循环载荷下高温超导带材临界电流测试装置及其测试方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107144720A(43)申请公布日2017.09.08(21)申请号201710329586.X(22)申请日2017.05.11(71)申请人西南交通大学地址610031四川省成都市二环路北一段111号(72)发明人羊新胜陈炜张海洋赵勇(74)专利代理机构成都博通专利事务所51208代理人陈树明(51)Int.Cl.G01R19/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称循环载荷下高温超导带材临界电流测试装置及其测试方法(57)摘要本发明公开了一种循环载荷下高温超导带材临界电流测试装置及其测试方法，其装置的主要组成是：底板上放置环形的电磁铁壳，电磁铁壳的空腔嵌置杜瓦，电磁铁壳的夹层中安装励磁线圈，且杜瓦内腔的壁上左右对称固定有左夹具和右夹具；底板上固定有围住电磁铁壳的四个立柱，顶板固定于四个立柱的顶端；顶板上安装的振动电机的轴穿过顶板向下与传动杆的顶端相连，传动杆的下端固定有弧形夹具。该装置能够测出不同大小、频率的循环载荷下的高温超导带材的临界电流，也能测出交变背景电磁场与循环载荷共同作用下的高温超导带材临界电流。从而为循环载荷环境下使用超导带材的超导设备的抗循环载荷设计和制造提供更可靠的试验依据。CN107144720ACN107144720A权利要求书1/1页1.一种循环载荷下高温超导带材临界电流测试装置，其组成是；底板(12)上放置环形的电磁铁壳(3)，电磁铁壳(3)的内腔嵌置杜瓦(8)，电磁铁壳(3)的夹层中安装励磁线圈(5)，且杜瓦(8)内腔的壁上左右对称固定有左夹具(4a)和右夹具(4b)；底板(12)上还固定有围住电磁铁壳(3)的四个立柱(2)，顶板(6)固定于四个立柱(2)的顶端；顶板(6)上安装的振动电机(1)的轴穿过顶板(6)向下与传动杆(7)的顶端相连，传动杆(7)的下端固定有弧形夹具。2.根据权利要求1所述的一种循环载荷下高温超导带材临界电流测试装置，其特征在于，所述的弧形夹具的具体结构为：上凹的上弧形板(9a)和下凹的下弧形板(9b)通过两个螺钉连接，上弧形板(9a)的上凹面中部与传动杆(7)的下端固定连接。3.根据权利要求1所述的一种循环载荷下高温超导带材临界电流测试装置，其特征在于，所述的左夹具(4a)和右夹具(4b)的具体结构均是：下平板固定于杜瓦(8)内腔的壁上，上平板通过两个螺钉连接于下平板的上面。4.一种使用权利要求1、2或3所述的循环载荷下高温超导带材临界电流测试装置，进行循环载荷下高温超导带材临界电流的测试方法，其操作是：A、将高温超导带材(10)穿过弧形夹具，并将高温超导带材(10)左端和右端分别穿入左夹具(4a)和右夹具(4b)，随后用弧形夹具、左夹具(4a)和右夹具(4b)将高温超导带材(10)夹持固定；B、将纳伏表的两输出端通过电压引线与高温超导带材(10)的左侧和右侧相连接，向杜瓦(8)内腔注入液氮，直到高温超导带材(10)完全淹没在液氮中；C、给励磁线圈(5)通以设定的电流，使其激发出恒定的或连续变化的交变背景电磁场；同时，启动振动电机(1)，使振动电机(1)带动传动杆(7)做往垂向往复振动，给高温超导带材(10)施加设定大小、频率和次数的循环载荷；随后停止给高温超导带材(10)施加循环载荷；D、给高温超导带材(10)通入从小到大的直流电，当纳伏表测出的电压值和带材电压引线长度比值达到1μv/cm时，此时通入高温超导带材(10)的电流值即为测出的临界电流值。2CN107144720A说明书1/3页循环载荷下高温超导带材临界电流测试装置及其测试方法技术领域[0001]本发明涉及一种高温超导带材在循环载荷下的临界电流测试装置及其测试方法。背景技术[0002]超导带材在实际应用过程中会受到各种不同类型的载荷作用。以超导磁体为例，将高温超导带材绕制成饼状线圈时，超导带材会发生弯曲变形；当超导磁体在常温和低温两个不同温区之间变化时，材料会发生热胀冷缩现象，并且高温超导带材与外部加固材料之间的热膨胀系数不同，超导带材会受到热应力作用。超导磁体励磁之后，超导带材之间会受到电磁力的作用；并且大部分超导电力设备是工作在交流模式下，所以当通电电流为交变电流时，带材受到的电磁力则为周期性的电磁力。[0003]周期性的循环载荷或周期性的电磁力及二者的共同作用均会使超导带材中的高温超导材料内部微观结构发生不同程度的变化，例如使超导晶粒发生偏转、滑移、甚至使超导芯或超导层产生不可恢复的裂纹，造成超导电流传输面积的减小，进而导致整个超导带材临界电流(处于超导态的超导体通以直流电流增加到临界值时样品转入正常态，称为临界电流)的下降。通常情况下这种临界电流的下降是不可逆的，而且超导带材微观结构的不