[發明專利]一種超導薄膜壓縮時臨界電流密度和臨界溫度的測量裝置

在審

• 申請號: 201811512830.7
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109406861A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 張興義;蘇西洋;王軍;劉聰;周軍;周又和
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: G01R19/08
• 分類號: G01R19/08;G01K13/00
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 席勇

本發明公開了一種超導薄膜壓縮時臨界電流密度和臨界溫度的測量裝置，包括真空箱、試驗機壓頭、設置于真空箱中的玻璃纖維板和超導薄膜樣品施壓夾具，真空箱頂部插入試驗機壓頭，試驗機壓頭的下方設置上下玻璃纖維板，兩玻璃纖維板之間夾持超導薄膜樣品施壓夾具，超導薄膜樣品施壓夾具包括上夾具、鈹銅梁和下夾具，上夾具和下夾具之間放置鈹銅梁，鈹銅梁的頂面中間開有放置超導薄膜樣品的凹槽，樣品上表面固定溫度計和應變片；鈹銅梁上設有加熱電阻，真空箱上設有制冷機二級冷頭、真空插座和真空閥。本發明通過對鈹銅梁加載壓力時，鈹銅梁發生純彎曲而壓縮超導薄膜，從而在不破壞超導薄膜結構的情況下實現其性能的測試。

技術領域

本發明屬于超導材料性能測試技術領域，尤其涉及一種超導薄膜壓縮時臨界電流密度和臨界溫度的測量裝置。

背景技術

隨著科技的進步，人們發現超導薄膜具有較高的臨界電流密度及超導臨界溫度，并且在濾波器等電子器件中具有很好的應用。超導薄膜在低溫下不可避免的會受到面內力的作用，影響其臨界電流密度J_c及臨界溫度T_c，因此超導薄膜在加載時，難以測出其臨界電流密度及臨界溫度。目前，常用的加載方式分為兩種：夾持式加載和非夾持式加載。夾持式加載只能夠夾住薄膜的兩端，由于基底及薄膜為脆性材料，無法承受夾頭的夾持力。非夾持式加載時，無法保證壓頭施加的力與薄膜表面平行，且薄膜易受偏心力而斷裂。基于基底及超導薄膜本身厚度小于1mm，目前常規的加載方式不能夠在不破壞薄膜本身的前提下對其進行壓縮加載，更無法在加載時測量超導薄膜的臨界電流密度及臨界溫度。

發明內容

針對上述現有技術存在的不足，本發明提供了一種超導薄膜壓縮時臨界電流密度和臨界溫度的測量裝置，利用鈹銅梁優異的彈性性能，通過對鈹銅梁加載壓力時，鈹銅梁發生純彎曲壓縮超導薄膜，在不破壞超導薄膜結構的情況下測出超導薄膜的臨界電流密度和臨界溫度。

本發明是這樣實現的，一種超導薄膜壓縮時臨界電流密度和臨界溫度的測量裝置，包括真空箱、試驗機壓頭、玻璃纖維板和超導薄膜樣品施壓夾具，所述真空箱的頂部插入試驗機壓頭，試驗機壓頭與真空箱接觸的部位上套設波紋管，所述玻璃纖維板包括上玻璃纖維板和下玻璃纖維板，所述上玻璃纖維板設置于試驗機壓頭的下方，所述下玻璃纖維板固定于真空箱底部，所述玻璃纖維板和超導薄膜樣品施壓夾具設置于真空箱中，所述上玻璃纖維板和下玻璃纖維板之間放置超導薄膜樣品施壓夾具，所述超導薄膜樣品施壓夾具包括上夾具、鈹銅梁和下夾具，所述上夾具和下夾具分別夾持鈹銅梁的頂面和底面，所述鈹銅梁的頂面中間開有放置超導薄膜樣品的凹槽，所述超導薄膜樣品的上表面固定溫度計和應變片；所述鈹銅梁通過銅編帶與設置于真空箱上的制冷機二級冷頭連接，鈹銅梁上設有加熱電阻，所述真空箱上設有真空插座和真空閥；所述超導薄膜樣品、溫度計、應變片和加熱電阻通過導線連接至真空插座上，所述真空插座與外部采集測試儀器相連。

優選地，所述上夾具的底面設置兩個上夾頭，所述下夾具的頂面設置兩個下夾頭，所述兩個下夾頭之間的距離大于所述兩個上夾頭之間的距離，所述兩個上夾頭之間的距離大于所述凹槽的寬度。

優選地，所述上夾頭的橫截面呈倒三角形，所述下夾頭的橫截面呈正三角形。

優選地，所述超導薄膜樣品通過膠水固定于凹槽中，所述焊點與導線連接后再連接至真空插座上。

相比于現有技術的缺點和不足，本發明具有以下有益效果：本發明利用鈹銅梁優異的彈性性能，在鈹銅梁上設置承載超導薄膜樣品的凹槽，通過對鈹銅梁加載壓力，鈹銅梁發生純彎曲，使得鈹銅梁上凹槽處的超導薄膜樣品受到壓縮，從而測量出超導薄膜壓縮時的臨界電流和臨界溫度，對于不同尺寸的超導薄膜樣品，可通過改變凹槽的寬度及鈹銅梁的厚度實現不同尺寸超導薄膜樣品的測量。本發明結構簡單，經濟實用，測量過程中不破壞超導薄膜的結構，克服了現有的夾持式加載和非夾持式加載測量超導薄膜的不足。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的超導薄膜壓縮時臨界電流密度和臨界溫度的測量裝置的結構示意圖。