《超导材料与结构中的力学问题研究— Applied Superconductivity Conference 2022 相关力学问题评述.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《超导材料与结构中的力学问题研究— Applied Superconductivity Conference 2022 相关力学问题评述.docx（5页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、超导材料与结构中的力学问题研究 Applied Superconductivity Conference 2022 相关力学问题评述 论文摘要：(Washington DC, August 1-6, 2022), 紧紧围绕超导材料与结构中的力学问题，在充分驾驭信息基础上，针对几个主要探讨方向中的探讨进展作了简要评述在此基础上，进一步提炼出探讨的着力点，并给出努力方向。挑战中充溢机遇，超导材料力学发展呼喊更多的材料固体力学专家加入这一探讨行列论文关键词：超导材料与结构,力学相关问题 1会议概况 由IEEE应用超导委员会（TheIEEECouncilonSuperconductivity）主办，美
2、国劳伦茨国家试验室（LawrenceBerkeleyNationalLaboratory）、美国能源部（DepartmentofEnergy）及海军国家试验室（NavalResearchLaboratory）共同资助的两年一度（偶数年度）的应用超导国际会议（AppliedSuperconductivityConference2022）于今年8月1日至6日在美国华盛顿实行伴随着铁基超导体的发觉与深化探讨，更是在国际能源危机的大背景下，本届应用超导国际会议规模空前，来自美国、西欧及东亚等地区70个国家的共计1400余人参与了这次盛会。出席会议的不仅有高校、国家试验室等探讨机构的人员，而且吸引了美国
3、政府决策部门（美国能源部）的负责人以及众多的商业界人士依据会议统计，来自中国代表约有20位（不包含在国外工作或访问的华人代表），他们主要来自中国科学院合肥分院、中国科学院电工所、清华高校、华中科技高校及西南交通高校等单位 2超导材料与结构力学相关问题探讨进展 超导材料，依据其临界转变温度不同被分为低温超导（LowTemperatureSuperconductors）和高温超导（HighTemperatureSuperconductors，特指临界温度在液氮温区70K以上的超导材料典型的低温超导材料有有Nb3Sn和NbTi等；而高温超导材料有Y系YBCO（YBa2Cu3Ox）、Bi系Bi-222
4、3（(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3Ox）和Bi系Bi-2212（Bi2Sr2CaCu2Ox）。依据材料特性及不同用途，超导材料制备成块材（如超导磁体、超导悬浮中超导块材）、或者与其他金属或金属合金等材料一起制成带材（Bi2223）、圆线（Bi2212）薄膜涂层复合体（YBCO）及复合电缆（Nb3Sn）等如图1所示，不同超导材料具有不同的临界电流密度与相应的磁场关系及范围因此，可以依据不同的运用范围，选择合适的超导材料目前，低温超导材料Nb3Sn或NbTi已经在超导磁体（如磁共振MRI和核磁共振NMR）中发挥作用正在走向好用或已具有明显应用前景的是二代YBCO涂层薄膜和Bi系2212圆线材及
5、2223带材在磁场大于25特范围，Bi系2212圆线材称为最有竞争力的选择之一 图1各种超导材料临界电流密度与磁场改变关系（Source:PeterJ.Lee,NHMFL,TallahasseeUSA） 正如来自德国卡尔斯鲁厄理工学院（KarlsruherInstitutfürTechnologie,KIT）的MathiasNoe教授做的首场大会报告中所指出的，力学及力学相关特性（如超导材料力-电-磁耦合作用机理）的探讨对超导材料的制备及结构的设计是必需的，在有些情形下（如超导储能系统和超导磁体）甚至是至关重要的本届应用超导会议特地支配了5个与超导材料与结构力学特性探讨干脆有关的专场
6、报告（Oralpostersessions）值得一提的是，为了表彰美国国家标准局（NationalInstituteofStandardsandTechnology,NIST）的JackW.Ekin教授（2022年度应用超导终身贡献奖获得者之一IEEEAwardsforContributioninthefiledofAppliedSuperconductivity）在超导材料与结构力学相关特性探讨方面的所作的贡献，会议组还支配了一个特殊专场(TheSpecialSessioninhonorofJackEkin) 下面着重就本届会议中有关超导材料、结构中与力学及力学相关的几个主要问题的探讨进展做
7、简要介绍 超导材料基本力学特性探讨超导材料由于其固有的材料特性，其极限应变非常有限，譬如Bi-2223超导材料仅为0.1%为了增加其力学性能，采纳延展性比较好的银或银镁合金包套这种材料对于这种复合功能材料，不断优化材料结构使得此带材在满意肯定的超导电特性前提下具有更好的韧度和更高的机械强度，是作为走向工程应用所面临的基础问题之一其相关的基本探讨课题主要有，不同超导材料与结构在不同外部加载下（如单向拉伸和简洁弯曲载荷）的应力-应变关系；不同超导结构（如Bi-2223带材、YBCO薄膜涂层复合薄膜及超导磁体等）局部或整体的内部应力及变形评估；超导结构的强度、变形与超导材料组分、微结构以及磁场和温度
8、的关系从本届会议来看，探讨主要围绕低温超导Nb3Sn电缆、高温超导Bi-2223带材、Bi-2212线材到YBCO涂层复合薄膜绽开，探讨内容已经由基本的应力-应变关系深化到后者即超导材料与结构力学特性和各主要材料参数影响规律的探讨但是，相比试验工作，相关理论探讨无论是数量还是质量明显薄弱，而且滞后 超导材料应变敏感性规律探讨超导复合材料与结构和一般复合材料的最主要区分在于，除了具有独特的电磁特性，更为关键的是，其电磁本构量（如临界电流）与力学本构量亲密关联（即物理场与力学场是耦合的）对几乎上全部的超导复合材料而言，相关试验已经发觉，超导临界电流的变更与材料内部应变亲密相关：在外加载荷作用下，当
9、材料内部应变积累到某一临界值时，超导临界电流快速衰减，而且不行逆超导材料学界把这一现象成为超导材料应变敏感性（Strain-sensitivity）超导材料内部力-电-磁耦合机理以及在此基础上的作用规律构成了这一问题的核心但缺憾的是，从有关会议探讨报告来看，这一问题始终没有得到较好地解决作者认为，除了超导材料结构比较困难之外，多种物理场（电、磁、力及热）深度耦合是更为深层的缘由。 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页