多丝复合Nb_3Sn超导线应力效应的实验研究

Nb_3Sn超导体是高Tc的超导材料,尤其是采用青铜法制成的多丝Nb_3Sn导体,其内部在成型后受到不可忽视的压缩应力,绕制磁体时导体受到预加张力,磁体冷却时受到热应力,在通电时,超导体还受到主要是拉伸的电动力。这些应力对T_c、H_(c2)、J_c有影响,对J_c和H_(c2)影响为最大[1]。由于Nb_3Sn超导材料很脆,给低温实验带来一系列困难,国内开展应力     

14T高场超导磁体通过鉴定

为发展我国的高场超导磁体技术,电工所承担了六五期间中国科学院的“高场超导磁体技术”攻关项目。1985年首先研制成孔径80mm,中心磁场为11.4T的NbTi-Nb_3Sn组合磁体;在此基础上,于1987年完成在有效孔径28.5mm的中心磁场达到14.24T(4.2K)的高场超导磁体,并于1987年10月通过由中国科学院数理化局和技术科学与开发局主持的鉴定。     

300kW单极电机一号超导磁体通过鉴定

300kW单极电机一号超导磁体已通过鉴定。本磁体绕组内径370mm,外径490mm,长300mm,中心磁场约4.8T,最强场约5.8T,储能0.62MJ。磁体采用北京有色研究总院研制的国产矩形,多丝扭转NbTi超导线,绝热密绕设计,真空浸蜡的机械稳定措施和合理的结构与制造工艺,性能达到了设计要求。经试验,磁体临     

8.5T/8cmNbTi超导磁体的研制

一、前言中小型超导磁体广泛应用于超导材料的性能测试、高矫顽力磁性材料的生产研究、科学试验仪器、医学、半导体物理试验等。中小型高场磁体技术又是超导应用研究的基础。因此,它被列为我国超导技术发展的重要方向之一。国内,大多数NbTi超导磁体一般内径5—8cm,中心磁场运行值只在7—7.5T左右的水     

电工电能信息

MHD鞍型超导磁体试验成功由中科院电工研究所设计,研制的NbTi圆鞍型超导磁体于今年5月13日在俄罗斯科学院高温研究所试验成功。磁体在中心磁场4.13T,最大磁场5T,工作电流     

超导线绝缘的选择和试用经验

前言某些材料在低温下的电阻率等于零,称为超导材料。在六十年代中制成了铌锆(NbZr)、铌钛(NbTi)和铌三锡(Nb_3Sn)等实用超导线以后,超导应用的研究得到很快地发展。现在超导装置已应用于磁流体发电装置核聚变实验、高能物理实验,超导电机和磁浮列车等方面。我国冶金部门已经研制成功多种规格的超导线,有几种超导线、如铌钛多丝扭绞复合超导线的性能达到或接近世界     

高电流密度超导储能磁体的研制

分析了不同结构超导储能磁体的特点,针对储能量为MJ量级的超导储能磁体计算了漏磁场分布和超导材料的利用率,提出了储能为1 MJ的单螺管型超导储能磁体的设计方案。采用窄液氦通道技术,利用多芯NbTi/Cu复合超导线,研制了储能量为1 MJ的紧凑型超导储能磁体。磁体内径为439 mm,外径为600 mm,高为550 mm。在运行电流为305A时,磁体的最大磁场为4.9 T,中心磁场为4 T。对超导磁体的试验结果表明,磁体的最大运行电流为303 A,放电功率为100 kW。研制的超导储能磁体可作为恒压/恒功率放电的不间断电源的关键部件。     

8.4特/8厘米NbTi超导磁体研制成功

中国科学院电工研究所最近用国产NbTi超导线绕制了内孔径为8厘米、高为11.1厘米、外径为24厘米的螺线管磁体,在液氦试验中,取得了中心场达8.4特(计算值8.35特、导线上最高场9特)的指标。磁体的中心场强是由中国计量科学研究院用核磁共振仪在低温实验中实测的。     

当今世界超导导线的发展情况

世界上已采用的超导材料有铌钛(NbTi),铌锡(Nb_3Sn),钒镓(V_3Ga)等,但大部分超导导线采用铌钛合金,导线为绞线,所含铌钛丝的数量根据需要从几十到几十万根,其直径从0.5微米到几十微米;导线截面一般为0.01-10mm~2,铌钛丝的复盖层基质通常为铜、铜镍。生产时将复盖铜和铜镍的铌钛棒坯料经挤压拔细,再经热处理,绞合成型,制成     

强磁场的产生、测量、控制和应用

1、磁场产生的历史目前产生和测量的磁场一般是从10~(-14)～10~2T(特斯拉)。本文仅对10~(-4)以上的磁场的产生、测量的历史和存在的问题叙述如下。由电磁铁产生磁场是最普通的,它是利用强磁体的高导磁率产生高磁场,而且可应用场区范围也较宽。但是强磁体存在着饱合磁化现象,因此在高场情况下实际的导磁率要降低,所以用强磁体产生太高的场也是办不到的。用普通磁体大约可以产生2～3T,要产生超过此值的强磁场,就得利用空心线圈。空心线圈中引人注目的是超导线圈,60年代出现的超导线圈和常导线圈相比,具有出类     

中国聚变工程实验堆纵场超导磁体高性能Nb3Sn CICC导体稳定性分析

针对中国聚变工程实验堆(CFETR)高参数等离子体约束要求,其纵场(TF)混合磁体的设计方案为采用三种不同性能的超导导体绕制,峰值磁场可达14.43T,最大应力超过700MPa。该文结合CFETR纵场磁体面临的稳态以及瞬态热负荷条件,系统分析混合磁体中高性能Nb3Sn四饼线圈在不同扰动长度及扰动时间工况下的稳定性温度裕度和能量裕度,并对背景场强度及有效应变等因素对稳定性裕度的影响进行讨论。结果表明,高性能Nb3SnCICC导体在峰值磁场及-0.7%～-0.5%有效应变预计区间内拥有2.0K以上的温度裕度;但极端条件(B=14.43T,ε=-0.7%)下的电磁扰动(Lp=10m, tp=100ms)对应导体能量裕度仅有11.41mJ/cc,局部恶劣工况下导体能量裕度下降严重的问题亟待解决。针对高场区单饼线圈在典型扰动下行为的计算表明,典型机械扰动(Lp=0.1m,tp=1ms)引起的失超能够在5s内使导体热点温度升高至接近120K,这对磁体失超保护系统提出了较高的要求。     

中科院电工研究所率先研制出19.4T国产Bi带内插全超导磁体

<正>日前,电工研究所王秋良研究组采用自主研发的高温磁体技术,在国内首次将国产Bi2223内插磁体在15T背场条件下的中心磁场提高到了19.4T@4.2K,有效地解决了国产Bi带导线临界拉伸应力小的问题,将国产Bi带材的应用范围扩展至19T以上的高磁场。王秋良研究组在国家自然基金的资助下率先采用国产Bi系带材研制高场内插磁体。研究人员采用特殊工艺     

全稳定超导磁体的研制与实验

本文介绍一个35cm/4T全稳定超导磁体的研制与实验。这个磁体是由铜超比为10的多丝NbTi线绕成,其截面为3.6×7毫米~2。为了探求比较好的加工方式。我们采用了三种不同加工方式的导线,并且对其稳定性能进行实验研究。实验指出这三种导线的稳定性能基本上是相同的。该磁体由18个双饼组成,层间均有冷却通道以便和液氦直接接触。磁体实验超过了设计值,并验证了导线实验结果。     

金属粘结Sm_2Fe_(17)N_(3-δ)磁体

Sm_2Fe_(17)N_(3-δ)是一种很有希望的永磁材料,但它在温度超过650℃时产生的歧化现象限制了其加工温度的提高。本文研究了加入低熔点软金属如 Zn、Bi、Sn、Al 等以便烧结制备微米级 Sm_2Fe_(17)N_(3-δ)粉末,其中以加入 Zn 后的效果为最好,所制磁体的矫顽力为0.6T,最大磁能积为84KJ/m~3(10.5MGOe),磁体形成的第二相为 Zn_7Fe_3。     

0～3.5 T直流背景磁场下第二代高温超导带材临界电流各向异性测试与分析

为掌握第二代(2G)高温超导(HTS)带材在0～3. 5 T直流背景磁场下的临界电流(I_c)和n值变化趋势,构造和应用了一种新型分裂背场磁体系统,通过测试分析获得了背景磁场对I_c和n值的影响规律。采用4. 2 K运行温度、两个同轴分裂的NbTi线圈构成的超导磁体和样品保持器来改变背景磁场的大小和角度(0～3. 5 T、0～90°),2G HTS带材置于液氮环境(77 K),设置电流源上升速率为1 A/s,基于四引线法原理与直流失超判据(1μV/cm)获得2G HTS带材在高直流背景磁场下的I_c和n值,实验结果表明,2G HTS带材的I_c和n值变化趋势一致,均随外界磁场强度B和带材表面与磁场夹角θ的增大而退化,在背景磁场为1. 4 T时,2G HTS带材在垂直场下的临界电流衰减了84. 6%,是平行场下临界电流衰减程度的1. 47倍。     

我国超导高场磁体研究取得突破多家电缆企业已瞄向该市场

正日前,中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研究人员在用于混合磁体装置的大型超导高场磁体上实现了10万高斯的设计指标,为40万高斯混合磁体的联调成功奠定了一项关键基础,是国际超导技术发展的一个新的里程碑。它的研制成功不仅搭起了我国稳态强磁场科学研究的高平台,也为国际超导高场磁体技术的发展创造了新的成功经验。据悉,稳态强磁场能够为物理、材料、化学、生命科学等多学科前沿的研究提供难     

涂覆后Fe-Nd-B磁体的腐蚀特性

Fe-Nd-B磁体的涂层不仅可用来抗腐蚀溶剂和高湿度,而且可使磁体表面光滑无疏松磁性颗粒。无论金属(Sn、Ni、AI)涂层还是有机涂层部可以在磁体表面产生耐腐蚀和表面光滑的外层。但最基本的要求是避免在涂层工艺中发生氧脆。为了比较不同涂层的性能及涂覆工艺,被涂覆磁体在常用标准、国际标准或用户试验条件下进行试验。耐蚀试验结果表明:影响涂层质量高低的主要因素是涂覆工艺,而不是涂层物质本身。高质量涂覆工艺,可产生高致密、无缺陷的涂层     

超导电的现状与未来

1.前言超导电现象虽然在1911年就由Onnes发现,但是,在工程领域开始进行研究,是在1960年以后,这大部分是由于Matthiar、Kunzler等人的功绩,他们对广泛的物质进行研究,发现了NbZr、Nb_3Sn等具有高临     

基于双电容器耦合和线性补偿的高稳定度平顶脉冲强磁场调控系统分析与设计

平顶脉冲磁场具备脉冲磁场强度高和稳态磁场稳定度高的双重优势,是现代物理科学研究的重要工具。为满足脉冲场核磁共振、I-V测量等科学实验对平顶脉冲磁场高稳定度的需求,该文提出基于双电容器回路耦合放电和线性补偿的平顶磁场调控方案。为此,理论分析双电容器回路耦合放电过程,建立配置主/辅回路电容电压和放电时序的优化方法,基于IGBT有源区的流控特性,设计线性调节补偿回路和前馈反馈相结合的控制器,研制与主磁体解耦的1 T补偿磁体,对双电容器回路耦合放电产生的背景磁场进行高精度调控,最终实现了强度为45.2 T、持续时间为8 ms以及稳定度为0.02%的平顶脉冲磁场,满足相关固态核磁共振等科学实验需求。     

基于第二代高温超导带材的高载流超导导体研究进展

由于其高临界电流密度以及优越的机械性能和电磁特性,第二代高温超导带材(也叫涂层导体)在高温低场的电力传输和低温高场下的磁体应用具有广阔的应用前景。在电力传输的低场应用中,高温超导导体在低电压大容量场合需要几千安培甚至上万安培的传输电流。在大型高场磁体应用方面,为了避免由于过高电感在磁体失超和快速关断过程中的感应高压问题,大载流容量、高电流密度高温超导导体在运行于4.2K及以下温度的大型高场超导磁体方面具有很好的应用前景。近年来,基于第二代高温超导带材,国际上相继提出了几种高载流容量的高温超导导体,本文介绍几种高温超导导体的结构及研发现状和进展,并对其结构、性能和工艺进行简单的比较和评述。