国产高温超导仿星器三维模型线圈完成低温通电验证

近日，由合肥曦合超导科技有限公司承担制造的先进仿星器高温超导三维模型线圈，在完成绕制成形后，通过真空压力浸渍(VPI)及液氮低温通电测试，降温和通电环节实现“一次性成功”。该项目由中科院等离子体物理研究所承担的安徽省重点项目及配套项目支持。

此次完成验证的线圈，是先进仿星器装置的1:1全尺寸样件，由等离子体所与曦合超导联合开展技术攻关。测试结果显示，线圈在约77K液氮环境下，以419.7A电流通电时，整体电压为2057.6μV;绕制成形及VPI后，高温超导导体Ic保留率不低于95%，达到设计预期。

仿星器三维线圈不同于传统平面线圈，其空间轮廓存在复杂弯曲和扭转，对导体连续成形、尺寸精度和绝缘浸渍提出更高要求。曦合超导团队依托自主研发的绕制产线，实现了铠装导体连续、无张力、精密成形。关键尺寸指标包括：

整体轮廓度：优于±1.5mm

线圈盒截面误差：≤±1mm

绕制前后导体截面变化：≤0.1mm

在VPI环节，由于该全尺寸样件存在大量非平面死角和盲区，难以沿用传统热压罐加热脱气、浸渍固化方案。项目团队根据线圈轮廓、内部绝缘结构和导体出线方式，搭建了适配三维线圈的真空压力浸渍系统，并形成抽真空、加热脱气、逐级注胶、整体打压的工艺流程。同时，团队使用PAM-RTM软件模拟树脂在线圈盒内的流动状态、压力分布和充模时间，为VPI参数确定提供依据。

此次验证的意义在于，仿星器高温超导三维线圈从“精密绕制成形”到“绝缘浸渍固化”，再到低温通电测试，完成了全流程工程闭环。项目也验证了CICC型CORC高温超导导体在仿星器三维线圈中的应用可行性，为后续全尺寸、全高温超导仿星器三维线圈研制提供工艺基础。

仿星器磁体系统通常需要由数十个三维线圈和平面线圈共同构成，其中三维复杂轮廓线圈的批量制造一直是工程化难点。此次全尺寸模型线圈完成研制和测试，为后续规模化制造、系统集成以及仿星器装置工程落地积累了关键数据和工艺经验。