一、NbTi超导体的新进展——(Ⅱ)人工钉扎中心NbTi超导体（论文文献综述）
胡炽[1]（2020）在《预变形和多级时效对NbTi合金组织与性能的影响》文中研究指明NbTi合金具有较好的中低磁场超导性能、优异的机械加工性能、低廉的加工及应用成本,主要以NbTi/Cu多芯复合线材的形式广泛应用于磁悬浮列车、核磁共振成像仪和国际热核聚变实验堆等工程项目。临界电流密度是NbTi/Cu多芯复合线材应用过程中最主要的超导性能指标之一,可通过优化预变形工艺和多级时效制度调控NbTi合金微观组织以提高超导线材临界电流密度,从而拓宽超导线材应用领域和提高商业化竞争力。本文针对NbTi合金,确定其β/α相变温度,研究分析β/α相变过程,为确定合理的时效温度区间和后续实验结果分析奠定基础;围绕预变形程度对NbTi合金时效后微观组织和硬度的影响进行研究;在此基础上进一步探明多级时效对NbTi合金微观组织和硬度的影响,获得适用于制备高性能超导线材的多级时效制度。研究主要获得以下结论:（1）JMatPro软件计算获得的NbTi合金β/α相变温度为616℃,差热分析法测定值为620℃,综合确定NbTi合金β/α相变温度为61 8℃;NbTi合金低温时效时主要相变过程为亚稳β→β+β’,β’→β+ωiso→β+ωiso+α→β+α,中高温时效时主要相变过程为亚稳β→β+β’→β+α。（2）NbTi合金经多向自由锻加70%单向冷轧较大程度预变形,420℃三级时效后微观组织中存在α相、β相和β’相,其主要相变过程为亚稳β→β+β’→β+α;而经较小程度预变形,420℃三级时效后微观组织中主要为β相,增大预变形程度,有利于α相析出;α相主要沿长条状位错胞壁和晶界分布,尺寸多集中于几纳米至几百纳米;α相和β相晶格错配度为61.3%,为非共格界面;α相含Nb元素和Ti元素分别为9.81wt%和90.19wt%,β 相分别为 59.26wt%和 40.74wt%。（3）NbTi合金经预变形和420℃三级时效后,α相均以再结晶晶粒为主,而β相在预变形程度较低时主要为变形晶粒,在预变形程度较高时主要为亚晶粒;预变形程度较低时,β相小角度晶界和大角度晶界分别为75.46%和24.54%,α相分别为33.82%和66.18%,而预变形程度较高时,β相小角度晶界和大角度晶界分别为64%和36%,α相分别为9.18%和90.82%;随预变形程度的增加,β相由形变织构向退火织构转变,表现为以{112}<110>织构为主 Brass{110}<112>为辅,向以 Brass-R{111}<110>为主{110}<110>为辅转变;NbTi合金硬度随预变形程度的增大先升高后降低。（4）NbTi合金α相体积百分含量随时效温度的升高先增加后减少,随时效级数的增加不断增加;NbTi合金420℃等温相变动力学模型为f=1-exp（-0.0135t0.550）;NbTi合金硬度随时效温度的升高不断降低,随时效级数的增加先降低后升高;获得较优的NbTi合金多级时效制度为420℃五级时效。
池长鑫[2]（2020）在《基于REBaCuO高温超导带材的线圈结构设计与电磁仿真》文中指出REBaCuO（REBa2Cu3Ox,RE=Y、Gd等稀土元素）高温超导带材近年来发展迅速,其在液氮温区有较高的临界电流密度和不可逆磁场。近年来随着人工磁通钉扎技术的提高,REBaCuO高温超导带材的在场载流能力和磁通钉扎力密度远超过其它实用超导材料。另一方面,由于采用柔性哈氏合金或者不锈钢基带,其具有较强的机械性能。这些优势使得REBaCuO带材突破了第一代Bi2223/Bi2212高温超导带材的应用限制,在强电强磁领域有着更广泛的应用前景。REBaCuO高温超导带材应用可分为超导强电技术与超导强磁技术两个方面。本文基于REBaCuO带材,利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件,建立超导电磁器件的仿真模型。其中,为了降低REBaCuO超导线圈交流运行时的能量损耗,设计了一种复合带宽结构的单饼线圈,通过对线圈部分匝数的带材作切割处理,研究其对交流损耗的影响;为了实现超导线圈的无阻恒流运行,设计了一种基于异形闭环REBaCuO带材的磁体线圈,研究其励磁过程、优化其磁场分布;为了稳定、高效的屏蔽外部干扰磁场,基于异形闭环REBaCuO带材进一步设计了一种超导磁屏蔽线圈,无接头电阻特性使其在低频磁场下仍具有良好的磁屏蔽效应;针对超导磁悬浮列车的车载磁体应用,设计了REBaCuO高温超导跑道型磁体,研究其磁场分布,以及励磁过程和运行过程中的交流损耗。主要研究内容与成果如下:（1）基于不同带材宽度对交流损耗的影响,建立具有复合带宽结构的REBaCuO单饼线圈模型,通过对单个线圈的部分匝数带材作切割处理,使相应匝数从单根宽带变成双根窄带,分析其对交流损耗的改善作用。研究发现,由于线圈磁场沿径向呈不均匀分布,对线圈径向外侧带材作切缝处理能有效降低高载流情况下的交流损耗,其效果要好于线圈全部切缝和完全不作切缝情形。当运行交变电流幅值接近线圈在场临界电流时,仅对线圈径向外侧的40匝作切缝分割,可以有效降低交流损耗。（2）通过在单根REBaCuO超导带材中间沿长度方向切缝的方法,设计一种异形闭环的REBaCuO带材。将带材上下两部分沿相反方向撑开,即可形成无接头电阻的闭环线圈。基于该闭环结构建立了亥姆霍兹线圈模型,并计算其励磁过程、电流密度分布和捕获磁场分布。在幅值为8 mT的外场激励下,该亥姆霍兹线圈产生了2.6 mT的稳定捕获场。通过对线圈的结构对称性作作优化处理,可以提高磁场分布的均匀性,使y分量偏离磁场从0.12 mT减小到0.004mT。进一步建立四个线圈轴向排列的模型,利用磁场叠加效应,使直径30 mm球形空间内的磁场不均匀度从2.5%降至1.1%。（3）基于异形闭环REBaCuO带材,设计了一种超导磁屏蔽线圈组。利用闭环线圈的零电阻特性,实现了高中低频磁场的高效屏蔽。通过调整屏蔽线圈的匝数、内外半径比值以及两个线圈之间的距离,可获得最优化磁屏蔽效果。相对于存在接头电阻的传统超导磁屏蔽线圈,其具有更强的低频磁场屏蔽能力。在0.00001 Hz到1000 Hz的磁场频率变化范围内,闭环磁屏蔽线圈对幅值为10μT的外场的屏蔽系数可达到0.01%,并且在直径为40 mm的中心球形空间区域内,可以保持低于1%的屏蔽系数。（4）瞄准磁悬浮列车车载磁体的应用,设计了基于REBaCuO超导带材的跑道型磁体。该磁体由四个REBaCuO双饼线圈组成。通过3D仿真模型,计算了磁体的磁场分布,分析出磁场沿轴向递减的特征。在20 K环境温度下,当磁体额定运行电流为153 A时,中心磁场达到2 T。在轴向距离磁体中心点80 mm位置,可以保持在0.9 T以上的磁场。同时,明确了磁体励磁过程中的交流损耗为159 J,而磁体稳定运行时在20 mT、680 Hz变化外场中的交流损耗为0.016 W。
陈石宏[3]（2018）在《脉冲激光沉积技术制备的高温超导体薄膜的性能优化与微纳结构控制》文中研究表明超导体（Superconductor）是一种在超导态下极富应用前景的特殊功能材料。超导物理研究一直是凝聚态物理的一个研究热点。首先,随着超导材料家族不断扩展,超导临界温度不断刷新,如何进一步提高超导临界温度（Tc）仍是一个重要的工作,具有更高临界参量的新型超导材料还有待探索。其次,在目前的超导温度下,提高超导体的各项磁学、电学等方面的超导性能,为当前的超导技术的应用提供更强大的应用性能支持,也是当前研究的重要课题。最后,虽然已经有许多理论成果用于解释超导,但各类超导体的超导机制仍未能达到共识,对超导导电机理与过程仍有待持续的探索。本论文主要进行了两部分的工作,即,利用脉冲激光沉积技术（PLD）制备铁基超导薄膜FeSei-xTex（FST）与铜氧化物超导薄膜YBa2Cu3O7-δ（YBCO）。（1）对于FST超导薄膜,摸索生长条件,优化材料性能,研究材料和界面微结构对超导电性的影响。（2）对于YBCO超导薄膜,通过纳米颗粒和纳米棒双掺杂进而优化磁通钉扎效应提高超导性能。本论文选择“11”体系中的FeSei-xTex高温铁基超导薄膜作为研究对象,因为此类铁基超导体具有相对简单的化学成分和晶体结构,更容易通过实验比较与模拟分析的方法发现其中对超导电性的影响因素。目前对铁基超导材料的研究大多集中在块材和单层膜上,对于FST薄膜（少层和多层薄膜）样品的研究相对较少,而薄膜样品由于其特殊的二维平面性使得此类样品富有研究价值。本论文利用脉冲激光沉积（PLD）薄膜生长工艺制备60nm厚度的FST超导薄膜,并在实验上通过对薄膜沉积过程中的生长温度、靶材组分、生长速率以及衬底晶格常数等参数工艺细节的调控,来控制优化样品的超导电性。并通过界面设计改变薄膜界面微结构,进而制备了具有17K超导转变温度Tc的FeSeo.sTeo.5超导体薄膜,达到了世界先进水平。在强磁场下对FST薄膜材料超导电性的研究结果显示,此类超导薄膜具有很高的上临界磁场、很小的各向异性以及较高的超导临界电流,而这样的优势性能表明这类材料用很好的超导强电应用前景和潜能。本论文还尝试探讨了FST铁基超导薄膜样品的磁各向异性与衬底选择、晶格结构间的内在关系,阐述了 CeO2增强层引起FST晶格常数的改变,起到提升FST超导电性,改变磁各向异性的作用。发现铁基超导体中“FeSe”层的层间距发生改变时将会对提高铁基超导体的超导转变温度有很大帮助。对于传统的YBCO超导薄膜,本论文研究了利用人工控制的方法在高温超导体YBCO薄膜材料内人为引入、制备BaZrO3（BZO）纳米棒与Y2O3纳米颗粒的结构缺陷,作为人工磁通钉扎中心,从而提高了样品的磁通钉扎性能。同样使用脉冲激光沉积（PLD）工艺,在YBCO靶材中掺杂一定量的BZO、Y2O3等杂质,利用薄膜自组装效应在YBCO超导薄膜内生长纳米棒与纳米颗粒,同时利用工艺参数的调节,对纳米缺陷的排布进行控制,得到我们需要的磁通钉扎布局。结果发现双掺杂可以缓解BZO/YBCO晶面应力,并可以控制纳米缺陷排布更合理,从而提高YBCO超导薄膜的超导临界电流与减弱其对外磁场的各向异性,使其超导临界电流提高了 140%,并减弱了J 对外磁场的各向异性达32%。其意义在于提升高温超导体材料在现有超导温度区间（一般在77 K附近）的电学以及磁学性能,对以超导带材为载体,实际应用如超导电缆、超导电机、超导强磁场等等方面的应用有着重要帮助。此外通过对二维计算模拟能量模型的分析,进一步阐释、理解包括双掺杂、具有一定倾斜角度的衬底表面修饰、掺杂浓度选择,以及特定晶格常数的原材料BaSnO3、BaZrO3、BaHfO3、Y2O3选取等方面对控制YBCO薄膜中的人工钉扎纳米缺陷的结构与朝向所起到的作用。为进一步提高超导薄膜的磁通钉扎能力提供了参考。
夏劲[4]（2016）在《超导材料及其电磁结构中若干电—磁—力基本特性的定量研究》文中提出超导体电磁和力学特征研究是推进超导体应用发展的关键课题,弄清超导结构电磁场分布及其演化规律、交流损耗和力学行为才能深入理解它的性能表现,保证超导设备安全稳定地工作。针对超导体中普遍存在应变和缺陷的实际情况以及大型超导结构研发中的迫切需求,本文发展了一系列数值模型对若干典型超导材料和结构中复杂的电磁及力学特征开展了定量研究。首先,结合Maxwell方程和高度非线性的超导E-J电磁本构关系,基于有限差分和伽辽金有限元理论建立了在液氮温区条件下具有普适意义的求解高温超导体时变电磁场一维问题、二维问题以及二维轴对称问题的数值计算方法,并通过实验结果验证了算法与程序的正确性。作为特殊情形,也将热传导方程引入一维问题控制方程用以验证磁热耦合作用的影响。在此基础上,数值调查了交变外磁场或交变电流情形下应变和缺陷对典型高温超导材料诸如超导板、超导圆线及矩形超导块电磁行为和交流损耗的影响,给出了电磁场分布的动态演化过程。模拟结果表明:磁场能否完全穿透超导体是决定其交流损耗应变依赖规律的关键因素;缺陷位置变化对超导体交流损耗的影响规律在外场和自场情形各不相同;采用修正的E-J幂次律关系对准确模拟缝隙尖端电流密度局部提升效应是必要的。其次,提出各向异性块状模型采用已建立的二维轴对称问题数值算法研究了REBCO高温超导高场线圈的电磁场特征和交流损耗。通过定量分析证实了磁屏蔽效应是REBCO高场线圈电磁计算中不可忽略的关键要素。详细调查了线圈交流损耗特征,包括交流损耗在线圈结构内的空间分布特征以及一些关键参量（临界电流、n值和电流加载速率）对交流损耗的影响规律,并进行了实验比较。通过定量计算对现有的一些线圈交流损耗解析估算方法的有效性进行了分析评述。此外,还利用所建立的电磁模型考察了线圈中心磁场性能,并针对中心磁场的漂移和偏差现象提出了优化方案。最后,针对国际热核聚变实验反应堆CICC超导电缆受横向载荷作用的问题,提出了一个等效结构力学模型定量调查了电缆横截面内的二维力学特征。通过比较电缆横向机械压缩位移-力曲线的模拟与实验结果验证了模型的有效性。利用统计手段详细分析了电缆横截面内Nb3Sn股线间的接触力特征,包括子区域内的平均接触力和接触力的大小分布。结果显示接触力分布特征与施加电磁或机械的载荷类型密切相关,不同类型载荷作用下子区域平均接触力的空间分布特征以及电缆内接触力的大小分布特征皆明显不同。此外,在此两类载荷情形中,法向接触力在分布于电缆内的接触力中均扮演主要角色。
闻程[5]（2016）在《超导发电机中超导磁体的设计及其实践》文中研究表明超导发电机是电机领域的一种新型电机,具有功率密度大、同步电抗小、效率高、维护方便等优点,将成为本世纪最有潜力、最理想的能源转换装置。超导发电机之所以具有这些优点是因为超导发电机中包含有超导磁体,因此超导磁体能否正常运行是决定超导发电机成败的一个关键因素。本文主要对一台50 kW超导发电机中的超导磁体进行研究。首先,分析超导磁体的电磁特性以及超导磁体在发电机中的应用原理,并结合实用化超导材料特性和应用背景进行超导磁体的选材；其次,对样机中超导磁体进行电磁设计,并提出一种优化算法对超导磁体结构进行优化；然后,为了验证仿真结果,进行超导磁体的实验研究,根据优化后的结构参数制作同等尺寸的超导磁体,为了给超导磁体提供低温环境,进行低温系统的方案设计；最后搭建实验测试平台,并通过实验的方法验证设计的超导磁体是否满足本课题的要求。本论文主要研究成果包括以下几个方面：●分析超导体的电磁性质方程,推导出超导体的零电阻特性和迈斯纳效应；选取以电流密度为基础,得到计算不同类型超导磁体空间任意一点磁场的方法；分析超导磁体在四种不同类型发电机中的应用原理,总结超导发电机的特性；结合目前5种实用化超导材料的特性,从发电机的制造成本,难易程度,性能等角度选择二硼化镁（MgB2）超导材料绕制样机中的超导磁体,并论证了所选超导材料的适用性和可行性。●根据超导发电机的四种基本结构,分析了这四种结构的工作原理并比较了它们的优缺点,确定了样机的基本结构；针对所选MgB2超导线圈的电磁特性,根据已知参数和约束条件,对样机中超导磁体进行电磁设计,通过大量的有限元仿真计算,得到了MgB2超导磁体的初始结构参数；对样机的性能进行分析,性能参数满足课题提出的设计要求,因此通过仿真计算验证了设计的超导磁体满足本课题的要求。●详细地分析了超导磁体结构参数对样机性能的影响,为了充分发挥超导磁体的优势,使超导发电机的性能更好,提出了一种将响应曲面法（RSM）和粒子群算法（PSO）相结合的优化算法对超导磁体结构进行优化；根据所提出的优化算法详细地给出了超导磁体结构优化的过程,并将优化前后样机的性能进行了对比,验证了所提出的优化方法的可行性和有效性。●通过比较几种常用冷却媒质的优缺点,结合本课题的具体情况选择出适合本文的低温媒质；分析了几种冷却方式的优缺点,综合考虑它们的冷却效果、系统复杂程度、成本以及选择的冷却媒质,选择出合适的冷却方式；通过分析圆筒真空层导热性,选择出合适的真空度；确定了低温系统的基本方案。●根据优化后的尺寸制作超导磁体,并搭建了测试平台；然后进行了超导磁体的常温测试和降温测试,通过常温测试获得了超导磁体的常温电阻,进行了四次降温测试,前三次实验失败,第四次成功获得了超导磁体的临界温度和临界电流,由于生产商提供的MgB2超导材料性能较差,导致所测超导磁体的临界电流远远小于MgB2超导材料工程应用中的临界电流。这四次实验虽然无法验证设计的超导磁体是否满足本课题的要求,但为后续超导磁体的测试提供了实践经验。
丁淑芳[6]（2010）在《高温超导脉冲式微安磁通泵的研究》文中认为本文对一种新型的高温超导脉冲式微安磁通泵进行了研究和测试。由于高温超导磁体回路中接头电阻和n指数小导致工作电流衰减的问题,高温超导磁体难能工作在持续电流模式下,磁体有能量损失,最终使得超导磁体的磁场稳定性下降。磁通泵法是解决磁体能量损失这个问题的方法,可以用磁通泵来给磁体补充能量,还可以直接作为超导磁体电源使用。文中详细阐述高温超导脉冲式微安磁通泵整个实验系统的结构与设计,具体介绍了自行设计的高温超导脉冲式微安培磁通泵的结构和工作原理。脉冲式微安培磁通泵系统分为主体部分、供电系统、探测系统。主体部分由铁芯、铜线圈、Bi-2223高温超导薄片；供电系统由计算机系统自动控制；探测系统由单片机采集系统和PC机组成。还研究了与磁通泵系统有关的超导低温绝热、低温真空、低温测温技术。本课题研究分为磁通泵系统设计、制作和有关磁通泵的测试实验。对高温超导磁通泵进行了以下不同的测试：（1）磁通泵负载为单环超导回路时的泵入电流；（2）磁通泵负载为简易超导磁体线圈的泵入电流；（3）高温超导接头对单环超导回路的影响；（4）Bi-2223磁通泵和MgB2磁通泵工作性能的比较；（5）温度对磁通泵工作特性的影响。实验表明,自行设计的高温超导脉冲式微安磁通泵的泵入电流最大值能到100A以上,这个电流值表明自行设计的磁通泵有望成为超导磁体的电源装置。对这一系列实验进行了比较,利用Bi-2223超导薄片做的高温超导脉冲式微安磁通泵性能较好,泵入电流很更稳定,可以有望实现对高温超导磁体进行补偿电流。
秦公平[7]（2009）在《高温超导永磁悬浮系统的性能研究》文中提出磁悬浮列车作为一种新型的轨道交通工具,是人类地面交通技术史上第一次实现了车辆与路面之间的无接触、无摩擦,大大减小了运行阻力,达到高速运行的目的。被称为生态纯净的绿色地面交通工具,称为近年来研究的热点和超导技术发展的重点。本文主要通过实验测试研究永磁轨道上方高温超导磁悬浮系统的悬浮力特性。利用实验测量的高温超导磁悬浮系统竖直方向上的悬浮力—位移曲线,研究分析高温超导磁悬浮系统的整体性能。第一章简要介绍了磁悬浮列车技术的发展背景,回顾了超导材料的发展历程。着重介绍了超导材料的研究情况以及超导材料的分类,详细讲述了非理想第二类超导体的特性和高温超导磁浮列车的发展现状。分析了目前磁浮列车的发展现状,提出了本文的研究目标和研究内容。第二章主要介绍了本文所采用的高温超导磁悬浮实验装置及测试方法。第三章运用实验装置研究了高温超导磁悬浮系统悬浮力的特点和各种影响因素。在此基础上又测量了永磁轨道上方高温超导体不同数量的排布方式对系统悬浮力的影响,为磁悬浮系统的设计提供了一定的重要依据。第四章介绍了本实验小组研制的一种新型的高温超导磁悬浮用非金属低温杜瓦。该杜瓦具有结构简单,制作容易,成本低廉以及质量较轻等优点。最主要的是该杜瓦能够避免磁浮车在运行过程中,由金属切割磁场产生涡流对超导体的影响,达到节能效果。
李剑[8]（2007）在《高温超导体多场耦合直流输运特性研究》文中进行了进一步梳理超导电力技术是21世纪电力工业重要的高技术储备。高温超导体高性能、低成本的优点给超导体在电力工业中的大规模应用带来了希望。高温超导体直流输运特性是其应用的基础,以往的研究主要采用实验的手段和数学公式推导的方法。随着高温超导电性理论和计算机技术的不断发展和完善,关于高温超导体的数值仿真开始得到关注,它是在实验验证基础上研究超导电性的有效手段。本文采用多场耦合数值仿真和实验验证相结合的方法,研究了实用高温超导体不同应用场合下的直流输运特性,为科学合理地使用高温超导体提供了理论上的支持和实践上的指导。基于Kim模型引入了自身磁场对本地高温超导电性的影响,考虑了电磁场—热场的耦合关系,针对棒状高温超导电流引线和高温超导块材电接触问题建立了两种高温超导体直流输运数学模型。首先应用磁通动力学建立了二维轴对称微观磁流阻数学模型,并设计了基于Matlab软件的仿真实现方法;然后构建了高温超导体电磁场—热场耦合关系,并建立了指数定律改进模型;应用Gambit/Fluent软件设计了指数定律改进模型的具体实现方法。分别应用两种模型计算了典型高温超导体的直流输运特性,通过与已有实验数据的对比验证了模型的有效性。应用磁流阻数学模型仿真分析了高温超导电流引线临界态直流输运特性,并同实验结果进行了对比。通过研究棒状和管状电流引线的特性,发现了管状电流引线具有高输运效率的优点。针对电流引线失超过程,应用APDL语言对Ansys进行了二次开发,对管状电流引线失超过程进行了非线性瞬态热分析,得到了失超过程电流引线轴向温升变化以及电阻率变化的特性曲线。仿真结果分析表明:电流引线失超过程可分为两个阶段,电流引线的失超保护动作时间应小于第一阶段时间。研究工作为安全、合理地设计电流引线提供了理论支持。以机械式高温超导持续电流开关（MPCS）在超导磁体储能（SMES）系统中的应用为背景,基于指数定律改进模型,应用Fluent软件对有镀层和无镀层YBCO超导体电接触特性进行了系统研究。计算得到了接触点附近各场量的分布,从电磁场—热场耦合的角度解释了高温超导电接触中存在的接触电阻的阻态转换现象。分析表明镀银层在有镀层YBCO超导体电接触中起重要的分流作用,可以有效地降低接触电阻,提高转换电流。研究工作为机械式高温超导持续电流开关的设计提供了理论指导。从磁场对Bi-2223高温超导带材通流能力影响的角度,仿真分析了磁性材料—带材多种布局的情况下,带材表面的磁场分布以及对临界电流的影响。以此为指导,设计了六组带材临界电流测试实验。通过对实验结果和仿真结果的综合分析,得到了在带材侧面垂直放置磁性材料可以大幅度提高临界电流的结论,对于提高带材通流能力,节约使用带材具有重要意义。
戴陶珍[9]（2006）在《传导冷却高温超导储能磁体的电磁热综合分析》文中指出传导冷却高温超导磁体系统具有维护方便、轻便和紧凑、安全性好、效率高等诸多优点,正在从初期的低电流小型实验用磁体系统,向实用化的磁体系统发展。随着高温超导线材性能的提高和价格的降低,传导冷却的高温超导磁体系统具有广阔的应用前景。本文构造了高温超导储能磁体在各种运行状态的计算模型,基于电磁场、应力场和温度场理论,综合分析了传导冷却的高温超导储能磁体的电磁特性,机械特性和热稳定性。具体作了以下几方面的工作:1.完成了高温超导储能磁体的电磁概念设计,分别对磁体的螺管型和环型结构进行了研究,对不同磁体结构进行优化并对优化结果进行比较;对储能容量在10 MJ以下的磁体的应力分布和杂散场状况进行比较;比较了层绕式和饼式两种不同绕制方式的磁体的磁场特性。2.分别对高温超导磁体中高温超导体产生的交流损耗和导冷结构中常态导体的涡流损耗进行了研究,综述了高温超导体交流损耗模型,提出了高温超导储能磁体的交流损耗计算方法,分析了储能磁体交流损耗各分量随直流幅值的变化关系;计算了磁体导冷结构各部分的涡流损耗,提出了有效减小涡流损耗的导冷片结构。3.建立了高温超导储能磁体在热扰动下的模型,仿真了磁体在热扰动幅值和持续时间变化下磁体的热响应,比较了局部出现多点扰动下磁体的热响应,提出了改进磁体热稳定性的方法;建立了高温超导储能磁体在直流背场下施加一定交流电流情况下的模型,仿真了磁体不同交流工况下的热响应,分析了导冷结构的改善对磁体热稳定性影响;针对两种不同导冷结构模型,仿真了磁体在过电流下磁体的响应和恢复特性,并对两种结果进行比较。4.在对磁体电磁设计、损耗分析和热稳定性研究的基础上,探索了高温超导储能磁体的综合优化问题,提出了二次优化的概念,并给出了一个磁体优化实例,对优化前后结果进行比较,优化后效果显着。5.分析了35kJ磁体在直流运行状态的电磁特性,计算了磁体在进行功率交换时高温超导体的交流损耗和导冷结构中的涡流损耗,仿真了磁体功率交换时磁体内部温度场分布,并与实验结果进行比较,验证了仿真结果的正确性,最后提出了减小磁体涡流损耗,提高磁体热稳定性的措施。本文对高温超导储能磁体的电磁热进行了系统的分析,建立磁体在各种工况下的仿真模型,这些模型和对这些模型的分析方法可以推广到其它的高温超导磁体的分析和研究。
周羽生[10]（2006）在《高温超导脉冲功率应用电磁特性的基础研究》文中研究说明大功率脉冲技术作为高新、尖端技术日益受到重视,在新概念武器及未来高速运载工具方面,具有极大的发展潜力。在脉冲功率技术中,储能磁体、脉冲变压器、乃至脉冲成形回路中的开关、各类电感、线圈、传输线等,均是超导技术潜在的应用目标。本文针对Bi-2223/Ag高温超导材料在脉冲功率环境下的电磁特性、以及基于高温超导磁储能的脉冲功率成形技术进行基础性研究,发现了高温超导对脉冲过电流的承载特性,明确了高温超导磁储能脉冲功率技术的关键性问题。获得的研究结果对高温超导电力技术也具有重要的基础意义。论文对高温超导材料分别在直流、工频交流、振荡电流、脉冲电流作用下的失超与超导恢复特性进行了大量的实验研究,同时,应用传热学原理和有限元差分法对高温超导带材在各种形态过电流下失超后的传播过程以及恢复过程进行理论分析与仿真研究,通过比较高温超导材料在不同形态电流作用下失超后的常态电阻的发展特点和超导恢复性能,发现了高温超导材料在不同形态电流波形下的失超和超导恢复特性与过电流的幅值、频率、持续时间的关联关系;提出了失超发展的理论模型:失超发展与常态电阻产生的热量变化率dQr dt、液氮冷却带走的热量损失率dQl dt有关;得出了高温超导材料对短时交流和脉冲过电流具有一定的过载能力的结论。通过对高温超导线圈在工频交流过电流下的失超实验研究,发现了超导线圈在交流过电流下电流和失超后线圈电压的相位变化关系,提出了基于相位变化的超导线圈在交流下的失超判断方法,为超导装置在交流下的失超检测与保护提供了新的技术途径。在基本掌握超导带材、线饼电磁特性的基础上,研制了小型高温超导脉冲实验磁体,进行了磁体电气特性试验。通过应用MATLAB的Simulink软件仿真研究高温超导磁储能脉冲成形的方法,明确了技术关键,然后设计了脉冲成形回路,进行了基于高温超导磁储能的脉冲成形放电实验研究,提出了通过改变磁体放电回路接线方式和放电回路磁体参数的方法来实现脉冲成形的技术方案,获得了较好的负载脉冲波形。在全文研究的基础上,提出了高温超导脉冲功率应用设计的基本原则。为进一步研究将高温超导应用于脉冲功率技术奠定了基础。
二、NbTi超导体的新进展——(Ⅱ)人工钉扎中心NbTi超导体（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、NbTi超导体的新进展——(Ⅱ)人工钉扎中心NbTi超导体（论文提纲范文）
（1）预变形和多级时效对NbTi合金组织与性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 NbTi合金概述 |
| 1.1.1 NbTi合金应用与超导线材制备 |
| 1.1.2 NbTi合金预变形与多级时效 |
| 1.1.3 NbTi合金二元相图与相组成 |
| 1.2 国内外相关领域研究现状 |
| 1.2.1 NbTi合金预变形的研究现状 |
| 1.2.2 NbTi合金多级时效的研究现状 |
| 1.3 高性能NbTi/Cu多芯复合线材制备需解决的问题 |
| 1.4 选题背景与意义 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 研究基础与方法 |
| 2.1 实验材料与方法 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 固溶处理 |
| 2.1.3 预变形 |
| 2.1.4 多级时效 |
| 2.2 材料表征方法 |
| 2.2.1 差热分析 |
| 2.2.2 试样制备 |
| 2.2.3 金相显微镜和扫描电镜分析 |
| 2.2.4 X射线衍射分析 |
| 2.2.5 电子背散射衍射分析 |
| 2.2.6 透射电镜分析 |
| 2.2.7 微观组织定量分析 |
| 2.2.8 硬度测试 |
| 2.3 热力学计算和动力学建模 |
| 2.3.1 相图热力学计算 |
| 2.3.2 相变动力学建模 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 NbTi合金相变温度与相变过程 |
| 3.1 β/α相变温度计算 |
| 3.2 β/α相变温度测定 |
| 3.3 β/α相变温度讨论 |
| 3.4 β/α相变过程分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 预变形程度对NbTi合金时效后微观组织和硬度的影响 |
| 4.1 NbTi合金初始组织 |
| 4.2 多向自由锻态NbTi合金微观组织 |
| 4.3 预变形程度对NbTi合金时效后微观组织的影响 |
| 4.3.1 相的组成和分布 |
| 4.3.2 晶粒形貌和分布 |
| 4.3.3 晶粒取向和织构 |
| 4.4 预变形程度对NbTi合金时效后硬度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 多级时效对NbTi合金微观组织和硬度的影响 |
| 5.1 时效温度对NbTi合金微观组织和硬度的影响 |
| 5.1.1 时效温度对NbTi合金微观组织的影响 |
| 5.1.2 时效温度对NbTi合金硬度的影响 |
| 5.1.3 NbTi合金时效温度优化 |
| 5.2 时效级数对NbTi合金微观组织和硬度的影响 |
| 5.2.1 时效级数对NbTi合金微观组织的影响 |
| 5.2.2 等温相变动力学模型 |
| 5.2.3 时效级数对NbTi合金硬度的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（2）基于REBaCuO高温超导带材的线圈结构设计与电磁仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高温超导材料及各向异形的磁通钉扎 |
| 1.1.1 实用高温超导材料 |
| 1.1.2 REBaCuO涂层导体各向异形的磁通钉扎 |
| 1.2 高温超导材料的强磁强电应用 |
| 1.2.1 超导强磁应用 |
| 1.2.2 超导强电应用 |
| 1.3 基于REBaCuO带材的新型磁体线圈研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第二章 高温超导带材的电磁特性与数值计算 |
| 2.1 高温超导材料的E-J关系 |
| 2.2 REBaCuO带材在场临界电流的各向异形 |
| 2.3 高温超导材料的数值仿真控制方程 |
| 第三章 复合带宽REBaCuO超导线圈的交流损耗 |
| 3.1 交流损耗的计算和测量 |
| 3.1.1 交流损耗仿真计算方法 |
| 3.1.2 交流损耗的测量方法 |
| 3.1.3 交流损耗仿真值与测量值的对比 |
| 3.2 复合带宽法减少线圈的交流损耗 |
| 3.2.1 单线圈复合带宽模型 |
| 3.2.2 切缝宽度对交流损耗的影响 |
| 3.2.3 复合带宽对线圈交流损耗的影响 |
| 3.2.4 电流密度和交流损耗关系的分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于异形闭环REBaCuO带材的线圈结构设计和磁场优化 |
| 4.1 异形闭环REBaCuO线圈的结构设计 |
| 4.2 异形闭环REBaCuO线圈的励磁过程 |
| 4.3 异形闭环REBaCuO线圈的电流与磁场分布 |
| 4.3.1 电流分布 |
| 4.3.2 磁场分布 |
| 4.4 异形闭环REBaCuO线圈的磁场均匀度优化 |
| 4.4.1 闭环线圈结构的优化 |
| 4.4.2 辅助线圈的设计 |
| 4.4.3 磁场均匀度的优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于异形闭环REBaCuO带材的线圈磁屏蔽效应 |
| 5.1 常规超导线圈的磁场屏蔽效应 |
| 5.2 异形闭环REBaCuO磁屏蔽线圈的设计 |
| 5.2.1 结构设计 |
| 5.2.2 两种屏蔽指标 |
| 5.2.3 模型网格划分方法 |
| 5.3 异形闭环线圈磁场屏蔽效率的计算与优化 |
| 5.3.1 外线圈半径与屏蔽效率的关系 |
| 5.3.2 不同线圈匝数的屏蔽效率 |
| 5.3.3 线圈的屏蔽系数空间分布 |
| 5.3.4 组合线圈对屏蔽效率的优化 |
| 5.3.5 不同外场频率与强度下的屏蔽效率 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 REBaCuO跑道型磁体的设计与电磁仿真 |
| 6.1 跑道型磁体的性能和设计 |
| 6.2 磁场分布与线圈在场载流能力 |
| 6.2.1 磁场分布 |
| 6.2.2 线圈的在场载流能力 |
| 6.3 跑道型磁体的交流损耗 |
| 6.3.1 励磁过程的交流损耗 |
| 6.3.2 稳定运行时的指数损耗和交流损耗 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文 |
| 作者在攻读博士学位期间参加的会议 |
| 作者在攻读博士学位期间所做的项目 |
| 致谢 |
| 附录1 |
| 附录2 |
（3）脉冲激光沉积技术制备的高温超导体薄膜的性能优化与微纳结构控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超导体及超导电性的介绍 |
| 1.1.1 “0电阻”与“迈斯纳态” |
| 1.1.2 London方程与Ginzburg-Landau理论 |
| 1.1.3 BCS理论简介 |
| 1.1.4 超导领域的发展 |
| 1.2 超导技术在电子学领域的应用 |
| 1.2.1 超导SQUID器件 |
| 1.2.2 超导量子计算机 |
| 1.3 超导技术在能源领域的应用 |
| 1.3.1 无损输电 |
| 1.3.2 超导磁悬浮列车 |
| 1.4 本论文的研究目的和主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 材料制备与表征 |
| 2.1 脉冲激光沉积系统(PLD)简介 |
| 2.1.1 脉冲激光系统 |
| 2.1.2 真空沉积系统 |
| 2.2 薄膜表面和界面结构的表征方法 |
| 2.2.1 X射线衍射 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜 |
| 2.2.3 透射电子显微镜 |
| 2.3 电学输运测试分析方法 |
| 2.3.1 “四探针”法测电阻 |
| 2.3.2 综合物性测试台(PPMS) |
| 2.3.3 LabVIEW |
| 参考文献 |
| 第三章 铁基超导体FST的超导电性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 铁基超导体简介 |
| 3.3 PLD各生长参数对FST超导电性的影响 |
| 3.3.1 实验准备与参数 |
| 3.3.2 靶材组分对FST超导电性的影响 |
| 3.3.3 生长温度对FST超导电性的影响 |
| 3.3.4 脉冲频率(生长速度)对FST超导电性的影响 |
| 3.4 晶格常数对FST超导电性的影响 |
| 3.4.1 不同衬底对FST超导转变温度的影响 |
| 3.4.2 CeO_2增强层的界面效应对FST超导电性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 自组装人工钉扎中心对高温超导体YBCO磁通钉扎效应的电学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 YBCO与磁通钉扎 |
| 4.2.1 高温超导体YBCO简介 |
| 4.2.2 磁通量子与磁通钉扎 |
| 4.2.3 磁通钉扎的缺陷分类 |
| 4.3 利用绝缘质掺杂法提高YBCO薄膜材料的超导性能 |
| 4.3.1 BaZrO_3(BZO)单组元掺杂 |
| 4.3.1.1 实验参数 |
| 4.3.1.2 BZO纳米棒对YBCO超导性能的提高 |
| 4.3.1.3 单掺杂YBCO对外磁场各向异性响应的改善 |
| 4.3.2 双组元掺杂对YBCO超导薄膜超导性能的进一步提高 |
| 4.3.2.1 双掺杂对应力的缓解及对超导电性的改善 |
| 4.3.2.2 重度掺杂下单掺杂与双掺杂比较分析 |
| 4.4 其他因素对钉扎特性的影响 |
| 4.4.1 衬底表面修饰,具有倾斜角的STO衬底的作用 |
| 4.4.2 二维计算模拟能量模型 |
| 4.4.3 BSO、BHO与BZO的双掺杂对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 结论与展望 |
| Publication list |
| 致谢 |
（4）超导材料及其电磁结构中若干电—磁—力基本特性的定量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 超导体的物理特性及其发展历程 |
| 1.1.2 超导物理的理论探索 |
| 1.1.3 超导体的应用及其关键问题 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 高温超导体电磁行为及交流损耗的研究 |
| 1.2.2 CICC超导电缆力学行为的研究 |
| 1.3 本文的主要内容 |
| 第二章 超导物理基本理论 |
| 2.1 电磁场基本方程 |
| 2.2 二流体模型与伦敦理论 |
| 2.3 Pippard修正 |
| 2.4 Ginzburg-Landau理论 |
| 2.5 非理想第二类超导体E -J本构关系 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 高温超导体电磁行为数值计算方法 |
| 3.1 一维问题 |
| 3.2 二维问题 |
| 3.2.1 情形 1： H_x=H_y=0，H_z≠0 |
| 3.2.2 情形 2： H_x ,H_y≠0, H_z=0 |
| 3.3 二维轴对称问题 |
| 3.4 计算方法与程序的验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 应变和缺陷对高温超导体电磁行为及交流损耗的影响 |
| 4.1 应变对高温超导板交流损耗的影响 |
| 4.1.1 模型描述 |
| 4.1.2 静态应变的结果与讨论 |
| 4.1.3 周期应变的结果与讨论 |
| 4.2 孔洞缺陷对高温超导圆线电磁行为及交流损耗的影响 |
| 4.2.1 模型描述 |
| 4.2.2 垂直交变外场情形 |
| 4.2.3 传输交流电流情形 |
| 4.3 椭圆缝缺陷对矩形高温超导块材电磁行为及交流损耗的影响 |
| 4.3.1 模型描述 |
| 4.3.2 椭圆缝处于样品中心的情形 |
| 4.3.3 椭圆缝处于样品边缘上的情形 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 REBCO高场线圈电磁建模及性能分析 |
| 5.1 REBCO薄饼线圈及原始模型 |
| 5.2 REBCO高场线圈及各向异性块状模型 |
| 5.3 块状模型的验证 |
| 5.4 NHMFL 32 T全超导磁体REBCO原型线圈数值模拟 |
| 5.4.1 自场情形 |
| 5.4.2 存在背景场的情形 |
| 5.4.3 线圈中心磁场特征及优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 横向载荷作用下CICC超导电缆力学建模及分析 |
| 6.1 ITER CICC电缆结构及结构力学模型的建立 |
| 6.1.1 股线间相互作用的结构力学描述 |
| 6.1.2 模型中的梁 |
| 6.1.3 边界条件与横向载荷加载方式 |
| 6.1.4 结构力学模型的验证 |
| 6.2 CICC电缆横截面中的接触力学特征 |
| 6.2.1 子区域平均接触力 |
| 6.2.2 接触力大小的分布特征 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结束语 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（5）超导发电机中超导磁体的设计及其实践（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 超导特性 |
| 1.2.1 超导体的基本特性 |
| 1.2.2 超导体的临界特性 |
| 1.3 超导技术的发展历程 |
| 1.3.1 超导体的种类 |
| 1.3.2 超导技术发展史上的里程碑 |
| 1.4 超导应用技术 |
| 1.4.1 强电方面的应用 |
| 1.4.2 弱电方面的应用 |
| 1.4.3 实用化超导材料 |
| 1.5 超导电机的研究现状 |
| 1.5.1 超导发电机的研究现状 |
| 1.5.2 超导电动机的研究现状 |
| 1.6 本课题研究中的工作难点 |
| 1.7 本课题主要研究内容 |
| 第2章 超导磁体的电磁特性及应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超导磁体的电磁特性 |
| 2.2.1 超导磁体的优越性 |
| 2.2.2 电磁性质方程 |
| 2.2.2.1 伦敦第一方程 |
| 2.2.2.2 伦敦第二方程 |
| 2.2.3 磁场计算 |
| 2.2.3.1 螺线管磁体的磁场计算 |
| 2.2.3.2 环形磁体和跑道型磁体的磁场计算 |
| 2.2.4 交流损耗 |
| 2.2.4.1 超导和常导电力设备损耗的比较 |
| 2.2.4.2 磁滞损耗 |
| 2.2.4.3 涡流损耗 |
| 2.2.4.4 自场损耗 |
| 2.3 超导磁体在发电机中的应用 |
| 2.3.1 超导发电机 |
| 2.3.2 超导圆盘式直流发电机 |
| 2.3.3 全超导发电机 |
| 2.3.4 磁流体超导发电机 |
| 2.3.5 超导发电机的特性 |
| 2.4 超导磁体材料的选择 |
| 2.4.1 特性要求 |
| 2.4.2 可行性论证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 样机中超导磁体的设计及样机性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超导发电机的基本结构和工作原理 |
| 3.2.1 超导发电机的基本结构 |
| 3.2.2 超导发电机的工作原理 |
| 3.3 样机的主要设计要求 |
| 3.4 样机初步结构方案的确定 |
| 3.4.1 定子结构 |
| 3.4.1.1 定子铁芯 |
| 3.4.1.2 定子绕组 |
| 3.4.2 转子结构 |
| 3.4.2.1 转子支撑 |
| 3.4.2.2 超导磁体 |
| 3.4.2.3 转轴 |
| 3.4.2.4 电磁阻尼 |
| 3.4.2.5 超导磁体引线 |
| 3.4.2.6 超导磁体失超保护 |
| 3.4.3 制冷基本结构 |
| 3.5 样机中超导磁体的电磁设计 |
| 3.5.1 设计方法 |
| 3.5.2 结构参数设计 |
| 3.5.3 二维电磁场分析 |
| 3.5.4 有限元建模 |
| 3.5.5 超导磁体电参数 |
| 3.5.6 样机设计参数 |
| 3.5.7 超导磁体初始结构参数 |
| 3.6 样机的有限元分析 |
| 3.6.1 样机的空载分析 |
| 3.6.1.1 气隙磁密 |
| 3.6.1.2 空载电动势 |
| 3.6.1.3 空载特性 |
| 3.6.1.4 齿槽转矩 |
| 3.6.2 样机的负载分析 |
| 3.6.2.1 电压变化率 |
| 3.6.2.2 负载特性 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 超导磁体结构参数对样机性能的影响及优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超导磁体结构参数对样机性能的影响 |
| 4.2.1 超导磁体的初始截面形状 |
| 4.2.2 超导磁体截面形状对气隙磁密的影响 |
| 4.2.2.1 超导磁体结构参数d_1对气隙磁密的影响 |
| 4.2.2.2 超导磁体结构参数d_2对气隙磁密的影响 |
| 4.2.2.3 超导磁体结构参数h_2对气隙磁密的影响 |
| 4.2.3 超导磁体截面形状对空载电动势的影响 |
| 4.2.3.1 超导磁体结构参数d_1对空载电动势的影响 |
| 4.2.3.2 超导磁体结构参数d_2对空载电动势的影响 |
| 4.2.3.3 超导磁体结构参数h_2对空载电动势的影响 |
| 4.3 优化方法 |
| 4.3.1 响应曲面法(RSM) |
| 4.3.1.1 近似模型函数 |
| 4.3.1.2 拟合响应曲面的试验设计 |
| 4.3.1.3 阶响应曲面函数的估计 |
| 4.3.2 粒子群算法(PSO) |
| 4.3.2.1 原始粒子群算法 |
| 4.3.2.2 标准粒子群算法 |
| 4.4 优化过程 |
| 4.4.1 确定设计变量和目标函数 |
| 4.4.2 试验设计 |
| 4.4.3 构造响应经验模型 |
| 4.4.4 利用粒子群算法寻找最优 |
| 4.5 优化前后结果对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 超导磁体的制作及性能测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超导磁体的制作 |
| 5.2.1 超导磁体的退化和锻炼效应 |
| 5.2.2 超导磁体的稳定性 |
| 5.2.3 超导磁体的加工工艺 |
| 5.3 低温系统 |
| 5.3.1 低温冷却媒质的选择 |
| 5.3.2 低温冷却方式的选择 |
| 5.3.3 真空绝热技术 |
| 5.3.4 低温系统基本方案的确定 |
| 5.3.5 低温系统的组成 |
| 5.4 超导磁体性能测试 |
| 5.4.1 测试系统 |
| 5.4.2 常温测试 |
| 5.4.3 降温测试 |
| 5.4.3.1 实验步骤 |
| 5.4.3.2 第一次降温测试 |
| 5.4.3.3 第二次降温测试 |
| 5.4.3.4 第三次降温测试 |
| 5.4.3.5 第四次降温测试 |
| 5.5 实验结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 课题展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间学术成果 |
| 致谢 |
（6）高温超导脉冲式微安磁通泵的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 导言 |
| 1.1 超导材料的发现 |
| 1.2 超导材料的基本特性 |
| 1.2.1 零电阻现象 |
| 1.2.2 完全抗磁性 |
| 1.2.3 宏观量子效应 |
| 1.2.4 Ⅰ类超导体和Ⅱ类超导体 |
| 1.2.5 临界磁场与临界电流 |
| 1.2.6 超导体的交流损耗 |
| 1.3 超导材料的应用 |
| 1.3.1 超导磁能储能 |
| 1.3.2 核聚变装置 |
| 1.3.3 磁流体发电机 |
| 1.3.4 高能加速器 |
| 1.3.5 超导核磁共振成像装置 |
| 1.3.6 核磁共振谱仪(NMR) |
| 1.3.7 超导的弱电应用 |
| 1.4 研究目的 |
| 第2章 高温超导磁通泵的工作原理与理论分析 |
| 2.1 介绍 |
| 2.2 磁通泵的分类 |
| 2.2.1 旋转式磁通泵 |
| 2.2.2 整流型磁通泵 |
| 2.2.3 线性型磁通泵 |
| 2.2.4 高温超导脉冲式微安磁通泵 |
| 2.3 高温超导脉冲式微安磁通泵的理论分析 |
| 2.3.1 泵入顺序 |
| 2.3.2 泵入的基本原理 |
| 第3章 高温超导磁通泵实验系统 |
| 3.1 低温实验装置 |
| 3.1.1 G-M制冷机技术 |
| 3.2 绝热技术和真空技术 |
| 3.3 低温温度测量 |
| 3.3.1 低温测量技术的概念 |
| 3.3.2 热电偶测温技术 |
| 3.3.3 热电阻测温 |
| 3.3.4 脉冲式微安培磁通泵的探测系统 |
| 3.4 高温超导脉冲微安磁通泵的主体部分 |
| 第4章 实验过程与结果 |
| 4.1 实验的降温过程 |
| 4.2 高温超导脉冲微安磁通泵的供电情况测试 |
| 4.3 气隙中的磁感应强度 |
| 4.4 泵入电流特性的实验与结果 |
| 4.4.1 单环超导回路的电流泵入特性 |
| 4.4.2 简易负载超导磁体回路的电流泵入特性 |
| 4.4.3 高温超导接头电阻对单环超导回路的影响 |
| 4.4.4 磁通泵泵入电流与温度的关系 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
| 简历 |
（7）高温超导永磁悬浮系统的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 磁浮列车的发展概况 |
| 1.1.1 磁悬浮交通技术的发展经历 |
| 1.1.2 磁浮技术在中国的发展 |
| 1.2 经典磁悬浮交通技术 |
| 1.2.1 EMS和EDS悬浮系统的工作原理 |
| 1.3 磁阵列磁浮列车 |
| 1.4 高温超导及高温超导磁悬浮列车 |
| 1.4.1 超导材料的发展历程 |
| 1.4.2 超导体的分类 |
| 1.4.3 高温超导磁悬浮列车 |
| 1.4.4 高温超导磁悬浮的研究与发展现状 |
| 1.5 磁悬浮列车的优缺点 |
| 1.5.1 磁悬浮列车的优势 |
| 1.5.2 磁悬浮列车的缺点 |
| 1.6 超导磁悬浮的研究意义 |
| 1.7 主要研究内容 |
| 第二章 磁悬浮系统实验装置及测试方法 |
| 2.1 高温超导磁悬浮系统工作原理 |
| 2.2 实验装置及测试方法 |
| 2.3 超导样品和永磁轨道 |
| 2.4 影响高温超导体悬浮稳定性的主要因素 |
| 2.4.1 磁通蠕动 |
| 2.4.2 磁通跳跃 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 悬浮力性能研究 |
| 3.1 场冷悬浮力的磁滞特性分析 |
| 3.2 场冷高度对悬浮力的影响 |
| 3.3 超导块的排布方式对悬浮力的影响 |
| 3.3.1 超导块排布方式 |
| 3.3.2 悬浮力实验结果分析 |
| 3.4 悬浮力与时间的关系 |
| 3.4.1 单块超导体的悬浮力与时间关系 |
| 3.4.2 多块超导体的悬浮力与时间关系 |
| 3.5 超导体自身对悬浮力的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 磁悬浮系统非金属杜瓦的研制 |
| 4.1 低温技术的发展 |
| 4.2 低温技术在空间领域的应用 |
| 4.3 低温与超导 |
| 4.4 非金属杜瓦的研制 |
| 4.4.1 非金属杜瓦的结构与特点 |
| 4.4.2 测试结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况 |
（8）高温超导体多场耦合直流输运特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 高温超导体概述 |
| 1.1.1 铋系高温超导体 |
| 1.1.2 钇系高温超导体 |
| 1.2 高温超导体临界电流的判据 |
| 1.3 高温超导体直流输运应用中的共性问题 |
| 1.3.1 高温超导块材直流输运应用中存在的现象和问题 |
| 1.3.2 高温超导带材直流输运应用中存在的现象和问题 |
| 1.3.3 高温超导体直流输运中的共性问题 |
| 1.4 高温超导体直流输运特性研究现状 |
| 1.4.1 磁通蠕动模型的应用研究 |
| 1.4.2 磁通流动模型的应用研究 |
| 1.4.3 目前的研究方法和存在的问题 |
| 1.5 本文的研究工作和意义 |
| 2 高温超导体直流输运模型 |
| 2.1 轴对称微观磁流阻数学模型 |
| 2.1.1 磁通格子受力分析 |
| 2.1.2 公式推导 |
| 2.1.3 Matlab 数值实现 |
| 2.1.4 仿真结果与已有实验结果的对比 |
| 2.2 指数定律改进模型 |
| 2.2.1 公式推导 |
| 2.2.2 电磁场-热场耦合关系及计算软件的选择 |
| 2.2.3 Fluent 软件的二次开发 |
| 2.2.4 仿真结果与已有实验结果的对比 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 高温超导电流引线直流输运特性的研究 |
| 3.1 电流引线简介 |
| 3.2 棒状高温超导电流引线直流输运特性分析 |
| 3.3 管状高温超导电流引线直流输运特性及输运效率分析 |
| 3.4 高温超导电流引线动态失超特性研究 |
| 3.4.1 管状电流引线模型 |
| 3.4.2 Ansys 软件的二次开发 |
| 3.4.3 仿真结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 机械式高温超导持续电流开关直流输运特性的研究 |
| 4.1 持续电流开关研究现状 |
| 4.2 YBCO 高温超导体直流输运特性 |
| 4.3 无金属镀层机械式高温超导持续电流开关直流输运特性 |
| 4.3.1 YBCO-YBCO 电接触模型 |
| 4.3.2 仿真需要考虑的几个问题 |
| 4.3.3 仿真结果同已有实验结果的对比分析 |
| 4.4 有金属镀层机械式高温超导持续电流开关直流输运特性 |
| 4.4.1 镀银YBCO-镀银YBCO 电接触模型 |
| 4.4.2 仿真结果同已有实验结果的对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 高温超导带材直流输运特性分析及优化 |
| 5.1 磁场对高温超导带材临界电流的影响 |
| 5.2 单根高温超导带材磁场分布及直流输运特性分析 |
| 5.2.1 单根高温超导带材模型 |
| 5.2.2 单根高温超导带材仿真及分析 |
| 5.3 带材侧面垂直放置磁性材料仿真分析 |
| 5.3.1 磁性材料宽度对磁场分布的影响 |
| 5.3.2 磁性材料至带材侧面的距离对磁场分布的影响 |
| 5.3.3 多根带材层叠放置情况下的仿真分析 |
| 5.4 高温超导带材实验分析 |
| 5.4.1 实验设计 |
| 5.4.2 实验结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
（9）传导冷却高温超导储能磁体的电磁热综合分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超导电性简介 |
| 1.3 超导电力应用及发展概况 |
| 1.4 本课题的意义 |
| 1.5 本文所做的工作 |
| 2 高温超导储能磁体电磁热分析的基本理论与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电磁场分析基础 |
| 2.3 传热学基础 |
| 2.4 数值分析方法 |
| 2.5 ANSYS 软件介绍 |
| 2.6 优化算法 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 高温超导储能磁体概念设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高温超导储能磁体概念设计 |
| 3.3 不同容量的SMES 磁体特性比较 |
| 3.4 层绕式和饼式磁体比较 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高温超导储能磁体交流损耗计算 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高温超导体交流损耗 |
| 4.3 高温超导磁体中超导体的交流损耗分析 |
| 4.4 储能磁体结构件中的涡流损耗分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 高温超导磁体热稳定性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 热扰动下磁体的热稳定性分析 |
| 5.3 交流运行状态下磁体的热稳定性分析 |
| 5.4 过电流运行状态下磁体的热稳定性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 高温超导储能磁体电磁热综合优化方法探讨 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 综合优化的设计方案 |
| 6.3 优化计算结果与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 35KJ 高温超导储能磁体特性分析 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 国家863 高温超导磁储能磁体介绍 |
| 7.3 磁体系统实验结果介绍 |
| 7.4 35KJ 磁体电磁特性分析 |
| 7.5 磁体热特性分析 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 全文总结 |
| 8.1 本文所做的工作 |
| 8.2 下一步需要研究的工作 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 附录2 高温超导磁体热稳定性分析程序 |
（10）高温超导脉冲功率应用电磁特性的基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文研究的目的和意义 |
| 1.2 超导及超导脉冲功率技术研究状况 |
| 1.3 论文研究的内容和创新点 |
| 2 超导脉冲功率技术实验装置的研制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 大电流脉冲实验装置 |
| 2.3 超导交流过电流控制器 |
| 2.4 小结 |
| 3 高温超导体在直流下的失超检测与仿真分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高温超导失超的基本物理量 |
| 3.3 高温超导带材临界电流随磁场的变化特性 |
| 3.4 高温超导失超传播的仿真分析 |
| 3.5 高温超导线饼直流失超实验研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 高温超导体在工频交流过电流下的失超特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 带材在工频交流过电流下的失超特性 |
| 4.3 带材在工频交流过电流下失超后的恢复特性 |
| 4.4 块材在工频交流过电流作用下的失超特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 高温超导体的脉冲电气响应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 带材在不同频率的振荡过电流下的电气响应 |
| 5.3 带材在不同持续时间的脉冲过电流下的电气响应 |
| 5.4 带材在脉冲过电流下的失超仿真分析 |
| 5.5 实验参数对失超发展的影响 |
| 5.6 带材在脉冲电流下的极限试验 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 高温超导线圈在交流下的失超检测 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 超导线圈在交流下失超判断原理 |
| 6.3 超导线圈在工频交流下的失超实验研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 高温超导磁体的脉冲特性 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 高温超导脉冲实验磁体设计的基本考虑 |
| 7.3 高温超导脉冲实验磁体的制作 |
| 7.4 高温超导磁体的脉冲电气特性 |
| 7.5 高温超导磁储能脉冲功率成形实验研究 |
| 7.6 本章小论 |
| 8 超导脉冲功率成形技术及其仿真研究 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 高温超导电感 |
| 8.3 超导开关特性 |
| 8.4 脉冲成形回路 |
| 8.5 脉冲成形仿真实验 |
| 8.6 超导脉冲功率技术的相关问题 |
| 8.7 本章小结 |
| 9 高温超导脉冲功率应用设计原则 |
| 9.1 磁体结构特点 |
| 9.2 过电流安全应用 |
| 9.3 脉冲成形方法 |
| 9.4 冷却条件 |
| 10 全文总结 |
| 10.1 总结 |
| 10.2 下一步研究的工作 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 附录2 攻读博士学位期间参加和完成的课题项目 |
| 附录3 实验数据分析的主要程序 |
| 附录 4 大电流脉冲实验操作步骤和注意事项 |
四、NbTi超导体的新进展——(Ⅱ)人工钉扎中心NbTi超导体（论文参考文献）
- [1]预变形和多级时效对NbTi合金组织与性能的影响[D]. 胡炽. 西安理工大学, 2020(01)
- [2]基于REBaCuO高温超导带材的线圈结构设计与电磁仿真[D]. 池长鑫. 上海大学, 2020(02)
- [3]脉冲激光沉积技术制备的高温超导体薄膜的性能优化与微纳结构控制[D]. 陈石宏. 南京大学, 2018(09)
- [4]超导材料及其电磁结构中若干电—磁—力基本特性的定量研究[D]. 夏劲. 兰州大学, 2016(08)
- [5]超导发电机中超导磁体的设计及其实践[D]. 闻程. 东南大学, 2016(02)
- [6]高温超导脉冲式微安磁通泵的研究[D]. 丁淑芳. 东北大学, 2010(04)
- [7]高温超导永磁悬浮系统的性能研究[D]. 秦公平. 西南交通大学, 2009(S1)
- [8]高温超导体多场耦合直流输运特性研究[D]. 李剑. 西安交通大学, 2007(12)
- [9]传导冷却高温超导储能磁体的电磁热综合分析[D]. 戴陶珍. 华中科技大学, 2006(03)
- [10]高温超导脉冲功率应用电磁特性的基础研究[D]. 周羽生. 华中科技大学, 2006(03)