超導磁分離技術(shù)介紹
磁分離是根據各種物質(zhì)磁性的差別來(lái)進(jìn)行分選的1種方法。由于具有不同磁性的顆粒在磁分離裝置分選空間中,受到磁力、機械力(重力、離心力、摩擦力和水、氣流動(dòng)力等)不同的作用,會(huì )沿著(zhù)不同路徑運動(dòng),因此可以分別接取,從而得到磁性和非磁性產(chǎn)品。超導磁分離就是用超導磁體取代磁分離裝置中的常規磁體?,F已實(shí)用的鈮鈦和鈮三錫超導線(xiàn)材,其臨界電流密度高達104A/cm2~105A/cm2,比銅線(xiàn)材的最高允許電流密度高幾百倍至幾千倍。所以超導磁體可在數米的工作口徑內產(chǎn)生幾萬(wàn)Gs以上的磁場(chǎng)強度。另外,超導磁體通電勵磁后,如經(jīng)超導開(kāi)關(guān)閉合,再切斷供電電路,可構成閉合的超導持續電流回路,長(cháng)期運行僅消耗維持低溫致冷所需的很小功率,是常規磁體不可比擬的。據估計,超導磁體與常規磁體能耗之比為1∶25,處理量之比大于10,尺寸可減小1/3~1/2。超導磁分離可用來(lái)分離黑色金屬、有色金屬、稀有金屬和其它工業(yè)原料。過(guò)去,在工廠(chǎng),通常是用水冷式的銅線(xiàn)圈電磁鐵分離器,耗用大量電力?,F在,磁場(chǎng)為5T的超導磁鐵所消耗的電能只是原來(lái)2T傳統磁鐵的5%左右。
4.3 超導磁力推進(jìn)船
超導電磁推進(jìn)系統因不帶推進(jìn)器而沒(méi)有噪聲和振動(dòng),無(wú)需燃料,結構簡(jiǎn)單,速度達150km/h以上,其推進(jìn)力是按照弗萊明左手定則產(chǎn)生的。安裝在靠近船底部的超導磁體在海水中產(chǎn)生磁場(chǎng)。當電流在垂直于磁場(chǎng)的方向上流過(guò)時(shí),便會(huì )在與電流和磁場(chǎng)相垂直的方向下產(chǎn)生1種動(dòng)力,把大量的海水向前或向后推進(jìn),從而把船體推向前進(jìn)。由于這種超導電磁推進(jìn)系統對海水的作用面積大而推動(dòng)力大,使船舶航速很高。1萬(wàn)噸輪船在航速達160km/h時(shí)倒車(chē)和變速都很方便,控制性能良好,特別適用于各種高速船如半潛式雙體船、潛艇、可潛式油船、海洋考察船和破冰船等。
制造強磁場(chǎng)
凝聚態(tài)物理研究需要強磁場(chǎng),而強磁場(chǎng)技術(shù)在科學(xué)技術(shù)中的應用反映出1個(gè)國家的科技發(fā)展水平。強磁場(chǎng)分為穩態(tài)磁場(chǎng)、超導磁場(chǎng)和脈沖磁場(chǎng)3大類(lèi)。粒子加速器靠強磁場(chǎng)加速原子、粒子,并使這些粒子沿著(zhù)環(huán)行軌道行進(jìn)。磁場(chǎng)強度增加1倍,就可使加速器的規格尺寸縮小一半。目前,磁選 超導磁場(chǎng)已達到21T的程度。
能源是人類(lèi)社會(huì )發(fā)展的物質(zhì)基礎,現代化建設的先驅?zhuān)鞘澜绺鲊种匾暤念I(lǐng)域之一。
磁性材料技術(shù)在解決當前能源危機中扮演著(zhù)重要的角色,尤其在節約能源、開(kāi)發(fā)新能源方面,其效果十分顯著(zhù),應當加以推廣。
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