真空自耗电弧炉熔炼期间电流突降故障分析与处理

从真空自耗电弧炉熔炼钛合金期间电流突降的故障现象入手,对整流电源的结构、控制原理、保护电路以及触发电路进行了详尽分析,找出了保护电路继电器输入信号不稳定是故障产生的根源,为钛合金熔炼生产中排除类似的故障提供了借鉴。

真空自耗电弧炉真空系统的检漏

主要论述了用于生产钛及钛合金铸锭的真空自耗电弧炉真空系统的组成与特点,针对钛、钛合金的冶金特点及生产实际,阐述真空系统漏率对于生产钛、钛合金的意义;应用最新技术的莱宝300型检漏仪,对真空系统进行了测漏,总结了检漏方法,此法对真空自耗电弧炉真空系统或类似的真空设备测点的设计、检漏具有指导意义。

制冷机冷却型超导磁体杜瓦的研制

杜瓦的本质就是一个能够把内部的低温液体与外界热量隔断,从而实现贮藏低温液体的绝热容器。超导磁体杜瓦在强磁场、高真空以及深低温的环境中应用广泛,而效率高、安全性能好且结构紧凑是制冷机冷却型超导磁体系统的突出优势。文章主要从制冷机冷却型超导磁体杜瓦的结构与工艺特点入手,着重分析了超导磁体杜瓦的研制时的漏热与绝热措施。

影响张力机构张力稳定性因素研究及改进设计

分析了张力机构中影响张力稳定性的因素,分析了各个因素之间的关系并给出通用公式,提出了能够施加稳定张力的机械结构及控制改进方案。该设计不但较好地提高了张力控制的稳定性,而且根据需要可选择调压阀量程内任意范围段作为张力调节值,有效避免了不合理的量程范围对张力稳定性的影响,同时为进一步深入研究张力的稳定控制做出了有益尝试。

热处理对金属材料剩余电阻率的影响

介绍了剩余电阻率(RRR)的定义,分析了剩余电阻率对于低温超导金属材料的应用意义。制定了纯铜和高纯铝的热处理方案,参照GB/T 25897—2020/IEC 61788⁃4:2020《剩余电阻比测量铌⁃钛(Nb⁃Ti)和铌三锡(Nb_(3)Sn)复合超导体剩余电阻比测量》测量了纯铜和高纯铝热处理前后的剩余电阻率。测试结果表明,热处理可有效提高纯铜和高纯铝的剩余电阻率RRR,真空热处理比普通的大气热处理效果更好;热处理前的加工状态和材料来源不同,尽管热处理前的剩余电阻率差异较小,但是热处理后往往会有较大的差异,建议低温导冷结构设计选材时需参考热处理后的RRR值。

热处理对奥氏体不锈钢磁导率的影响

根据相对磁导率μ概念,对316L奥氏体不锈钢在<10 Pa真空条件下,进行1050℃×2 h热处理,使用斯蒂芬磁导率测量仪Ferromaster Plus间接测量方式,对原始态、热处理态、热处理后加工态试样对应厚度方向和水切割外径面方向的相对磁导率值进行测量并分析。结果表明:相较原始态试样,热处理态试样厚度方向平均磁导率降幅为14.0%,水切割外径面方向平均磁导率降幅为16.2%;相较热处理态试样,热处理后加工态试样厚度方向平均磁导率为1.04,无变化。热处理不但对降低原材料磁导率有明显作用,而且对提高热处理后加工态材料磁导率稳定性有较大贡献。

二极铁超导磁体磁场测量装置的研制

二极铁超导磁体是稀有同位素束流装置(The Facility For Rare Isotope Beams, FRIB)中的核心构成部件。在屏蔽轭铁安装在超导磁体后,磁场的工作孔为弧形腔,测量弧形室温孔腔体内磁场分布是评估二极铁超导磁体性能的关键。本文研制了一种二极铁超导磁体系统磁场测量装置,采用伺服电机和拉线编码器联合控制的异形轨迹测量方法,实现复杂腔体中心磁场、磁中心位置和积分场的测量。通过系统的优化设计,实现了二极铁超导磁体磁场的自动测量,各项指标均达到设计要求,对后续类似二极铁超导磁体的磁场精确测量有重要意义。

二极铁超导磁体低温恒温器组装测试

依托FRIB二极铁超导磁体样机研制项目,完成磁体低温恒温器系统制作,低温恒温器主要部件有:氦槽(装有两组D型线圈的线圈盒组成)、隔热冷屏、支撑结构、真空腔体、阀箱冷却系统等。磁体系统运行电流为201 A,中心最大磁场达到2 T,线圈使用线径Φ1.14 NbTi超导线,每组线圈的匝数为210匝,束流孔截面空间100 mm*35 mm,弯转角度45度。二极铁超导磁体低温恒温器采用液氦冷却,运行温度为4.2 K,低温液氦挥发的氦气通过阀箱将冷氦气接入冷屏的氦气循环管路对冷屏进行冷却,降低氦槽液氦静态蒸发率。制作过程通过设置专用的绕线工装保证线圈绕制精度,通过杜瓦装配工装保证线圈盒和真空腔的定位精度。二极铁超导磁体低温恒温器支撑结构通过“反拉伸”结构保证强度,同时降低传导漏热,低温下进行磁场中心位置补偿,从而实现磁场中心和束流孔同心度的制作要求。最后对系统进行降温和励磁测试,低温恒温器漏率3×10^(-9)Pa·m^(3)/s,液氦静态蒸发率1.4 L/h,磁场中心和束流孔同心度偏移量为±0.25 mm,达到设计制作要求。