一種用超導(dǎo)體對磁力線進(jìn)行聚焦的設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】用超導(dǎo)體對磁力線進(jìn)行聚焦的【技術(shù)領(lǐng)域】，是屬于超導(dǎo)體技術(shù)和電磁【技術(shù)領(lǐng)域】，主要技術(shù)是在超導(dǎo)體里面留有一個空間，這個空間的形狀是一個球形狀，外面包著超導(dǎo)體材料，把磁鐵放在中間，在磁鐵的2極的超導(dǎo)體材料處留有2個孔，超導(dǎo)體會把磁力線向中間擠壓，然后從二邊的孔出去，也就是說在2個孔里聚焦，磁鐵包括一般磁鐵，電磁磁鐵，超導(dǎo)體磁鐵。
【專利說明】一種用超導(dǎo)體對磁力線進(jìn)行聚焦的設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]用超導(dǎo)體對磁力線進(jìn)行聚焦的【技術(shù)領(lǐng)域】，是屬于超導(dǎo)體技術(shù)和電磁【技術(shù)領(lǐng)域】。主要技術(shù)是在超導(dǎo)體里面留有一個空間，這個空間的形狀是一個球形狀，外面包著超導(dǎo)體材料，把磁鐵放在中間，在磁鐵的2極的超導(dǎo)體材料處留有2個孔，超導(dǎo)體會把磁力線向中間擠壓，然后從二邊的孔出去，也就是說在2個孔里聚焦，磁鐵包括一般磁鐵，電磁磁鐵，超導(dǎo)體磁鐵。
【背景技術(shù)】
[0002]六十年代發(fā)現(xiàn)了實(shí)用超導(dǎo)材料，八十年代出現(xiàn)了性質(zhì)優(yōu)良的釹鐵硼永磁材料，使人們可以不耗費(fèi)很大的電功率獲得大體積持續(xù)的強(qiáng)磁場，發(fā)展超導(dǎo)與永磁強(qiáng)磁場技術(shù)是20世紀(jì)下半葉電工新技術(shù)發(fā)展的一個重要方面。在各國高能物理、核物理、核聚變，磁流體發(fā)電等大型科技計(jì)劃推動下，整個技術(shù)得到了良好的發(fā)展。低溫鈮鈦合金及鈮三錫復(fù)合超導(dǎo)線與釹鐵硼永磁材料已形成產(chǎn)業(yè)，可進(jìn)行批量生產(chǎn)。人們已研制成功了 15特斯拉以下各種場強(qiáng)，各種磁場形態(tài)，大體積的可長期可靠運(yùn)行的強(qiáng)磁場裝置，積極推進(jìn)著強(qiáng)磁場在各方面的應(yīng)用。超導(dǎo)或者采用其他技術(shù)產(chǎn)生的強(qiáng)磁場是自然界沒有的一種高能物理場，在這種能場中，將發(fā)生許多奇特的現(xiàn)象。例如，水的變形，非導(dǎo)磁的木材、水滴、塑料、蟲子、草莓等物質(zhì)在超強(qiáng)磁場(5 T以上)中將懸浮起來；金屬凝固過程中，晶粒將發(fā)生轉(zhuǎn)動，進(jìn)而融合，形成類似單晶的組織；此外，強(qiáng)磁場對凝固過程的成核過程也產(chǎn)生顯著的影響，起到細(xì)化晶粒的作用。鑒于強(qiáng)磁場這些奇妙的效應(yīng)，國外發(fā)達(dá)國家如日本、法國等對強(qiáng)磁場下材料制備給予了極大的關(guān)注，日本有關(guān)這一領(lǐng)域的五年研究計(jì)劃已于2001年啟動。國內(nèi)國家自然科學(xué)基金委今年的重點(diǎn)項(xiàng)目指南中，將這一領(lǐng)域列入指南。超強(qiáng)磁場的作用可以直接達(dá)到原子尺度，因此，它對眾多領(lǐng)域的影響是極為深遠(yuǎn)的。在納米材料制備領(lǐng)域中，納米材料形狀和性能的控制是非常關(guān)鍵的問題。而利用超強(qiáng)磁場極強(qiáng)的磁力作用，有可能控制液相法制備納米材料的成核過程，它可以控制納米顆粒朝某一優(yōu)先方向生長，從而獲得高度各向異性的納米材料。此外，在這種各向異性納米材料成型時，超強(qiáng)磁場的作用可以使納米粉體在燒結(jié)過程中仍能保持很高的各向異性，而這是采用其它方法難以達(dá)到的。此外，超強(qiáng)磁場極強(qiáng)的能量還可以引起納米材料晶格的崎變，從而為制備高性能的納米材料提供了一個非常好的條件。磁化學(xué)的研究一直是化學(xué)化工工作者致力研究的領(lǐng)域，然而自二十世紀(jì)六十年代以前的近四十年中，人們只能獲得0.1-1 T左右的磁場，在這種強(qiáng)度的磁場下，磁場對化學(xué)反應(yīng)的影響幾乎可以忽略，由于磁場對物質(zhì)體系能量的影響隨著磁場強(qiáng)度的平方呈正比增力口，因此，在10 T-20 T甚至100 T的超強(qiáng)磁場下，磁場對化學(xué)反應(yīng)體系的影響已經(jīng)到了非常顯著的地步，甚至可以影響到化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱、PH值、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向、反應(yīng)速率、活化能、熵等諸多方面。目前，超導(dǎo)強(qiáng)磁體的口徑達(dá)到直徑100 mm，這已經(jīng)相當(dāng)于化學(xué)化工工業(yè)常見管道的直徑，因此，開展這一領(lǐng)域的研究的應(yīng)用前景是非常明顯的。在光、磁、電等物理領(lǐng)域，研究過程離不開特殊材料，如磁光材料、光學(xué)晶體、光纖、多功能膜、磁性材料、導(dǎo)電材料等。而超強(qiáng)磁場可對這些材料的制備過程產(chǎn)生重要的影響。有關(guān)這一領(lǐng)域的研究遠(yuǎn)未深入。另外，超強(qiáng)磁場對高分子材料、電子材料的影響也是非常重要的領(lǐng)域。生物工程領(lǐng)域中，生物組織、基因的突變是一個重要的研究方向。已有研究表明，超強(qiáng)磁場對生物體的組織、生化反應(yīng)、生長過程、基因、細(xì)菌的新陳代謝等均能產(chǎn)生顯著的影響，開展超強(qiáng)磁場下生物工程的研究，對提升生物領(lǐng)域的研究水平和影響力，具有重要的意義，特別在核磁共振和加速器上的應(yīng)用，對人類的意義極為重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]超強(qiáng)磁場在人類科研中起著至關(guān)重要的作用，它的應(yīng)用已經(jīng)極為廣泛，人類也制造出來了磁場強(qiáng)度很強(qiáng)的磁場，特別使用超導(dǎo)體方法，制造出5T以上的磁場，雖然已經(jīng)足夠強(qiáng)了，但還不能滿足人類科研的需求，人類還想制造更加強(qiáng)大的磁場，來滿足科研需求的同時，制造出更加強(qiáng)大的儀器，滿足人類各種各樣的探索，改變?nèi)祟惏l(fā)展的需要，并且人類多希望挑戰(zhàn)極限，如何制造出世界上最強(qiáng)的磁場，如何制造出挑戰(zhàn)人類極限的磁場呢？用超導(dǎo)體對磁力線進(jìn)行聚焦的方法就滿足上面的條件，用超導(dǎo)體對磁力線進(jìn)行聚焦的方法，其特征是，在超導(dǎo)體里面留有一個空間，這個空間的形狀是一個球形狀，但根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可把球形向二邊拉伸或向里面壓扁，還可以做一些各種各樣的變形，超導(dǎo)體材料是包在球形狀的外面，在內(nèi)部球形狀空間的二極的超導(dǎo)體材料上留有二個孔，孔的大小是根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)的，孔的大小的主要依據(jù)，是根據(jù)里面磁鐵的面積和孔的面積的比例，里面磁鐵的面積是小孔面積的多少倍而設(shè)計(jì)的，在超導(dǎo)體中間球形狀空間的中心圓上放上磁鐵，磁鐵安置在超導(dǎo)體材料內(nèi)部球形狀的中心圓面上，磁鐵的重心和球形狀的重心重疊，磁鐵是指包括永久磁鐵，電磁鐵，超導(dǎo)磁鐵，由于超導(dǎo)體對磁力線有排斥作用，使磁力線向中間聚集，因?yàn)樵谇蛐螤羁臻g的二極的超導(dǎo)體材料上有二個孔，這二個孔沒有被超導(dǎo)體材料覆蓋，所以磁力線就被壓縮到這二個孔的位置，然后從這二個孔出去，在外面形成回路，這樣磁力線就被聚焦在二個孔內(nèi)，孔內(nèi)或孔的口上的磁場強(qiáng)度就被提高很多倍，提高了多少倍的計(jì)算方法是，里面的磁鐵的面積是小孔的多少倍，那么小孔里面的磁場強(qiáng)度就是磁鐵的磁場強(qiáng)度的多少倍，這樣就可以使用孔內(nèi)或孔的口上超強(qiáng)的磁場了。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0004]圖1是用超導(dǎo)體對磁力線進(jìn)行聚焦的設(shè)計(jì)的原理的切面圖，1.2代表超導(dǎo)體材料的切面結(jié)構(gòu)，3代表磁鐵，磁鐵包括永久磁鐵，電磁鐵，超導(dǎo)磁鐵，并且代表是在球形狀的中心圓面位置，4代表超導(dǎo)體材料內(nèi)部的空腔，基本設(shè)計(jì)是球形狀，但根據(jù)設(shè)計(jì)要求，把球形向二邊拉伸或向里面壓扁，還可以做一些各種各樣的變形，5.6代表在內(nèi)部球形狀空間的二極的超導(dǎo)體材料上留下的二個孔，7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18代表磁力線，N.S代表磁極。
[0005]實(shí)施方法:
如果磁鐵使用的是永久磁鐵，那么起先要把永久磁鐵安置在超導(dǎo)體材料內(nèi)部球形狀的中心圓面上，磁鐵的重心和球形狀的重心重疊，外面用超導(dǎo)體材料包上，在球形狀二極的超導(dǎo)體材料上留有二個孔，這樣只要當(dāng)超導(dǎo)體材料隨著溫度的變低，到了臨界點(diǎn)變成超導(dǎo)體，那么磁力線就會被超導(dǎo)體材料排斥，向中間擠壓，最后從二極的圓孔出去，所以圓孔聚焦了磁力線，使磁場強(qiáng)度大大增加，如果中間是電磁鐵，設(shè)計(jì)是和上面一樣，用電磁鐵的好處是可以調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度，可以通過輸入不同的電路來調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度，如果使用超導(dǎo)體線圈產(chǎn)生磁場的磁鐵，設(shè)計(jì)方法和上面是一樣的，這就是挑戰(zhàn)人類制造最強(qiáng)磁場的極限，超導(dǎo)體線圈本來就可以產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場，再把它聚焦，這就產(chǎn)生人類制造最強(qiáng)磁場的極限，而且在這樣強(qiáng)大的磁場下進(jìn)行各種各樣的實(shí)驗(yàn)，不知道會為人類創(chuàng)造多少科學(xué)成果。
【權(quán)利要求】
1.一種用超導(dǎo)體對磁力線進(jìn)行聚焦的設(shè)計(jì)方法，特征是，在超導(dǎo)體里面留有一個空間，這個空間的形狀是一個球形狀，但根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可把球形向二邊拉伸或向里面壓扁，還可以做一些各種各樣的變形，超導(dǎo)體材料是包在球形狀的外面，在內(nèi)部球形狀空間的二極的超導(dǎo)體材料上留有二個孔，孔的大小是根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)的，孔的大小的主要依據(jù)，是根據(jù)里面磁鐵的面積和孔的面積的比例，里面磁鐵的面積是小孔面積的多少倍而設(shè)計(jì)的，在超導(dǎo)體中間球形空間的中心圓上放上磁鐵，磁鐵安置在超導(dǎo)體材料內(nèi)部球形狀的中心圓面上,磁鐵的重心和球形狀的重心重疊,磁鐵是指包括永久磁鐵，電磁鐵,超導(dǎo)磁鐵，由于超導(dǎo)體對磁力線有排斥作用，使磁力線向中間聚集，因?yàn)樵谇蛐螤羁臻g的二極的超導(dǎo)體材料上有二個孔，這二個孔沒有被超導(dǎo)體材料覆蓋，所以磁力線就被壓縮到這二個孔的位置，然后從這二個孔出去，在外面形成回路，這樣磁力線就被聚焦在二個孔內(nèi)，孔內(nèi)或孔的口上的磁場強(qiáng)度就被提高很多倍，提高了多少倍的計(jì)算方法是，里面的磁鐵的面積是小孔的多少倍，那么小孔里面的磁場強(qiáng)度就是磁鐵的磁場強(qiáng)度的多少倍，這樣就可以使用孔內(nèi)或孔的口上超強(qiáng)的磁場了。
【文檔編號】H01F6/00GK103474193SQ201310475463
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月13日
【發(fā)明者】胡明建 申請人:胡明建