低温应变计在强磁场下的性能研究

研制的应用于超导磁体系统的电阻应变计，在强磁场下工作，在外磁场的作用下，具有磁阻效应，使之产生视应变。本文着重介绍了不同磁场强度，磁场方向，不同试件材料以及应变计结构对应变计视应变变化的实验研究，从而得到一些规律性的结果。实验研究在磁场从０－８Ｔ超导磁体中进行。     

中科院电工研究所研制出27.2T世界第二高磁场超导磁体

<正>近日,中国科学院电工研究所超导磁体及强磁场应用研究部王秋良团队采用自主研发的高温内插磁体技术研制的超导磁体产生了27.2T的中心磁场,这是由全超导磁体产生的世界第二高磁场。第一高磁场由日本理化技术研究所于2016年1月创造,测试结果为27.6T。与其它高温超导带材制作的内插超导磁体相比,REBCO超导     

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。     

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。     

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     

超导开关在超导磁体系统中的应用

随着低温和超导技术的发展,超导开关得到了广泛的应用。比如:在许多超导磁体系统中,要用超导开关与超导磁体闭环以持久电流的形式运行,来获得高稳定度的磁场~([1-4]);在超导电感储能系统中,要用超导开关来储存和释放电感中的能量~([5-8]);在某些超导磁体的保护装置中,用超导开关对超导磁体进行有效的保护~([9]);由两个超导开关组成的磁通泵     

氧气浓度差磁致通风数值模拟

利用超导磁体提供的强梯度磁场，可以驱动具有不同氧气浓度的空气之间产生流动而形成通风。为研究氧气浓度差磁致通风的本质和作用机理，文中对该通风方式进行了理论分析，并就具体的超导磁体系统作用下的圆管内磁致通风进行了数值模拟。结果表明：需通风区与环境空气之间的氧气浓度差越大，超导磁体线圈电流密度越高，氧气浓度差磁致通风的流速就越高，通风效果越好。利用超导磁体驱动具有不同氧气浓度的空气之间产生通风是一种新型通风方式。     

超导调制场磁体的研制

超导调制场是一种交流超导磁体,它运行在6—8T的扫描直流背场中,频率从0—50Hz连续可调,电流波形为双向正弦波。中心磁场为几百高斯。这种调制场在二维电子气、量子霍尔效应、金属弗来面等领域的实验研究中有广泛地应用。本文主要叙述了超导调制场的研制、实验及提供给用户使用情况。     

Halbach磁体中柱面匀场线圈的设计方法

Halbach磁体场强高、体积小,是永磁台式核磁共振波谱仪的理想磁源。为开发高分辨永磁台式核磁共振波谱仪,需要使Halbach磁体的磁场达到高度均匀。引入在超导磁体中被广泛使用的鞍型线圈,设计了一种由鞍型线圈组成、能够对Halbach磁体的横向磁场进行补偿的柱面匀场线圈。仿真和实验结果证明了设计方法的正确性。     

3T动物磁共振成像传导冷却超导磁体研究

磁共振成像(MRI)是目前最先进的医学影像技术之一。动物磁共振成像以动物为研究对象，广泛用于生命科学研究、医学研究及药物机理研究。为了发展小型化、低成本的动物磁共振成像系统，该文采用传导冷却技术研制了一台3 T动物磁共振成像超导磁体。采用线性规划和非线性规划相结合的方法设计了一种主动屏蔽型磁体结构，其包含同轴排列的6个主线圈和2个屏蔽线圈。研究一种包含了分段和失超传播加速策略的被动失超保护方法保护超导磁体免于意外失超造成的损害。低温系统使用一台双极G-M制冷机直接将超导磁体从室温冷却到工作温度，无需液氦。超导磁体在直径φ180 mm的球形区域(DSV)产生高均匀度磁场用于成像。实验结果显示，超导磁体经历5次失超后被励磁到3.001 3 T，经测量φ180 mm的DSV磁场峰-峰值不均匀度(H_p2p)约为1.33×10^-2%。该文详细介绍了超导磁体的电磁设计、应力分析、失超保护设计，低温设计、建造及测试结果。     

Magnet Science and Technology for Basic Research at the High Field Laboratory for Superconducting Materials

1 Introduction The High Field Laboratory for SuperconductingMaterials(HFLSM)has demonstrated the activities formaterials science and condensed matter physics,especially for superconducting and magnetic materials.These activities have been supported by Ins…     

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。     

核磁共振成像超导主磁体设计及分析

本文论述了不同结构的核磁共振成像超导主磁体设计的原理与计算机算法。编出的设计程序考虑了超导体的超导特性、磁场均匀性要求、磁体的经济性以及磁体结构选择等各方面的因素。用此程序对一系列具有不同磁体结构、不同中心场强、不同孔径要求的MRI超导主磁体进行设计计算及分析,获得了一些对实际设计MRI超导主磁体有参考价值的数据。此外,该程序还适用于其它具有圆柱对称性的高均匀度超导磁体的设计计算。     

超导限流储能系统的磁体结构优化

超导限流储能系统(SFCL-MES)的能量以磁场的形式存储在超导磁体中,因此漏磁场对于变电站的电磁干扰问题成为影响其应用的关键问题之一.文中对用于SFCL-MES的多种磁体结构的漏磁场进行了分析与优化,以选择合适的磁体构型,便于SFCL-MES安装在变电站中.首先对于超导限流储能系统磁体的漏磁场进行了勒让德多项式分析.在此基础上,对于多种磁屏蔽型磁体构型,包括同轴同心、轴向排列、轴线平行组合磁体结构,以减小漏磁场和所用的超导线材最少为目标,给出了优化模型,并采用序列二次规划(SQP)方法对模型进行求解.最后对优化结果进行了比较分析.     

磁场热处理对Sm_2Co_(17)磁体磁性能及微结构的影响

2:17型SmCo永磁体由于其优异的高温特性,而作为高温磁体广泛应用于航空航天、能源、医疗等高科技领域,而新技术的发展对于2:17型SmCo永磁体的磁性能提出了更高的要求,磁场热处理是一种改善磁体磁性能的有效方法。研究了磁场热处理温度及时间对2:17型SmCo永磁体磁性能和微结构的影响,并考察了相应的磁畴和微观结构。实验结果表明,当磁场热处理的温度为400℃、热处理时间为1 h时,并在磁场中冷却,磁体的综合性能最好,剩磁Br为10.99 kG,提高了5.17%,矫顽力Hcj为1545.04 kA/m,提高了16.93%,最大磁能积(BH)max为223.84 kJ/m~3,提高了10.19%,并且磁畴尺寸细化变窄,矫顽力有显著提高。     

高温超导带材的失超传播特性研究

对Bi-2223／Ag高温超导多芯带材在失超传播过程中的电压特性和温度特性进行了研究。测量了在液氮保护冷气氛(77K)环境下，零背景磁场时Bi-2223／Ag超导多芯带的纵向失超传播速度与传输电流的关系，并得到最小传播电流。同时采用有限元方法(finite elment method，简称。FEM)模拟出超导体失超传播过程中由超导态过渡到正常态的温度变化行为。另外，比较了在相同传输电流、不同猝灭(失超)能量下的失超传播特性。这对高温超导体磁体及电力系统中的应用有着重要的实际意义。     

Development of high-Jc NbTi multifilamentary superconducting wire with Nb artificial pins for AC applications

High critical current densities of 1.61 × 10¹⁰ A/m² at 1 T, 6.1 × 10⁹ A/m² at 3 T and 2.9 × 10⁹ A/m² at 5 T were achieved by controlling the distribution of Nb artificial pins in NbTi multifilamentary superconducting wires for ac applications. The critical current densities attained are over two times higher than those of conventional ac superconducting wires. This increase can be attributed to the shift of the peak of pinning force density to higher magnetic field by optimizing the pinning parameters. The benefits of increasing critical current densities for ac applications are demonstrated. A 2.5 T/100 kVA ac superconducting magnet was designed and made by using high J_c wire with controlled distribution of Nb artificial pins. Compared with conventional ac superconducting magnets, the new magnet exhibits a drastic decrease in size as well as in ac losses.     

Design of actively shielded main magnets: an improved functional method

An improved functional approach for designing MRI (magnetic resonance imaging) main magnets with active shielding is presented. By nulling one or two external moments as well as a certain series of internal moments of the magnetic field, new designs with improved shielding in combination with or without shorter magnet lengths are obtained. The improved method can be employed to design short and practical superconducting magnets at any given field strength. The resulting designs yield the desired field homogeneity inside the region of interest without using superconducting shim coils. This approach requires only a modest amount of computing power. One of the design steps, a contour plot of the continuous current solutions, can be utilized to study stretch goals for favorable design parameters.     

稀土磁体取向压制成型永久磁路的结构与特点

取向成型是烧结和粘结磁体的一道重要工序,对最终磁体的性能有直接影响。针对常规电磁铁取向成型磁路的不足和缺陷,开发了取向成型永久磁路的新方法,该方法利用永久磁路提供取向磁场和退磁磁场,可用于辐射取向、平行取向和垂直取向稀土磁体产品的压制成型,实现稀土永磁体的直接压制成型。具有结构简单、降低成本、节能、压制周期短、有利于自动化生产等一系列优点。     

高精度TMR加速度计中圆柱磁体空间磁场线性区间的计算与仿真

基于高灵敏隧道磁电阻的高精度加速度计中,圆柱磁体数学模型的确定和探寻磁体空间磁场分量线性分布区间是实现加速度高精度测量的关键。针对这个问题,采用磁体空间磁场分布的理论解析计算方法,对磁体空间磁场的分布进行了矢量分解,重点分析计算了磁体外空间磁场的线性分布范围。采用MATLAB软件,获得了磁场各分量在轴向和径向上的变化规律,找出了线性分布的最佳空间位置,并运用COMSOL软件进行验证。依据计算结果,总结出了磁体空间磁场分量的线性区间宽度、径向分量最大值、灵敏度这三者与磁体尺寸、磁化强度、空间位置之间的变化关系,为高精度隧道磁电阻加速度计的设计提供理论依据。