超磁新能25 T级高温超导环向场模型磁体研制取得阶段进展

近日,超磁新能25 T级高温超导环向场模型磁体研制取得两项阶段性进展:在首个嵌板式高温超导单饼线圈完成研发与测试后,公司已启动嵌板式单饼线圈批量化制造;同时,自主研制的24 cm²低电阻可拆卸接头已完成样件制作及液氮温区性能测试,接头等效电阻约为33 nΩ。

这两项进展分别对应单饼线圈稳定制造和多单元低损耗连接两个关键环节。项目由单件工艺验证阶段,继续向多饼制造和模型磁体系统集成推进。

单饼线圈并非模型磁体中的普通零部件,而是集导体、嵌板结构、绝缘、电气连接和测试接口于一体的基础单元。每个单饼既需要独立制造和检测,也将作为后续多饼叠装、磁体励磁及低温运行的基础。

嵌板式线圈通过将高温超导导体嵌入高强度板式结构,实现超导绕组与机械承载结构的一体化集成,是紧凑型高温超导高场托卡马克环向场磁体的重要技术路径之一。该方案有助于提高绕组定位精度和结构承载能力,并为高场条件下的应力管理提供支撑。

在模型磁体研制过程中,单饼线圈能否实现稳定、可重复的批量制造,将直接影响后续装配精度、电磁性能和运行可靠性。此次启动批量化制造,意味着相关工作从关键工艺研究进一步转入系统工程实施阶段。

在多饼磁体中,各单饼之间需要通过接头形成完整的电流传输路径。对于高温超导聚变磁体而言,运行电流较大,即便接头电阻处于几十纳欧水平,也可能带来不可忽视的焦耳热。因此,在保证连接可靠性的同时降低接头电阻,是控制低温热负荷、提升磁体运行效率的重要要求。

围绕模型磁体模块化装配需求,超磁新能开展了低电阻可拆卸接头研制,并通过接头结构、接触界面和装配工艺优化完成样件制作。液氮温区测试结果显示,接头电压与电流整体呈线性关系,拟合得到的接头等效电阻约为33 nΩ;按有效接触面积归一化计算,接头电阻指标为792 nΩ·cm²。

该结果表明,该接头在保持可拆卸特性的同时,实现了纳欧级低阻电流传输,可为后续单饼线圈连接、多饼磁体装配以及模型磁体维护更换提供技术基础。

下一阶段,超磁新能将继续推进批量单饼线圈制造与质量验收,开展接头重复装配、低温循环及电流循环性能测试,并逐步推进多饼叠装、20 K温区高电流验证和模型磁体整体集成。

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