1、1986年高溫超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)，開啟了超導(dǎo)應(yīng)用研究的新時(shí)代。高溫超導(dǎo)體在外磁場中由于存在釘扎特性能夠?qū)崿F(xiàn)自穩(wěn)定懸浮。這種特性已使得它在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，如超導(dǎo)磁懸浮軸承，超導(dǎo)飛輪儲能和超導(dǎo)磁懸浮列車等等。在這些高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)應(yīng)用中，通常是通過高溫超導(dǎo)塊材在應(yīng)用磁場中的自由組合而獲得穩(wěn)定懸浮。然而，隨著實(shí)驗(yàn)研究工作的深入，越來越多的學(xué)者注意到高溫超導(dǎo)塊材由于采用項(xiàng)部籽晶熔融織構(gòu)生長技術(shù)制備所具有的生長特性，其中包括其籽晶生長區(qū)域和區(qū)域與

2、區(qū)域之間的生長邊界捕獲磁通性能差異，這將可能在應(yīng)用外磁場作用下對系統(tǒng)懸浮性能產(chǎn)生一定的影響。在計(jì)算分析方面，目前在研究的高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)建模與計(jì)算時(shí)并沒有考慮這種生長特性特征，無法給出精準(zhǔn)的計(jì)算數(shù)據(jù)和評估，特別是無法計(jì)算和預(yù)測這種超導(dǎo)生長特性及在不同應(yīng)用外磁場條件下磁懸浮性能及規(guī)律。因此，先行開展這方面的實(shí)驗(yàn)研究工作就具有了現(xiàn)實(shí)性和應(yīng)用價(jià)值。
　　本論文主要采用實(shí)驗(yàn)方法。首先研究單層磁懸浮系統(tǒng)中超導(dǎo)塊材生長特性對懸浮性能的影響。

3、實(shí)驗(yàn)中，高溫超導(dǎo)塊材放置在Halbach永磁軌道表面磁場x分量波峰位置處，按其與塊材籽晶生長線的位置關(guān)系分對齊和錯(cuò)開兩種方式排列。通過對這兩種典型的排列方式下懸浮力和懸浮力弛豫等與懸浮性能相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行測試分析，發(fā)現(xiàn)對齊排列方式的懸浮性能要優(yōu)于錯(cuò)開排列方式。在此基礎(chǔ)上，研究了雙層磁懸浮系統(tǒng)中超導(dǎo)塊材生長特性對懸浮性能的影響。實(shí)驗(yàn)中，塊材還是放置在永磁軌道表面磁場x分量波峰位置處，下層塊材按照懸浮性能較優(yōu)的對齊方式排列，上層塊材根據(jù)其籽晶

4、生長線與下層塊材籽晶生長線的位置關(guān)系分兩種方式排列，一種是上、下層塊材籽晶生長線對齊排列，另一種是上、下層塊材籽晶生長線錯(cuò)開排列。通過對這兩種排列方式的懸浮力和懸浮力弛豫等與懸浮性能相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)上、下層塊材籽晶生長線對齊排列方式下的懸浮性能優(yōu)于錯(cuò)開排列方式下的懸浮性能。
　　接著在以上結(jié)論基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化研究了雙層磁懸浮系統(tǒng)中塊材的厚度。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)下層塊材厚度為6 mm時(shí)，雙層磁懸浮系統(tǒng)總體懸浮性能最優(yōu)。