高溫超導YBCO塊材在永磁導軌上方導向力的研究.pdf

1、高溫超導材料發(fā)現后,人們很快注意到用這種陶瓷材料制備的塊狀超導體可以穩(wěn)定地懸浮在永磁體之上或懸掛于其下.這種簡單且自穩(wěn)的懸浮形式源自高溫超導體自身較強的磁通釘扎能力.這一塊狀高溫超導體固有的性質帶來了多種可能的磁懸浮應用,較為引人矚目的便是基于高溫超導塊材和外磁場相互作用的高溫超導磁懸浮列車.對懸浮列車而言,其導向性能至關重要.目前大多數高溫超導磁懸浮研究主要涉及系統(tǒng)的懸浮性能.該文主要通過理論計算并輔以部分實驗測量,對高溫超導體在永磁

2、導軌上的所受導向力進行了初步研究.在實驗方面,利用現有高溫超導磁懸浮測試系統(tǒng)對不同場冷條件下不同尺寸高溫超導體的準靜態(tài)導向性能進行了測試.在理論計算方面,首先對現有高溫超導磁懸浮實驗車系統(tǒng)進行了簡化,將實際的三維系統(tǒng)簡化為無限長直均勻系統(tǒng),因此僅需分析該系統(tǒng)任一二維截面即可.利用已有的描述二類超導體與外磁場相互作用的普里高津模型推得高溫超導體在永磁導軌上平動時所受懸浮力及導向力的描述方法,利用已有的電流模型描述了現有永磁導軌形成的磁場.

3、在此基礎上,研究了高溫超導磁浮系統(tǒng)中各元素對系統(tǒng)導向性能的影響.這些元素包括以下三方面,系統(tǒng)的幾何尺寸:高溫超導體的幾何尺寸、永磁導軌的幾何尺寸;系統(tǒng)的電流參數:高溫超導體的臨界電流密度、永磁導軌中永磁體的均勻磁化強度;高溫超導體相對導軌的運動方式.通過比對已有實驗數據與計算結果,證明了普里高津模型在研究高溫超導體所受導向力時的有用性.作為高溫超導體與外場相互作用模型的一個應用,該文最后對類似于當前高溫超導磁懸浮實驗車底盤的平板式高溫超