牛津儀器超導(dǎo)部成功研發(fā)出全超導(dǎo)磁體

【資料簡介】

牛津儀器超導(dǎo)部成功研發(fā)出全超導(dǎo)磁體

 20T 的超導(dǎo)磁體僅使用LTS 材料就可以在溫度為4.2K 時(shí)在78mm 的寬孔徑中實(shí)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(qiáng)度進(jìn)一步提高，這也為實(shí)現(xiàn)全超導(dǎo)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(xué)和生物科學(xué)研究納米技術(shù)和生命科學(xué)新領(lǐng)域的有力工具。在目前的技術(shù)能力下為實(shí)現(xiàn)如此高的場強(qiáng)只能通過使用常導(dǎo)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(jìn)行安裝運(yùn)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(dǎo)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(tuán)下的 Oxford Superconducting Technology （OST）,公司 提供的直到zui近科學(xué)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?yàn)檫@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(diǎn)。在近幾年液氦的價(jià)格不斷攀升，造成低溫試驗(yàn)的成本不斷攀升。4.2K 的超導(dǎo)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(jī)械制冷機(jī)（例如脈沖管制冷機(jī)），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(qiáng)磁體的成功研發(fā)是IMPDAHMA 項(xiàng)目中HTS 磁體項(xiàng)目的重要一步。IMPDAHMA 項(xiàng)目是由英國科技戰(zhàn)略委員發(fā)起的科研項(xiàng)目，歷時(shí)三年，由牛津儀器和南安普敦大學(xué)低溫所及Vector Fields Ltd 公司共同承擔(dān).

    Ziad Melhem 博士, 牛津儀器公司IMPDAHMA 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人表示, “我們很高興達(dá)成這樣的成果，該項(xiàng)目為LTS 和HTS 材料組合超導(dǎo)磁體創(chuàng)造了一個新紀(jì)錄。由IMPDAHMA 創(chuàng)造強(qiáng)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(dāng) HTS 材料性質(zhì)和制造過程不斷進(jìn)步時(shí)，人們將由能力實(shí)現(xiàn)更高的磁場強(qiáng)度。 “ Derek Allen, 英國科技戰(zhàn)略委員會科學(xué)家表示,“英國科技戰(zhàn)略委員會的部分職責(zé)是支持英國進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，我們很高興協(xié)助這個項(xiàng)目，使英國在超導(dǎo)磁體技術(shù)方面處于世界地位。”

牛津儀器超導(dǎo)部成功研發(fā)出全超導(dǎo)磁體