[發明專利]一種高溫超導帶材磁場角度依賴性與扭轉測試裝置及方法

在審

• 申請號: 202110609591.2
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113359072A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 賴小強;李鵬遠;孫林煜;陳輝;左佳欣;張騰;魏海鴻;孫振超;羅蓉蓉
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 董和煦

本發明屬于高溫超導技術領域，具體涉及一種高溫超導帶材磁場角度依賴性與扭轉測試裝置及方法。本發明中，上支撐板和下支撐板連接，下旋轉臺固定在下支撐板中心，上旋轉臺安裝在上支撐板中心，上支撐板上開有一段圓弧開口，上旋轉臺與下旋轉臺之間通過連接桿連接；下壓片和上壓片分別安裝在下旋轉臺頂部和上旋轉臺底部；固定桿安裝在上旋轉臺上，且位于上支撐板的上方，下電流引線呈L型，一端固定在下旋轉臺上，另一端穿過上支撐板的開口固定在固定桿上或固定塊上；上支撐板的下表面安裝有三角拉桿，背景場磁體通過三角拉桿與上支撐板進行固定連接。本發明用以測試超導帶材在外磁場下的角度依賴性以及帶材扭轉對臨界電流的影響。

技術領域

本發明屬于高溫超導技術領域，具體涉及一種高溫超導帶材磁場角度依賴性與扭轉測試裝置及方法。

背景技術

當溫度降低到一定程度時材料的電阻突然變為零或消失，這種現象稱之為超導現象，此時的溫度稱之為臨界轉變溫度(T_c)。當前通常以T_c＝30K作為低溫超導與高溫超導的分界線，T_c＜30K為低溫超導，T_c≥30K為高溫超導。

隨著高溫超導材料的快速發展，第二代REBCO高溫超導帶材高的運行溫度、載流能力和臨界磁場等性能優勢，使其在能源、電力、醫學以及軍工等領域具有巨大的應用前景，并已在這些領域得到了廣泛的應用。

與常規導線相比，高溫超導帶材的臨界電流是其質量評判的重要指標之一。高溫超導帶材由超導層、基底層、緩沖層和銅層等不同材料相互堆疊而成，各方向的相干長度和穿透深度具有不同值，故高溫超導具有明顯的各向異性。在宏觀電磁性能上體現為帶材在不同幅值、角度的磁場下具有不同的臨界電流特性。

與此同時，高溫超導帶材在制備電纜、導體或磁體時，帶材將不可避免的進行相應的扭轉，將對超導帶材載流能力(臨界電流)產生一定的影響，使其臨界電流下降，從而影響相關超導裝置的正常運行。

高溫超導帶材在外磁場下的角度依賴性及扭轉對臨界電流的影響是超導磁體、電纜或導體設計與應用中必不可少的參數?，F有的技術，只能測試高溫超導帶材在不同大小背景場下的角度依賴性，而不能同時測試帶材扭轉下的臨界性能，更不能測試不同扭矩的高溫超導帶材在不同背景場下的角度依賴性；或只能測試帶材扭轉下的臨界電流，而不能測試背景場變化對臨界電流的影響。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種液氮環境下REBCO高溫超導帶材磁場角度依賴性及扭轉測試裝置，用以測試超導帶材在外磁場下的角度依賴性以及帶材扭轉對臨界電流的影響，從而為高溫超導磁體、電纜或導體的設計和制造提供更可靠的實驗依據。

本發明采用的技術方案：

一種高溫超導帶材磁場角度依賴性與扭轉測試裝置，包括上支撐板、下支撐板、上旋轉臺、下旋轉臺、下電流引線、下壓片、上壓片、固定桿、背景磁體；上支撐板和下支撐板通過支撐桿與螺帽進行連接與固定，下旋轉臺通過螺釘固定在下支撐板中心，上旋轉臺安裝在上支撐板中心，上支撐板上開有一段圓弧開口，上旋轉臺與下旋轉臺之間通過連接桿連接，保證帶材角度依賴性測量時的剛性旋轉；下壓片和上壓片分別安裝在下旋轉臺頂部和上旋轉臺底部，用于固定帶材樣品；固定桿安裝在上旋轉臺上，且位于上支撐板的上方，下電流引線呈L型，一端固定在下旋轉臺上，角度依賴性測量時另一端穿過上支撐板的開口固定在固定桿上，上支撐板上安裝有固定塊，扭轉測試時，下電流引線的另一端固定在固定塊上；上支撐板的下表面安裝有三角拉桿，背景場磁體通過三角拉桿與上支撐板進行固定連接。

角度依賴性測量時，下電流引線隨著旋轉角度的變化在圓弧開口軌道內運動。

所述上旋轉臺上部安裝有旋轉桿，上電流引線安裝在上旋轉臺的頂部的中心開孔中并與其開孔緊密配合。

所述上支撐板的中心位置并與中心開孔重合位置上安裝有刻度盤，刻度盤用于測試時角度變化標識。