高溫超導帶材橫向壓縮作用下的臨界電流測試裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了高溫超導帶材橫向壓縮作用下的臨界電流測試裝置，包括拉伸試驗機、加載夾具裝置、納伏表、力顯示儀、力傳感器、標準電阻和低溫杜瓦，加載夾具裝置安裝在低溫杜瓦內，低溫杜瓦安裝在拉伸試驗機的下部夾具上，力傳感器安裝在拉伸試驗機的加載桿上、并與力顯示儀連接，加載桿位于加載夾具裝置上方，試樣安裝在加載夾具裝置內、與供電電源連接，試樣與標準電阻串聯、并與納伏表和標準電阻并聯。本發明可以較為簡單、經濟的實現高溫超導帶材壓縮損傷性能測試，使得對高溫超導樣品橫向壓縮造成的臨界電流衰減研究成為可能，為高溫超導器件的研發及工程應用提供有效的實驗數據。
【專利說明】
高溫超導帶材橫向壓縮作用下的臨界電流測試裝置
技術領域
[0001]本發明涉及實驗器材制造技術領域，尤其是高溫超導帶材橫向壓縮作用下的臨界電流測試裝置。
【背景技術】
[0002]伴隨著科學技術的飛速發展，超導材料作為一種新型材料，特別是高溫超導材料，因其具有較高的臨界轉變溫度(高于液氮溫度77K)，較大的臨界電流密度及較高的臨界磁場，被廣泛應用于電纜、電動機、限流器、儲能器，特別是強磁體(MRI)等多個領域。然而，由于實際工況中YBCO超導帶材、BSC⑶帶材通常是堆疊繞制成盤狀結構，同時，超導材料一般處在力-熱-電-磁多場耦合環境中，加之其多為層合復合材料構成，由于不同材料間的材料參數失配，當其從室溫降到工作溫區時，會產生較大的熱應力，同時工作時還受到較大的洛倫茲力及其它機械負載，最終，在以上所述耦合場作用下超導材料性能(多指臨界電流)會發生明顯的退化，從而給其相應超導器件帶來安全運行隱患。
[0003]目前，國內外多場耦合實驗已進行多年，然而研究方向主要集中在單軸拉伸、層間剝離損傷方面，尚未展開對高溫超導帶材橫向壓縮引起超導特性變化的實驗研究。
【發明內容】
[0004]本發明針對現有技術的不足，提出高溫超導帶材橫向壓縮作用下的臨界電流測試裝置，可以較為簡單、經濟的實現高溫超導帶材壓縮損傷性能測試，使得對高溫超導樣品橫向壓縮造成的臨界電流衰減研究成為可能，為高溫超導器件的研發及工程應用提供有效的實驗數據。
[0005]為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案:
高溫超導帶材橫向壓縮作用下的臨界電流測試裝置，包括拉伸試驗機、加載夾具裝置、納伏表、力顯示儀、力傳感器、標準電阻和低溫杜瓦，
所述加載夾具裝置安裝在所述低溫杜瓦內，所述低溫杜瓦安裝在所述拉伸試驗機的下部夾具上，力傳感器安裝在所述拉伸試驗機的加載桿上、并與力顯示儀連接，所述加載桿位于所述加載夾具裝置上方，
試樣安裝在所述加載夾具裝置內、與供電電源連接，所述試樣與標準電阻串聯、并與所述納伏表和標準電阻并聯。
[0006]進一步地，所述加載夾具裝置包括上壓頭、下壓頭和電流引線端子，
所述電流引線端子有兩個、分別安裝在所述下壓頭兩端，所述試樣位于兩個所述電流引線端子之間、并與二者連接，所述上壓頭位于所述試樣的上方。
[0007]進一步地，所述下壓頭是橫截面為凹字形的槽體，所述試樣平置在所述槽體底部，所述上壓頭橫截面為凸字形，所述上壓頭底端伸入所述下壓頭的槽體內與其配合、并與所述試樣接觸。
[0008]本發明高溫超導帶材橫向壓縮作用下的臨界電流測試裝置，可以較為簡單、經濟的實現高溫超導帶材壓縮損傷性能測試，使得對高溫超導樣品橫向壓縮造成的臨界電流衰
減研究成為可能，為高溫超導器件的研發及工程應用提供有效的實驗數據。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明所述高溫超導帶材橫向壓縮作用下的臨界電流測試裝置的示意圖；
圖2為本發明所述高溫超導帶材橫向壓縮作用下的臨界電流測試裝置的加載夾具裝置的不意圖；
圖3為本發明所述高溫超導帶材橫向壓縮作用下的臨界電流測試裝置的加載夾具裝置、納伏表、供電電源和標準電阻連接的示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本發明的保護范圍有任何的限制作用。
[0011]如圖1-3所示的高溫超導帶材橫向壓縮作用下的臨界電流測試裝置，包括拉伸試驗機5、加載夾具裝置7、納伏表10、力顯示儀11、力傳感器6、標準電阻12和低溫杜瓦8，
加載夾具裝置7安裝在低溫杜瓦8內，低溫杜瓦8安裝在拉伸試驗機5的下部夾具上，力傳感器6安裝在拉伸試驗機5的加載桿13上、并與力顯示儀11連接，加載桿13位于加載夾具裝置7上方，
試樣3安裝在加載夾具裝置7內、與供電電源9連接，試樣3與標準電阻12串聯、并與納伏表10和標準電阻12并聯。
[0012]加載夾具裝置7包括上壓頭1、下壓頭4和電流引線端子2，
電流引線端子2有兩個、分別安裝在下壓頭4兩端，試樣3位于兩個電流引線端子2之間、并與二者連接，上壓頭I位于試樣3的上方。
[0013]下壓頭4是橫截面為凹字形的槽體，試樣3平置在槽體底部，
上壓頭I橫截面為凸字形，上壓頭I底端伸入下壓頭4的槽體內與其配合、并與試樣3接觸。
[0014]高溫超導帶材橫向壓縮作用下的臨界電流測試方法如下:
A、將安裝有試樣3的加載夾具裝置7與低溫杜瓦8中，納伏表10、力顯示儀11、傳感器和供電電源9與控制系統連接，然后在低溫杜瓦8中加入液氮對試樣3進行冷卻；
B、當液氮14液面穩定后，測試出試樣3未加載壓縮力時的臨界電流，作為標準以對試樣3壓縮損傷后測得的臨界電流進行量化；
臨界電流的測試采用標準的四點法測試，納伏表10同時采集測試樣3的電壓值V:和通電電流值(I=V 2/R，其中V 2為標準電阻12R兩端的電壓值)，最終，通過V 2與EXL 2(電場判據Ε=1μν/αιι)對比得到測試超導試樣3的臨界電流；
C、在控制系統中設置好樣品需要測試的各組壓縮力，從最小壓縮力開始依次進行測試，測試過程中控制拉伸試驗機5對試樣3進行壓縮加載，
每次測試時，當加載壓縮力穩定后，通電測試出該壓縮力情況下的超導試樣3臨界電流。
[0015]本發明高溫超導帶材橫向壓縮作用下的臨界電流測試裝置，可以較為簡單、經濟的實現高溫超導帶材壓縮損傷性能測試，使得對高溫超導樣品橫向壓縮造成的臨界電流衰
減研究成為可能，為高溫超導器件的研發及工程應用提供有效的實驗數據。
【主權項】
1.高溫超導帶材橫向壓縮作用下的臨界電流測試裝置，其特征在于，包括拉伸試驗機、加載夾具裝置、納伏表、力顯示儀、力傳感器、標準電阻和低溫杜瓦， 所述加載夾具裝置安裝在所述低溫杜瓦內，所述低溫杜瓦安裝在所述拉伸試驗機的下部夾具上，力傳感器安裝在所述拉伸試驗機的加載桿上、并與力顯示儀連接，所述加載桿位于所述加載夾具裝置上方， 試樣安裝在所述加載夾具裝置內、與供電電源連接，所述試樣與標準電阻串聯、并與所述納伏表和標準電阻并聯。2.如權利要求1所述高溫超導帶材橫向壓縮作用下的臨界電流測試裝置，其特征在于，所述加載夾具裝置包括上壓頭、下壓頭和電流引線端子， 所述電流引線端子有兩個、分別安裝在所述下壓頭兩端，所述試樣位于兩個所述電流引線端子之間、并與二者連接，所述上壓頭位于所述試樣的上方。3.如權利要求2所述高溫超導帶材橫向壓縮作用下的臨界電流測試裝置，其特征在于，所述下壓頭是橫截面為凹字形的槽體，所述試樣平置在所述槽體底部， 所述上壓頭橫截面為凸字形，所述上壓頭底端伸入所述下壓頭的槽體內與其配合、并與所述試樣接觸。
【文檔編號】G01N3/08GK105865919SQ201610300406
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月9日
【發明人】張興義, 劉偉, 周軍, 周又和
【申請人】蘭州大學