【摘要】：目前人類社會(huì)的發(fā)展主要依賴煤、石油、天然氣等化石能源,這不僅會(huì)給地球帶來各種污染和溫室效應(yīng),而且人類還將面臨資源枯竭的威脅。而聚變能作為一種清潔能源,取之不盡用之不竭,是人類理想的未來能源。因此,當(dāng)今世界各個(gè)國家都在積極投入到聚變能的研究和開發(fā)當(dāng)中。托卡馬克(Tokamak)磁約束核聚變裝置是經(jīng)理論和實(shí)踐驗(yàn)證的能產(chǎn)生聚變能的可靠裝置,并且全超導(dǎo)托卡馬克是實(shí)現(xiàn)聚變堆連續(xù)運(yùn)行的重要保障。中國在成功建立并運(yùn)行全超導(dǎo)托克馬克EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)的基礎(chǔ)上,積極參與國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆 ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)項(xiàng)目的建設(shè)。在未來,中國將建設(shè)屬于自己的聚變實(shí)驗(yàn)堆CFETR(China Fusion Engineering Test Reactor)。在這些大型聚變裝置中,磁體技術(shù)是核心,決定了該裝置能否穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行。目前國際上大型聚變磁體通常使用CICC(cable in conduit conductor)導(dǎo)體繞制而成。而超導(dǎo)線又是CICC導(dǎo)體的主要組成部分,因此超導(dǎo)線的性能會(huì)影響CICC導(dǎo)體的性能,并最終影響聚變裝置中的磁體性能。在CICC導(dǎo)體的制造和實(shí)際應(yīng)用中,超導(dǎo)材料會(huì)因?yàn)榻g制過程中的作用力、運(yùn)行過程中的洛倫茲力、以及升降溫過程中的熱應(yīng)力等作用而發(fā)生變形,從而導(dǎo)致導(dǎo)體臨界電流衰退。在未來,隨著磁體技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)磁場強(qiáng)度的要求將會(huì)越來越高。一方面為了能夠制造出更高磁場的磁體,人們逐漸將目光投向了 Bi-2212,YBCO等具有較高上臨界場的高溫超材料,而另一方面,更高的磁場強(qiáng)度勢必會(huì)造成超導(dǎo)材料在運(yùn)行過程中更大的變形,這對(duì)于超導(dǎo)材料尤其是對(duì)應(yīng)變十分敏感的Bi-2212來說影響是巨大的。本文,我們介紹了 一種新型的測試裝置SUPUM(Superconductor Under Mechanical-Stress)用于定量測試應(yīng)變對(duì)CICC導(dǎo)體中的導(dǎo)線性能的影響,尤其是對(duì)高溫超導(dǎo)Bi-2212圓線。該裝置主要分為三個(gè)模塊(1)拉伸應(yīng)變模塊;(2)彎曲應(yīng)變模塊;(3)局部接觸應(yīng)變模塊。利用該裝置我們對(duì)高溫超導(dǎo)材料機(jī)械及應(yīng)變臨界性能進(jìn)行了研究。通過Bi-2212圓線的測試驗(yàn)證了裝置的可行性,此項(xiàng)研究對(duì)于未來CICC導(dǎo)體的設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM26
【圖文】：

是目前國際上公認(rèn)的制造大型超導(dǎo)磁體線圈的首選導(dǎo)體［３］［４］，已廣泛應(yīng)用在加速逡逑器、聚變堆等大科學(xué)裝置中。逡逑圖１．邋１邋ＣＩＣＣ導(dǎo)體結(jié)構(gòu)逡逑１．３低溫超導(dǎo)材料Ｎｂ３Ｓｎ和高溫超導(dǎo)材料Ｂｉ－２２１２簡介逡逑１９１１年，荷蘭科學(xué)家Ｏｎｎｅｓ在用液氦對(duì)汞進(jìn)行冷卻時(shí)發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)現(xiàn)象：當(dāng)逡逑溫度低于４．２邋Ｋ時(shí)，水銀的電阻會(huì)完全消失。水銀由非超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)的這逡逑個(gè)溫度被稱為超導(dǎo)臨界轉(zhuǎn)變溫度，通常以Ｔｃ表示。從此，一門新興的學(xué)科誕生逡逑了。在過去的一百多年的歷史里，人們發(fā)現(xiàn)越來越多擁有超導(dǎo)性能的材料，并且逡逑隨著時(shí)間的推移，這些發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)材料的臨界溫度也在逐步地提高。以液氮溫度逡逑為分界線，通常情況下可以將超導(dǎo)材料分為低溫超導(dǎo)材料和高溫超導(dǎo)材料，如圖逡逑１．２是超導(dǎo)材料的發(fā)展史。雖然目前為止己發(fā)現(xiàn)了上千種超導(dǎo)材料，但具有實(shí)際逡逑應(yīng)用價(jià)值的僅有幾種

圖１．邋１邋ＣＩＣＣ導(dǎo)體結(jié)構(gòu)逡逑

圖１．４邋Ｐａｃｍａｎ裝置應(yīng)變盤逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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1 秦經(jīng)剛;王秋良;戴超;劉沛航;劉勃;劉方;郝清濱;李成山;;Bi-2212超導(dǎo)線臨界性能研究[J];低溫與超導(dǎo);2016年01期

2 馬衍偉;;實(shí)用化超導(dǎo)材料研究進(jìn)展與展望[J];物理;2015年10期

3 胡翔;王春華;陳翔;金靜霞;;引伸計(jì)的選擇與應(yīng)用[J];工程與試驗(yàn);2011年S1期

4 黃寰;;21世紀(jì)：新能源的世紀(jì)[J];資源與人居環(huán)境;2006年08期

5 石零,王惠齡,唐躍進(jìn),王建,李敬東;應(yīng)用高溫超導(dǎo)線(帶)的研制現(xiàn)狀與進(jìn)展[J];低溫工程;2004年04期

本文編號(hào)：2795543