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    我國脈沖強磁場實驗裝置通過驗收

    行業聚焦點 2014年10月30日 09:16:24來源:儀表網 6022
    摘要10月23日國家重大科技基礎設施項目“脈沖強磁場實驗裝置”順利通過驗收。

      【儀表網 行業聚焦點】近日,我國重大科技項目“脈沖強磁場實驗裝置”順利通過驗收,并正式投入運行。該裝置采用我國自主自主研發的“多時空脈沖強磁場成形制造技術”,實現金屬零部件的整體單次成形,可被廣泛應用于航空、航天、兵器工業、汽車制造、儀表儀器等諸多領域。



      2014年10月23日,在華中科技大學進行了我國“十一五”期間部署建設的國家重大科技基礎設施項目之一——脈沖強磁場實驗裝置的驗收工作。我國由此成為繼美、德、法之后第四個擁有大型脈沖強磁場實驗裝置的國家。
      
      目前,強磁場與極低溫、超高壓等被列為現代科學實驗重要的條件之一。脈沖強磁場技術是產生強磁場的重要技術,建設脈沖強磁場實驗裝置可為凝聚態物理、材料、磁學、化學、生命與醫學等領域科學研究提供理想的研究平臺。
      
      負責此次驗收工作的來自教育部、科技部、發展改革委、湖北省等32位專家組成的驗收委員會一致認為,脈沖強磁場實驗裝置總體性能達到先進水平,部分指標實現了,已成為上好的脈沖強磁場裝置之一。
      
      據了解,華中科技大學2008年開始建設的脈沖強磁場實驗裝置項目,經過7年的時間,通過自主創新,在脈沖磁體分析設計、脈沖功率電源、低溫制冷等關鍵技術上取得突破,使我國掌握了脈沖強磁場裝置核心技術。
      
      “簡單來講,這就相當于提供了一個環境下的實驗平臺。”華中科技大學國家脈沖強磁場科學中心(籌)主任李亮介紹說,強磁場被列為現代科學實驗重要的條件。大多數科學效應的顯現都與磁場強度有關:磁場強度越高,效應就會越明顯,有些科學效應甚至只有在強磁場環境中才會顯現。
      
      該項目技術總監、中國工程院院士潘垣介紹說,脈沖強磁場技術不僅能滿足前沿基礎研究的需要,且在航空航天、新能源等行業有著廣泛的應用。據介紹,近30年來,與強磁場相關的諾貝爾獎項達到10個,涵蓋物理、材料、化學、生物和醫學多個領域。
      
      據了解,“特斯拉”是上用以衡量磁場強度的單位。2013年8月6日,國家脈沖強磁場科學中心成功實現了90.6特斯拉的峰值磁場,再一次刷新我國脈沖磁場的高強度紀錄,使我國成為繼美國、德國后世界上第三個突破90特斯拉大關的國家。
      
      目前已通過竣工驗收的脈沖強磁場實驗裝置,不僅擁有可達到90.6特斯拉磁場強度的系列脈沖磁體,還配備了低溫、高靜壓、光源等其它實驗條件,建有電輸運、磁特性、磁光特性、壓力效應、極低溫、電子自旋共振、核磁共振等多個科學實驗站,可為脈沖強磁場下物理、材料、化學、生命與醫學等領域科學研究提供理想的研究平臺。
      
      “看起來就像氣功一樣,當我們用電源驅動一個脈沖強磁場時,在100毫米的直徑范圍內,可產生500噸的電磁感應力,瞬間改變對象的形態。”李亮指著一件厚6毫米、直徑600毫米的喇叭狀金屬管說,“利用脈沖強磁場成形裝置,將一塊金屬圓板塑成這個形狀,只需要一道工序、十幾毫秒、0.001度電。”
      
      這種技術被稱為“多時空脈沖強磁場成形制造技術”,是李亮團隊依托該中心自主研發的電源、磁體和控制技術,在首先提出并成功研發的。其原理在于,在脈沖強磁場環境中,線圈與金屬材料相互作用,能產生極大的洛侖茲力,將堅硬的金屬材料“百煉鋼化為繞指柔”,在1至2毫秒的時間內塑造成特定的形狀。
      
      “這種技術不僅,且成本大幅降低,過程更為可控,成形面積更大,可成形樣式更復雜,實現金屬零部件的整體單次成形,避免了有縫拼接對零部件性能的破壞,可被廣泛應用于航空、航天、兵器工業、汽車制造、儀表儀器等諸多領域。”脈沖強磁場實驗裝置技術副總監姚凱倫說。
      
      此外,李亮團隊在永磁裝備充磁方面也取得了革命性突破。永磁材料被廣泛應用于風力發電機、磁共振成像等。中心將專門的充磁夾具或充磁線圈集成在永磁設備上,不僅可以實現先拼裝后整體充磁,再次充磁時也無需拆卸永磁塊,只需接上電源再次放電即可,大幅降低了裝配難度,提高了充磁效果,讓大型永磁設備的充磁就像手機充電一般方便。此外,脈沖強磁場的相關衍生技術還可應用于磁制冷、磁治療等多個領域,成為我國經濟社會發展的重要推動力量。
      
      “我們可以用常規的、廉價的導體實現美國用價格高昂的導體達到的同樣質量的脈沖磁體,成本不到美國和德國同類磁體1/10。”李亮不無驕傲地說:“產生90.6特斯拉磁場強度的磁體、電源、控制系統等全套裝置均為中心自主開發研制”。有國外專家如此評價:“你們用1.3億人民幣做了1.3億美元的事情。”

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