日前,中國科學院電工研究所王秋良研究組采用自主研發的高溫磁體技術,在國內首次將國產Bi2223內插磁體在15 T背場條件下的中心磁場提高到了19.4 T @4.2K,有效地解決了國產Bi帶導線臨界拉伸應力小的問題,將國產Bi帶材的應用范圍擴展至19 T 以上的高磁場。
與低溫超導磁體相比,高溫超導磁體具有較高的運行穩定性,低溫系統相對簡單,維護方便。目前國際上繞制高溫內插磁體主要采用Y系和Bi系帶材,其中Y系帶材制作的內插磁體的磁場可以達到26.8-35 T,而Bi系帶材繞制的超導磁體也可達到25 T。然而國產Bi系帶材因為臨界拉伸應力小,尚未用于15 T 以上高磁場環境,導致國內制作高場內插磁體采用的Bi系和Y系帶材主要依賴于進口,在導線采購方面缺少議價權。
王秋良研究組在國家自然基金的資助下率先采用國產Bi系帶材研制高場內插磁體。研究人員采用特殊工藝固化的方式將帶材的內層應力層層傳遞至外層,并采用高強度綁扎的方式,使得內插磁體內部的最大耐環向應力達到200MPa,有效地解決了國產Bi系帶材臨界拉伸應力只有100MPa的技術難題,將國產Bi帶材的應用范圍擴展至19 T 以上的高磁場。
采用國產Bi系帶材成功實現19 T 以上高磁場,標志著我國在研制高場內插磁體方面減少了對進口導線的依賴,也標志著我國在研制高場磁場方向工藝技術更加完善,為實現25 T~ 32 T超高場全超導磁體創造了條件。