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拉伸应力下的高温超导带材临界电流特性研究笛樽爸梦侍引言郝层层圃窘,焦丰顺卫,石晶罹炊,周世平鹛,何清构对拉力机的改造多是在下方提供一个可升降的超导技术,目前,随着高温超导带材性能的不断提升,新型高性能高温超导带材已经在超导磁体制造方面得到日益广泛的应用。但超导带材一是在磁体制备中会不可避免的受到拉伸应力,二是设备运行过程中,电磁力也会对带材有拉伸作用。拉伸应力的作用会破坏带材结构导致带材临界电流衰退甚至被完全破坏。又因超导磁体必须工作在低温环境下,所以研究带材在低温环境下受到拉伸应力时临界电流的特性就显得尤为重要¨低温环境与拉伸应力下的高温超导带材临界电流测量仍存在难题,一是没有专用的实验装置,改造比较复杂;二是对临界电流的衰退特点和原因仍然不够清晰,因此国内外这方面的数据相当缺乏。本文初步解决了这两个问题,并成功得到了较理想的实验数据。实验装置设计及其优点实验装置最大的难题是常规的拉力机均采用上下拉伸结构,无法直接实现在带材受到拉伸的同时浸泡在液氮环境中。国外和国内其它科研机低温杜瓦装置,装置示意如图尽H欢捎拉力机的下端工作台一般很大,一方面是作为一个底座为拉力机提供一个支撑作用,另一方面步进电机以及电力电子器件也在内部,使得这种改装成本高昂且难以实现心因此,对购买的数显式拉力机进行了独特的改造,使其可完成测量工作。该改造最主要的特点是将上下分布的两个夹具改为左右分布,并通过独立设计的圆盘结构实现拉力方向的改变,如图所示。实验时,,武汉,笔〉缌镜缌κ匝檠芯吭海浜摘要:针对在低温、拉伸应力共同作用下,高温超导带材临界电流测量困难的问题,详细介绍了一种独立改造后的简便拉伸没备,利用四引线法对两种具有代表性的高温超导带材的临界电流进行了测量,并对结果进行了一系列的验证,证明了此设备能较好的完成测量任务。最后,结合带材的物理结构,简要分析了临界电流产生变化的原因。对今后的测量工作和超导磁体的设计与制备有一定的指导意义。关键词:低温环境;拉伸应力;高温超导带材;临界电流瑉.,曲艉收稿日期:——作者简介:郝层层,男,硕士研究生,主要研究方向为超导电力技术。琂舀琖鰈賤.&.琓琑瑂琇,畂,,,瓻辢:瑃鸽山:,.Ⅱ—甊,—騯
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对其加工,并对圆盘表面进行打磨,进行润滑处使得线圈受到一个环向应力,从而使得线圈上的其一是带材和圆盘之间存在摩擦,有可能使况下,带材处处受到大小相等、方向相反,且沿带超导技术下端的圆盘固定在拉伸设备上,实验设备示意图如图所示。该套实验设备主要有三个优点:勾娣液氮的低温杜瓦装置能方便的将超导带材完全浸没,较为简便的为其提供一个低温环境,从而无需复杂的低温杜瓦升降系统。淖胺椒ḿ虻ァ成本低廉、易于实现。此次改装主要是使用了耐寒性、绝缘性、可塑性均较好的环氧板,根据图纸理,尽量减小摩擦系数。并未对拉力机进行大规模改造。娴氖芰η榭觥4颂资笛樯璞有珹:,:,:霾饬康悖缤尽高温超导线圈在工作时会受到电磁力的作用,电磁力垂直于线圈向外,且经过线圈中心。这个力带材受到一个轴向拉伸的作用。且超导线圈上的带材也会受到弯曲应力的作用,这些受力特征都与图中的:部分带材受力特征相一致,这就使实验数据更贴近超导线圈工作时的真实情况。实验装置误差源分析对于该实验