制冷機直接冷卻MgB2超導磁體的設計與制備.pdf

1、MgB2是2001年初發(fā)現(xiàn)的一種新型超導材料，是迄今為止臨界溫度最高的金屬化合物超導體，其超導轉(zhuǎn)變溫度達39 K。由于MgB2具有較高的轉(zhuǎn)變溫度、較大的相干長度、較高的上臨界場、晶界不存在弱連接、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等優(yōu)點，都為MgB2的商業(yè)應用帶來不小的契機，因此能否利用MgB2線材制成可以用在醫(yī)療成像的MRI磁體線圈成為了人們比較感興趣的課題。
　　本文主要論述內(nèi)容包含三個方面，首先是MgB2的線材制作，其次是磁體勻場板的設計。

2、對于MgB2線材的制作，在制作使用在MRI成像磁體上的MgB2超導線圈時要考慮2個因素:一是如何增大線材的臨界電流，二是如何增大線材的上臨界場。對實驗數(shù)據(jù)進行比較發(fā)現(xiàn):線材的臨界電流、上臨界場與熱處理溫度、摻雜物質(zhì)有關(guān)，適當?shù)馗淖僊gB2線材的熱處理溫度可以增大其臨界電流;對MgB2線材摻入C、Ti等元素可以提高臨界電流與上臨界場。對于磁體勻場板的設計，主要是研究如何利用勻場板使MgB2磁體線圈產(chǎn)生比較均勻的磁場:利用電磁學中磁介質(zhì)的導

3、磁率與磁路定理，粗略的得出了磁體的大致尺寸，根據(jù)有限元計算軟件ANSYS模擬磁體的2D磁場，并結(jié)合目前對勻場板的加工條件，進而得出鐵軛與勻場板的精細尺寸以及形狀。
　　在制作磁體線圈的階段，對使用MgB2線材制作出MRI磁體線圈總結(jié)出了一個比較完整的工藝流程，解決了在制作線圈的過程中，骨架板之間的縫隙不均勻問題。對繞線機進行改善以達到在繞線時的能夠施加均勻的張力，避免了在繞線時的啟停時刻對線材施加的張力過大而導致線材的損壞。此外，