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纵磁场效应对Bi-2223超导带材临界电流密度的影响

2020-12-08阅读(548)

纵磁场效应对Bi-2223超导带材临界电流密度的影响

论文摘要

Bi-2223超导带材作为一种高温超导材料,在电力传输领域中拥有巨大的潜力。然而,现阶段该带材的临界电流密度（Jc）特性还未能达到应用水准。众所周知,纵磁场效应指纵磁场下超导材料的Jc大于横磁场下的Jc。上临界磁场(Bc2)的各向异性指外磁场方向从带材ab面变化到c轴方向时,超导材料的Bc2随之改变的现象。这两种现象的产生均伴随外加磁场方向的变化、都会对超导材料的Jc造成影响。故本论文将重点研究纵磁场效应和Bc2的各向异性对Bi-2223超导带材Jc特性的影响。作为手段,将通过研究不同外磁场（大小和方向）和温度下带材的Jc特性。明确各变量对Jc的影响,进而寻找提高带材Jc的方法。此外,利用洛伦兹力和钉扎力的平衡条件,构建了Bi-2223超导带材的理论模型,并通过实验结果,验证了理论模型的正确性。通过实验和理论模型的构建,主要得到如下结论:（1）、温度在40 K附近时,影响Jc的决定性因素是纵磁场效应。随温度的提升,纵磁场效应对Jc的影响逐渐衰弱,而Bc2各向异性对Jc的影响逐渐加强。到70 K附近时,Bc2各向异性已成为影响Jc的决定性因素。（2）、样品纵磁场条件下的Jc特性是横磁场条件下的1.25倍-13.25倍。（3）、一定范围内,外磁场在带材结晶轴c轴上的分量决定了Bi-2223带材的Jc。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  •   1.1 研究背景
  •     1.1.1 超导现象
  •     1.1.2 磁通钉扎效应
  •     1.1.3 纵磁场效应
  •     1.1.4 电能的传输
  •   1.2 研究方向和目的
  •     1.2.1 超导电缆or传统电缆
  •     1.2.2 高温超导电缆or低温超导电缆
  •     1.2.3 直流（DC）or交流（AC）
  •     1.2.4 高温超导直流电缆存在的问题
  •     1.2.5 高温超导直流电缆的材料选择
  •     1.2.6 研究目的
  •   1.3 论文主要工作及内容安排
  • c的测试方法及条件'>2 Bi-2223 HTS带材Jc的测试方法及条件
  •   2.1 Bi-2223 带材
  •   2.2 Bi-2223 带材的制造方法
  •     2.2.1 粉末套管法PIT（Power In Tube）制法
  •     2.2.2 对加压烧结法CT-OP（ConTrolled Over Pressure sintering）
  •   2.3 临界电流的测试方法
  •     2.3.1 电测量法
  •     2.3.2 磁测量法
  •   2.4 样品
  •     2.4.1 样品的制备
  •     2.4.2 样品的断面结构
  •     2.4.3 样品的固定
  •   2.5 测定
  •     2.5.1 测定电路
  •     2.5.2 测定条件
  •     2.5.3 外加磁场方向改变的两种不同模式
  •   2.6 本章小结
  • c特性'>3 Bi-2223 HTS带材在各实验条件下的Jc特性
  • c对B的依赖性'>  3.1 样品Jc对B的依赖性
  • c对B的依赖性'>    3.1.1 模式A下样品Jc对B的依赖性
  • c对B的依赖性'>    3.1.2 模式B下样品Jc对B的依赖性
  • c对φ的依赖性'>  3.2 样品Jc对φ的依赖性
  • c对φ的依赖性'>    3.2.1 模式A下样品Jc对φ的依赖性
  • c对φ的依赖性'>    3.2.2 模式B下样品Jc对φ的依赖性
  • c对T的依赖性'>  3.3 样品Jc对T的依赖性
  • c对T的依赖性'>    3.3.1 模式A下样品Jc对T的依赖性
  • c对T的依赖性'>    3.3.2 模式B下样品Jc对T的依赖性
  •   3.4 本章小结
  • c增幅率特性'>4 Bi-2223 HTS带材在各实验条件下的Jc增幅率特性
  • c增幅率的影响'>  4.1 φ 的变化对样品Jc增幅率的影响
  • c增幅率的影响'>    4.1.1 模式A下 φ的变化对样品Jc增幅率的影响
  • c增幅率的影响'>    4.1.2 模式B下 φ的变化对样品Jc增幅率的影响
  • c增幅率的影响'>  4.2 T的变化对样品Jc增幅率的影响
  • c增幅率的影响'>    4.2.1 模式A下 T的变化对样品Jc增幅率的影响
  • c增幅率的影响'>    4.2.2 模式B下 T的变化对样品Jc增幅率的影响
  • c增幅率的影响'>  4.3 B的变化对样品Jc增幅率的影响
  • c增幅率的影响'>    4.3.1 模式A下 B的变化对样品Jc增幅率的影响
  • c增幅率的影响'>    4.3.2 模式B下 B的变化对样品Jc增幅率的影响
  •   4.4 本章小结
  • 5 Bi-2223 HTS带材临界电流密度理论模型
  •   5.1 理论模型的构建
  •   5.2 理论模型的验证
  •   5.3 本章小结
  • 6 总结与展望
  •   6.1 总结
  •   6.2 结论和展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 伍轩

    导师: 肖泽龙,倪宝荣

    关键词: 超导带材,临界电流密度,上临界磁场各向异性,纵磁场效应,洛伦兹力,钉扎力

    来源: 南京理工大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 物理学,材料科学,电力工业

    单位: 南京理工大学

    分类号: TM26

    DOI: 10.27241/d.cnki.gnjgu.2019.001257

    总页数: 77

    文件大小: 3788K

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