我國(guó)首臺(tái)大型鈮錫線圈熱處理爐系統(tǒng)研制成功

日前,我國(guó)首臺(tái)井式真空充氣保護(hù)大型鈮錫線圈熱處理爐系統(tǒng) (以下簡(jiǎn)稱鈮錫熱處理系統(tǒng))在合肥安裝調(diào)試成功。該系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)用于對(duì)由管內(nèi)電纜導(dǎo)體繞制的鈮錫線圈進(jìn)行熱處理以生成鈮錫超導(dǎo)線圈,也可用于其他大尺寸工件高溫?zé)崽幚?。目?只有美國(guó)、日本、韓國(guó)等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家擁有這種設(shè)備。本系統(tǒng)的成功研制填補(bǔ)了我國(guó)超導(dǎo)磁體技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)空白,為我國(guó)自主研發(fā)制造大型鈮錫超導(dǎo)磁體奠定了一項(xiàng)技術(shù)基礎(chǔ)。

由中科院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心與北京七星華創(chuàng)公司聯(lián)合研制的這套鈮錫熱處理系統(tǒng)主要由爐體系統(tǒng)、工藝氣路系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及氣體雜質(zhì)含量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成。其中工藝氣路系統(tǒng)包括導(dǎo)體微充微排系統(tǒng)、導(dǎo)體真空系統(tǒng)、爐體真空系統(tǒng)等。導(dǎo)體微充微排系統(tǒng)既可用于導(dǎo)體內(nèi)部的清洗工藝,也可用于氣氛保護(hù)工藝時(shí)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體充排氣的自動(dòng)控制。設(shè)備可實(shí)現(xiàn) 7組導(dǎo)體的同時(shí)工藝熱處理;導(dǎo)體真空系統(tǒng)用于對(duì)鈮錫導(dǎo)體內(nèi)部抽真空清洗,可以獲得一定潔凈的本底真空,縮短導(dǎo)體內(nèi)部的清洗時(shí)間。

現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試針對(duì)爐體設(shè)計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)和相關(guān)技術(shù)難點(diǎn)展開,從調(diào)試結(jié)果來看,各項(xiàng)指標(biāo)都已達(dá)到預(yù)期要求。其中,冷態(tài)極限真空度優(yōu)于 8×10-4Pa,熱態(tài)極限真空優(yōu)于 1×10-3Pa,壓升率≤0.05 Pa/h。爐內(nèi)工作區(qū)溫度均勻性在爐體充氬氣氛狀態(tài)下可以達(dá)到 <±5℃,在真空狀態(tài)下則可達(dá)到 <±3℃,均達(dá)到了高水平。

該熱處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中包含了諸多創(chuàng)新技術(shù),如爐體內(nèi)可進(jìn)行真空和充氣 2種工作模式的熱處理,并可實(shí)現(xiàn)熱處理過程中模式的直接轉(zhuǎn)換;為了保證溫度均勻性關(guān)鍵指標(biāo),在爐體結(jié)構(gòu)中設(shè)置了均熱和導(dǎo)風(fēng)措施,使得該熱處理爐系統(tǒng)在此項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)上達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。本裝置的研制成功不僅為在建的“十一五”國(guó)家大科學(xué)工程“穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置”超導(dǎo)磁體建設(shè)的順利進(jìn)行提供了保證,而且為我國(guó)鈮錫超導(dǎo)磁體的研制和應(yīng)用提供了一項(xiàng)重要的技術(shù)條件。

(摘自科學(xué)網(wǎng))