提高YBCO块材在外磁场中悬浮力

本给出了三种提高YBCO块材在外磁场中悬浮力的方法．第一种方法是增强外磁场，对于此方法，本研究了一块直径为30mm的圆柱状YBCO块材分别在圆柱状NdFeB永磁体和NdFeB永磁导轨上的悬浮力．测量结果表明在77K温度下YBCO块在圆柱状NdFeB永磁体上的最大悬浮力为50N，在NdFeB永磁导轨上的最大悬浮力为103．ON．第二种方法是提高YBCO块材自身的性能，包括临界电流密度、俘获磁通和块材尺寸，对于此方法，本仅研究了块材尺寸对悬浮力的影响．三块直径分别为30mm、35mm、40mm的圆柱状YBC0块材在NdFeB永磁导轨上的悬浮力被测量，77K温度下5mm悬浮间距时的悬浮力分别为103．ON、134．5N、175．ON．第三方法是将YBCO块材变成准永久磁体，此种情况下，直径为40mm的圆柱状YBCO块材在77K温度下5mm悬浮间距时的悬浮力高达218．3N．     

高温超导制冷机直接冷却中界面热阻的辨识与实验研究

本文给出了三种提高YBCO块材在外磁场中悬浮力的方法 .第一种方法是增强外磁场 ,对于此方法 ,本文研究了一块直径为 30mm的圆柱状YBCO块材分别在圆柱状NdFeB永磁体和NdFeB永磁导轨上的悬浮力 .测量结果表明在 77K温度下YBCO块在圆柱状NdFeB永磁体上的最大悬浮力为 5 0N ,在NdFeB永磁导轨上的最大悬浮力为 10 3.0N .第二种方法是提高YBCO块材自身的性能 ,包括临界电流密度、俘获磁通和块材尺寸 ,对于此方法 ,本文仅研究了块材尺寸对悬浮力的影响 .三块直径分别为 30mm、35mm、4 0mm的圆柱状YBCO块材在NdFeB永磁导轨上的悬浮力被测量 ,77K温度下 5mm悬浮间距时的悬浮力分别为 10 3.0N、134.5N、175 .0N .第三方法是将YBCO块材变成准永久磁体 ,此种情况下 ,直径为 4 0mm的圆柱状YBCO块材在 77K温度下 5mm悬浮间距时的悬浮力高达 2 18.3N .高温超导材料和低温技术的发展 ,促进了制冷机直接冷却高温超导磁体的发展 .在高温超导直接冷却系统中 ,减小和控制界面热阻成了实现超导直接冷却的关键 .界面热阻机制相当复杂 ,虽然可以用公式进行预测 ,但是最可靠的还是通过实验进行测量 .本文介绍了界面热阻测量的基本原理和实验装置 ,提出一种基于导热反问题的参数辩识方法 ,并用这种方法处理了氮化铝 (AlN)与高温超     

脉冲场励磁YBCO块材俘获磁通特性

研究了熔融织构法制备的单畴高温超导YBaCuO块材在脉冲场下的俘获磁通特性。分别测试了YBCO块材在不同强度脉冲场下的俘获磁场,并对实验结果进行了分析。实验发现:YBCO块材在脉冲场输入电压小于300V时的俘获磁场,随着外加脉冲场强度的增加而增加;而脉冲输入电压大于300V时,俘获磁场并没有继续增加。实验获得的超导块材俘获磁场图形呈现出明显的十字结构,这是由于块材采用顶部籽晶熔融织构生长技术、存在五个生长区域、不同生长区域及边界处临界电流密度的不同而导致的。     

永磁导轨上组合与单块YBCO的悬浮力关系研究

受现有块材尺寸与性能的限制,实际应用中总是将许多超导块组合以满足实际需求.因此,研究组合样品与单个样品悬浮力之间的关系对设计磁悬浮系统具有实际意义.本文研究了永磁导轨上组合样品与单块样品悬浮力之间的关系.组合样品由3块矩形融熔织构YBCO块材组成,实验分两种方式进行,即组合样品平行于永磁导轨和垂直于永磁导轨两种情况.两种情况的实验结果均表明,组合样品的悬浮力与单个样品悬浮力的总和相当,平行时的最大悬浮力偏差为14.0N,垂直时的最大悬浮力偏差为4.9N.30mm悬浮间距内的最大悬浮力偏差百分比不超过6%.因此,我们可以根据单个样品的悬浮力来估算各种组合情况时的悬浮力.     

永磁轨道外磁场横向不对称分布特性

研究了永磁轨道外磁场的横向不对称分布对高温超导(HTS)磁浮系统悬浮稳定性的影响。采用有限元软件COMSOL Multiphysics,建立HTS磁浮系统的理论仿真模型,求解永磁轨道外磁场横向分布及YBa_2Cu_3O_(7-x)(YBCO)高温超导块材的静态悬浮力。进一步设计搭建三轴运动实验平台,通过相应的测试设备,依次对永磁轨道外磁场、表面轮廓的横向分布及YBCO超导块的静态悬浮力进行测量。仿真与实验结果表明,实际PMG的表面沿横向不平整,相邻永磁之间存在间隙和不同的磁体损伤,导致了横向磁场不对称分布,结果使YBCO超导块在偏离永磁轨道中心对称位置处的静态悬浮力存在差异。     

YBaCuO超导块的厚度和形状对其悬浮力的影响

研究了尺寸分别为Φ30mm× 13.7mm和Φ2 9.5mm× 10 .8mm两块熔融织构单畴YBaCuO高温超导体块材的厚度和形状对它所受到的悬浮力的影响 .利用“高温超导磁悬浮测试系统”逐次测试了YBaCuO在不同厚度和不同形状时所受到的悬浮力 ,然后测量了样品在悬浮力测试过程中的俘获磁通 ,并对实验结果进行了分析 .     

三籽晶YBCO块材阵列中缝隙变化对其电磁力的影响

利用自制的实验设备,采用两种不同结构的永磁轨道,本文实验研究了由三块多籽晶YBCO超导块材组成的超导阵列的悬浮力和导向力随块材之间缝隙的变化关系,分析了块材之间的电磁相互作用对其悬浮力的影响。结果表明,块材之间的相互作用对其悬浮力的影响很弱,而块材之间间隙的改变对其悬浮力和导向力的影响却非常明显,具体表现为:对于正上方水平磁场分量占优的永磁轨道,增加块材之间的间隙会提高导向稳定性,但同时会降低悬浮能力;对于正上方竖直磁场分量占优的永磁轨道,增加块材之间的间隙会提高悬浮能力,但同时会降低导向稳定性。由此可见,对于一个给定的磁悬浮系统,可以简单地通过改变块材之间的间隙来满足不同应用条件下对悬浮能力和导向稳定性的需求。     

低温容器中超导块材悬浮与导向性能研究

本文主要研究超导磁悬浮系统中超导块材与永磁导轨之间的相互作用力,通过浸于低温容器中的超导块材与三磁峰轨道之间不同排布方式的实验,测试不同悬浮间距的悬浮力,以及在一定场冷距离下超导块材在三磁峰轨道上方不同水平位移段的导向力。结果表明,悬浮间隙越大,超导块材中心与三磁峰轨道中心水平偏移越小,悬浮力越大;在一定悬浮间距下,超导块材与三磁峰轨道之间水平位移越大,导向力越大。     

永磁导轨上高温超导块材排布方式与悬浮力关系的研究

本文研究了YBCO块材排布方式与其在永磁导轨上悬浮力的关系.实验结果表明:悬浮力与随悬浮间距成指数关系.而YBCO块材在导轨上方排列方式的不同,导致沿轨道横截面方向,每块超导块获得的悬浮力平均值差异较大.当超导块集中分布于轨道上方磁场强度最大的区域时,超导块平均悬浮力最大.这意味着,与其他排布方式相比,在获得同等悬浮力情况下,这种排布方法的超导块用量最少.这一结果对于超导磁悬浮系统的设计具有指导意义。     

垂向磁场变化量对高温超导块材悬浮力特性的影响

高温超导体因其无源自稳定的特性,受到许多学者的重视,具有广阔的应用前景.目前针对高温超导块材悬浮性能的研究主要集中于由永磁体产生的低磁场环境.本文基于超导磁体平台提供的强磁场环境,通过改变高温超导块材不同的场冷高度,实验研究了高温超导块材悬浮力与垂向磁场变化量的关系.研究结果表明随着垂向磁场变化量的增加,高温超导块材的悬浮力增长趋缓,并最终出现悬浮力饱和的现象.本文还对比了YBCO 和Gd-BCO 两种不同材料超导块材的悬浮性能,结果发现GdBCO 的悬浮力在强磁场环境中表现出更大的潜力.这为高温超导磁浮在强磁场中的应用奠定了基础,通过更加合理地调节磁场的分布,可以更好地发挥高温超导块材的悬浮性能潜力     

GUIDING OF PLASMA BY ELECTRIC FIELD AND MAGNETIC FIELD

The relationship between the transported ion current and the cathodic arc current is determined in a vacuum arc plasma source equipped with a curved magnetic filter. Our results suggest that the outer and inner walls of the duct interact with the plasma independently. The duct magnetic field is a critical factor of the plasma output. The duct transport efficiency is to maximize at a value of bias plate voltage in the range +10 V to +20 V, and independent (within our limit of measurement) of the magnetic field strength in the duct. The plasma flux is composed of two components: a diffusion flux in the transverse direction due to particle collisions, and a drift flux due to the ion inertia. The inner wall of the magnetic duct sees only the diffusion flux while the outer wall receives both fluxes. Thus, applying a positive potential to the outer duct wall can reflect the ions and increase the output current. Our experimental data also show that biasing both sides of the duct is more effective than biasing the outer wall alone.     

亥姆霍兹线圈磁场分布及其测量

采用美国PASCO公司生产的＂科学工作室＂物理实验系统重新设计了亥姆雷兹线圈磁场实验,以定量分析的实验形式,弥补了传统方法测量亥姆霍兹线圈磁场的不足,同时也体现了PASCO科学工作室在实验数据采集方面具有传统方法不可比拟的优点。     

磁场强度H与磁介质无关的充要条件及其应用

推导出磁场强度H与磁介质无关的充要条件，获得了一种计算有介质存在时磁感应强度B分布的简单方法．     

激光差拍波等离子体加速装置中约束磁场的计算研究

通过对等离子体发生器建立三维模型,计算得到磁场在该装置中的分布情况。所得结果与实际测量基本一致,从而说明所建模型的合理性。通过调节一些参数,对该模型进一步搞清了导致等离子体发生器中真实磁场较实验设计要求偏低的主要原因,并提出了相应的改进方案。     

轴对称缓变磁场中的等离子体与磁约束原理

本文以等离子体的单粒子理论为基础，对等离子体中的带电粒子在轴对称缓变磁场中的运动进行了较详细的讨论，进而从理论上说明了磁约束的机理。     

ELECTRON DIFFUSION IN A NON-UNIFORM ELECTRIC FIELD AND A UNIFORM MAGNETIC FIELD

A Monte Carlo simulation technique has been used to model the electron transport beharlot, especially the electron diffusion motion, in the cathode fall region of a glow discharge under the influence of a non-uniform electric field and a transverse magnetic field perpen-dicular to the cathode sheath electric field. Three types of collisions (elastic, excitation and ionization) are taken into account in our model. The electron free flying time is determined by the electron-neutral atom collision frequency. We focus attention on the electron diffusion distance and velocity. The electron-neutral atom collision processes and the electron drift velocity are also studied. The results indicate that with the increase of the magnetic field the electron diffusion distance increases and the electron diffusion velocity decreases. The results Mso show that the collision processes are enhanced by the magnetic field, this is in agreement with the experimental result. However, the axial magnetic field does not affect the electron transport behavior.     

脉冲充磁的超导圆盘的电流密度和俘获场分布的研究

本从第一性原理出发，计算了充磁线圈产生的磁场，脉冲充磁的超导圆盘中的感应电流密度和俘获场分布．以超导体中的电流运动方程为基础，通过磁通动力学方程E=Ec(J/Jc)^n和物质方程B=μ0H表示超导圆盘的超导特性．计算表明第一个脉冲充磁电流的峰值和磁通蠕动指数对于超导圆盘中的感应电流分布非常重要．同时研究了充磁电流的宽度，波形，第二个充磁电流的峰值和充磁线圈的形状对于俘获场的影响．计算表明不断减小脉冲充磁电流峰值的反复充磁可以保持超导圆盘中的感应电流密度的平台在一确定水平．     

随机磁场中的双极电场与双极扩散

等离子体中存在随机场输运时,必然会导致双极电场。本文给出了存在电场时,粒子在随机场中的转移几率,由此可计算输运流、双极电场等。算出的双极电场与碰撞的关系是不灵敏的((|e|E)/T_e=-A1/n_e(dn_e)/(dx),A与碰撞有关,但A～1)。并指出,此双极电场可作为判断随机场是否重要的必要条件(但非充分条件)。在随机场双极扩散中,杂质流速大于氢离子流速(V_I/V_i≈(m_i/     

磁AB效应及其理论解释

本文介绍磁AB效应及其两种理论解释 ,进而说明经典电动力学具有局限性 ,量子力学是更高层次的物理理论     

Bi2223/Ag超导带背景场损耗和磁场响应特性研究

采用改进的瓦特计技术,研究了在77K和低场范围内单芯和多芯Bi2223/Ag超导带的背景场损耗(包括表面损耗、磁滞损耗和耦合损耗)和在交变外磁场下的穿透电压与磁场响应特性.最小磁场小于1×10-4T.单芯带材和大块超导体的损耗一致,在整个磁场范围内损耗和磁场符合指数关系,Q∝Hn:当HHp时, n≈1.1,损耗主要是磁滞损耗.从单芯带材的损耗曲线我们得到了Bi2223相的Hc1≈6×10-4T.对于多芯带材而言,损耗由磁滞损耗和耦合损耗组成,耦合损耗起主要作用,损耗和磁场符合指数关系,Q∝Hn:当HHp时, n≈1.7, 损耗包括磁滞损耗和耦合损耗,耦合损耗占主要部分.在磁场小于1×10-4T的低场下,单芯和多芯带材损耗研究结果目前还未见报道.研究了超导体中穿透电压和外磁场的响应关系,给出了穿透电压和外磁场的关系曲线,结合超导体中的磁化强度变化过程对曲线给出了合理的解释.