高温超导磁悬浮车用悬浮单元优化的实验研究

研究了YBCO高温超导块材与2种典型的永磁轨道之间的最佳宽度比例。这2种永磁轨道的永磁用量基本相同,磁场分别呈单峰和双峰分布。通过改变YBCO高温超导块材组合的横向尺寸,利用高温超导磁悬浮测试装置(SCML-02)研究了在不同场冷高度、相同工作高度下高温超导块材在永磁轨道上的悬浮力。结果表明:块材与磁场呈单峰分布的永磁轨道之间的宽度比与场冷高度无关,而与呈双峰分布的永磁轨道之间的宽度比却极大地依赖于场冷高度。这一结果对高温超导磁悬浮车系统地优化设计是有帮助的。     

超导块材磁体在高温超导磁悬浮车系统中的两种潜在应用

研究了超导块材磁体在高温超导磁悬浮车系统中的2种潜在应用。高温超导YBCO块材经过Lakeshore恒磁场充磁机充磁之后,利用高温超导磁悬浮测试装置研究了其在永磁轨道上方的悬浮和导向性能;实验发现2种不同充磁方向励磁的块材磁体表现出明显不同的行为,其中一种对悬浮力帮助比较大,另一种则对导向力帮助比较大。这一结果可以为某些特殊需求(如重载、弯道运行等)的高温超导磁悬浮车系统设计提供一定的实验依据。     

高温超导YBCO块材临界电流密度与悬浮力磁滞的关系

高温超导磁悬浮车系统利用处于超导态的高温超导块材与永磁轨道相互作用产生的钉扎力使磁悬浮车稳定地悬浮于永磁轨道上方,块材的性能决定了悬浮力的磁滞特性。利用数值计算的方法计算悬浮于永磁轨道上方的YBCO块材的悬浮力,分析了临界电流密度与悬浮力磁滞及最大悬浮力的关系。结果表明,块材悬浮力磁滞随着临界电流密度的增加而减小,当临界电流密度增加到一定程度,悬浮力磁滞消失;块材最大悬浮力随临界电流密度的增加而增加,当临界电流密度增加到一定程度,最大悬浮力趋于饱合。     

高温超导块材与永磁体组成的混合磁悬浮

针对高温超导磁悬浮交通应用,提出了一种有别于目前常用的仅通过车载高温超导块材与永磁轨道间的磁斥力实现悬浮的混合悬浮,该悬浮方式通过车载永磁体与永磁轨道的作用为悬浮系统提供导向力,由于避免了磁滞效应而使导向可回复区间增大,进而提高系统的导向能力,有助于增大系统的曲线通过与抗干扰能力,同时永磁轨道下部空间磁场的利用也进一步提高了系统的悬浮能力。基于系统静态刚度的计算,现有高温超导磁悬浮系统双轨每米的悬浮重量仅为混合悬浮的40%,可回复导向力不到混合悬浮中车载永磁体与永磁轨道间稳定导向力的70%。混合悬浮为高温超导磁悬浮的重载应用提供了一种途径。     

大晶粒块材高温超导体应用进展

最近，日本ISTEC的M. Murakami发表了一篇块材超导体应用方面的评论文章，概述了块材超导体电磁应用的现状。现在，用熔化工艺已可制备具有高临界电流密度的大晶粒RE-Ba-Cu-O(RE∶稀土元素)超导体，这种超导体在很多工程应用领域都具有很好的应用前景。大电流流过超导体只产生很少热量，这一特性已被成功应用于超导线圈的电流引线，使液氦消耗量大大降低，并可以进一步开发不使用氦的磁体。块材超导体可捕获高达10T的高磁场，它们产生的磁场比普遍永久磁体产生的磁场高得多，因此在很多应用领域都具有很强的吸引力。当高于上临界场(H…     

日本制成15.1T的低温冷却磁体

日本东北大学和三菱重工研究开发了15．1T的低温冷却磁体，这是一个用低温制冷机直接冷却到4．2K的15．1T超导磁体系统，该系统可以代表只用一台低温制冷系统所能获得最大磁场范围．磁体系统的室温空间孔径为52mm，在试车时系统稳定运行24h．在此工作基础上，推动了三菱重工具有高温超导电流引线的5T～10T磁体系统的成功开发和商业销售，预计这个大空间应体系统不久将进入商品化．日本制成15.1T的低温冷却磁体@汪京荣     

1.5T MgB_2超导实验磁体的设计和研制

采用Fe、Ni复合基底、矩形截面的MgB2超导带材,设计了一个孔径为100mm的实验磁体,以该磁体为基础,进行了中心磁场可达1.5T的制冷机传导冷却MgB2超导MRI磁体系统研究,提出了采用MgB2超导接头制作持续电流开关及改善磁体温度均匀性的技术途径,绕制并实验了其中心螺管线圈,该线圈在105A工作电流下,产生的中心磁场为0.74T。     

超导电性应用技术进展和研发动向（Ⅰ）

不论在日本,美国和欧洲,都在开展有关“超导电性应用基础技术研发”和以应用开发为目标的“超导材料和装置研发”的工作。主要围绕着以下4个方面:(1)超导块材;(2)第2代导体;(3)超导装置;(4)超导电性应用基础。超导块材的发展YBCO已成为主要的块材,同时研究用Nd,Sm,Gd等替代Y。GdBCO的捕获磁场已达到3T,为YBCO的3倍。其技术关键在于,通过对超导块材进行真空环氧树脂浸渍,机械强度提高到了100MPa。环氧树脂浸渍YBCO超导块材的捕获磁场在30K下已达到15T。为此超导块材的性能已达到实用的水平,飞轮储能系统和高效磁分离系统有了真正的…     

MgB_2/Fe超导磁体磁场分布的数值分析

为了获得高分辨率的稳定清晰图像,用于磁共振成像(MRI)系统的超导磁体应在一定区域内产生高均匀度的磁场,而MgB2/Fe超导带材中的Fe包套材料的磁化作用会影响到空间磁场的分布。因此在设计基于MgB2/Fe复合超导带材的MRI超导磁体时,Fe对磁场分布的影响是需要考虑的关键问题之一。本文使用有限元方法计算MgB2/Fe超导带材的工程磁导率μeng,并在此基础上研究Fe的非线性磁化特性对磁体磁场分布的影响,可为MRI用MgB2/Fe超导磁体的应用提供分析方法上的依据和参考。     

一种新型超导混合磁悬浮轴承的悬浮力特性分析

针对普通高温超导磁轴承刚度小、承载力低、悬浮间隙难以调节等不足,设计了一种由永磁体、超导块材及超导线圈组成的新型悬浮系统。在此基础上,利用临界态模型及商用有限元软件分析了其悬浮力随间隙变化的规律,通过分析对比,证明了仿真计算与实验测试具有良好的一致性。研究结果表明:引入超导线圈可提高轴承的承载能力,增大轴承刚度,便于调节悬浮间隙,有利于其高速稳定运行,同时还能降低系统的功耗。     

径向温度梯度对熔化生长大块YBCO超导体形貌及性能的影响

用实验的方法研究了径向温度梯度对熔化生长ＹＢＣＯ大块超导体形貌及性能的影响。结果表明，正的径向温度梯度有利于抑制ＹＢＣＯ大块超导体的成核数，制得的样品具有扇形形貌，晶畴区少而大，样品具有高的磁悬浮力。负的径向温度梯度则不然，制得的样品无规则形貌，晶畴区多且小，磁悬浮力低。对上述结果从理论上给出了定性解释     

大块非晶Nd_(60)Fe_(20)Co_(10)Al_(10)合金在晶化过程中磁粘滞行为的研究

通过铜模吸铸法制备出了Nd_(60)Fe_(20)Co_(10)Al_(10)大块非晶合金,研究了该合金在晶化过程中的结构与磁性能,并利用等待时间法研究了其在晶化过程中的磁粘滞行为,结果表明:在453~783 K温度退火时,合金的磁性能变化不大。当退火温度高于783 K时,合金的剩余磁化强度(M_r)、饱和磁化强度(M_s)和矫顽力(_iH_c)的值均急剧降低,在803K退火后,合金完全晶化,铁磁性消失。当合金在703和753 K退火后,合金的激活体积v_a和激活直径Da的数值变化不大,而合金的扰动场H_f则呈现先上升后下降的现象,并且在703 K时达到最大值,这是因为703 K样品中存在的亚稳相造成了扰动场的增加。此外,还讨论了这些微观磁性参数与合金宏观磁性能的关联性。     

MAGNETIZATION BEHAVIOUR FOR TEXTURED BULK YBaCuO POLYCRYSTALLINE SUPERCONDUCTORS

In present paper.study of magnetization behaviour was carried out for textured bulk YBaCuO polycrystalline superconductors synthesized by MTG process.Themagnetization behaviour apparently different from that of sintered samples was observed.Magnetization hysteresis measurements were performed for the texturedYBaCuO superconductors at 77K in ± 10kOe magnetic field range.Based on the results ofmagnetization hysteresis.the magnetic field dependence of critical current density(J)at77K was evaluated for the textured YBaCuO samples.The magnetic flux penetration intextured bulk YBaCuO polycrystalline superconductors was investigated at 77K throughthe magnetization hysteresis measurements under various maximum applied magnetic fields(H_M)and reasonable discussion for the phenomena was conducted in terms of Bean’s criti-cal state model.The enhancement of magnetic properties for textured bulk YBaCuOpolycrystalline superconductors is presumably attributed to the improvement ofmicrostructure in these samples.     

定向顶部籽晶PMP法YBCO块材的制备和微观组织特征(英文)

顶部籽晶PMP法是一种熔融处理技术,对于制备高Jc的YBCO块材具有很好的效果,而定向凝固技术在制备具有良好取向的单晶时也经常用到.将这两种工艺结合起来(称作定向顶部籽晶PMP法(DTSPMP))可以制备具有良好单畴的YBCO块材.本文分析了籽晶传递作用和液相中溶质浓度的变化,研究了温度梯度对晶体取向和大晶粒持续生长的影响.使用扫描电镜分析了抽拉速率对微观组织的作用,结果表明在较低的抽拉速率下可以获得更大尺寸的单畴组织和细小弥散的211颗粒.     

Effect of Y_2Ba_4CuWO_y Addition on the Properties of Single Domain YBCO Superconductors by TSIG Technique

Top seeded infiltration and growth technique (TSIG) is an effective method for the preparation of high quality large YBa2Cu3O7-x (YBCO) bulk superconductors. In this paper, single domain YBCO bulk superconductors, with different Y2Ba4CuWOy (YW2411) additions, have been fabricated by TSIG process. the solid phase pellet is made of a mixture of Y2BaCuO5(Y211) + xwt% YW2411 powders, x=0, 1, 3, 5, 7, 9. The growth morphology, microstructure and levitation force of the YBCO bulks have been investigated, it is fo...     

Effect of heat treatment on structure and magnetic properties of Fe65.5Cr4Mo4Ga4P12C5B5.5 bulk amorphous alloy

This study deals with the Fe65.5Cr4Mo4Ga4P12C5B5.5 ferromagnetic bulk amorphous alloy. XRD analysis showed an amorphous structure of the as-cast sample. The same method revealed that, after annealing at 973 K for τ=10 min, the sample displayed a crystalline structure with crystalline phases formed. The crystallization process of the alloy was examined by DTA analysis. It was shown that crystallization took place in the temperature range between 810 K and 860 K with the exo-maximum peak temperature at 846 K with a heating rate of 20 K·min-1. The method also showed that, at temperatures ranging from 753 K to 810 K, the alloy exhibited the properties of supercooled liquids. A correlation between heat-induced structural changes and magnetic properties of the alloy was determined by thermomagnetic measurements. Maximum magnetization M=3.7 Am2·kg-1 of the alloy was reached after its annealing at 733 K for τ=10 min. Upon annealing, the alloy exhibited a relaxed amorphous structure. Annealing the alloy above the crystallization temperature led to a decrease in bulk magnetization. After annealing at 973 K for τ=10 min, the bulk magnetization of the alloy was M'=0.45 Am2·kg-1. Accordingly, after crystallization and formation of new compounds, the magnetization of the alloy was decreased by a factor of about 7.7. The strength of the magnetic field applied during the measurements was H=10 k A·m-1. The samples were tested for changes in the microstructure and hardness of both the amorphous phase and the resulting crystalline phase.     

Nd56Fe30Al10Dy4大块非晶合金晶化过程中磁性及微观结构的研究

采用铜模吸铸法制备Nd56Fe30Al10Dy4大块非晶合金,利用差示扫描量热仪(DSC)、振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了该合金晶化过程中磁性及微观结构的变化。结果表明,铸态下合金表现为明显的硬磁性,在765 K退火后,合金中有少量晶态相产生,内禀矫顽力和饱和磁化强度略有下降。随着退火温度升高,合金中晶态相的相对含量逐渐增加,非晶相的相对含量逐渐减少,饱和磁化强度逐渐降低,但其内禀矫顽力变化不大。810 K退火后,合金完全晶化,铁磁性消失。结合合金的磁性能、微观结构、铁磁交换耦合作用的结果分析,Nd基大块非晶合金的矫顽力来源于合金中非晶相,但非晶相的相对含量却对矫顽力影响不大,这可以用强钉扎机制进行解释。     

Nb对Fe-Co基合金非晶形成能力及磁性能的影响

利用铜模吸铸法制备(Fe0.5Co0.5)71-xNbxZr3Nd4B22(x=0~10)系块体合金,研究合金元素Nb的添加对该体系合金非晶形成能力(GFA)和磁性能的影响。结果表明,适当Nb的添加能有效提高合金的非晶形成能力。当Nb含量为5at%时,可获得具有完全非晶结构的块体非晶合金,该合金呈现典型的软磁性能,饱和磁化强度(Ms)为79 Am2/kg;合金的晶化温度(Tx)为957 K,晶化激活能E为538.30 kJ/mol。