Bi-2212高温超导圆筒的研制及其性能研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hz9466894
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
感应屏蔽型高温超导故障电流限制器是高温超导体强电应用的重要方向之一,Bi-2212高温超导圆筒是感应屏蔽型限流器的核心部件。本文研究了烧制高温超导块材的部分熔化成型工艺,并用这种工艺成功烧结出可用于感应屏蔽型高温超导故障电流限制器的Bi-2212圆筒。超导圆筒直径为φ60mm,圆筒外表光滑,厚度均匀,临界电流达到420A,临界电流密度最高的超过500A/cm2(0T场下),起始转变温度为85K。这种Bi-2212高温超导圆筒是国内目前能烧制出尺寸最大的,性能最好的Bi-2212超导圆筒。 本文研究了影响部分熔化成型工艺制备Bi-2212超导圆筒性能的各种因素。本工艺中初始粉的最佳名义配比为标准配比,即Bi:Sr:Ca:Cu=2:2:1:2。最佳的前驱粉热处理温度为740℃-780℃。碳含量对材料的临界电流密度影响很大,本文对影响碳含量的多种因素进行了分析,认为热处理温度,热处理次数以及研磨时的吸附作用是影响碳含量的主要因素。随热处理温度提高及次数的增多,材料中的碳含量有规律的减少。研磨时产生的新鲜Bi-O面对碳的有较强的吸附作用,在纯氧或者纯氮气氛中研磨可以解决这个问题。本文探讨了前驱粉中相含量与热处理工艺的关系。实验结果表明随热处理次数增多及热处理温度提高,前驱粉中的Bi-2212相含量有规律的增多,杂相量减少。实验验证了超导材料的临界电流密度与微观结构是密切相关的。超导相的取向越好,非超导相含量和材料缺陷越少,超导材料的临界电流密度越高。当前驱粉热处理温度较低时,材料中碳含量较高,容易出现气泡和杂相聚集区,打断了Bi-2212晶粒的生长,影响超导材料的取向。当前驱粉热处理温度较高时,取向杂乱。本文认为随着热处理次数增加,前驱粉化学活性降低,当达到部分熔化温度时生成的液相减少,原有的Bi-2212相可能分解不完全,生成的核方向各异,这些都影响了超导材料生长时的取向,不利于生成具有一致取向的高性能超导材料。 论文探索了部分熔化成型工艺,在转动状态下,将Bi-2212超导前驱粉与乙醇混合在旋转状态下充入银模中,在氧气氛中升温到部分熔化温度,使超导前驱粉呈部分熔化状态,由于离心力的作用坚实地附着到银模上,然后降温到成相温度,以形成超导相,在富氮气氛中退火,炉冷,最终得到致密的超导圆筒。 本文根据单匝环路感应法的基本原理,改进了单匝环路感应法,设计研制了测试系统,并对Bi-2212超导筒的临界电流进行了研究,给出了超导筒的实验结果。该方法对于超导筒的临界电流具有比传统的“四引线法”无法比拟的优点。 本文根据电磁积分法交流损耗测试原理,建立了一套可以测试超导圆筒交流损耗的实验装置,对Bi-2212超导筒进行了性能研究。实验结果与理论分析值基本符合。当扫描磁场小于超导圆筒的穿透磁场(Hp)时,超导圆筒交流损耗功率与磁场强度峰值成立方关系适于用Bean-London模型来解释;随着扫描磁场的不断增加,幂函数的系数也不断增加,最大值达到了4,我们提出了使用Kim-Anderson模型来解释;当磁场强度比穿透磁场(Hp)大时,超导圆筒交流损耗功率与磁场强度峰值成线性关系。通过测试超导圆筒的交流损耗,可以计算出感应屏蔽型高温超导故障电流限制器在额定状态下的交流损耗。按照我们制备的Bi-2212超导圆筒交流损耗功率计算得到的交流损耗水平是可接受的。 为了研究Bi-2212超导圆筒的限流性能,进行了限流性能研究。实验结果验证了我们利用部分熔化成型工艺烧制的Bi-2212圆筒是适用于感应屏蔽型超导故障电流限制器。Bi-2212超导圆筒的限流性能研究表明,限流器的电抗Z随I变化可分为三段。
其他文献
通过对碳纤维、不锈钢纤维、铁粉的表面化学镀改性,再与莫来石等氧化物基陶瓷材料复合,成功地制备了表面改性第二相增强氧化物陶瓷基复合材料,使这些材料的强度和韧性有较大幅度
本论文综合回顾了国外在颗粒物云下去除方面的研究历程,总结了国内外关于液滴捕集颗粒物方面的研究成果,介绍了国内外一些有利于液滴捕集颗粒物研究的新技术新手段,包括流动管反
透明导电氧化物薄膜材料具有大的载流子浓度和光学禁带宽度,因而表现出优良的光电特性,如低的电阻率和高的可见光透过率等.目前此类材料体系包括:In2O3、SnO2、ZnO及其掺杂体
针对传统的混凝土结构加固用炭纤维增强热固性树脂基复合材料存在的断裂延性差、脆性大、成型周期长、不可回收、毒性大等缺点,本课题提出选用热塑性树脂X和断裂延伸率较高的
我国是畜禽养殖大国,养殖的集约化和规模化程度不断提高。大量动物聚集在养殖场的局部空间内,动物体的新陈代谢及大量粪便的产生、堆存等过程,会对养殖场空气造成恶臭污染和抗性
新型合成酚类抗氧化剂叔丁基对苯二酚(TBHQ)通过生产和消费进入环境,对人体健康和生态环境造成影响。目前,其安全性仍存在很大争议,而我国尚无食品中TBHQ的标准检测方法。基于“
本项目是根据现有条件和已了解的纳米硅薄膜的应用特性为基础,主要选择了X射线衍射、红外光谱、辉光放电光谱、扫描电镜等多种分析手段,较系统地研究了纳米硅薄膜的微结构,生长
让数学思想渗透到生活的方方面面,有利于提高小学数学教学质量,对提高学生的数学学习能力也有积极作用.本文重点强调了将数学思想渗透在小学数学教学中的重要作用,同时叙述了
阐述了ERP沙盘模拟对抗赛对培养学生综合能力的必要性、存在的问题以及整改措施.
星期天,天气晴朗,外婆带着我和妈妈一起到河边打粽叶.rn我们沿着宽阔的大马路一路向南,过了一座大桥,拐进一条弯弯曲曲的小路,小路坑坑洼洼、高低不平,车子走在上面一跳一跳
期刊