液氮浸泡式高性能ReBCO超导带材失超传播特性研究

发布时间：2020-12-27 03:37

　　高性能高温超导带材在大型超导磁体装置上的应用已成为一种趋势,由于存在失超传播速度缓慢、失超检测信号微弱等不足,对失超保护设计提出很大挑战。本文基于液氮浸泡式双保护层的高性能ReBCO带材失超传播特性,采用一维热平衡方程建立失超传播速度的数学模型,通过增加失超源,检测热点温度与电压信号,探究液氮浴环境下的ReBCO带材在传输电流等不同参数下失超传播速度和最小失超能量的变化规律。结果显示:相同条件下,高温超导带材的失超传播速度与传输电流成正相关,最小失超能量与传输电流成负相关,且相比无保护层的普通高温超导带材,具有双保护层的高性能ReBCO临界电流和触发裕度均有提升。 

【文章来源】：低温与超导. 2020年04期 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

v沿带材长度方向移动的示意图

表1 ReBCO带材实验样品基本参数Tab.1 Basic parameters of experimental samples of ReBCO 参数 数值 宽度/mm 4.7～4.9 厚度/um 232～246 银层厚度/um 1.0～2.0 铜层厚度/um 3～7 基带厚度/um 49.9～50.1 基带材料 哈氏合金 临界电流Ic/A(@77 K、自场) 162～200如图3所示,将ReBCO超导带材固定在自制样品板上,两端的电流接头在加热台上用焊锡连接,在紧连加热器的位置接上一个电位和温度采集点,然后在加热器的一侧距离其10 mm的地方接一个电位和温度采集点,在同侧20 mm的地方再接一个电位和温度采集点,在另外一侧相同位置布上电位采集点。数据采集区域用环氧树脂固化后放入液氮槽中,然后在槽中加入液氮至没过样品表面约10 mm,当温度稳定在约77 K再通入电流,调整阈值、梯度等电流参数,当电流稳定后加入热扰。热扰是通过给加热器加入脉冲电流而形成的焦耳热来模拟,热扰能量通过控制脉冲电流阈值和时间来进行。当热扰达到Emq时,将会发生失超传播,实验中可通过采集不同位置的温度和电位来计算Emq和vnzp,从而确定ReBCO超导带材的失超传播特性。需注意的是当有明确迹象发生了不可恢复失超时,应尽快切断电源,以免烧坏带材。

如图3所示,将ReBCO超导带材固定在自制样品板上,两端的电流接头在加热台上用焊锡连接,在紧连加热器的位置接上一个电位和温度采集点,然后在加热器的一侧距离其10 mm的地方接一个电位和温度采集点,在同侧20 mm的地方再接一个电位和温度采集点,在另外一侧相同位置布上电位采集点。数据采集区域用环氧树脂固化后放入液氮槽中,然后在槽中加入液氮至没过样品表面约10 mm,当温度稳定在约77 K再通入电流,调整阈值、梯度等电流参数,当电流稳定后加入热扰。热扰是通过给加热器加入脉冲电流而形成的焦耳热来模拟,热扰能量通过控制脉冲电流阈值和时间来进行。当热扰达到Emq时,将会发生失超传播,实验中可通过采集不同位置的温度和电位来计算Emq和vnzp,从而确定ReBCO超导带材的失超传播特性。需注意的是当有明确迹象发生了不可恢复失超时,应尽快切断电源,以免烧坏带材。最小失超能量可通过计算加热器上产生的焦耳热得出,即

【参考文献】：
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本文编号：2941024