3T动物磁共振成像传导冷却超导磁体研究

磁共振成像(MRI)是目前最先进的医学影像技术之一。动物磁共振成像以动物为研究对象,广泛用于生命科学研究、医学研究及药物机理研究。为了发展小型化、低成本的动物磁共振成像系统,该文采用传导冷却技术研制了一台3 T动物磁共振成像超导磁体。采用线性规划和非线性规划相结合的方法设计了一种主动屏蔽型磁体结构,其包含同轴排列的6个主线圈和2个屏蔽线圈。研究一种包含了分段和失超传播加速策略的被动失超保护方法保护超导磁体免于意外失超造成的损害。低温系统使用一台双极G-M制冷机直接将超导磁体从室温冷却到工作温度,无需液氦。超导磁体在直径φ180 mm的球形区域(DSV)产生高均匀度磁场用于成像。实验结果显示,超导磁体经历5次失超后被励磁到3.001 3 T,经测量φ180 mm的DSV磁场峰-峰值不均匀度(H_(p2p))约为1.33×10^(-2)%。该文详细介绍了超导磁体的电磁设计、应力分析、失超保护设计,低温设计、建造及测试结果。

磁场诱导下纳米镍纤维的制备及静磁性能

以乙二醇为溶剂,采用液相还原法成功制备了纤维状磁性金属镍。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、透射电子显微镜与振动样品磁强计对样品进行了表征和分析,研究外加均匀磁场对磁性镍粉的形貌和性能的影响。结果表明,未加磁场时,反应产物为链状镍纤维,当外加均匀磁场为0.3T时,反应产物变成线状镍纤维。二者得到的产物均为面心立方金属镍。链状镍纤维的比饱和磁化强度和矫顽力分别为47A·m2/kg及15.52kA/m,而线状镍纤维随着反应物浓度的变化,比饱和磁化强度分别为49A·m2/kg、42A·m2/kg、42A·m2/kg,矫顽力分别为14.96kA/m、18.94kA/m及20.22kA/m。分析认为这种差异可能是镍纤维的粒径差异以及形状各向异性等所导致。

核磁共振磁体超导接头工艺研究进展

高度稳定的磁场对于核磁共振(NMR)波谱仪至关重要.为了保持磁场的稳定性,高质量的超导接头必不可少.它在过去几十年中,受到NMR超导磁体研究人员的广泛关注.本文从五个部分介绍了超导接头技术的研究进展:第一部分简要介绍了NMR超导磁体和超导接头的发展;第二部分概述了低温超导体材料之间超导接头的研究进展;第三部分介绍了高温超导体材料之间的接头;第四部分讨论了有关超导接头电阻的测量技术;最后,提出了对超导接头技术研究的展望.

球形钴颗粒的制备及吸波性能研究（英文）

以CoSO_4·7H_2O为钴源,C_4H_4KNaO_6·4H_2O为络合剂,N_2H_4·4H_2O为还原剂,NaOH为pH调节剂,CTAB为形貌控制剂,通过液相还原法成功制备出了具有特殊形貌的球形钴颗粒。采用扫描电子显微镜(SEM),X-射线衍射仪(XRD),振动样品磁强计(VSM)以及矢量网络分析仪对钴颗粒形貌、晶体结构、静磁性能以及微波频段内的电磁参数进行表征。研究表明钴颗粒的比饱和磁化强度为123(A·m^2)/kg,矫顽力为176×79.6 A·m^(-1)。钴颗粒在9.8、15 GHz时出现明显介电损耗峰。钴颗粒复磁导率实部随着频率增加逐渐降低,显示了良好的频散特性,而虚部在微波频段内呈现宽化的共振峰,经分析为自然共振和交换共振共同作用所致。根据传输线原理计算反射损耗,发现当厚度为5.5 mm时在12.4 GHz处得到最大反射损耗13.2 dB,此时有效损耗频宽(≤10 dB)为1.6 GHz,表明实验制备的钴颗粒具有良好的吸波特性。

电阻焊接技术制备Nb_(3)Sn-NbTi混合超导接头

在强磁场超导磁体应用中,特别是具有高稳定度高场超导磁体,具有极低电阻的超导接头发挥着重要作用。通过电阻焊接方法制备了Nb_(3)Sn和NbTi的异种材料超导接头。首先通过烧结法制备了Nb_(3)Sn的超导接头,然后通过电阻焊接将Nb_(3)Sn超导接头与NbTi超导体焊接成型。分析了Nb_(3)Sn超导接头制备过程中Nb_(3)Sn的微观组织结构和相变。利用无损检测CT对接头结构进行三维重构,分析了Nb_(3)Sn和NbTi超导接头内部的缺陷和2种不同材料间的微观连接状态。最后,在背景磁场下对超导接头的电阻性能进行了测试和研究。结果表明,与传统超导焊料制备的超导接头相比,电阻焊接制备的超导接头显示出良好的耐磁场性能,在1.5 T背景磁场下具有较低的电阻值。

结构材料对传导冷却超导磁体励磁稳定性影响

针对NbTi线材绕制的7 T无液氦传导冷却低温超导磁体,利用有限元方法对励磁过程中超导磁体结构材料内部的涡流损耗进行计算;对比不同材料的低温比热容、热导率和电阻率,利用有限元软件对不同结构材料超导磁体励磁过程进行仿真,得到磁体内部的涡流和温度分布以及不同励磁速度对超导绕组温升的影响。结果表明,磁体最大允许励磁速度与结构材料的低温电阻率呈正相关,超导绕组的最高温度随励磁速度线性变化。

高场磁体Nb_(3)Sn超导接头的制备工艺参数研究

Nb_(3)Sn超导接头的制备工艺参数和条件对其性能有直接影响,获得有效的制备工艺参数对Nb_(3)Sn超导接头的可靠性具有重要的意义。虽然,采用烧结法制备Nb_(3)Sn超导接头行之有效,然而烧结法对工艺条件要求较高,受到球磨时长、压接压力、粉末配比、热处理时间等不同工况的影响。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对不同工艺条件下的样品进行物相分析和表面形貌的表征,并确定了烧结法制备Nb_(3)Sn超导接头的工艺参数。结果表明:球磨时间15 h, Nb:Sn:Cu摩尔质量比为3:1:1,压接压力为15 MPa,热处理时间为100 h时,最终制备所得超导接头样品与Nb_(3)Sn母材较为接近。