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          目前超导线带材主要用于绕制超导磁体。这些磁体除了已实现商业化的核磁共振成像（MRI）、核磁共振质谱仪（MRI）和实验室用大型磁体外，还应用于一些特定的设施如大型强子对撞机和核实验反应堆等设施中。

        良好的超导接头对于未来超导线带材的应用显得十分重要。在低温超导连接中常用到的铅元素由于对环境以及人体有较大的不利影响，欧盟表示将会对其禁用，所以对于低温超导连接的研究依然很有意义。

        首先介绍了超导接头的常规结构，并对近期国内外超导接头技术的一些新研究状况进行了概述，评价了几种常用超导连接方法的原理和工艺特点，为今后超导接头的制备提供依据。

一、超导接头的结构

        超导线带材接头的制作主要包括两个步骤。第一步先用机械剥离或者化学腐蚀的方法将包裹超导芯的包套材料去掉从而将超导芯暴露出来。第二步是将线带材上暴露出来的超导芯用特定的结构连接起来从而使电流能够从连接部位通过。

        其中连接线带材比较常见的接头类型如图1 所示。图1线带材的基本接头类型：（a）对接连接，（b）搭接连接，（c）非直接连接，（d）终端连接，（e）延续连接

二、低温超导体NbTi的连接

（1）钎焊连接

        Fukuzak等人在制作新的高场NMR 磁体时用熔焊的方法制作了外层为NbTi内层Nb3Al线材的接头。Kodama等人用基底替换钎焊的方法对Nb-Ti线材进行了连接。

        钎焊的Nb基低温超导体的接头电阻一般能够达到10-12 Ω级，完全能够满足Nb 基超导体实用化所需满足的条件。

（2）冷压焊连接

        由于NbTi 金属超导体是一种比较软的金属，它也可以在室温下直接施加一定的压力使超导芯形成冶金结合从而实现超导连接。这种连接操作简单而且所制得的接头的上临界场和母材的差不多，因而在实际中应用广泛。但是对于较硬的合金超导体如铝包套的Nb3Sn这种方式并不适用。程军胜等人釆用不同的压力对NbTi 超导体进行了连接。

        在NbTi 超导体的连接中常用到的是钎焊连接，但是钎焊连接很难阻止加热过程中超导芯表面氧化层的产生，以及控制连接过程中接头体积的变化。相较之下冷压焊的操作过程的方便性以及稳定性都体现了出来并且制造的接头也基本能够满足其应用所需要的性能。但是对于冷压成型的机制仍然需要进一步研究。

三、REBCO 超导体的连接

        研究出一种稳定的连接方法对于如图4所示的REBCO 涂层超导体这一很有前景的高温超导体的商业化应用起着至关重要的作用，特别是对于一些需要数十千米长超导线的应用。目前使用比较多的REBCO 线带材连接方法主要有钎焊和超声波焊。

（1）REBCO 超导体的钎焊连接

        Konstantopoulou 等人用SnAgCu 合金粉末作为钎料对美国SuperPower 公司提供的YBCO（SCS4050）涂层超导体进行了钎焊连接。

        英国杜伦大学的Tsui 等人用Pb38Sn62 合金焊料在250 ℃下对REBCO 涂层带材进行超导连接以用于连接可拆卸式高温超导熔断磁体。

（2）REBCO 超导体的超声波焊连接

        Shin 等人用超声波焊对铜基的GdBCO 涂层导体进行了不添加焊料的直接连接，利用超声波使被连接部位微粒快速震动从而代替钎焊的加压过程。

        安东国立大学的Shin 等人又采用钎焊和超声波焊复合焊接Cu包套的GdBCO 涂层导体目的是测试这样制作的接头电阻相较于单独使用超声波焊和钎焊的接头电阻是否有所改变。实验中对比了直接钎焊、直接超声波焊、复合焊接中是否加入助焊剂这几种连接制成的接头的电阻。在77 K 和自场下测的电阻如图5 所示，从图中可以看出复合连接的方法能够降低接头的电阻率，但是通过适当的改进接头连接面的清洁方法和优化超声波焊的参数以及钎料的成分也能降低接头的电阻。

        从许多研究者发表的文献中可以看出REBCO 涂层导体的连接会受到很多因素的影响，即使是由同一供应商供应的不同批次的涂层导体其连接的接头电阻也会不同。接头的电阻由金属电阻和不同接触面之间的电阻组成，其中的接触面电阻是很难确定的，因此在实际的连接过程中无论是用钎焊还是超声波焊对这一方面都要特别注意。

四、BSCCO 超导体的连接

        目前商业上使用的BSCCO 超导体主要分为两种即Bi-2212 和Bi-2223。Bi-2223 的临界温度较高能够达到110 K但由于其化学性能很不稳定，它很难用于单相加工。Bi-2212 虽然临界温度只有80—90 K但是其易于加工并且低温下载流能力也较强。BSCCO 体系超导体的连接是用BSCCO 粉末对BSCCO块材进行连接，并且得到了较好的连接效果，这为带材的连接提供了思路。

（1）Bi-2223 带材的连接

        Bi-2223 超导带材一般是用粉末装管法工艺制造的。用反应不完全的前驱粉放入银管中经过一系列旋锻以及拉拔工艺得到带材，然后对带材进行热处理工艺得到所需的带材。

        对于多芯Bi-2223超导体的连接，这一过程相对要困难一些，关于这一方面的文献也相对较少。2002年Kim等人将多芯带材用化学腐蚀的方法将银包套去除，然后将超导芯制成台阶状如图6 所示，研究了台阶数对接头性能的影响。

        邹春龙等人用Bi-Pb-Sn 合金作为钎料对住友电器公司提供的银包套Bi-2223带材进行了钎焊连接。

（2）Bi-2212 线材的连接

        Bi-2212线材也可以用和Bi-2223 相似的粉末装管法制造，也可以像制造REBCO 导体那样将Bi-2212 导体涂在银上做成涂层导体。这两种制造方法都是用局部熔融反应的方式生成Bi-2212 相。因此Bi-2212 线材的连接可以参考这种熔融方式用液相将两个超导带材连接起来。

        Chen等人在Bi-2212 的前驱粉中加入不同质量分数的Ag粉，然后对这些不同银含量的前驱粉进行差热分析，选用熔点为883 ℃添加2 wt% Ag 的合金粉末做为中间粉对Bi-2212带材进行连接。

五、MgB2 超导体的连接

        已经商业化的MgB2 超导线材目前都是采用粉末套管法进行制作的。

        中国科学院电工研究所李晓航等人对Mg-B的反应相图进行分析后提出了一种新的MgB2连接方法。Patel 等人对掺碳的MgB2 线材进行了连接。热处理后在20 K 和0—2 T 的条件下对接头的性能进行了测试，接头及母线在不同磁场下临界电流如图8所示。

        对于MgB2的连接目前仍有很多的局限性，对于接头部位的成分、热处理的时间、热处理温度以及压力对性能的影响都有待进一步的探究，而对于已成相的线带材的连接目前都没有取得很好的连接效果，但实际应用中是需要对这一方面进行研究的。从目前已取得的接头效果来看未来将MgB2线带材用于绕制核磁共振成像设备所需的线圈还是十分有应用前景的。