牛津儀器超導部成功研發(fā)出全超導磁體

【資料簡介】

牛津儀器超導部成功研發(fā)出全超導磁體

 20T 的超導磁體僅使用LTS 材料就可以在溫度為4.2K 時在78mm 的寬孔徑中實現(xiàn)20 特斯拉的磁場。22特斯拉磁體的組裝方法是通過把兩個HTS 線圈裝入一個20T，78mm 寬孔徑的磁體中來將磁場強度進一步提高，這也為實現(xiàn)全超導的25-30 特斯拉的磁體邁出了重要的一步。如此高的磁場是物理科學和生物科學研究納米技術(shù)和生命科學新領(lǐng)域的有力工具。在目前的技術(shù)能力下為實現(xiàn)如此高的場強只能通過使用常導型磁體，這種磁體具有很高的功耗，并且需要專門的配套基礎(chǔ)設(shè)施來進行安裝運轉(zhuǎn)。兩個HTS 芯為10cm 高的同軸螺線管磁體，使用1.5mm 直徑的 Bi-2212 繞線。每一個芯是6 層， 使用卷繞和再反應(yīng)技術(shù)制造，然后在真空中環(huán)氧封裝 . 內(nèi)部線圈的直徑分別是25 和55 毫米。外層20 特斯拉寬口徑超導磁體使用 NbTi 已經(jīng)高性能的RRPTM Nb3Sn 線制成。這些LTS 及HTS 線材都是由牛津儀器集團下的 Oxford Superconducting Technology （OST）,公司 提供的直到zui近科學家們才研發(fā)出了18T 以上的寬口徑磁體，使用的方法是將磁體過冷到2.2K. 而保持磁體溫度在4.2K 非常重要，因為這樣可以顯著減少液氦消耗。

    4.2K 是氦在一個大氣壓下的沸點。在近幾年液氦的價格不斷攀升，造成低溫試驗的成本不斷攀升。4.2K 的超導磁體同樣可以為將來發(fā)展再冷凝技術(shù)提供了可能。這樣的再冷凝技術(shù)使用了機械制冷機（例如脈沖管制冷機），可以把揮發(fā)出來的液氦重新冷凝回杜瓦中去。22 特斯拉場強磁體的成功研發(fā)是IMPDAHMA 項目中HTS 磁體項目的重要一步。IMPDAHMA 項目是由英國科技戰(zhàn)略委員發(fā)起的科研項目，歷時三年，由牛津儀器和南安普敦大學低溫所及Vector Fields Ltd 公司共同承擔.

    Ziad Melhem 博士, 牛津儀器公司IMPDAHMA 項目負責人表示, “我們很高興達成這樣的成果，該項目為LTS 和HTS 材料組合超導磁體創(chuàng)造了一個新紀錄。由IMPDAHMA 創(chuàng)造強磁場中應(yīng)用全HTS 材料，將加速磁體應(yīng)用中的HTS 材料探索。當 HTS 材料性質(zhì)和制造過程不斷進步時，人們將由能力實現(xiàn)更高的磁場強度。 “ Derek Allen, 英國科技戰(zhàn)略委員會科學家表示,“英國科技戰(zhàn)略委員會的部分職責是支持英國進行技術(shù)創(chuàng)新，我們很高興協(xié)助這個項目，使英國在超導磁體技術(shù)方面處于世界地位。”

牛津儀器超導部成功研發(fā)出全超導磁體