高温超导带材横向压缩作用下的临界电流测试装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了高温超导带材横向压缩作用下的临界电流测试装置，包括拉伸试验机、加载夹具装置、纳伏表、力显示仪、力传感器、标准电阻和低温杜瓦，加载夹具装置安装在低温杜瓦内，低温杜瓦安装在拉伸试验机的下部夹具上，力传感器安装在拉伸试验机的加载杆上、并与力显示仪连接，加载杆位于加载夹具装置上方，试样安装在加载夹具装置内、与供电电源连接，试样与标准电阻串联、并与纳伏表和标准电阻并联。本发明可以较为简单、经济的实现高温超导带材压缩损伤性能测试，使得对高温超导样品横向压缩造成的临界电流衰减研究成为可能，为高温超导器件的研发及工程应用提供有效的实验数据。
【专利说明】
高温超导带材横向压缩作用下的临界电流测试装置
技术领域
[0001]本发明涉及实验器材制造技术领域，尤其是高温超导带材横向压缩作用下的临界电流测试装置。
【背景技术】
[0002]伴随着科学技术的飞速发展，超导材料作为一种新型材料，特别是高温超导材料，因其具有较高的临界转变温度(高于液氮温度77K)，较大的临界电流密度及较高的临界磁场，被广泛应用于电缆、电动机、限流器、储能器，特别是强磁体(MRI)等多个领域。然而，由于实际工况中YBCO超导带材、BSC⑶带材通常是堆叠绕制成盘状结构，同时，超导材料一般处在力-热-电-磁多场耦合环境中，加之其多为层合复合材料构成，由于不同材料间的材料参数失配，当其从室温降到工作温区时，会产生较大的热应力，同时工作时还受到较大的洛伦兹力及其它机械负载，最终，在以上所述耦合场作用下超导材料性能(多指临界电流)会发生明显的退化，从而给其相应超导器件带来安全运行隐患。
[0003]目前，国内外多场耦合实验已进行多年，然而研究方向主要集中在单轴拉伸、层间剥离损伤方面，尚未展开对高温超导带材横向压缩引起超导特性变化的实验研究。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术的不足，提出高温超导带材横向压缩作用下的临界电流测试装置，可以较为简单、经济的实现高温超导带材压缩损伤性能测试，使得对高温超导样品横向压缩造成的临界电流衰减研究成为可能，为高温超导器件的研发及工程应用提供有效的实验数据。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案:
高温超导带材横向压缩作用下的临界电流测试装置，包括拉伸试验机、加载夹具装置、纳伏表、力显示仪、力传感器、标准电阻和低温杜瓦，
所述加载夹具装置安装在所述低温杜瓦内，所述低温杜瓦安装在所述拉伸试验机的下部夹具上，力传感器安装在所述拉伸试验机的加载杆上、并与力显示仪连接，所述加载杆位于所述加载夹具装置上方，
试样安装在所述加载夹具装置内、与供电电源连接，所述试样与标准电阻串联、并与所述纳伏表和标准电阻并联。
[0006]进一步地，所述加载夹具装置包括上压头、下压头和电流引线端子，
所述电流引线端子有两个、分别安装在所述下压头两端，所述试样位于两个所述电流引线端子之间、并与二者连接，所述上压头位于所述试样的上方。
[0007]进一步地，所述下压头是横截面为凹字形的槽体，所述试样平置在所述槽体底部，所述上压头横截面为凸字形，所述上压头底端伸入所述下压头的槽体内与其配合、并与所述试样接触。
[0008]本发明高温超导带材横向压缩作用下的临界电流测试装置，可以较为简单、经济的实现高温超导带材压缩损伤性能测试，使得对高温超导样品横向压缩造成的临界电流衰
减研究成为可能，为高温超导器件的研发及工程应用提供有效的实验数据。
【附图说明】
[0009]图1为本发明所述高温超导带材横向压缩作用下的临界电流测试装置的示意图；
图2为本发明所述高温超导带材横向压缩作用下的临界电流测试装置的加载夹具装置的不意图；
图3为本发明所述高温超导带材横向压缩作用下的临界电流测试装置的加载夹具装置、纳伏表、供电电源和标准电阻连接的示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
[0011]如图1-3所示的高温超导带材横向压缩作用下的临界电流测试装置，包括拉伸试验机5、加载夹具装置7、纳伏表10、力显示仪11、力传感器6、标准电阻12和低温杜瓦8，
加载夹具装置7安装在低温杜瓦8内，低温杜瓦8安装在拉伸试验机5的下部夹具上，力传感器6安装在拉伸试验机5的加载杆13上、并与力显示仪11连接，加载杆13位于加载夹具装置7上方，
试样3安装在加载夹具装置7内、与供电电源9连接，试样3与标准电阻12串联、并与纳伏表10和标准电阻12并联。
[0012]加载夹具装置7包括上压头1、下压头4和电流引线端子2，
电流引线端子2有两个、分别安装在下压头4两端，试样3位于两个电流引线端子2之间、并与二者连接，上压头I位于试样3的上方。
[0013]下压头4是横截面为凹字形的槽体，试样3平置在槽体底部，
上压头I横截面为凸字形，上压头I底端伸入下压头4的槽体内与其配合、并与试样3接触。
[0014]高温超导带材横向压缩作用下的临界电流测试方法如下:
A、将安装有试样3的加载夹具装置7与低温杜瓦8中，纳伏表10、力显示仪11、传感器和供电电源9与控制系统连接，然后在低温杜瓦8中加入液氮对试样3进行冷却；
B、当液氮14液面稳定后，测试出试样3未加载压缩力时的临界电流，作为标准以对试样3压缩损伤后测得的临界电流进行量化；
临界电流的测试采用标准的四点法测试，纳伏表10同时采集测试样3的电压值V:和通电电流值(I=V 2/R，其中V 2为标准电阻12R两端的电压值)，最终，通过V 2与EXL 2(电场判据Ε=1μν/αιι)对比得到测试超导试样3的临界电流；
C、在控制系统中设置好样品需要测试的各组压缩力，从最小压缩力开始依次进行测试，测试过程中控制拉伸试验机5对试样3进行压缩加载，
每次测试时，当加载压缩力稳定后，通电测试出该压缩力情况下的超导试样3临界电流。
[0015]本发明高温超导带材横向压缩作用下的临界电流测试装置，可以较为简单、经济的实现高温超导带材压缩损伤性能测试，使得对高温超导样品横向压缩造成的临界电流衰
减研究成为可能，为高温超导器件的研发及工程应用提供有效的实验数据。
【主权项】
1.高温超导带材横向压缩作用下的临界电流测试装置，其特征在于，包括拉伸试验机、加载夹具装置、纳伏表、力显示仪、力传感器、标准电阻和低温杜瓦， 所述加载夹具装置安装在所述低温杜瓦内，所述低温杜瓦安装在所述拉伸试验机的下部夹具上，力传感器安装在所述拉伸试验机的加载杆上、并与力显示仪连接，所述加载杆位于所述加载夹具装置上方， 试样安装在所述加载夹具装置内、与供电电源连接，所述试样与标准电阻串联、并与所述纳伏表和标准电阻并联。2.如权利要求1所述高温超导带材横向压缩作用下的临界电流测试装置，其特征在于，所述加载夹具装置包括上压头、下压头和电流引线端子， 所述电流引线端子有两个、分别安装在所述下压头两端，所述试样位于两个所述电流引线端子之间、并与二者连接，所述上压头位于所述试样的上方。3.如权利要求2所述高温超导带材横向压缩作用下的临界电流测试装置，其特征在于，所述下压头是横截面为凹字形的槽体，所述试样平置在所述槽体底部， 所述上压头横截面为凸字形，所述上压头底端伸入所述下压头的槽体内与其配合、并与所述试样接触。
【文档编号】G01N3/08GK105865919SQ201610300406
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】张兴义, 刘伟, 周军, 周又和
【申请人】兰州大学