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)塊材和外磁場相互作用的高溫超導(dǎo)磁懸浮列車.對懸浮列車而言,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.該文主要通過理論計算并輔以部分實驗測量,對高溫超導(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.在實驗方面,利用現(xiàn)有高溫超導(dǎo)磁懸浮測試系統(tǒng)對不同場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)行了測試.在理論計算方面,首先對現(xiàn)有高溫超導(dǎo)磁懸浮實驗車系統(tǒng)進(jìn)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(dǎo)體與外磁場相互作用的普里高津模型推得高溫超導(dǎo)體在永磁導(dǎo)軌上平動時所受懸浮力及導(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.

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)體相對導(dǎo)軌的運動方式.通過比對已有實驗數(shù)據(jù)與計算結(jié)果,證明了普里高津模型在研究高溫超導(dǎo)體所受導(dǎo)向力時的有用性.作為高溫超導(dǎo)體與外場相互作用模型的一個應(yīng)用,該文最后對類似于當(dāng)前高溫超導(dǎo)磁懸浮實驗車底盤的平板式高溫超