和另一边界表面 9 限定出三个在 Cu 块 6 内沿径向向内铣出的 沟槽 10， 在沟槽中插入 Al 块 3a-3c。 0046 图 2 以垂直于超导线材 1 的纵向方向的截面示出本发明超导线材 1 的第二实施 例。与图 1 实施例的主要区别在下文呈现。 0047 在此实施例中包含 NbTi 的部分 4a、 4b、 4c 每个由钻有专用深孔的 Cu 块 6a、 6b、 6c 来构成， 即， 此处为三个 Cu 块 6a-6c， 与包含 NbTi 的部分 4a-4c 的数量对应。一个 NbTi 结 构 8 被包含在 Cu 块 6a-6c 的每个钻孔。

34、 7 中。钻孔 7 在此处被设置为在方位角上均匀分布 在两个半径 R2 和 R3 上。包含 NbTi 的部分 4a-4c 和 / 或 Cu 块 6a-6c 将 Al 块 3a-3c 在方 位角方向上分隔开， 其中包含 NbTi 的部分 4a-4c 以及 Al 块 3a-3c 同样与边界表面 5 直接 大面积接触。这保证了 Al 块 3a-3c 的良好稳定性。 0048 一个 Cu 成型管 11 设置在超导线材 1 的中心。此外， 在此情形中， Al 块 12 插入于 Cu 成型管 11 中 ； 此处， 附加 Al 块 12 的半径 RAl大致为超导线材 1 的半径 Rges的 25。Cu 成型。

35、管 11 在其外部处例如边界表面 13 和 9 处与 Cu 块 6a-6c 以及 Al 块 3a-3c 形成大面积 接触。Cu 成型管 11 的内外轮廓与 Al 块 3a-3c、 与 Cu 块 6a-6c、 以及附加 Al 块 12 相适应， 因此超导线材 1 的所述结构之间不会存留有空隙。在示例性实施例中， Cu 成型管 11 展示 出六角型外形轮廓。Al 块 3a-3c 与 Cu 块 6a-6c 通过它们的圆形外围轮廓与密闭管道 2 保 持紧密接触， 所以在此处也不会有空隙。 0049 图 3 再次以垂直于超导线材 31 的纵向延伸的截面示出本发明超导线材 31 的第三 实施例。 0050。

36、 超导线材 31 在密闭管道 2 即 Cu 密闭管道中具有三个 Al 块 3a-3c( 类似于图 2 中 实施例)， 这三个Al块在周向上与包含NbTi的三个部分4a-4c交替布置。 每个包含NbTi的 部分 4a-4c 由具有相邻接的 NbTi 六角形元件 35 的簇 34a-34c 构成 ( 在横截面中 )。每个 NbTi六角形元件35具有六角形横截面并且包含一个或多个NbTi细丝(后者未被示出)， 其 在超导线材 31 的纵向上延伸 ( 垂直于绘图平面 ) ； 在此情形中每个簇 34a-34c 包含三十六 个 NbTi 六角形元件 35。 0051 Cu成型管32设置在超导线材31的中心。

37、， 其外部为与六角形图案相对应的锯齿状， 例如沿周向的外形 32a。附加 Al 块 33 设置在 Cu 成型管 32 中。 0052 Cu填充盘36围绕着密闭管道2的内部边缘设置， 该填充盘的外表面是弯曲的并且 说 明 书 CN 103515022 A 8 6/6 页 9 内表面是与六角图形相应的锯齿形。此外， Al 块 3a-3c( 在横截面上 ) 在其整个外周上为 与六角形图案相应的锯齿形。Cu 填充盘 36、 中央 Cu 成型管 32、 以及 Al 块 3a-3c 的形状允 许其与簇 34a-34c 一起是整体紧密的 ( 特别是无空隙 ) 并且使得超导线材 1 的整体结构机 械稳定成为可。

38、能。 0053 在锯齿形边界表面 5 的区域中， Al 块 3a-3c 与包含 NbTi 的部分 4a-4c 以及簇 34a-34c 形成大面积接触， 其再次保证了良好的热和电流传导 ； 以这种方式也保证了 Al 块 3a-3c 对稳定性做出良好贡献， 其中 Al 块 3a-3c 相比于同样体积的对比 Cu 结构为超导线 材 1 带来了更轻的重量。此处边界表面 5 在半径方向上沿着超导线材 1 的半径 Rges的大约 40例如部分 AAl延伸 ( 其在此以在半径矢量上的投影来确定 )。中间的、 附加 Al 块 33 同 样在减轻重量和提供稳定功能方面做出贡献。 0054 注意到通常在组装完根据本发明的具有Al块和包含NbTi的部分的超导线材结构 后， 优选地， 不进行超过200的热处理， 以避免改变Cu和Al的脆弱的金属间相的形成。 典 型的仅进行冷处理 ( 如果需要的话 )。在超导线材中的 NbTi 超导材料优选为 “人工钉扎” 型。 说 明 书 CN 103515022 A 9 1/3 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 103515022 A 10 2/3 页 11 图 2 说 明 书 附 图 CN 103515022 A 11 3/3 页 12 图 3 说 明 书 附 图 CN 103515022 A 12 。