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Nb3Sn和NbTi超导线是目前应用极为广泛的超导材料。作为新一代全超导托卡马克的ITER装置，其导体采用的超导材料均为Nb3Sn或NbTi超导线。超导导体性能的优劣会直接影响整个核聚变装置的稳定运行，而组成超导导体的超导线，其性能将决定超导导体的性能。所以，研究超导线性能是保证装置稳定运行的基本环节。本论文对超导线临界电流性能以及影响其性能的因素展开分析，并针对Nb3Sn超导线的特性，建立超导线应变下临界电流的实验研究系统，另外，对Nb3Sn超导线低温下残余应力以及磁化特性等方面展开研究，并通过对ITER导体的分析，说明绞缆参数对Nb3Sn导体性能的影响，为超导线的应用提供参考。
本论文首先对影响Nb3Sn超导股线临界性能的因素进行了分析，不仅给出了工作条件对临界电流的影响，同时，对Nb3Sn超导线力学性能与其临界电流的关系进行了分析与探讨。讨论了内锡法Nb3Sn超导线出现N型超导转变现象的原因。另外，对NbTi超导线在一定条件下的临界性能进行了分析。介绍了研究超导线性能的实验系统，给出了正确测量超导线低温下临界电流特性的实验方法，并对实验中存在的问题以及误差进行了分析。
根据Nb3Sn超导线临界性能与应变的强依赖关系，我们研制了应变临界电流测试系统。文中介绍了应变实验装置总体结构，并重点对应变盘的结构、以及样品骨架等进行了分析。结合实验数据，给出了施力下应变盘的应变特性，并说明了利用该装置测量超导线应变下临界电流的可行性。为超导线的研究与发展提供了一个必要的平台。
Nb3Sn超导线低温下的残余应变对其临界电流的影响非常大。论文中对Nb3Sn超导线的残余应力进行了分析。通过分析复合材料产生热应力的机理，给出了弹性假设下计算残余应变的公式。并介绍了利用有限元分析计算超导线低温残余应变的方法，计算了超导线制造到降温过程中各组分的应力变化情况，通过分析，得到了Nb3Sn超导丝在低温下的钱余应变，同时模拟了不锈钢管对超导线残余应力的影响，并计算得到了超导线在不同温度下的应力-应变曲线。
另外，利用矩形截面的超导丝在磁场中电流密度与磁矢势满足的二维拉普拉斯方程对Nb3Sn超导线在垂直场中的磁化特性进行了分析。利用Brandt假设下的临界状态公式，结合Nb3Sn超导线临界电流定标律，分析了超导线在垂直交变磁场中的磁化强度。并引入了Kim临界态模型，为计算超导线或超导导体的磁滞损耗提供非常有用的数据。
最后，给出了ITER导体设计时所面临的问题，并对Nb3Sn CICC导体多次循环通电后性能发生严重退化的问题展开了讨论。根据ITER导体的设计要求，利用超导电缆电磁力累积模型，结合Nb3Sn超导线的临界性能特性，对ITER CS导体进行了分析，说明了引起Nb3Sn CICC导体性能退化的原因，并提出了解决性能退化的方法。