【摘要】：高溫超導(dǎo)材料因具有更高的載流性能及熱穩(wěn)定特性、更低的冷卻成本,在超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用方面更具發(fā)展?jié)摿?已在諸多超導(dǎo)結(jié)構(gòu)中得到運(yùn)用,但其失超傳播速度慢,失超檢測(cè)及保護(hù)仍面臨巨大的困難,相關(guān)的研究仍不全面。光纖光柵測(cè)試技術(shù)具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、體積小、易埋入等優(yōu)點(diǎn),在超導(dǎo)結(jié)構(gòu)的失超檢測(cè)方面表現(xiàn)出較高的應(yīng)用價(jià)值,但其研究仍處于前期的摸索階段,開展超導(dǎo)帶材失超行為的光纖光柵測(cè)量研究具有重要意義。本文針對(duì)光纖光柵低溫測(cè)量特性,及失超傳播過(guò)程中光柵的波長(zhǎng)變化特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。首先,我們進(jìn)行了光纖布拉格光柵不同柵區(qū)處理?xiàng)l件下的對(duì)比試驗(yàn),分析了低溫啁啾現(xiàn)象原因,結(jié)果表明光纖布拉格光柵的低溫啁啾現(xiàn)象是由布拉格柵區(qū)的應(yīng)變不均勻性造成的。同時(shí)對(duì)表貼狀態(tài)下的應(yīng)變靈敏度系數(shù)及精準(zhǔn)度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),得到應(yīng)變靈敏度系數(shù)約為1.2pm/με左右,測(cè)量精度滿足應(yīng)變測(cè)量要求;進(jìn)一步,制作了光纖布拉格光柵溫度傳感器,對(duì)其溫度靈敏度系數(shù)做了實(shí)驗(yàn)標(biāo)定,結(jié)果表明傳感器具有優(yōu)良的溫度增敏效果。其次,我們自主搭建了超導(dǎo)帶材熱觸發(fā)失超的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)帶材在氮?dú)夥窄h(huán)境下的熱觸發(fā)失超,實(shí)驗(yàn)時(shí)能夠?qū)崟r(shí)、同步地采集電壓、溫度和光纖布拉格光柵波長(zhǎng)信息,同時(shí)系統(tǒng)具有失超自保護(hù)功能。進(jìn)一步,探究了超導(dǎo)帶材失超時(shí)的熱點(diǎn)演化及最小失超觸發(fā)能,結(jié)果表明在熱觸發(fā)結(jié)束后,帶材熱點(diǎn)溫度會(huì)先下將,隨后電流分流產(chǎn)生焦耳熱而上升。最后,我們采用光纖布拉格光柵,單根光纖上有三個(gè)不同中心波長(zhǎng)的光柵,進(jìn)行了高溫超導(dǎo)帶材失超傳播的準(zhǔn)分布式測(cè)量,并與電壓測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明光纖布拉格光柵的波長(zhǎng)會(huì)在失超傳播時(shí)先下降而后依次上升,且下降行為先于電壓信號(hào)達(dá)到失超判據(jù)發(fā)生,即光纖光柵可有效地進(jìn)行超導(dǎo)體的失超檢測(cè),同時(shí)有望提前預(yù)測(cè)失超的發(fā)生;同時(shí)這種響應(yīng)隨載流的增大而越發(fā)明顯,失超傳播速度也隨載流增大而增大。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O511.3;TN253
【圖文】：

超導(dǎo)材料的制備技術(shù)和應(yīng)用研究一直是繞其展開。目前，低溫超導(dǎo)磁體的制造技術(shù)關(guān)研究是學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。本章將對(duì)超導(dǎo)導(dǎo)磁體應(yīng)用中失超現(xiàn)象的研究現(xiàn)狀進(jìn)行介紹特性及其發(fā)展、應(yīng)用物理學(xué)家 Onnes 實(shí)現(xiàn)了氣體氦的液化，使區(qū)進(jìn)行。他首先開始研究金屬材料在這個(gè)溫年測(cè)量了 Hg 的電阻率隨溫度的變化行為，在 4.2K 附近突然減小到幾乎為零[1]。隨后，此關(guān)于超導(dǎo)態(tài)的研究成為了物理研究領(lǐng)域的突然消失的現(xiàn)象定義為超導(dǎo)電性。

碩士學(xué)位論文 高溫超導(dǎo)帶材失超行為的光纖光柵研究的初期，人們對(duì)于超導(dǎo)特性的研究一直停留在零電阻國(guó)物理學(xué)家 Meissner 于 1933 年在針對(duì)超導(dǎo)圓柱 Pb 和 Sn現(xiàn)[2]，當(dāng)超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)，其表現(xiàn)出了完全抗磁特且與加磁場(chǎng)和降溫的加載順序無(wú)關(guān)，我們將超導(dǎo)體表現(xiàn)出定義為 Meissner 效應(yīng)[3]。超導(dǎo)電性和 Meissner 效應(yīng)構(gòu)成性，也只有材料同時(shí)滿足這兩個(gè)條件時(shí)，才能稱之為超

圖 1-3 超導(dǎo)臨界參數(shù)曲面[6]象發(fā)現(xiàn)以來(lái)，超導(dǎo)材料的制備一直是超導(dǎo)研究的重點(diǎn)溫度的超導(dǎo)材料則是學(xué)者們的奮斗目標(biāo)。在 Onners 幾十年里，研究人員就發(fā)現(xiàn)了多達(dá)五千種的超導(dǎo)材料材料根據(jù)其臨界溫度的高低，經(jīng)歷了低溫超導(dǎo)和高溫要超導(dǎo)材料的出現(xiàn)時(shí)間及對(duì)應(yīng)的臨界溫度如圖 1-4 所uller[7]發(fā)現(xiàn)了具有 35K 臨界溫度的 LaBaCuO 超導(dǎo)材料導(dǎo)材料研究的序幕。在眾多研究者的不斷探索下，高了諸多可喜的成果。在 LaBaCuO 超導(dǎo)材料發(fā)現(xiàn)后不到忠賢[9]團(tuán)隊(duì)再創(chuàng)新高，幾乎同時(shí)單獨(dú)地發(fā)現(xiàn)了臨界uO 超導(dǎo)體，使得在液氮溫區(qū)實(shí)現(xiàn)材料超導(dǎo)態(tài)成為了可a[10]等人于 1988 年發(fā)現(xiàn)了 Bi 系超導(dǎo)材料，包含 Bi-22應(yīng)地超導(dǎo)臨界溫度分別為 84K 與 105K。再往后，Ka發(fā)現(xiàn)的 La-O-Fe-P 超導(dǎo)體則掀起了鐵基超導(dǎo)研究的熱

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6 盧應(yīng)\

本文編號(hào)：2749583