扭绞与宽厚比对Bi-2223超导带交流损耗的影响.pdfVIP

第37卷 增刊4 稀有金属材料与工程 V01．37，Suppl．4 2008年 lO月 RAREMETALMATER队LSANDENGINEEIuNG October2008 扭绞和宽厚比对Bi．2223超导带交流损耗的影响 方 进1，郭明珠1，李永亮1，彭国民1，李小汾3，宋秀华2，张永1 (1．北京交通大学，北京100044) (2．北京英纳超导技术有限公司，北京100176) (3．清华大学，北京100083) 摘要：在77 K及在外磁场下，对具有不同扭矩的多芯Bi．2223超导带的交流损耗进行测量。该研究中所使用的样品 (扭矩6~12ram)具有扭绞芯线和非扭绞芯线。在频率范围为3．33～2430Hz的正弦变化的外磁场下，对交流磁场损耗 进行了测量。研究了扭绞对Bi．2223超导带的临界电流和交流损耗影响。研究发现，临界电流随扭矩的减小而减小。另 外，可以观察到，在平行场下，由于扭绞带芯线的退耦，造成扭绞带中平行磁场损耗也随之减小。在垂直场下，芯线 的扭绞对垂直磁场损耗的减小是不明显的，通过运用小的扭矩和选择小的宽厚比的带材，能够明显减小交流损耗。 关键词：交流损耗：BSCCO超导带；扭矩；扭绞带 中围法分类号：TM249．7 文献标识码：A 文章编号：1002．185X(2008)$4．296．05 由于最近几年高温超导材料的研究和制备工艺取 lO未扭绞，其中7、9、10号样品的宽厚比较大外， 得快速发展，推进了高温超导材料在电器及电力系统 其它样品有几乎相同的宽厚比。8个样品的外包套用 领域的应用【l-4]。在影响高温超导材料应用的因素中， 交流损耗是一个重要因素。世界上已经广泛开展了减 l。样品1-6的扭矩￡。不同，样品6和样品9扭矩￡。 少Bi2223带材交流损耗的研究工作[5-12】，而交流损耗相同。c。和破分别表示样品带的宽度和厚度。77K下， 与带材的宽厚比、基体的电阻率、运行频率和芯线扭 用标准的直流四引线法来测量每个带的临界电流厶， 矩有关【13叫51。作者已经开展了不同宽厚比和不同基体 采用的测量标准为lIxV／cm。可以通过对数坐标系下 带材的交流损耗和临界电流的实验研究[13,14]，为了进 电流一电压曲线(E芘I”)的斜率得出玎值，在表l中列 一步减小交流损耗，充分发挥超导材料低损耗的优势， 出结果。 通过芯线扭绞并结合改变带材宽厚比来进一步减小交 1．2实验装置及实验方法 流损耗。本文对设计和制作的不同扭矩的7个样品和 在77K下，由高场交流磁化率测量仪测得交流磁 没有扭绞的3个样品的临界电流和磁场损耗进行了实 场损耗，测量中样品采用一对Helmholtz线圈励磁， 验研究。在77K下进行，测量了样品的磁场损耗。研 磁矩由同轴同心的探测线圈和补偿线圈测量得到，如 究样品1-6的损耗随扭矩变化的规律。比较扭绞带和 没有扭绞带材的损耗大小，研究扭绞对损耗的影响。 大器内部振荡器的输出信号经过功率放大器放大后， 1 实 验 空线圈进行校正，对样品测量时，通过测量标准电阻 1．1 Bi2223带样品 两端的电压及探测线圈中感应电压，利用标准的计算 实验样品通过采用粉末套管法(PIT)加工而得，方法，可以得到样品交流磁化率的虚部z”[16,171。再利 当6l芯线装入外包套管后，通过固定管的两端进行整 用矿可以得到样品单位体积里的损耗【18】。 体扭绞方法，得到芯线扭绞的超导多芯线。然后对扭 2损耗的理论 绞后的超导多芯线进行拉伸、第1次热处理、中间扎 制和最后热处理得到不同扭矩的超导带。7个Bi．22232．1 耦合损耗及耦合电流时