国产非晶磁芯应用于感应加速组元的可行性研究.pdfVIP

Chinese PhysicsC(HEP＆NP) V01．32，增刊I，Mar．，2008 国产非晶磁芯应用于感应加速组元的可行性研究木 陈思富1’ 李欣黄子平石金水 丁亨松 李洪 马冰 王华岑 叶毅 谷占军 郑容峰 王莉萍 章林文 邓建军 (中国工程物理研究院流体物理研究所 绵阳 621900) 摘要介绍了国产非晶合金应用于感应加速组元的可行性研究的初步结果．采用国产IKl01型铁基 非晶合金(FeSiB)带材，研制了非晶磁芯，并利用加速腔(或实验腔)对研制的非晶磁芯的磁性能、绝 缘性能和稳定性等方面进行了研究．高压单脉冲实验可获得脉冲幅度为240kV、脉冲前沿为17D_S ns的三脉冲，磁芯的有效平均磁密跳变为1．41T．耐压实验研究中，得到了电压幅值为282kV的三脉冲． 非晶磁芯的性能稳定，满足感应加速组元对磁芯性能的要求． 关键词感应加速组元磁芯 非晶合金绝缘稳定性 1 引言 表1 1K101非晶合金带材的物理性能 感应加速组元是强流直线感应加速器【1J和高压 ／岬／(g／cm3)／W ／W／(A／m)／-c／c／(岬·m) MHz感应猝发多脉冲装置【2，3J的关键部件之一．对于 感应加速组元来说，磁芯性能的好坏影响组元的性能． 2．2 铁基非晶磁芯的研制 当前运行的直线感应加速器的感应加速组元中大 多数使用铁氧体作为磁芯，近来，根据国内外相关实 所研制的非晶磁芯属于环行磁芯，因其磁芯尺 验研究报道，金属玻璃具有比铁氧体高得多的磁通密 度变化和更小的矫顽力，因此国外研制的直线感应加 20—30ram)，因此又称之为非晶大磁环．由于大磁环 速器越来越多地采用金属玻璃作为磁芯材料，用以取 所用软磁材料超薄(微米级)、易碎，对各种应力极度 代传统的铁氧体磁芯【4一引．这些使用金属玻璃作为磁 敏感，因此在研制过程中要考虑如何保证磁环大而薄 芯的直线感应加速器主要是感应叠加器型、长脉冲或 所带来的灌注强度指标、灌注应力指标、灌注浸油等 低重复频率加速器，加速腔腔压波形前沿都差于现有 指标并正常工作于高频、高压、大功率脉冲环境下， 的铁氧体加速腔的腔压波形前沿．在国内，近来也开 其制造工艺难度较大． 展了将国产铁基非晶磁芯应用于单脉冲直线感应加速 在对大磁环主要制备工序——带料卷绕(包括绝 器和猝发多脉冲装置等相关研究p9J．本文报道了这缘涂复)、纵向磁场处理、无气泡绝缘灌注处理、保 方面的研究进展． 护盒封装等——进行了相关的技术攻关后，研制成了 不同尺寸的大磁环(表2)．图1示出了加工的III型磁 2铁基非晶磁芯的研制 芯实物图． 表2铁基非晶磁芯的型号 2．1 铁基非晶合金带材 。I。． 本体尺寸mm 磁芯成品尺寸mm 生々_歹F石——丙覆——两]孵f——邴F——两 研制的非晶磁芯使用国家非晶微晶合金工程技术 I 258 504 20 254 508 24 研究中心(安泰科技)生产的牌号为1K101的非晶带材II 266 497 20 254 508 26 III260 800 20 252 808 26 作为磁性材料[10】．带材的物理性能参见表1． 2007—01—07收稿 ·国家专项基金资助 1)E-maihcsfcaep@tom