铌钛中空超导电缆接头的直流特性分析
超导电缆绝缘材料的研究与应用
超导电缆绝缘材料的研究与应用摘要：超导材料独特的零电阻特性和完全抗磁性，使其在强电、弱电、轨道交通等诸多领域应用前景良好。
至今，已经发现了包括元素、合金和化合物在内的超过 2000 种超导体，应用较多的是以铌钛、铌三锡为代表的低温超导材料和以铋系、钇系铜氧化物为代表的高温超导材料。
关键词：超导电缆；绝缘材料；绝缘性能1 前言高温超导电缆根据其绝缘介质的工作温度可以分为室温绝缘和冷绝缘两种。
室温绝缘电缆是将电绝缘层置于低温恒温器之外，其工作温度在室温范围，因此可以选用可靠性较高的常规电缆绝缘材料。
冷绝缘超导电缆以超导材料作为磁屏蔽层，可以减小涡流损耗，降低运行成本；但是由于工作环境为液氮温区，因此对于绝缘材料的低温综合性能要求很高。
2 室温绝缘超导电缆室温绝缘超导电缆通常使用的绝缘材料有聚乙烯、交联聚乙烯和乙丙橡胶等。
对于室温绝缘超导电缆，一般采用挤包型绝缘，挤包型绝缘可以减少绝缘中间隙，降低局部放电。
2.1 交联聚乙烯聚乙烯经高能射线辐照或添加交联剂可以得到交联聚乙烯。
与聚乙烯相比，交联聚乙烯的耐老化性能、耐环境应力开裂性能更好，脆化温度低于聚乙烯（交联聚乙烯：-76°C，聚乙烯：-70°C）。
交联聚乙烯的介电常数和介质损耗角正切值和聚乙烯相近，而绝缘电阻较大。
在室温条件下，交联聚乙烯的电阻率高于1016Ω•cm，介电常数为2.3，介质损耗角正切值为5.0×10-4。
2.2 乙丙橡胶乙丙橡胶是由乙烯和丙烯共聚成的二元共聚物。
在室温条件下，乙丙橡胶的电阻率为1015~1016Ω•cm，介电常数为2.6，介质损耗角正切值为4.0×10-3。
相比于聚乙烯和交联聚乙烯，乙丙橡胶在室温和液氮温度下的介质损耗较大。
但是，乙丙橡胶的低温机械性能好于聚乙烯和交联聚乙烯，在液氦温度下也不会开裂。
3 冷绝缘超导电缆用于冷绝缘超导电缆的绝缘材料主要为聚酰亚胺、聚芳酰胺纸和聚丙烯层压纸。
超导磁体
4.9 超导磁体4.9.1 概述磁体系统是谱议的关键部件之一，它提供高强度和一定均匀度的恒定磁场，供主漂移室测量带电粒子的径迹，用以研究基本粒子间的相互作用和规律。
超导磁体利用轭铁提供磁场回路。
根据BESIII 物理工作的需要，要求主漂移室有高的动量分辨率，但主漂移室的动量分辨率主要由室内物质的多次库仑散射决定，此时改进室的空间分辨率和测量次数（增加灵敏丝的层数）以改进测量统计性都不能改进动量分辨率，而增加磁场强度可以达到这一目的。
但另一方面，如果磁场强度过高，更多的低能量粒子会陷在漂移室内打圈而很难测量。
综合各种因素，选择北京谱仪磁铁的中心磁场设计值为1.0T 。
为避免在粒子径迹拟合时做过多的离线计算机校正，要求径迹区内磁场不均匀度较小。
但由于线圈工艺复杂，体积宏大，加工生产中必然会产生不圆度。
另外由于各子探测器电子学的需要，轭铁上电缆孔很多，参照BESII 的情况，目前仍将不均匀度指标定在≤5%。
基于主漂移室IV 动量分辨率的要求，磁场测量精度应≤0.1%。
4.9.2 超导磁体设计4.9.2.1 磁体基本参数设计及计算根据北京谱仪BESIII 的物理要求，参照国际上同类磁体的设计进经验，确定采用单层线圈结构，间接冷却方式，超导电缆采用基于纯铝稳定体的设计。
根据总体和内部子探测器的尺寸要求，初步确定磁体外形尺寸长度为4.91m ，内直径为2.75m ，外直径为3.4m ，线圈的长度为3.52m ，线圈中心直径为2.95m 。
若取线圈电流I 为3000A ，nI B 00μ=，其中T B 10=，可得1m 长的线圈匝数为n ≈266匝，超导电缆沿线圈轴向方向的厚度为3.7mm ，考虑到匝间的绝缘层的厚度后，线圈总匝数为921匝。
考虑到线圈绕制时，由于超导电缆的连接会减少线圈的有效匝数，现将工作电流定为3150A 。
线圈的储能l D B l S B V B H E ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅=42121)21(20202πμμ = 9.5兆焦耳。
超导材料的特性和应用
超导材料的特性和应用超导材料是一种特殊的材料，具有抗电磁干扰、低能耗、高效能等特性，因此在科学、医疗、能源等领域具有广泛的应用。
本文将从超导材料的特性和应用两个方面进行探讨。
一、超导材料的特性1. 零电阻超导材料在低温下电阻为零，这是其最显著的特征。
当其处于超导状态时，电流可以在材料中自由流动，避免能量损失，因此可以在一定程度上提高电能利用效率。
2. 磁场抗性超导材料的磁场抗性有着很强的抵抗力，可以避免电磁干扰，保障电路的稳定性。
此外，还可以制造出高强度的超导磁体，用于核磁共振成像等需要强磁场的医疗设备。
3. 超导量子干涉超导材料还可以实现量子干涉现象，即量子态之间的干涉效应。
这种效应可以用于实现超导量子比特的存储和处理，进而开拓量子计算机和量子通信领域等新的应用方向。
二、超导材料的应用1. 磁共振成像磁共振成像是医学诊断中广泛应用的一种技术，而超导材料的磁场抗性可以制造出强磁场，因此可以用于制造高强度的磁共振成像设备。
此外，超导材料还可以用于制造磁共振成像中的探头和线圈等部件，提高成像质量。
2. 超导电缆超导电缆是一种低能耗高效能的电缆，其电能传输效率可以达到99%以上。
由于超导材料的零电阻特性，可以避免能量损失和电动机震荡等现象，因此在工业、航空、交通等领域有着广泛的应用。
3. 超导磁体超导材料可以制造高强度的超导磁体，广泛应用于核磁共振成像、加速器、磁悬浮列车等领域。
其中，超导磁体用于核磁共振成像的设备，其提供的磁场是目前人类所制造的具有最高磁场强度的设备。
4. 超导量子比特超导材料的量子干涉效应可以用于实现超导量子比特的存储和处理。
量子比特是量子计算机的基本单元，具有可以并行处理、快速分解因子等传统计算机无法匹敌的特性，因此具有非常广阔的应用前景。
总之，超导材料具有抗电磁干扰、低能耗、高效能等特性，广泛应用于磁共振成像、超导电缆、超导磁体、量子计算等领域。
随着科技的进步和超导材料技术的不断发展，相信超导材料将会在更多的领域得到应用。
超导电缆的性能与安全性分析
超导电缆的性能与安全性分析引言超导电缆作为一种新兴的输电技术，具有优异的性能和潜在的应用前景。
然而，为了确保超导电缆的安全性和可靠性，我们需要对其性能和安全性进行深入的分析。
本文将从超导电缆的基本原理、性能指标和安全性等方面进行论述，以期为读者提供全面的了解和认识。
一、超导电缆的基本原理超导电缆是利用超导材料的特殊性质来传输电能的一种电缆。
超导材料在低温下能够表现出零电阻和完全抗磁性的特点，使得电流能够在其内部无损耗地传输。
这种特殊的传输方式使得超导电缆具有极高的电流密度和传输效率，成为一种重要的能源输送技术。
二、超导电缆的性能指标1. 临界温度超导电缆的临界温度是指超导材料从超导态转变为正常态的临界温度。
临界温度越高，超导电缆的使用范围就越广泛。
目前，临界温度已经达到了较高的水平，但仍需要进一步提高。
2. 传输能力超导电缆的传输能力是指其能够承载的最大电流。
由于超导材料的零电阻特性，超导电缆的传输能力远高于传统电缆。
这使得超导电缆在大功率输电和长距离传输方面具有巨大的优势。
3. 磁场抗扰性超导电缆在传输过程中会受到外界磁场的干扰，这可能导致超导态的破坏。
因此，超导电缆需要具有良好的磁场抗扰性，以保证其稳定的工作状态。
三、超导电缆的安全性分析1. 低温环境的要求超导电缆需要在低温环境下运行，通常需要使用液氮等冷却剂来维持超导材料的超导态。
低温环境对设备和人员都提出了严格的要求，如设备密封性、气体泄漏和人员防护等方面。
2. 超导材料的稳定性超导材料在超导态下非常脆弱，容易受到外界因素的影响而失去超导性。
因此，超导电缆需要采取相应的措施来保护超导材料，如绝缘层的设计、外壳的加固等。
3. 电磁辐射和电磁干扰超导电缆在传输过程中会产生电磁辐射和电磁干扰，对周围环境和其他设备可能造成影响。
因此，超导电缆需要进行电磁兼容性测试和防护措施，以确保其安全性和可靠性。
4. 系统监测和故障处理超导电缆系统需要进行实时监测和故障处理，以及及时发现和解决潜在的问题。
NbTi超导体的特性
NbTi超导体的特性NbTi超导体的特性张长安（陕理⼯物理系物理学081班，陕西汉中72600）指导⽼师：任亚杰【摘要】：本⽂从NbTi的微观结构，加⼯⼯艺，电流密度随温度与临界磁场的变化，与NbTi的扩散介绍了NbTi 基本特性。
在介绍加⼯⼯艺时采⽤了Nb/Ti复合法阐述了Nb／Ti的加⼯过程；在研究中，NiTi的内部结构⾮常重要，了解NbTi的微观结构有助于我们从理论上更好的去认识NiBi的特性，本⽂从NbTi亚带组织与a相变细节介绍了NbTi的微观内部结构。
【关键词】：NbTi，NbTi的加⼯⼯艺，超导体的电流密度，微观结构，扩散引⾔尽管⾼温超导材料的发现已近⼆⼗多年!但⽬前由于还存在成材困.难磁场下性能较低及制造成本⾼等缺陷!在未来相当长的⼀段时间内!铌钛合⾦等低温超导材料仍将在强电应⽤领域占据主导地位.nbti超导材料由于具有良好的超导性能,优异的机械性能和低廉的制造成本!是⽬前应⽤范围最⼴的低温超导材料!其主要应⽤于⾼科技仪器如核磁共振成像仪和⼤型⾼科技⼯程项⽬如国际热核聚变反应实验堆,其⽤量占整个超导市场的90%以上.由于顺磁极限降低了NbTi超导体的上临界场，所以很难提⾼NbTi超导线材在⾼磁场中的临界电流密度。
为了提⾼NbTi超导体的临界电流密度!扩展其应⽤范围!⽬前⼈们采⽤了多次时效热处理⼯艺和(⼈⼯钉扎)等技术!并取得了显著的进展(NbTi合⾦具有良好的机械加⼯性能和超导性能，成为使⽤最⼴泛的超导材料。
).随着应⽤范围的扩⼤!进⼀步简化其⽣产⼯序,降低制造成本⼀直⼈们不断追求的⽬标20世纪90年代后期!出现了多种⽤Nb/Ti组配成复合体并经扩散反应形成NbTi超导体的新⼯艺⽽且取得了⼀定的进展!成为当前NbTi超导体研究的⼀个新热点.本⽂从 NbTi 的微观结构，加⼯⼯艺，临界电流密度，Nb/Ti的扩展⼏⽅⾯介绍了NbTi的基本特性。
1. NbTi超导线材的微观结构典型的显微组织为有旺相的位错胞结构，这种结构由沿着拉伸⽅向的丝状亚晶和群集在亚晶周围的⾼密度位错形成的管状胞壁组成。
铌钛超导线接头的制作方法
铌钛超导线接头的制作方法
铌钛超导线接头是超导电缆中的重要组成部分，它能够将超导电缆的两端连接起来，形成一个完整的电路。
铌钛超导线接头的制作方法非常重要，因为它直接影响着超导电缆的性能和使用寿命。
铌钛超导线接头的制作方法主要包括以下几个步骤：
1. 准备工作
在制作铌钛超导线接头之前，需要准备好所需的材料和工具。
材料包括铌钛超导线、超导焊料、超导绝缘材料等。
工具包括超导焊接设备、超导绝缘剥线器、超导线切割器等。
2. 切割铌钛超导线
将铌钛超导线按照需要的长度进行切割。
切割时要注意保持线的平直和光滑，避免出现毛刺和损伤。
3. 剥离超导线绝缘层
使用超导绝缘剥线器将铌钛超导线的绝缘层剥离，露出裸露的超导线。
剥离时要注意不要损伤超导线。
4. 焊接超导线
将两根铌钛超导线的裸露部分对接起来，使用超导焊料进行焊接。
焊接时要注意控制焊接温度和时间，避免超导线受到过度热损伤。
5. 绝缘处理
将焊接好的超导线进行绝缘处理，使用超导绝缘材料进行包覆。
绝缘处理时要注意保持绝缘层的均匀和完整，避免出现漏洞和损伤。
6. 测试
将制作好的铌钛超导线接头进行测试，检查其超导性能和绝缘性能是否符合要求。
测试时要使用专业的测试设备和方法，确保测试结果准确可靠。
以上就是铌钛超导线接头的制作方法。
制作铌钛超导线接头需要严格遵循操作规程和安全要求，确保制作质量和安全性。
同时，制作过程中要注意保持工作环境的清洁和整洁，避免污染和损伤超导线。
超导电线电缆
三芯软导体交流超导电缆的导体是由钢条镀上报薄一层的铌，以螺旋形绕成一个管状，因此是可挠的。导体的绝缘采用液氦浸渍的绝缘带绕成，绝缘外固有一层用镀银铜带制成的涡流屏蔽。三相导体以三角形排列布置在一个不变钢制的管子内。液氦流过管子使导体冷却，然后经过另—个小管回到制冷设备。不变钢管子是用钢丝绳悬挂在一个由液氮冷却的、铝和不变钢合金制成的热辐射屏蔽内。整个装置再用钢丝绳悬挂在—个保护钢管内。热辐射屏蔽内部保持真空，它与保护钢管之间的间隙填以氧化铝粉末并抽真空作为绝热间隔。其结构特点是以钢丝绳悬挂的办法代替固定的支撑。这样在安装时可以打一些自由活动的余地，同时也避免了出于支撑冷缩引起的问题。这种设计的优点是绕包绝缘在4.2K时的介质损耗非常低，缺点是投入运行之前需要冷却的时间太缆是利用超导在其临界温皮下成为超导态、电阻消失、损耗极微、电流密度高、能承载人电流的特点而设计制造的电缆。
超导电缆实质上也是低温电缆，其原理是电阻率随温度下降而减小。超导电缆的主要组成部分除超导体外，还有电绝缘及热绝缘。电绝缘一般由液氨、真空及浸渍液氦的塑料薄膜或纤维纸组成。要求有足够的耐电压强度，在高电场强度下介质损耗角正切仍能保持极低值，塑料绝缘在4.2K的低温环境下仍具有足够的柔软性。为进一步降低辐射漏热，绝热层则采用多层结构，外层用液氮冷却的夹层。
一种铌三锡超导线和铌钛超导线的超导接头及其制备方法
一种铌三锡超导线和铌钛超导线的超导接头
及其制备方法
铌三锡超导线和铌钛超导线是两种常见的超导材料，在应用中常常需要将它们进行连接以形成更大的超导电路。
为此，需要设计一种超导接头，可以使两种超导线有效地连接起来，并保持其超导性能不受影响。
该超导接头的制备方法包括以下步骤：
1. 制备铌三锡超导线和铌钛超导线：将铌、锡、铁（或钛）等材料按一定比例混合，通过电子束熔炼、热轧、拉拔等工艺制备出铌三锡超导线和铌钛超导线。
2. 制备超导接头前体：在两根超导线的相接处，用钻头、切割机等工具切开外绝缘层，暴露出超导体的表面。
然后在表面涂覆一层银等导体，以保证接头不受杂质和氧化的影响。
3. 制备超导接头：在超导接头前体表面，通过焊接、压接等工艺方法，将两个超导体的表面紧密地连接起来。
接头的设计应考虑超导材料的特性和工作环境等因素，以保持接头的超导性能。
4. 验证接头的超导性能：使用超导性能测试仪器对超导接头进行测试，如测量接头的临界电流、磁场等性能指标，以确定接头的超导性能是否符合要求。
总体来说，制备铌三锡超导线和铌钛超导线的超导接头需要考虑到材料的特性、工艺方法以及测试方法等各种因素，以确保接头的超导性能和可靠性。
超导之星铌的未来应用
超导之星铌的未来应用超导材料一直以来都是科学研究和工业应用中的热门领域，而铌作为一种重要的超导材料，具有许多令人激动的潜在应用。
本文将探讨铌可能在未来的发展中扮演的重要角色。
1. 超导电力传输首先，铌具有出色的超导性能，这使得它成为电力传输领域的极佳选择。
铌的超导电流密度较高，可在极低温下实现零电阻传输。
这意味着能源可以高效、低耗地从发电站输送到用户。
相比传统的铜导线，超导电力传输系统更为高效、节能，有望成为未来能源输送的重要技术。
2. 磁共振成像铌还具有优异的磁性能，在医学成像和科学研究领域有重要应用。
超导磁体是磁共振成像（MRI）设备中必不可少的关键组件。
利用铌制造的超导磁体，可以产生极强的磁场，精确控制成像过程，并为医生和研究人员提供高质量的图像，帮助诊断和科学研究。
3. 飞行器和运输工具超导技术在飞行器和运输工具中的应用潜力巨大。
由于超导材料的零电阻特性，可以大大减少能源的损耗和热量的产生。
这使超导飞行器拥有更高的燃料效率和更低的污染排放，有望成为未来航空发展的重要方向。
同样，超导磁悬浮技术也能够实现高速、低能耗的运输工具，如磁悬浮列车，为城市和跨城市交通提供了一种新的解决方案。
4. 量子计算铌的超导性质还可以应用于量子计算领域。
量子计算是一种利用量子力学规律进行计算的新兴技术，有可能在解决复杂问题上远远超过传统计算机。
超导量子比特是实现量子计算的重要组成部分，而铌又是超导量子比特中常用的材料之一。
因此，铌在量子计算的研究和开发中扮演着至关重要的角色。
总结：铌作为一种重要的超导材料，在未来应用中具有广阔的发展前景。
从电力传输、磁共振成像到飞行器和运输工具，再到量子计算，铌都有望发挥重要作用。
随着超导技术的不断进步和创新，相信铌的应用领域还会不断拓展，为未来带来更多惊喜。
高温超导电缆交直流伏安特性测试与分析
2016年12月电工技术学报Vol.31 No. 24 第31卷第24期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Dec. 2016高温超导电缆交直流伏安特性测试与分析诸嘉慧1栗会峰1,2陈晓宇1,2丘明1方进2（1. 中国电力科学研究院北京 100192 2. 北京交通大学电气工程学院北京 100044）摘要为了研究高温超导电缆在直流和交流载流情况下伏安特性的变化规律，提出基于第二代YBCO高温超导体的冷绝缘超导电缆交直流伏安特性测试方法，搭建了伏安特性测试实验系统，通过对一根0.2m长，110kV/1.5kA高温超导电缆样缆的交直流伏安特性进行测试，获得了超导电缆在直流、30Hz、100Hz和工频载流下伏安特性变化规律。
结果表明，超导电缆的直流伏安特性曲线呈现E-J指数关系，且失超变化清楚，而交流下当超导电缆通流值低于直流临界值时，交流伏安特性曲线变化平缓，之后随通流能力增加后该曲线呈逐渐上升趋势，超导电缆没有出现明确的失超变化点。
研究结果对于开展超导电缆运行稳定性研究提供了较大的参考价值。
关键词：高温超导电缆伏安特性交直流失超测试方法 YBCO中图分类号：TM249.7Test and Analysis on the DC and AC I-V Characteristics ofHigh Temperature Superconducting CableZhu Jiahui1 Li Huifeng1,2 Chen Xiaoyu1,2 Qiu Ming1 Fang Jin2（1. China Electric Power Research Institute Beijing 100192 China2. School of Electric Engineering Beijing Jiaotong University Beijing 100044 China）Abstract The test methods for the DC and AC I-V characteristics are proposed respectively for a cold dielectric high temperature superconducting (HTS) cable that consists of YBCO coated conductor.A 0.2m, 110kV/1.5kA demo HTS cable is constructed using YBCO coated conductor, and an I-Vcharacteristics test system is set up as well to obtain the DC, 30Hz, 50Hz and 100Hz AC I-V curves for the HTS cable. The experimental results show that the currents and voltages in the DC critical current characteristic curve behave E-J power exponential relationship, and the quench point of the HTS cable can be found clearly in this curve. But for the AC I-V characteristics curve, the voltages of the HTS cable is smooth when the current amplitude is less than the critical current of HTS cable. The voltage increases with the increase of the AC current in the HTS cable, and there is no inflection point in AC I-V characteristics curve of HTS cable. Those test results provide a reference for the operational stability of superconducting cable.Keywords：High temperature superconducting cable, current-voltage characteristics, AC-DC, quench, test method, YBCO0引言高温超导电缆可以实现低损耗、低电压下大容量输电，被誉为21世纪革命性的电力技术，是美、日等发达国家投入巨资争先研究的领域，目前在美国和欧洲等国家已实现了商业试验示范运行[1]。
超导电缆的工作原理
超导电缆的工作原理
1超导电缆
超导电缆是一种利用超导特性技术在能源供需双方之间传输电能的设备。
它由金属外壳、超导体和绝缘层组成，可以把低电阻的电力传输至另一端。
超导电缆不仅更灵活，而且它的电流传输能力超过了传统电缆。
2超导特性
超导特性是指在极寒的温度和高压下，金属表面原本包含的电子会受到“锁定”，形成不可撼动的电子群，使电子无法脱离原子，这也就意味着整个金属表面就没有电阻。
因此超导特性技术会把低电阻的电能传输至另一端，而且能够做到使电流不间断地传输至另一端。
3工作原理
在超导电缆中，传输电流只需要一种金属外壳即可，金属外壳是将外部环境和超导体完全隔离的重要组件。
超导体由高质量的带有超导特性的超导线（NbTi）制成，这种超导线可显著减少传输电流的热释放，可使电流得以不间断地传输到另一端。
超导电缆的绝缘层则可以完全隔离外部环境对超导电缆的影响。
超导电缆具有电阻小、温度适宜、体积小等特点，使用也很方便，因此已在一些新型能源电源中得到应用，如风能变电站、火力发
电厂等。
它们可以有效地传输能量，而且有利于保护环境，而且还能缩短能量传输的相对时间。
国内外各种超导材料性能特点的技术研发分析
超导材料性能特点在国内外的技术研究分析报告一、国际超导材料的应用进展前言：低温超导材料已得到广泛应用。
在强电磁场中，NbTi超导材料用作高能物理的加速器、探测器、等离子体磁约束、超导储能、超导电机及医用磁共振人体成像仪等；Nb3Sn 超导材料除用于制作大量小型高磁场（710T）磁体外，还用于制作受控核聚变装置中数米口径的磁体；用Nb及NbN薄膜制成的低温仪器，已用于军事及医学领域检测极弱电磁信号。
低温超导材料由于Tc低，必须在液氦温度下使用，运转费用昂贵，故其应用受到限制。
超导电性的实际应用从根本上取决于超导材料的性能。
与实用低温超导材料相比，高温超导材料的最大优势在于它应用于液氮温区。
20世纪90年代，随着第一代Bi系高温超导材料的商业化，美国、日本、欧洲和中国等国和相关大公司都投入大量的人力和资金，开展高温超导电力应用研究，相继开展了超导电机、超导变压器、超导输电电缆和超导储能装置等的研究，并取得了许多实质性的进展。
1.电流引线在给低温环境下工作的超导磁体和电力设备供电时，由低温到高温之间的电流引线会消耗许多液氦。
高温超导体由于临界温度高，热导率低，可以在超导态下给磁体供电，从而把由低温区到高温区的热漏减少到了极小的程度。
目前用作电流引线的材料主要有Bi-2212及Bi-2223的棒、管和带材、以及熔融法YBCO棒材。
目前电流引线已成功地用于微型致冷机冷却的NbTi及Nb3Sn磁体系统，第一次实现了不需用液氦的超导磁体应用。
2.磁体高温超导磁体在MRI、NMR、磁悬浮列车、磁分离技术、高能加速器、磁性扫雷技术和磁流体推动技术等方面有重要的应用价值。
美国超导体（AMSC）公司研制了一个利用机械致冷机冷却的高温超导磁体，在27 K零外场下能产生2.16 T的磁场。
最近，日本住友电工将Bi系多芯带绕制的四双饼高温超导磁体插入NbTi及Nb3Sn组合磁体中，在4.2K产生了常规低温超导体无法实现的24T的磁场，已能满足1GHz核磁共振磁体要求。
铌钛合金延伸率
铌钛合金延伸率摘要：1.铌钛合金概述2.铌钛合金的延伸率特性3.铌钛合金在不同领域的应用4.铌钛合金的制备与加工工艺5.我国铌钛合金产业的发展现状与展望正文：一、铌钛合金概述铌钛合金（Nb-Ti）是一种高温超导材料，具有良好的力学性能、耐腐蚀性和高温稳定性。
它主要由铌（Nb）和钛（Ti）两种元素组成，通常以粉末冶金的方式制备。
铌钛合金在航空航天、能源、医疗等领域有着广泛的应用前景。
二、铌钛合金的延伸率特性铌钛合金在高温下具有很高的延伸率，可达到100%以上。
这种特性使得铌钛合金在超导线材、复合材料等领域具有优越性能。
此外，铌钛合金的超导温度随合金成分的变化而变化，可通过调整成分实现对超导温度的调控。
三、铌钛合金在不同领域的应用1.航空航天：铌钛合金用作高温超导磁悬浮技术，可应用于飞行器减震器、轴承等部件。
2.能源：铌钛合金应用于超导电缆、超导磁储能等领域，有助于提高能源传输效率和新能源的开发。
3.医疗：铌钛合金的超导特性可用于磁共振成像（MRI）设备，提高成像质量和诊断准确性。
4.科学研究：铌钛合金可用于高能物理实验、核物理研究等领域的超导磁体制造。
四、铌钛合金的制备与加工工艺铌钛合金的制备工艺主要有粉末冶金、真空熔炼等。
加工工艺包括冷拔、热轧、冷轧等，以实现铌钛合金线材、板材等各种形状的产品。
在加工过程中，需严格控制温度、变形程度等参数，以保证合金的性能。
五、我国铌钛合金产业的发展现状与展望近年来，我国铌钛合金产业取得了显著成果，技术水平不断提高。
在国际市场的竞争中，我国铌钛合金产品逐渐崭露头角。
然而，与发达国家相比，我国在铌钛合金研发、生产规模等方面仍有一定差距。
未来，我国应继续加大铌钛合金研发投入，提高产业整体水平，开拓更广泛的市场应用。
总之，铌钛合金作为一种具有优异性能的超导材料，在我国得到了广泛关注和应用。
超导电缆的工作原理
超导电缆的工作原理
超导电缆是一种利用超导材料传输电能的高能效、高效率、低损耗的电力传输设备。
其工作原理是利用超导材料在低温下表现出的零电阻和完全反射等特性，实现电能的快速传输。
超导材料在低温下表现出的零电阻特性使得电流通过时不会产生能量损耗，从而达到了传输电能的高效率。
此外，超导材料还拥有完全反射的特性，即电流在超导材料内部传输时不会有能量损失，而是被完全反射回去，从而实现了传输距离的延长。
超导电缆的工作原理主要分为两个部分：一个是超导材料的保持低温状态，即超导材料的制冷系统；另一个是超导材料内的电流传输系统。
超导材料的制冷系统主要采用液氮、液氦等低温制冷剂来维持超导材料的低温状态，而电流传输系统则通过超导材料的特性来实现电能的传输。
总的来说，超导电缆的工作原理基于超导材料在低温下表现出的特性，利用超导材料的零电阻和完全反射等特性来实现电能的高效率和低损耗的传输。
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铌钛合金在射频中的应用
铌钛合金在射频中的应用
铌钛合金是一种典型的超导材料，具有一系列独特的物理性质和广泛的应用。
其中，在射频（射频指射频信号，是一种电子信号，其频率通常在100 kHz至300 GHz之间）应用领域，铌钛合金也有着重要的作用。
首先，铌钛合金在射频中被用作高品质因子电感元件，以实现电路的高品质因子和低失真的信号传输。
高品质因子电感元件需要具有很高的Q值，即品质因数，可以定义为元件中储存电能与其耗散电能的比率。
铌钛合金制成的电感元件由于其低耗散的超导性质，可以实现很高的品质因数。
此外，铌钛合金电感元件的电感值可以通过其结构和几何形状进行调节，因此可以根据具体用途设计出不同的电感元件。
其次，铌钛合金还可以用于制作带通滤波器、谐振器等射频电路元件。
带通滤波器是一种用于选择特定频率信号的电路，其中的信号通过而其他频率的信号被滤除。
谐振器则是一种可以使电路对特定频率的信号具有很高的响应度的元件。
对于这些元件，铌钛合金因其超导性质和高品质因子的特点而成为优选材料。
除此之外，铌钛合金在射频领域的应用还包括超导量子干涉仪、量子计算等。
超导量子干涉仪是一种用于探测高频信号和微弱信号的仪器，其具有高灵敏度和低噪声的特点。
铌钛合金制成的量子干涉仪由于其超导性质可以实现高灵敏度的检测。
量子计算则是一种基于量子力学的计算方法，与传统计算方法不同，可以以更高效的方式处理某些问题。
铌钛合金因其超导性质可以用于实现量子比特的制备并用于量子计算。
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段长度 ３ ． ４ ８ ｍｍ。 根 据 电 缆 ３ ３根 股 线 、 扭 距 １ １ ５ ｍ ｍ 的结构 ， 可 知每 根 相邻 股 线 在 轴 向截 面 上
０ ． ２
的旋转 角度 差为 １ ０ ． ９ １ 。 ， 而 在轴 向上 每 移 动３ ． ４ ８ ｍｍ， 股线就旋转 １ ０ ． ９ １ 。 。 因此 将 股 线 旋 转 角 度
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Ｆ ｉ ｇ ． ３ Ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｊ ｘ ａ ｌ ｏ ｎ ｇ Ｙ —ａ ｘ ｉ ｓ
电阻 的影 响 。高度 对 电阻 的影 响随 自身减 小而 迅
速增 加 ， 当高 度小 于 ８ ｍｍ 后 电 阻 增加 明显 ， 在 高 度 大于 １ ２ ｍｍ后 ， 电 阻减少 平缓 。 通过 以上分 析 可 知 ， 根 据 电流 密 度 小 而 均 匀 利 于 电缆 的散热 降温 ， 因此 过小 的轴 心距 不可取 。
为研 究超 导接 头 的几何 尺寸对 其 直流 特性 的 影响 ， 确 定 以轴心 距 （ 两 电缆 中轴线 的距 离 ） 、 长、 宽和高 四个 参数 为研究 对象 。在 基本 简化模 型 的 基 础上 ， 依 次 以轴 心 距 、 宽和高为变量进行 了 １ ４ 个 全 尺寸模 型 的模 拟 计 算 ， 计算 变量 和计 算 结 果 如 图 ３所示 。长度 参数 的影 响需 结合 三种模 型 共
沿
１ ６
１ ２
接 头 中轴 线 ｚ对 称 分 布 。 中 间 峰值 为 焊 锡 最 薄 处， 两侧 峰值 为 焊 锡 与铜 的交 接 面 。两 侧 峰 值 不
严格 对称 来 源于 网格划 分产 生 的误 差 。
６０
・ 焊锡
－ 紫铜＾
８
４
＿ 一 ◆ ■ ■
ｉ
５ ｌ ０ ｌ ５ ２ ０ ２ ５ ３ ０ ３ ５
同分 析 。
因８ ｍｍ 已小于 电缆 外径 ， 故接 头 的宽度 对其 直 流
特 性影 响可 忽 略 ， 而 高度则 最好 大 于 ８ ａｍ。 ｒ
３ ． ２ １ ／ ３ ３分段 股线模 型
将 长度 为 １ １ ５ ａｍ 的接 头 平 均 分 为 ３ ｒ ３段 ， 每
０ ． ４ ｃ ＝
第 ６期
超 导 技 术
Ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ
・３ ９・
（ １ ） 接头 Ｙ Ｚ中平 面分 布 电流 ｔ ， 的积 分 值 与
超 导接头 的输 入 、 输 出端 横 截 面 积 分 值 一 致 ，
是 裸缆 的直 径为 ８ ． ４ ｍｍ， 当轴 心距 接 近 于 ８ ． ４ ａ ｒ ｍ 时， 计算 结果 的可 靠 性 是 无 法保 证 的 。通 过对 比 不 同轴 心距 下接 头 中平 面 的 ． ， 分布 ， 发 现轴 心距 越小 时 电流越 是 集 中于 中心 部 分 ， 轴 心距 越 大 时 越是 集 中于焊 锡与 紫铜 的交 接 面外侧 。如 图 ５所 示， 焊锡上 的电流 密度 随轴 心距 变化 剧烈 ， 其最 大 值从 １ ８ Ａ ／ ａ ｒ ｍ （ ８ ． ４ ｍ ｍ） 迅 速 降低 到 仅 为 １ ． ５ Ａ ／ ｍ ｍ （ ９ ． ６ ｍ ｍ） 。相 比于 焊 锡 ， 紫 铜 上 的 电流 密 度 变化 则 要 小 很 多 ， 其 最 大值 仅 从 约 ３ ． ７ Ａ ／ ａｍ ｒ （ ８ ． ４ ｍ ｍ） 降低 到 ２ ． ３ Ａ ／ ｍ ｍ （ ９ ． ６ ｍ ｍ） 。
ｌ ／
．
图 ５ 轴 心距 一 关系
Ｆ ｉ ｇ ． ５ Ａ ｘ ｉ ｓ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ Ｊ ｘ
Ｌ ． ０
＼
、
宽度 是对 电阻影 响最小 的参 数 ， 从４ ． ６ ｍ ｍ 增
一 ｌ ４ ０ ． ３ ． ０
：
０
ｘ 』 ｍ ｍ ｂ ： ｌ ｌ ｎ ： 豫 黝蚴 ２ 乱 。
（ ３ ） 接头 Ｙ Ｚ中平 面 的 ． ， 积 分 值 为３ ９ ３ ２ ． ８ ４ ６
Ａ， 由入 口电 压 １ Ｖ， 出 口电压 ０ １ ｘ Ｖ， 可 得 接 头 的
整体 直流 电阻为 ０ ． ２ ５ ４ ｎ １ ￣ 。
（ ４ ） 图 ３为 沿 Ｙ 轴 方 向分 布 截 图。
２ ０
为 整个超 导 接头 的输 入 电流 ， 以． ， 作为 分析 对 象
是合 理 的 。 （ ２ ） 电流 沿 ｚ轴 上 分 布 均 匀 ， 但 集 中 在 焊
锡及其 附近 区域 ， 焊 锡 区域 上 的 电 流 积 分 值 为
１ ８ ２ ５ ． ４ ７ １ Ａ， 占 总 电流 的 ４ ６ ． ４ ％ 。 内部 铜 管 上 几 乎不 存在 电流 。
ｊ ｌ ０
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４ ． ３ ｏ
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加到 ３ ０ ｍ ｍ， 电 阻从 ０ ． ２ ８ ６ ｎ １ ２仅 减 ｓ Ｊ ， Ｎ ０ ． ２ ４ ｎ Ｑ。
故 在宽度 在 大 于 ４ ． ６ ｍ ｍ 时 可 不 考 虑 宽 度 对 接 头
图３ Ｙ轴方 向 ． ， 的分 布