目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 實用化超導(dǎo)材料簡介 1
1.1.1 超導(dǎo)材料的發(fā)展概況 1
1.1.2 超導(dǎo)材料的基本特性 3
1.1.3 超導(dǎo)材料的實用化要求 5
1.2 REBCO超導(dǎo)材料的基本特性 7
1.2.1 YBCO晶體結(jié)構(gòu) 7
1.2.2 涂層導(dǎo)體基本結(jié)構(gòu) 9
1.2.3 雙軸織構(gòu)基帶制備路線 10
1.3 第二代高溫超導(dǎo)帶材國內(nèi)外發(fā)展趨勢 13
1.3.1 超導(dǎo)帶材批量化制備技術(shù) 13
1.3.2 超導(dǎo)帶材強磁通釘扎機制 14
1.3.3 超導(dǎo)帶材實用化技術(shù) 16
參考文獻 18
第2章 第二代高溫超導(dǎo)帶材織構(gòu)模板技術(shù) 22
2.1 YBCO外延襯底的選擇 22
2.2 第二代高溫超導(dǎo)帶材金屬柔性基帶技術(shù) 24
2.2.1 RABiTS技術(shù)路線 24
2.2.2 IBAD技術(shù)路線 35
參考文獻 43
第3章 REBCO超導(dǎo)層主要制備技術(shù)一：脈沖激光沉積法 50
3.1 脈沖激光沉積原理 51
3.1.1 激光與靶材的相互作用 51
3.1.2 等離子體的膨脹 53
3.1.3 薄膜的沉積 54
3.2 脈沖激光沉積裝備 55
3.2.1 激光和準分子激光 55
3.2.2 激光光路 55
3.2.3 沉積腔體 57
3.3 國際主要機構(gòu)高溫超導(dǎo)帶材工業(yè)化生產(chǎn)路線 58
3.3.1 日本國際超導(dǎo)技術(shù)中心 58
3.3.2 日本Fujikura公司 59
3.3.3 德國布魯克高溫超導(dǎo)有限公司 60
3.3.4 俄羅斯/日本SuperOx公司 62
3.3.5 中國上海超導(dǎo)科技股份有限公司 63
3.4 脈沖激光沉積法*新研究進展 64
3.4.1 液相輔助快速生長 64
3.4.2 人工釘扎 68
3.4.3 厚度效應(yīng) 73
參考文獻 76
第4章 REBCO超導(dǎo)層主要制備技術(shù)二：金屬有機鹽熱分解法 81
4.1 化學(xué)溶液沉積技術(shù)概述 81
4.1.1 前驅(qū)液的合成 81
4.1.2 涂覆 85
4.1.3 熱處理 85
4.2 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)納米顆粒摻雜TFA-YBCO薄膜的研究 88
4.2.1 納米BaZrO3顆粒摻雜的YBCO復(fù)合薄膜 88
4.2.2 納米Ba2YTaO6顆粒摻雜的YBCO薄膜 90
4.2.3 納米顆粒摻雜制備TFA-YBCO薄膜形核機制及其釘扎機理 94
4.3 FF-MOD技術(shù)制備YBCO薄膜的研究 101
4.3.1 YBCO薄膜制備——溫度和氧含量的協(xié)同影響 101
4.3.2 YBCO薄膜顯微結(jié)構(gòu)和超導(dǎo)電性 104
4.4 FF-MOD技術(shù)制備YBCO薄膜的生長機制研究 106
4.4.1 相演變過程分析 106
4.4.2 YBCO薄膜生長動力學(xué)分析 107
4.4.3 YBCO薄膜形核與生長模型 108
參考文獻 113
第5章 REBCO超導(dǎo)層主要制備技術(shù)三：金屬有機化學(xué)氣相沉積法 118
5.1 REBCO超導(dǎo)層的金屬有機化學(xué)氣相沉積法原理 118
5.1.1 MOCVD外延生長技術(shù) 118
5.1.2 應(yīng)用于REBCO薄膜帶材的MOCVD的特點 119
5.2 提升REBCO帶材臨界電流特性的方法 132
5.2.1 成分優(yōu)化 132
5.2.2 稀土元素替代和組合 134
5.2.3 摻雜引入磁通釘扎體的微結(jié)構(gòu)的調(diào)控 136
5.2.4 再生長技術(shù) 139
5.3 金屬有機化學(xué)氣相沉積法研究進展 139
5.3.1 REBCO帶材產(chǎn)業(yè)化制備技術(shù)發(fā)展的里程碑 139
5.3.2 國內(nèi)外研究進展比較 144
5.3.3 待解決的問題和展望 146
參考文獻 149
第6章 高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測量 155
6.1 高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測量的原理和分類 155
6.1.1 臨界電流密度與測量 155
6.1.2 臨界電流測量方法的分類 157
6.2 直流傳輸法測量臨界電流 160
6.2.1 直流傳輸法的特點 160
6.2.2 直流傳輸法與長帶連續(xù)測量 163
6.3 磁化法測量臨界電流 163
6.3.1 直流磁場磁化法 163
6.3.2 交流磁場磁化法 166
6.3.3 磁化法與長帶連續(xù)測量 169
6.4 脈沖電流法測量臨界電流 172
6.4.1 脈沖電流阻性電壓測量方法 172
6.4.2 脈沖電流感性電壓測量方法 173
6.4.3 脈沖電流感應(yīng)法與長帶連續(xù)測量 179
參考文獻 180
第7章 高溫超導(dǎo)集束纜線 184
7.1 高溫超導(dǎo)集束纜線研究現(xiàn)狀 184
7.1.1 Reobel型高溫超導(dǎo)集束纜線 184
7.1.2 堆疊型高溫超導(dǎo)集束纜線 185
7.1.3 螺旋纏繞型高溫超導(dǎo)集束纜線 187
7.1.4 STAR型高溫超導(dǎo)集束纜線 191
7.1.5 CORT型高溫超導(dǎo)集束纜線 193
7.2 窄絲化工藝對集束纜線性能的影響 193
7.2.1 高溫超導(dǎo)帶材的窄絲化工藝 193
7.2.2 窄絲化技術(shù)對CORC型集束纜線交流損耗的影響 196
7.2.3 窄絲化前后CORC型集束纜線磁化損耗對比分析 197
7.2.4 窄絲化堆疊超導(dǎo)纜線的交流損耗特性 204
7.3 窄絲化堆疊超導(dǎo)纜線技術(shù)對磁體屏蔽電流效應(yīng)的影響 205
7.3.1 線圈設(shè)計繞制和基本參數(shù) 206
7.3.2 實驗測量 209
參考文獻 211
第8章 REBCO高溫超導(dǎo)閉環(huán)無絕緣線圈的研究 214
8.1 高溫超導(dǎo)閉環(huán)無絕緣線圈的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 215
8.1.1 無絕緣高溫超導(dǎo)線圈 216
8.1.2 閉環(huán)高溫超導(dǎo)線圈 218
8.2 高溫超導(dǎo)閉環(huán)無絕緣線圈的失超特性 221
8.2.1 失超過程中的電磁暫態(tài)分析 222
8.2.2 失超模型的可靠性驗證 228
參考文獻 237