稳态强磁场磁体技术研究进展

稳态强磁场是前沿科学研究所需的一种十分重要的手段。强磁场在科学研究中的应用，对物理、化学、材料、生命科学等多学科的发展起到了巨大的推动作用。产生稳态强磁场的方式主要有3种，水冷磁体、超导磁体和混合磁体。水冷磁体励磁速度快、磁场强，但运行能耗巨大；超导磁体电功率低、体积和质量较小，但目前可产生出的最高磁场不及水冷磁体；混合磁体用超导线圈替代水冷磁体的外层线圈，从而可以用比单独水冷磁体更低的能耗产生更高的磁场。介绍了3种磁体技术，回顾了其发展过程，探讨了磁体技术的未来发展路径。     

基于S7-300PLC和WinCC的去离子水冷却控制系统设计

文章介绍了中国科学院强磁场科学中心稳态强磁场实验装置中水冷磁体去离子水冷却控制系统的实现方法,从系统方案设计、通信网络设计、程序流程设计以及监控方案设计等方面一一进行了阐述。该控制系统基于西门子PLC和WinCC组态软件,实现了集数据采集、泵阀控制、逻辑运算、画面监控、数据存储和数据查询于一体的自动化控制系统。该系统采用PROFIBUS-DP与TCP-IP相结合的通信方式,通过GRAPH的编程方式可以实现总共11种控制模式。利用WinCC组态软件作为人机接口,能实时显示系统工作状态及温度、流量、压力等各种数据,大大增加了系统的灵活性。     

安徽省国家大科学工程又添新项目稳态强磁场实验装置在合肥正式开工建设

本刊讯 5月18日,国家“十一五”重大科技基础设施建设项目——稳态强磁场实验装置开工典礼暨中国科学院强磁场科学中心揭牌仪式在合肥科学岛举行。至此,在安徽省建造的国家大科学工程已升至5项,其密集度仅次于北京。     

稳态强磁场技术及科学意义

 强磁场极端实验条件为基础科学研究工作提供了新的机遇。介绍了稳态强磁场技术及科学意义，并展望了中国未来的强磁场技术。     

国家“十一五”重大科技基础设施建设项目——稳态强磁场实验装置落户合肥

近日，稳态强磁场实验装置项目在合肥通过专家组评估．该项目是国家“十一五”重大科技基础设施建设项目，由中科院支持、合肥物质科学研究院和中国科学技术大学联合共建。     

HT-7U托卡马克核聚变装置中纵场超导磁体系统的设计

HT-7U核聚变实验装置是"九五"国家重大科学工程项目,它是一个具有非圆截面的全超导托卡马克装置,是用于研究先进的托卡马克运行模式来获得准稳态的、极长的长脉冲等离子体,并可实现全电流下的双零高β和单零等离子体的运行实验。整个装置包括装置主机以及低温、真空、电源及控制、数据采集和处理、波加热、波驱动电流、诊断与公共基础设施等重要子系统,其中装置主机是由超导纵场磁体系统、超导极向场磁体系统、真空室及其内部部件、内外冷屏和外真空杜瓦5大部件组成。文章主要介绍了HT-7U纵场超导磁体系统结构与超导管状电缆CICC(Cable-in-ConduitConductor)的设计以及该磁体系统的各种力学分析等。     

BEPCⅡ SSM超导磁体降温和升温过程数值研究

从SSM超导磁体低温系统的设计和磁体安全运行角度考虑该磁体降温和升温过程,提出了SSM磁体降温和升温过程的数值计算模型.将磁体处理成二维模型,采用有限体积法离散磁体能量方程,将低温系统中的氮管道和阀门处理成一维模型,方程采用有限差分法离散.考察了氦流进出磁体温度、压力以及磁体上最高、最低温度和最大温差的非稳态变化过程,并详细分析了产生该过程的内部机理.对SSM磁体及其低温系统在非稳态情况下安全运行有一定指导作用.     

安徽持续加强基础研究五大成果引领全省创新发展

正近年来,安徽省依托合肥综合性国家科学中心建设,持续加强基础科学研究,取得了一批引领性、突破性原创科技成果,部分领域在国内乃至世界实现了从跟跑到并跑、领跑的华丽转身。一是大科学装置集群效应显著增强。同步辐射光源、全超导托卡马克、稳态强磁场三大装置合作联动,发挥同步辐射光源和稳态强磁场技术共性,推进设施联用,在新能源与核聚变、新材料、物质与生命科学交     

脉冲强磁场实验室迎来建设专家——校长李培根与李亮教授畅谈实验室建设

4月17日，脉冲强磁场专家、前美国国家强磁场实验室脉冲磁体设计组组长、美国GE全球研发中心高级工程师、校友李亮教授来到我校，参与脉冲强磁场国家重大科技基础设施项目的建设工作，并与校长李培根进行了交流．[第一段]     

超导磁分离在造纸厂污水净化中的应用

针对小型造纸厂污水处理问题.开展了超导磁分离技术研究.设计并研制出制冷机直接冷却的高温超导磁体,磁体中心磁场在直流运行状态下达到1.48 T,交流运行状态达3.92 T.利用该超导磁体对造纸厂废水进行了磁分离处理.实验中,预先在废水中加入经过表面等离子有机改性的铁磁性颗粒,并与污水中非磁性有害物质絮接,通过强磁场实现水中污染物的分离.实验结果表明,经磁分离处理的集水池废水COD值由起始的1 780 mg/L降到147 mg/L,净化效果良好.讨论了利用等离子体聚合薄膜制备具有强捕捉能力的磁性粒子工艺.     

ETER超导磁体设计与制备中的若干关键力学问题

超导磁体是目前正在研制和建造中的大型新能源装置即国际热核聚变实验堆（ITER）的核心部件,主要用于约束等离子体在有限环状空间内的流动,其力学研究直接涉及磁体结构安全性以及等离子体的稳定运行时间．我国承担着ITER超导磁体制备的任务包并取得成效,但由于磁体设计和制造涉及材料科学、力学、电磁学等多学科的交叉,同时也涉及超导复合线缆绕制与测试分析等一系列关键性技术问题,目前这一领域的研究不管是国内还是国外尚远未满足越来越多的大型超导科学装置的需求．本文主要介绍了ITER超导磁体从CICC导体的复杂制备到运行过程中所涉及的力学、超导物理等相互耦合作用的基础理论与实验研究方面的国内外现状以及存在的主要问题,其中也简要介绍了兰州大学电磁固体力学研究组在超导电磁系统相关方面的部分研究进展与成果等．     

放电等离子烧结热变形Nd-Fe-B磁体的磁性能研究

采用放电等离子烧结技术,利用不同速率的快淬薄带制备出各向异性的热变形Nd-Fe-B磁体,运用振动样品磁强计和扫描电子显微镜对热变形磁体的磁性能和微观结构进行研究.结果表明：随着快淬薄带速率的增加,获得最佳磁性能的热变形温度也逐渐增加,三类热变形Nd-Fe-B磁体获得最佳磁性能的热变形温度分别为650,680和700°C;磁体最佳磁性能中的剩磁和最大磁能积随着快淬薄带速率的增加而降低,而内禀矫顽力却略有增加.磁体的晶粒尺寸随着热变形温度的增加而增大;相同热变形温度下,磁体的晶粒尺寸随快淬速率的增加而减小.     

永磁体作用下电阻点焊熔核中的电磁场分布规律

采用数值模拟方法研究了外加永磁体磁场作用下,电阻点焊熔核内的外部磁场、感应磁场及复合磁场强度及其磁场力的分布规律,并对熔化金属的流体流动模式进行了定性分析.结果表明,在外加磁场作用下,点焊熔核内的复合磁场分布以感应磁场为主导,从熔核中心至边缘逐渐增强,其径向磁感应强度分量随着永磁体工作距离增加而逐渐减小.熔核内同时存在由感应磁场生成的位于电极轴对称平面内的磁场力,以及由外加磁场引起的垂直于该平面的磁场力.在该正交磁场力的作用下,熔核内的熔化金属在电极轴对称平面及垂直于该平面的圆周方向同时进行高速流动,并呈现出沿熔核直径方向向外冲击的趋势.     

有机发光二极管中不同金属电极引起的奇特磁效应

采用三类金属阴极材料Ca,Al和Cu（Au）通过分子束沉积和电子束加热方式制备了有机发光二极管ITO/CuPc/NPB/Alq3/金属阴极,并在300,200,150,100,50和15K6个温度下,分别测量了不同电极器件的发光随外加磁场的变化（即Magneto-ElectroLuminescence,MEL）.在室温300K下,发现Ca,Al和Cu（Au）电极器件的MEL在低场（0B50mT）均表现为快速上升;但随磁场（B〉50mT）的进一步增大,Ca和Al电极器件的MEL缓慢变大并逐渐趋于饱和,且与阴极的制膜方式无关;而采用电子束加热方式制备的Cu（Au）电极器件,其MEL却表现出高场缓慢下降;且温度越低,该类Cu电极器件MEL的高场下降更为显著.实验研究表明,Ca和Al电极器件的MEL主要是由超精细耦合作用随外加磁场变化引起的.但电子束加热方式制备的Cu（Au）电极器件的MEL除了超精细耦合作用引起的低场快速上升外,其高场下降的可能机制则是：Cu（Au）电极器件中电子-空穴对的俘获区（e-hCapture Zone）靠近阴极界面,相比较于热蒸发的方式,电子束蒸发的方式更容易使重金属Cu（Au）原子得到更高的能量,使其渗透进相邻的有机层Alq3中,Cu（Au）原子的强自旋轨道耦合作用导致电子-空穴对发生自旋翻转,此为MEL出现高场下降的原因.     

空穴阻挡层BCP对掺杂型有机发光二极管中磁电导效应的影响

通过在器件复合发光区附近插入空穴阻挡层BCP,制备了一种具有非平衡传输性能的荧光染料掺杂型发光二极管,其结构为ITO／CuPc／NPB／NPB：DCM（5wt％）／BCP／Alq3／LiF／Al,并在不同温度和电压下测量了器件的注入电流随外加磁场的变化（即磁电导效应）．实验结果表现为：当磁场处在0～40mT时,该非平衡发光器件的磁电导随磁场的增加而迅速增大（即表现为快变的正磁电导效应）．这一实验现象与具有相对平衡传输性能的发光器件中所观测到的磁电导效应一致;当磁场大于40mT时,非平衡发光器件的磁电导随磁场的进一步增加表现为缓慢下降（即缓变的负磁电导效应成分）,而平衡器件的磁电导则变为继续缓慢增加（即为缓变的正磁电导效应）．本文对非平衡传输掺杂型发光器件的体系特征进行了讨论,并基于三重态激子-电荷（T-Q）反应受外加磁场的影响对上述实验现象进行了定性解释．     

Macroscopic Quantum Phenomena and Topological Phase Interference Effects in Single-Domain Magnets

The tunneling of macroscopic object is one of the most fascinating phenomena in condensed matter physics. During the last decade, the problem of quantum tunneling of magnetization in nanometer-scale magnets has attracted a great deal of theoretical and experimental interest. A review of recent theoretical research of the macroscopic quantum phenomena in nanometer-scale single-domain magnets is presented in this paper. It includes macroscopic quantum tunneling (MQT) and coherence (MQC) in single-domain magnetic particles, the topological phase interference or spin-parity effects, and tunneling of magnetization in an arbitrarily directed magnetic field. The general formulas are shown to evaluate the tunneling rate and the tunneling level splitting for single-domain AFM particles. A nontrivial generalization of Kramers degeneracy for double-well system is provided to coherently spin tunneling for spin systems with m-fold rotational symmetry. The effects induced by the external magnetic field have been studied, where the field is along the easy, medium, hard axis, or arbitrary direction.     

不同应对方式高中生主观幸福感状况研究

目的：探讨高中生总体主观幸福感的一般状况,分析应对方式对主观幸福感的影响。方法：采用总体幸福感量表、应对方式量表对667名高中生进行问卷调查。结果：高中生总体主观幸福感处于中等水平;解决问题、求助两种应对方式使用频次高的学生总体主观幸福感水平显著高于使用频次低的学生,自责、幻想、退避、合理化四种应对方式使用频次高的学生总体主观幸福感水平显著低于使用频次低的学生。结论：大多数高中生对自己的生活状况是满意的,应对方式是主观幸福感的一个重要变量。     

5.5kW永磁调速同步电动机的设计与分析

永磁同步电动机气隙磁场是由永磁体提供的,无需励磁电流,采用闭环矢量控制策略有效地提高了永磁同步电动机变频调速的动态性能,本文介绍5.5 kW稀土永磁调速同步电动机的设计和样机测试,分析调速性能和经济指标。     

医事法律专业医学基础课程设置模式探索——以医学机能学教学模式为视角

针对医事法律专业,率先打破传统各自分科教学的单一模式,以机体的功能系统(如消化、呼吸等系统)为主线,将生理学、病理生理学、药理学的理论与实验教学内容重组,学科之间交叉融合,理论与实验相互渗透,形成一门独立的课程体系——医学机能学,开辟新的教学模式,为医学基础课程设置提供一种全新的思路。     

磁场环境下聚苯胺的合成与性能研究

在不同磁场强度下,用苯胺单体（An）和氧化剂过硫酸铵（APS）,掺杂剂磺基水杨酸（SSA）,乳化剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）合成了导电聚苯胺（PAn）。研究了氧化剂和掺杂剂用量对PAn掺杂率和电导率性能的影响;并采用红外光谱、X射线衍射、粒径分析、腐蚀电位曲线表征了PAn结构与性能的关系。结果表明：磁场对苯胺聚合的影响是正向的,磁场能减少掺杂剂的用量、提高产物的电导率;在乳化剂n（SDBS）/n（An）=0.45,氧化剂n（APS）/n（An）=0.8,掺杂剂SSA 0.3 mol.L^-1时,合成的PAn电导率最大;在磁场环境中合成的PAn导电性、粒径、防腐性、规整性等各方面与无磁场作用的产品相比均具有明显的优势。