高溫超導(dǎo)YBCO塊材在永磁導(dǎo)軌上方導(dǎo)向力的研究.pdf

1、高溫超導(dǎo)材料發(fā)現(xiàn)后,人們很快注意到用這種陶瓷材料制備的塊狀超導(dǎo)體可以穩(wěn)定地懸浮在永磁體之上或懸掛于其下.這種簡(jiǎn)單且自穩(wěn)的懸浮形式源自高溫超導(dǎo)體自身較強(qiáng)的磁通釘扎能力.這一塊狀高溫超導(dǎo)體固有的性質(zhì)帶來(lái)了多種可能的磁懸浮應(yīng)用,較為引人矚目的便是基于高溫超導(dǎo)塊材和外磁場(chǎng)相互作用的高溫超導(dǎo)磁懸浮列車.對(duì)懸浮列車而言,其導(dǎo)向性能至關(guān)重要.目前大多數(shù)高溫超導(dǎo)磁懸浮研究主要涉及系統(tǒng)的懸浮性能.該文主要通過(guò)理論計(jì)算并輔以部分實(shí)驗(yàn)測(cè)量,對(duì)高溫超導(dǎo)體在永磁

2、導(dǎo)軌上的所受導(dǎo)向力進(jìn)行了初步研究.在實(shí)驗(yàn)方面,利用現(xiàn)有高溫超導(dǎo)磁懸浮測(cè)試系統(tǒng)對(duì)不同場(chǎng)冷條件下不同尺寸高溫超導(dǎo)體的準(zhǔn)靜態(tài)導(dǎo)向性能進(jìn)行了測(cè)試.在理論計(jì)算方面,首先對(duì)現(xiàn)有高溫超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)車系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)化,將實(shí)際的三維系統(tǒng)簡(jiǎn)化為無(wú)限長(zhǎng)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(dǎo)體與外磁場(chǎng)相互作用的普里高津模型推得高溫超導(dǎo)體在永磁導(dǎo)軌上平動(dòng)時(shí)所受懸浮力及導(dǎo)向力的描述方法,利用已有的電流模型描述了現(xiàn)有永磁導(dǎo)軌形成的磁場(chǎng).

3、在此基礎(chǔ)上,研究了高溫超導(dǎo)磁浮系統(tǒng)中各元素對(duì)系統(tǒng)導(dǎo)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(dǎo)體的幾何尺寸、永磁導(dǎo)軌的幾何尺寸;系統(tǒng)的電流參數(shù):高溫超導(dǎo)體的臨界電流密度、永磁導(dǎo)軌中永磁體的均勻磁化強(qiáng)度;高溫超導(dǎo)體相對(duì)導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)方式.通過(guò)比對(duì)已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果,證明了普里高津模型在研究高溫超導(dǎo)體所受導(dǎo)向力時(shí)的有用性.作為高溫超導(dǎo)體與外場(chǎng)相互作用模型的一個(gè)應(yīng)用,該文最后對(duì)類似于當(dāng)前高溫超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)車底盤的平板式高溫超