高场超导复合材料变形-超导电性能多尺度耦合特性及其本构描述

项目名称： 高场超导复合材料变形-超导电性能多尺度耦合特性及其本构描述

项目编号： No.11402159

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 乔力

作者单位： 太原理工大学

项目金额： 26万元

中文摘要： Nb3Sn高场超导复合材料主要应用于热核聚变、高能物理以及高场核磁共振等磁体领域，力学变形诱导的其超导电性能退化给高场超导磁体装置的电磁性能指标和安全运行造成了极其不利的影响。由于对高场超导复合材料变形-超导电性能耦合行为认识的不足，现有的超导磁体设计还依赖于经验/半经验的电磁本构关系，缺乏成熟的考虑材料多尺度组织结构特征的工程设计用本构模型，制约了超导磁体制造水平的提升。本项目拟研究应变作用下高场超导复合材料微观组织结构特征参量变化对其超导电性能的影响，揭示材料变形-超导电性能多尺度耦合机理，提出从原子尺度A15晶体结构到材料微结构到宏观非匀质Nb3Sn超导复合材料的多尺度理论模型和模拟方法，建立考虑微/细/宏观关联的非线性力-电磁耦合本构模型。本项目的研究将提高对A15型金属间化合物高场超导复合材料力-电磁多尺度耦合行为的认识和描述能力，为强磁场超导磁体的设计与制造提供有力的理论支撑。

中文关键词： 高场超导磁体；超导多芯复合材料；力-电磁耦合；临界电流密度；多尺度耦合特性

英文摘要： The high field superconducting magnet built with Nb3Sn is an essential component of instruments employed in a variety of large-scale scientific projects, including the International Thermonuclear Experimental Reactor,the High Energy Physics research, and

英文关键词： High field superconducting magnets；Multifilamentary superconducting composites；Coupled mechanical-electromagnetic effects；Critical Current density；Multiscale coupling characteristics