一种超导材料超导转变温度测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种超导材料超导转变温度测量方法，包括以下具体步骤：1）搭载用于进行测量超导材料超导转变温度的测量系统，并对系统进行初始化设定；2）将被测超导材料放置在样品座上并通过低温真空导热油脂固定；3）检查真空室的气密性，通过气瓶向真空室内充入气体，用浓度为2~4%中型洗涤液涂抹于真空室外壁，查看中型洗涤液是否有冒泡现象；4）真空室内抽真空：开启真空阀，通过真空泵对真空室内抽真空；5）开启压缩制冷机对真空室内制冷；6）进行超导材料超导转变温度测量；对超导材料超导转变温度进行测量，以便对超导材料性能优劣进行判断，该方法具有测量精度高，可靠性高且自动化程度高等特性。
【专利说明】
一种超导材料超导转变温度测量方法
技术领域
[0001]本发明涉及生物制药技术领域，具体的说，是一种超导材料超导转变温度测量方法。
【背景技术】
[0002]超导材料，是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。
[0003]超导材料具有如下特性:
零电阻超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感应电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。
[0004]抗磁性
超导材料处于超导态时，只要外加磁场不超过一定值，磁力线不能透入，超导材料内的磁场恒为零。
[0005]临界温度
外磁场为零时超导材料由正常态转变为超导态(或相反)的温度，以Tc表示。Tc值因材料不同而异。已测得超导材料的最低Tc是钨，为0.012K。到1987年，临界温度最高值已提高到10K左右。
[0006]临界磁场
使超导材料的超导态破坏而转变到正常态所需的磁场强度，以He表示。He与温度T的关系为Hc=H0[l-(T/Tc)2]，式中HO为OK时的临界磁场。
[0007]临界电流和临界电流密度
超导体的临界温度Tc与其同位素质量M有关。M越大，Tc越低，这称为同位素效应。例如，原子量为199.55的萊同位素，它的Tc是4.18开，而原子量为203.4的萊同位素，Tc为4.146开。
[0008]通过超导材料的电流达到一定数值时也会使超导态破坏而转变为正常态，以Ic表示。Ic 一般随温度和外磁场的增加而减少。单位截面积所承载的Ic称为临界电流密度，以Jc表不。
[0009]超导材料的这些参量限定了应用材料的条件，因而寻找高参量的新型超导材料成了人们研究的重要课题。以Tc为例，从1911年荷兰物理学家H.开默林一昂内斯发现超导电性(Hg，Tc=4.2K)起，直到1986年以前，人们发现的最高的Tc才达到23.2K(Nb3Ge，1973)。1986年瑞士物理学家K.A.米勒和联邦德国物理学家J.G.贝德诺尔茨发现了氧化物陶瓷材料的超导电性，从而将Tc提尚到35K。之后仅一年时间，新材料的Tc已提尚到100K左右。这种突破为超导材料的应用开辟了广阔的前景，米勒和贝德诺尔茨也因此荣获1987年诺贝尔物理学奖金。
[0010]超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起，就向人类展示了诱人的应用前景。但要实际应用超导材料又受到一系列因素的制约，这首先是它的临界参量，其次还有材料制作的工艺等问题(例如脆性的超导陶瓷如何制成柔细的线材就有一系列工艺问题)。到80年代，超导材料的应用主要有:①利用材料的超导电性可制作磁体，应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等;可制作电力电缆，用于大容量输电(功率可达10000MVA);可制作通信电缆和天线，其性能优于常规材料。②利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。③利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件，其运算速度比高性能集成电路的快1?20倍，功耗只有四分之一。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于设计出一种超导材料超导转变温度测量方法，对超导材料超导转变温度进行测量，以便对超导材料性能优劣进行判断，该方法具有测量精度高，可靠性高且自动化程度高等特性。
[0012]本发明通过下述技术方案实现:一种超导材料超导转变温度测量方法，包括以下具体步骤:
1)搭载用于进行测量超导材料超导转变温度的测量系统，并对系统进行初始化设定；
2)将被测超导材料放置在样品座上并通过低温真空导热油脂固定；
3)检查真空室的气密性，所述检查真空室的气密性的方法为:通过气瓶向真空室内充入气体，用浓度为2~4%中型洗涤液涂抹于真空室外壁，查看中型洗涤液是否有冒泡现象，若发现冒泡现象，则说明真空室漏气，则对真空室进行检查修复;若没有发现冒泡现象，则将中型洗涤液擦去，进行下一步；
4)真空室内抽真空:开启真空阀，通过真空栗对真空室内抽真空；
5)开启压缩制冷机对真空室内制冷；
6)进行超导材料超导转变温度测量:开启恒流源、电压测量仪、温度测量仪以及采集处理系统，通过恒流源为被测高温超导材料施加电流，通过电压测量仪将被测高温超导材料两端的电压数据发送给采集处理系统，采集处理系统将温度测量仪、电压测量仪发送来的被测超导材料的温度数据与电压数据进行保存，并生成被测超导材料电阻随温度的变化曲线。
[0013]进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式:所述步骤4)中，真空室内真空度小于IPa。
[0014]进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式:所述步骤6)中，所述采集处理系统控制恒流源改变向被测超导材料所施加电流的方向，从而消除被测超导材料两端的热电势。
[0015]进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式:所述步骤6)中，所述恒流源对被测超导材料施加0.3-0.8mA的恒定电流，恒流源精度为土 InA。
[0016]本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
本发明对超导材料超导转变温度进行测量，以便对超导材料性能优劣进行判断，该方法具有测量精度高，可靠性高且自动化程度高等特性。
[0017]本发明将被测超导材料通过低温真空导热油脂固定在样品座上，由此使压缩制冷机中的冷头温度与被测高温超导材料冷却温度一致，保证温度传感器测量高温超导材料的温度的真实性。
[0018]本发明中通过采集处理系统控制恒流源向超导材料施加的电流换向，由此消除对被测量超导样品两端产生热电势，减小了测量产生的误差;并且被测超导材料采用四线法测量，由此在进行小电阻测量时消除引线电阻，进一步减小了测量产生的误差，保证了测试的精度和可靠性；
本发明采用采集处理系统对所采集的数据进行保存并生成出被测高温超导材料的电阻随温度变化曲线，由此可直观的看到被测高温超导材料的电阻变化，实现高效、准确、可靠的测试手段。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0020]实施例1:
一种超导材料超导转变温度测量方法，包括以下具体步骤:
1)搭载用于进行测量超导材料超导转变温度的测量系统，并对系统进行初始化设定；
2)将被测超导材料放置在样品座上并通过低温真空导热油脂固定；
3)检查真空室的气密性，所述检查真空室的气密性的方法为:通过气瓶向真空室内充入气体，用浓度为2~4%中型洗涤液涂抹于真空室外壁，查看中型洗涤液是否有冒泡现象，若发现冒泡现象，则说明真空室漏气，则对真空室进行检查修复;若没有发现冒泡现象，则将中型洗涤液擦去，进行下一步；
4)真空室内抽真空:开启真空阀，通过真空栗对真空室内抽真空；
5)开启压缩制冷机对真空室内制冷；
6)进行超导材料超导转变温度测量:开启恒流源、电压测量仪、温度测量仪以及采集处理系统，通过恒流源为被测高温超导材料施加电流，通过电压测量仪将被测高温超导材料两端的电压数据发送给采集处理系统，采集处理系统将温度测量仪、电压测量仪发送来的被测超导材料的温度数据与电压数据进行保存，并生成被测超导材料电阻随温度的变化曲线。
[0021]实施例2:
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式:所述步骤4)中，真空室内真空度小于IPa。
[0022]实施例3:
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式:所述步骤6)中，所述采集处理系统控制恒流源改变向被测超导材料所施加电流的方向，从而消除被测超导材料两端的热电势。
[0023]实施例4:
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式:所述步骤6)中，所述恒流源对被测超导材料施加0.3?0.8mA的恒定电流，恒流源精度为± InA。
[0024]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种超导材料超导转变温度测量方法，其特征在于:包括以下具体步骤: 1)搭载用于进行测量超导材料超导转变温度的测量系统，并对系统进行初始化设定； 2)将被测超导材料放置在样品座上并通过低温真空导热油脂固定； 3)检查真空室的气密性，所述检查真空室的气密性的方法为:通过气瓶向真空室内充入气体，用浓度为2~4%中型洗涤液涂抹于真空室外壁，查看中型洗涤液是否有冒泡现象，若发现冒泡现象，则说明真空室漏气，则对真空室进行检查修复;若没有发现冒泡现象，则将中型洗涤液擦去，进行下一步； 4)真空室内抽真空:开启真空阀，通过真空栗对真空室内抽真空； 5)开启压缩制冷机对真空室内制冷； 6)进行超导材料超导转变温度测量:开启恒流源、电压测量仪、温度测量仪以及采集处理系统，通过恒流源为被测高温超导材料施加电流，通过电压测量仪将被测高温超导材料两端的电压数据发送给采集处理系统，采集处理系统将温度测量仪、电压测量仪发送来的被测超导材料的温度数据与电压数据进行保存，并生成被测超导材料电阻随温度的变化曲线。2.根据权利要求1所述的一种超导材料超导转变温度测量方法，其特征在于:所述步骤4)中，真空室内真空度小于IPa。3.根据权利要求2所述的一种超导材料超导转变温度测量方法，其特征在于:所述步骤6)中，所述采集处理系统控制恒流源改变向被测超导材料所施加电流的方向，从而消除被测超导材料两端的热电势。4.根据权利要求3所述的一种超导材料超导转变温度测量方法，其特征在于:所述步骤6)中，所述恒流源对被测超导材料施加0.3?0.8mA的恒定电流，恒流源精度为± InA。
【文档编号】G01N25/12GK105973924SQ201610291902
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】李会玲
【申请人】成都君禾天成科技有限公司