本公开内容涉及用于制造超导线圈的方法或工艺、及装置。更具体地，本公开内容涉及对结构的表面进行多级涂覆的方法或装置。结构在更广泛的定义中可以是例如柱体，即由平行直线(生成线)组成的空间表面，该表面可以是柱体的内表面或外表面。
背景技术：
1、必须采用突破当前科学界限的技术来迎接21世纪的挑战。利用核聚变能的能源生成、磁共振成像机等医疗程序和磁悬浮列车等运输系统等全部的共同点是需要特定配置的强磁场才能正常工作。因此，未来世界需要能够产生强磁场并且满足不断增长的行业需求的方法、设备和机构。
2、磁场的最新发展利用高温超导体hts。hts是在一般高于77k(氮的沸点)的温度下表现出超导特性的材料。hts材料在超导环境下表现出零电阻，超导环境通常是处于正确温度下的问题。由于电阻为零，电流可以自由地以高强度流经这些超导材料。最终，这样就有可能产生高强度并具有本技术所需的特定特性的磁场。
3、目前，磁性设备是用成形为线圈形状的大型磁体构造的；磁体可以是永久磁体，也可以是电磁体，具体取决于成本或应用。在磁场需要特殊构造的应用中，例如在仿星器中，线圈必须在构造期间扭曲成复杂的形状。这大大增加了设计阶段的成本；仿星器的设计非常复杂，需要进行大量测试，因此构造许多磁体线圈需要大量时间和资金。
4、有关超导线圈的构造的文献是sazaki等人的第9,812,233号美国专利，该专利描述了有关超导材料膜(也称为带材)构造的当前技术水平。当前技术水平考虑生产堆叠起来形成类似电缆的结构的带材。然后，根据应用需要对这种类似电缆的结构进行成形。它可以被切割以成形、扭曲、堆叠或其他方式处理。
5、miyazaki等人的第8,655,423号美国专利描述了一种用于构造超导线圈的方法。miyazaki描述了由多层不同材料形成的超导线圈。一组这些层被描述为构成超导线圈部分，该部分由薄膜超导线形成。miyazaki所描述的线圈和该技术中常见的线圈是通过将超导膜(也称为超导带材)布置成导线形状，然后将导线进一步配置成线圈形状而构造的。根据对现有技术的回顾，超导线圈是通过堆叠超导膜或超导层形成的，使得电流可以沿所需方向流动并且产生适当的磁场配置。
6、据发明人所知和所理解，现有技术中没有教导任何其他方法可以使用超导膜或带材来传导电流。
7、可以通过本领域描述的几种方法构造带材本身。在majkic等人的第10,935,799号美国专利中公开了一种用于制造高质量超导带材的方法。majkic的方法仅限于需要非常薄的带材结构的应用。从majkic的描述中不太明显的是，该工艺可以如何克服例如不同带材几何形状的限制。该现有技术中描述的方法仅限于适当尺寸的矩形。
8、在youm等人的第6,147,033号美国专利中公开了一种用于在带材基底上形成膜的装置和方法。该装置进一步体现了现有技术中的当前方法的局限性。超导材料的薄膜沉积在滚筒上，滚筒展开带材基底，从而形成带材。这种方法无法实现与矩形带材不同的形状。此外，如果带材在滚筒上停留时间过长，可能会损坏整条带材。
9、超导带材本身也供不应求，因为其需求量很大。并且，带材的尺寸和形状也存在问题，只能构造成几厘米宽。此外，将带材布置成导线再进一步布置成线圈的过程冗长且容易出错。
10、因此，仍然需要一种对磁应用中使用的线圈的高效且成本较低的替选物。此外，还需要一种方法或设备，其使得能够构造可以容易地互换的超导线圈，使得可以快速地以较低的成本实现配置更改。现有技术尚未克服生产任何形状或尺寸的超导带材的限制，目前的形状仅限于矩形几何形状。
技术实现思路
1、一个实施例克服了用于构造超导线圈的已知方法和装置的全部或部分缺点。
2、一个实施例提供了一种用于制造超导线圈的方法，方法包括以下步骤：
3、-提供结构；
4、-旋转结构；
5、-在冷室中在旋转结构上形成含多层的第一堆叠；以及
6、-在热室中在高于冷室中温度的温度下在旋转结构的第一堆叠上形成含多层的第二堆叠。
7、在一个实施例中，形成第二堆叠包括沉积至少超导材料层和超导材料层上的低电阻率材料层；以及
8、方法还包括至少从超导材料层和低电阻率材料层去除材料，以创建至少在所述超导材料层和低电阻率材料层中形成凹槽的图案。
9、在一个实施例中，方法还包括：在旋转步骤之后并且在形成第一堆叠之前，在湿室中例如使用电解液和电极来电抛光结构的步骤。
10、在一个实施例中，湿室、冷室和热室是单个腔室。
11、在另一个实施例中，湿室、冷室和热室是分别的腔室。
12、在一个实施例中：
13、-在冷室中形成第一堆叠的步骤包括使用适于物理气相沉积步骤的至少一个喷射器，如喷嘴和/或靶；和/或
14、-在热室中形成第二堆叠的步骤包括使用适于物理气相沉积步骤和/或化学气相沉积步骤的至少一个喷射器，如喷嘴和/或靶。
15、在一个实施例中，冷室中的温度是室温。
16、在一个实施例中，热室中的温度高于500℃。
17、在一个实施例中，形成第一堆叠包括至少物理气相沉积步骤，如溅射、基底倾斜沉积、离子束沉积和/或离子束辅助沉积，溅射例如是磁控溅射。
18、在一个实施例中，形成第一堆叠包括：
19、-在结构上沉积诸如氧化铝的材料的第一层，例如使用溅射或离子束沉积在结构上沉积材料的第一层；
20、-在第一层上沉积诸如氧化钇的材料的第二层，例如使用溅射或离子束沉积在第一层上沉积材料的第二层；以及
21、-在第二层上沉积诸如氧化镁或钇稳定氧化锆的材料的第三层，例如使用溅射或离子束辅助沉积在第二层上沉积材料的第三层。
22、在一个实施例中，形成第二堆叠包括至少物理气相沉积步骤，例如溅射或脉冲激光沉积，和/或化学气相沉积步骤，例如金属有机化学气相沉积步骤。
23、在一个实施例中，形成第二堆叠包括使用金属有机化学气相沉积，例如使用均匀温度和层流下的汽化前驱体(precursor)，或使用脉冲激光沉积来沉积至少超导材料层，超导材料例如是稀土钡铜氧化物或钇钡铜氧化物。
24、在一个实施例中，超导材料是稀土钡铜氧化物或钇钡铜氧化物。
25、在一个实施例中，沉积超导材料层使用金属有机化学气相沉积，例如使用均匀温度和层流下的汽化前驱体，或使用脉冲激光沉积。
26、在一个实施例中，形成第二堆叠包括在超导材料层上沉积低电阻率材料的层的步骤，所述低电阻率材料例如是银。
27、在一个实施例中，低电阻率材料是银。
28、在一个实施例中，形成第二堆叠包括：
29、-将结构加热到第一温度，第一温度例如介于700℃与800℃之间；
30、-在第一堆叠上沉积诸如氧化镁或钇稳定的氧化锆的材料的第四层，例如使用金属有机化学气相沉积或脉冲激光沉积在第一堆叠上沉积材料的第四层；
31、-在第四层上沉积诸如锰酸镧的材料的第五层，例如使用金属有机化学气相沉积或脉冲激光沉积在第四层上沉积材料的第五层；
32、-在第五层上沉积超导材料的第六层，例如使用化学气相沉积、金属有机化学气相沉积或脉冲激光沉积在第五层上沉积超导材料的第六层，超导材料例如是稀土钡铜氧化物或钇钡铜氧化物；
33、-将结构冷却至低于第一温度的第三温度，第三温度例如介于450℃与600℃之间；以及
34、-在第六层上沉积诸如银的低电阻率材料的第七层，优选地使用化学气相沉积或金属有机化学气相沉积在第六层上沉积低电阻率材料的第七层，低电阻率材料例如是银。
35、在一个实施例中，形成第二堆叠包括：
36、-将结构加热到第一温度，第一温度例如介于700℃与800℃之间；
37、-在第一堆叠上沉积诸如氧化镁或钇稳定氧化锆的材料的第四层，例如使用金属有机化学气相沉积或脉冲激光沉积在第一堆叠上沉积材料的第四层；
38、-在第四层上沉积诸如锰酸镧的材料的第五层，例如使用金属有机化学气相沉积或脉冲激光沉积在第四层上沉积材料的第五层；
39、-在第五层上沉积超导材料层，例如使用化学气相沉积、金属有机化学气相沉积或脉冲激光沉积在第五层上沉积超导材料层；
40、-将所述结构冷却至低于所述第一温度的第三温度，第三温度例如介于450℃与600℃之间；以及
41、-在超导材料层上沉积低电阻率材料层，优选地使用化学气相沉积或金属有机化学气相沉积在超导材料层上沉积低电阻率材料层。
42、在一个实施例中，冷却步骤包括在低于第三温度的第四温度下注入惰性气体或蒸汽。
43、在一个实施例中，沉积第六层或超导材料层的步骤包括将第五温度的汽化的超导材料前驱体填充到热室中，第五温度例如介于250℃与280℃之间。
44、在一个实施例中，方法还包括在沉积第五层与沉积第六层或超导材料层之间将结构加热至高于第一温度的第二温度，第二温度例如介于800℃与900℃之间。
45、在一个实施例中，方法还包括以相同或不同的顺序重复形成第二堆叠的步骤，以在第一堆叠上形成至少多个第二堆叠，优选多次重复形成第二堆叠的步骤，例如重复形成第二堆叠的步骤4至80次。
46、在一个实施例中，该方法还包括，优选地在形成第二堆叠或多个第二堆叠的步骤之后：
47、-停止结构的旋转；和/或
48、-将结构冷却至室温。
49、一个实施例提供了一种通过根据实施例的方法获得的超导线圈，超导线圈包括：
50、-结构；
51、-结构上的含多层的第一堆叠；
52、-第一堆叠上的含多层的第二堆叠。
53、在一个实施例中，第二堆叠包括超导材料层和超导材料层上的低电阻率材料层；并且超导线圈还包括至少在所述超导材料层和低电阻率材料层中的凹槽。
54、在一个实施例中：
55、-结构上的含多层的第一堆叠包括：
56、-结构上的诸如氧化铝的材料的第一层；
57、-第一层上的诸如氧化钇的材料的第二层；
58、-第二层上的诸如氧化镁的材料的第三层；
59、-第一堆叠上的至少一个含多层的第二堆叠包括：
60、-第三层上的诸如氧化镁或钇稳定氧化锆的材料的第四层；
61、-第四层上的诸如锰酸镧的材料的第五层；
62、-第五层上的超导材料的第六层，超导材料例如是稀土钡铜氧化物或钇钡铜氧化物；
63、-第六层上的低电阻率材料的第七层，低电阻率材料例如是银。
64、在一个实施例中：
65、-含多层的第一堆叠包括：
66、-结构上的诸如氧化铝的材料的第一层；
67、-第一层上的诸如氧化钇的材料的第二层；和
68、-第二层上的诸如氧化镁的材料的第三层；以及
69、-第二层状堆叠包括：
70、-第三层上的诸如氧化镁或钇稳定氧化锆的材料的第四层；
71、-第四层上的诸如锰酸镧的材料的第五层；
72、-第五层上的超导材料层，超导材料例如是稀土钡铜氧化物或钇钡铜氧化物；和
73、-超导材料层上的低电阻率材料层，低电阻率材料例如是银。
74、在一个实施例中，堆叠包括多个第二堆叠，不同第二堆叠的多个层的顺序相同或不同。
75、在一个实施例中，结构由哈氏合金构成或被哈氏合金层覆盖。
76、在一个实施例中，结构是柱体。
77、一个实施例提供了一种用于制造包括结构的超导线圈的设备，其中，设备适于实施根据实施例的方法，并且包括：
78、-旋转装置，旋转装置适于驱动所述结构旋转；并且优选地，
79、-至少一个加热装置，至少一个加热装置适于加热结构；
80、其中设备适于容置在冷室、热室和/或湿室中。
1.一种用于制造超导线圈的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述旋转步骤之后并且在形成所述第一堆叠之前，在湿室(101)中例如使用电解液和电极来电抛光所述结构的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述湿室(101)、所述冷室(103)和所述热室(105)是单个腔室。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述湿室(101)、所述冷室(103)和所述热室(105)是分别的腔室。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述冷室(103)中的温度为室温和/或所述热室中的温度高于500℃。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，形成所述第一堆叠包括至少物理气相沉积步骤，如溅射、基底倾斜沉积、离子束沉积和/或离子束辅助沉积，所述溅射例如是磁控溅射。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，形成所述第一堆叠包括：
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，形成所述第二堆叠包括至少物理气相沉积步骤，例如溅射或脉冲激光沉积，和/或化学气相沉积步骤，例如金属有机化学气相沉积步骤。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述超导材料是稀土钡铜氧化物或钇钡铜氧化物，和/或沉积所述超导材料层(314)使用金属有机化学气相沉积，例如使用均匀温度和层流下的汽化前体，或使用脉冲激光沉积。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述低电阻率材料是银。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，形成所述第二堆叠包括：
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述冷却步骤包括在低于所述第三温度的第四温度下注入惰性气体或蒸汽。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，沉积所述超导材料层(314)的步骤包括将第五温度的汽化的超导材料前驱体填充到所述热室中，所述第五温度例如介于250℃与280℃之间。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，还包括在沉积所述第五层(312)与沉积所述超导材料层(314)之间将所述结构(202)加热到高于所述第一温度的第二温度，所述第二温度例如介于800℃与900℃之间。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，还包括以相同或不同的顺序重复形成所述第二堆叠的步骤，以在所述第一堆叠上形成至少多个所述第二堆叠，优选地多次重复形成所述第二堆叠的步骤，例如重复形成所述第二堆叠的步骤4至80次。
17.一种通过根据权利要求1至16中任一项所述的方法获得的超导线圈(300)，所述超导线圈包括：
18.根据权利要求17所述的超导线圈(300)，其中，
19.根据权利要求17或18所述的超导线圈，包括多个所述第二堆叠，不同第二堆叠的多个层的顺序相同或不同。
20.一种用于制造包括结构(202)的超导线圈的设备(200)，其中所述设备适于实施根据权利要求1至16中任一项所述的方法，并且所述设备包括：
