BESⅢ超导电缆极端弯曲下载流能力试验及氦弧焊焊接接头低温电阻测量

北京谱仪（BESⅢ）超导磁体是为北京正负电子对撞机二期改造工程（BEPCⅡ）制造的超导探测器磁体．它采用了国际上先进的两相氮问接冷却方式及线圈内绕技术．其超导线为铝稳定体NbTi／Cu超导电缆．由于生产工艺上长度的限制，BESⅢ超导电缆由三段电缆焊接而成．焊接匝电阻必须限制在一定范围内，以免产生过大的焦耳热，影响磁体的正常运行．超导电缆由支撑筒内部引出到颈管及阀箱部分时，有一定角度的平弯及侧弯，这部分弯曲电缆的载流能力也是必须要考虑的问题．为此，我们进行了两次超导电缆性能测试实验，对超导电缆弯曲前后的载流能力进行了测试，并且测量了超导电缆低温下的焊接电阻．本文提供了这两次实验的实验结果及分析．     

YBCO薄膜过电流失超特性实验及分析

YBCO薄膜材料作为电阻型高温超导限流器的限流元件具有单位通流长度耐压高,失超后不易损毁等优点.本文设计一套实验设备,在不同幅值交流电源条件下,对YBCO薄膜过电流失超特性进行了测量.实验得到了在不同过电流作用下YBCO薄膜的阻抗及电压随时间的变化关系.大量实验数据表明,YBCO对短路电流有很好的限流效果.并且动作迅速,失超后有效限流电阻大.结合实验数据,文中将YBCO薄膜的过电流失超过程分为三个不同阶段.对应于不同幅值的交流电源,分析了不同阶段YBCO的电阻发展过程.本文得到的结论对YBCO薄膜限流元件的建模及失超传播分析有着重要的参考意义.     

YBCO超导体高临界电流的一种有效测量方法

本采用在银基带上进行ＹＢＣＯ取向晶体Ｊｃ测量的方法，克服了高Ｊｃ超导样品进行稳态直流传输测量时存在的接触发热、机械损坏、失超烧毁等困难。用银胶连接ＹＢＣＯ超导体和金属材料，其间的面接触电阻率随处理温度的升高明显减少。９００℃经４ｈ处理后，其值可达１０＾－７Ω·ｃｍ＾２。实验测量和理论分析表明，用银胶连接超导体和银基带，经一定温度处理后，进行Ｊｃ测量时，银基带上的分流可忽略不计，可见该种稳态Ｊｃ…     

YBCO涂层导体焊接接头电流分布研究

目前,由于制作工艺的限制,可生产的YBCO涂层导体(2G)的最大长度低于1km,而其在工程应用中需要的长度远远大于可生产长度,因此,针对超导接头技术开展相关研究具有重要的意义。提出了一种测试YBCO涂层导体焊接接头电流分布的试验方法。利用这种方法,分别对3cm,5cm,6cm,8cm,10cm 5种不同长度接头电流和电阻分布进行了测试,并用一个理论模型与实验结果进行了比较。结果显示:接头上下两层带材之间的电流流动大部分是在端点附近完成的;另外,接头电阻是由上下两层带材之间的电流流动引起的,并且主要是由端点处的电流流动决定的。     

YBCO带材低熔点焊接接头研究进展

以YBa_(2)Cu_(3)O_(7)(YBCO)带材为代表的二代高温超导带材被广泛应用于各类超导装备中,由于YBCO超导带材生产长度的限制,其接头技术将在带材的实用化发展中起到至关重要的作用,其中低熔点焊料焊接接头技术由于其工艺简单且能够满足目前二代高温超导材料的应用需求,成为现阶段接头制备的主流技术.本文基于YBCO基本属性,结合目前国内外的YBCO带材生产现状,系统全面地调研了低熔点焊料焊接接头技术的制作工艺及其性能的影响因素,明确了低熔点焊料焊接接头的关键影响因素,梳理了二代高温超导带材接头的焊接工艺流程,为二代高温超导带材接头的制备提供参考。     

BESIII超导电缆极端弯曲下载流能力试验及氦弧焊焊接接头低温电阻测量

北京谱仪(BESIII)超导磁体是为北京正负电子对撞机二期改造工程(BEPCII)制造的超导探测器磁体.它采用了国际上先进的两相氦间接冷却方式及线圈内绕技术.其超导线为铝稳定体NbTi/Cu超导电缆.由于生产工艺上长度的限制,BESIII超导电缆由三段电缆焊接而成.焊接匝电阻必须限制在一定范围内,以免产生过大的焦耳热,影响磁体的正常运行.超导电缆由支撑筒内部引出到颈管及阀箱部分时,有一定角度的平弯及侧弯,这部分弯曲电缆的载流能力也是必须要考虑的问题.为此,我们进行了两次超导电缆性能测试实验,对超导电缆弯曲前后的载流能力进行了测试,并且测量了超导电缆低温下的焊接电阻.本文提供了这两次实验的实验结果及分析.     

复层籽晶制备单晶畴YBCO超导块材

本文介绍了沿c轴方向排布复层籽晶制备YBCO超导单畴的方法.该方法能够使123晶畴在不同深度进行生长.通过c轴方向籽晶的排布,研究了YBCO单畴中的(001)/(001)晶界.虽然由于压模中籽晶ab面的倾斜,造成部分(001)/(001)晶界出现大角晶界,使晶界上残余有液相,但仍有晶界连接良好、晶界上不存在残余液相和211粒子、错配角小于5°的(001)/(001)晶界的形成.对于制备有深度要求的单畴块材,复层籽晶法是一种有效的生长方法.在定向控制好籽晶方向的条件下,该方法可以提高超导单畴的生长深度.在77K,0.5T下,测试该样品磁悬浮力达到37N.     

大畴YBCO超导块

叙述了用熔融织构生长 ( MTG)工艺和顶部籽晶法制备大畴 YBCO超导块材的工艺过程 ;还叙述了样品磁悬浮力及冻结磁场的测量方法及所达到的性能 ;综述了大畴 YBCO超导块材潜在的实际应用。     

二代YBCO带材接头电学性能低温实验研究

针对第二代YBCO高温超导带材接头进行相关电学性能测试,根据对YBCO带材与其他材料焊接接头模型进行电流转移分析,得出接头电阻与YBCO焊接面的电阻率、焊料种类有关。再进行YBCO带材临界电流测试,YBCO二层叠临界电流测试,YBCO带材不同搭接方式的临界电流以及接触电阻测试和不同焊料对YBCO带材接触电阻影响的实验,实验得出YBCO带材的接触电阻与焊料的选择无关,与焊接面有关。     

高场磁体Nb3Sn超导接头的制备工艺参数研究

Nb3Sn超导接头的制备工艺参数和条件对其性能有直接影响,获得有效的制备工艺参数对Nb3Sn超导接头的可靠性具有重要的意义.虽然,采用烧结法制备Nb3Sn超导接头行之有效,然而烧结法对工艺条件要求较高,受到球磨时长、压接压力、粉末配比、热处理时间等不同工况的影响.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对不...     

CICC导体接头电阻低温实验平台

ITER计划是目前国际最大的科技合作项目,中国承担ITER PF/TF/CC/CB/MB等超导导体及全部CC磁体、PF6大线圈的研制任务。CICC导体接头技术是磁体研制中关键技术,为了开展ITER超导磁体接头的研制,中国科学院等离子体物理研究所建立了大电流超导导体接头电阻低温实验平台。该平台主要包括:Φ300mm低温杜瓦、20kA超导变压器、电源系统、失超保护系统及数据采集系统。详细介绍了该测试平台的设计、研制,并利用该测试平台开展了多次ITER CC导体接头电阻的低温实验研究工作。     

ITER校正场磁体超导接头的设计与测试

设计了一种超导接头用于ITER校正场线圈和超导电流引线之间电流和液氦传输。介绍了校正场线圈超导接头和超导体的结构,计算了接头的直流电阻,确定了合理的超导接头制造工艺。超导接头样品电阻的检测值为1.4nΩ,低于5nΩ的设计值。     

用电泳技术制备YBCO高温超导厚膜

介绍了电泳技术制备YBCO高温超导厚膜的实验方法和YBCO高温超导厚膜的电学性质测量 ,讨论了在学生小型科研实验或设计实验中开展此实验的学时安排、注意事项和实验内容的扩展 .     

Creeping instability in YBCO ceramics under non-isothermal superconducting transition

A high number of normal-superconductor transitions of sintered YBCO samples have been monitored by AC susceptibility measurements simultaneously in three different regions of samples, in the presence of strong thermal gradient. With this method, different accidental mesoscopic vortex structure instabilities have not only been observed but also located. Even if local magnetothermal instabilities of oscillatory nature (f=0.1–0.02 Hz) appear in strong thermal gradient fields, their evolution remains localized. However, when such instabilities appear in superposed temperature and electric (DC) potential gradient fields, they travel together with the mixed-state zone (v=0.06–0.1 mms⁻¹) along the macroscopic specimen. The interaction of transport currents with shielding current instabilities of the mixed-state — modifying some percolative network paths — can be considered as a possible macroscopic scenario for the traveling instabilities.     

YBCO高温超导带材大电流冲击特性实验研究

随着第二代高温超导带材的性能不断提高和商业化供应,基于YBCO材料的超导电力技术应用研究也在逐步向多领域深入进行。超导带材的大电流冲击性能对于超导电缆的短路电流冲击耐受能力、电阻型限流器的限流性能等有着直接的影响。以不锈钢加强型超导带材样品为研究对象进行了实验研究,并对常压液氮浸没环境中,不同冲击时长、不同冲击电压条件大电流冲击过程中温升、冷却时长等特性开展了实验研究,总结了温升与冲击时长、冷却时间的关系和规律。实验是以超导限流器用超导带材为研究对象进行的。超导带材在故障电流下的发热量及其散热结构设计将成为超导电缆、超导限流器等超导电力装置设计成功与否的关键。     

EAST �ⳬ��ĸ�߳�����ͷ������

为把电流引线罐从EAST 大厅移到离装置约30m 外的电源大厅,重新设计和制造了连接新旧超导导体间的13 对超导接头。介绍了其中1 对超导接头的结构设计、空隙率的确定、理论直流电阻计算、压降计算和加工装配方案等。为此,制造了1 对超导接头,并进行通电测试,结果表明,所设计的超导接头结构和加工工艺满足EAST 工程的要求。     

EAST 外超导母线超导接头的研制

为把电流引线罐从EAST 大厅移到离装置约30m 外的电源大厅,重新设计和制造了连接新旧超导导体间的13 对超导接头。介绍了其中1 对超导接头的结构设计、空隙率的确定、理论直流电阻计算、压降计算和加工装配方案等。为此,制造了1 对超导接头,并进行通电测试,结果表明,所设计的超导接头结构和加工工艺满足EAST 工程的要求。     

化学溶液沉积(CSD)法制备YBCO薄膜研究进展

采用CSD法制备YBCO薄膜可精确的控制组份,不需要真空设备,成为近年来的研究热点之一。文中概述了CSD法制备YBCO薄膜的研究进展,总结了在不同的CSD工艺中,起始原料、化学添加剂对YBCO薄膜热处理时间、质量、可重复性等因素的影响。     

基于单螺线管的超导储能磁体阶梯结构设计优化

高温超导带材各向异性严重制约了磁体临界电流密度的提高,从而使其储能也受到影响。主要通过有限元分析软件对磁体建模仿真,在磁体带材用量不变的前提下,首先以单螺线管型磁体为前提,研究不同径高比对磁体储能的影响,并获取储能最高时的最佳径高比。在此基础上,通过结构优化,建立二阶梯结构的磁体使储能进一步提高,并获得此时储能最大时磁体结构所满足的条件——即满足θ约等于40°时。最后,通过由单一带材到混合带材的使用进一步提高储能。仿真结果表明,通过上述的结构和带材的优化,磁体的储能效率明显提高约61%。     

超导电缆中接头焊接的热分析模拟

大型超导磁体系统中,需要用超导接头来连接超导电缆的终端,其承担的主要作用是连接超导电缆并确保超导电缆的超导性能不因接头而降低,因此需要超导接头电阻足够小,不影响超导电缆的整体性能。影响超导接头电接触性能的主要工艺步骤有超导接头终端处理、接头盒压力密封焊。基于ITER Feeder系统中双盒搭接接头焊接工艺中单个盒体和双盒之间的焊接进行热分析,使用ANSYS分析软件,得到相应的焊接温度分布情况,为焊接工艺中加热方式和加热功率的确定提供了理论基础,验证了相关的设计参数。