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鼎工磁电为您介绍超导磁选设备

 

鼎工磁电编辑             2018-4-26

超导磁选设备

 

超导磁选设备介绍

 

超导磁选机是把超导电技术上的超导磁体移植到强磁选机上,以代替常规磁体,从而产生很高的磁场强度。超导电技术是固体物理的一个很活跃的分支,其发展历史才有60多年,而作为一门新技术应用于各个领域是20世纪60年代以后的事情。目前超导电最大量最有效的应用是超导磁体。使用超导磁体制造高梯度磁分离装置,是20世纪70年代发展起来的一个很有前途的领域。随着超导磁体制造高梯度磁分离装置,是20世纪70年代发展起来的一个很有前途的领域。随着超导电技术在磁选机中的应用和推广,必将引起磁选的巨大变革。

 

具有超导磁体磁选机的技术性能,是传统磁体磁选机无法与之比拟的。其主要优点为:

 

  1. 磁场强度高。永久磁体两极的磁场,可达320~560kA/m(4-7kOe)。常规电磁体可以通过增加电流,突破这一限度。但由于铜、铁的电阻和磁滞而产生热耗需要进行冷却,要获得更高的磁场也受到了限制,通常可达720~1600kA/m。而利用超导磁体所产生的磁场强度,可由几万到十几万奥斯特。
  2. 能量消耗低。一个十几万奥斯特的常规磁体,磁体本身供电量可达1600kw,几乎相当于一座10万人口的城市照明用电。此外,还需每分钟约4500L冷却水。如磁场再提高,电耗和冷却水还要剧增。对超导磁体来说,一个十几万奥斯特的超导磁体,只需几百瓦的功率就够了,既不损耗多少能量,也不需要庞大的供水设备。
  3. 超导磁体重量轻、体积小。由于超导体的电流密度(100000A/cm2)比普通铜线的电流密度高很多倍,所以超导磁体不仅磁场强度高,而且十分轻便。一个4000kA/m常规磁体其重量可达20t,而超导磁体仅有几千克,轻重悬殊几千倍。

 

超导体的基本概念

 

20世纪初,莱顿大学物理学家奥涅斯在实验中测量低温下水银的电阻时发现:在4.15K时,电阻突然全部消失。这种奇异的现象,引起人们极大的注意。到1913年证明这一偶然的发现是确实的。人们把这种电阻突然消失的零电阻的现象,叫做超导电性,把具有超导电性的物质叫超导体;把物质所处的这种状态叫做超导态。超导体和正常金属导体的电阻和温度的关系如图。超导电状态不能存在于临界温度Tc以上。超导体达到转变温度Tc后,电阻突然转变为零,此时便进超倒态,而一般金属则不然,它们和温度的关系没有突变发生,是呈圆滑曲线。出于超导状态的超导体,具有以下基本特性:

 

  1. 理想导电性(零电阻特性)。这种完全导电性,只是对直流而言,在交流(电磁波)的情况下,超导体就不再具有零电阻,而出现了交流损耗。一般说来频率越高,超导体的交流损耗也就越大。超导体是否具有直流电阻,到目前为止,还没有任何证据。但是,近年根据超导重力仪的观测表明,超导体即使有电阻,其电阻率也是异常的小,其值小于10的负二十五次方欧姆每平方厘米,和良导体铜在4.2K的电阻率10的负九次方相比,它们电阻率相差十倍。因此可以认为超导体处于超导态的直流电阻为零。
  2. 完全抗磁性(常称迈斯纳效应)。这一特性是荷兰物理学家迈斯纳和奥森菲尔德于1933年发现的,故称迈斯纳效应。
  3. 超导体的临界参数。超导态的存在是有特定条件的,只有在这种特定条件下,超导体才能由正常态转变为超导态。这些特定条件称为临界参数。主要有临界温度、临界磁场和临界电流,三者互为因果。

 

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