【摘 要】
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超导多芯圆线通常是以超导Bi2Sr2CaCu2Ox(简称Bi2212)为主以银为基体采用粉末管制法(OPIT)制备而成的多芯纤维复合圆线.目前,Bi2212 是唯一可以制备成圆形的超导多芯复合
【机 构】
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河海大学,力学与材料学院,南京,210098
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超导多芯圆线通常是以超导Bi2Sr2CaCu2Ox(简称Bi2212)为主以银为基体采用粉末管制法(OPIT)制备而成的多芯纤维复合圆线.目前,Bi2212 是唯一可以制备成圆形的超导多芯复合圆线材,也是唯一可以在高达25T 的磁场下仍保持较高的工程电流密度且随磁场增大没有非常明显的降低的超导线材.Bi2212 因其优异的导电性能以及力学相关性能的各向同性,使得在强电、高场领域凸显不可替代的竞争优势,被认为是最具有应用前景的高温超导材料之一.高温超导Bi2Sr2CaCu2Ox(Bi2212)多芯圆线在材料制备的过程中要经过复杂的热处理过程,微结构分析发现热处理过程会伴随大量的孔隙产生.初步实验研究发现,孔隙的存在严重影响复合圆线的载流能力.但这种微观特征结构对于电流运动的作用机理及影响规律是不清楚的.本文使用分形的方法模拟了Bi2212 多芯圆线纤维表面.使用扫描电镜下的Bi2212 超导纤维图像,计算其表面孔隙分布的分形维数,并利用二维W-M 分形函数重构了其表面多孔的形貌特征.在此基础上,利用分数阶扩散方程模拟超导纤维内电流的扩散形式,研究分析了临界电流的大小与多孔介质分形维数之间的联系.与其他统计方法相比,分形与分数阶的方法可以用较少的参数准确地量化描述Bi2212 材料几何特性与电性能,对于揭开两者之间的复杂关联具有重要意义.
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