超导线材涂层涂覆流延机设计+CAD图纸(2)
6.2 收放卷部三文建模 29
6.3 装配图三文建模 31
小结 33
致谢 34
参考文献 35
1 绪论
1.1 超导线材涂层涂覆流延机设计研究任务和目的
超导线材涂层涂覆是生产制造超导线材的一个重要工艺流程，它主要使用流延机涂覆方法给金属线材表层覆上超导涂层。在超导线材涂层涂覆流延机中，其张力控制可以保证带材无褶皱，其恒速控制可以保证涂层的均匀。它是在系统计算机的控制下，可以自动完成超导线材涂层的涂覆工艺，是实现超导线材涂层涂覆工艺装备的重要装备。在本次设计中速度要求为0.1-8m/h,正常工作时保证恒张力为1N。
1.2 课题背景介绍
1.2.1 超导线材
在以能源、资源节约和环境保护为发展战略的21世纪，超导技术被认为是最具创新、最具前景的技术之一。自1911年荷兰科学家海克•卡末林•昂内斯用液氦冷却汞，发现当温度下降到绝对温标4.2K时水银的电阻完全消失，并称这种现象称为超导电性，此温度称为临界温度。直到1986年, 设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物（镧钡铜氧化物）具有35K的高温超导性。随后，美国贝尔实验室研究的超导材料，其临界超导温度达到40K，液氢的“温度壁垒”（40K）被跨越。在20世纪末21世纪初，经过科学家们的不断努力超导材料的温度障碍不断被攻破，为超导设备的发展奠定了坚实基础。
根据临界温度的不同，超导材料可以被分为：高温超导材料和低温超导材料（但这里所说的“高温”，其实仍然是远低于冰点摄氏0℃的，一般来说仍是极低的温度)。然而，低温超导材料由于临界转变温度（Tc），必须在液氦温度下使用，运转费用昂贵，故其应用受到限制。而高温超导材料由于临界转变温度（Tc）相对较高，得到了更广泛的应用。
为实现高温超导材料在强电领域，如磁体、马达和强电传输线的应用，对超导带材的研究发挥了重要作用。由于高温超导材料的材质属于陶瓷类，与具有良好的延展性的金属材料不同，因此在带材制作方面超导材料自身有所欠缺。第一个解决超导材料这种缺陷的方法是银套管法（PIT），通过这种方法可以让超导带材在液氮温度条件下能负载100A的电流且这种带材具有柔韧性，被称为第一代超导材料。在90年代初期，第二代超导材料产生了，它是一种在金属基带上外延生长、性能优良的YBCO超导带材。第二代带材与第一带采用银包套管法不同，其载体材料一般为镍合金，所以其制造成本大大降低，且YBCO带材的载体是具有良好柔性的金属基带，使超导带材具有了可卷绕、可承载大电流、具有层状结构等特性。本设计中的超导线材就是一种在铁镍合金上涂敷高温超导材料的带材。
超导材料有三个基本特征：零电阻效应，即在较高温度下的超导体在温度降到转变温度（Tc）时，它的直流电阻下降为零的现象；迈斯纳效应，即超导材料在超导状态下内部磁场总为零的特点和约瑟夫森效应，即约瑟夫森在1962年研究的由一层薄绝缘层将两块超导体分开的S-I-S结构，并发现了两超导体之间存在的弱耦合现象，从而出现了量子隧道效应。其中零电阻效应和抗磁效应是判断一种材料是否是超导材料的两个基本特性。
随着超导技术的发展，超导线材作为超导设备中的核心部件由于起具备零电阻、百倍于铜导体载流能力等突出性能受到了广泛关注。现今，国内外已在交直流电缆、限流器、电机（发电机）、电流引线、有色金属感应加热器、储能器、直线电机、一用核磁共振仪和变压器等强电领域进行研发，未来可以应用在磁悬浮轨道列车、卫星编队飞行和航母舰载机电磁弹射等领域。
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