基于低温氦气循环换热的TMS内冷系统设计研究

经颅磁刺激线圈工作中伴随大量交流热损耗,文章提出了一种基于低温氦气循环换热设计,以应对TMS线圈应用中不断提高的脉冲电流幅值和频率。本文设计了一种由中空铜线绕制而成的TMS八字形线圈,采用液氮预冷及低温氦气协同冷却的机制实现线圈高效换热,并通过构建传热平衡方程及电磁热流多物理场耦合仿真对TMS线圈的刺激过程进行了分析研究。结果表明,与未加换热时相比,经由氦气换热后的刺激线圈整体热损耗降低了70%,实现了TMS线圈的低损耗与高效换热,验证了基于低温氦气循环换热设计可以在TMS系统中应用。

REBCO电缆接头端子制备工艺研究

焊料填充法是制备REBCO导体接头的常用方法。由于REBCO带材对温度敏感,所以在制备接头过程中应严格控制焊料温度及操作时间。实验采用熔点为145℃的锡铅焊料(Pb_(32)Sn_(50)Sb_(0.1))制备REBCO电缆接头,电缆接头部位的加热温度控制在180℃左右。为评估该制备工艺下电缆接头的性能情况,在77 K、自场及4.2 K、10 T背场条件下测试了由该电缆绕制成的内插线圈的接头电阻。结果表明,在REBCO电缆接头端子制备过程中未发生损伤且性能良好,证实了设计的电缆接头端子制备工艺可靠性高。

N50铠甲不同测试温度的力学性能研究

基于改进后的N50奥氏体不锈钢制备了一批圆形铠装电缆导体(CICC)铠甲,并对其在不同温度下进行力学性能测试,着重研究了测试温度对其性能及微观组织的影响。结果表明,在4.2 K温度下N50钢的抗拉强度可达1 800 MPa以上,断裂延伸率可达25%,明显高于316LN的力学性能水平。此外,受N元素相对含量较高的影响,N50在低温下呈现准解理断裂。初步验证了N50在作为CICC铠甲材料方面的应用可行性。