高Tc超导体的临界电流和磁体应用

1987年高温超导材料的发现,给人以希望.甚至有人预言一个新时代的到来,在石器、青铜、铁器和半导体时代之后会是超导体时代.超导体时代的大多数应用,取决于利用其零电阻特性制作强磁体的可能性.这要求能将超导材料制成线材,在强磁场下临界电流超过10’A/cm2。 传统的超导体线材,如 Nb-Ti线,Nb3Sn线,由于转变温度Tc较低,只能在液体氦温度下工作,带来诸多不便.氧化物高温超导材料,Tc在液氮温度之上,似乎可在77K 以上使用,但存在两个主要的问题.一个通常称做“弱连接”或“颗粒超导电性”问题,材料中晶界等弱连接区限制了材料临界电流的大…     

金属薄膜和超导体

来自中国和美国的科学家用量子工程技术，制造出厚度仅有20～30个原子的铅晶体薄膜，然后测试了这些薄膜进入超导态的转变温度，发现转变温度随薄膜的厚度有规律地改变，膜越薄，超导转变温度越高．一篇相关的研究评述指出，有些金属（比如银）的大块状态不超导，这些结果提出了将这些金属用量子工程技术转变为超导体的可能性。     

运动超导体内的电磁场及磁悬浮力

论述了两种基本运动超导体内的电磁场及电流分布 ,分析了超导体受到的磁悬浮力。     

单螺线管型高温超导磁体的设计与优化

高温超导带材的各向异性严重制约着超导磁体可运行临界电流的提高,从而影响着磁体的性能。因此,电磁优化设计在高温超导磁体设计中占据着至关重要的位置。主要采用有限元软件对磁体建模仿真,根据磁体磁场的分布,采用多种带材绕制磁体,进行设计优化。结果表明,在相同体积的有效带材基础上,优化之后的临界电流明显提高,储能量提升了约22%;同时,在计算磁体的可运行临界电流时,采用了多次仿真、迭代计算的方式求解磁体的可运行临界电流。这种方法在仿真阶段可直接求解出磁体的临界电流,计算较为方便,而且获取的是实时运行的临界电流,更符合实际情况。     

陶瓷超导体的磁化强度和临界电流密度

假定晶内临界电流密度 Jc 为常量(Bean 模型),由磁化强度定义直接计算了四种形状的晶粒的不可逆磁化强眨 M 与 Jc 的关系,得到了相应的 Jc(△M)中的几何因子修正量.对第二类超导体,退磁场和退磁因子在 Meissner 态和H_(c1)附近的混合态仍是重要的,在其余磁场中都可以忽略.对氧化物陶瓷超导块,由于弱连接,晶间磁场近似等于外场.讨论了块样中非超导部分对实验测量的磁化强度■及 Jc 估算的影响.     

高温超导储能磁体几何参数的优化

对于高温超导储能磁体的设计,必须在保证磁体性能满足设计要求的前提下,对磁体的几何参数进行优化,以达到减小导线使用量和提高磁体性能的目的.文中介绍对双饼单螺管高温超导储能磁体,根据磁体性能随双饼数目的变化关系的计算进行磁体设计参数优化的方法.     

FeSe基超导体的探索与物性研究

自从2008年铁基超导体发现以来,人们探索并发现了一系列的铁基高温超导材料,其中FeSe基超导体因其具有的独特性质而引起了人们的广泛关注.本文主要介绍了两类新的铁基超导体,即水热合成法合成的（Li,Fe）OHFeSe及电化学插层方法合成的（CTA）_xFeSe的晶体结构及超导性质;对近年发展起来的利用电双层场效应晶体管技术以及固态离子导体调控FeSe的电子态性质的研究做了简要介绍.     

高Tc超导体的NMR和NQR研究的进展

本文简要地叙述了近年来用该磁共振（ＮＭＲ）和核四汲共振（ＮＱＲ）方法对高Ｔｃ超导体的研究．讨论了Ｌａ系和Ｙ系材料在从反铁磁性转变到超导电性各阶段中的ＮＱＲ谱的变化及其所提供的信息．讨论了 ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７的 ＮＭＲ研究，表明无论 Ｃｕ（１）或 Ｃｕ（２）均为自旋 Ｓ＝１／２的 Ｃｕ２＋伏态，并讨论了其中氧的伏态．简要叙述了金属超导体的自旋－晶格弛豫率随温度变化的规律，并将其与高Ｔｃ超导体中各元素的自旋－晶格弛豫率随温度变化的规津作了比较．     

绝缘层方势垒影响下N-I-d波超导体结的隧道谱

以方势垒描述N-I-d波超导体结中绝缘层对准粒子输运的影响,通过求解Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,利用Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论,计算了N-I-d波超导体结的隧道谱.研究表明:(1)绝缘层厚度在不同纳米量级下的隧道谱形状各异,即便其厚度处在同一纳米量级上,彼此间仅相差零点几个纳米,电会导致微分电导随偏压的变化关系迥异,这为解释高Tc氧化物超导体的相关实验现象提供了更多的可能性;(2)粒子的入射角和绝缘层的势垒值对零偏压电导峰有显著影响.     

制冷机传导冷却固氮保护的高温超导磁体系统的研究进展

简要的回顾了制冷机传导冷却固氮保护的高温超导磁体系统的发展历史,介绍了此磁体系统的特点,并展望其未来发展趋势。     

低温/高温复合超导磁体的研究进展

低温/高温复合超导体的研究是当前超导领域比较新的一个课题,文章介绍了低温/高温复合超导体的结构以及加工工艺,并结合相关数值模拟和实验结果对复合超导体电流分布、热传导性质、理论机理和稳定性研究等相关问题进行了讨论与探索。     

Bi-2212超导线材研究进展

Bi-2212高温超导材料在高磁场中具有优异的磁场载流能力,可制备成各向同性圆线,可以绞制成大电流的电缆导体,是大型强磁场磁体的首选材料之一.经过30多年的发展,Bi-2212超导线材的临界工程电流密度(JE)也已达到工程应用要求.综述了国内外近年来Bi-2212超导材料在载流性能、绝缘、内插线圈和热处理等方面的研究进...     

35kJ高温超导储能磁体的优化设计

介绍了35kJ高温超导储能磁体的设计步骤。为了减少常规寻优方法的计算量,将加权粒子群优化算法(WPSO)引入到高温超导储能磁体的优化设计中,给出了用B i-2223超导线材进行35kJ储能磁体设计的优化结果,分析了高温超导线材的各向异性对磁体临界电流的影响,并比较了两种不同的单螺线管磁体结构在不同优化目标的情况下,超导线材用量和杂散磁场的分布的变化。     

8T���߹��͸��³�������ĵ���Ż������

介绍了一种强磁场高温超导螺线管磁体电磁性能的优化方法。通过编写Matlab数据处理程序优化了一个中心磁感应强度为8T、内径为20cm的磁体。利用有限元分析法分析已优化磁体的磁场分布,得到磁体在垂直方向的最大磁感应强度值与Matlab数据处理程序计算的结果基本吻合。     

基于Ansoft的永磁轨道排布方式的仿真优化

将永磁轨道上表面磁感应强度作为主要参数进行检测和考察,以衡量其悬浮性能的优劣程度。首先通过对比Ansoft仿真值与实际测量值,确定了最佳测量位置为永磁体上表面2mm处,然后分别对多种排布方式的永磁轨道表面磁感应强度B进行了仿真并观测,得出结论表明:从制作的经济性以及实用性考虑,三极对顶式永磁轨道能提供目前最优的悬浮性能。该结论对高温超导磁悬浮系统永磁轨道的制作和设计有一定的参考价值。     

Possible higher temperature superconductivity in the modulation-doped superlattice structure of cuprate superconductors

We design a new structure for a cuprate superconductor indicating the possibility of higher temperature superconductivity using our recently proposed composite fermions theory. It is constructed with modulation-doped superlattice structures, which are often used in the design of semiconductor superlattice devices. The superconductive critical temperature ($T_c$) was calculated in the superlattice structures of the superconductor in which the optimal doped CuO₂ layer was sandwiched between two less-doped CuO₂ layers. We find that if these structures could be realized in a cuprate superconductor such as Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O₁₀ or HgBa₂Ca₂Cu₃O₉, the highest $T_c$ could attain the level of 300 K at atmospheric pressure.     

铁磁超导态/绝缘层/自旋三重态p波超导体结的直流Josephson电流

由Bogoliubov-de Gennes方程得到铁磁超导共存态(FS)的自洽方程，利用推广的Furusaki-Tsukada的电流公式计算了铁磁超导态/绝缘层/自旋三重态p波超导体(FS/I/p)结的直流Josephson电流随结的温度、相位差以及FS中磁交换能、结界面的势垒散射强度的变化关系.研究表明：FS中磁交换能、结界面的势垒散射均抑制FS/I/p结的直流Josephson电流.当自旋三重态超导体具有p_x波配对势时，自旋三重态超导体结的直流Josephson电流随结两侧相位差的振荡周期是π. 关键词： 铁磁超导态 自旋三重态超导体 p波超导体 直流Josephson电流     

5kJ高温超导环型储能磁体电磁优化设计

电磁优化设计在高温超导磁体的设计中占有至关重要的地位。文中应用MATLAB中的遗传算法工具箱并结合ANSYS有限元仿真计算,对高温超导储能磁体进行了电磁优化设计,给出了用AMSC公司生产的YBCO带材进行储能量为5kJ的环型磁体的电磁优化设计的结果,并对优化设计的结果进行了分析和总结。     

300MJ环状高温超导储能磁体的优化设计

介绍了300M J环状高温超导储能磁体优化设计的步骤。为了提高优化设计的效率,减少常规寻优方法的计算量,将改进的粒子群优化算法引入到高温超导储能磁体的优化设计中,给出了用B i-2223超导线材进行300M J环状储能磁体设计的优化结果,并采用商用电磁场有限元分析软件ANSYS对本文关于环状螺线管系统磁场、能量计算方法的正确性进行了验证。     

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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。