高温超导带材特性分析与应用研究

发布时间：2017-08-26 01:04

  本文关键词：高温超导带材特性分析与应用研究

  更多相关文章： 高温超导带材 生产工艺 各向异性 机械应力 带材应用 超导磁储能装置

【摘要】：高温超导带材的电阻率低、电流密度大,适合应用于电能传输和电能存储。但高温超导带材结构复杂,其导电性会随温度、磁场、应力等物理环境的不同而发生变化,所以超导电力装置的设计难度很大。本文通过大量调研和实验,致力于分析高温超导带材在不同物理环境的下通流能力,在此基础上,进行超导电力装置的带材选型分析。本文主要完成的工作如下:(1)调研了各类高温超导带材的基本结构和生产工艺,分析了由结构和工艺的不同所形成的带材的优缺点,如生产规模、超导层质量、基底的铁磁性、稳定层的机械强度等。(2)总结了各类超导带材的基本型号及几何尺寸,对比分析了不同型号带材的自场临界电流、临界电流密度、允许拉伸强度、最小弯曲直径等基本参数,并调研了各型号超导带材在不同温度下的通流性能,分析了电流值在不同温度下的衰减程度。(3)设计了一系列的实验方法,制作了相关的实验设备,对几种典型的超导带材做了特性实验研究,测试了带材在77K下的各向异性,在拉伸应力和弯曲状态下的通流性能和取消机械应力后电流恢复特性,以及带材的绝缘水平。建立了超导带材的特性数据库。(4)分析了不同超导电力装置的主要功能和运行环境,为这些装置推荐了几种带材选型方案。并以超导磁储能装置为例,建立了螺管形储能磁体和环形储能磁体模型,做了电磁优化设计和应力应变分析,验证了推荐的超导带材在这两种装置上应用的可行性。
【关键词】：高温超导带材 生产工艺 各向异性 机械应力 带材应用 超导磁储能装置
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM26
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 课题的背景和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.3 本文的主要工作12-13
• 2 高温超导带材的结构和工艺及基本特性13-28
• 2.1 高温超导体简介13-14
• 2.2 铋系超导带材的结构和工艺14-16
• 2.3 铋系超导带材的基本型号及低温通流性能16-19
• 2.4 钇系超导带材的结构和工艺19-23
• 2.5 钇系超导带材的基本型号及低温通流性能23-27
• 2.6 本章小结27-28
• 3 高温超导带材的特性实验研究28-47
• 3.1 高温超导带材的各向异性研究28-35
• 3.2 高温超导带材在拉伸应力下的临界电流特性研究35-40
• 3.3 高温超导带材在弯曲状态下的临界电流特性研究40-43
• 3.4 高温超导带材绝缘水平测试43-46
• 3.5 本章小结46-47
• 4 高温超导带材的应用研究47-62
• 4.1 各类超导电力装置的带材选型分析47-49
• 4.2 螺管形超导磁储能装置的建模和结果分析49-55
• 4.3 环形超导磁储能装置的建模和结果分析55-61
• 4.4 本章小结61-62
• 5 全文总结62-64
• 5.1 工作总结62
• 5.2 下一步的工作62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-71
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文71-72
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利72

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘红灿;我国第一根百米长高温超导带材[J];农村电气化;2001年02期

2 顾福民;我国第一根百米长液氮高温超导带材研制成功[J];深冷技术;2001年02期

3 ;国内百米长铋系高温超导带材研制成功[J];河南电力;2001年02期

4 ;我国制成第一根百米高温超导带材[J];发明与革新;2002年01期

5 ;西北有色金属研究院高温超导带材研制性能再上新台阶[J];稀有金属快报;2002年11期

6 ;我国成功自主研发百米级第二代高温超导带材[J];陕西电力;2011年02期

7 ;我国自主研发百米级第二代高温超导带材[J];浙江电力;2011年02期

8 ;我国研发成功百米级第二代高温超导带材[J];光机电信息;2011年04期

9 本刊编辑部;;我国研发成功百米级第二代高温超导带材(续)[J];实验室研究与探索;2011年05期

10 ;我国成功自主研发百米级第二代高温超导带材[J];农村电工;2011年07期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 陈兴品;余晓伟;;Bi-2223/Ag高温超导带材的研究进展[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集（第二卷）[C];2011年

2 邵贝羚;刘安生;周贻茹;叶斌;曾荣;;银包套BPSCCO高温超导带材中的位错研究[A];第七次全国电子显微学会议论文摘要集[C];1993年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 仇逸;我国研发成功百米级第二代高温超导带材[N];人民日报;2011年

2 记者 王阳;成功研发百米级第二代高温超导带材[N];上海科技报;2011年

3 张怀忠;百米长高温超导带材制成[N];中国矿业报;2000年

4 立冬;我首根百米高温超导带材问世[N];中国电子报;2000年

5 晓红;我国百米高温超导带材研制成功[N];中国电力报;2000年

6 本报记者 杨靖;第一根百米高温超导带材[N];科技日报;2008年

7 记者 袁晓阳 通讯员 刘红灿;我国超导研究获重大突破[N];科技日报;2000年

8 记者 徐瑞哲;“超导线”：电阻近零,节电一成[N];解放日报;2011年

9 袁晓阳 刘红灿;我国超导研究走出试验室[N];新华每日电讯;2000年

10 杜明焕 陈黄兴;西北有研院研制成功二百一十米铋系超导长带[N];中国有色金属报;2001年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张国民;高温超导带材及线圈的交流损耗[D];中国科学院研究生院（电工研究所）;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 贾晨曦;高温超导带材交流损耗的理论分析与实验测量[D];北京交通大学;2016年

2 苏路顺;高温超导带材特性分析与应用研究[D];华中科技大学;2015年

3 杨志;高温超导带材电磁特性分析与设计[D];华中科技大学;2007年

4 刘萌;高温超导带材的交流损耗测量系统[D];中国科学院研究生院（电工研究所）;2006年

5 韩正男;高温超导带材及线圈载流特性的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

6 杨捷;高温超导带材机械特性实验研究[D];华中科技大学;2011年

7 霍英杰;高温超导带材不同排列对交流损耗的影响研究[D];北京交通大学;2015年

8 李袖;第二代高温超导带材电磁特性的研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

9 蔡龙晟;多根铁磁基带高温超导带材的交流损耗分析与测量研究[D];上海交通大学;2014年

10 余晓伟;Bi-2223/Ag/Ni高温超导带材组织结构演变及性能研究[D];重庆大学;2012年

，

本文编号：738674