全超导高场磁体技术在近年来一直是超导磁体领域的研究热点之一。由于低温超导材料的载流性能在高磁场背景下(＞20T)会迅速下降，因此为了获得全超导高场磁体，通常需要将高温超导磁体内插进低温超导磁体中，从而获得20T以上的全超导磁体。虽然近年来高温超导材料在商业化应用领域取得了长足的进步，但是在高温磁体应用方面仍旧存在着诸多的问题需要解决，例如:1）当BSCCO和REBCO高温超导带材通入传导电流或者放置于背景磁场中时，会产生屏蔽电流，而屏蔽电流引起的磁场会破坏高温超导磁体中磁场的均匀性以及稳定性;2）由于高温超导带材具有较大的宽厚比，因此在高温磁体通电励磁过程中会产生较大的交流损耗，给失超保护提升了难度;3）高温超导磁体在通电过程中产生的过大的应力应变会导致其性能的下降;这些问题都会给高温超导磁体的应用带来很大的困难。本文主要针对高温超导磁体中的屏蔽电流，交流损耗以及应力分布方面的内容展开研究，主要内容有:　　1.基于无限长thin-film strip模型和A-ψ电磁场分析方法，提出了一种针对于Bi-2223/Ag以及REBCO带材在不同的控制条件下电流密度沿带材截面的动态分布情况的计算方法。在分析的过程中分别采用了三种不同的控制条件:1）只施加变化外磁场的情况;2)只通入变化传导电流的情况;3）将通入传导电流的高温超导带材放置于变化的外磁场中。为了提升计算的精度，在分析过程中分别考虑了自场以及外磁场对于离散点临界电流密度的影响。同时，对于具有不同幅值和频率的传导电流以及背景磁场对于高温超导带材中电流密度分布的影响在本文中也展开了深入的分析。　　2.在E.Zeldov对于高温超导带材磁化分析的基础上，提出了一种针对于多匝线圈(＞5000)的高温超导磁体中电流密度分布的快速数值分析方法。为了提升计算速度以及精度，在计算中采用了两个方法:1）在分析传导电流的分布过程中，加入了一个磁场-电流影响的计算标准来判断任意一匝带材两侧位置（沿宽度方向）在通电励磁之后，电流流过超导带材的方向。2）在高温超导磁体退磁完成后，构建了相应的磁场和电流的方程，在非对称和不均匀的传导电流分布的基础之上，计算了超导磁体退磁之后屏蔽电流密度的分布。同时，我们分别采用了传导电流模型和传导电流-磁场模型计算了Bi-2223/Ag高温超导磁体中在通电励磁之后传导电流密度的分布，并对两个模型的计算结果进行了比较。　　3.在上述针对多匝线圈高温超导磁体的快速数值计算方法基础之上，分析了24T全超导磁体中GdBCO高温超导无绝缘磁体中由于屏蔽电流引起的中心磁场变化问题。在理论计算和实验分析中，我们分别测量了三种不同励磁顺序情况下24T全超导磁体中心磁场的变化:1）分别采用不同的励磁速度单独对高温超导磁体励磁;2）首先将低温超导磁体励磁至10.82T，然后将高温超导磁体励磁;3）首先将低温超导磁体励磁至15T，然后将高温超导磁体励磁;理论分析完成之后与实验结果进行了对比，验证了高温超导磁体电流密度分布的数值计算模型。　　4.针对传导冷8T超导磁分离磁体中的Bi-2223/Ag高温超导内插磁体，基于超导带材slab临界态模型，提出了高温超导磁体励磁过程中交流损耗的计算方法。在分析中，考虑了高温超导磁体中温度的变化对于超导带材临界电流，比热容系数以及压缩制冷机二级冷头的冷却效率的影响，从而提升了理论分析的精度。在此基础上，分析了Bi-2223/Ag高温超导磁体在励磁过程中交流损耗在时间和空间上的分布，通过分别改变低温超导磁体和高温超导磁体的励磁顺序，分析了其对于高温超导磁体总体交流损耗的影响。同时，将实验结果与理论分析模型进行了对比，证明了理论计算模型的正确性。　　5.在上面交流损耗分析结果的基础之上，引入Fabry磁体形状因子，分析了全超导磁体中低温磁体的形状对于REBCO高温超导磁体在励磁过程中交流损耗的影响。分别改变了低温超导磁体的内径，外径以及高度，获得了具有相同中心磁场但是具有不同形状的低温超导磁体设计方案，通过改变不同的形状参数，来分析不同的低温超导磁体设计方案对于高温超导内插磁体在通电励磁过程中产生的交流损耗的影响。在综合考虑了经济成本，磁体温孔/冷孔设备安装空间以及磁体运行安全裕度方面的因素以后，结合交流损耗的分析结果，为高磁场全超导磁体在低温超导磁体设计方案中提供了相应的参考依据。　　6.对于24T全超导磁体中的REBCO高温超导内插磁体，基于有限元理论，采用离散化的数值模型，系统的分析了其在绕制，降温，以及通电励磁的各个阶段，高温超导磁体中应力分布的变化。在分析的过程中，通过分别改变高温超导磁体的绕制预应力，保护层不锈钢带的拉应力分析了磁体绕制过程中应力的变化。同时，在综合考虑了高温超导双饼线圈的骨架以及不锈钢绑扎保护层影响的基础上，分析了磁体降温的热应力以及通电励磁过程中的电磁应力在整个磁体运行过程中的分布情况。最后，比较了高温超导线圈外侧绑扎层的存在与否对于磁体最终的应力分布的影响。　　7.最后，完成了25.7T全超导磁体中REBCO高温超导磁体的设计，制造以及液氦环境下的测试工作。在低温超导磁体励磁至15T后，REBCO高温超导磁体最高通入的电流为194.5A，产生的中心磁场为10.5T，最终全超导磁体产生的中心磁场为25.7T，同时，该全超导磁体在25T磁场位置可以实现长时间的稳定运行。在测试完成后，高温超导磁体在30K下完成了损毁检测实验，其并未受到烧毁以及机械毁坏等不可逆损伤，REBCO高温超导磁体的超导性能并未受到25.7T磁场下失超的影响。