超导线瞬态换热特性的测定

焓稳定的超导磁体,其抗扰动能力应由瞬态热交换特性来决定。本文讨论了用超导线本身同时作为加热器和温度计来测定其瞬态换热特性的方法,分别测定了裸铜表面、涂漆表面的超导线样品在大体积液氦及有限量液氦中的瞬态热交换行为,得到了百微秒一毫秒级内的一些热交换数据。     

铌钛中空超导电缆接头的直流特性分析

超导电缆接头是超导磁体的关键部件之一,其性能直接影响超导磁体的运行稳定性。通过对超导电缆接头的直流特性分析,可以比较全面详实的了解接头中电流的分布规律,并据此设计超导接头的最佳连接方式和尺寸。分析采用的软件是OPERA 13.0,建立并计算了超导接头全尺寸简化模型、1/33分段股线模型和1/33分段单侧股线模型,3类共计48个模型。在以减少超导接头引起的电缆载流能力损失,即做到各股线电阻的尽可能一致,并将接头整体电阻控制在nΩ级为目标,通过48个模型的计算结果,确定了中空超导电缆接头的最佳几何参数,分析了影响接头电流分布的关键因素。     

草酸钛钙正负电流变液在电场下的宏观对比

本文主要从草酸钛钙正负电流变液的宏观表现出发,通过设计光学成像对比实验,拍摄到了正负电流变液各自在直流电场下内部结构的变化过程。得到的观测结果直观地验证了电流变液的内部结构变化,也间接地验证了对应的流变液理论。实验观测一方面解释了正负电流变液的某些光学性质,另一方面探究了相应的正负电流变液样品的形成机理。我们也同时拍摄到了负流变液独特的树枝状结构以及形成过程,并且发现结构形状与电场方向有关,我们尝试对这些现象给出了推测和解释。     

铌钛超导体的非合金化制备

本文研究了Nb片和Ti片在不同温度下的扩散行为,并利用Nb片和Ti片交替组配加工,经过扩散反应制备出了NbTi超导线.运用扫描电镜(SEM)观察了Nb/Ti界面的扩散形态及微结构,并对热处理工艺的合理选择进行了讨论.结果表明:经800℃,5小时扩散可得到厚度最大,Ti含量最高的NbTi超导相.该工艺制备出的NbTi超导线材的临界电流密度Jc可达到2800A/mm2(5T、4.2K)和4200A/mm2(3T、4.2K),与传统工艺制备出的超导体的性能相当.     

铌钛超导体的非合金化制备

本文研究了Nb片和Ti片在不同温度下的扩散行为，并利用Nb片和Ti片交替组配加工，经过扩散反应制备出了NbTi超导线．运用扫描电镜（SEM）观察了Nb／Ti界面的扩散形态及微结构，并对热处理工艺的合理选择进行了讨论．结果表明：经800℃，5小时扩散可得到厚度最大，Ti含量最高的NbTi超导相．该工艺制备出的NbTi超导线材的临界电流密度Jc可达到2800A／mm^2（5T、4．2K）和4200A／mm^2（3T、4．2K），与传统工艺制备出的超导体的性能相当．     

C掺杂MgB2超导线材的失超特性研究

研究了不同芯数(单芯、6芯和12芯)的C掺杂MgB2超导线材的失超特性.在制冷机环境(20K)下测量了C掺杂MgB2超导线材样品在自场下的最小触发能及失超传播速度.实验结果表明,失超传播速度随着工作电流的增大而线性增加.失超传播速度的大小跟测量位置有关,离触发区越近的传播速度越大.单芯样品的最小触发能最小,6芯和12芯线的最小触发能相差不大.最小触发能随工作电流的增加成指数形式衰减.     

铝稳定超导线的研究

本文介绍了一种检测铝稳定超导线的 Cu/NbTi 复合线与铝基材之间结合情况的特殊方法,描述了采用该种导线制成的线圈模型及其纵向和横向失超传播速度的计算和实测结果.研究表明,电流由超导体流向常导基材的所谓“转移长度”是恰当表征该种导线铜与铝基材之间结合状况的重要物理量;计算和实测的失超传播速度为了解这种铝稳定超导线的失超传播性能提供了一定的依据.     

YBCO超导线圈失超保护的研究

近来膜超导体YBCO的长尺寸化取得了较大的进展，有望在不久的将来用这种下一代的高温超导体制成超导线圈。与用低温超导体材料绕制的线圈相比，高温超导线圈可以在较高的温度下运行且较难发生失超现象。即使这样，对高温超导体失超的研究和测量也是非常有必要的。特别是膜超导体由YBCO薄膜和Ni基金属基带(比如Hastelloy合金)组成，当导体失超时有较高的电阻率。     

铌钛铜合金的多因子实验设计法研究

一、引言 Nb-Ti合金是目前工业上用的一种超导材料,由于其加工性能良好,在超导装置中获得了广泛的应用.为了进一步提高Nb-Ti合金的超导性能,国内外最近在成分上用第三元素(例如铜等)合金化;在工艺上用冷加工和热处理多次交替进行处理,取得了较好的结果.     

IMD-MgB2超导线材的研究进展

中心镁扩散技术(IMD)自2003年被Giunchi等人首创以来,国内外学者系统地揭示了Mg与B反应机制,MgB_(2)烧结成相过程及掺杂物的影响;IMD-MgB_(2)线材具有致密的MgB_(2)层,J_(e)远高于同等条件下传统PIT法制备的线材.目前IMD-MgB_(2)百米级线材已被成功制备,为IMD-MgB_(2)超导线材的生产应用奠定了基础.本文首先简要介绍了IMD-MgB_(2)超导线材的发展历程,其次讨论了对线材超导性能影响的相关因素,包括B粉和C掺杂、有效的MgB_(2)层密度、晶粒尺寸、粉末填充系数、线材直径、热处理条件及线材的交流损耗,最后简述了IMD-MgB_(2)超导线材目前存在的技术难题及未来的工作重心.     

铅笔导线的电路特性浅析

纸基器件以其低成本、高便携性、安全环保和工艺简单等特点,逐渐成为研究的热点。本文选题来自于2020年国际青年物理学家锦标赛第十题,“Conducting Lines”。在本文中,我们设计实验方案,搭建了控制压力变量的画线实验装置,用铅笔制作了不同类型的电阻和电容型纸基器件。对铅笔画出的“导线”构建的纸基器件进行测试,并从等效电路原理出发分析,测量了相关电学参数并探究其直流和交流特性。实验结果与理论分析符合较好。本文工作提供了一种简单易行的基于纸基器件的电路特性的教学实验方法,适用于本科实验教学。     

高温超导导线I_c-B特性的测量

测量了高温超导导线Bi-2223/Ag的临界电流值与外加磁场的依赖性关系.实验结果表明:超导线材的临界电流不仅与磁场大小有关,而且还与外磁场的方向有关.外磁场越大,临界电流值越小;Bi-2223/Ag呈扁带状,临界电流对磁场的依赖性呈现各向异性.该实验与高温超导材料临界温度测量实验结合为高温超导电性能综合测试实验,为学生自主研究提供了拓展空间.     

暗声学超材料型充液管道的低频消声特性

充液管道低频声的有效吸收和消减一直是一个颇具挑战性的难题.受声学超材料理论启发,本文设计了一种沿管道轴向方向等距布置小体积声学短管的充液周期管道系统.该管道系统可以诱发声波传播超宽低频带隙的产生,使得声波在带隙频率范围内传播将被显著衰减,乃至无法透射,近乎被完全吸收,称为暗声学超材料型充液管道.进一步,揭示了暗声学超材料型充液管道中声传播带隙的产生机理、参数影响规律,研究了该波导管对低频噪声的降噪特性,初步探讨了工程实际可实现的暗声学超材料型充液管道的结构实现形式.研究成果有望为管道低频噪声控制提供一条新的技术途径.     

应力对铌钛超导线临界电流的影响

近年来,随着超导体在大型装置中越来越多的应用,以及对于超导体”退化”和“锻炼”问题的深入研究,广泛开展了超导体应力效应的研究.我们建立了一个简单的装置,来研究应力对铌钛(50 wt％)单芯线临界电流的影响. 实验装置简图见图1.实验杜瓦4为在存有液氦情况下可更换样品的玻璃杜瓦.背     

MgB2超导线I-V曲线的测量

2001年1月MgB2的超导电性被发现以来,这种临界温度达到40 K左右的超导材料引起了国际超导界广泛的兴趣,短时间内就对其进行了深入的研究.MgB2属于传统的电子-声子耦合的BCS超导体,它的临界温度大于或者接近BCS理论所预言的临界温度的上限,因此,这种材料在理论研究上具有重要的意义.本文对MgB2超导线的I-V关系进行了初步的测量,我们测量的超导线样品的MgB2层厚度大约只有0.5μm,截面积约1.5×10-6cm2,实验得到了许多有意义的实验结果.     

超流He的宏观量子特性

196 4年国际计量委员会通过议案 ,以铯原子钟作为守时的基准 :1ｓ =9192 6 31770× (1/ν铯) ,其中ν铯 是13 3 Ｃｓ原子基态超精细结构能级Ｆ1=3和Ｆ2 =4之间的共振跃迁微波频率 .按照现代原子钟的测量 ,地球的自转周期竟然也会发生变化 :一昼夜的长度可能有 0 0 0 2ｓ的上下起伏 .本文所要讨论的是 ,用超流Ｈｅ的位相相干特性探测地球的自转 .想像有一只尺度仅数厘米的汽车轮胎 ,里面充满了超流4 Ｈｅ .在“轮胎”内部用一块隔板将环状的超流体阻断 ,并且在隔板上钻一个直径小于 1μｍ的针孔 .这样 ,便构成了一个单结超流约瑟夫森环——…     

钽铌合金材料的冲击压缩特性研究

 对一种新型的钽铌合金材料进行了冲击压缩特性实验研究，通过超声测量得到了其常态下的横波和纵波声速，进而计算得到了其相关的一些静态力学参量。通过二级轻气炮加载技术，得到其在60~196 GPa压力范围内的冲击Hugoniot线。这一测量结果与混合物叠加法估算的结果符合较好，并将这种新型合金材料的力学特性与两种钨合金材料进行了简单对比。比较结果显示，Ta-Nb合金材料是一种具有较好工程应用前景的材料。     

用离子束溅射方法制备的钛薄膜表面形貌分析

用离子束溅工艺在K9玻璃基片上沉积Ti薄膜，并用原子力显微镜对其表面形貌进行测量，通过数值相关运算，发现在此工艺条件下薄膜生长界面为各向同性的自仿射分形表面，并用粗糙指数、横向相关长度和标准偏差粗糙度对薄膜样品表面进行定量描述。利用自仿射分形表面的相关函数对数值运算的结果进行拟合，得出Ti薄膜生长界面的粗糙度指数α＝0．72，相应的分形维数Df＝2．28，并由此得到在离子束溅射工艺下Ti薄膜屑于守恒生长的结论，其生长动力学过程可用Kuramoto—Sivashinsky方程来描述。     

非线性静磁表面波的传播特性

将文献[4]的理论结果加以推广,用微扰理论导出了微波场作用下铁磁材料的动态非线性磁化强度的各阶近似表达式。严格分析了在波矢k与外偏置磁场H₀成任意角度时非线性静磁表面波的传播特性。证明了静磁表面波在任何传播方向上都不能演化为静磁孤子。 关键词：