一种适用于REBCO双饼线圈超导性能的测试装置

本发明涉及高温超导线圈，具体涉及一种适用于rebco双饼线圈超导性能的测试装置。

背景技术：

1、自1911年发现超导现象以来，超导材料已发现上千种，其中仅有几种具有实用价值。这是因为实用超导材料必须满足高载流能力、高不可逆场、高化学稳定性和易于工业化生产等特性。目前，能够满足上述要求的实用超导材料包括：①铌合金线材，即nbti，nb3sn等，其超导转变温度较低，被称为低温超导材料：②铜氧化合物，其转变温度高于液氮沸点，其中包括以bscco和rebco为代表的高温超导材料。

2、与其他实用化超导材料相比，第二代高温超导带材(rebco带材)具有高超导临界转变温度、高临界电流密度、高上临界磁场以及原材料成本低等优点，在电力、交通、能源、医疗等领域具有广泛的应用潜力。rebco带材凭借极高的载流能力和在场性能，成为未来高场磁体(>24t)的主要选择方案之一。根据磁体的绕制方法，可以分为层绕式(lw)和双饼式(dp)。其中层绕式是带材从里到外一层一层的缠绕，一般需要足够长的带材以完成至少一层的缠绕。而双饼式为两个饼线圈上下依次排列，每个饼从带材中间开始，分别向上和向下由内到外地径向螺旋缠绕，在两个饼的内侧形成一个侧向弯曲的连续过渡区而没有接头。磁体的组装就是由一个一个的双饼线圈依次叠加，并对相邻的两个双饼在最外层进行拼接。通常双饼式需要的带材长度比层绕式少得多，而目前对于长带材的生产仍然是一个挑战，所以双饼绕制技术更适用于未来高场超导磁体的制造。

3、双饼线圈在组装成高场磁体之前，需要在液氮下环境下进行超导性能的测试，防止线圈受到损坏并造成超导性能的下降。为保证rebco双饼线圈在液氮环境下安全方便的进行测试，需设计一种适用于rebco双饼线圈超导性能测试装置，满足液氮环境下rebco双饼线圈的测试需求，以及快速准确的测量rebco双饼线圈超导性能是否退化。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种适用于rebco双饼线圈超导性能的测试装置，用以测试rebco双饼线圈超导性能。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的的技术方案为：

3、一种适用于rebco双饼线圈超导性能的测试装置，包括g10板、压板、螺杆、上铜端子、下铜端子、rebco双饼线圈；所述上铜端子包括铜编织带、垫片、铜块和bi2223带材；所述rebco双饼线圈包括线圈上饼端部带材，线圈骨架和线圈下饼端部带材；所述的g10板用于安装和固定上铜端子、下铜端子和rebco双饼线圈，保证通电测试过程中rebco双饼线圈不发生运动；g10板上按照设计尺寸加工阵列的螺纹孔，便于上铜端子、下铜端子安装在不同位置上；所述的压板通过螺杆将rebco双饼线圈固定在g10板上面；所述的上铜端子、下铜端子用于连接铜编织带和作为高温超导电流引线的bi2223带材，使测试的rebco双饼线圈形成电流回路，从而测试线圈的超导性能；所述的铜编织带一端连接超导磁体电源的输出端，另一端连接在铜块上；所述的垫片通过螺杆将铜编织带机械连接在铜块上，增强连接的稳定性。

4、进一步地，所述的压板为亚克力板材料，绝缘且完全透明，在固定rebco双饼线圈时，可以观察到压板是否损伤到rebco双饼线圈上表面，并且能够实现与rebco双饼线圈之间的绝缘。

5、进一步地，所述的上铜端子、下铜端子为tu1无氧铜材料；上、下铜端子在g10板上的安装位置可调，以适应不同尺寸rebco双饼线圈的测量。

6、进一步地，所述的铜块的侧边设有8mm宽1mm深度的凹槽，用于焊接作为高温超导电流引线的bi2223带材，焊接时采用加热器将铜块加热到预定温度，然后将表面涂有焊锡的bi2223带材平整放置在铜块的凹槽中。

7、进一步地，所述的bi2223带材连接铜块和rebco双饼线圈；采用焊锡快速实现bi2223带材和rebco带材之间的焊接，便于测试过程的进行。

8、进一步地，所述的rebco双饼线圈为测试样品，其在g10板的中心线上的位置可调，用于测试不同尺寸的rebco双饼线圈。

9、有益效果：

10、本发明的一种适用于rebco双饼线圈超导性能测试装置可以在液氮环境下安全快速的对rebco双饼线圈超导性能进行测试，设计的bi2223高温超导电流引线，通过焊锡工艺可以安全的与rebco实现焊接，并且通过调整上铜端子、下铜端子以及rebco双饼线圈的螺杆可以非常容易的实现其在g10板上位置的移动，从而可以实现不同尺寸线圈的测试需求。

技术特征：

1.一种适用于rebco双饼线圈超导性能的测试装置，其特征在于：包括g10板、压板、螺杆、上铜端子、下铜端子、rebco双饼线圈；所述上铜端子包括铜编织带、垫片、铜块和bi2223带材；所述rebco双饼线圈包括线圈上饼端部带材，线圈骨架和线圈下饼端部带材；所述的g10板用于安装和固定上铜端子、下铜端子和rebco双饼线圈，保证通电测试过程中rebco双饼线圈不发生运动；g10板上按照设计尺寸加工阵列的螺纹孔，便于上铜端子、下铜端子安装在不同位置上；所述的压板通过螺杆将rebco双饼线圈固定在g10板上面；所述的上铜端子、下铜端子用于连接铜编织带和作为高温超导电流引线的bi2223带材，使测试的rebco双饼线圈形成电流回路，从而测试线圈的超导性能；所述的铜编织带一端连接超导磁体电源的输出端，另一端连接在铜块上；所述的垫片通过螺杆将铜编织带机械连接在铜块上，增强连接的稳定性。

2.根据权利要求1所述的一种适用于rebco双饼线圈超导性能的测试装置，其特征在于：所述的压板为亚克力板材料，绝缘且完全透明，在固定rebco双饼线圈时，可以观察到压板是否损伤到rebco双饼线圈上表面，并且能够实现与rebco双饼线圈之间的绝缘。

3.根据权利要求1所述的一种适用于rebco双饼线圈超导性能的测试装置，其特征在于：所述的上铜端子、下铜端子为tu1无氧铜材料；上、下铜端子在g10板上的安装位置可调，以适应不同尺寸rebco双饼线圈的测量。

4.根据权利要求1所述的一种适用于rebco双饼线圈超导性能的测试装置，其特征在于：所述的铜块的侧边设有8mm宽1mm深度的凹槽，用于焊接作为高温超导电流引线的bi2223带材，焊接时采用加热器将铜块加热到预定温度，然后将表面涂有焊锡的bi2223带材平整放置在铜块的凹槽中。

5.根据权利要求1所述的一种适用于rebco双饼线圈超导性能的测试装置，其特征在于：所述的bi2223带材连接铜块和rebco双饼线圈；采用焊锡快速实现bi2223带材和rebco带材之间的焊接，便于测试过程的进行。

6.根据权利要求1所述的一种适用于rebco双饼线圈超导性能的测试装置，其特征在于：所述的rebco双饼线圈为测试样品，其在g10板的中心线上的位置可调，用于测试不同尺寸的rebco双饼线圈。

技术总结
本发明提供一种适用于REBCO双饼线圈超导性能的测试装置，包括G10板、压板、螺杆、上铜端子、下铜端子、REBCO双饼线圈；所述上铜端子包括铜编织带、垫片、铜块和Bi2223带材；所述REBCO双饼线圈包括线圈上饼端部带材，线圈骨架和线圈下饼端部带材；所述的G10板用于安装和固定上铜端子、下铜端子和REBCO双饼线圈，保证通电测试过程中REBCO双饼线圈不发生运动；所述的上铜端子、下铜端子用于连接铜编织带和作为高温超导电流引线的Bi2223带材，使测试的REBCO双饼线圈形成电流回路，从而测试线圈的超导性能。本发明用以测试REBCO双饼线圈超导性能。

技术研发人员：张新涛,胡帅,任伟聪,刘方,朱超
受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14