强磁场技术进展 被引量：15

1

作者 曹效文 《物理》 CAS 北大核心 1996年第9期552-555,共4页

评述了强磁场技术的新进展：超导强磁场已达到２１Ｔ；４０Ｔ和４５Ｔ场强的混合磁体即将建成；用于脉冲强磁场磁体的导体材料和磁体增强技术也取得了进展．

关键词 强磁场 超导磁体 混合磁体 脉冲磁体

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脉冲强磁场技术发展现状与趋势 被引量：9

2

作者 彭涛 李亮 《物理》 CAS 北大核心 2016年第1期11-18,共8页

脉冲强磁场是现代科学研究的重要工具,因其可以较容易地实现50 T以上磁场,因而在最近20年快速发展。最高磁场强度已经由70 T左右发展到目前的100 T,磁场波形也由以前单一的短脉冲发展到现在的长脉冲、平顶脉冲、长短合成脉冲等多种波形... 脉冲强磁场是现代科学研究的重要工具,因其可以较容易地实现50 T以上磁场,因而在最近20年快速发展。最高磁场强度已经由70 T左右发展到目前的100 T,磁场波形也由以前单一的短脉冲发展到现在的长脉冲、平顶脉冲、长短合成脉冲等多种波形。随着电源与控制技术的发展,脉冲强磁场技术也在一定时间内实现了高稳定度磁场,拓宽了脉冲强磁场的实用范围;同时,脉冲磁体技术发展催生出能快速冷却的、具有高重频和异形结构的脉冲磁体,以满足X射线实验、中子实验和太赫兹实验要求。文章详细介绍了脉冲强磁场技术的发展现状与发展趋势,还介绍了武汉国家脉冲强磁场科学中心的磁场技术。 展开更多

关键词 强磁场 脉冲强磁场 脉冲磁体

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脉冲强磁体中应力的有限元分析 被引量：6

3

作者 彭涛 辜承林 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第9期700-704,共5页

提高脉冲磁场强度的主要障碍是磁体中巨大的应力,而脉冲磁体中应力的产生和作用过程比较复杂,要准确地计算出来很困难。采用有限元法对脉冲磁体中的应力进行分析,计算中全面考虑了预应力、电磁力、热应力等情况。通过计算,得出了一些设... 提高脉冲磁场强度的主要障碍是磁体中巨大的应力,而脉冲磁体中应力的产生和作用过程比较复杂,要准确地计算出来很困难。采用有限元法对脉冲磁体中的应力进行分析,计算中全面考虑了预应力、电磁力、热应力等情况。通过计算,得出了一些设计脉冲磁体的基本原则。 展开更多

关键词 脉冲磁体 应力 有限元分析法

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脉冲磁体增强技术发展概述 被引量：3

4

作者 彭涛 辜承林 《物理》 CAS 北大核心 2002年第11期733-735,共3页

在脉冲强磁体设计中 ,磁应力是目前面临的最大困难 ,当磁场强度达到 10 0T时 ,磁体绕组中的磁应力高达 4GPa,这是目前任何实用导体材料都无法承受的 ,因此 ,脉冲强磁体的发展在很大程度上取决于磁应力的解决情况 .文章介绍了国外在解决... 在脉冲强磁体设计中 ,磁应力是目前面临的最大困难 ,当磁场强度达到 10 0T时 ,磁体绕组中的磁应力高达 4GPa,这是目前任何实用导体材料都无法承受的 ,因此 ,脉冲强磁体的发展在很大程度上取决于磁应力的解决情况 .文章介绍了国外在解决脉冲强磁体巨大应力问题上采用的方法 ,主要叙述了新材料技术、绕组加固技术和改善电流分布技术 。 展开更多

关键词 技术发展 脉冲磁体 增强技术 高强度 应力 设计 绕组加固 电流分布 导体材料

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65T脉冲强磁体设计与实验研究 被引量：3

5

作者 彭涛 李亮 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期225-228,共4页

研制并实验测试一台65T脉冲强磁场磁体。磁体线圈采用14层纯铜导线与Zylon纤维交替缠绕而成,内绕组采用分布式加固技术,实现应力分布的优化,外层由不锈钢套筒与碳纤维加固。内外绕组分别采用两种不同横截面导线平衡能量分布,实现内外绕... 研制并实验测试一台65T脉冲强磁场磁体。磁体线圈采用14层纯铜导线与Zylon纤维交替缠绕而成,内绕组采用分布式加固技术,实现应力分布的优化,外层由不锈钢套筒与碳纤维加固。内外绕组分别采用两种不同横截面导线平衡能量分布,实现内外绕组温度分布相对均匀,避免局部过热。磁体孔径为12mm,高为120mm,通过1MJ/3.2mF/25kV高储能密度电容器供电,在20.6kV电压时,获得了磁感应强度为65T、持续时间为20ms的脉冲磁场。 展开更多

关键词 脉冲磁体 强磁场 线圈 温升 应力

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脉冲磁体用高强高导Cu-Nb复合线材的研究进展

6

作者 王鹏飞 梁明 +2 位作者 贾佳林 马小波 徐晓燕 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期72-79,共8页

高强高导铜合金材料是集优良物理性能和力学性能于一体的有色金属材料,能够同时具备高强度、高电导率以及高热导率等性能。近年来,铜合金材料备受关注,在脉冲强磁场、转换开关、电接触器、引线框架及电车和电力火车导线等诸多领域展现... 高强高导铜合金材料是集优良物理性能和力学性能于一体的有色金属材料,能够同时具备高强度、高电导率以及高热导率等性能。近年来,铜合金材料备受关注,在脉冲强磁场、转换开关、电接触器、引线框架及电车和电力火车导线等诸多领域展现出广阔的应用前景。Cu-Nb复合线材作为一种典型的高强度、高电导、高导热铜基复合材料,是制备超高场脉冲磁体的首选导体材料。本文系统总结了脉冲强磁场发展史,脉冲磁体导体材料用Cu-Nb复合线材的主要制备技术,芯丝结构演变特征,材料的热稳定性、强化机理及导电机理等方面的研究进展,最后指出了目前我国脉冲强磁场突破110 T所需Cu-Nb复合线材存在的问题及面临的挑战,并提出了关于未来研究重点的建议。 展开更多

关键词 脉冲磁体 高强高导Cu-Nb复合线材 结构演变 强化机理 导电机理

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强磁场实验装置中脉冲磁体电阻变化模型 被引量：3

7

作者 肖后秀 丁洪发 +1 位作者 潘垣 余蜜 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期46-49,共4页

因脉冲磁体的电阻受电流、电阻率、比热容等多因素影响呈非线性变化,为在磁体电源设计、磁场波形调节和磁体设计时,准确模拟脉冲磁体的电阻变化,依据迭代计算的数学思想,以Pspice电路仿真软件为平台,建立了脉冲磁体的电阻电路模型。磁... 因脉冲磁体的电阻受电流、电阻率、比热容等多因素影响呈非线性变化,为在磁体电源设计、磁场波形调节和磁体设计时,准确模拟脉冲磁体的电阻变化,依据迭代计算的数学思想,以Pspice电路仿真软件为平台,建立了脉冲磁体的电阻电路模型。磁体的电压、电流和温度变化等模拟结果与实验结果吻合的很好,证明所建立的脉冲磁体中电阻模型的正确性。该模型可作为在脉冲磁体电源设计、磁场波形调节和磁体设计时研究脉冲磁体电阻变化时的工具。此电路模型还可应用于研究类似的电阻非线性变化情况。 展开更多

关键词 强磁场 脉冲磁体 非线性电阻 电路模型 绝热过程 PSPICE仿真

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脉冲磁体中电磁与温度场耦合的有限元分析 被引量：1

8

作者 彭涛 李亮 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期740-744,共5页

脉冲强磁体处于复杂的电磁、热、应力等多物理场共同作用下,设计中考虑的因素众多,物理关系复杂,分析过程繁琐。借助大型有限元软件分析工具ANSYS建立了70T脉冲强磁体中电磁、温度场耦合分析模型,实现了磁场与温度场的计算,并通过有限... 脉冲强磁体处于复杂的电磁、热、应力等多物理场共同作用下,设计中考虑的因素众多,物理关系复杂,分析过程繁琐。借助大型有限元软件分析工具ANSYS建立了70T脉冲强磁体中电磁、温度场耦合分析模型,实现了磁场与温度场的计算,并通过有限元方法实现了脉冲磁体性能的优化。实验结果表明,磁体样机达到70T磁场水平。 展开更多

关键词 脉冲磁体 强磁场 ANSYS 耦合场

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武汉强磁场中心脉冲强磁场试验装置的设计与测试 被引量：1

9

作者 邱立 吕以亮 +7 位作者 宋运兴 曹全梁 肖后秀 彭涛 丁洪发 韩小涛 丁同海 李亮 《湖北工业大学学报》 2010年第1期95-98,共4页

优化设计脉冲磁体的导体层和加固层，由武汉强磁场中心（WHMFC）的试验装置供电，实现了50～75T的磁场．使用脉冲磁体设计软件包（PMDS）设计磁体，包括对电容放电，导体发热，考虑了塑性变形和绕制应力的应力和残余应力等的计算．1MJ... 优化设计脉冲磁体的导体层和加固层，由武汉强磁场中心（WHMFC）的试验装置供电，实现了50～75T的磁场．使用脉冲磁体设计软件包（PMDS）设计磁体，包括对电容放电，导体发热，考虑了塑性变形和绕制应力的应力和残余应力等的计算．1MJ电容电源系统由晶闸管开关、机械开关、极性转换开关、保护电感和续流二极管组成．还讨论了磁体、保护电感和电容器组的设计与测试结果． 展开更多

关键词 线圈 多级 脉冲磁体 应力

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脉冲磁体中不锈钢筒对磁场的影响研究 被引量：2

10

作者 彭涛 李亮 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期477-480,共4页

建立脉冲磁体线圈与不锈钢筒之间电磁耦合分析模型,利用数值分析法,对不锈钢套筒对磁场波形的影响进行理论分析与计算。结果表明,不锈钢套筒增加了放电回路中的等效电阻,降低了等效电感,导致磁场到达峰值时刻的时间缩短,磁场峰值降低。... 建立脉冲磁体线圈与不锈钢筒之间电磁耦合分析模型,利用数值分析法,对不锈钢套筒对磁场波形的影响进行理论分析与计算。结果表明,不锈钢套筒增加了放电回路中的等效电阻,降低了等效电感,导致磁场到达峰值时刻的时间缩短,磁场峰值降低。壁厚20 mm的不锈钢筒,磁场峰值降低4.9%,磁场达到峰值时间缩短6.7%。实验结果与理论分析吻合。 展开更多

关键词 脉冲磁体 线圈 磁场 钢筒 涡流

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基于数字锁相的脉冲磁体阻抗测量系统的研究 被引量：2

11

作者 谢剑锋 黄澜涛 +2 位作者 张贝 施江涛 韩小涛 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第7期99-101,104,共4页

电阻和电感的精确测量对于磁体的设计和分析具有重要意义。文中阐述了数字锁相放大技术测量脉冲磁体阻抗的基本原理。详细分析了参考信号与被测信号频率偏差对测量结果的影响。提出了一种基于无感高精电阻的改进方案。改进的测量系统在... 电阻和电感的精确测量对于磁体的设计和分析具有重要意义。文中阐述了数字锁相放大技术测量脉冲磁体阻抗的基本原理。详细分析了参考信号与被测信号频率偏差对测量结果的影响。提出了一种基于无感高精电阻的改进方案。改进的测量系统在一定的频率偏差范围内,可以减小频率偏差对测量结果的影响。最后,通过实验验证了这一方案的可行性。 展开更多

关键词 脉冲磁体 锁相放大 阻抗测量 频率偏差

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超高场脉冲磁体失效及结构屈曲研究

12

作者 肖后秀 黄煜 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第19期5067-5073,共7页

结构力学表明,磁体失效包含材料强度失效和结构整体失效两个方面。现有磁体失效模型是基于材料强度模型,忽略结构失稳问题,难以解释超高场脉冲磁体经常在低于其设计值就发生破坏的现象。且已有研究显示,屈曲是导致超高场脉冲磁体失效的... 结构力学表明,磁体失效包含材料强度失效和结构整体失效两个方面。现有磁体失效模型是基于材料强度模型,忽略结构失稳问题,难以解释超高场脉冲磁体经常在低于其设计值就发生破坏的现象。且已有研究显示,屈曲是导致超高场脉冲磁体失效的主要原因之一,但脉冲磁体屈曲的形成机理和演变规律尚不明确。该文从结构稳定性的角度出发,分析指出脉冲磁体自由分离层可等效为薄壁圆柱壳,具有高屈曲风险,并提出基于圆柱壳体结构屈曲的超高场脉冲磁体力学失效分析方法,建立脉冲磁体静态电磁屈曲Ansys有限元模型,进行了屈曲行为研究分析,仿真结果与实际结果吻合。屈曲分析结果表明:在电磁载荷方面,轴向电磁力是产生屈曲的决定性因素,径向电磁力对于外层绕组轴向屈曲的影响不明显,可在一定程度上抑制内层绕组的轴向屈曲;在绕组结构方面,外层绕组对螺旋绕组缝隙较为敏感,需重点关注。 展开更多

关键词 脉冲强磁场 脉冲磁体 自由分离层 屈曲

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放电过程中脉冲磁体的热传导 被引量：1

13

作者 彭涛 辜承林 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1579-1582,共4页

对脉冲磁体放电过程中的热传导进行理论分析与实验测试,结果表明:对于短脉冲磁体,采用绝热模型与考虑热传导后的模型所得计算结果相近,并且二者均与实验测量得到的结果相符;对于长脉冲磁体,由于热传导时间相对较长,绝热模型计算得到的... 对脉冲磁体放电过程中的热传导进行理论分析与实验测试,结果表明:对于短脉冲磁体,采用绝热模型与考虑热传导后的模型所得计算结果相近,并且二者均与实验测量得到的结果相符;对于长脉冲磁体,由于热传导时间相对较长,绝热模型计算得到的温升与考虑热传导后模型得到的温升有较大差别。通过理论分析可知:无论是短脉冲磁体还是长脉冲磁体,放电过程中的热传导只对磁体温升分布有较大影响,而对磁场波形则几乎没有影响。 展开更多

关键词 脉冲磁体 热传导 绝热模型 放电

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基于微通道液氮换热的脉冲磁体快速冷却方法研究

14

作者 何勇 孟昭男 +2 位作者 张鹏 孙衢骎 周星健 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期107-112,共6页

影响脉冲磁体重频运行能力的关键因素是磁体的冷却速度。提出了一种脉冲磁体快速冷却方法:在磁体导体内开微小通道,在通道内注入液氮,通过增大导体与液氮之间的直接接触面积(换热面积)、液氮单相流动换热、液氮流动沸腾换热这三个途径... 影响脉冲磁体重频运行能力的关键因素是磁体的冷却速度。提出了一种脉冲磁体快速冷却方法:在磁体导体内开微小通道,在通道内注入液氮,通过增大导体与液氮之间的直接接触面积(换热面积)、液氮单相流动换热、液氮流动沸腾换热这三个途径来大幅提高导体的冷却速度,与此同时尽可能减小对脉冲磁体性能(磁场强度、脉宽和内直径)的影响。阐述了基于微通道内液氮流动、沸腾换热的脉冲磁体快速冷却方法的原理,开展了数值模拟和验证性试验,结果表明,对于25 T的20 mm口径脉冲磁体,采用快速冷却方法,30 s即可冷却至初始温度,为磁体仅浸泡在液氮中的冷却时间(600 s)的5%,冷却速度提高了19倍。 展开更多

关键词 脉冲磁体 重频运行能力 微通道 沸腾换热 对流换热

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用于直接测量磁热效应脉冲磁体的理论设计

15

作者 唐永柏 涂铭旌 +3 位作者 陈云贵 李焕杏 滕保华 付浩 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期896-900,共5页

采用经典电磁场、有限元数值计算两种方法,设计了一种用于磁热效应直接测量的脉冲螺线管磁体.在螺线管磁体中心处,磁感应强度的计算值及测量值均在2.2T左右(180A电流时),且它们之间的误差很小;在以螺线管中心为球心,直径为10mm球内,磁... 采用经典电磁场、有限元数值计算两种方法,设计了一种用于磁热效应直接测量的脉冲螺线管磁体.在螺线管磁体中心处,磁感应强度的计算值及测量值均在2.2T左右(180A电流时),且它们之间的误差很小;在以螺线管中心为球心,直径为10mm球内,磁感应强度的均匀度优于1%,达到了脉冲磁体的设计要求. 展开更多

关键词 磁热效应 脉冲磁体 理论设计

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脉冲磁体的计算

16

作者 王金星 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 1992年第2期45-50,共6页

本文给出了设计脉冲磁体的计算方法,根据给定的电容器组参数,线圈内半径租场均匀度,可以确定出磁体的参数和所达到的磁场。计算值与实际值符台得比较好,一般误差不超过±5％。

关键词 脉冲磁体 计算 磁场 磁性材料

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太赫兹宽带调频脉冲回旋管

17

作者 戚向波 杜朝海 +1 位作者 潘石 刘濮鲲 《中国科学：信息科学》 CSCD 北大核心 2017年第12期1741-1751,共11页

回旋管基于相对论电子回旋脉塞原理工作,可在毫米波–太赫兹频段产生高功率相干电磁辐射.脉冲磁体体积小巧,易产生强磁场,相比于超导磁体可极大地降低回旋管系统体积并提供电子回旋所需的强磁场,使回旋管在兼具小型化特性的同时其辐射... 回旋管基于相对论电子回旋脉塞原理工作,可在毫米波–太赫兹频段产生高功率相干电磁辐射.脉冲磁体体积小巧,易产生强磁场,相比于超导磁体可极大地降低回旋管系统体积并提供电子回旋所需的强磁场,使回旋管在兼具小型化特性的同时其辐射频率有望突破1 THz.传统脉冲磁体回旋管通常采用开放腔式电路高Q值单频点工作,需要近似稳恒的磁场,使得脉冲磁体仅在峰值场强附近可用于支持回旋管工作,导致回旋管单脉冲工作时间极短,几乎无平均功率输出.本文提出一种新型太赫兹宽带调频脉冲磁体回旋管互作用方案,通过结合宽带调频预群聚互作用电路与脉冲磁体,可拓展调频带宽、扩大磁场调谐范围、延长回旋管单脉冲工作时长、实现脉冲磁体回旋管准连续波工作.频域稳态单模及时域动态多模的对比研究表明,该宽带调频回旋管在加速电压为20 kV的电子注驱动下,可在0.328~0.338 THz的频带范围内产生1.0~2.1 k W的电磁辐射,单脉冲工作时长为6 ms. 展开更多

关键词 回旋管 太赫兹 宽带 调频 脉冲磁体

原文传递

塑料杜瓦的研制

18

作者 仓冈泰郎 细田曲秀 韩美 《低温与特气》 CAS 1983年第3期44-48,共5页

塑料杜瓦适合在大型脉冲磁体中使用,並且可用它进行电绝缘和非磁性感应,但存在三个需要解决的问题:(1) 塑料壁对氦气的透气性;(2) 室温与液氦温度间热应力的恶化;(3) 液氦温度下粘接的机械性能差。本文对上述问题都进行了讨论和研究,发... 塑料杜瓦适合在大型脉冲磁体中使用,並且可用它进行电绝缘和非磁性感应,但存在三个需要解决的问题:(1) 塑料壁对氦气的透气性;(2) 室温与液氦温度间热应力的恶化;(3) 液氦温度下粘接的机械性能差。本文对上述问题都进行了讨论和研究,发现液氦杜瓦用“纤维线圈”或“真空铸入”法形成的塑料材料是有效的。粘接部分的粘稠性应用在低温中是綽綽有余的。在实验中,我们检测了塑料杜瓦中液氦的蒸发率。通过检测,发现塑料杜瓦中的液氦蒸发率与金属杜瓦中液氦蒸发率相等。 展开更多

关键词 塑料 杜瓦 研制 液氦温度 脉冲磁体 机械性能 非磁性 电绝缘 透气性 热应力

全文增补中

低温脉冲磁体的电流和温升计算 被引量：3

19

作者 王金星 刘健民 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 1990年第2期62-66,共5页

在低温脉冲磁体中,由于导体热容量减小,因此在脉冲期间,绕组的温度和电阻都将明显地增加,这就使电流和温升的计算复杂化了。忽略脉冲期间的传热,给出导体电阻率 ρθ和电阻率与比热之比 ρθ/Sθ 随温度变化的关系,便可计算出脉冲磁体... 在低温脉冲磁体中,由于导体热容量减小,因此在脉冲期间,绕组的温度和电阻都将明显地增加,这就使电流和温升的计算复杂化了。忽略脉冲期间的传热,给出导体电阻率 ρθ和电阻率与比热之比 ρθ/Sθ 随温度变化的关系,便可计算出脉冲磁体电流和温升随时间的变化。以一个液氮预冷的铜导体脉冲磁体为例,给出了计算的具体方法和结果。 展开更多

关键词 低温脉冲磁体 电流 温升 计算

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磁热效应直接测量用液氮冷却脉冲磁体系统

20

作者 唐永柏 陈云贵 +5 位作者 付浩 滕保华 李焕杏 王保木 薛勤秀 涂铭旌 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期73-75,共3页

介绍了一个液氮冷却脉冲磁体系统,用于磁性材料的磁热效应的直接测量。该磁体系统使用了相对小的脉冲电源(22kW),其脉冲间隔设为5档(1,2,3,4,5s)。螺线管孔径为20mm,实验测得该磁体系统能稳定工作到2.232T(在180A电流时),在螺线管中心... 介绍了一个液氮冷却脉冲磁体系统,用于磁性材料的磁热效应的直接测量。该磁体系统使用了相对小的脉冲电源(22kW),其脉冲间隔设为5档(1,2,3,4,5s)。螺线管孔径为20mm,实验测得该磁体系统能稳定工作到2.232T(在180A电流时),在螺线管中心直径为10mm的实验空间内,磁场的理论计算得到均匀度小于1%,满足了磁性材料磁热效应测试的需要。 展开更多

关键词 测量 磁热效应 脉冲磁体系统 液氮冷却 磁性材料

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