15 T高场复合超导磁体低温实验研究

大孔径高均匀度高场磁体是进行超导材料性能测试的必要条件之一.本文主要介绍了15 T高场复合超导磁体的低温励磁实验与结果.该磁体包括两个高性能Nb3Sn线圈、一个ITER Nb3Sn线圈和一个NbTi线圈,分别处于磁体的高、中、低场部分.磁体外径329.9 mm,高度401.44 mm,中心孔径77.5 mm,磁体中心磁场测量值14.94 T,轴向磁场(98％)均匀区测量长度55 mm,超过了磁体设计指标要求的40 mm,测试结果满足设计要求.     

超导体与磁体间的三维磁力及磁场测试装置研制

本文研制的三维磁力测试夹具和三维霍耳探头,可以实现:1)直接测量出磁体与磁体、磁体与超导体等之间的三维磁力随两者之间相对位置的变化规律;2)直接测量出任何磁体或组合磁体在空间的三维磁场分布;3)通过将三个三维霍尔探头或九个单独的霍尔探头分别按研究内容的需要固定在所要研究的空间区域,再改变磁体与磁体之间、或磁体与超导体等之间的相对位置,从而在测量出它们之间的相互作用力的同时,测量出由于它们之间因相对位置改变而引起的动态磁场分布变化;还可以得到磁体接近超导体时磁场进入超导体的动态变化规律等.该套测试装置,将工作效率提高到原来的300%以上.这对研究磁性材料的宏观磁性质具有非常重要的意义.     

40T混合磁体杜瓦平台结构设计及性能分析

根据40T稳态混合磁体实验装置对试验杜瓦平台的要求,设计了40T混合磁体外真空杜瓦机械结构,采用ANSYS对杜瓦结构进行了稳定性分析和结构优化,最后用激光跟踪仪进行了测量.ANSYS数值模拟结果和激光跟踪仪测量实际数据对比分析,实际测量的最大变形在理论计算范围以内.     

钕铁硼强磁体的冲击去磁规律实验研究

为了研究钕铁硼(Nd2Fe14B)强磁体在冲击加载作用下的去磁规律,建立了平面波爆炸冲击加载实验装置,进行了冲击去磁实验.测量了冲击去磁产生的感生电动势,获得了冲击去磁时间、脉冲宽度等性能参数.通过改变加载磁体的冲击波强度和磁体尺寸参数,分析了Nd2Fe14B磁体在不同冲击波压力作用下的去磁程度和磁体尺寸参数对感生电动...     

超导磁体交流损耗的热测量

本文介绍了用热学测量超导磁体交流损耗的装置和方法.对NbTi三组元和NbTi二组元磁体给出了损耗与交变场幅值、频率,以及磁体的交流临界磁场与频率间关系的测量结果。     

如何增强涡流管课堂演示实验的效果

让NdFeB小磁体在铝管中下落,通过改变铝管及NdFeB小磁体的尺寸,测量出NdFeB小磁体的下落时间.通过数据分析,得出了一些有用的结论,可供制作此类仪器者参考.     

高温超导磁体系统发热仿真及实验研究

本论文对高温超导磁体在传输直流电流时产生的损耗进行了理论分析和实验验证.本文考虑了高温超导带材非线性模型磁场方向对带材临界电流和n值的影响,用Bi2223超导带材绕制了(一个由20个双饼组成的高温超导磁体,用数值仿真和实验方法研究了此磁体传输直流电流时的指数损耗.并对每个双饼以及每匝线圈的损耗进行了分析.在液氮温度下对一个双饼线圈进行了指数损耗的测量,测量结果与数值仿真结果相当吻合.利用高温超导体临界电流此非线性模型,本文对此磁体快速励磁情况下的交流损耗的特点进行了数值模拟.     

梯形高温超导磁体电磁特性仿真与实验研究

超导电动悬浮列车以超导磁体作为核心部件, 具有环境影响小、 高速下自稳定、 安全性能好等优点, 已成为高速轨道交通的重要发展方向之一. 然而, 传统的磁体线圈结构存在绕组内磁场过于集中的问题, 导致磁体的临界电流下降显著, 列车的悬浮及安全性能也受到影响. 针对现有悬浮磁体结构自场集中导致的临界电流衰减问题,本文提出了一种梯形高温超导磁体线圈结构. 建立了一种可以提升磁体临界电流计算效率的均质自洽模型, 设计了梯形结构线圈的结构参数并完成了磁体线圈的绕制. 实验和计算结果表明, 自洽模型计算的磁体临界电流与实验测量值吻合良好, 验证了模型的准确性. 利用该模型对日本山梨试验线上的全尺寸车载高温超导磁体进行了结构优化设计. 研究发现, 优化后的车载磁体绕组内磁场集中程度明显下降, 车载磁体的临界电流及目标区域的磁场强度显著提高. 本研究相关成果可为电动悬浮列车车载磁体的结构设计提供参考.     

35T水冷磁体下的直流磁测量北大核心CSCD

本文报告了依托中国科学院强磁场科学中心的35特斯拉(Tesla)水冷磁体搭建振动样品磁强计(VSM)的进展情况.通过一些实验测试和分析,总结了目前35T水冷磁体下电磁驱动的振动样品磁强计测量系统存在的一些问题,并提供了部分问题的解决方法.最后展示了镍(Ni)标样和用户样品的磁化曲线测量结果.     

NbTi-Cu二组元、NbTi-Cu-CuNi三组元超导磁体交流损耗实验比较

我们用电子积分技术测量磁滞迴线的方法,分别测试了NbTi-Cu二组元和NbTi-Cu-CuNi三组元复合线磁体的交流损耗.本文报告了实验结果并把这些结果作了定性的比较.通过比较可以看出:在我们实验范围内,(1)NbTi-Cu二组元复合线磁体的损耗正比于磁体的磁场峰值和励磁速度.(2)NbTi-Cu-CuNi三组元复合线磁体的损耗正比于磁场峰值,但随励磁速度增加而下降.     

35T水冷磁体下的直流磁测量

本文报告了依托中国科学院强磁场科学中心的35特斯拉(Tesla)水冷磁体搭建振动样品磁强计(VSM)的进展情况.通过一些实验测试和分析,总结了目前35T水冷磁体下电磁驱动的振动样品磁强计测量系统存在的一些问题,并提供了部分问题的解决方法.最后展示了镍(Ni)标样和用户样品的磁化曲线测量结果.     

具有大区域均匀场强的磁体

我们研制了螺旋管磁体，在磁体两端附加了站偿线圈。该磁体的轴向磁场均匀区拓宽到磁体总长度的80%，场强测量值与计算值很好符合。     

钕铁硼磁体一维相互作用力与磁位能的测试实验

实验采用气垫导轨技术，测量了钕铁硼磁性材料一维相互作用引力与磁体间距之间的关系曲线，利用能量转化原理，通过动能的测量并利用Matelab软件进行曲线拟合，间接测量了钕铁硼磁体的磁相互作用位能与磁体间距之间的关系曲线。     

40-T混合磁体外超导磁体CICC摩擦系数测定

40-T混合磁体的建设正在中科院强磁场中心进行,其外超导磁体将由管内电缆导体CICC绕制,并采用4.5K 的超临界氦迫流冷却.CICC的摩擦系数是确定各冷却通道进口压力和流量的重要依据.文中介绍了CICC压降测量平台搭建,并对40-T混合磁体外超导磁体哑缆摩擦系数进行测量;分析了该CICC内的摩擦特性,并拟合出相应的经...     

超导体与磁体间的三维磁力及磁场测试装置研制

本文研制的三维磁力测试夹具和三维霍耳探头，可以实现：1）直接测量出磁体与磁体、磁体与超导体等之间的三维磁力随两者之间相对位置的变化规律；2）直接测量出任何磁体或组合磁体在空间的三维磁场分布；3）通过将三个三维霍尔探头或九个单独的霍尔探头分别按研究内容的需要固定在所要研究的空间区域，再改变磁体与磁体之间、或磁体与超导体等之间的相对位置，从而在测量出它们之间的相互作用力的同时，测量出由于它们之间因相对位置改变而引起的动态磁场分布变化；还可以得到磁体接近超导体时磁场进入超导体的动态变化规律等．该套测试装置，将工作效率提高到原来的300％以上．这对研究磁性材料的宏观磁性质具有非常重要的意义．     

YBCO线圈在液氮中的失超特性研究

由于高温超导材料的临界温度较高,可以运行在一个较宽的温度范围内,因此高温超导磁体被看作是稳定性较好的磁体,它在超导电力、超导磁体方面的应用占着日益重要的地位.YBCO带材作为第二代高温超导体的代表,近年来其生产工艺水平也得到了迅速发展和提高.磁体失超是影响超导磁体运行稳定性的重要问题之一.本文研究了YBCO单饼线圈在液氮环境中因由热扰动诱发的失超特性,设计了一套高温超导线圈在液氮浸泡下的失超测量系统,通过软件LABVIEW和数据采集卡对线圈的温度和电压进行采集和记录,测量YBCO单饼线圈在不同运行条件下的失超特性.     

较宽松条件下透明强磁体薄膜的制备与表征

通过设计实验,采用双靶同时溅射技术,使得铁钴合金和氟化物可以同时溅射,从而在宽松要求的实验条件下获得了特性较好的透明强磁体材料薄膜.AFM和SEM表征结果显示,透明强磁体材料薄膜生长状况良好.紫外可见近红外分光光度计与磁化强度的测量结果显示,透明强磁体材料薄膜的透光与磁化性质优良.进一步使用均匀掺杂氟化物的铁钴合金靶材,解决了XRF表征时难以探测到氟化物信号的问题.溅射初期少量缓缓通入N2,增强了薄膜的耐磨性.     

高场水冷磁体上的高精度热电测量装置

拓扑材料是凝聚态物理近些年的一个重要研究领域.在对拓扑材料的研究中,利用较强的磁场可以观测到高度局域电子态中出现的新奇量子态与物理效应.热电效应是指受热材料中的载流子随着温度梯度由高温区往低温区移动时,所产生的电荷堆积的一种现象.热电效应是探究强磁场下拓扑材料反常物性的一种非常有效的手段.然而关于拓扑材料热电效应在强磁场下的研究较少,这主要是因为水冷磁体上缺乏热电效应的相关表征手段.本文针对水冷磁体在工作时机械振动很强且变场速率快的特点,改进了传统的热电测量装置,实现了在水冷磁体中32 T磁场下高精度的热电测量.通过对拓扑材料ZrTe₅和ZrSiSe的热电效应进行测量,验证了该装置的有效性.     

EAST���弰��������ϵͳ���

EAST运行中的温度改变会导致磁体及冷屏产生形变和位移。为了测量此位移的变化,利用一个延长臂,把位移转移到较易测量的位置,然后采用直滑式电位器把位移变化转换成电压变化并测量出其值,最终转换成位移的变化值。该测量系统解决了EAST装置中磁体和冷屏位移测量的难题。     

高温超导磁体临界电流影响因素的研究

临界电流值是描述Bi2223高温超导带材性能的一个基本参数,在一定的温度条件下,Bi2223高温超导带材的临界电流是带材所在位置磁场大小和磁场方向的函数,其短样的临界电流值可以通过四引线法测量,单根超导带材的自场很小,磁场对临界电流的影响可以忽略.高温超导磁体的临界电流被定义成引发该磁体失超的最小电流,高温超导磁体的自场比单根超导带材的自场要大得多,磁体各个位置的磁场大小和方向各不相同,很难用理论的方法准确计算磁体的临界电流.对于高温超导磁体而言,除了磁场的影响因素以外,绕制磁体所用的超导带材自身的均匀性也是影响其临界电流的一个重要因素.本文对这两个因素进行探讨,并着重讨论高温超导带材自身的均匀性对临界电流大小的影响,本文的结论可以为高温超导磁体的设计、磁体绕制时带材的选择、磁体运行时安全工作电流的确定提供帮助.