我國第一臺(tái)低溫超導(dǎo)除鐵器研制成功
不詳 ?文中國科學(xué)院高能物理研究所超導(dǎo)磁鐵組組長 朱自安 責(zé)編 劉 亮 ? 2008年12月01日 ? ?創(chuàng)新成果
我國第一臺(tái)低溫超導(dǎo)除鐵器，日前由中國科學(xué)院高能物理研究所與山東華特磁電科技股份有限公司聯(lián)合研制成功。由中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所周遠(yuǎn)院士擔(dān)任組長的專家鑒定組認(rèn)為，該技術(shù)（樣機(jī)）設(shè)計(jì)先進(jìn)，工藝合理，屬國內(nèi)首創(chuàng)，其性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。
低溫超導(dǎo)除鐵器主要用于去除煤炭等原料中的鐵磁性雜質(zhì)，是重要的大型工業(yè)設(shè)備。除鐵器的核心部件是磁體，原來多用永磁體或電磁體，永磁體的磁場強(qiáng)度不高，電磁體則存在著耗電量大、通電后磁體發(fā)熱難以冷卻等問題，在使用過程中，效果并不理想。
新研制的除鐵器的關(guān)鍵核心部件——低溫超導(dǎo)磁體，是中國科學(xué)院高能物理研究所運(yùn)用建造大型科研設(shè)備北京正負(fù)電子對撞機(jī)和北京譜儀所掌握的超導(dǎo)技術(shù)，繼成功建造我國最大的單體超導(dǎo)磁鐵后，經(jīng)過近兩年的攻關(guān)研制成功的。超導(dǎo)磁體具有0.93米的大口徑，采用真空浸石蠟作為磁體穩(wěn)定措施，工藝簡單，可復(fù)繞；采用分段保護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)均勻放能，降低磁體內(nèi)過電壓。除鐵器利用二極管在低溫和室溫導(dǎo)通電壓的差別，實(shí)現(xiàn)快速退磁，以滿足實(shí)際運(yùn)行時(shí)的工況要求。除鐵器低溫容器內(nèi)壁兼做超導(dǎo)磁體骨架，既減少了冷物質(zhì)的質(zhì)量，又拉近了磁體與工作區(qū)域的距離。磁體采用少量液氦浸泡冷卻，由制冷機(jī)冷凝氦氣，負(fù)壓運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了零揮發(fā)，提高了磁體運(yùn)行的穩(wěn)定性。磁體中心磁場強(qiáng)度3特斯拉，最高磁場強(qiáng)度5.6 特斯拉，儲(chǔ)能為3.4 兆焦耳。在勵(lì)磁過程中，超導(dǎo)磁體沒有出現(xiàn)失超即達(dá)到設(shè)計(jì)電流和磁場值，節(jié)省了昂貴的液氦消耗。除鐵器超導(dǎo)磁體的尺寸和場強(qiáng)大體與3特斯拉的核磁共振成像超導(dǎo)磁體（MRI）相當(dāng)，為我國研制3特斯拉的MRI超導(dǎo)磁體提供了經(jīng)驗(yàn)。由它來產(chǎn)生去除煤炭等原料中的鐵磁性雜質(zhì)所需的強(qiáng)大磁場，具有磁場強(qiáng)度高、磁場梯度大、吸鐵能力強(qiáng)、重量輕、能耗低、運(yùn)行節(jié)能環(huán)保等普通電磁除鐵器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。
低溫超導(dǎo)除鐵器研制成功，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際水平，標(biāo)志著中國已具備將低溫超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的能力，徹底打破了我國工業(yè)用超導(dǎo)磁體長期以來完全依賴進(jìn)口的局面。作為多學(xué)科綜合性研究機(jī)構(gòu)，高能物理研究所以粒子物理的國際前沿實(shí)驗(yàn)研究和大科學(xué)裝置的建設(shè)為龍頭，發(fā)展和引進(jìn)了大量高新技術(shù)，面向國家戰(zhàn)略性科技需求，將大科學(xué)裝置建造中衍生的許多高新技術(shù)應(yīng)用和輻射到其他領(lǐng)域，推動(dòng)了我國相關(guān)高新技術(shù)的發(fā)展。
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