【摘 要】
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高温超导磁悬浮在交通运输领域中的巨大前景得到了人们广泛的认可,中试化研究也进入了议程,对悬浮载荷要求不断提高.本文从提高高温超导磁悬浮系统性价比的角度,初步提出了永磁轨道性价比参数和考虑永磁轨道成本的高温超导磁悬浮车系统悬浮效率的参数.结合对多极永磁轨道的研究结果,给出高温超导磁悬浮车系统的悬浮效率优化流程,提出NdFeB永磁轨道设计、YBaCuO高温超导体摆放方式和磁化方式三大因素在优化中的考虑
【机 构】
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轨道交通国家实验室(筹),四川 成都 610031 西南交通大学超导技术研究所,四川 成都 610031
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高温超导磁悬浮在交通运输领域中的巨大前景得到了人们广泛的认可,中试化研究也进入了议程,对悬浮载荷要求不断提高.本文从提高高温超导磁悬浮系统性价比的角度,初步提出了永磁轨道性价比参数和考虑永磁轨道成本的高温超导磁悬浮车系统悬浮效率的参数.结合对多极永磁轨道的研究结果,给出高温超导磁悬浮车系统的悬浮效率优化流程,提出NdFeB永磁轨道设计、YBaCuO高温超导体摆放方式和磁化方式三大因素在优化中的考虑,为未来实际应用提供一定的帮助和参考.
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结合铁路平面曲线设计方法和高温超导磁悬浮块材悬浮特性,提出了在低速和中禹速下分别采用导向力和悬浮力提供向心力的方案.根据高温超导块材的悬浮力一位移曲线,首次提出了通过采用指数函数模拟悬浮力曲线来设计缓和曲线的理论和方法；并且根据高温超导块材磁滞现象下行曲线和上行曲线的不同,分别在弯道起始段和结束段采用不同的缓和曲线.
为改善Ni-5at.％W合金基带表面质量,本文对基带进行电化学抛光处理,利用原子力显微镜以及扫描电子显微镜对样品表面形貌进行表征,分析了电化学抛光条件对样品粗糙度的影响.结果表明,采用硫酸含量60％、水含量40％的抛光液,室温下抛光效果较好.抛光后基带表面均方根粗糙度可降低到5nm以下.
采用西北有色金属研究院生产的Bi-2223带材,研制出了大区域高均匀度高温超导磁体.该磁体有效孔径80 mm,由32个双饼线圈组成,磁体设计为传导冷却,20K下中心场达到1.6T磁体采用“先反应后绕制”工艺制备,77K下的临界电流为39A,中心磁场达到0.32T,通过优化线圈外径和双饼间距,中心16mm区域内磁场均0.5％,试验结果表明:通过优化磁体设计和加工工艺,采用Bi系带材可以制备出高均匀度
用熔融织构法生长了Ca掺杂Y0.8Ca0.2Ba2Cu3Oy晶体,采用热驰豫方法在0～4T磁场下对该晶体1.8～5.4K范围内的低温比热进行了测量。将背景比热剔除后,发现由磁场诱导的比热△C(H)=C(H)-C(0)基本与d波理论相一致.进一步将不同磁场下低温比热在d波理论框架下得到了较好的拟合,证实了Y0.8Ca0.2Ba2Cu3Oy晶体为d波超导体.从低温比热中所得到的两个重要参数Sommed
本文采用分步反应法制备了TiC掺杂的MgB2/Nb/Cu超导线材.通过X射线衍射仪(XRD),扫镜电子显微镜(SEM)对合成的粉末和最终线材的微观结构进行了分析.采用标准四引线法和磁化法测定了样品的电阻温度曲线和磁化曲线.研究结果表明:分步反应法制备的线材中MgB2晶粒间连接紧密,可更为有效在MgB2线材中引入B位C掺杂,同时分解产生的Ti与B反应生成细小TiB2粒子弥散分步在基体中,从而使MgB
采用扩散连接方法制备了BSCCO高温超导带材有阻及超导两类接头.采用四引线法(1μVcm-1标准)测试了两类接头在液氮发零磁场条件下的临界电流曲线,并对接头的微观组织进行了观察.结果表明:相对于传统的钎焊有阻接头.保留Ag中间层的有阻连接接头具有更强的导流能力；而去除Ag包套扩散连接超导接头具有良好的超导性能,与传统的超导接头制备方法相比,接头制备周期大大缩短,超导导流能力大大提高。
本文针对于“C”型结构永磁系统旋转部分未被封闭在磁体之内和磁化场在转轮上产生单边磁拉力,以及往复式永磁体室温磁制冷机的装置结构复杂和效率受机械传动装置影响等缺点,提出了一种圆形封闭旋转永磁制冷机,该制冷机使用钕铁硼(NdFeB)永磁圆形魔环来提供场源,它的气隙场场强能达到1.2T左右,同时用稀土元素钆(Gd)作为制冷机的磁工质.通过设计、计算、仿真和优化确定了该制冷系统的结构以及外部驱动电机的扭矩
高温超导体具有严重的各向异性,尤其是临界电流密度等参数,与外部磁场等物理量密切相关,因此外磁场对于高温超导体的交流损耗会有一定影响.本文应用有限元方法,基于表征超导体电特性的非线性指数式,并考虑此特点,对不同宽厚比的超导体建立二维数值模型,研究其传输损耗的特点.结果表明外磁场对具有较大宽厚比的超导体交流损耗影响较大,总体而言交流损耗都随着宽厚比而略有增大.
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