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利用高压热处理技术提高Bi-2223/Ag高温超导带材临界电流

瞿体明 , 张智巍 , 黄凯特 , 顾晨 , 宋秀华 , 韩征和 , 曾攀

低温物理学报

提高临界电流密度(J_c)对促进Bi-2223/Ag高温超导带材的应用有着重要意义.在常压热处理条件下所制备的带材中存在大量的裂纹、孔洞和第二相颗粒等,这些因素都会对带材的超导连接性能产生破坏作用.我们成功建立了一套可用氧气氛的热等静压设备,工作气压和温度可同时达到15 MPa和850℃.通过引入裂纹愈合热处理过程,我们成功对带材进行了高压热处理,所得样品中第二相颗粒和裂纹数量大幅度降低,77 K、自场下的临界电流相比常压热处理样品提高了20%左右.

关键词: Bi-2223/Ag高温超导带材 , 高压热处理 , 临界电流 , 裂纹愈合热处理

Nano-SQUID中方波脉冲测量方法对于临界电流的精确表征

柳西西 , 刘晓宇 , 汪浩 , 陈垒 , 王镇

低温物理学报

Nano-SQUID因为具备可能探测到单电子自旋的能力而受到广泛关注.为进一步提高该器件的灵敏度,不但要优化器件制备工艺,而且也要发展低噪音高效率的测量系统.通常,由于nano-SQUID存在回滞现象,导致在测量方面nano-SQUID无法使用标准的SQUID读出电路.本文设计了一种全新的方波脉冲测量方法,由信号发生器串联一个大电阻发送电流脉冲,注入nano-SQUID,并采用ADWin数据采集卡读取器件两端的电压.该方法不仅可以消除电流—电压回滞现象带来的测量上的不便,而且可以通过缩短脉冲周期的方法进一步提高系统的测量速度.在此基础上,通过降低系统方波脉冲占空比ton:toff,增加超导器件因受到脉冲电流激发后的冷却时间,减小热噪音对临界电流准确测量的影响,从而获得准确的临界电流—磁通调制曲线,调制深度△Ic/Ic=7.9％.此外,本文对采用本测量方法的nano-SQUID磁通噪音表征方法进行了讨论,测得器件磁通噪声为72 μφ0/Hz1/2,等效磁性测量精度为1.19×10-16 emu/ Hz1/2.

关键词: nano-SQUID , 方波脉冲测量 , 临界电流 , 热效应

磁场下高温超导带材临界电流试验研究

余梦泽 , 韦斌 , 朱浩骏 , 史正军 , 魏子镪 , 洪辉 , 张敬因 , 王海珍 , 夏时光

低温物理学报

高温超导带材在受到外界磁场的影响时,临界电流会发生衰减,衰减程度由外界磁场的方向和强度决定.本文研究了第一代和第二代高温超导带材在不同方向、不同大小的磁场下,临界电流的变化情况.在温度77K、0～0.4T垂直磁场和平行磁场下,分别对比测量了北京英纳超导技术有限公司、日本住友公司、American Supercon-ductor、Superpower、日本藤仓和韩国苏南生产的第一、第二代高温超导带材样品的临界电流.文中详细介绍了试验情况,包括电路搭建、线材固定方法和测量标准.通过比较这些样品的测试结果,为高温超导带材的应用提供有价值的参考.

关键词: 第一代高温超导带材 , 第二代高温超导带材 , 临界电流 , 垂直磁场 , 平行磁场

YBCO双饼线圈制备工艺及性能测试

魏海鸿 , 李鹏远 , 孙林煜 , 陈辉 , 闫腾飞

低温物理学报

针对YBCO高温超导带材在制备磁体过程中性能退化的问题,从骨架结构、预应力、绕制工艺等方面介绍了一种双饼线圈的绕制方法.根据该方法成功绕制了两种规格的双饼线圈,并使用四引线法对线圈的性能进行低温测试,测试结果与设计值的对照表明:线圈性能符合预期目标,绕制工艺稳定可靠,对于高温超导磁体的设计和制备具有一定的指导意义.

关键词: 高温超导 , 双饼线圈 , 绕制工艺 , 临界电流

10kA高温超导直流电缆在线监控系统及其试验研究

朱志芹 , 戴少涛 , 张京业 , 滕玉平 , 郭文勇 , 赵连岐

低温物理学报

10kA高温超导直流输电电缆于2012年9月26日投入示范运行,用于给电解铝车间供电10000A.本文介绍了10kA高温超导电缆在线监控系统的设计及其实现,10kA超导电缆并网运行前临界电流试验及数据分析,10kA超导电缆并网运行后各个参数的监测.通过精确测量超导电缆进出口温度计算10kA超导电缆系统的损耗,分析了超导电缆运行电流对超导电缆系统损耗的影响.

关键词: 高温超导电缆 , 在线监控 , 临界电流 , 损耗

连续工艺制备的MgB2超导线的传输电流特性

稀有金属材料与工程

美国高新技术研究所(HTR)采用连续装管成型(CTFF)粉末装管技术(PIT)制备了MgB2/Fe复合线.目前已制备出直径为1.2mm的先驱线(包Fe的Mg+B混合粉),长度达70m.在800℃～950℃处理3min～30min的短样品,传输临界电流密度(Jc)在4K/4T下达到(2～3)×104A/cm2,在4K/2T下达到4×104A/cm2,在4K自场下外推的Jc最少达到2×105A/cm2.用磁测量方法得到的Jc与外推得到的传输临界电流值差不多.

关键词: MgB2 , 临界电流

基于Ansoft的Bi系高温超导磁体临界电流的仿真计算

李海涛 , 魏佩瑜 , 刘万强 , 王荣印 , 王钦冰 , 张昆

低温物理学报

本文基于Bi2223/Ag超导带材的临界电流特性,探讨了高温超导磁体临界电流的计算方法,使用有限元电磁仿真软件Ansoft Maxwell建立了双饼线圈和小型超导磁体的模型,给出了磁场按方向分解后各分量的分布情况和找出各分量磁场的最大值的方法,利用各分量磁场最大值确定超导磁体的励磁直线,再依据超导磁体的励磁线和临界电流与各磁场分量的关系曲线确定其临界电流,并以实际双饼线圈和小型超导磁体对计算结果进行了验证,较小的误差证明了该计算方法的可行性.

关键词: Bi2223/Ag , 高温超导磁体 , 临界电流 , Ansoft

高温超导磁体临界电流影响因素的研究

张宏杰 , 励庆孚 , 宗军 , 董宁波

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2006.02.007

临界电流值是描述 Bi-2223高温超导带材性能的一个基本参数,在一定的温度条件下,Bi-2223高温超导带材的临界电流是带材所在位置磁场大小和磁场方向的函数,其短样的临界电流值可以通过四引线法测量,单根超导带材的自场很小,磁场对临界电流的影响可以忽略.高温超导磁体的临界电流被定义成引发该磁体失超的最小电流,高温超导磁体的自场比单根超导带材的自场要大得多,磁体各个位置的磁场大小和方向各不相同,很难用理论的方法准确计算磁体的临界电流.对于高温超导磁体而言,除了磁场的影响因素以外,绕制磁体所用的超导带材自身的均匀性也是影响其临界电流的一个重要因素.本文对这两个因素进行探讨,并着重讨论高温超导带材自身的均匀性对临界电流大小的影响,本文的结论可以为高温超导磁体的设计、磁体绕制时带材的选择、磁体运行时安全工作电流的确定提供帮助.

关键词: 高温超导磁体 , 临界电流 , 失超

Bi系和YBCO超导带材不同弯曲应变下的临界电流和n指数比较

易培文 , 朱运鹏 , 孙敏 , 羊新胜 , 张勇 , 赵勇

低温物理学报

本文通过实验分别测试了不同弯曲直径下的Bi系和YBCO两种高温超导带材的临界电流,并通过公式拟合得到了不同弯曲直径下的n指数.根据所得实验数据分别绘制了两种带材的临界电流与弯曲直径、n指数与弯曲直径、临界电流衰减率与弯曲应变关系曲线,并将弯曲应变对两种带材临界电流和n指数的影响进行了比较分析.实验结果的分析发现两种带材的最小弯曲直径不同,可能与带材的结构有关,且极端弯曲条件下YBCO带材的临界电流衰减率远低于Bi系带材的临界电流衰减率.本实验结果对超导磁体的设计以及超导带材以线圈形式出现的一些其它电工应用有一定的参考意义.

关键词: 临界电流 , 弯曲应变 , n指数

弯曲应变方式对高温超导带材通流特性的影响

王红伟 , 邱添 , 刘力源 , 朱运鹏 , 王刚 , 孙敏 , 羊新胜 , 张勇 , 赵勇

低温物理学报

本文针对目前典型的Bi系和YBCO高温超导带材,在液氮温区下,测量了其在侧向弯曲、径向弯曲及扭曲方式下的临界电流,得到了两种高温超导带材在不同弯曲应变方式下的通流特性曲线,并对实验结果进行了对比分析.结果表明,侧向弯曲应变对两种带材通流特性的影响具有局部性,Bi系带材承受侧向弯曲的能力小于YB-CO带材,但其抗扭曲能力要大于YBCO带材.实验结果为高温超导带材在工程上的应用提供参考.

关键词: 临界电流 , 高温超导带材 , 弯曲应变方式