高温超导体零场临界电流的尺寸效应

以临界态概念为基础,采用等效钉扎力方法对烧结的氧化物超导体样品在液氮温度下零磁场临界电流平均密度进行了理论分析。所得结果和实验相符合。在以上同样的假设下,计算了块样的剩余磁化强度。证明了磁化强度测量决定临界电流的实验方法在决定零场临界电流密度时也适用。     

采用飞秒激光制备REBCO超导带材微桥结构的研究

采用飞秒激光器制备了基于第二代高温超导带材(REBCO)的微桥结构。激光共聚焦显微镜以及扫描电镜进行表征,结果表明微桥刻蚀区超导层被完全刻蚀,可以有效约束电流的通路。此外,开展了液氮温区自场条件下临界电流测试,临界电流成比例缩小,n值稍有减少。研究结果表明,采用飞秒激光器制备高质量高鲁棒性的微桥,可以极大的提高效率,为后续进一步在极端条件下测试具有较高载流能力的高温超导带材样品奠定基础。     

纳米C和SiC掺杂对MgB2带材超导性能的影响

采用X射线衍射仪，扫描电镜，超导量子干涉仪等仪器对纳米C和SiC掺杂的MgB₂带材进行了表征，并采用标准四引线法对样品的临界电流进行了测试. 实验表明，C和SiC掺杂在提高MgB₂带材高场下的临界电流密度方面具有显著效果. 在温度为4.2 K、磁场大于9 T条件下，C和SiC掺杂样品的临界电流密度与未掺杂样品相比均提高一个数量级以上. 掺杂样品高磁场下良好的临界电流性能主要归因于C对B的替代所产生的晶格畸变、位错等缺陷和局部成分变化而导致的有效晶内钉扎作用. 实验结果表明，SiC掺杂的MgB2带材之所以具有非常好的高场电流特性，和C掺杂的样品一样， C对B的替代起到十分关键的作用. 关键词： 2带材')" href="#">MgB₂带材 C掺杂 SiC掺杂 临界电流性能     

基于ReBCO涂层导体各向同性超导股线自场下临界电流

本文提出一种基于第二代高温超导涂层导体(ReBCO CC)具有各向同性结构的高温超导股线.股线中的带材按照中心对称的方式进行排列,使用导热导电性能良好的金属材料对带材进行捆扎包覆,采用金属包套工艺提高股线的机械性能和电磁稳定性.为了研究各向同性高温超导股线(IHTSS),本文提出一种根据带材各向异性,通过有限元仿真,计算股线自场下临界电流的方法.制作了一根20cm长的IHTSS短样,在液氮温度下对其自场临界电流进行了测量,实验结果与计算结果基本一致,证明了计算的合理性.此外,实验和仿真表明,IHTSS在液氮温度下已具有较高的临界电流.     

吸气溅射Mo_(1-x)Si_x薄膜的超导性能

对于四个Mo_(1-x)Si_x薄膜样品进行了超导转变温度、临界温度附近的临界磁场以及在4.2K下的临界电流的测试,并且测量了室温(300K)及低温(8K)下的电阻率,结果显示四个样品具有非晶的特征,其中Mo_(78)Si_(22)薄膜样品有较好的非晶特性。     

高温超导Tl2Ba2CaCu2O8斜切本征结特性研究

在铝酸镧(LaAlO_3)斜切衬底上制备了Tl_2Ba_2CaCu_2O_8(Tl-2212)本征约瑟夫森结微桥,对其进行了输运特性研究。测试了样品在不同测量温度下的电流电压(I-V)曲线,结合模型仿真结果对临界电流特性进行了研究分析。利用低温扫描激光显微镜(LTSLM)初步探讨了Tl-2212本征结微桥的温度空间分布特性,观察到样品中出现热域并随着偏置电流的变化而变化。     

纳米C和SiC掺杂对MgB2带材超导性能的影响

采用X射线衍射仪,扫描电镜,超导量子干涉仪等仪器对纳米C和SiC掺杂的MgB2带材进行了表征,并采用标准四引线法对样品的临界电流进行了测试. 实验表明,C和SiC掺杂在提高MgB2带材高场下的临界电流密度方面具有显著效果. 在温度为4.2 K、磁场大于9 T条件下,C和SiC掺杂样品的临界电流密度与未掺杂样品相比均提高一个数量级以上. 掺杂样品高磁场下良好的临界电流性能主要归因于C对B的替代所产生的晶格畸变、位错等缺陷和局部成分变化而导致的有效晶内钉扎作用. 实验结果表明,SiC掺杂的MgB2带材之所以具有非常好的高场电流特性,和C掺杂的样品一样, C对B的替代起到十分关键的作用.     

用于ITER的NbTi超导股线临界电流测试方法

介绍了一种用于ITER的NbTi超导股线在不同温度下临界电流测试的方法和装置。该装置包括一孔径为70mm、最高磁场高达16T的背景磁体以及变温杜瓦等系统。对NbTi超导线变温测试设计了二元电流引线。用该系统得到了其NbTi超导股线在不同磁场不同温度下的临界电流,用“Luca”定标律拟合了测试结果,并对测试结果进行了分析。     

具有不同扭距的堆叠扭绞型复合导体临界电流特性分析

根据高温超导堆叠扭绞型复合导体的结构参数,研究堆叠带材根数及扭绞节距对其临界电流特性的影响。首先阐述了堆叠扭绞型复合导体的结构特点,据此设计并制作实验样品。在77K、自场下,对采用不同根数超导带材复合而成的导体样品,分别测试其在多个扭绞节距下的临界电流。通过实验测试可得,随着扭转角度的增大,导体的临界电流不断衰减,且堆叠带材的数量越多,导体的临界节距越大。     

吸气溅射Mo1-xSix薄膜的超导性能

对于四个Mo_1-xSi_x薄膜样品进行了超导转变温度、临界温度附近的临界磁场以及在4.2K下的临界电流的测试,并且测量了室温(300K)及低温(8K)下的电阻率,结果显示四个样品具有非晶的特征,其中Mo₇₈Si₂₂薄膜样品有较好的非晶特性。 关键词：     

YBCO高温超导带材低温临界性能测试方法

介绍了一种临界电流测试系统,用于研究钇钡铜氧(YBCO)高温超导带材在不同温度以及不同磁场强度环境下的临界电流特性,该系统基于四引线法,其主要包括一孔径70mm、最高磁场16T的背景磁体以及低温杜瓦;Keithley 2182A纳伏表,PCI-9114数据采集卡搭建的数据采集系统,以及Lakeshore 340温控仪的温度控制系统。利用该系统进行YBCO带材分别处于平行场及垂直场时不同温度及磁场强度环境下的临界电流测试,得到了YBCO带材在低温环境下的临界电流特性,为YBCO带材的应用及研究提供依据。     

YBCO高温超导带材低温临界性能测试方法北大核心

介绍了一种临界电流测试系统,用于研究钇钡铜氧(YBCO)高温超导带材在不同温度以及不同磁场强度环境下的临界电流特性,该系统基于四引线法,其主要包括一孔径70mm、最高磁场16T的背景磁体以及低温杜瓦;Keithley 2182A纳伏表,PCI-9114数据采集卡搭建的数据采集系统,以及Lakeshore 340温控仪的温度控制系统。利用该系统进行YBCO带材分别处于平行场及垂直场时不同温度及磁场强度环境下的临界电流测试,得到了YBCO带材在低温环境下的临界电流特性,为YBCO带材的应用及研究提供依据。     

Bi-2223带材制备的高温超导电流引线

为了降低沿电流引线的漏热,用于制备高温超导电流引线的B i-2223带材要求具有较低的热导率。文中介绍了低热导率银金合金B i-2223高温超导带材;给出了其热导率的测试结果;并采用该带材制造了高温超导电流引线样机。液氮条件下测试该段高温超导引线的临界电流为332A。     

YBa_2Pb_xCu_(3-x)O_y的临界电流特性

本文系统地研究了 Y Ba_2Pb_xCu_(3-x)O_y(0≤x≤0.4)高温超导体的正常态电阻率,交流磁化率,临界温度和临界电流密度等参量之间的关系.结果表明,在0≤x≤0.4范围内,样品的 T_c只有很小的变化,而电阻率和临界电流密度则随 x 发生显著的变化.特别是当 x=0.1时,样品的电阻率最小而相应的临界电流密度最大,在液氮温度下 J_c 为单相 Y Ba_2Cu_3O_(7-δ)样品的三倍多.作者还发现样品内界面层对临界电流的影响比超导相所占比例更大.作者应用McMillan 理论和 Ambegaokar-Baratoff 理论结果分析了实验数据.     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)四方向正交过渡的物相结构、电子结构和超导电性的研究

本文对单相YBa_2Cu_3O_(7-y)在不同温度淬火所得系列样品进行了X射线衍射分析物相结构分析和X光电子能谱电子结构分析以及电阻-温度特性测试和液氮温度下样品的电流密度与样品的电阻恢复率的关系曲线测试,讨论了样品的物相结构的相变过程、电子结构与超导电性的关系。     

高温超导带材临界电流各向异性的试验研究

二代高温超导带材因其机械和磁场下的性能优于一代带材,近年来受到广泛关注。文中针对高温超导带材的特点,结合实验室的现有设备,设计了超导带材临界电流的测试平台,对三种二代高温超导带材在77K、不同磁场、不同角度下的临界电流进行了测量,分析了其在不同背景磁场和磁场角度下的各向异性,并用插值法拟合出了其临界电流与磁场及其角度的关系曲面,为超导磁体设计中高温超导带材临界电流的计算提供依据。     

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．     

EAST装置15kA高温超导电流引线研发

低温超导磁体采用高温超导电流引线能显著降低制冷系统的造价和运行费用．正在建造中的大型超导托卡马克核聚变试验装置（EAST）需要一对16kA和12对15kA电流引线．所研发的电流引线采用美国超导（AMSC）公司提供的Bi-2223／Ag-Au带材，每5条超导带组成单元叠，与不锈钢支撑圆筒表面50个槽软钎焊成超导段．支撑筒两端铜接头，温端与铜电流引线段丝扣连接并低温钎焊;冷端与100根NbTi／Cu超导线直接锡铅钎焊．冷端采用4K超临界氮流冷却;温端正常运行温度为78K，用液氮冷却．设计要求在此冷却条件下的临界电流大于16kA.78-290K铜电流引线采用3头螺旋槽换热器，冷氮气冷却．为提高电流引线的安全性，在高温超导段温端贮存适量液氮作为热沉，大大增加电流引线被烧毁的时间常数．     

扭转应变下的YBCO超导带材临界电流特性研究

为了推动YBCO带材应用于大电流导体及高场磁体,有必要研究YBCO带材在扭转状态下的特性.本文自制了一个高温超导带材扭转测试装置,研究了上海超导的YBCO带材在液氮自场下临界电流与扭转角度的变化关系.在扭转状态下,带材的临界电流会发生衰退行为,当扭转角大于720°时,临界电流快速下降,带材n值的变化与临界电流的变化大体相似.研究发现沿带材纵向上的临界电流退化行为较为均匀,表明带材上的扭转形变比较一致.当扭转角度达720°时,临界电流有97%的衰退,撤去扭转时发现临界电流并未恢复到初始状态,并且此后的临界电流都不可恢复,说明此时的扭转应力对带材造成了永久损害.以95%Ico为临界扭转标准,带材的临界扭转角为750°,相应的临界扭距为136.8mm,极限扭转剪切应变为0.46%.     

用于高温超导磁体的固氮系统设计与实验

相比于其他制冷剂,固氮具有热容大的特点,利用这一特点冷却高温超导磁体,可以实现超导磁体系统较高的热稳定性。将高温超导浸泡在液氮内,采用单台10K双级G-M制冷机将液氮变成固氮,可获得最低8K的固氮系统。对固氮冷却的超导磁体进行10~60K的宽温区控温实验,可获得±0.05K的高稳定性控温精度,从而进行不同温度下超导磁体的临界电流、临界磁场以及稳定性研究。