低温永磁波荡器永磁体磁特性与样机磁场研究

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1、博士学位论文低温永磁波荡器永磁体磁特性与样机磁场研究作者姓名：何永周指导教师:周巧根研究员学位类别:工学博士学科专业:核技术及应用研究所:中国科学院上海应用物理研究所2015年04月TheresearchonmagneticpropertiesofpermanentmagnetandmagneticfieldofprototypeforCryogenicPermanentMagnetUndulatorHeYongzhouDirectedbyProf.ZhouQiaogenTraininginstitutions:UniversityofChineseAcade

2、myofSciencesAcademicdegree:DoctorofTechnicalScienceDisciplineandspecialty:NuclearTechnologyandApplicationResearchInstitute:ShanghaiInstituteofAppliedPhysics(SINAP),CASApril,2015中科院上海应用物理研究所论文独创性声明和使用授权说明独创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他人或集体已经发

3、表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式说明并表示了感谢。本声明的法律结果由本人承担。/亻声明人日觐⒉o丨厂年。月△日幻冫吲午钎学位论文使用授权说明本人完全了解中科院上海应用物理研究所关于收集、保存、使用学位论文的规定,即:1、按照应物所的要求向研究生部提交学位论文的印刷本,向信J息中心提交学位论文电子版;2、应物所有权保存学位论文的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;3、应物所可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;4、应物所可以公布论文的全部或部分内容;5、应物所有权按规定向有关论文保存单位提交论文,并

4、同意论文保存单位向社会公布(保密论文在解密后遵守此规定)论文作者签名:亻师签名:「码祗旬导砜》/日】Olr年o任月

5、午日'lΓ年屮月摘要本论文主要是关于钕(镨)铁硼永磁体应用于同步辐射光源低温永磁波荡器相关问题，主要研究内容有钕(镨)铁硼永磁体的设计与制备、常温至低温磁特性、Halbach磁路五周期CPMU20永磁组件退磁场、80周期CPMU20样机磁场等。第一章为引言部分，先简单介绍了同步辐射特点及上海光源概况。然后重点介绍了同步辐射光源插入件特别是波荡器技术状况，如发展过程、磁结构、辐射特征、磁场性能、磁场设计、永磁体与软铁等。最后介绍了低温永磁波荡器国内

6、外发展动态及科学与技术意义，并给出了本论文研究内容及总体研究技术路线。第二章为应用磁学基本原理，先总结了永磁体应用磁学三个经典物理基础：磁自发磁化及交换作用、磁各向异性及磁致伸缩、永磁体的退磁场。然后重点介绍了超强钕(镨)铁硼永磁体的物质相、成分、磁性能参数、微结构、设计及制备原理。最后总结了单晶体稀土永磁体三个典型低温磁特性：磁极化强度、磁各向异性、自旋再取向。第三章为永磁体制备情况，先重点研究了低温永磁波荡器镨铁硼永磁体的制备方法，比较了镨铁硼P42H与P46H的成分设计、制备工艺、微结构、磁性能、取向度等差异。然后简单介绍了钕铁硼N48H制备情况，并研究

7、了N48H永磁体镀层真空性能。第四章为永磁体磁特性，先重点研究了国产多晶永磁体N50M、N48H、P42H、P46H等低温磁特性测试方法及其变化规律。然后介绍了大块永磁体低温磁矩测量系统及N48H低温磁矩测量情况。第五章为永磁体组件退磁场及磁场,先通过编制的Radia计算程序代码,研究了五周期Halbach磁路永磁体组件退磁场变化规律、永磁体工作点、不可逆退磁实验验证等情况。然后研究了上海光源首台基于钕铁硼N48H低温永磁波荡器实验样机CPMU20永磁体设计及低温磁场变化规律。论文研究工作为上海光源及我国同步辐射低温永磁波荡器的工程实用化奠定了部分技术基础，也

8、为其他行业如空间、科研、医疗等类似低温永磁装置的设计与研制提供了重要的参考依据。关键词：同步辐射，低温永磁波荡器，钕(镨)铁硼，低温磁特性，退磁场与磁场ⅰAbstractThisdissertationismainlyabouttheapplicationfundamentalproblemsofNd(Pr)FeBpermanentmagnet(PM)forSynchrotronRadiationCryogenicPermanentMagnetUndulator(CPMU).Themainresearchcontentsinclude:designandpre

9、parationofNd(Pr)FeB