超导磁体系统PDF电子书下载

第一章 产生磁场的方法 1

1.1强磁场实验室 1

1.2有铁轭及无铁轭的连续负载的常规磁体 4

1.3脉冲磁体 10

1.4低温磁体 17

1.5超导线圈 21

第二章 磁场计算 34

2.1无铁磁轭的磁体 34

2.1.1电流元产生的磁场 34

2.1.2细丝状电流线产生的磁场 39

2.1.3磁场校正 42

2.1.4应用实例 43

2.1.5用电流薄层方法计算磁场 54

2.1.6圆柱线圈的磁场 58

2.1.7非圆柱线圈磁场 72

2.1.8分布平行导体产生的磁场 77

2.1.9带矩形孔腔的多极线圈 88

2.2在铁磁物质附近线圈产生的磁场 96

2.2.1引言 96

2.2.2直流磁化曲线 105

2.2.3差分方程 108

2.2.4网格系统 110

2.2.5直角坐标中的磁场强度 118

2.2.6圆柱坐标中的有限差分方程 119

2.2.7圆柱坐标中的磁场强度 122

2.2.8通过解一组联立方程来计算磁场 122

2.2.9具有不同磁导率的边界 124

2.2.10每边具有不同磁导率的直角边界 126

2.2.11曲线边界 127

2.2.12一般边界条件 128

2.2.13差分方程的解 131

2.2.14余数概念 132

2.2.15计算方法 133

2.2.16铁－空气界面 139

2.2.17.1超导偶极磁体 148

2.2.17数值计算的实例和结果 148

2.2.17.2超导四极磁体 153

2.2.17.3轴对称磁体 153

2.2.17.4小结 155

2.3铁边界空心磁体的磁场计算 159

2.3.1电流层 159

2.3.2有限厚度线圈 163

2.3.3特殊情况 165

2.3.4线圈的安匝数 170

2.3.5磁矢势 170

2.3.6铁屏蔽的内半径 172

2.3.7铁屏蔽的径向厚度 174

2.3.8储能 175

2.3.9轴对称铁屏蔽的磁场 177

2.4力的计算 180

2.4.1线圈绕制引起的力 180

2.4.2热收缩引起的力 186

2.4.3磁机械力Fm 188

2.4.4绕制预张力引起的磁机械力 188

2.4.5圆柱形线圈中的磁机械力 190

2.4.6热收缩引起的应力 195

2.4.7偶极线圈结构的力 202

2.4.8多极线圈的力的方程式 204

2.4.9球形线圈中的力 204

2.4.10环形线圈中的力 206

2.5发热的计算 207

第三章 超导现象和理论 216

3.1理论 216

3.1.1引言 216

3.1.2自由电子理论 217

3.1.3BCS超导体的零磁场特性 219

3.1.4处在外加磁场中的超导体 222

3.1.5Ⅱ类超导体 225

3.1.6自由电子理论、BCS理论和GLAG理论公式的概括 229

3.2Ⅱ类超导体的临界磁场 232

3.2.1引言 232

3.2.2Ⅰ类超导体的静磁学和热力学 233

3.2.3Ⅰ类超导体的居间态 236

3.2.4Ⅱ类超导体的混合态 239

3.2.5混合态的精确理论 244

3.2.6顺磁和杂质对Hcz的影响 246

3.2.7金属互化物的临界磁场 256

3.2.8表面超导电性 259

3.3Ⅱ类超导体的临界电流 261

3.3.1引言 261

3.3.2作用于磁通线的力 263

3.3.3磁通流动 267

3.3.4热激发的磁通蠕动 269

3.3.4.1热激发的磁通蠕动 269

3.3.4.2涡旋线钉扎点有效密度的计算 272

3.3.4.3涡旋线钉扎点的性质 279

3.3.5临界电流密度同磁场和缺陷相互关系的低温实验结果 285

3.3.5.1强磁场材料 285

3.3.5.2弱磁场材料 293

3.3.5.3其他的一些低温效应 295

3.3.6在限定温度下的金氏－安德森理论 300

3.3.7交流效应 306

3.3.8结论 308

第四章 超导交流磁体 309

4.1交流损耗 309

4.1.1引言 309

4.1.2磁通分布 318

4.1.3超导薄带和细丝 320

4.1.4处于横向外加磁场中的有限尺寸的平板和圆柱形导体 321

4.1.5交变磁场引起的磁滞损耗的计算方法 321

4.1.6平板中的磁滞损耗 323

4.1.7多芯导体的应用 328

4.1.8在圆柱形超导体中的磁滞损耗 330

4.1.9采用空心超导细丝的线圈中的磁滞损耗 333

4.1.10复合导体中的损耗 334

4.1.11导体基体金属中的涡流损耗 334

4.1.12自场损耗 348

4.1.13外磁场的影响 353

4.1.14讨论 353

4.1.15自场损耗和磁滞损耗的比较 356

4.1.16传输电流不为零时磁滞损耗的修正 357

4.2扭绞的多芯细丝导体中的附加效应 358

4.2.1自场的轴向扩散 358

4.2.2I（r,z,t）的解 360

4.2.3在扭绞多芯细丝导体中自场模型的推广 364

4.3金属部件中的涡流损耗 366

4.3.1在磁通回路中的铁损 366

4.3.2在金属低温容器中的涡流损耗 367

4.4多芯细丝导体 367

4.4.1电缆和编织线 373

4.5损耗的计算值与试验值的比较 386

4.6.1量热器法 396

4.6损耗的测量方法 396

4.6.2电测法 397

4.7磁和热的不稳定性 404

4.7.1引言 404

4.7.2扩散方程 407

4.7.2.1磁扩散率 408

4.7.2.2热扩散率 408

4.7.3稳定性 409

4.7.3.1磁通跳跃引起的温升 412

4.7.3.2绝热稳定性 413

4.7.3.3动态稳定性 417

4.7.3.4稳态稳定性 424

4.8.1线圈制造 433

4.8交流磁体制造技术 433

4.8.2电气设计 439

4.8.2.1电流引线 440

4.8.2.2超导体与线的接头 444

4.8.2.3失超在线圈中引起的瞬态电压 446

4.9超导磁体中的辐照效应 455

4.9.1引言 455

4.9.2碰撞造成的能量损耗 459

4.9.3辐照对Ⅱ类超导体的影响 462

4.9.4辐照对常导金属的影响 465

4.9.5辐照对磁体绝缘和加固材料的影响 468

4.9.6辐照对氦的影响 469

第五章 低温学 471

5.1低温流体的一般性能 471

5.1.1氦的来源和生产 473

5.2低温技术 477

5.2.1低温流体的管理 477

5.2.1.1安全保护措施 477

5.2.2低温流体的输送 479

5.2.3液面测量 486

5.2.3.1引言 486

5.2.3.2液面测量的方法 486

5.3液化和致冷 489

5.3.1基本原理和可逆循环 491

5.3.2真实循环的效率 501

5.3.3非等温致冷 506

5.3.4实用致冷机 510

5.3.5液化器 513

5.3.6真实液化器 517

5.4低温流体的装运和贮存 519

5.5低温流体的物理性能 525

5.5.1氦 525

5.5.2氢 533

5.5.3氮 536

5.6固体的物理性能 538

5.6.1引言 538

5.6.2.1应力－蠕变关系曲线 545

5.6.2固体的机械性能 545

5.6.2.2应力－应变关系曲线 547

5.6.2.3疲劳 553

5.6.3断裂功 555

5.6.4一些固体的热力学特性和迁移特性 559

5.7热损耗 580

5.7.1热传导 580

5.7.2对流 590

5.7.3热辐射 609

5.7.4减少热损耗的方法 613

5.7.5应用 615

6.1引言 620

第六章 水冷磁体、低温磁体和超导磁体设计中的经济性考虑 620

6.2特定磁体系统的成本比较 623

6.2.1螺线管和分裂线圈 623

6.2.2具有均匀电流密度分布的水冷螺线管 624

6.2.3具有均匀电流密度分布的低温磁体 636

6.2.4超导磁体 654

6.2.5超导线圈的运行费用 668

6.2.6长螺线管 678

6.2.7储能磁体 680

6.2.8粒子束输运磁体和加速器磁体 688

6.3成本的概略比较 710

参考文献 723