高温超导材料和常规导体的钎焊技术

高温超导材料与常规导体的钎焊，则主要采用软钎焊，即首先在高温超导材料表面加一层贵金属（Ag、Au等）层，并使贵金属与超导材料形成牢固结合，然后用Sn基或Pb基钎料通过贵金属层的媒介作用实现高温超导材料与常规导体的低阻连接。一种具体实施途径见参考文献[7]：在制备高温超导材料的模具中，先在连接部位放置一层贵金属粉，再放置超导材料粉，并使贵金属粉与超导材料粉不相混合；然后在含氧气氛中、低于贵金属熔点的温度下进行压力烧结，使贵金属层与超导材料牢固地结合在一起；随后，采用普通的Sn基或Pb基钎料就可实现高温超导材料与常规导体的低阻连接。

这种方法可用于Y-Ba-Cu-O和Bi-Sr-Ca-Cu-O高温超导材料与常规导体的连接。例如，在YBa₂Cu₃O_7-x高温超导体表面覆盖0.5mm厚的Ag层，经压力烧结和氧化处理后，Ag层与超导体结合强度达16MPa（高于超导体本身的强度），结合面在77K时未受损；然后采用含4%Ag的Sn基钎料将Cu焊到Ag层上，形成的接头在77K时的电阻率约为10^-11Ω·m。(www.xing528.com)

文献[8]介绍了Bi-Sr-Ca-Cu-O高温超导带材软钎焊的一些研究结果：采用熔点为183℃的钎料S-Sn60PbB配以少许松香作钎剂，在250℃下软钎焊Bi-Sr-Ca-Cu-O带材。研究表明，搭接长度为200mm时，接头电阻可控制在10^-7～10^-8Ω，满足磁体设计和稳定运行要求；采用低熔点钎料S-Sn63PbAg和S-Sn60PbSb软钎焊短带材，结果表明，在不降低原始带材临界电流的前提下，接头电阻为10^-7Ω量级；而且，通过适当增加搭接层长度，可进一步降低接头电阻，提高接头强度。采用50Bi-25Pb-12.5Sn-12.5Cd、37Pb-63Sn、99.9In、Ag基丁基醋酸膏4种低熔点钎料软钎焊单芯Bi-Sr-Ca-Cu-O带材，结果表明，接头超导电性按上述钎料种类不同依次达到母材的10%、26%、44%和70%，接头电阻依次为0.71×10^-6Ω、0.52×10^-6Ω、0.33×10^-6Ω和0.13×10^-6Ω；同时，用软钎焊方法制作的感应线圈接头的感应磁场衰减速度比典型的冷压成形后再反应退火连接工艺获得的接头（接头电阻为10^-12Ω量级）磁场衰减速度明显快。总之，采用低熔点钎料软钎焊Bi-Sr-Ca-Cu-O带材是一种有阻连接技术，虽工艺较简单且能避免损伤原始母材超导电性，但接头部位的超导电性与母材相差很大，不利于推广。