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机械应变及并联下的高温超导带材临界电流研究
摘要:
高温超导带材的临界电流是其电性能的重要指标，针对目前高温超导带材在物理载荷或者机械致伸等情况下应变的问题，本文以浸渍法制备的Nd1.85Ce0.15CuO4超导带材为样品，研究了机械应变下带材的临界电流及并联下带材的电性能，并采用电学测试和SEM扫描电镜形貌分析的方法进行研究。结果表明，机械应变会显著地降低带材的临界电流；而带材的并联不仅能够显著提高带材的临界电流，而且还能够提高带材的抗应变能力，这对于高温超导电器件的应用具有重要的意义。
关键词：机械应变,并联,高温超导带材,临界电流
Introduction:
随着现代科技的飞速发展，人们对于高温超导材料的研究越来越深入，越来越广泛。高温超导带材是高温超导材料的重要组成部分，在能源、传输、电力等领域有着重要的应用前景。高温超导带材的电性能对于高温超导电器件的应用具有至关重要的作用，而带材的临界电流是其电性能的主要指标之一。带材在使用过程中，其往往会因为物理载荷或者机械致伸等现象发生应变，会引发带材电性能的下降，从而影响设备或器件的正常运行，限制了高温超导带材的应用。因此，如何提高带材的抗应变能力，使其在物理载荷或者机械致伸等条件下能够保持稳定的电性能，则是高温超导带材研究的重要内容。
材料与方法:
本实验采用浸渍法制备了Nd1.85Ce0.15CuO4（NCCO）超导带材，其宽为2mm，厚为0.16mm，长度为50mm。为了研究机械应变下带材的临界电流及并联下带材的电性能，将带材放在一个电阻为4Ω的恒流源中作为被测样品，通过对样品施加不同的物理载荷和机械应变，记录带材的临界电流值。同时，对带材进行不同的并联实验，记录其电性能，利用SEM扫描电镜分析带材形貌及其应变情况。
ResultsandDiscussion:
实验结果表明，机械应变下带材的临界电流值随着应变程度的增加而逐渐降低，并在一定程度上表现了非线性下降的趋势，即机械应变程度增加到一定值后，临界电流值的降低速度会加快。这说明，带材的机械应变会导致其内部分布的超导电流密度发生变化，从而降低了临界电流的值。而对于并联下的带材，其临界电流值随着带材个数的增加而逐渐增加，经过一定的带材个数后，临界电流值的增加速度逐渐减缓。这说明，带材的并联可以有效地改善其电性能，提高临界电流值，相应提高带材的质量和稳定性。
此外，SEM扫描电镜分析结果表明，带材在机械应变下会发生微观形貌的变化，出现晶界的滑移和晶粒的变形，这些变化的原因主要是机械应变引起的内部应力集中所致。而在带材的并联实验中，SEM扫描结果证实了我们的预期，即并联可以改善带材的应变状态，分散带材内的应力，从而提高其抗应变的能力。
Conclusion:
本文研究了机械应变及并联下的高温超导带材的临界电流问题。研究结果表明，机械应变会对带材的电性能造成影响，降低其临界电流值，而带材的并联则能够提高临界电流值，改善其应变状态。因此，对于高温超导电器件的应用来说，带材的机械应变和并联问题是需要被重视研究的。