Nb 3 Sn多晶体变形—超导电性能耦合行为的微细观分析
发布时间：2021-11-18 22:06
作为大型强子对撞机（LHC）、国际热核聚变实验反应堆（ITER）、高能物理（HEP）以及核磁共振（NMR）波谱仪等磁体领域的超导磁体构件使用的主要材料之一,Nb3Sn超导材料在高场磁体领域受到了广泛的研究关注。力学变形诱导其超导电性能（临界温度、上临界磁场、临界电流密度）退化给超导磁体的加工制造、安全稳定运行造成不利的影响,限制了材料Nb3Sn材料的应用。本文旨在从材料的微细观角度出发,基于有限元分析（FEA）、张量函数理论、Nb3Sn电子态密度Bhatt模型以及临界温度计算模型,通过建立Nb3Sn超导材料的临界性能退化模型和多晶体有限元模型,研究Nb3Sn受力变形-超导电性能的耦合行为。本文的主要研究内容及结论为:（1）建立可以统一描述不同加载模式下Nb3Sn单晶费米面上电子态密度变化的演化模型,并基于该模型和由WHH理论得到的上临界磁场随应变变化的半经验模型,给出了能够与不同实验结果吻合较好的刻画Nb3Sn单晶体、多晶体和复合超导体超导临界转变温度应变退化特征的分析模型。（2）利用多晶体生成软件Neper,建立Nb3Sn超导材料多晶体结构的有限元模型,生成含有400个晶粒、晶粒平均...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ITERTokamak磁体系统剖面结构示意图
1-2 超导临界面与磁场、电流密度与温度关系[2 Critical surface defined by current, temperature, a超导体和Ⅱ类超导体[19]。在临界温度内，度 H>Hc,材料进入正常态（N 态）；若 H晶体元素的超导电性就符合这样的规律。Ⅱc1和 Hc2：若 H>Hc2，材料处在 N 态；若；而 H 大小处在两个临界磁场中（Hc1<H合态，Ⅱ类超导体转变磁场通常使用上临c2（T）一般满足2 2( ) (0)(1 / ), ci ci cH T = H T T i
图 1-3Ⅰ类超导体和Ⅱ类超导体的临界温度与临界磁场关系 and Ⅱ superconductor the relationship between the superconducting critical tempcritical magnetic field境是处在多物理耦合场（运行电流水平：68KA；运行磁场：12T；运
【参考文献】：
期刊论文
[1]应变对Nb3Sn股线临界特性退化影响[J]. 蒋华伟. 稀有金属材料与工程. 2015(06)
[2]新型高温超导材料研究进展[J]. 闻海虎. 材料研究学报. 2015(04)
[3]ITER超导磁体设计与制备中的若干关键力学问题[J]. 周又和,王省哲. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2013(12)
[4]ITER计划与聚变能发展战略[J]. 张一鸣,曾丽萍,沈欣媛,张利,丁亚清,肖成馨,康卫红,王海. 核聚变与等离子体物理. 2013(04)
[5]二硼化镁超导线带材及磁体应用研究进展[J]. 闫果,王庆阳,刘国庆,熊晓梅,潘熙锋,冯勇. 中国材料进展. 2013(09)
[6]大型强子对撞机[J]. 中国科技术语. 2011(01)
[7]ITER超导股线的力学性能测试[J]. 刘勃,武玉,刘方,龙风. 核聚变与等离子体物理. 2010(02)
[8]欧洲大型强子对撞机LHC的物理[J]. 张肇西. 现代物理知识. 2008(05)
博士论文
[1]CICC导体在ITER工程应用中若干关键力学问题研究[D]. 岳动华.兰州大学 2017
[2]超导电缆力学性能的离散元法研究[D]. 贾淑明.兰州大学 2016
[3]耦合作用下线材结构力电性能分析[D]. 乔力.兰州大学 2011
硕士论文
[1]基于第一性原理变形对超导材料Nb3Sn/Nb3Al临界参数影响的计算[D]. 张锐.兰州大学 2016
[2]纯钛塑性变形行为的晶体塑性有限元模拟[D]. 黄晓华.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3503703
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ITERTokamak磁体系统剖面结构示意图
1-2 超导临界面与磁场、电流密度与温度关系[2 Critical surface defined by current, temperature, a超导体和Ⅱ类超导体[19]。在临界温度内，度 H>Hc,材料进入正常态（N 态）；若 H晶体元素的超导电性就符合这样的规律。Ⅱc1和 Hc2：若 H>Hc2，材料处在 N 态；若；而 H 大小处在两个临界磁场中（Hc1<H合态，Ⅱ类超导体转变磁场通常使用上临c2（T）一般满足2 2( ) (0)(1 / ), ci ci cH T = H T T i
图 1-3Ⅰ类超导体和Ⅱ类超导体的临界温度与临界磁场关系 and Ⅱ superconductor the relationship between the superconducting critical tempcritical magnetic field境是处在多物理耦合场（运行电流水平：68KA；运行磁场：12T；运
【参考文献】：
期刊论文
[1]应变对Nb3Sn股线临界特性退化影响[J]. 蒋华伟. 稀有金属材料与工程. 2015(06)
[2]新型高温超导材料研究进展[J]. 闻海虎. 材料研究学报. 2015(04)
[3]ITER超导磁体设计与制备中的若干关键力学问题[J]. 周又和,王省哲. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2013(12)
[4]ITER计划与聚变能发展战略[J]. 张一鸣,曾丽萍,沈欣媛,张利,丁亚清,肖成馨,康卫红,王海. 核聚变与等离子体物理. 2013(04)
[5]二硼化镁超导线带材及磁体应用研究进展[J]. 闫果,王庆阳,刘国庆,熊晓梅,潘熙锋,冯勇. 中国材料进展. 2013(09)
[6]大型强子对撞机[J]. 中国科技术语. 2011(01)
[7]ITER超导股线的力学性能测试[J]. 刘勃,武玉,刘方,龙风. 核聚变与等离子体物理. 2010(02)
[8]欧洲大型强子对撞机LHC的物理[J]. 张肇西. 现代物理知识. 2008(05)
博士论文
[1]CICC导体在ITER工程应用中若干关键力学问题研究[D]. 岳动华.兰州大学 2017
[2]超导电缆力学性能的离散元法研究[D]. 贾淑明.兰州大学 2016
[3]耦合作用下线材结构力电性能分析[D]. 乔力.兰州大学 2011
硕士论文
[1]基于第一性原理变形对超导材料Nb3Sn/Nb3Al临界参数影响的计算[D]. 张锐.兰州大学 2016
[2]纯钛塑性变形行为的晶体塑性有限元模拟[D]. 黄晓华.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3503703
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