力学性能对Bi-2223/Ag超导带材临界电流影响实验研究

本文主要研究了在77K温度下,拉伸应变和弯曲应变对Bi-2223/Ag超导带材临界电流的影响,得到了超导带材的临界电流随拉伸强度、曲率半径变化规律.实验结果显明,拉伸作用在超导带材上产生的形变对其临界电流(Ic)的影响存在一个临界值εirr=0.3%.形变小于此临界值,Ic变化较小,超过此临界值,临界电流急剧下降.弯曲实验同样存在类似关系.同步辐射光源对超导带材检测表明,在形变情况下,超导氧化物陶瓷芯的微裂纹迅速增加和交织是Ic降低的主要原因.     

MgB_2超导线材失超传播速度与最小触发能的影响因素研究

通过有限元方法(FEM)计算系统的一维热传导方程来研究MgB2超导线材的失超行为,由数值计算得到的MgB2超导线材失超传播规律与实验测得值相吻合.在实验上和理论上分析了铜超比、热导率、热容、电阻率等参数对MgB2超导线材失超行为的影响.通过数值计算给出了失超传播速度和最小触发能随工作温度、热导率、热容、铜超比的变化规律.     

Bi-2223/Ag超导带材的失超传播速度研究

文中对超导带材的失超产生机理进行了详细分析,建立了其失超传播的计算模型。在此基础上,对Bi-2223/Ag高温超导带材失超传播进行了实验研究,用四引线法测得不同条件下其失超传播的U-t曲线,由此计算出Bi-2223/Ag超导带材的失超传播速度为0.4cm/s～1.98cm/s。实验结果表明:带材的失超传播速度与载流大小有关,与触发失超的能量无关,带材载流越大,失超传播得越快。     

Bi2223/Ag和YBCO高温超导带材在交流过电流冲击下的失超及恢复特性研究

采用交流冲击实验装置测量了在不同交流过电流、持续交流工作电流及冲击时间情况下,不同散热条件下Bi2223/Ag和YBCO高温超导带材的电压、电流和温度随时间变化曲线,分析了冲击期间和冲击后带材各参数变化及失超恢复时间与散热条件和冲击参数的关系。研究结果表明:带材在交流过电流冲击下的失超和恢复过程主要取决于冲击能量和冲击过后带材内发热与散热的竞争效应。     

Bi2223/Ag超导带材的超低频交流损耗

鉴于银包套的铋系高温超导带材作为电工商品化材料的前景己十分看好，我们利用直流电输运的四引线（DCE）和交流磁化率（ACS）两种方法从实验和理论上研究了银包套的铋系高温超导带材Bi2223/Ag的超低频和低频交流损耗（Q）及数值模拟，测量频率范围从0.001到200Hz。在超低频和低频范围内，也就是低的磁场和电流扫描速度时，两种方法的结果相一致，Q随频率增加，但是在较高一点的频率下ACS方法测量到Q随频率增加而关小。然而，DCE方法却发现Q随电流扫描速度增加而单调地增加。数值模拟研究的结果证明，上述两种实验方法所得到的结果可以用巨磁通蠕动理论予以解释，我们的研究结果说明了电输运方法和磁测量方法各有一定的特征。     

MgB2/Fe带材Jc的各向异性及MgB2芯织构和成分不均一性的研究

本文研究了在不同磁场方向和温度下非原位Fe包套MgB2单芯带Jc的各向异性,通过对各种工艺条件下带材中MgB2芯的X-ray衍射图进行拟合分析和计算,比较了MgB2芯在Fe-MgB2界面和中心处的织构度和成份不均一性.研究发现带材Jc的各向异性受初始粉末颗粒尺寸的影响.由于受套管材料强度和形变加工工艺的影响,MgB2芯在Fe-MgB2界面处比在中心处有较强的织构.在MgB2-Fe的界面处,700℃淬火样品的X-ray衍射图中发现了由中间相Fe23B6生成的金属间化合物Fe2B.另外还研究了MgB4和MgO等主要杂质相的形成原因.     

Bi-2223/Ag超导带HT1降温工艺与Ic关系研究

热处理工艺对于Bi-2223/Ag超导带性能具有决定性作用,热处理过程中不适当的处理温度、保温时间以及在特定温区内不合适的升降温速率,都会导致Bi-2223/Ag带超导性能的降低.本文研究了在2223相基本生成之后第一次热处理(HT1)降温过程中影响临界电流Ic的温度范围和降温速率.实验证明,HT1 的降温过程对Ic有着不可忽视的影响.在800℃～200℃范围内任何附加的保温都会使Ic降低,其中尤以710℃～350℃严重.在此温度范围内,于21%O2分压气氛下,当2223相成相率为～80%时,小于70℃/h的降温速率将使Ic明显下降.XRD的结果发现,较高Ic样品总是含有相对含量为1.8%左右的2212相,在Ic较低的样品中却没有发现2212相,只是3221相稍多.SEM揭示:HT1后经附加热处理的样品中,2223相微裂纹增多,所析出的CuOy尺寸增大而且分布不均匀,这些都造成2223相的连接性变差,使Ic降低.     

C掺杂MgB2超导线材的失超特性研究

研究了不同芯数(单芯、6芯和12芯)的C掺杂MgB2超导线材的失超特性.在制冷机环境(20K)下测量了C掺杂MgB2超导线材样品在自场下的最小触发能及失超传播速度.实验结果表明,失超传播速度随着工作电流的增大而线性增加.失超传播速度的大小跟测量位置有关,离触发区越近的传播速度越大.单芯样品的最小触发能最小,6芯和12芯线的最小触发能相差不大.最小触发能随工作电流的增加成指数形式衰减.     

退火时间对MgB_2超导薄膜的影响

在多晶A l2O3衬底上,以B2H6作为硼源,化学气相沉积先驱B薄膜,采用Mg扩散方法,在不同退火时间条件下制备了MgB2超导薄膜。通过电阻-温度曲线测量、X射线衍射分析和扫描电子显微镜形貌观测方法,研究了退火时间对MgB2薄膜的超导特性、晶体结构、表面形貌的影响。     

Fe的磁化对MgB2/Fe线材载流特性的影响的仿真研究

由于铁的磁化特性,对于铁包套的MgB_2线材来说,线材的截面形状和铁包套的厚度都会影响到MgB2超导芯的磁场,进而影响到MgB_2线材的载流能力。文中将建立几种典型的单芯及多芯MgB_2线材模型,并利用有限元方法(finite element method,FEM)分析铁包套对这些模型中超导芯的最大磁场B_(max)和临界电流密度J_c,经过对这几种典型结构的载流能力进行比较,可以得到一些有益于改善铁包套MgB_2线材的载流能力的合理性建议。     

MgB2／Fe带材Jc的各向异性及MgB2芯织构和成分不均一性的研究

本文研究了在不同磁场方向和温度下非原位Fe包套MgB2单芯带Jc的各向异性，通过对各种工艺条件下带材中MgB2芯的X-ray衍射图进行拟合分析和计算，比较了MgB2芯在Fe-MgB2界面和中心处的织构度和成份不均一性．研究发现带材Jc的各向异性受初始粉末颗粒尺寸的影响．由于受套管材料强度和形变加工工艺的影响，MgB2芯在Fe-MgB2界面处比在中心处有较强的织构．在MgB2-Fe的界面处，700℃淬火样品的X-ray衍射图中发现了由中间相Fe23B6生成的金属间化合物Fe2B另外还研究了MgB4和MgO等主要杂质相的形成原因．     

SiC掺杂MgB_2的烧结过程及其动力学分析

SiC掺杂MgB2体系由于其优异的超导性能而受到普遍关注并成为超导领域中一大研究热点,但是目前的研究大多集中在SiC对MgB2超导性能的影响上,对SiC的加入对MgB2烧结过程的影响研究很少.本文结合差热分析和物相鉴定,系统研究了SiC掺杂MgB2体系的烧结过程,并在此基础上探究了其反应动力学机理.结果表明,在烧结过程中Mg先和B发生反应,随着温度的升高在Mg和B还没有反应完全的时候SiC和Mg继而开始反应.反应动力学分析表明该体系的固相反应阶段为相界面控制反应过程,其表观活化能为547.5KJ/mol,指前因子为5.76×1015min-1.     

利用高压热处理技术提高Bi-2223/Ag高温超导带材临界电流

提高临界电流密度(Jc)对促进Bi-2223/Ag高温超导带材的应用有着重要意义.在常压热处理条件下所制备的带材中存在大量的裂纹、孔洞和第二相颗粒等,这些因素都会对带材的超导连接性能产生破坏作用.我们成功建立了一套可用氧气氛的热等静压设备,工作气压和温度可同时达到15MPa和850°C.通过引入裂纹愈合热处理过程,我们成功对带材进行了高压热处理,所得样品中第二相颗粒和裂纹数量大幅度降低,77K、自场下的临界电流相比常压热处理样品提高了20%左右.     

热处理对MgB_2超导体超导电性和显微结构的影响

采用固相反应法常压下制备MgB2超导块材,研究两种不同的热处理工艺(淬火、预热)对MgB:超导电性和显微结构的影响.结果显示淬火有助于细化晶粒,提高样品的临界电流密度;预热在一定程度上提高MgB2样品的致密度和磁通钉扎力,其中随炉升温600℃预热1 h再升至750℃保温0.5 h后淬火的样品自场Jc达到0.586 MA/cm2,不可逆场超过7 T,20 K下在0.8T达到最大钉扎力Fpumax.     

Zr掺杂对MgB2超导微观结构和超导电性的影响

将Mg粉、Zr粉和B粉按比例混合获得Mg1-xZrxB2(x=5%10%和20%),压制成型后,在流通氩气的条件下于800℃烧结2h.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析烧结后样品的显微结构和化学组成,采用差热分析(DTA)观察Zr掺杂对MgB2分解温度的影响,并用物性测试仪(PPMS)测试样品的超...     

Bi-2223/Ag高温超导带临界电流各向异性的实验测量及分析

本文介绍了Bi-2223/Ag高温超导带临界电流各向异性的实验测量方法及原理,指出了在不同磁场方向(与超导带面夹角)下,Bi-2223/Ag带临界电流随直流背景磁场的变化规律以及实验应注意的问题.Bi-2223/Ag带材的各向异性决定了其临界电流对垂直于带材表面的磁场非常敏感,这是该带材在高温超导磁体等强电应用方面的不利因素.     

热处理温度对碳掺杂MgB_2/Nb/Cu超导线材性能的影响

采用Nb/Cu复合管作为外包套材料,通过原位法粉末装管工艺(PIT)制备了C掺杂MgB2/Nb/Cu线材.在高纯流动氩气保护条件下、650～950℃温度区间内烧结2h.微观结构分析显示,通过该工艺制备的MgB2/NbZr/Cu线材具有良好的晶粒连结性和较高的致密度.X射线衍射(XRD)分析表明在750℃左右可以生成纯度较高的MgB2相,在低温和高温下烧结后均有杂相峰出现,并且高温烧结后所生成的相结构较为复杂.采用四引线法超导临界电流的测试结果表明,低温烧结后的线材具有超导电流传输性能,而当热处理温度超过750℃时,样品中的电流传输状态表现为正常电阻态.实验结果证实采用Nb作为原位法MgB2超导线材的包套阻隔层时,成相热处理一般应该在低于750℃的温度下进行.     

热传导对微型涡轮动叶性能影响的数值模拟

为了探求热传导对微型燃气轮机性能的影响,使用CFX对某微型燃气轮机涡轮动叶的流动特性和换热性能进行了数值模拟并提出了考虑热传导损失的轮周效率的计算方法.通过计算发现热传导对流动和涡轮动叶的性能的影响不可忽略,热传导使动叶输出功和效率明显降低.考虑顶部间隙后,热传导的影响更加显著.     

位移测量中真空室偶极涡流的影响及其扣除

一、真空室上偶极涡流对测量的影响 在托卡马克放电中,出现宏观不稳定性时,等离子体电流会出现小的正尖峰,并在整个大环上沿水平方向向内快速收缩。这时真空室(薄不锈钢壳)上会感应出很大偶极涡流,如图1所示,真空室上偶极电流分布为