利用马赫-曾德尔干涉仪研究了磁场对铁磁性金属局部腐蚀过程的影响。结合传统电化学方法和动电位极化测量研究了纯铁电极在0.1 mol/L氯化钠溶液中局部腐蚀的情况,先利用CCD采集电极/溶液界面处干涉条纹视频图像,随后采用傅里叶变换和自适应带通滤波器分析干涉条纹,最后通过干涉条纹动态相位重建再现电极/溶液界面局部腐蚀动态过程。结果表明,没加磁场时,电极/溶液界面的中间区域会先出现局部溶解现象,但随着电位的增大,电极/溶液界面局部腐蚀程度加深,最后整个电极/溶液界面达到活化溶解。在外加磁场条件下,电极表面的腐蚀程度与磁感应强度正相关,呈现出明显的边缘腐蚀现象。即外加磁场能够加剧铁磁性金属的电化学腐蚀。

为了满足“闪光二号”加速器材料热力学效应研究的新需求, 设计了一套电容器储能型脉冲强磁场装置。装置主要由储能电容器、半导体放电开关、磁场线圈及高压恒流充电源组成。磁场线圈中心处最大磁感应强度可达5 T, 并且可以通过调整磁场线圈与二极管的相对位置实现磁透镜比的调节。通过理论计算和数值模拟相结合的方法对脉冲强磁场的关键参数进行了分析, 然后进行了脉冲强磁场的工程设计, 最后使用该强磁场装置进行了实验研究。强磁场实验中, 当储能电容器充电21 kV时, 在磁场线圈中心处获得了5.3 T脉冲强磁场。

基于Halbach阵列永磁体的特点以及光隔离器对磁场的需求,设计了两种适用于高功率隔离器的永磁系统, 分析了其磁场分布、磁场非均匀性对隔离度的影响, 研究了磁体装配误差对磁场的影响。研究结果表明: 通过引入斜向磁化永磁体, 选择合适的磁化角度和磁体长度, 可以提高永磁体的磁场强度, 大幅度减小旋转器所需磁光晶体长度；受磁场非均匀性影响的隔离度与磁光晶体的孔径、长度以及入射激光的光斑半径有关, 当晶体长度一定时, 减小晶体半径和入射光的半径可以显著提高隔离度。在入射光半径为1.5 mm、磁光晶体半径5 mm时, 对应的隔离度分别为105.8 dB和45.4 dB。

完成了小型方波脉冲磁场装置的双线圈负载设计，在一定区域内获得了近似匀强磁场。采用阻抗2 Ω的6级脉冲形成网络作为初级储能和脉冲形成单元，对匹配电阻放电产生了方波脉冲电流波形。研制了一种场畸变气体火花间隙作为主放电开关，有效减小了装置的动作时延和分散性。实验结果表明：负载中心峰值磁感应强度达到0.04 T，方波磁场平顶时间约3 μs，平顶度小于5％，上升前沿（磁感应强度峰值10％～90％）小于0.5 s，装置的动作时延抖动小于10 ns（标准偏差）。

通过对带绕非晶态软磁合金磁芯片间绝缘技术的几种方法、磁场热处理技术以及绝缘封装技术的研究,实现了非晶态磁芯片间0.6~1.0 μm厚 SiO2绝缘涂层以及片间击穿电压不低于120 V直流;非晶态磁芯纵磁热处理剩磁比大于0.90,横磁热处理剩磁比小于0.20,且绝缘封装前后磁芯磁性能变化小于5%。通过对快脉冲条件下带绝缘涂层大尺寸带绕非晶态软磁合金磁芯的研究,测试获得了试验磁芯的脉冲磁导率以及磁通跳变,其中1 000 mm级铁基非晶磁芯在脉冲间隔500 ns、脉冲宽度120 ns三脉冲串条件下,磁通跳变达到了2.86 T。

提出一种微动粒子群优化算法,针对2维静磁场多参量优化问题,在给出轴上目标轴向磁感应强度分布曲线的前提下,可以得到趋近于该分布曲线的磁结构。该算法分为前后两阶段:第一阶段采用前后试探法(微动),同时也参照最优粒子的信息;第二阶段采用基本粒子群优化算法。微动粒子群优化算法可以发挥多核计算机在工程设计上的潜力,而且即使粒子数目很少,也能不断趋近目标解。

提出了一种利用光纤光栅中法拉第效应和测量差分群时延(DGD)的直接测量磁感应强度的新方法，给出了理论分析和实验结果。当有外加磁感应强度时，光纤光栅中的法拉第效应致使两个圆偏振光的传播常数改变，从而导致光纤光栅的群时延发生改变。仿真结果表明，外加磁感应强度与DGD峰值在一定的测量范围内存在线性关系。分析了光纤光栅对测量性能的影响。实验结果表明，测量磁感应强度的灵敏度为1.3 ps/T，利用现有精度为10-5 ps的光矢量分析仪得到最小可测磁感应强度为10-5 T, 实验与理论吻合较好,证明了该方案的可行性。