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Review of progress and challenges of key mechanical issues in high-field superconducting magnets

National Science Review 2023年第3期10卷 29-50页

作者： You-He Zhou Dongkeun Park Yukikazu Iwasa Key Laboratory of Mechanics on Disaster and Environment in Western China attached to the Ministry of Education of China Lanzhou University Department of Mechanics and Engineering Sciences College of Civil Engineering and Mechanics Lanzhou University The Plasma Science and Fusion Center Francis Bitter Magnet LaboratoryMassachusetts Institute of Technology

The development of modern science and technology requires high magnetic fields exceeding 25 T.Second-generation high-temperature superconducting wires,i.e.REBCO(REBa2Cu3O7-x,RE refers to Y,Gd,Dy,Eu and other rare-earth elements) coated conductors(CCs),have become the first choice for high-field magnet construction because of their high irreversible magnetic field.The mechanical stresses caused by manufacturing,thermal mismatch and Lorenz forces closely influence electromagnetic performance during operation for REBCO CCs.In addition,the recently studied screen currents have effects on the mechanical characteristics of high-field REBCO magnets.In this review,the experimental and main theoretical works on critical current degradation,delamination and fatigue,and shear investigations on REBCO CCs,are reviewed at first.Then,research progress on the screening-current effect in the development of high-field superconducting magnets is introduced.Finally,the key mechanical problems facing the future development of high-field magnets based on REBCO CCs are prospected.

关键词： REBCO second-generation high-temperature superconducting coated conductors (REBCO 2G-HTS CCs) high-field magnets mechanics screening-current effect

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