低温永磁波荡器永磁体磁特性与样机磁场研究

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导师姓名
周巧根
学科专业
核技术及应用
文献出处
中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)   2015年
关键词
同步辐射论文  低温永磁波荡器论文  钕镨铁硼论文  低温磁特性论文  退磁场与磁场论文
论文摘要

本论文主要是关于钕(镨)铁硼永磁体应用于同步辐射光源低温永磁波荡器相关问题,主要研究内容有钕(镨)铁硼永磁体的设计与制备、常温至低温磁特性、Halbach磁路五周期CPMU20永磁组件退磁场、80周期CPMU20样机磁场等。第一章为引言部分,先简单介绍了同步辐射特点及上海光源概况。然后重点介绍了同步辐射光源插入件特别是波荡器技术状况,如发展过程、磁结构、辐射特征、磁场性能、磁场设计、永磁体与软铁等。最后介绍了低温永磁波荡器国内外发展动态及科学与技术意义,并给出了本论文研究内容及总体研究技术路线。第二章为应用磁学基本原理,先总结了永磁体应用磁学三个经典物理基础:磁自发磁化及交换作用、磁各向异性及磁致伸缩、永磁体的退磁场。然后重点介绍了超强钕(镨)铁硼永磁体的物质相、成分、磁性能参数、微结构、设计及制备原理。最后总结了单晶体稀土永磁体三个典型低温磁特性:磁极化强度、磁各向异性、自旋再取向。第三章为永磁体制备情况,先重点研究了低温永磁波荡器镨铁硼永磁体的制备方法,比较了镨铁硼P42H与P46H的成分设计、制备工艺、微结构、磁性能、取向度等差异。然后简单介绍了钕铁硼N48H制备情况,并研究了N48H永磁体镀层真空性能。第四章为永磁体磁特性,先重点研究了国产多晶永磁体N50M、N48H、P42H、P46H等低温磁特性测试方法及其变化规律。然后介绍了大块永磁体低温磁矩测量系统及N48H低温磁矩测量情况。第五章为永磁体组件退磁场及磁场,先通过编制的Radia计算程序代码,研究了五周期Halbach磁路永磁体组件退磁场变化规律、永磁体工作点、不可逆退磁实验验证等情况。然后研究了上海光源首台基于钕铁硼N48H低温永磁波荡器实验样机CPMU20永磁体设计及低温磁场变化规律。论文研究工作为上海光源及我国同步辐射低温永磁波荡器的工程实用化奠定了部分技术基础,也为其他行业如空间、科研、医疗等类似低温永磁装置的设计与研制提供了重要的参考依据。

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摘要

Abstract

目录

第一章 引言

1.1 同步辐射光源

1.1.1 同步辐射光源

1.1.2 上海光源简介

1.2 同步辐射插入件

1.2.1 同步辐射光特点

1.2.2 波荡器发展过程

1.2.3 永磁型波荡器

1.2.3.1 磁结构及辐射理论基础

1.2.3.2 磁铁设计与磁场的性能

1.2.3.3 永磁体及软铁

1.2.4 上海光源插入件

1.3 低温永波荡器

1.3.1 发展背景及意义

1.3.2 国内外发展状况

1.4 本论文研究

1.4.1 论文社会意义

1.4.2 论文内容与目标

1.4.3 论文技术路线

1.5 本章小结

参考文献

第二章 永磁体应用磁学基本原理

2.1 应用磁学物理基础

2.1.1 磁自发磁化及交换作用

2.1.2 磁各向异性及磁致伸缩

2.1.3 永磁体退磁场影响因素

2.2 永磁体技术性能

2.2.1 永磁体的发展概况

2.2.2 永磁体的技术参数

2.3 超强钕(镨)铁硼永磁体

2.3.1 物质相、成分、内禀磁性能

2.3.1.1 物质相的组成

2.3.1.2 成分设计原理

2.3.1.3 内禀磁学性能

2.3.2 微观结构与磁参数

2.3.3 制备工艺技术原理

2.4 单晶体稀土永磁体低温磁特性

2.4.1 磁极化强度

2.4.2 磁各向异性

2.4.3 自旋再取向

2.5 本章小结

参考文献

第三章 钕(镨)铁硼永磁体的设计与制备

3.1 镨铁硼永磁体制备

3.1.1 发展技术的背景

3.1.2 实验室制备方法

3.1.2.1 成分设计

3.1.2.2 制备过程

3.1.2.3 分析测试

3.1.2.4 实验结果

3.2 钕铁硼中试制备

3.2.1 N48H成分与磁性能

3.2.2 N48H镀层的出气率

3.3 本章小结

参考文献

第四章 钕(镨)铁硼永磁体的低温磁特性

4.1 基本磁性能参数测试

4.1.1 磁性能测试

4.1.2 低温磁特性

4.2 大块永磁体低温磁矩

4.2.1 低温磁矩测量系统

4.2.2 低温磁矩测量结果

4.3 本章小结

参考文献

第五章 永磁组件退磁场及CPMU20磁场

5.1 永磁组件退磁场与磁场

5.1.1 退磁场的计算及分析

5.1.2 不可逆退磁验证方法

5.1.3 退磁与低温磁场变化

5.2 钕铁硼80周期CPMU20实验样机

5.2.1 永磁体技术选型

5.2.2 永磁体磁场设计

5.2.3 低温下磁场变化

5.3 本章小结

参考文献

第六章 研究总结及展望

6.1 研究总结

6.2 未来展望

知识产权

致谢

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