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强磁场作为重要的研究条件,正越来越广泛地用于生物、地理、工程、冶金、物理等学科。更高的磁场有利于引出新发现、解释物理现象、完善学科内容。二代高温超导带材由于具有更强的载流能力、更强的机械性能、更小的各向异性等优势成为现今最热门的高温超导材料,高温超导磁体在强磁场装置中的应用,也成为了推动稳态强磁场装置发展的新趋势。中科院强磁场科学中心成功建成了五台高场水冷磁体和一台世界第二高场强的混合磁体,拥有良好的研究超导电性和高场内插磁体的条件。本课题研究的内容主要是设计制造二代高温超导带材性能测试设备,并研制试验线圈在强磁场下进行实验研究,为超高场全超导磁体的研制提供技术支持和理论基础,也为超导机理的探索提供参考。具体工作内容包括: 了解二代高温超导材料结构及其超导电性,充分调研二代高温超导带材的制备过程,掌握其性能特点。 调研国内外测量77K下带材载流性能的测试装置及原理,用磁路法原理设计研制了一台测试装置,并对二代高温超导带材进行了长样载流性能测试,通过实验数据和分析模拟验证了测试装置的可重复性、可靠性和准确性,并对测试数据进行了论证,探索了不同传动速度下得到的不同结果的原因。 掌握国内外二代带材各向异性测试装置及原理。设计研制了一台高温超导带材各向异性的测试装置,分析了带材各向异性的原理和特点,并在液氮下使用该设备进行了测试。 调研了高温超导内插线圈的绕制方法及关键细节,设计并研制了一个二代高温超导内插试验线圈,在液氮中完成了低温性能测试。配套高场水冷系统,研制了一台可提供低温测试条件的液氦杜瓦,使用该杜瓦在高场液氦温度下对超导内插线圈性能进行了测试,并对测试结果进行了分析模拟。