超导磁分离技术的应用展望

高梯度磁分离技术近十年来发展迅速,并已应用于高岭土提纯、铁矿富集和钢厂废水净化等方面,显示了广泛的应用前景。由于常规磁体的磁场强度和磁体工作口径所限,其使用范围存在着一定的局限性.例如采用常规磁体对颗粒特别细小及磁化率特别弱的稀有金属等顺磁性物质就难以分离。因此近些年来,许多国家正在致力于超导磁分离技术的研究工作,并取得了可喜的进展.本文就其研究动态及应用展望做一介绍和论述。     

11T NbTi-Nb_3Sn超导磁体

一、引言为了发展高场磁体技术,1983年初,我们接受了中国科学院关于研制中心场为11T的高场磁体的攻关项目。于1985年底,研制出内孔径8cm的NbTi—Nb_3Sn组合磁体,经实验中心场达11.4T,贮能263KJ。其中,NbTi磁体口径167mm,提供了7T磁场,Nb_3Sn磁     

发展大口径的超导磁体系统(英文)

作者已经发展了基于NbTi大口径的用于紧凑结构的超导储能超导磁体系统用于材料冲击特性的研究,超导磁体的运行电流为350A,磁体总体储能为1.2MJ,超导磁体有480mm的内直径,500mm高。整个超导磁体采用两台GM制冷机冷却。通过GM制冷机的制冷实现减压降温,正常运行温度为3.8K。超导磁体使用Bi2223高温超导电流引线供电。详细报导了系统的设计和建造以及运行特性。     

G-M制冷机作为冷凝泵在传导冷却超导磁体系统中的应用

成功研制了6 TNbTi传导冷却超导磁体系统,制冷机为二级G-M制冷机.磁体冷却到4 K需用74 h左右,目前磁体系统已分别完成了115 A(6 T),45 h和95A,264 h的无间断运行实验.制冷机可在长达15 d(359 h)的时间里,对系统抽真空,然后维持系统真空在1.5×10-2Pa左右,其间不再使用扩散泵对超导磁体系统抽真空.     

高梯度磁分离技术在国内高岭土提纯领域的应用

本文叙述了高梯度磁分离技术在国内高岭土提纯技术的应用。文章还简要介绍了某些高梯度磁分离装置,实验条件及其结果。     

低温超导体Nb_3Sn扩散热处理中显微组织的表征与分析

利用青铜法制备了低温超导体Nb3Sn材料。采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对Nb3Sn化合物的元素扩散热处理过程进行了研究。结果显示,通过热处理96h后,Nb3Sn相形成。同时由于边界处Nb原子的缺乏,Nb2Sn和Nb6Sn5非超导相也在边界处形成。升高温度明显能够提高元素的扩散激活能,从而利于Nb3Sn相的形成,但是高温也会促进晶粒的粗化,破坏超导特性。因此精确控制温度对于材料超导性能非常重要。采用670℃热处理96h得到了均匀细小的晶粒组织。     

高梯度磁分离技术及其应用

高梯度磁分离技术(HGMS)是七十年代电工领域内迅速发展起来的一种新技术。它已在钢厂废水净化、磁性矿的富集及高岭土提纯等方面得到应用并正在逐步扩大应用范围。本文简单介绍高梯度磁分离技术的工作原理、应用及发展动向。     

传导冷却超导磁体系统真空问题的试验研究

成功研制了6T NbTi 传导冷却超导磁体系统,制冷机为二级GM-制冷机.磁体冷却到4 K需用74 h左右,目前磁体系统已分别完成了115 A(6T),45 h和95 A,264 h的无间断运行实验.制冷机可在长达15天(359 h)的时间里,对系统抽真空并维持系统真空在1.5×10-2 Pa左右,其间不再使用扩散泵对超导磁体系统抽真空.     

高电流密度超导储能磁体的研制

分析了不同结构超导储能磁体的特点,针对储能量为MJ量级的超导储能磁体计算了漏磁场分布和超导材料的利用率,提出了储能为1 MJ的单螺管型超导储能磁体的设计方案。采用窄液氦通道技术,利用多芯NbTi/Cu复合超导线,研制了储能量为1 MJ的紧凑型超导储能磁体。磁体内径为439 mm,外径为600 mm,高为550 mm。在运行电流为305A时,磁体的最大磁场为4.9 T,中心磁场为4 T。对超导磁体的试验结果表明,磁体的最大运行电流为303 A,放电功率为100 kW。研制的超导储能磁体可作为恒压/恒功率放电的不间断电源的关键部件。     

A Superconducting Magnet with Center Field of 10 T and φ100 mm Warm Bore

A conduction-cooled superconducting magnet with central field of 10T and warm bore of 100 mm was designed based on a Nb3Sn and two NbTi superconducting coils. At the first stage, the NbTi coils have been fabricated and tested. A two-stage 4 K Gifford-McMahon (GM) cryocooler with the second-stage power in 1W, 4.2K is used to cool the magnet from room temperature to 4 K. The superconducting magnet with the same power supply has the operating current of 116A. The magnet can be rotated with a support frame to be operated with either horizontal or vertical position. A pair of Bi-2223 high temperature superconducting current leads was employed to reduce heat leakage into 4.2K level. The NbTi coils reachto the operating current of 120A without training effect to be observed during charging of the magnet during 40 minutes charging time and generate the center field of 6.5T. The training effect in the NbTi magnet directly cool-down by cryocooler and inter-winding support structure in magnet can be remarkably improved. The superconducting magnet has been stably operated for more than 275 hours with 6.5T. In this paper, the detailed design, fabrication, stress analysis and quench protection characteristics are presented.