Bi-2212導(dǎo)體用鎧甲的性能研究.pdf

1、我國(guó)能源儲(chǔ)備雖然豐富，但是人均占有量十分有限，而且以煤炭資源為主要應(yīng)用，核能則有待開發(fā)中。介于目前的低碳環(huán)保熱潮，十分清潔的聚變能源一直是人類夢(mèng)寐以求的夢(mèng)想。目前我們已經(jīng)在聚變上有了一些時(shí)間和探索，如ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)、 EAST(ExperimentalAdvanced Superconducting Tokamak)等。但是，未來(lái)DEMO、商用

2、堆對(duì)超導(dǎo)磁體磁場(chǎng)強(qiáng)度、和維持時(shí)間提出更高的要求（功率＞2GW，磁場(chǎng)＞15T，電流＞100kA，承載＞150噸/米）。可是受低溫超導(dǎo)線材上臨界磁場(chǎng)的限制，很難制各出超過(guò)20T的磁體而而高溫超導(dǎo)材料有著優(yōu)異的上臨界場(chǎng)、大的臨界電流密度。是我們以后的發(fā)展方向。
　　在高溫超導(dǎo)材料中，Bi2Sr2CaCu2Ox(Bi-2212)超導(dǎo)材料在4.2K具有優(yōu)異的Jc-B特性;可制備成圓線，適合絞纜。作為一個(gè)圓線導(dǎo)體，Bi-2212可以制成多種高

3、電流的電纜。基于材料制備進(jìn)步，Bi-2212已開始用于盧瑟福電纜、CICC導(dǎo)體絞制，進(jìn)而用于高場(chǎng)內(nèi)插磁體、儲(chǔ)能磁體、加速器磁體以及聚變磁體的研制，同時(shí)也是目前制備高溫超導(dǎo)CICC導(dǎo)體的首選材料。
　　C ICC(Calbe-In-Conduit Conducters)，又稱鎧裝電纜導(dǎo)體，是有超導(dǎo)股線通過(guò)多級(jí)扭絞成為超導(dǎo)電纜，再將超導(dǎo)電纜穿入不銹鋼管（鎧甲），通過(guò)緊壓技術(shù)成型為超導(dǎo)導(dǎo)體。特點(diǎn)是具有良好的自支撐、較低的交流損耗、所需低

4、溫介質(zhì)少、運(yùn)行安全可靠、性能高等，是目前國(guó)際上公認(rèn)的受控?zé)岷司拮冄b置中的大型超導(dǎo)磁體、大型超導(dǎo)儲(chǔ)能磁體等裝置的首選導(dǎo)體，被應(yīng)用于各種大型科學(xué)裝置中。而本文的重點(diǎn)就是關(guān)于Bi-2212 CICC導(dǎo)體鎧甲的相關(guān)性能研究。
　　目前，國(guó)內(nèi)外還沒有關(guān)于Bi-2212CICC導(dǎo)體的相關(guān)研究，但是在進(jìn)行Bi-2212盧瑟福電纜的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了一些金屬材料與Bi-2212超導(dǎo)線反應(yīng)的規(guī)律。在之前的盧瑟福電纜的研究中，人們用金屬材料作為電

5、纜線與Bi-2212超導(dǎo)線扭絞在一起來(lái)觀察其與Bi-2212的反應(yīng)，但有些材料由于成本原因，并不適合作為我們CICC導(dǎo)體的鎧甲材料。目前，對(duì)這些金屬材料缺乏系統(tǒng)的研究。
　　Bi-2212 CICC導(dǎo)體鎧甲材料的具體要求:在890℃高溫?zé)崽幚頃r(shí)氧氣可以通過(guò)，且不與bi2212導(dǎo)體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在室溫和低溫下均具有良好的力學(xué)性能。對(duì)此我們將展開一系列研究，目前我們選用的主要是316LN和Ni-80Cr兩種金屬材料。
　　為此，