先反应-后绕型Nb3Al超导线材制备及其电磁特性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51877180
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0702.超导与电工材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Comparing to Nb3Sn superconductor, Nb3Al posseses higher upper critical field, higher critical current density and better stress-strain tolerance of the current-carrying capacities, and also could be made into the multifilamentary and round superconducting wires, so it is thought as the optimal choose for the magnet application of the future magnetic confinement nuclear fusion reactor. React and Wind (R&W) is the key that simplifies the fabrication process and thus decreases the pruduction cost of the large-scale superconducting magnets. Although a plenty of studies imply that Nb3Al supercoducting wires could be used to make the R&W superconducting magnets, there are no reports about the structure design, manufacture and superconducting properties of the R&W Nb3Al wires. So in the project, we propose to carry out the studies of the fabrication and the electro-magnetic and mechanical properties of the R&W Nb3Al superonducting wires. By appropriately designing the conductor structures of R&W Nb3Al wires, optimizing the plastic processing of many-components metal-composites and also the heat-treatment conditions of the long wires, key techniques of high-performance R&W Nb3Al superconducting long wire will be developed. By comparing the microstructure and the electro-magnetic and mechanical properties of Nb3Al wires with defferent conductor structures and heat-treatment conditions, the mechanism of the current-degradation and crack-dilatation for R&W Nb3Al wires under the action of the various stress-strain and magnetic fields will be illuminated. And also the conductor structures and physical properties of the obtained Nb3Al superconducting wires will be testified by manufacturing the R&W superconducting magnet coils. Aim of this work is to solve the key basic scientific problems during the fabrication and application of the R&W Nb3Al superconducting wire, and thus bulid the substantial basis for the its future application in magnetic confinement nuclear fusion reactor.
与Nb3Sn相比,Nb3Al具有更高的临界电流密度、临界磁场和应力/应变容许特性,能制作成多芯线材,被认为是聚变堆高场磁体用超导材料的理想选择。先反应-后绕(R&W)是简化大型超导磁体制作工艺、降低磁体制作复杂性的关键。虽然有研究表明,Nb3Al有可能用于制作R&W超导磁体,但是国际上对这种l线材的结构设计、加工及性能还缺乏系统研究。本项目提出开展R&W型Nb3Al长线设计、制备及电磁特性研究,通过合理设计R&W型Nb3Al线材导体结构,优化多元金属复合体导线塑性加工及长线热处理工艺,获得R&W型Nb3Al超导长线制备关键技术以及其电磁特性,阐明该在应力/应变、磁场作用下超导性能的退化及裂纹扩展损伤机理;并且制作R&W超导磁体对研制的线材结构和性能进行验证,从而解决R&W型Nb3Al长线制备及应用过程中的关键基础科学问题,为将来的磁约束聚变堆大型超导磁体应用奠定基础。

结项摘要

与Nb3Sn相比,Nb3Al具有更高的临界电流密度、临界磁场和应力/应变容许特性,能制作成多芯线材,被认为是聚变堆高场磁体用超导材料的理想选择。本项目主要开展R&W型Nb3Al长线设计、制备及电磁特性研究,通过合理设计R&W型Nb3Al线材导体结构,优化多元金属复合体导线塑性加工及长线热处理工艺,获得R&W型Nb3Al超导长线制备关键技术以及其电磁特性,阐明该在应力/应变、磁场作用下超导性能的退化及裂纹扩展损伤机理;并且制作R&W超导磁体对研制的线材结构和性能进行验证,从而解决R&W型Nb3Al长线制备及应用过程中的关键基础科学问题,为将来的磁约束聚变堆大型超导磁体应用奠定基础。主要研究成果如下:(1)研制出国内第代Nb3Al长线卷对卷高温热处理设备及长线稳定热处理工艺技术;(2)成功制备出国内第一根百米量级高性能30芯Nb3Al超导线材,该线材直径0.86 mm,长度120 米,在4.2 K、12T下Ic性能达到376 A;并被用于中科院等离子所CICC导体研制;(3)在国际上首次提出并发展了基于非静液挤压路线的Nb3Al前驱体导线制备工艺技术,并首次在36芯Nb3Al前驱体导线结构上,成功引入了Ta阻隔层,有效地抑制了Nb3Al超导线材励磁过程中的“磁通跳跃”技术难题。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
Fatigue Properties for Bi-2212 High Temperature Superconducting Round Wires Under Axial Tensile Loading
Bi-2212高温超导圆线在轴向拉伸载荷下的疲劳性能
  • DOI:
    10.1007/s10948-020-05477-3
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    JOURNAL OF SUPERCONDUCTIVITY AND NOVEL MAGNETISM
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Zhang H. Y.;Chen W.;Hao Q. B.;Li C. S.;Pan X. F.;Yang X. S.;Zhao Y.
  • 通讯作者:
    Zhao Y.
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  • DOI:
    10.1063/5.0001987
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Zhao T.;Zhao K.;Liu Q. Y.;Yang X. S.;Zhao Y.
  • 通讯作者:
    Zhao Y.
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
    Journal of Crystal Growth
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    H.J. Liu;Zhang Jianjing;Ke Zhao;Xinsheng Yang;Yong Zhao
  • 通讯作者:
    Yong Zhao
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  • DOI:
    10.1016/j.cryogenics.2019.102972
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
    Cryogenics
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Chen Wei;Zhang Haiyang;Chen Yong;Li Tengteng;Yang Xinsheng;Zhang Yong;Xu Min;Zhao Yong
  • 通讯作者:
    Zhao Yong
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  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2022.12.018
  • 发表时间:
    2023-02-21
  • 期刊:
    CERAMICS INTERNATIONAL
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Jin,Hao;Xiao,Yun;Pan,Xifeng
  • 通讯作者:
    Pan,Xifeng

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机械合金化Nb-Al非平衡相中Nb3Al超导体析出机理研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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