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。     

基于Labview的高温超导单畴块材俘获磁场测试系统

本文利用虚拟仪器技术设计出一套高温超导单畴块材俘获磁场测试系统,能够准确及时地反馈出超导块材整体磁通冻结场的分布.软件平台由Labview搭建,实现计算机与测量设备的精确通信与控制,并对采集到的数据进行处理和表达.底层硬件包括步进电机驱动器,可控支架,高斯测量仪,数字多用表,低温霍尔探头,超导强磁体,低温杜瓦瓶,真空泵及制冷机.整套测量系统准确、高效、便捷、自动化成度高,为进一步高温超导体应用特性的研究和机理理论分析提供了可靠的实验技术方案.     

高温超导体磁通跳跃数值模拟

文中基于超导磁通动力学理论,考虑电磁力与热激活对磁通运动的影响,基本物理模型由等效电阻率随超导体温度和磁场变化的磁通扩散方程,以及比热随超导体温度变化的热传导方程组成。在此基础上,用差分法数值求解了这一复杂非线性系统的磁热耦合控制方程,得到了与实验观测结果基本一致的数值模拟结果。结果还表明：外加磁场变化速度、超导体初始温度以及超导尺寸对于磁通跳跃均产生明显的影响。     

直线电机用高温超导块材磁体作用力—磁场特性分析

本文以探究高温超导块材磁体在同步直线电机实际应用特性为目标,搭建了对磁场、三维电磁力信号同时采集的多物理场测试平台.实验探究了作为直线电机次级的高温超导块材磁体所受电磁力、俘获磁通随充磁电流、电机初级三相交流电电流幅值、频率等参数的变化规律.理论分析了高温超导块材俘获磁通在行波磁场中的衰减规律.基于所得结论,提出可有效抑制磁场衰减的方法—引入铁磁材料,并重点讨论该方法对初次级间电磁力的影响.     

熔融织构YBCO块材表面俘获磁场研究

用霍尔探头系统在７７Ｋ温度下，测量了顶部籽晶技术制备的熔融织构ＹＢＣＯ超导块在场冷后的表面俘获磁场的三维分布，并画出了其二维等高线图．结果表明，对单畴样品，俘获磁场分布图仅有一个峰，其二维等高线基本呈中心轴对称分布．在约０．５Ｔ的磁化场下，测得的最大俘获场为１７０ｍＴ．而对非单畴样品，俘获场的三维分布不是单峰，其二维等高线分布与样品晶畴的表观形貌相一致，即ａｂ面与样品表面平行的大畴区域俘获场最大，其余部分的俘获场较小．因此，可以认为由俘获场的测量能够检测样品内的结晶状况，一般情况下，单峰对应单畴，多峰对应多畴，在多畴间存在弱连接的大角晶界．     

不同温度下烧结的Y211对YBCO的磁通俘获场的影响

采用顶部籽晶熔融织构法制备了YBCO准单畴块材,研究了在不同温度下烧结的Y2BaCuO5(Y211)粒子在块材中的分布及其对于磁通俘获场的影响.Y211前驱粉是通过使用氧化钇(Y2O3)、碳酸钡(BaCO3)、氧化铜(CuO)粉末在840到970℃之间煅烧制备.扫描电子显微镜(SEM)观察发现,通过900℃烧结的Y211颗粒在准单畴超导块材中的分布是均匀的.总的来说,使用性能好的Y211粉末将会降低Y211颗粒在块材的尺寸,提高了块材的磁通俘获场.在77K的温区下,直径为35mm的YBCO块材的磁通俘获场的最大值可以达到0.73T.     

高温超导体磁通钉扎和磁通动力学研究简介

ψ=ψ0eiφ行为用统一的波函数进行描述,其相位φ在宏观尺度上是相同的.当磁场低于一定值的时候,在超Φ0=h/2e保证最大的界面面积,降低系统能量.该最小的磁通束被称为磁通量子,其磁通量是(h为普朗克超导态是一个宏观量子相干态,其载流子是库珀对.在没有外加磁场和电流的时候,这些库珀对的运动导体的边界处穿透深度内会出现一...     

Y211相粒径对YBCO单畴块材的生长及磁通俘获场的影响

本文研究了Y211相粒径对YBCO单畴块材的生长及磁通俘获场性能的影响.能量色散谱(EDS)分析结果显示:YBCO熔体中的Y离子浓度随着Y211相粒径减小而增加.差示扫描量热法(DSC)热分析结果表明:YBCO熔体的起始结晶温度随着Y211相粒径减小而升高.前驱粉Y123/Y211中使用粒径细化的Y211相能使YBCO单畴块材的磁通俘获场明显增强.上述实验分析结果意味着使用细化的Y211粉体将有助于大尺寸、高性能单畴样品的制备.     

GdBCO超导体的顺磁性及低温下磁通分布的动态观测

本文研究了100～300K之间Gd1．8Ba2.4Cu3．4O7-δ（简写为GdBCO）超导体的顺磁性，对GdBCO的磁化强度随磁场和温度的变化分别在100K和0．1T进行了测试，GdBCO的顺磁性遵从朗之万顺磁性理论．在磁光显微镜下，低温12K场冷下，我们观察了从0mT～29mT磁通线进入GdBCO的超导体的过程，以及磁通线在GdBCO超导体中的分布。     

微型高温超导磁通泵的研制

本文给出了一种用高温超导体制作的微型磁通泵,对其工作原理进行了仔细分析研究.依照设计研制了磁通泵装置,并对其工作性能进行了初步测试.结果表明,该微型高温超导磁通泵有希望为电阻在1μΩ以内的高温超导闭合环路进行供电.切实克服高温超导接头性能不佳、n指数低等缺陷,有助于Bi系等高温超导带材在超导磁体闭环系统的应用.     

高温超导混合配对态与磁通涡旋格子

建立在对基于Gor’kov方法而导出的微观GinzburgLandau方程的分析揭示了高温超导体YBa2Cu3O7配对态对称性和磁通涡旋格子结构.分析指出,存在一个格子转变温度T,当温度高于T时,超导基态显示dx2-y2波对称性特征;低于该温度s波沟道幅值成为可观的量级;超导基态为混合s-dx2-y2态.对应单分量波函数磁通涡旋格子为三角的结构;而稳定的斜格子反映出混合波特征.s与d沟道间耦合约束了磁场下dx2-x2波对称性自由度,而对高温超导反常输运行为如上临界磁场温度曲线上翘现象所负责 关键词： 高温超导 GinzburgLandau理论 磁通涡旋     

高温超导体磁通动力学和混合态相图(II)

文章简要介绍了高温超导体磁通动力学和混合态物理在过去十余年的发展.高温超导体由于其自身的一些特点,使得它与常规超导体相比较拥有极其丰富的相图,磁通动力学也表现出了非常丰富的研究内容,很多新的概念被提出,新的现象被观察到.比如说涡旋玻璃态,集体钉扎和蠕动,磁通格子的一级和二级熔化相变,布拉格玻璃,峰值效应,二维涡旋饼态,Josephson 磁通运动等等,均是在高温超导体发现之后提出来的新的概念或新发现的现象.有些研究结果目前尚无定论,如关于涡旋玻璃态存在与否的争论至今仍然在进行,但是这些研究内容无疑会大大促进超导物理的发展.高温超导体磁通动力学纷繁复杂的研究内容可以归结为三个相互关联的数字：Ginzburg数(Tc/H2cεζ3)2/2,量子电阻Qu=(e2/)(ρn/εζ),和临界电流的比值jc/j0,这里ζ是相干长度,Hc是热力学临界磁场,ε是有效质量的各向异性度,ρn是正常态电阻率,jc是零温临界电流,j0是拆对临界电流.对于高温超导体前两个数值（Ginzburg数和量子电阻）很大,而临界电流比值较小,因此导致有强的热涨落和量子涨落,以及很强的磁通运动行为（对应小的实测临界电流）.磁通动力学的研究从更深层次影响超导体的临界电流问题和强电应用的发展,最后简要地介绍了这方面的情况.     

高温超导体磁通动力学和混合态相图(Ⅰ)

文章简要介绍了高温超导体磁通动力学和混合态物理在过去十余年的发展.高温超导体由于其自身的一些特点,使得它与常规超导体相比较拥有极其丰富的相图,磁通动力学也表现出了非常丰富的研究内容,很多新的概念被提出,新的现象被观察到.比如说涡旋玻璃态,集体钉扎和蠕动,磁通格子的一级和二级熔化相变,布拉格玻璃,峰值效应,二维涡旋饼态,Josephson 磁通运动等等,均是在高温超导体发现之后提出来的新的概念或新发现的现象.有些研究结果目前尚无定论,如关于涡旋玻璃态存在与否的争论至今仍然在进行,但是这些研究内容无疑会大大促进超导物理的发展.高温超导体磁通动力学纷繁复杂的研究内容可以归结为三个相互关联的数字：Ginzburg数(Tc/H2cεζ3)2/2,量子电阻Qu=(e2/)(ρn/εζ),和临界电流的比值jc/j0,这里ζ是相干长度,Hc是热力学临界磁场,ε是有效质量的各向异性度,ρn是正常态电阻率,jc是零温临界电流,j0是拆对临界电流.对于高温超导体前两个数值（Ginzburg数和量子电阻）很大,而临界电流比值较小,因此导致有强的热涨落和量子涨落,以及很强的磁通运动行为（对应小的实测临界电流）.磁通动力学的研究从更深层次影响超导体的临界电流问题和强电应用的发展,最后简要地介绍了这方面的情况     

高温超导块材磁通汇聚效应的数值模拟研究

高温超导块材在零场冷条件下感应产生的涡流可以有效地屏蔽外加磁场,从而改变空间磁场分布.通过合理的设计,该效应可以被用来约束、聚集磁通,从而增大局域磁通密度,对于需要高磁通密度和磁场梯度的应用具有重要意义.本论文利用基于H方程的二维有限元数值模拟,结合GdBa₂Cu₃O_7-δ材料实测的Jc(B,T)关系,研究了GdBa₂Cu₃O_7-δ超导块材的磁通汇聚效果,分析了超导块材的空间位置、工作温度及不同外加磁场对其磁通密度放大效果的影响.结果显示在30 K的温度下,外加11 T的外加磁场时,可以在间距为2 mm的两块超导块体间隙获得17.2 T的磁场,磁场放大效率达到56%.     

高温超导体磁通动力学和混合态相图(Ⅰ)

文章简要介绍了高温超导体磁通动力学和混合态物理在过去十余年的发展。高温超导体由于其自身的一些特点，使得它与常规超导体相比较拥有极其丰富的相图，磁通动力学也表现出了非常丰富的研究内容，很多新的概念被提出，新的现象被观察到。比如说涡旋玻璃态，集体钉扎和蠕动，磁通格子的一级和二级熔化相变，布拉格玻璃，峰值效应，二维涡旋饼态，Josephson磁通运动等等，均是在高温超导体发现之后提出来的新的概念或新发现的现象。有些研究结果目前尚无定论，如关于涡旋玻璃态存在与否的争论至今仍然在进行，但是这些研究内容无疑会大大促进超导物理的发展。高温超导体磁通动力学纷繁复杂的研究内容可以归结为三个相互关联的数字：Ginzburg数（T/He^2εξ^3）^2／2，量子电阻Qu=（e^2／h）（ρn/／εξ），和临界电流的比值jc/jo,这里ξ是相干长度，Hc是热力学临界磁场，ε是有效质量的各向异性度,ρn是正常态电阻率，jc是零温临界电流，jo是拆对临界电流。对于高温超导体前两个数值（Ginzburg数和量子电阻）很大，而临界电流比值较小，因此导致有强的热涨落和量子涨落，以及很强的磁通运动行为（对应小的实测临界电流）。磁通动力学的研究从更深层次影响超导体的临界电流问题和强电应用的发展，最后简要地介绍了这方面的情况。     

GdBCO超导体的顺磁性及低温下磁通分布的动态观测

本文研究了100～300K之间Gd1.8Ba2.4Cu3.4O7-δ(简写为GdBCO)超导体的顺磁性,对GdBCO的磁化强度随磁场和温度的变化分别在100K和0.1T进行了测试,GdBCO的顺磁性遵从朗之万顺磁性理论.在磁光显微镜下,低温12K场冷下,我们观察了从0mT～29mT磁通线进入GdBCO的超导体的过程,以及磁通线在GdBCO超导体中的分布.     

磁通密度对第Ⅱ类超导体磁通动力学的影响

计算了二维无序钉扎系统中磁通运动的平均速度、微分电阻、纵向电压噪声和静态结构因子.通过在不同磁通密度下的磁通运动形式,给出了磁通运动的动力学相图.研究表明,磁通晶格存在钉扎相、塑性流相、近晶流相,和运动玻璃相.在运动玻璃相中,随着驱动力的进一步增加,横向玻璃态和运动Bragg玻璃态相继出现.磁通密度增大有利于有序相的出现.当磁通密度增大到一定程度时,近晶流动相会消失.磁通运动随着外加驱动电流增大发生从塑性流动相到运动玻璃相的转变 关键词： Ⅱ类超导体 磁通动力学 运动玻璃     

高温超导电机电枢线圈临界电流密度研究

高温超导线材的临界电流密度受磁场的影响,在设计计算时,通常假设在线圈截面上电流密度是均匀分布的。但是,实际上在线圈截面上,电压是一致的。由于线圈中的磁场不均匀分布,各处的临界电流密度是不同的。采用数值模拟的方法,分析了高温超导线圈截面上的临界电流分布。结果显示,临界电流密度的分布是不均匀的,总的临界电流可比按均匀分布时的计算结果提高25%以上。     

高温超导磁通跳跃过程中的磁致伸缩效应

文中基于超导磁通动力学理论,考虑电磁力与热激活对磁通运动的影响,基本模型包括由等效电阻率随超导体温度和磁场变化的磁通扩散方程,以及比热随超导体温度变化的热传导方程组成.在此基础上,用数值方法求解了这组非线性磁热耦合方程,主要研究了有磁通跳跃状发生状态时环境温度和外磁场速度对于高温超导磁致伸缩的影响.结果表明:磁通进入超...     

时变外磁场中高温超导块材导向力性能的数值模拟

基于Bean临界态模型,针对目前的高温超导磁悬浮车系统,提出了一种模拟计算方法,该方法可计算在时变外磁场中块材导向力的衰减变化情况。通过对时变外磁场中块材温度、俘获磁通以及导向力等参数变化情况的实验结果和计算结果的对比,证实了该模拟计算方法的有效性。该模拟计算方法可用于定性研究高温超导块材的导向力性能在时变外磁场作用下的变化情况,为高温超导磁悬浮车的研究和工程实践提供了较为重要的科学依据。