高性能高溫超導(dǎo)帶材在大型超導(dǎo)磁體裝置上的應(yīng)用已成為一種趨勢,由于存在失超傳播速度緩慢、失超檢測信號(hào)微弱等不足,對失超保護(hù)設(shè)計(jì)提出很大挑戰(zhàn)。本文基于液氮浸泡式雙保護(hù)層的高性能ReBCO帶材失超傳播特性,采用一維熱平衡方程建立失超傳播速度的數(shù)學(xué)模型,通過增加失超源,檢測熱點(diǎn)溫度與電壓信號(hào),探究液氮浴環(huán)境下的ReBCO帶材在傳輸電流等不同參數(shù)下失超傳播速度和最小失超能量的變化規(guī)律。結(jié)果顯示:相同條件下,高溫超導(dǎo)帶材的失超傳播速度與傳輸電流成正相關(guān),最小失超能量與傳輸電流成負(fù)相關(guān),且相比無保護(hù)層的普通高溫超導(dǎo)帶材,具有雙保護(hù)層的高性能ReBCO臨界電流和觸發(fā)裕度均有提升。 

【文章來源】：低溫與超導(dǎo). 2020年04期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

v沿帶材長度方向移動(dòng)的示意圖

表1 ReBCO帶材實(shí)驗(yàn)樣品基本參數(shù)Tab.1 Basic parameters of experimental samples of ReBCO 參數(shù) 數(shù)值 寬度/mm 4.7～4.9 厚度/um 232～246 銀層厚度/um 1.0～2.0 銅層厚度/um 3～7 基帶厚度/um 49.9～50.1 基帶材料 哈氏合金 臨界電流Ic/A(@77 K、自場) 162～200如圖3所示,將ReBCO超導(dǎo)帶材固定在自制樣品板上,兩端的電流接頭在加熱臺(tái)上用焊錫連接,在緊連加熱器的位置接上一個(gè)電位和溫度采集點(diǎn),然后在加熱器的一側(cè)距離其10 mm的地方接一個(gè)電位和溫度采集點(diǎn),在同側(cè)20 mm的地方再接一個(gè)電位和溫度采集點(diǎn),在另外一側(cè)相同位置布上電位采集點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集區(qū)域用環(huán)氧樹脂固化后放入液氮槽中,然后在槽中加入液氮至沒過樣品表面約10 mm,當(dāng)溫度穩(wěn)定在約77 K再通入電流,調(diào)整閾值、梯度等電流參數(shù),當(dāng)電流穩(wěn)定后加入熱擾。熱擾是通過給加熱器加入脈沖電流而形成的焦耳熱來模擬,熱擾能量通過控制脈沖電流閾值和時(shí)間來進(jìn)行。當(dāng)熱擾達(dá)到Emq時(shí),將會(huì)發(fā)生失超傳播,實(shí)驗(yàn)中可通過采集不同位置的溫度和電位來計(jì)算Emq和vnzp,從而確定ReBCO超導(dǎo)帶材的失超傳播特性。需注意的是當(dāng)有明確跡象發(fā)生了不可恢復(fù)失超時(shí),應(yīng)盡快切斷電源,以免燒壞帶材。

如圖3所示,將ReBCO超導(dǎo)帶材固定在自制樣品板上,兩端的電流接頭在加熱臺(tái)上用焊錫連接,在緊連加熱器的位置接上一個(gè)電位和溫度采集點(diǎn),然后在加熱器的一側(cè)距離其10 mm的地方接一個(gè)電位和溫度采集點(diǎn),在同側(cè)20 mm的地方再接一個(gè)電位和溫度采集點(diǎn),在另外一側(cè)相同位置布上電位采集點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集區(qū)域用環(huán)氧樹脂固化后放入液氮槽中,然后在槽中加入液氮至沒過樣品表面約10 mm,當(dāng)溫度穩(wěn)定在約77 K再通入電流,調(diào)整閾值、梯度等電流參數(shù),當(dāng)電流穩(wěn)定后加入熱擾。熱擾是通過給加熱器加入脈沖電流而形成的焦耳熱來模擬,熱擾能量通過控制脈沖電流閾值和時(shí)間來進(jìn)行。當(dāng)熱擾達(dá)到Emq時(shí),將會(huì)發(fā)生失超傳播,實(shí)驗(yàn)中可通過采集不同位置的溫度和電位來計(jì)算Emq和vnzp,從而確定ReBCO超導(dǎo)帶材的失超傳播特性。需注意的是當(dāng)有明確跡象發(fā)生了不可恢復(fù)失超時(shí),應(yīng)盡快切斷電源,以免燒壞帶材。最小失超能量可通過計(jì)算加熱器上產(chǎn)生的焦耳熱得出,即

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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